RU2674993C1 - Electronic control system of brushless electric motor (options) - Google Patents

Electronic control system of brushless electric motor (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2674993C1
RU2674993C1 RU2018117667A RU2018117667A RU2674993C1 RU 2674993 C1 RU2674993 C1 RU 2674993C1 RU 2018117667 A RU2018117667 A RU 2018117667A RU 2018117667 A RU2018117667 A RU 2018117667A RU 2674993 C1 RU2674993 C1 RU 2674993C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electronic control
electric motor
rotor position
position sensors
control system
Prior art date
Application number
RU2018117667A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустем Февзиевич Халилов
Original Assignee
Рустем Февзиевич Халилов
Хатипов Исмаил Айдерович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рустем Февзиевич Халилов, Хатипов Исмаил Айдерович filed Critical Рустем Февзиевич Халилов
Priority to RU2018117667A priority Critical patent/RU2674993C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2674993C1 publication Critical patent/RU2674993C1/en
Priority to PCT/RU2019/000332 priority patent/WO2019221636A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/14—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with speed sensing devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the systems of electronic control of the electric motor, and can be used to control the DC motor. Electronic control systems of a brushless electric motor are a rotor with permanent magnets and a stator with electromagnets and contain an electronic control unit, power semiconductor switches, rotor position sensors. In the first and second versions of the electronic control systems of the brushless electric motor, a parallel-connected battery and a buffer storage device of the super-capacitor battery are used as the power source. Second embodiment is characterized in using two galvanically isolated power sources of the right and left arms of the electric circuit. In the first embodiment, the power source is connected to an inductive load through parallel-connected H-bridge power semiconductor switches with blocking diodes and a diode bridge, and in the second through current-limiting capacitors and diodes. In both cases, the electronic control unit is connected with the current sensor, with the rotor position sensors oriented along the axial lines of the permanent magnets, and through the inverter reverse unit – with rotor position sensors, oriented between the axial lines of the permanent magnets, and with the device for changing the orientation of the rotor position sensors.EFFECT: technical result is the development of an electronic control system for a brushless electric motor, possessing high flexibility and control efficiency and ensuring efficient use and return of electric power both during motor operation at its “idle” course, and at its braking, increase of efficiency and its torque.8 cl, 4 dwg

Description

Изобретения относятся к области электротехники, в частности к системам электронного управления электродвигателем, и могут быть использованы для управления электродвигателем постоянного тока.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electronic control systems for an electric motor, and can be used to control a DC motor.

Из уровня техники известны безредукторные мотор-колеса с непосредственным электромагнитным взаимодействием магнитных систем ротора и статора, вызывающие вращение колеса. Такие электродвигатели являются перспективными для использования в транспортных средствах, не требующих использование механических приводов и коробок передач.Gearless motor wheels with direct electromagnetic interaction of the rotor and stator magnetic systems causing wheel rotation are known in the prior art. Such electric motors are promising for use in vehicles that do not require the use of mechanical drives and gearboxes.

Конструкции мотор-колес делится на две категории, первая категория -коллекторные электродвигатели, вторая категория - бесколлекторные электродвигатели. Бесколлекторные электродвигатели имеют преимущества (по сравнению со щеточными двигателями), в отсутствие токопроводящих элементов скольжения, гибкостью в управление.The design of the motor-wheels is divided into two categories, the first category - collector motors, the second category - brushless motors. Brushless motors have advantages (compared to brush motors), in the absence of conductive sliding elements, flexibility in control.

Бесколлекторные электродвигатели нашли широкое применение, однако их эксплуатационные характеристики все же требуют улучшения.Brushless motors have found wide application, but their operational characteristics still require improvement.

Для повышения КПД и крутящего момента в динамике движения пытаются оптимизировать системы управления. Далее рассмотрим патенты, направленные именно для решения данной задачи.To increase efficiency and torque in the dynamics of movement, they try to optimize control systems. Next, we consider patents designed specifically for solving this problem.

Из уровня техники известны патенты US 6727668 В1 (кл. H02K 21/22, 27.04.2004); US 6791226 (кл. H02K 29/00, 14.09.2004), в которых раскрыты системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем, представляющим собой ротор с постоянными магнитами и статор с электромагнитами. При этом система содержит электронный блок управления, силовые полупроводниковые ключи электрически связанные с датчиками положения ротора.The prior art patents US 6727668 B1 (CL. H02K 21/22, 04/27/2004); US 6791226 (CL H02K 29/00, 09/14/2004), which disclose electronic control systems for a brushless electric motor, which is a rotor with permanent magnets and a stator with electromagnets. Moreover, the system contains an electronic control unit, power semiconductor switches electrically connected with rotor position sensors.

Недостатками данных систем является сложность их конструкций, сложность схем управления, делающих их дорогостоящими и ненадежными в эксплуатации.The disadvantages of these systems are the complexity of their designs, the complexity of control circuits, making them expensive and unreliable in operation.

Известна система управления бесколлекторным индукторным электродвигателем, раскрытая в патенте RU 2340994 С1 (кл. H02K 23/00, 10.12.2008), содержащая датчик углового положения ротора (в частности датчик Холла), который подает сигнал на электронную схему для запитывания или обесточивания катушек электромагнитов при прохождении мимо них зубцов ротора.A known control system of a brushless induction electric motor, disclosed in patent RU 2340994 C1 (CL H02K 23/00, 12/10/2008), comprising a rotor angular position sensor (in particular a Hall sensor), which supplies a signal to an electronic circuit for energizing or de-energizing electromagnet coils when passing the teeth of the rotor.

Однако приведенные автором в патенте чертежи не раскрывают принципиальную электрическую схему управления данного электродвигателя. В описании лишь упоминается, что система управления может содержать силовые ключи, часто тиристоры или силовые транзисторы с изолированным затвором, из которых собирается генератор импульсного напряжения, управление которыми обычно реализуется на основе использования микроконтроллера.However, the drawings cited by the author in the patent do not disclose a circuit diagram of the control of this electric motor. The description only mentions that the control system may contain power switches, often thyristors or power transistors with an insulated gate, from which a pulse voltage generator is assembled, which are usually controlled using a microcontroller.

Основным недостатком данного патента является низкая эффективность в режиме рекуперации электроэнергии, что приводит к потерям электроэнергии, а в следствии к снижению КПД, и к низкой эффективности использования двигателя при различных режимах эксплуатации.The main disadvantage of this patent is its low efficiency in the mode of energy recovery, which leads to loss of electricity, and as a result to reduced efficiency, and to low efficiency of engine use in various operating modes.

Из уровня техники известны патенты, решающие проблемы рекуперации электроэнергии: В патенте RU 2290328 (кл. B60K 17/14, 27.12.2006) рассматривается полноприводное транспортное средство с отдельно разгонным и отдельно маршевым двигателем типа мотор-колесо. Система управления в данном патенте не рассмотрена подробно, указано лишь, что электродвигатель содержит датчик углового положения (ДПР), который подает сигнал на электронную схему (не показана), которая переключает полярность питания катушек электромагнитов при прохождении мимо них постоянного магнита соответствующей полярности, источник электропитания и блок управления питанием электромоторов, где каждый из названных электромоторов содержит, по крайней мере, один круговой магнитопровод, на котором закреплено четное количество постоянных магнитов с одинаковым шагом; круговую раму, отделенную от магнитопровода воздушным промежутком и несущую четное число электромагнитов, расположенных попарно напротив друг друга.Patents are known from the prior art that solve the problems of energy recovery: Patent RU 2290328 (class B60K 17/14, 12/27/2006) describes an all-wheel drive vehicle with a separately accelerated and separately marching engine of the motor-wheel type. The control system in this patent is not considered in detail, it is only indicated that the electric motor contains an angular position sensor (DPR), which sends a signal to an electronic circuit (not shown), which switches the polarity of the power supply of the electromagnet coils when a permanent magnet of the corresponding polarity passes by them, the power source and a power control unit for electric motors, where each of these electric motors contains at least one circular magnetic circuit, on which an even number of posts is fixed all magnets with the same pitch; a circular frame, separated from the magnetic circuit by the air gap and carrying an even number of electromagnets located in pairs opposite each other.

Однако данная система имеет ряд недостатков: сложность конструкции, недостаточно эффективное использование и возврат электроэнергии в силу того, что вся схема работает в комплексе, состоящая из отдельных узлов и агрегатов.However, this system has a number of drawbacks: the complexity of the design, insufficiently efficient use and return of electricity due to the fact that the entire circuit operates in a complex consisting of separate units and assemblies.

Из уровня техники известен электропривод постоянного тока с системой его управления, раскрытый в а.с. №1384170 (Н02Р 5/06, 23.07.1989), в котором коэффициент использования силового источника питания повышается за счет переменной частоты коммутации, максимальное значение которой ограничивается.The prior art electric DC drive with a control system, disclosed in AS No. 1384170 (Н02Р 5/06, 07/23/1989), in which the coefficient of use of the power supply is increased due to the variable switching frequency, the maximum value of which is limited.

Данному электроприводу, и соответственно системе его управления, присущи следующие недостатки:This electric drive, and accordingly its control system, has the following disadvantages:

1) энергия торможения и реверса двигателя рекуперируется в источник питания и не используется в режиме разгона и реверса, что приводит к необходимости применения источника, который бы обеспечил необходимую в этих режимах максимальную мощность, что предъявляет повышенные требования к источнику питания, а это ограничивает область применения устройства;1) the energy of braking and reverse of the engine is recovered to the power source and is not used in the acceleration and reverse mode, which leads to the need to use a source that would provide the maximum power required in these modes, which makes increased demands on the power source, and this limits the scope devices

2) с целью снижения пульсаций скорости применяется переменная частота коммутации силовых ключей, при этом максимальная частота определяется параметрами исполнительного двигателя и параметрами силовых ключей, что ограничивает выбор двигателя постоянного тока и предъявляет повышенные требования к параметрам силовых ключей, то есть ограничивает функциональные возможности устройства.2) in order to reduce ripple of the speed, a variable switching frequency of the power switches is applied, while the maximum frequency is determined by the parameters of the executive motor and the parameters of the power switches, which limits the choice of the DC motor and places high demands on the parameters of the power switches, that is, limits the functionality of the device.

Все системы управления, раскрытые в вышеуказанных документах содержат общие признаки управления: электронный блок управления, датчики положения роторов и силовые полупроводниковые ключи. Таким образом, любой из вышеуказанных документов, в части признаков управления, может быть принят в качестве наиболее близкого аналога.All control systems disclosed in the above documents contain common control features: an electronic control unit, rotor position sensors and power semiconductor switches. Thus, any of the above documents, in terms of control features, can be adopted as the closest analogue.

Вышеуказанные системы управления электродвигателем имеют один общий и главный недостаток: недостаточно эффективное использование и возврат электроэнергии, а названные электродвигатели имеют низкий крутящий момент, что существенно ограничивает область их практического использования и приводит к невозможности создания универсального эффективного двигателя для различных транспортных средств.The aforementioned electric motor control systems have one common and main drawback: insufficient use and return of electric energy, and the aforementioned electric motors have low torque, which significantly limits their practical use and makes it impossible to create a universal efficient engine for various vehicles.

Технической задачей заявленной группы изобретений является разработка системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем, обладающей высокой гибкостью и эффективностью управления, которая будет универсальна для различных транспортных средств и обеспечит эффективное использование и возврат электроэнергии, как во время работы, электродвигателя, при его «холостом» ходе, так и при его торможении, повысит КПД электродвигателя и его крутящий момент.The technical task of the claimed group of inventions is the development of an electronic control system for a brushless electric motor with high flexibility and control efficiency, which will be universal for various vehicles and will ensure the efficient use and return of electricity, both during operation, of the electric motor during its “idle” running and when braking, it will increase the efficiency of the electric motor and its torque.

Данная задача решается тем, что система электронного управления бесколлекторным электродвигателем, представляющим собой ротор с постоянными магнитами с чередующимся направлением магнитного поля и статор с индуктивной нагрузкой, выполненной в виде электромагнитов по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, включает электронный блок управления, силовые полупроводниковые ключи, датчики положения ротора, при этом содержит конденсатор, образующий с обмотками электромагнитов резонансный контур, источник питания, выполненный в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи и буферного накопителя суперконденсаторной батареи, при этом источник питания выводами плюс и минус через соединенный Н-мост силовых полупроводниковых ключей с блокирующими диодами и диодный мост подключен к индуктивной нагрузке, а верхние и нижние силовые полупроводниковые ключи Н-моста соединены с драйверами верхних и нижних уровней, связанными с электронным блоком управления, который соединен с датчиком тока, с датчиками положения ротора, ориентированными по осевым линиям постоянных магнитов и через инверторный блок реверса с датчиками положения ротора, ориентированными между осевых линий постоянных магнитов и с устройством изменения ориентации датчиков положения ротора.This problem is solved in that the electronic control system of a brushless motor, which is a rotor with permanent magnets with an alternating direction of the magnetic field and a stator with an inductive load, made in the form of electromagnets in two coils with a successively opposite direction of the winding, includes an electronic control unit, power semiconductor switches , rotor position sensors, it contains a capacitor forming a resonant circuit with electromagnet coils, a power source, filled in the form of a parallel-connected rechargeable battery and a buffer drive of a supercapacitor battery, while the power supply leads plus and minus through a connected H-bridge of power semiconductor switches with blocking diodes and a diode bridge is connected to the inductive load, and the upper and lower power semiconductor switches of the H-bridge connected to the drivers of the upper and lower levels associated with the electronic control unit, which is connected to the current sensor, with rotor position sensors oriented along the axial axis to the lines of permanent magnets and through an inverter reverse unit with rotor position sensors oriented between the center lines of the permanent magnets and with a device for changing the orientation of the rotor position sensors.

Также данная задача решается тем, что система электронного управления бесколлекторным электродвигателем, представляющим собой ротор с постоянными магнитами с чередующимся направлением магнитного поля и статор с индуктивной нагрузкой, выполненной в виде электромагнитов по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, включает электронный блок управления, силовые полупроводниковые ключи, датчики положения ротора, при этом содержит конденсатор, образующий с обмотками электромагнитов резонансный контур, два гальванически развязанных источника питания правого и левого плеча электрической схемы, выполненные в виде параллельно соединенных аккумуляторных батарей и буферных накопителей суперконденсаторных батарей, при этом источники питания выводами плюс и минус подключены через токоограничивающие конденсаторы и диоды с индуктивной нагрузкой, а выходы источников питания подключены к мультивибраторам, соединенным с входами повышающих трансформаторов, выходы которых присоединены к диодным мостам, соединенным с высоковольтными конденсаторами, которые связаны с высоковольтными сторонами конверсионных трубок, низковольтные стороны которых соединены с триодами, которые через управляемые генераторы коротких импульсов связаны с электронным блоком управления, а выходы конверсионных трубок соединены с разрядниками для ограничения перенапряжений и с входами понижающих трансформаторов, выходы которых соединены с силовыми полупроводниковыми ключами, которые через драйверы связаны с электронным блоком управления, который соединен с датчиком тока, с датчиками положения ротора, ориентированными по осевым линиям постоянных магнитов и через инверторный блок реверса с датчиками положения ротора, ориентированными между осевых линий постоянных магнитов, с устройством изменения ориентации датчиков положения ротора, при этом индуктивная нагрузка соединена через блокирующие диоды с силовыми полупроводниковыми ключами.This problem is also solved by the fact that the electronic control system of a brushless electric motor, which is a rotor with permanent magnets with an alternating direction of the magnetic field and a stator with an inductive load, made in the form of electromagnets with two coils in series with the opposite direction of the winding, includes an electronic control unit, power semiconductor keys, rotor position sensors, it contains a capacitor that forms a resonant circuit with electromagnet windings, two galvanic the right and left shoulder power supply of the electric circuit, made in the form of parallel-connected rechargeable batteries and buffer storage of supercapacitor batteries, while the power sources are connected with plus and minus terminals through current-limiting capacitors and diodes with inductive load, and the outputs of the power sources are connected to multivibrators, connected to the inputs of step-up transformers, the outputs of which are connected to diode bridges connected to high-voltage capacitors, which e are connected to the high-voltage sides of the conversion tubes, the low-voltage sides of which are connected to the triodes, which are connected to the electronic control unit via controlled short-pulse generators, and the outputs of the conversion tubes are connected to surge arresters and to the inputs of step-down transformers, the outputs of which are connected to power semiconductor switches which are connected through drivers to an electronic control unit that is connected to a current sensor, to rotor position sensors, a reference connected along the axial lines of the permanent magnets and through the inverter reverse unit with rotor position sensors oriented between the axial lines of the permanent magnets and a device for changing the orientation of the rotor position sensors, while the inductive load is connected via blocking diodes to power semiconductor switches.

Кроме того, в частном варианте реализации вышеуказанные варианты систем электронного управления электродвигателем могут работать в режиме электромобиля, при этом электронный блок управления будет соединен, с селектором выбора режима движения, с датчиком скорости, с педалью тормоза, с педалью акселератора, с шунтирующим силовым ключом.In addition, in a private embodiment, the above options for electronic motor control systems can operate in an electric vehicle mode, while the electronic control unit will be connected, with a selector for selecting a driving mode, with a speed sensor, with a brake pedal, with an accelerator pedal, with a shunt power key.

В частных вариантах реализации изобретений, в целях дальнейшего повышения надежности работы системы управления электродвигателем:In private embodiments of the inventions, in order to further improve the reliability of the motor control system:

- в качестве силовых полупроводниковых ключей могут быть использованы полевые транзисторы с изолированным затвором;- as power semiconductor switches can be used field-effect transistors with an insulated gate;

- в качестве датчиков положения ротора могут быть использованы датчики Холла;- Hall sensors can be used as rotor position sensors;

- в электродвигателе ротор расположен с внешней стороны статора.- in the electric motor, the rotor is located on the outside of the stator.

- в электродвигателе ротор расположен внутри статора.- in the electric motor, the rotor is located inside the stator.

Сущность изобретений поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

Фигура 1 - изображена принципиальная электрическая схема системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем;Figure 1 - shows a circuit diagram of a system for electronic control of a brushless motor;

Фигура 2 - изображена принципиальная электрическая схема системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем в качестве электропривода электротранспорта;Figure 2 - shows a circuit diagram of an electronic control system of a brushless electric motor as an electric drive;

Фигура 3 - изображена принципиальная электрическая схема системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем с двумя источниками питания;Figure 3 - shows a circuit diagram of an electronic control system of a brushless motor with two power sources;

Фигура 4 - изображена принципиальная электрическая схема системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем с двумя источниками питания в качестве электропривода электротранспорта.Figure 4 - shows a circuit diagram of an electronic control system of a brushless electric motor with two power sources as an electric transport electric drive.

На представленных фигурах обозначены элементы.In the presented figures, elements are indicated.

1 - электромагниты, расположенные попарно напротив друга друга и имеющих по две катушки с последовательно-встречным направлением обмотки (одна фаза);1 - electromagnets located in pairs opposite each other and having two coils with sequentially-opposite direction of the winding (one phase);

2 - конденсатор резонансный;2 - resonant capacitor;

3, 4, 5, 6 - силовые полупроводниковые ключи;3, 4, 5, 6 - power semiconductor switches;

7, 8, 9, 10 - блокирующие диоды;7, 8, 9, 10 - blocking diodes;

11, 12, 13, 14 - диоды;11, 12, 13, 14 - diodes;

15, 16 - драйверы ключей нижнего и верхнего уровней;15, 16 - drivers of keys of the lower and upper levels;

17 - электронный блок управления;17 - electronic control unit;

18 - аккумуляторная батарея;18 - rechargeable battery;

19 - суперконденсаторная батарея (ионистр);19 - supercapacitor battery (ionistr);

20 - инверторный блок реверса;20 - inverter reverse unit;

21, 22 - датчики положения ротора, ориентированные по осевым линиям постоянных магнитов;21, 22 - rotor position sensors, oriented along the axial lines of permanent magnets;

23, 24 - датчики положения ротора, ориентированные между осевых линий постоянных магнитов;23, 24 - rotor position sensors, oriented between the axial lines of permanent magnets;

25 - датчик скорости;25 - speed sensor;

26 - датчик тока;26 - current sensor;

27 - педаль тормоза;27 - a brake pedal;

28 - педаль акселератора.28 - accelerator pedal.

29 - шунтирующий силовой ключ;29 - shunting power switch;

30 - аккумуляторная батарея правого плеча системы управления;30 - battery of the right shoulder of the control system;

31 - суперконденсаторная батарея (ионистр) правого плеча системы управления;31 - supercapacitor battery (ionistr) of the right shoulder of the control system;

32(53) - мультивибраторы;32 (53) - multivibrators;

33(52) - повышающие трансформаторы;33 (52) - step-up transformers;

34(51) - диодные мосты;34 (51) - diode bridges;

35, 37(50,54) - диоды, для защиты цепи;35, 37 (50.54) - diodes, to protect the circuit;

36(49) - высоковольтные конденсаторы;36 (49) - high voltage capacitors;

38(48) - разрядники, для ограничения перенапряжений;38 (48) - arresters, to limit overvoltages;

39(46) - конверсионные трубки Эдвина Грея;39 (46) - Edwin Gray conversion tubes;

43,44 - токоограничивающие конденсаторы;43,44 - current-limiting capacitors;

40(47) - триоды;40 (47) - triodes;

41(45) - управляемые генераторы коротких импульсов (до 50 мкс);41 (45) - controlled generators of short pulses (up to 50 μs);

42(55) - понижающие трансформаторы;42 (55) - step-down transformers;

56 - устройство изменения ориентации датчиков положения ротора;56 - a device for changing the orientation of the rotor position sensors;

57, 58 - драйверы ключей верхнего уровня;57, 58 — top-level key drivers;

59 - селектор выбора режима движения. Примечание:59 - selector for selecting a driving mode. Note:

SD - вход выключения драйвера;SD - driver shutdown input;

NIN - логический вход управления выходом драйвера верхнего уровня;NIN - logical input for controlling the output of a top-level driver;

LIN - логический вход управления выходом драйвера нижнего уровня.LIN is the logic input of the lower level driver output control.

Рассмотрим функционирование варианта исполнения принципиальной электрической схемы системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем, показанной на фигуре 1-2.Consider the operation of the embodiment of the circuit diagram of the electronic control system of the brushless motor shown in figure 1-2.

Далее рассмотрим режим работы заявленной схемы системы электронного управления бексоллекорным электродвигателем применительно в качестве электропривода электротранспорта (электромобиль).Next, we consider the mode of operation of the claimed circuit of the electronic control system of a non-collector electric motor as an electric transport electric drive (electric vehicle).

Система электронного управления выполняет функцию автоматической коробки передач (АКПП) в трансмиссии классического автомобиля при переключении с пониженной передачи на повышенную передачу, и обратно.The electronic control system performs the function of an automatic transmission (automatic transmission) in the transmission of a classic car when switching from a lower gear to a higher gear, and vice versa.

При разгоне электромобиля, индуктивная нагрузка бесколлекторного электродвигателя включена системой электронного управления на весь период сектора взаимодействия с постоянными магнитами ротора.When accelerating an electric vehicle, the inductive load of a brushless electric motor is switched on by an electronic control system for the entire period of the sector of interaction with permanent rotor magnets.

Принцип действия бесколлекторного электродвигателя широко известен из уровня техники и аналогичен традиционному электродвигателю постоянного тока и основан на силах электромагнитного притяжения и отталкивания, возникающих при взаимодействии ротора с постоянными магнитами с индуктивной нагрузкой статора, выполненной в виде электромагнитов. При прохождении электромагнитом положения, когда его ось расположена между осями постоянных магнитов, катушки электромагнита запитаны так, что создают магнитный полюс, противоположный полюсу последующего в направлении вращения постоянного магнита и одноименный с полюсом предыдущего постоянного магнита. Таким образом, электромагнит одновременно отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему постоянному магниту. С увеличением скорости электромобиля потребность в максимальном крутящем моменте уменьшается и, соответственно, электронный блок управления 17, получая сигналы об уменьшении потребления тока с датчика тока 26, увеличения скорости с датчика скорости 25, и положении педали акселератора 28 начинает уменьшать период включенного состояния фаз, соответственно увеличивается период выключенного состояния до переключения полярности, тем самым, обеспечивая рекуперацию электроэнергии. Во время выключенного состояния фаз это положение постоянные магниты проходят по инерции и за счет «тяги» других фаз, геометрически сдвинутых относительно друг друга. При уменьшении периода включенного состояния фаз, соответственно автоматически увеличивается период рекуперации электроэнергии как ЭДС индукции, так и противо - ЭДС, т.е. электродвигатель параллельно работает как генератор, причем постоянно в динамическом режиме, а не только при торможении. При переводе селектора выбора режима движения 59 в положение «D», электронный блок управления 17 получая сигналы от датчиков положения ротора 23, 24, (причем 23 включается, когда на него воздействует северный полюс магнита, а датчик положения ротора 24 включается, когда на него воздействует южный полюс магнита) подает питание на драйвера ключей нижнего и верхнего уровней 15, 16, которые в свою очередь открывают силовые полупроводниковые ключи 4, 5 для питания индуктивной нагрузки одной полярности и открывает силовые полупроводниковые ключи 3, 6, для питания индуктивной нагрузки противоположной полярности. Таким образом, все фазы подключаются к источнику питания, состоящему из параллельно соединенных аккумуляторной батареи 18 и буферного накопителя суперконденсаторной батареи 19. Нажатием на педаль акселератора 28 можно начинать или продолжать движение. При «холостом» ходе, т.е. отпущенной педали акселератора 28 в движении, будет происходить почти полный режим генерации, будут присутствовать только кратковременные импульсы на отталкивание, осуществляемые посредством датчиков положения ротора 21, 22 (причем 21 включается, когда на него воздействует северный полюс магнита, а датчик положения ротора 22 включается, когда на него воздействует южный полюс магнита) ориентированные по центру осевых линий постоянных магнитов, способствующие включению электронным блоком управления 17 через драйверы 15, 16 соответственно силовых полупроводниковых ключей 5, 4 или силовых полупроводниковых ключей 3, 6 электрической схемы, чтобы постоянные магниты проскакивали положения совмещения с электромагнитами индуктивной нагрузки электродвигателя (не прилипали и не препятствовали «холостому» ходу), и при этом, продолжая вращаться не только по инерции, но и притягиваясь к электромагнитам имеющие остаточную намагниченность, генерировали электрический ток. При переводе селектора выбора режима движения 59 в нейтральное положение «N», система электронного управления электродвигателем посредством электронного блока управления 17 через драйверы 15, 16 и силовые полупроводниковые ключи 3, 6 и 4, 5 выключает питание всех фаз. Если нейтральное положение включено в движении, и так как все фазы соединены с системой питания через диоды, соединенные по мостовой схеме (11, 12, 13, 14), то происходит рекуперация ЭДС индукции в схему питания (источник питания, выполненный в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи 18 и буферного накопителя суперконденсаторной батареи 19). При легком нажатии на педаль тормоза 27 в динамическом движении, система электронного управления также выключает переключение полярностей всех фаз и так как все фазы соединены с системой питания через диоды, соединенные по мостовой схеме (11, 12, 13, 14), также рекуперируемая электроэнергия поступает в схему питания. При сильном нажатии на педаль тормоза в движении, электронный блок управления 17 дополнительно включает шунтирующий силовой ключ 29 всех фаз, тем самым шунтируя обмотки электромагнитов 1 для электрического динамического торможения параллельно с работой тормозных колодок. При переводе селектора выбора режима движения 59 в положение «R» инверторный блок реверса 20 инвертируя сигналы с датчиков положения ротора 23, 24 способствуют изменению на противоположную полярность в каждой фазе электродвигателя и, соответственно, противоположному вращению вала электродвигателя. Во время крейсерской скорости периоды включенного состояния фаз уменьшены по сравнению с периодами 100% - го включенного состояния фаз во время разгона. Таким образом автоматически электродвигатель переходит из разгонного режима работы в маршевый режим и обратно. Буферный накопитель суперконденсаторная батарея 19 подключена параллельно к аккумуляторной батарее 18 для накопления рекуперируемой электроэнергии как ЭДС индукции, так и противо - ЭДС во время торможения и в динамическом режиме, а также для уменьшения пульсаций тока аккумулятора. Таким образом, система электронного управления бесколлекторным электродвигателем позволяет совмещать в себе все преимущества разгонного, маршевого электродвигателя и генератора одновременно.The principle of operation of a brushless electric motor is widely known from the prior art and is similar to a traditional direct current electric motor and is based on the forces of electromagnetic attraction and repulsion arising from the interaction of the rotor with permanent magnets with an inductive load of the stator, made in the form of electromagnets. When the electromagnet passes the position when its axis is located between the axes of the permanent magnets, the electromagnet coils are energized so as to create a magnetic pole opposite to the pole of the subsequent permanent magnet in the direction of rotation and the same name as the pole of the previous permanent magnet. Thus, the electromagnet simultaneously repels from the previous one and is attracted to the next permanent magnet. With increasing speed of the electric vehicle, the need for maximum torque decreases and, accordingly, the electronic control unit 17, receiving signals about a decrease in current consumption from the current sensor 26, an increase in speed from the speed sensor 25, and the position of the accelerator pedal 28, begins to decrease the period of the on state of the phases, respectively the period of the off state increases until the polarity is switched, thereby ensuring the recovery of electricity. During the off state of the phases, this position permanent magnets pass by inertia and due to the "traction" of other phases, geometrically shifted relative to each other. When the period of the on state of the phases decreases, the period of electric recovery of both the induction EMF and the counter-EMF automatically increases accordingly, i.e. the electric motor in parallel operates as a generator, and is constantly in dynamic mode, and not only during braking. When moving the selector of the selection of the driving mode 59 to the “D” position, the electronic control unit 17 receives signals from the rotor position sensors 23, 24, (23 being turned on when the north pole of the magnet is acting on it, and the rotor position sensor 24 is turned on when it is acts on the south pole of the magnet) supplies power to the key drivers of the lower and upper levels 15, 16, which in turn open the power semiconductor switches 4, 5 to power the inductive load of one polarity and open the power semiconductor switches 3, 6, for inductive load of opposite polarity. Thus, all phases are connected to a power source consisting of a parallel-connected battery 18 and a buffer storage of the supercapacitor battery 19. By pressing the accelerator pedal 28, you can start or continue moving. When idling, i.e. of the released accelerator pedal 28 in motion, an almost complete generation mode will occur, there will be only short-term repulsion pulses carried out by rotor position sensors 21, 22 (moreover, 21 is turned on when the north pole of the magnet acts on it, and the rotor position sensor 22 is turned on, when it is affected by the south pole of the magnet) centered on the center lines of the permanent magnets, contributing to the inclusion of the electronic control unit 17 through the drivers 15, 16, respectively semiconductor switches 5, 4 or power semiconductor switches 3, 6 of the electric circuit, so that the permanent magnets skip the positions of alignment with the electromagnets of the inductive load of the electric motor (do not stick and do not interfere with the "idle" stroke), and while continuing to rotate not only by inertia, but also attracted to electromagnets having residual magnetization, they generated an electric current. When translating the selector of the driving mode 59 to the neutral position “N”, the electronic motor control system through the electronic control unit 17 through the drivers 15, 16 and power semiconductor switches 3, 6 and 4, 5 turns off the power to all phases. If the neutral position is switched on in motion, and since all phases are connected to the power supply system through diodes connected according to the bridge circuit (11, 12, 13, 14), the induction emf is recuperated into the power supply circuit (a power supply made in the form of parallel connected battery 18 and buffer storage supercapacitor battery 19). When you lightly depress the brake pedal 27 in dynamic motion, the electronic control system also turns off the polarity switching of all phases and since all phases are connected to the power system through diodes connected by a bridge circuit (11, 12, 13, 14), the recovered electricity is also supplied into the power circuit. When the brake pedal is pressed firmly in motion, the electronic control unit 17 further includes a shunt power key 29 of all phases, thereby shunting the windings of the electromagnets 1 for electrical dynamic braking in parallel with the operation of the brake pads. When translating the selector of the movement mode 59 to the “R” position, the inverter reverse unit 20 by inverting the signals from the rotor position sensors 23, 24 contribute to a change in opposite polarity in each phase of the electric motor and, accordingly, to the opposite rotation of the electric motor shaft. During cruising speed, the phases of the on state of the phases are reduced compared to the periods of the 100% state of the phases during acceleration. Thus, the electric motor automatically switches from the accelerating mode to the marching mode and vice versa. Buffer storage The supercapacitor battery 19 is connected in parallel to the storage battery 18 for accumulating the recovered energy of both the induction EMF and the back EMF during braking and in dynamic mode, as well as to reduce the ripple of the battery current. Thus, the electronic control system of a brushless electric motor allows you to combine all the advantages of an accelerating, marching electric motor and generator at the same time.

Представленная на фиг. 1 система электронного управления бесколлекторным электродвигателем рассматривается как универсальная система, которую можно применять в любой области, а именно в области электрических приводов транспортных средств, в частности скутеров, мотоциклов, электромобилей, вертолетов, самолетов и в промышленном оборудовании.Presented in FIG. 1, the electronic control system of a brushless electric motor is considered as a universal system that can be applied in any field, namely in the field of electric drives of vehicles, in particular scooters, motorcycles, electric vehicles, helicopters, airplanes and in industrial equipment.

При этом система аналогична, описанной выше для фигуры 2, отличием является то, что электронный блок управления 17 не содержит селектор выбора режима движения 59, датчик скорости 25, педаль тормоза 27, педаль акселератора 28, шунтирующий силовой ключ 29.The system is similar to that described above for figure 2, the difference is that the electronic control unit 17 does not contain a selector for selecting the driving mode 59, speed sensor 25, brake pedal 27, accelerator pedal 28, shunt power key 29.

Рассмотрим функционирование варианта исполнения принципиальной электрической схемы системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем, показанной на фигуре 3.Consider the operation of the embodiment of the circuit diagram of the electronic control system of the brushless motor shown in figure 3.

Система питания состоит из отдельных гальванически развязанных источников питания, а именно, правого плеча электрической схемы, выполненного в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи 30 и буферного накопителя суперконденсаторной батареи 31 и левого плеча электрической схемы выполненного в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи 18 и буферного накопителя суперконденсаторной батареи 19, которые в зависимости от смены полярности питания индуктивной нагрузки бесколлекторного электродвигателя, попеременно питают электрические схемы, производящие высокоэнергетические импульсы, которые в свою очередь коммутируются соответственно ключами 3 и 5 с индуктивной нагрузкой электродвигателя, выполненной в виде электромагнитов по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Датчик положения ротора 23, ориентированный между осевыми линиями постоянных магнитов, включается и подает сигнал, когда на него воздействует северный полюс магнита и способствуют включению электронным блоком управления 17 через драйвер ключей верхнего уровня 58 правого силового полупроводникового ключа 5. Датчик положения ротора 24, ориентированный между осевыми линиями постоянных магнитов, включается и подает сигнал, когда на него воздействует южный полюс магнита и способствуют включению электронным блоком управления 17 через драйвер ключей верхнего уровня 57 левого силового полупроводникового ключа 3. Соответственно происходит смена полярности питания индуктивной нагрузки бесколлекторного электродвигателя.The power system consists of separate galvanically isolated power sources, namely, the right shoulder of the electric circuit made in the form of parallel-connected battery 30 and the buffer storage of the supercapacitor battery 31 and the left shoulder of the electric circuit made in the form of parallel-connected battery 18 and the buffer storage of the supercapacitor battery 19, which, depending on the change in the polarity of the power of the inductive load of the brushless motor, alternately supply electrical circuits producing high-energy pulses, which in turn are switched by keys 3 and 5, respectively, with the inductive load of the electric motor, made in the form of electromagnets with two coils in series with the opposite direction of the winding. The rotor position sensor 23, oriented between the center lines of the permanent magnets, turns on and gives a signal when the north pole of the magnet acts on it and facilitate the inclusion of the right power semiconductor key 5 by the electronic control unit 17 through the top-level key driver 58. The rotor position sensor 24, oriented between axial lines of permanent magnets, turns on and gives a signal when it is affected by the south pole of the magnet and contribute to the inclusion of the electronic control unit 17 through the driver to yuchey upper level 57 of the left power semiconductor switch 3. Accordingly, there is a change of polarity inductive load power brushless motor.

Рассмотрим работу правого плеча электрической схемы (работа левого плеча электрической схемы идентична). При включении правого плеча электрической схемы электронный блок управления 17 подает сигнал на включение правого управляемого генератора коротких импульсов 41 и одновременно на включение драйвера 58 силового полупроводникового ключа 5. Аккумуляторная батарея правого плеча системы управления 30 параллельно с суперконденсаторной батареей 31 питает мультивибратор 32, вырабатывающий импульсы для низковольтной обмотки повышающего трансформатора 33. Соответственно импульсным током низковольтной обмотки в высоковольтной обмотке наводится высокое напряжение. Далее выпрямленный ток диодным мостом 34 направляется на зарядку высоковольтного конденсатора 36. Триод 40, получив кратковременный сигнал от управляемого генератора коротких импульсов 41 способствует разряжению высоковольтного конденсатора 36 вызывающего искровой разряд в конверсионной трубке 39. При этом диоды 35, 37 и разрядник 38 являются элементами защиты от перегрузок. Сгенерированная волна радиантной энергии направляется на понижающий трансформатор 42, который в свою очередь подключается силовым полупроводниковым ключом 5 правого плеча электрической схемы с индуктивной нагрузкой электродвигателя. Высоковольтный конденсатор 36 не разряжается полностью, т.к. для этого недостаточно времени в связи с кратковременностью искрового разряда. Индуктивная нагрузка электродвигателя продолжает питаться серией импульсов энергии (длительностью которых управляет электронный блок), пока поступивший сигнал с датчика положения ротора 23 в электронный блок управления 17 не отключит правое плечо электрической схемы и, соответственно, электронный блок управления 17 получив сигнал с датчика положения ротора 24 включит левое плечо электрической схемы, поменяв, таким образом, полярность питания индуктивной нагрузки электродвигателя. Источники питания правого (30, 31) и левого (18, 19) плеча электрической схемы будучи подключенные к индуктивным нагрузкам электродвигателя через диоды 11, 13 и токоограничивающие конденсаторы 43, 44 (или понижающие трансформаторы, взамен конденсаторов 43, 44) и, соответственно, гальванически развязанные между собой, автоматически подзаряжаются попеременно в процессе вращения ротора, в зависимости от смены полярности той же энергией, которая питает индуктивные нагрузки электродвигателя. При этом диод 13 соединен с токоограничивающим конденсатор 43, который соединен с источником питания левого плеча электрической схемы, а диод 11 соединен с токоограничивающим конденсатором 44, который соединен с источником питания правого плеча электрической схемы.Consider the operation of the right shoulder of the electric circuit (the work of the left shoulder of the electric circuit is identical). When the right shoulder of the electric circuit is turned on, the electronic control unit 17 sends a signal to turn on the right controlled short pulse generator 41 and at the same time turn on the driver 58 of the power semiconductor key 5. The battery of the right shoulder of the control system 30 in parallel with the supercapacitor battery 31 supplies the multivibrator 32 that generates pulses for low-voltage winding of the step-up transformer 33. Accordingly, the pulse current of the low-voltage winding in the high-voltage winding induces you juice stress. Next, the rectified current by the diode bridge 34 is directed to charge the high voltage capacitor 36. The triode 40, having received a short-term signal from the controlled short pulse generator 41, contributes to the discharge of the high voltage capacitor 36 causing a spark discharge in the conversion tube 39. In this case, the diodes 35, 37 and the spark gap 38 are protection elements from overloads. The generated wave of radiant energy is directed to a step-down transformer 42, which in turn is connected by a power semiconductor switch 5 of the right shoulder of the electric circuit with an inductive load of the electric motor. The high voltage capacitor 36 does not discharge completely since there is not enough time for this due to the short duration of the spark discharge. The inductive load of the electric motor continues to be fed by a series of energy pulses (the duration of which is controlled by the electronic unit) until the incoming signal from the rotor position sensor 23 to the electronic control unit 17 disconnects the right shoulder of the electric circuit and, accordingly, the electronic control unit 17 receives a signal from the rotor position sensor 24 will turn on the left shoulder of the circuit, thus changing the polarity of the inductive load of the electric motor. Power sources of the right (30, 31) and left (18, 19) arm of the electric circuit being connected to the inductive loads of the electric motor through diodes 11, 13 and current-limiting capacitors 43, 44 (or step-down transformers, instead of capacitors 43, 44) and, accordingly, galvanically isolated from each other, are automatically charged alternately during the rotation of the rotor, depending on the change in polarity with the same energy that feeds the inductive loads of the electric motor. In this case, the diode 13 is connected to a current-limiting capacitor 43, which is connected to a power supply of the left shoulder of the electric circuit, and the diode 11 is connected to a current-limiting capacitor 44, which is connected to a power supply of the right shoulder of the electric circuit.

Рассмотрим функционирование варианта исполнения принципиальной электрической схемы системы электронного управления бесколлекторным электродвигателем, показанной на фигуре 4.Consider the operation of the embodiment of the circuit diagram of the electronic control system of the brushless motor shown in figure 4.

Представленная на фиг. 4 система электронного управления бесколлекторным электродвигателем рассматривается в режиме работы электродвигателя применительно к электроприводу электротранспорту (электромобилю). При этом работа системы аналогична, описанной выше для фигуры 3, отличием является то, что в случае использовании в качестве электропривода электрического транспорта при динамическом движении электронный блок управления 17 дополнительно обрабатывает поступающие сигналы с селектора выбора режима движения 59, с датчика тока 26, с датчика скорости 25, с педали тормоза 27 и педали акселератора 28.Presented in FIG. 4, the electronic control system of a brushless electric motor is considered in the operation mode of the electric motor as applied to the electric drive electric transport (electric vehicle). The operation of the system is similar to that described above for figure 3, the difference is that in the case of using an electric vehicle as a drive during dynamic movement, the electronic control unit 17 additionally processes the incoming signals from the selector for selecting the driving mode 59, from the current sensor 26, from the sensor speed 25, with the brake pedal 27 and the accelerator pedal 28.

Изобретения не ограничиваются рассмотренными вариантами исполнения и охватывают все допустимые с технической точки зрения комбинации признаков, раскрытых в описании и формуле изобретения.The invention is not limited to the considered options for execution and covers all technically acceptable combinations of features disclosed in the description and claims.

Таким образом, использование предложенных технических решений позволяет получить универсальную систему управления бесколлекторным электродвигателем, которая позволяет электродвигателю одновременно работать в режиме генератора, что приводит к высокому крутящему моменту и КПД≥98% для электродвигателя различных транспортных средств.Thus, the use of the proposed technical solutions makes it possible to obtain a universal control system of a brushless electric motor, which allows the electric motor to simultaneously operate in generator mode, which leads to high torque and an efficiency of ≥98% for the electric motor of various vehicles.

Claims (8)

1. Система электронного управления бесколлекторным электродвигателем, представляющим собой ротор с постоянными магнитами с чередующимся направлением магнитного поля и статор с индуктивной нагрузкой, выполненной в виде электромагнитов по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, включающая электронный блок управления, силовые полупроводниковые ключи, датчики положения ротора, отличающаяся тем, что содержит конденсатор, образующий с обмотками электромагнитов резонансный контур, источник питания, выполненный в виде параллельно соединенных аккумуляторной батареи и буферного накопителя суперконденсаторной батареи, при этом источник питания выводами плюс и минус через соединенный Н-мост силовых полупроводниковых ключей с блокирующими диодами и диодный мост подключен к индуктивной нагрузке, а верхние и нижние силовые полупроводниковые ключи Н-моста соединены с драйверами верхних и нижних уровней, связанными с электронным блоком управления, который соединен с датчиком тока, с датчиками положения ротора, ориентированными по осевым линиям постоянных магнитов, и через инверторный блок реверса - с датчиками положения ротора, ориентированными между осевыми линями постоянных магнитов, и с устройством изменения ориентации датчиков положения ротора.1. The electronic control system of a brushless electric motor, which is a rotor with permanent magnets with an alternating direction of the magnetic field and a stator with an inductive load, made in the form of electromagnets with two coils in series with the opposite direction of the winding, including an electronic control unit, power semiconductor switches, rotor position sensors , characterized in that it contains a capacitor, forming with the windings of the electromagnets a resonant circuit, a power source made in VI e parallel-connected battery and buffer storage of the supercapacitor battery, while the power supply leads plus and minus through the connected H-bridge of power semiconductor switches with blocking diodes and a diode bridge is connected to the inductive load, and the upper and lower power semiconductor switches of the H-bridge are connected to drivers of the upper and lower levels associated with the electronic control unit, which is connected to the current sensor, with rotor position sensors oriented along the axial lines of constant magnets, and through the inverter reverse unit - with rotor position sensors oriented between the axial lines of the permanent magnets, and with a device for changing the orientation of the rotor position sensors. 2. Система электронного управления бесколлекторным электродвигателем по п.1, отличающаяся тем, что электронный блок управления соединен с датчиком скорости, с педалью тормоза, с педалью акселератора, с шунтирующим силовым ключом.2. The electronic control system of a brushless electric motor according to claim 1, characterized in that the electronic control unit is connected to a speed sensor, to a brake pedal, to an accelerator pedal, and a shunt power key. 3. Система электронного управления бесколлекторным электродвигателем, представляющим собой ротор с постоянными магнитами с чередующимся направлением магнитного поля и статор с индуктивной нагрузкой, выполненной в виде электромагнитов по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, включающая электронный блок управления, силовые полупроводниковые ключи, датчики положения ротора, отличающаяся тем, что содержит конденсатор, образующий с обмотками электромагнитов резонансный контур, два гальванически развязанных источника питания правого и левого плечей электрической схемы, выполненные в виде параллельно соединенных аккумуляторных батарей и буферных накопителей суперконденсаторных батарей, при этом источники питания выводами плюс и минус подключены через токоограничивающие конденсаторы и диоды с индуктивной нагрузкой, а выходы источников питания подключены к мультивибраторам, соединенным с входами повышающих трансформаторов, выходы которых присоединены к диодным мостам, соединенным с высоковольтными конденсаторами, которые связаны с высоковольтными сторонами конверсионных трубок, низковольтные стороны которых соединены с триодами, которые через управляемые генераторы коротких импульсов связаны с электронным блоком управления, а выходы конверсионных трубок соединены с разрядниками для ограничения перенапряжений и с входами понижающих трансформаторов, выходы которых соединены с силовыми полупроводниковыми ключами, которые через драйверы связаны с электронным блоком управления, который соединен с датчиком тока, с датчиками положения ротора, ориентированными по осевым линиям постоянных магнитов, и через инверторный блок реверса - с датчиками положения ротора, ориентированными между осевыми линиями постоянных магнитов, с устройством изменения ориентации датчиков положения ротора, при этом индуктивная нагрузка соединена через блокирующие диоды с силовыми полупроводниковыми ключами.3. The electronic control system of a brushless electric motor, which is a rotor with permanent magnets with an alternating direction of the magnetic field and a stator with an inductive load, made in the form of electromagnets with two coils in series with the opposite direction of the winding, including an electronic control unit, power semiconductor switches, rotor position sensors , characterized in that it contains a capacitor, forming with the windings of the electromagnets a resonant circuit, two galvanically isolated sources source of power of the right and left shoulders of the electric circuit, made in the form of parallel-connected rechargeable batteries and buffer drives of supercapacitor batteries, while the power supply terminals plus and minus are connected via current-limiting capacitors and diodes with inductive load, and the outputs of the power sources are connected to multivibrators connected to inputs of step-up transformers, the outputs of which are connected to diode bridges connected to high-voltage capacitors, which are connected to high the voltage sides of the conversion tubes, the low-voltage sides of which are connected to the triodes, which are connected to the electronic control unit via controlled short-pulse generators, and the outputs of the conversion tubes are connected to surge arresters and to the inputs of step-down transformers, the outputs of which are connected to power semiconductor switches that are connected through drivers are connected to an electronic control unit, which is connected to a current sensor, with rotor position sensors oriented along the axial iniyam permanent magnets, and through inverter unit reverser - rotor position sensors, oriented between the center lines of the permanent magnets, the device changes the orientation of the rotor position sensor, wherein the inductive load is connected through blocking diodes with the power semiconductor switches. 4. Система электронного управления бесколлекторным электродвигателем по п.3, отличающаяся тем, что электронный блок управления соединен с датчиком скорости, с педалью тормоза, с педалью акселератора, с шунтирующим силовым ключом.4. The electronic control system of a brushless electric motor according to claim 3, characterized in that the electronic control unit is connected to a speed sensor, to the brake pedal, to the accelerator pedal, and a shunt power key. 5. Система электронного управления бесколлекторным электродвигателем по пп.1, 3, отличающаяся тем, что в качестве силовых полупроводниковых ключей использованы полевые транзисторы с изолированным затвором.5. The electronic control system of a brushless electric motor according to claims 1, 3, characterized in that field-effect transistors with an insulated gate are used as power semiconductor switches. 6. Система электронного управления бесколлекторным электродвигателем по пп.1, 3, отличающаяся тем, что в качестве датчиков положения ротора использованы датчики Холла.6. The electronic control system of a brushless electric motor according to claims 1, 3, characterized in that Hall sensors are used as rotor position sensors. 7. Система электронного управления электродвигателем по пп.1, 3, отличающаяся тем, в электродвигателе ротор расположен с внешней стороны статора.7. The electronic motor control system according to claims 1, 3, characterized in that in the electric motor the rotor is located on the outside of the stator. 8. Система электронного управления электродвигателем по пп.1, 3, отличающаяся тем, что в электродвигателе ротор расположен внутри статора.8. The electronic motor control system according to claims 1, 3, characterized in that in the electric motor the rotor is located inside the stator.
RU2018117667A 2018-05-14 2018-05-14 Electronic control system of brushless electric motor (options) RU2674993C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117667A RU2674993C1 (en) 2018-05-14 2018-05-14 Electronic control system of brushless electric motor (options)
PCT/RU2019/000332 WO2019221636A1 (en) 2018-05-14 2019-05-13 System for electronically controlling a brushless electric motor (variant embodiments)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117667A RU2674993C1 (en) 2018-05-14 2018-05-14 Electronic control system of brushless electric motor (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2674993C1 true RU2674993C1 (en) 2018-12-14

Family

ID=64753169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117667A RU2674993C1 (en) 2018-05-14 2018-05-14 Electronic control system of brushless electric motor (options)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2674993C1 (en)
WO (1) WO2019221636A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210818U1 (en) * 2020-12-03 2022-05-05 Дмитрий Иванович Власов WATER VEHICLE WITH ELECTRIC ENGINE

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2149226A (en) * 1983-09-05 1985-06-05 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Collectorless D.C. motor
US6791226B1 (en) * 2003-09-10 2004-09-14 Wavecrest Laboratories, Llc Multiphase motor winding topology and control
WO2004091957A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-28 Ultra Motor Company Limited Electric motor
RU2290328C1 (en) * 2005-07-21 2006-12-27 Василий Васильевич Шкондин All-wheel-drive vehicle
JP2007500499A (en) * 2003-05-26 2007-01-11 インノソース・ビー．ブイ． Speed regulator for brushless DC motor
DE60313458T2 (en) * 2002-06-19 2008-01-03 Matra Manufacturing & Services Sas CONTROL OF A BRUSHLESS MOTOR USING INDEPENDENT PHASE PARAMETERS
RU2340994C1 (en) * 2007-06-05 2008-12-10 Василий Васильевич Шкондин Induction motor (versions)
RU121405U1 (en) * 2012-05-31 2012-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Электропривод Сагдакова" Brushless motor
RU126996U1 (en) * 2012-09-11 2013-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Электропривод Сагдакова" Brushless DC Motor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853107B2 (en) * 2003-03-26 2005-02-08 Wavecrest Laboratories, Llc Multiphase motor having different winding configurations for respective speed ranges

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2149226A (en) * 1983-09-05 1985-06-05 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Collectorless D.C. motor
DE60313458T2 (en) * 2002-06-19 2008-01-03 Matra Manufacturing & Services Sas CONTROL OF A BRUSHLESS MOTOR USING INDEPENDENT PHASE PARAMETERS
WO2004091957A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-28 Ultra Motor Company Limited Electric motor
JP2007500499A (en) * 2003-05-26 2007-01-11 インノソース・ビー．ブイ． Speed regulator for brushless DC motor
US6791226B1 (en) * 2003-09-10 2004-09-14 Wavecrest Laboratories, Llc Multiphase motor winding topology and control
RU2290328C1 (en) * 2005-07-21 2006-12-27 Василий Васильевич Шкондин All-wheel-drive vehicle
RU2340994C1 (en) * 2007-06-05 2008-12-10 Василий Васильевич Шкондин Induction motor (versions)
RU121405U1 (en) * 2012-05-31 2012-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Электропривод Сагдакова" Brushless motor
RU126996U1 (en) * 2012-09-11 2013-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Электропривод Сагдакова" Brushless DC Motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210818U1 (en) * 2020-12-03 2022-05-05 Дмитрий Иванович Власов WATER VEHICLE WITH ELECTRIC ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019221636A1 (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8400084B2 (en) Regenerative switched reluctance motor driving system
US20050275359A1 (en) Relative drive device
CN103780042B (en) A kind of brushless direct-current reluctance type starter-generator
JPS6387137A (en) Electric source
CN104242580B (en) A kind of automobile is with variable winding starting electromotor
JP6468266B2 (en) Switched reluctance motor controller
JP4700138B1 (en) DC regenerative motor
RU2674993C1 (en) Electronic control system of brushless electric motor (options)
RU2529306C1 (en) Electromechanical transmission
US8228021B2 (en) Converter circuit
US5436825A (en) Electronic control circuit for the supply of ohmic-inductive loads by means of direct-current pulses
US20200162005A1 (en) Partial-load phase deactivation of polyphase electric machine
US10581310B2 (en) Electromechanical converter for automatically changing and adjusting driving torque in a vehicle
US20110291600A1 (en) Electromechanical device
JP2013201858A (en) Non-sine wave drive motor
US8405366B2 (en) Method for controlling generation of electrical power
CN211089513U (en) H bridge automobile motor controller integrating charging function
JP6254940B2 (en) Resonant motor system
JP5128709B1 (en) Non-sinusoidal drive motor
CN104767466B (en) The starting-generating system that a kind of winding automatically switches
RU2340994C1 (en) Induction motor (versions)
TWI425762B (en) Power generation control method
JP6645405B2 (en) Rotary electric machine control device, rotary electric machine unit
RU2696752C1 (en) Traction system of electric vehicle
JP2001309631A (en) Electric machine, inverter circuit and inverter unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200515