SI9200102A - Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi - Google Patents

Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi Download PDF

Info

Publication number
SI9200102A
SI9200102A SI9200102A SI9200102A SI9200102A SI 9200102 A SI9200102 A SI 9200102A SI 9200102 A SI9200102 A SI 9200102A SI 9200102 A SI9200102 A SI 9200102A SI 9200102 A SI9200102 A SI 9200102A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
motor
pole
poles
rotor
phase
Prior art date
Application number
SI9200102A
Other languages
English (en)
Inventor
Jurica Zadravec
Original Assignee
Imp Crpalke D D
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 Imp Crpalke D D filed Critical Imp Crpalke D D
Priority to SI9200102A priority Critical patent/SI9200102A/sl
Priority to EP93109394A priority patent/EP0574010A2/de
Publication of SI9200102A publication Critical patent/SI9200102A/sl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/04—Synchronous motors for single-phase current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • 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
    • 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
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor

Landscapes

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

Description

Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi
Izum spada v področje gradnje električnih strojev z elektronsko komutacijo in se po MKP uvršča v razred H 02K 29/00.
Elektronsko komutirani stroji so sinhronski stroji, opremljeni z magnetnimi senzorji, ki otipavajo lego rotorja in krmilijo posamezna fazna navitja statorja, tako da so vzbujena vedno tista fazna navitja statorja, ki glede na trenutno lego rotorja povzročijo največji moment na gredi motoija.
Inducirana napetost znanega sinhronskega stroja je izmenična, njen časovni potek pa je običajno sinusen. Zato mora elektronski komutator generirati izmenično napetost s sinusnim časovnim potekom, da lahko z električno energijo napaja fazna navitja elektronsko komutiranega stroja. Pri tem so osnovne funkcije elektronskega komutatorja ugotavljanje lege rotorja, generiranje izmenične napetosti, to je razsmerjanje s tako frekvenco, ki ustreza trenutni hitrosti vrtenja rotorja, ter razporejanje električne energije na posamezna fazna navitja v odvisnosti od trenutne lege rotorja. Pri tem so dodatne funkcije elektronskega komutatorja še omejevanje in regulacija električnega toka, regulacija števila vrtljajev motorja, zaščita motorja in drugo.
Če želimo doseči dober izkoristek stroja, mora biti elektronski komutator dobro prilagojen na lastnosti motorja, kajti vsaka razlika med obliko, to je časovnim potekom inducirane napetosti motoija ter obliko napajalne napetosti, ki jo generira elektronski komutator, se spremeni v izgubo.
Tehnični problem pri elektronsko komutiranih motorjih, ki se zaradi svoje velike specifične moči in dolge življenske dobe vedno bolj uveljavljajo, je takšna konstrukcija motorja, ki bo omogočala uporabo enostavnega in cenenega elektronskega komutatorja, pri čemer pa bo ohranjen dober izkoristek motorja.
Rešitev tehničnega problema bomo podrobneje opisali v nadaljevanju in prikazali na risbah, kjer prikazujejo:
sl. 1 prerez skozi enofazni sinhronski stroj z diagramom poteka inducirane napetosti pravokotne oblike sl. 2 prerez skozi enofazno izvedbo sinhronskega stroja po izumu z diagramom poteka inducirane napetosti pravokotne oblike sl. 3 prerez skozi trifazno izvedbo sinhronskega stroja po izumu sl. 4 enofazno vezalno shemo elektronskega komutatorja po izumu.
Najenostavnejši elektronski komutator, kar jih je možno zgraditi, vsebuje -za napajanje vsake faze senzor lege rotorja, elektronsko stikalo za vklop in izklop faze, omejilnik toka in omejilnik prenapetosti, ki nastane ob izklopu faze.
Tak najenostavnejši elektronski komutator lahko za vsako fazo generira enosmerne impulze električne napetosti pravokotne oblike. Če želimo s tem komutatorjem krmiliti motor z definirano smerjo vrtenja, mora biti motor izdelan tako, da je inducirana napetost pravokotne oblike (da je časovni potek inducirane napetosti pravokotne oblike), da je motor izdelan v dvo- ali večfazni izvedbi in da motor mora brezhibno delovati s polvalnim napajanjem.
Enofazna izvedba sinhronskega stroja, čigar inducirana napetost je pravokotne oblike, je shematsko prikazana na sl. 1. Tak stroj ima stator 1, na katerem je nameščeno vzbujevalno navitje 6, medtem ko sta na rotorju 2 nameščena dva trajna magneta 3 izmenične polaritete. Znano je, da so pogoji za doseganje pravokotne oblike inducirane napetosti naslednji: gostota magnetnega polja v zračni reži mora biti konstantna, poli morajo biti izraženi in širina pola mora biti enaka polovni delitvi t. Kot je razvidno iz slike 1, pa je pri teh pogojih mogoče na stroj namestiti samo dva pola 4, to je en polovni par. Ali z drugimi besedami: stroj je mogoče izdelati samo v enofazni izvedbi. Da bi lahko izdelali stroj z definirano smerjo vrtenja, to je, da bi lahko izdelali večfazni stroj z izraženimi poli, je nujno treba pridobiti prostor na obodu statorja 1. Zato raziščimo, kaj se zgodi, če je širina statorskega pola mnogokratnik polovne delitve.
Slika 2 shematsko prikazuje enofazen sinhronski stroj, kije sestavljen iz statorja 1 in rotorja 2. Na rotor 2 so nameščeni štirje trajni magneti 3 izmenične polaritete. Stator 1 je opremljen z dvema poloma 4 in 5. Zgornji pol 4 ima širino pola rotorja t, medtem ko ima spodnji pol 5 širino pola 3t. Zgornji pol 4 opremimo z vzbujevalnim navitjem 6 in ga imenujemo aktiven pol, medtem ko pol 5 ni vzbujen in ga imenujemo pasiven pol. Če stroj po sliki 2 priključimo na napetost, ugotovimo, da se obnaša podobno, kot stroj po sliki 1. Časovni potek inducirane napetosti stroja po sliki 2 je enak časovnemu poteku inducirane napetosti stroja po sliki 1. Oba poteka inducirane napetosti sta pravokotne oblike. Pač pa lahko v prostor, ki ga zavzema pasivni pol, namestimo navitja drugih faz, kijih vzbujamo takrat, ko navitje 6 ni vzbujano.
Najprimernejšo število faz stroja po izumu izberemo glede na zahtevo, da mora stroj delovati s polvalnim vzbujanjem. Za polvalno vzbujanje je najprimernejši trifazni sistem, pri katerem predstavljata druga in tretja faza negativni polval prve faze.
Slika 3 predstavlja trifazno izvedbo stroja po izumu. Stroj je sestavljen iz statorja 1 in rotorja 2 ter seveda neprikazanih ostalih standardnih delov motorja, kot so ohišje, ležaji, gred ter drugi znani strojni elementi. Na rotor 2 so nameščeni štirje trajni magneti 3 izmenične polaritete. Stator 1 je opremljen s tremi izraženimi poli 4, 4’, 4, ki imajo širino pola τ (enako polovni delitvi) in so opremljeni z navitji 6, 6’, 6. Stator 1 ima torej tri aktivne pole. Če vzbujamo en sam aktivni pol 4 širine t, tedaj ves preostali del statorja 1 širine (2ir-r) predstavlja aktivnemu polu 4 prirejen pasivni pol, ki ima širino pola 3t in je sestavljen iz več delnih polovnih segmentov 4’, 4, 7, 7’, 7. Dobili smo trifazni motor, ki bo imel naslednje značilnosti v tem, da bo motor brezhibno deloval, če posamezna fazna navitja zapovrstjo napajamo z enosmernimi impulzi električne energije, pri čemer je smer vrtenja deločena z vrstnim redom vzbujanja posameznih faz. Inducirana napetost v posameznih faznih navitjih pa ima pravokoten časovni potek.
Za krmiljenje elektronskega komutatorja je treba v motor vgraditi še magnetne senzorje 8, 8’, 8, ki so nameščeni nad rotorjem in so za kot β, ki ustreza 90 stopinjam električnega kota, zasukani od simetrale pola, ki ga posamezni senzor krmili.
S tem smo dobili stroj, čigar elektronsko krmiljenje je kar se da enostavno. Vezje tega krmilja je razvidno iz slike 4.
Magnetni senzor MS vklaplja tranzistor Tp tranzistor pa vklaplja tranzistor T2. Oba tranzistorja delujeta kot stikali, da so izgube kar se da majhne. Maksimalni tok (zagonski tok motorja) tranzistorja T2 lahko omejimo z omejitvijo napetosti baze tranzistorja T2. To nalogo opravi Zener-dioda Z. Dioda Dx dvigne potencial emitorja tranzistorja Tp da le-ta po potrebi popolnoma zapre. Diodi D2 in D3 predstavljata električno povezavo s predhodno fazo na priključku I in nasledjo fazo na priključku II z nalogo, da ob vklopu določene faze predhodna faza izklopi brez ozira na signal magnetnega senzorja. S tem se odpravi prikrivanje vklopa dveh faz.
Za odpravljanje prenapetostnih konic, ki nastanejo ob izklopu posamezne faze, opremimo posamezne pole s pomožnim navitjem 9, 9’, 9 in ga s pomočjo diode D4 vežemo v protistiku z navitjem 6, 6’, 6 na napetost, kot je to razvidno iz vezalne sheme slika 4. Ob izklopu faznega navitja 6 se inducira napetost tudi v pomožnem navitju 9. Energija, nakopičena v induktivnosti pola, se s pomočjo pomožnega navitja 9, 9’, 9 in diode D4 vrača v omrežje, medtem ko inducirana napetost v negativnem polvalu ne zadošča, da bi po pomožnem navitju 9, 9’, 9 pognala kratkostični tok.

Claims (4)

1. Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi, označen s tem, da so na obodu rotorja (2) pritrjeni najmanj štirje magnetni poli (3) in da izstopajo iz statorja (1) radialno proti rotorju (2) najmanj trije izraženi poli (4, 4’, 4) ter v simetralah med izraženimi poli (4, 4’, 4) najmanj trije pasivni polovi segmenti (7, 7’, 7), pri čemer imajo magnetni poli (3) medsebojno enak središčni kot (r), ki je hkrati enak tudi za vse izražene pole (4, 4’, 4) ter so na vseh izraženih polih (4, 4,’, 4) nameščena tako fazna navitja (6,6’, 6), kakor tudi pomožna navitja (9,9’, 9).
2. Motor po zahtevku 1, označen s tem, da so magnetni poli (3) trajni magneti.
3. Motor po zahtevku 1, označen s tem, da so magnetni poli (3) elektromagnetni.
4. Motor po zahtevku 1, označen s tem, da so na enih koncih izraženih polov (4, 4’, 4) v rotacijski smeri pritrjeni magnetni senzorji (8,8’, 8).
SI9200102A 1992-06-11 1992-06-11 Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi SI9200102A (sl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI9200102A SI9200102A (sl) 1992-06-11 1992-06-11 Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi
EP93109394A EP0574010A2 (de) 1992-06-11 1993-06-11 Elektronisch kommutierter Motor, gesteuert mit Gleichstromimpulsen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI9200102A SI9200102A (sl) 1992-06-11 1992-06-11 Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI9200102A true SI9200102A (sl) 1993-12-31

Family

ID=20430955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI9200102A SI9200102A (sl) 1992-06-11 1992-06-11 Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0574010A2 (sl)
SI (1) SI9200102A (sl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2028747A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-25 Young-Chun Jeung Two-phase DC brushless motor
TWI586078B (zh) * 2016-09-06 2017-06-01 The stator structure of the motor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT717632A (sl) * 1963-03-12
SU458926A1 (ru) * 1973-09-25 1975-01-30 Днепропетровский горный институт Устройство дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин
JPS5722367A (en) * 1980-07-15 1982-02-05 Tokyo Parts Kogyo Kk Commutatorless motor
DE3042497A1 (de) * 1980-11-11 1982-07-29 Magnet Bahn Gmbh Elektrischer antrieb oder generator
US4575652A (en) * 1984-09-27 1986-03-11 Synektron Corporation Permanent magnet motor having high starting torque and narrowly-defined detent zones
DE3578558D1 (de) * 1984-11-13 1990-08-09 Digital Equipment Corp Buerstenloser gleichstrommotor.
GB8521009D0 (en) * 1985-08-22 1985-09-25 Jones G Electrical machines

Also Published As

Publication number Publication date
EP0574010A3 (sl) 1994-02-16
EP0574010A2 (de) 1993-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7898135B2 (en) Hybrid permanent magnet motor
Pollock et al. The flux switching motor, a DC motor without magnets or brushes
US10263480B2 (en) Brushless electric motor/generator
US6424114B1 (en) Synchronous motor
KR970060638A (ko) 브러시리스 직류모터
US4978878A (en) Electric multipolar machine
EP1192700B1 (en) Electrical machines
WO1990002437A1 (en) An electric motor
GB2221579A (en) Reluctance motor with magnetised disc rotors and axial airgaps
Erdman et al. Electronically commutated dc motors for the appliance industry
US3590353A (en) Electronically commutated motor having an outside rotor and an inside position detector
KR0167573B1 (ko) 브러시리스 유도 동기 전동기
US8581465B2 (en) Generator
KR910017709A (ko) 2고정자 유도 동기 전동기
US3281629A (en) Control system for sequentially energizing motor phase windings
JP2017225203A (ja) スイッチドリラクタンスモータ駆動システム
SI9200102A (sl) Elektronsko komutiran motor, krmiljen z enosmernimi impulzi
US8143830B2 (en) Brushless motor apparatus
JPS60128857A (ja) ハイブリツド多相型ステツピングモ−タ
US10749397B2 (en) Brushless DC dynamo
RU2089991C1 (ru) Реактивный коммутируемый электродвигатель
CN114400854B (zh) 一种同极式四相无刷交流发电机
RU2241298C1 (ru) Электрическая машина
SU1095323A1 (ru) Вентильный электродвигатель
KR900000102B1 (ko) 브러시레스 모우터