[其他]無刷直流電動(dòng)機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85109334
• 申請(qǐng)日: 1985-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN85109334A
• 公開（公告）日: 1986-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藤岡一郎;稻治利夫;山本進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02K29/06
• 分類號(hào): H02K29/06;H02P1/18
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄

本發(fā)明是關(guān)于無刷直流電動(dòng)機(jī)，特別是關(guān)于，在電動(dòng)機(jī)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了得到轉(zhuǎn)換勵(lì)磁相位的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)，而不使用專門的位置檢測器的一種無刷直流電動(dòng)機(jī)。

無刷直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)用在磁帶錄象機(jī)中驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)頭。在驅(qū)動(dòng)磁帶錄象機(jī)旋轉(zhuǎn)頭的普通無刷直流電動(dòng)機(jī)中，由于定子線圈的勵(lì)磁相位是根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置而被轉(zhuǎn)換的，一組專門的位置檢測器，如霍爾元件用來檢測轉(zhuǎn)子位置，而另一個(gè)位置檢測器用來檢測轉(zhuǎn)子的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置，這樣，裝在轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)頭能在掃尋磁帶上規(guī)定的位置。但是這種位置檢測器不利于減少電動(dòng)機(jī)費(fèi)用和尺寸。

為此，提出了不使用位置檢測器的一些無刷直流電動(dòng)機(jī)。在這些無刷直流電動(dòng)機(jī)中，通過測量定子線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢，得到轉(zhuǎn)換定子線圈勵(lì)磁相位的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)。由于使用反電動(dòng)勢是為了得到旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)，就不可能得到旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)。因此，當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，為了給轉(zhuǎn)子定位，給一個(gè)特定的定子線圈通電，從而檢測啟動(dòng)位置。這種技術(shù)現(xiàn)已公開，如在公開的日本專利申請(qǐng)55-160980中。

但是，這些無刷直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)在啟動(dòng)時(shí)給轉(zhuǎn)子定位，永磁轉(zhuǎn)子在所要求的位置停下來以前需要一定的時(shí)間，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子在所要求的位置周圍搖擺所致。永磁轉(zhuǎn)子停下來所需時(shí)間隨負(fù)載或轉(zhuǎn)子的慣性不同而有很大變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子的慣性很大時(shí)，這個(gè)時(shí)間是相當(dāng)長的。此外，如果轉(zhuǎn)子處在與所要求的轉(zhuǎn)子要被定位的位置相差180°，那么，轉(zhuǎn)子也不可能轉(zhuǎn)動(dòng)，除非不出現(xiàn)任何擾動(dòng)，這就引起啟動(dòng)故障。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種僅使用一個(gè)位置檢測元件能準(zhǔn)確地啟動(dòng)的無刷直流電動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種無刷直流電動(dòng)機(jī)，它被應(yīng)用于某種設(shè)備（如磁帶錄象機(jī)）為該設(shè)備產(chǎn)生基準(zhǔn)位置信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的無刷直流電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)強(qiáng)行、順次地給多個(gè)定子線圈激磁，啟動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子。當(dāng)特定的定子線圈的相位轉(zhuǎn)換位置由單個(gè)位置檢測元件（如霍爾元件）檢測時(shí)，特定的定子線圈被激勵(lì)，據(jù)此，在定子線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢開始被檢測，得到旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)，這樣，定子線圈根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)被激勵(lì)。

當(dāng)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)一周（即360°）中，位置檢測元件產(chǎn)生多個(gè)位置信號(hào)，這些信號(hào)是脈沖信號(hào)，它們有相同的脈沖寬度，用于指示特定的定子線圈應(yīng)被激勵(lì)的位置（相位轉(zhuǎn)換位置），最好是制造這種電動(dòng)機(jī)，使得位置檢測元件不產(chǎn)生多個(gè)位置信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)，或使位置檢測元件產(chǎn)生如多個(gè)位置信號(hào)中的這樣信號(hào)，它的脈沖寬度比其他的多個(gè)位置信號(hào)的窄。如果按這種方式制造，在沒有位置信號(hào)的位置或有較窄脈沖寬度的位置能通過邏輯處理多個(gè)位置信號(hào)而辨別出來，由此得到轉(zhuǎn)子每個(gè)旋轉(zhuǎn)周中的基準(zhǔn)位置信號(hào)。

更好的是，當(dāng)強(qiáng)行、順次地激勵(lì)多個(gè)定子線圈啟動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子時(shí)，通過減少每次勵(lì)磁相位轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)的激勵(lì)電流，使電磁噪音減小，這樣，激勵(lì)晶體管就在安會(huì)運(yùn)行范圍內(nèi)工作。

根據(jù)本發(fā)明的無刷直流電動(dòng)機(jī)主要包括下述部分：一個(gè)有2n磁極（n是正整數(shù)）被磁化了的永磁轉(zhuǎn)子;一個(gè)裝在定子上的多個(gè)定子線圈;一個(gè)位置檢測運(yùn)算電路，通過處理在每個(gè)定子線圈組中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢，得到永磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào);一個(gè)線圈激勵(lì)電路，用于激勵(lì)所述的多個(gè)定子線圈;一個(gè)啟動(dòng)電路，在啟動(dòng)時(shí)，通過控制線圈的激勵(lì)電路，強(qiáng)行、順次地激勵(lì)定子線圈，使所述永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn);一個(gè)位置檢測器，用于至少檢測轉(zhuǎn)子的一個(gè)特定的旋轉(zhuǎn)位置;一個(gè)激勵(lì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路，該電路直到位置檢測器檢測特定的旋轉(zhuǎn)位置為止，使線圈激勵(lì)電路對(duì)啟動(dòng)電路的輸出信號(hào)響應(yīng)，并且在位置檢測器檢測特定的旋轉(zhuǎn)位置以后，對(duì)位置檢測運(yùn)算電路的輸出信號(hào)響應(yīng)。

本發(fā)明的如上所述的和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合以下附圖敘述就會(huì)很清楚：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的無刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)施方案的電路圖。

圖2是一個(gè)波形圖，用來解釋位置檢測運(yùn)算電路（用在圖1所示電動(dòng)機(jī)中）。

圖3是一個(gè)波形圖，用來解釋由位置檢測器（用在圖1中所示電動(dòng)機(jī)中）檢測旋轉(zhuǎn)位置的相位。

圖4是說明圖，表示永磁轉(zhuǎn)子（用在圖1所示電動(dòng)機(jī)中）的某些磁化圖形。

圖5是波形圖，用來解釋脈沖信號(hào)發(fā)生電路和基準(zhǔn)位置檢測電路（用在圖1中所示電動(dòng)機(jī)中）。

圖6是一個(gè)波形圖，用來解釋啟動(dòng)電路和激勵(lì)電流控制電路（用在圖1所示電動(dòng)機(jī)中）。

為了便于解釋，列舉一個(gè)有6個(gè)磁極（n＝3）的磁化了的永磁轉(zhuǎn)子作為例子，但應(yīng)注意，轉(zhuǎn)子不是僅限于這里提到的一種。