SU379022A1 - Бесконтактный электродвигатель постоянного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к бесконтактным микроэлектродвигател м посто нного тока.

Известны бесконтактные электродвигатели посто нного тока с фазными обмотками, состо щими из двух полуфаз с выводом средней точки, подключенным к одному полюсу источника питани , и с концами, подсоединенными к другому полюсу источника через силовые транзисторы, св занные через транзисторы предварительного усилени  с датчиками положени  ротора. Однако недостаточно высока  надежность схем известных двигателей св зана с относительно низкой крутизной фронтов переключени  транзисторов или с усложнени ми схемы при осуществлении формировани  крутых фронтов переключени  транзисторов, а также с их склонностью к автоколебательным процессам из-за наличи  электромагнитных св зей между силовыми цеп ми и цеп ми управлени  при работе с маломощными (малогабаритными) датчиками положени  ротора.

Целью изобретени   вл етс  упрощение схемы и повышение ее надежности.

Предлагаемый бесконтактный электродвигатель отличаетс  тем, что между базами транзисторов предварительного усилени  и коллекторами силовых транзисторов каждой полуфазы, а также между коллекторами транзисторов предварительного усилени  и

коллекторами силовых транзисторов разных полуфаз каждой фазы включены активные сопротивлени .

На чертеже приведена схема одной фазы предлагаемого электродвигател  с однополупериодной схемой питани  обмоток.

Обмотка 1 фазы имеет две ветви 2 и 5 со встречной намоткой. Кажда  из обмоток подключаетс  к источнику 4 питани  в пределах

одного полупериода вращени  ротора через силовые транзисторы 5 и б. Функции силового транзистора могут выполн тьс  как одиночным транзистором, так и несколькими транзисторами, включеными по схеме составного триода. Переключение силовых транзисторов осуществл етс  по сигналам датчика 7 положени  ротора, поданным на базы транзисторов S и 9 предварительного усилени . Нулевой или отрицательный сигнал датчика 7 на базе обеспечивает открытое состо ние соответствующего транзистора предварительного усилени , которое соответствует закрытому состо нию силового транзистора, и наоборот . Таким образом, кажда  ветвь обмотки электродвигател  коммутируетс  отдельным электронным переключателем, выполненным на базе транзистора предварительного усилени  и силового триода. Особенностью предлагаемого электродвигател   вл етс  применение в каждом электронном переключателе обратных св зей в виде активных сопротивлений 10-13. Цепь сопротивл1ени  10, включенного между базой транзистора 8 и коллектором транзистора 5, обеспечивает протекание тока, открывающего транзистор 8 при отсутствии сигнала или при отрицательном сигнале датчика 7 на базе транзистора 8.

При по влении на базе транзистора 8 положительного сигнала датчика 7 транзистор начинает закрыватьс  (транзистор 9 открыт). В результате этого в базе силового транзистора 5 по вл етс  открывающий ток, и уменьщаетс  падение напр жени  на его переходах эмиттер-коллектор, что означает по вление напр жени  на обмотке 2, которое в первый момент компенсируетс  э.д.с. самоиндукции обмотки, направленной навстречу напр жению питани . Одновременно в параллельной обмотке 3 возникает э.д.с. взаимоиндукции, имеюща  направление, согласное с напр жением питани . Отмеченные  влени  обеспечивают лавинообразный процесс переключени  транзисторов.

При снижении управл ющего сигнала датчика 7 до некоторого критического значени , близкого к нулю, транзистор 8 начинает открыватьс  током по цепи сопротивлени  10, протекающим под действием напр жени  смещени  см- Это сопровождаетс  уменьшением базового тока силового транзистора 5, выходом его из ключевого режима и уменьщением тока в обмотке 2 двигател . Уменьщение тока в обмотке вызывает в ней по вление э.д.с. самоиндукции, направленной от коллектора транзистора 5 к отрицательному полюсу источника питани . Одновременно в параллельной ветви возиикает э.д.с. взаимоиндукции , направленна  от средней точки обмотки к коллектору транзистора 6.

В результате действи  э.д.с. самоиндукции и взаимоиндукции процесс закрыти  силового транзистора также преобретает лавинообразный характер. Благодар  действию предлагаемой системы обратных св зей, использующей э.д.с. самоиндукции и взаимоиндукции обмоток двигател , крутизна фронтов переключени  силовых транзисторов возрастает до максимального уровн . Это способствует снижению загрузки транзисторов мощностью , повыщает надежность их работы и

дает возможность построени  бесконтактных электродвигателей посто нного тока с высокими скорост ми вращени  (60000 об/мин и более). При этом практически отпадает необходимость в искусственом охлаждении транзисторов, что обеспечивает минимальные габариты коммутаторов.

Работа двигател  сопровождаетс  наведением в обмотке э.д.с. вращени . Согласно

принципу действи  бесконтактного электродвигател  посто нного тока силовой транзистор должен быть открыт при встречном направлении э.д.с. вращени  напр жению питани  и закрыт при э.д.с. вращени , направленной согласно напр жению питани . В соответствии с этим дл  предлагаемой схемы э.д.с. вращение в обмотке двигател  увеличивает базовый и уменьщает коллекторный токи транзистора предварительного усилени 

имено в течение той части периода вращени , когда он должен быть открытым. Таким образом , действие э.д.с. вращени  в предлагаемом бесконтактном электродвигателе посто нного тока способствует сохранению транзисторов пердварительно усилени  в необходимом режиме работы, затрудн   случайные переключени  схемы в результате воздействи  помех по цеп м датчика положени  ротора.

Предмет изобретени 

Бесконтактный электродвигатель посто нного тока с разом.кнутой т-фазной обмоткой,

кажда  из фаз которой состоит из двух полуфаз с выводом средней точки, подсоединенным к одному полюсу источника питани , концы полуфаз подключены к другому полюсу источника питани  через силовые транзисторы , св занные с транзисторами предварительного усилени , и через них управл емые датчиком угла положени  ротора, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  схемы и повышени  ее надежности, между базами

транзисторов предварительного усилени  и коллекторами силовых транзисторов каждой полуфазы, а также между коллекторами транзисторов предварительного усилени  и коллекторами силовых транзисторов разных

полуфаз каждой фазы включены активные сопротивлени .