專利名稱:多相無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
本發(fā)明涉及到一個(gè)驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置。作為一個(gè)例子在錄像機(jī)中應(yīng)用。
目前，多相無(wú)刷直流電機(jī)最經(jīng)常用在錄像機(jī)中作主導(dǎo)軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和圓筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在無(wú)刷直流電機(jī)里，轉(zhuǎn)子由永久磁鐵做成，不同相的電樞繞組元件，例如，三相繞組被安置在定子上。當(dāng)電流提供到定子繞組里，它與安裝在轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用，由于電磁感應(yīng)原理，便產(chǎn)生推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的力矩。在這種電機(jī)里，定子各相繞組，依靠轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)所處的角位置，有選擇地供電，從而能夠連續(xù)發(fā)出旋轉(zhuǎn)力矩。
三相無(wú)刷直流電機(jī)是多相無(wú)刷直流電機(jī)最典型的例子，它的結(jié)構(gòu)和工作方式，將在說(shuō)明本發(fā)明之前，詳細(xì)地?cái)⑹觥?br>以往都是雙極性驅(qū)動(dòng)型三相無(wú)刷直流電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)電路于圖1，在這種雙極性驅(qū)動(dòng)型無(wú)刷直流電機(jī)里，電流以兩個(gè)方向供給定子繞組。參照?qǐng)D1，無(wú)刷直流電機(jī)包括了一個(gè)永久磁鐵轉(zhuǎn)子1，和三相定子繞組L1，L2和L3;一個(gè)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器11用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)子1的瞬時(shí)角位置，信號(hào)發(fā)生器12產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器11的輸出，有選擇地驅(qū)動(dòng)晶體管4到9的一個(gè)組合電路，晶體管4到9的集電極連在一起接到電源10上。在圖1中，晶體管4到9的上半部中的一個(gè)和下半部中的一個(gè)同時(shí)接通，致使電流在予定的時(shí)間期間，從電源10經(jīng)過導(dǎo)通的晶體管，送到定子三個(gè)繞組L1到L3中的兩個(gè)之中。電流提供給定子上的那兩個(gè)繞組是由那兩個(gè)晶體管導(dǎo)通來(lái)決定，在予定的時(shí)刻(它由轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動(dòng)的角位置決定)。信號(hào)發(fā)生器12產(chǎn)生晶體管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)晶體管4到9中的一組(兩個(gè))，供給每個(gè)定子繞組L1到L3，電流的大小，是由電機(jī)所希望的轉(zhuǎn)速來(lái)決定。
在以往的無(wú)刷直流電機(jī)中，永久磁鐵產(chǎn)生的磁通密度它橫切繞組，以電角度的形式，按嚴(yán)格的正弦變化。從而，由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力，也由轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)角位置來(lái)決定，因此，電機(jī)轉(zhuǎn)子1，旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的力距，包含著波動(dòng)力矩，即，轉(zhuǎn)速是不穩(wěn)定的，這種力矩波動(dòng)給電機(jī)帶來(lái)一系列特殊問題，譬如，錄像機(jī)電機(jī)要求精確的恒定速度，但力矩波動(dòng)問題在多相無(wú)刷電機(jī)中必然會(huì)出現(xiàn)。
現(xiàn)在，我們參照?qǐng)D2和圖3來(lái)敘述引起力矩波動(dòng)的機(jī)理。
在圖1中所示，是三相無(wú)刷直流力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子1和定子繞組L1到L3之間的關(guān)系，我們將它展開如圖2所示。為了便于解釋，我們假設(shè)轉(zhuǎn)子固定不動(dòng)，而定子繞組L1到L3是可以運(yùn)動(dòng)的，這種情況與實(shí)際情況正好相反。借助圖2，指示數(shù)2和3分別代表轉(zhuǎn)子邊的軛和定子邊的軛，而且定子繞組L1到L3橫切由永久磁鐵的相鄰S和N極流出來(lái)的磁力線，這些磁力線經(jīng)過軛部2和3。在定子繞組L1到L3的每個(gè)中，黑點(diǎn)符號(hào)表示電流流動(dòng)方向是由圖背面正交地流向圖面前方，X型符號(hào)表示電流流動(dòng)方向是由圖面垂直流向背面?，F(xiàn)在，假設(shè)定子繞組是可以運(yùn)動(dòng)的。因此，圖2表明，隨著時(shí)間由t1到t2，t2到t3，t3到t4的推移，定子繞組L1到L3是如何相對(duì)轉(zhuǎn)子1移動(dòng)的。如前面說(shuō)過的那樣，定子繞組L1到L3相對(duì)轉(zhuǎn)子1移動(dòng)，是為了便于解釋而假設(shè)的，而實(shí)際情況是轉(zhuǎn)子相對(duì)定子繞組L1到L3移動(dòng)，因此，在圖2中定子繞組L1到L3向右移動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)正向力矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。換一種方式也可反過來(lái)說(shuō)，即定子繞組L1到L3保持不動(dòng)，由轉(zhuǎn)子1向左邊移動(dòng)，同樣產(chǎn)生一個(gè)正向力矩。
由永久磁鐵所建立的磁場(chǎng)，象圖2中表示的那樣，按嚴(yán)格正弦形式分布，這里橫座標(biāo)代表電角度Q，縱軸代表磁通密度φ，定子繞組L1，L2和L3的每個(gè)線圈其跨距是180°電度(即，高于永久磁鐵的N或S極的任何一個(gè)之寬度)。并且定子繞組L1，L2和L3以彼此之間相差120°電度安置在定子上。
圖3示出電流I1到I3是如何分別送到定子繞組L1到L3中，由于各電流I1到I3供電的結(jié)果產(chǎn)生力矩T1到T3，示于圖1中的電機(jī)合成力矩To(＝T1+T2+T3)它隨著時(shí)間而波動(dòng)。
現(xiàn)在，假設(shè)時(shí)間為t1時(shí)刻，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流I1和I2，提供到各自對(duì)應(yīng)的定子繞組L1和L2中，如圖2所示，在t1時(shí)刻定子繞組L1的導(dǎo)入端取在電角度為Q1的位置上，即，假設(shè)予定的基極驅(qū)動(dòng)電流，由信號(hào)發(fā)生器12供給晶體管6和8，那么，當(dāng)基極驅(qū)動(dòng)電流送到它們(例如6和8)的基極時(shí)，晶體管6和8被導(dǎo)通，一個(gè)確定的電流從電源10→晶體管6→繞組L1→繞組L2→晶體管8到地的路徑流通。與此同時(shí)，剩余的其他晶體管全部處于斷開狀態(tài)，當(dāng)定子繞組L1的導(dǎo)入端在時(shí)刻t2達(dá)到電角度Q2位置時(shí)，定子繞組L2被切斷而定子繞組L3被接入，即，現(xiàn)在晶體管6和7導(dǎo)通，一個(gè)確定的電流從電源10→晶體管6→繞組L1→繞組L3→晶體管7到地的路徑流通，當(dāng)定子繞組L1的導(dǎo)入端，在時(shí)間t3到達(dá)電角度位置Q3時(shí)，晶體管5和7導(dǎo)通，而其余的晶體管全部斷開，一個(gè)確定的電流被送到定子繞組L2和L3中。在上述方法中，晶體管由信號(hào)發(fā)生器12發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行控制，使它們有選擇地導(dǎo)通和斷開，在每一時(shí)刻，定子繞組與轉(zhuǎn)子之間的位置關(guān)系是固定的，一個(gè)確定的電流送到相應(yīng)的定子繞組中，使電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。在所指的例子中，供電到定子繞組，是在每隔60°電度的角距間隔進(jìn)行切換。因此繞組有六種接通方式，電機(jī)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)(360°)這些狀態(tài)變化一個(gè)周期(對(duì)兩極電機(jī)而言)。為了測(cè)量定子繞組與轉(zhuǎn)子之間的位置關(guān)系，一種大家熟悉的霍爾效應(yīng)位置檢測(cè)器可以采用。也可采取在位置Q1到Q3之間的電角度中，供電給定子繞組，采取繞過Q2在120°電度的范圍內(nèi)通電的方式更為可取，因?yàn)檫@兒磁通密度最大，從而可獲得高效率。
如圖3所示，在時(shí)間T1到T2的期間，由送到定子繞組L1中的電流，和由轉(zhuǎn)子1發(fā)出的磁通密度相互作用而產(chǎn)生。還看到，力矩T1的幅值依賴于橫切繞組L1導(dǎo)入端的磁通密度φ1。在圖3中，Io指的是一個(gè)主要對(duì)應(yīng)于某個(gè)固定電機(jī)轉(zhuǎn)速的電流值。同樣，在圖3中的T1到T2的期間，力矩T2是由送到定子繞組L2中的電流I2，和轉(zhuǎn)子1產(chǎn)生的磁通互相作用而產(chǎn)生，(在這種情況，橫切定子繞組L2導(dǎo)入端的磁通密度φ2，相對(duì)φ1相移了120°電度)。在這個(gè)期間中，定子繞組3沒有通電，所以力矩T3等于零。
在由T2到T3的時(shí)間期間中，通過晶體管切換定子繞組使L1斷開，L3接通，從而產(chǎn)生力矩T1和T3。在T3到T4的期間里通過晶體管切換定子繞組使L1斷開，L2接通，從而產(chǎn)生力矩T2和T3。
雖然送到定子繞組L1中的電流在t4時(shí)刻反向，但與此同時(shí)，橫切繞組L1導(dǎo)入端的磁通也反向，如圖2中所示。因此，所產(chǎn)生的力矩T1的方向仍然不變(保持正方向)。電流I1，I2，I3分別送到定子繞組L1，L2和L3中，產(chǎn)生合成力矩To＝T1+T2+T3。然而，在這個(gè)施加到轉(zhuǎn)子1上的合成力矩中，在60°電度間出現(xiàn)力矩波動(dòng)，這種波動(dòng)示于圖3的最下部。因此，以往的無(wú)刷直流電機(jī)有需要用飛輪來(lái)吸收轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的缺點(diǎn)。這種缺點(diǎn)是由力矩波動(dòng)造成的。在此力矩波動(dòng)周期短的時(shí)間內(nèi)，瞬時(shí)啟動(dòng)電機(jī)(例如，在錄像裝置的精密低速播放狀況，磁帶需要瞬時(shí)啟動(dòng)到它的額定速度)像這種要求具有高精度，又需要瞬時(shí)啟動(dòng)的問題，用這樣的電機(jī)是不可能達(dá)到的。
后來(lái)，日本實(shí)用專利公布了東京Shib2uy2電氣公司Ltd.所發(fā)明的一種方法(這個(gè)發(fā)明于1978年12月在日本申請(qǐng)，專利號(hào)No.55-79694)。這個(gè)方法是采用一種與上述力矩變化相位相反的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)，為的是補(bǔ)償電機(jī)的力矩變化。按照這個(gè)發(fā)明的方法，予先將電機(jī)旋轉(zhuǎn)角位置和有關(guān)聯(lián)的力矩變化之間的關(guān)系寄存到存儲(chǔ)器中，根據(jù)測(cè)得的電機(jī)旋轉(zhuǎn)角位置將存儲(chǔ)器中的數(shù)值讀出來(lái)，為的是在讀出力矩變化的基礎(chǔ)上，可以用微處理機(jī)來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂齐姍C(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。但是，這個(gè)發(fā)明由于它需要存儲(chǔ)器和微處理機(jī)而使價(jià)格增加，另外，還需要予先找出力矩變化與電機(jī)旋轉(zhuǎn)角位置之間的關(guān)系。
為了避免上述缺點(diǎn)和克服以往裝置的問題，本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷直流電機(jī)的裝置，這種裝置無(wú)論電機(jī)運(yùn)行在什么轉(zhuǎn)速下，都可以消除電機(jī)力矩波動(dòng)現(xiàn)象。
為了達(dá)到上述目標(biāo)的本發(fā)明，提供了一個(gè)為驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷直流電機(jī)的裝置，這個(gè)裝置包括一個(gè)轉(zhuǎn)子，和定子繞組組合體;還包含一個(gè)轉(zhuǎn)子角位置檢測(cè)器;一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(它根據(jù)位置檢測(cè)器所測(cè)得的位置信號(hào)而發(fā)出控制信號(hào))。從而去控制每個(gè)電機(jī)定子繞組定時(shí)接通;一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，為的是在信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的控制信號(hào)作用下，從電源將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流送入電機(jī)定子的每個(gè)繞組中;一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生線路，它包括測(cè)量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在定子繞組中感應(yīng)的反電勢(shì)(電壓)的檢測(cè)器?；跍y(cè)得反電勢(shì)的指示信號(hào)，和測(cè)得電機(jī)轉(zhuǎn)速的指示信號(hào)去產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)去補(bǔ)償電機(jī)的力矩波動(dòng);和一個(gè)電流控制電路，它包含將補(bǔ)償力矩波動(dòng)信號(hào)迭加到一個(gè)指令信號(hào)上，這個(gè)指令信號(hào)表示電機(jī)某一個(gè)予定轉(zhuǎn)速)的部件。在這個(gè)基礎(chǔ)上所合成的信號(hào)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路去控制供給電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。
本發(fā)明的基本概念是由于力矩波動(dòng)，在某個(gè)時(shí)間里力矩已經(jīng)下降，驅(qū)動(dòng)電流即時(shí)增加去補(bǔ)償力矩的下降。為此目的，需要獲得一個(gè)相應(yīng)力矩變化的電流指示信號(hào)，定子繞組產(chǎn)生的力矩T通常表示成TαB·I，這里，B是磁通密度，而I是電流值，然而在定子繞組中感應(yīng)的反電勢(shì)(電壓)E通常表示成EαB·V，這里V是電機(jī)的速度。因此，反電勢(shì)E與力矩T的幅值成正比。所以，本發(fā)明基本思想是測(cè)出反電勢(shì)去補(bǔ)償電流。此外，后一個(gè)表示式指出反電勢(shì)與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化將引起反電勢(shì)相應(yīng)變化因此，適當(dāng)?shù)刈兓a(bǔ)償電流是需要的。
本發(fā)明是以達(dá)到上述目的來(lái)進(jìn)行敘述的。
在下面聯(lián)系相應(yīng)的圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)敘述圖1表示以往的雙極型三相無(wú)刷直流電機(jī)和它的驅(qū)動(dòng)電路圖;
圖2，圖3示于圖1中的三相無(wú)刷直流電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位置關(guān)系;
圖3，示出圖1中電路的工作波形圖;
圖4，是按照本發(fā)明構(gòu)成裝置的具體方框圖;
圖5，是表示在電機(jī)定子各繞組中感應(yīng)的反電勢(shì)波形圖;
圖6，是表示圖4的本發(fā)明驅(qū)動(dòng)裝置中，檢測(cè)器測(cè)得的反電勢(shì)信號(hào)波形圖;
圖7，是表示圖4的本發(fā)明驅(qū)動(dòng)裝置中的電流和力矩對(duì)時(shí)間的關(guān)系波形圖;
圖8，是圖4的本發(fā)明驅(qū)動(dòng)裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)電路圖;
圖9，是本發(fā)明的另一種具體結(jié)構(gòu)電路圖。
現(xiàn)在我們來(lái)參看這些圖圖4是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)具體方框圖，這個(gè)裝置用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)三相無(wú)刷直流電機(jī)。在圖4中，同樣的指示數(shù)字用來(lái)指出和圖1所表示的設(shè)備相同的部件。
參照?qǐng)D4，這個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置包括，檢測(cè)器13，低通濾波器(LPF)14，可變?cè)鲆娣糯笃?5，具有很小阻值的電阻器16，速度控制輸入端17，微分放大器18、19，晶體管20，21，22和可調(diào)電流源23，此外，還有在圖1中所有的晶體管4到9和電源10。為了簡(jiǎn)化起見有一些部件沒有在圖中畫出來(lái)一個(gè)接收轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器輸出的信號(hào)發(fā)生器，被連接到晶體管4到9和20到22的基極端(如圖1所示情況)，因而依據(jù)測(cè)得的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置，去驅(qū)動(dòng)晶體管中的適當(dāng)?shù)囊唤M。
在圖4中所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)裝置的具體工作情況將參明圖5到圖7進(jìn)行敘述。
用信號(hào)發(fā)生器(圖內(nèi)未表示)送來(lái)的信號(hào)，有選擇地驅(qū)動(dòng)晶體管4到9和20至22中的某一些，將驅(qū)動(dòng)電流供給定子上的獨(dú)立繞組L1至L3中的每一個(gè)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，這樣的工作情況，與對(duì)圖1的敘述是完全相同，所以它的解釋就不再重復(fù)了，在這個(gè)具體方案中，晶體管4、5和6工作在飽合狀態(tài)(線性放大器的一種工作狀態(tài))，當(dāng)作開關(guān)用。那時(shí)，晶體管7、8和9工作在非飽合狀態(tài)(線性放大器的另一種工作狀態(tài))，作為恒流源工作，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流以某種確定方式供給定子獨(dú)立繞組L1到L3時(shí)，在定子繞組L1到L3的各繞組中感應(yīng)出反電勢(shì)，它對(duì)應(yīng)于由轉(zhuǎn)子1所發(fā)出的磁通密度的變化。象早已說(shuō)過的那樣，感應(yīng)在定子繞組L1到L3每個(gè)上的反電勢(shì)波形和由電流供給定子繞組所產(chǎn)生力矩的波形很好地對(duì)應(yīng)起來(lái)。如果晶體管4、5和6工作在非飽和驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，每個(gè)反電勢(shì)e1、e2和e3具有嚴(yán)格的正弦波形，如圖5所示，將分別地出現(xiàn)在定子繞組L1到L3和晶體管4到6之間的接點(diǎn)上。這些反電勢(shì)e1，e2和e3分別由定子繞組L1，L2，L3，L3感應(yīng)而得。然而，在本發(fā)明的具體情況下晶體管4，5和6工作在飽和驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，那時(shí)，晶體管7，8和9工作在非飽和驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。因此，作為例子，當(dāng)晶體管4接通時(shí)，在定子繞組L1和晶體管4之間的接點(diǎn)上的電位，在晶體管接通的期間內(nèi)，被鉗到電源10的電壓Eo值上。即，如圖5所示那樣，反電勢(shì)e1的電平，在它波形的120°電度期間，被拉到電源電壓Eo的電平。其結(jié)果，在其他定子繞組L2和L3上感應(yīng)的反電勢(shì)e2和e3的電平也被提高一個(gè)量，這個(gè)量相當(dāng)電源電壓Eo和對(duì)應(yīng)于圖5波形圖中反電勢(shì)e1在相應(yīng)的120°電度期間的電壓兩者間的差。這種情況同樣出現(xiàn)，即感應(yīng)在各定子繞組L2和L3中感應(yīng)的反電勢(shì)e2和e3中的任何一個(gè)，被鉗位到電源電壓Eo的電平。
因此，分別在定子繞組L1、L2和L3中感應(yīng)的反電勢(shì)e1，e2和e3中的每一個(gè)，其波形的最大電壓值被鉗位到電源電壓Eo，而且如圖6所示，這些個(gè)波形的低電平側(cè)有兩個(gè)峰值。
具有如圖6所示波形的反電勢(shì)e1，e2和e3被提供到檢測(cè)器13中，檢測(cè)器13測(cè)量低電平側(cè)的波形并產(chǎn)生測(cè)得的信號(hào)la，它的波形示于圖6中。測(cè)得的輸出波形la，與示于圖3中的合成力矩To中所包含的力矩波動(dòng)波形是對(duì)稱的，但相位相反。這個(gè)測(cè)出的信號(hào)la送給可變?cè)鲆娣糯笃?5，將它放大到予定的幅值，然后作為力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)輸入到差動(dòng)放大器18的一個(gè)輸入端，表示電機(jī)轉(zhuǎn)速的指令信號(hào)被送到差動(dòng)放大器的另一端，一個(gè)代表電阻16上電壓降的信號(hào)接到差動(dòng)放大器19的另一端。電阻16兩端的電壓降與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io有關(guān)，從而，驅(qū)動(dòng)電流Io由于某種原因，例如，晶體管的電流放大系數(shù)nFE變動(dòng)而產(chǎn)生變化，可以被測(cè)量出來(lái)。
換句話說(shuō)，當(dāng)晶體管4和21被導(dǎo)通，晶體管8從電流源23得到基極電流，數(shù)值高于基極電流乘nFE(晶體管8的電流放大系數(shù))的集電極電流，通過晶體管4作為驅(qū)動(dòng)電流，送到定子繞組L1和L2中。類似地，當(dāng)晶體管20或22被導(dǎo)通，從電源23給晶體管7或9提供基極電流，而數(shù)值高于nFE(晶體管7或9的電流放大系數(shù))乘基極電流的集電極電流被分別地作為驅(qū)動(dòng)電流送到相應(yīng)的定子繞組中，除非晶體管7、8和9都有相同的電流放大系數(shù)nFE，否則提供到繞組中的驅(qū)動(dòng)電流將不一致，那時(shí)導(dǎo)通的晶體管被超載，從控制的觀點(diǎn)這是不希望的。因此，差動(dòng)放大器19的增益要選得足夠高，而且反饋控制被采用，結(jié)果使跨接在電阻16兩端的電壓降變成高于差分放大器18的輸出。因此，由于晶體管7、8和9的nFE變動(dòng)造成驅(qū)動(dòng)電流不希望的變化減到最小。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io的信號(hào)被輸入給差動(dòng)放大器19，基于這些輸入，差動(dòng)放大器19對(duì)可調(diào)恒流源23的輸出電流進(jìn)行控制，也就是反饋控制一直進(jìn)行到所測(cè)得的電機(jī)電流Io與差動(dòng)放大器18的輸出信號(hào)相一致為止，與此同時(shí)也對(duì)電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩的波動(dòng)力矩進(jìn)行補(bǔ)償。
圖7是一個(gè)表示上述力矩波動(dòng)補(bǔ)償作用的波形圖。這個(gè)圖中虛線代表以往無(wú)刷直流電機(jī)的電流和力矩的特性曲線，那里，實(shí)線代表本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特性曲線。從圖7可以看到由虛線所表示的合成力矩To的力矩波動(dòng)是很明顯的，因?yàn)樵谝酝臒o(wú)刷直流電機(jī)中，驅(qū)動(dòng)電流Io像虛線所示，是一個(gè)恒定常值。與此相反，在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，合成力矩To如實(shí)線所示始終保持恒定值，這是因?yàn)殡姍C(jī)是被一個(gè)能補(bǔ)償波動(dòng)分量的電流Io所驅(qū)動(dòng)。
可變?cè)鲆娣糯笃?5的工作情況將進(jìn)一步敘述。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流隨著負(fù)載增加而變大時(shí)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩To同時(shí)也增加，從而力矩波動(dòng)分量的絕對(duì)值也增加，在此情況下，必須增加力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)的幅值。進(jìn)一步說(shuō)，在一種裝置中(例如，在錄像機(jī)里有不同的錄/放速度高級(jí))，那兒，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以在不同速度高級(jí)之間切換，無(wú)論電機(jī)速度怎樣變化，負(fù)載如何變化，而力矩波動(dòng)的絕對(duì)值不能有任何可感覺的變化，但是，另一方面包含在每個(gè)定子繞組中的感應(yīng)反電勢(shì)，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增大和減少，分別地變大和變小。因此，在本裝置中，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，測(cè)得的反電勢(shì)值，提供為希望的補(bǔ)償信號(hào)，必然會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的變化而增大或減小。換句話說(shuō)，為了對(duì)付負(fù)載的增加(減小)，補(bǔ)償信號(hào)的幅值必須增加(減小);為了對(duì)付轉(zhuǎn)速的增加(減小)，補(bǔ)償信號(hào)的幅值必須減小(增加)?？勺?cè)鲆娣糯笃?5是一個(gè)這樣的器件。在這個(gè)器件中，所測(cè)得的反電勢(shì)的電平，隨著繞組驅(qū)動(dòng)電流Io和電機(jī)轉(zhuǎn)速而增大或減小，以便提供一個(gè)力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)，使控制處于最佳狀態(tài)。
在圖6中，曲線la表示當(dāng)電機(jī)以額定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量反電勢(shì)的檢測(cè)器13的輸出波形圖;曲線la′表示當(dāng)電機(jī)以 1/3 額定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量反電勢(shì)的檢測(cè)器13的輸出波形圖。當(dāng)電機(jī)以 1/3 額定速度的低速運(yùn)行時(shí)，反電勢(shì)的值只是額定速度時(shí)反電勢(shì)值的 1/3 ，而且它的頻率也只有額定速度時(shí)頻率的 1/3 。在這種情況下，檢測(cè)器13的檢測(cè)輸出波形la′的低電平側(cè)的直流電平，也比波形la的高些，如圖6中所示(即是，雖然由于電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，在定子繞組中感應(yīng)的反電勢(shì)峰，對(duì)峰的電平減小，但檢測(cè)器13的低電平測(cè)的檢測(cè)輸出電平卻有所增加)。在圖4所示的具體方案中，檢測(cè)器13的檢測(cè)輸出，分別加到兩個(gè)地方，一個(gè)是直接提供給可變?cè)鲆娣糯笃?5的一個(gè)輸入端;另一個(gè)是提供給低通濾波器(LPF)14，并從中提取直流分量送到可變?cè)鲆娣糯笃?5的另一個(gè)輸入端。依據(jù)從電阻16上取來(lái)的電壓降信號(hào)(測(cè)量驅(qū)動(dòng)電流的指示)，和從檢測(cè)器13的檢測(cè)輸出信號(hào)(測(cè)量轉(zhuǎn)速的指示)一起，來(lái)對(duì)可變?cè)鲆娣糯笃?5的增益進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜刂?，從而調(diào)節(jié)檢測(cè)輸出la(la′)的電平，去產(chǎn)生最佳力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。
在圖4所示本發(fā)明的具體裝置中，說(shuō)明了本發(fā)明應(yīng)用到一個(gè)裝置上，在這個(gè)裝置電機(jī)轉(zhuǎn)速是可變的，但是，在另一個(gè)本發(fā)明應(yīng)用的裝置中，電機(jī)轉(zhuǎn)速必須保持不變，可變?cè)鲆娣糯笃?5的增益不必跟蹤電機(jī)轉(zhuǎn)速變化。在后一個(gè)應(yīng)用中，圖4中所示的低通濾波器LPF14不必要了，因?yàn)樵谶@種場(chǎng)所，一個(gè)對(duì)應(yīng)電機(jī)予定轉(zhuǎn)速的直流電壓可以提供到可變?cè)鲆娣糯笃?5的輸入端，這個(gè)輸入端原來(lái)是與低通濾波器LPF14相連的。
圖8示出的是圖4中的具體裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)電路圖，參照?qǐng)D8，這個(gè)電路包括電阻24到31，一個(gè)電平移動(dòng)電路33，恒流源34晶體管36到46，電容47，穩(wěn)壓電源48到50，和二極管51到53，其他的和前面圖4所示相同。此外，指示數(shù)150指的是一個(gè)既有LPF4功能又有可變?cè)鲆娣糯笃?如圖4)15功能的補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器和信號(hào)發(fā)生器，在這里沒有畫出來(lái)。
實(shí)際的定子繞組L1，L2和L3在電感的外面還有一個(gè)電阻分量，分別用電阻24，25和26來(lái)表示，由于存在這些電阻，它們上面的電壓降就會(huì)以誤差的形式疊加到用檢測(cè)器13測(cè)得的真實(shí)反電勢(shì)上，由于這種影響，精確的補(bǔ)償信號(hào)不能獲得。為了避免由于電阻24到26上電壓降的不良影響，電阻28和晶體管39被加入到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器150中，它們與由二極管51，52和53組成的檢測(cè)器13的輸出相接。
更精確地說(shuō)，指示電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io值的電壓信號(hào)，從電阻16上送到發(fā)射極接地的放大器上，這個(gè)放大器是由按二極管方式連接的晶體管36，晶體管37和晶體管37的發(fā)射極電阻27所構(gòu)成。晶體管37的基極連到晶體管36和恒流源34之間的P8點(diǎn)上，用來(lái)對(duì)晶體管36提供基極電流。
晶體管37的集電極輸出，通過由二極管方式連接的晶體管38和晶體管39構(gòu)成的電流映射(miyyoy)電路，提供到電阻28上。
電阻24，25，和26有相高的電阻值，電機(jī)定子繞組L1，L2和L3的2/3總是被接通。因此，作為例子，各電阻的阻值是如此選擇的電阻24到26的每個(gè)阻值的兩倍值與電阻16的阻值之間的比值，等于電阻28和電阻27之間的比值。當(dāng)電阻值按上述方法選擇時(shí)，跨在電阻28上的電壓降變成等于電阻24到26電阻上的壓降，因此，作為抵消了上述電壓降的一個(gè)信號(hào)，可以從晶體管39和電阻28之間的連接點(diǎn)P1取出來(lái)。電阻30，31和電容器47構(gòu)成低通濾波器(LPF)，這個(gè)濾波器檢測(cè)真實(shí)反電勢(shì)的直流電平(指示電機(jī)轉(zhuǎn)速)，而真實(shí)反電勢(shì)的信號(hào)是由P1點(diǎn)取得，恒流源34的輸出電流，相對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io，應(yīng)選取得足夠小，甚至可以忽略。
表現(xiàn)在P1點(diǎn)代表真實(shí)反電勢(shì)的檢測(cè)信號(hào)，通過晶體管30，提供到晶體管44的基極。另一方面，直流電平信號(hào)從LPF提供到晶體管43的基極。晶體管43和44組成差動(dòng)放大器，晶體管40用作上述差動(dòng)放大器的恒流源。將晶體管40的基極連到晶體管38的基極和發(fā)射極間的連接點(diǎn)P2上，致使通過晶體管40流通的電流量可以與跨在電阻16上的電壓(這里，正比于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io)成正比地變化。
使用電阻30，31和電容47的綜合功能，可以使晶體管43的基極直流電位變成等于晶體管44的基極電位。因此，差動(dòng)放大器的基極直流電位按照電機(jī)轉(zhuǎn)速變化。電機(jī)轉(zhuǎn)速升高(降低)，這個(gè)直流電平隨之而下降或上升。
利用上述關(guān)系，一個(gè)相應(yīng)或指示電機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)，被建立在晶體管43基極電位基礎(chǔ)上的電平偏移器33產(chǎn)生。這個(gè)信號(hào)提供到由晶體管41和42組成差動(dòng)放大器的一個(gè)輸入端，因?yàn)殡姍C(jī)在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在P1的直流電平信號(hào)是高的，從恒流源供給的電流中的大部分，由晶體管40流經(jīng)晶體管42，去供電路用晶體管43和44組成的差動(dòng)放大器。在上面敘述的方法中，根據(jù)從補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路150所測(cè)出的電機(jī)轉(zhuǎn)速，作為力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)，來(lái)控制反電勢(shì)測(cè)量信號(hào)。這個(gè)力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)，提供到前面說(shuō)過的差動(dòng)放大器的一個(gè)輸入端上。
由于使用了本發(fā)明所實(shí)施的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)定子實(shí)際繞組本身的電阻的不良影響可以消除，補(bǔ)償信號(hào)嚴(yán)格地正比于力矩波動(dòng)分量其原因歸結(jié)為可以產(chǎn)生真實(shí)的反電勢(shì)e1，e2和e3。這個(gè)補(bǔ)償信號(hào)也可以跟蹤負(fù)載和速度的變化。
圖9是本發(fā)明的另一種具體實(shí)施的電路圖。在圖4和圖8所示的第一種實(shí)施方案中，晶體管4、5和6工作在飽和狀態(tài)。相反，在現(xiàn)在的方案中晶體管4、5、6、7、8和9都工作在非飽和狀態(tài)。因此，每個(gè)定子繞組L1，L2和L3中的感應(yīng)反電勢(shì)如圖5所示，在這種情況下，檢測(cè)反電勢(shì)信號(hào)的檢測(cè)器(如圖5所示)測(cè)出上部電平側(cè)和下部電平側(cè)之間的差，是一個(gè)與圖6中檢測(cè)器輸出la的波形類似的反電勢(shì)信號(hào)。
在圖9中相同的指示數(shù)字用來(lái)指出表示在圖1，4和8中相同或等效的部件。
另一部分包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器54，電阻56和64，電平移動(dòng)電路65，恒流源66到65，晶體管69到90，電容91，穩(wěn)壓電源92，93，二極管94到96，檢測(cè)器130和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路151。根據(jù)位置檢測(cè)器11送來(lái)的輸入信號(hào)，信號(hào)發(fā)生器54產(chǎn)生信號(hào)去控制晶體管4到9，檢測(cè)器130與用在圖8方案中的檢測(cè)器有不同的結(jié)構(gòu)，同樣，補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器151也與圖8方案中所用的補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器150的結(jié)構(gòu)不同。
檢測(cè)器130包含二極管94到96，它們的作用是既可測(cè)量示于圖5中的反電勢(shì)e1，e2和e3波形的上部電平側(cè)又可測(cè)量它的下部電平側(cè)，為了消除定子繞組L1到L3的電阻24到26上所產(chǎn)生的電壓降而帶來(lái)的不良影響，電阻64被提供到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路151中，接到二極管94到96的輸出端。
和第一種方案中的情況一樣，電阻64的值是如此選擇，使在其上的電壓降，等于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io流過電阻24到26中的每一個(gè)上的電壓降的兩倍。因此，用檢測(cè)顯現(xiàn)在電阻64和74之間的接點(diǎn)P3的反電勢(shì)的上部電平側(cè)波形。來(lái)作為反電勢(shì)測(cè)量信號(hào)。選擇跨在電阻64上的電壓降等于電阻24到26的每一個(gè)上電壓降的兩倍，因此，定子繞組L1，L2和L3的 2/3 是同時(shí)通電的，而電流流動(dòng)的方向在兩個(gè)繞組中是彼此相反，在圖9的方案中，為了校正電阻之間的誤差，電阻64只引到上部電平側(cè)的檢測(cè)輸出線上，而下部電平側(cè)的檢測(cè)輸出線上不引入這樣的電阻，即是，上部電平側(cè)的檢測(cè)輸出被電阻64校正并送到點(diǎn)P3，那時(shí)，下部電平側(cè)的檢測(cè)輸出沒有被如此的電阻校正，送到點(diǎn)P5，表示這二個(gè)輸出之差的指示信號(hào)出現(xiàn)在點(diǎn)P6，結(jié)果，定子繞組之間的阻值誤差可以被抵消。由于，當(dāng)電阻64的信號(hào)用來(lái)校正既包含有上部電平側(cè)的檢測(cè)輸出又包含有下部電平側(cè)的檢測(cè)輸出的誤差，結(jié)果，總的誤差比采取分別校正這些輸出的誤差要小。
出現(xiàn)在點(diǎn)P3上的反電勢(shì)檢測(cè)信號(hào)，通過電平偏移電路65，提供給由晶體管72和電阻57組成的發(fā)射極接地型放大器。晶體管72的集電極連接到與晶體管70的集電極和基極相連的點(diǎn)P4，晶體管70接成二極管型與晶體管69一起去構(gòu)成電流映射電路。
另一方面，分別檢測(cè)感應(yīng)在定子繞組L1，L2和L3中反電勢(shì)下部電平的二極管51，52和53被接到晶體管71和恒流源(它給晶體管71提供基極電流)之間的連接點(diǎn)P5上。
晶體管71和晶體管69的集電極連在一起，所以，在接點(diǎn)P6處是二者間集電極電流的差值，它代表在圖5所示的反電勢(shì)波形l1l2和l3的上部和下部的檢測(cè)波形間的差值，上部電平檢測(cè)波形和下部電平檢測(cè)波形間這個(gè)差值，提供去產(chǎn)生如圖6所示反電勢(shì)下部合成波形，并疊加到反電勢(shì)上部合成波形之上。因此，疊加波形如圖6中的波形lo。同時(shí)，在點(diǎn)P6處也出現(xiàn)代表上部電平和下部電平檢測(cè)波形之差的直流電平。因此，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，反電勢(shì)的上部電平變高。從而，當(dāng)點(diǎn)P6的直流電平變高，就使晶體管72的電流增大，至使晶體管69的電流也增加。另一方面，由于反電勢(shì)下部電平變低，從而使晶體管71的電流減小。
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，晶體管69的集電極電流流入電阻59，另一方面，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，反電勢(shì)的上部電平和下部電平分別變成比較低和比較高。在這種情況下，晶體管71通過電阻60和59吸收電流。
在上述方法中，可以取得包含轉(zhuǎn)速信息的反電勢(shì)上部電平檢測(cè)波形，和它的下部檢測(cè)波形間的差值(這個(gè)波形lo(lo′)示于圖6中)。將這個(gè)信號(hào)提供給由晶體管77和78組成的差動(dòng)放大器。
二極管連接式晶體管76接到晶體管77的集電極，晶體管80的基極接到晶體管76的集電極和基極的接點(diǎn)P1上，去組成一個(gè)電流映射電路。因此，跨在電阻61兩端，隨信號(hào)la(la′)的直流電平改變而變化的電壓降，被送給這個(gè)差動(dòng)放大器。
利用電阻62，63和電容91的組合功能，使晶體管84和85的基極電位相等，而且，晶體管89的基極電位變化與晶體管84和85的基極電位變化有關(guān)，而后者的變化是依賴于信號(hào)la(la′)的直流電平。
由以二極管方式連接的晶體管90和晶體管79構(gòu)成的電流映射電路，用來(lái)改變由晶體管77和78組成的差動(dòng)放大器的增益。
與此同時(shí)，將從電阻16上測(cè)得的驅(qū)動(dòng)電流Io的變化，轉(zhuǎn)變成以二極管方式連接的晶體管75和晶體管83的相應(yīng)基極電位變化。由二極管方式連接的晶體管81和晶體管82組成的鏡像映射電路，作為由晶體管84和85組成的差動(dòng)放大器的電流源。因此，上述差動(dòng)放大器的增益可依賴電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流Io的變化而變化。
我們可以看到，本發(fā)明提供了一個(gè)這樣的裝置，它檢測(cè)感應(yīng)于定子繞組中的反電勢(shì)來(lái)得到合成la(la′)值，并利用la(la′)去消除電機(jī)(無(wú)論電機(jī)運(yùn)行于什么樣的速度)的力矩波動(dòng)。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，它可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)任何其他具有不同定子繞組阻值的電機(jī)，而僅僅只要用適當(dāng)?shù)碾娮璐骐娮?8，因此本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路很適于做成大規(guī)模集成電路。
本發(fā)明所指出的方案，不受上面說(shuō)的那些實(shí)現(xiàn)方法的限制，在這個(gè)發(fā)明的解說(shuō)和圖示的基礎(chǔ)上一些大家熟悉的技術(shù)可以用來(lái)構(gòu)成變化多端的方案。例如，示于圖4和8中的晶體管4到6適合工作在飽和狀態(tài)當(dāng)作開關(guān)使用，它可以用有類似功能的適當(dāng)開關(guān)器件代替，另外其余的晶體管7到9和20到22，可以用其他的適當(dāng)元件(象場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或可控硅)，代替。因此，當(dāng)定子繞組L1到L3是由可控硅逆變器控制時(shí)，而逆變器由信號(hào)發(fā)生器12的信號(hào)來(lái)控制。這種作用類似于圖4中所指方案的敘述。
因此，在發(fā)明中所敘述的方案，完全不受限制。本發(fā)明的范圍，在附件權(quán)利要求
中規(guī)定，凡屬權(quán)利要求
范圍內(nèi)的各種變形，都包括在本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1.一個(gè)驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)(包括一個(gè)定子組合體)的裝置。所說(shuō)裝置包括1)檢測(cè)器(11)為了測(cè)量所說(shuō)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角位置；2)信號(hào)發(fā)生器(12)根據(jù)所說(shuō)位置檢測(cè)器測(cè)出的位置信號(hào)，信號(hào)發(fā)生器(12)發(fā)出控制信號(hào)，對(duì)所說(shuō)電機(jī)的每個(gè)定子繞組(L1，L2，L3)，按予定方式供電；3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(4-9，20-23)，為的是在所說(shuō)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)控制下，從電源(10)對(duì)所說(shuō)電機(jī)的所說(shuō)的每一個(gè)定子繞組，供給驅(qū)動(dòng)電流；所敘述裝置的特征包括4)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路(13，14，15；13，150；130，151，)當(dāng)所說(shuō)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量所說(shuō)定子繞組中感應(yīng)的反電勢(shì)(電壓)并根據(jù)測(cè)得的反電勢(shì)指示信號(hào)，和所說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)速指示信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償所說(shuō)電機(jī)力矩波動(dòng)的信號(hào)；5)電流控制電路(18，19)，疊加力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)到一個(gè)指示所說(shuō)電機(jī)予定轉(zhuǎn)速的指令信號(hào)上，并且根據(jù)疊加信號(hào)通過所說(shuō)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流；
2.按權(quán)利要求
1所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)速的指示信號(hào)，是基于測(cè)得所說(shuō)反電勢(shì)的指示信號(hào)的DC電平而產(chǎn)生的;
3.按權(quán)利要求
2所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路包括為了測(cè)量供給所說(shuō)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的元件(16);檢測(cè)器(13;130)用以測(cè)量感應(yīng)在所說(shuō)定子繞組中的反電勢(shì);濾波器(14)用來(lái)提取所說(shuō)檢測(cè)器所測(cè)量輸出的DC電平;和一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?15;150;151)，接受所說(shuō)檢測(cè)器的測(cè)量輸出作為它的輸入信號(hào)，基于所說(shuō)驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)器和由所說(shuō)的濾波器取來(lái)的DC電平，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行有控制的放大，從而產(chǎn)生一個(gè)所說(shuō)的補(bǔ)償信號(hào)。
4.按權(quán)利要求
3所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器電路中進(jìn)一步包含了內(nèi)部電阻補(bǔ)償器(28;64)，為的是減去從所說(shuō)檢測(cè)器測(cè)出的定子繞組內(nèi)阻上的壓降，已經(jīng)減去了壓降的信號(hào)，被提給所說(shuō)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器電路作為所說(shuō)的信號(hào)輸入。
5.按權(quán)利要求
4所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括了某一套組合體，而每套組合體至少包含一個(gè)開關(guān)器件(4，5，6)，與至少有一個(gè)電流控制器件(7，8，9，20-22)串聯(lián)，所說(shuō)的套數(shù)，等于繞組相數(shù)，而且每一套驅(qū)動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的定子繞組;所說(shuō)的開關(guān)器件和電流控制器件，由所說(shuō)的信號(hào)發(fā)生電路發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制，在這個(gè)電路中，有如此的關(guān)系感應(yīng)在所說(shuō)定子繞組中的反電勢(shì)，根據(jù)所說(shuō)開關(guān)器件中相應(yīng)的某些閉合時(shí)，被鉗位到所說(shuō)的電源電平，那時(shí)候，所說(shuō)的電流控制器件由所說(shuō)的信號(hào)發(fā)生器的控制信號(hào)，線性地驅(qū)動(dòng)。而且，在此，所說(shuō)的補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路，包含有檢查器(13)，用它來(lái)測(cè)量在每個(gè)定子繞組中感應(yīng)電壓波形的低電平，基于所說(shuō)檢測(cè)器的輸出，產(chǎn)生所說(shuō)的力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。
6.按權(quán)利要求
1所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括某一套組合體，而每套組合體至少包含兩個(gè)電流控制器件(4，5，6，7，8，9)相串連起來(lái)，所說(shuō)套數(shù)，等于繞組相數(shù)，而且每一套去驅(qū)動(dòng)所說(shuō)定子繞組的相應(yīng)的一個(gè);所說(shuō)的電流控制器件，由所說(shuō)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)進(jìn)行線性控制;在此，所說(shuō)補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生電路，包括檢測(cè)器(130)，用它來(lái)測(cè)量感應(yīng)在所說(shuō)每個(gè)定子繞組中電壓波形的上部電平和下部電平，從而，在所說(shuō)檢測(cè)器所測(cè)得的兩個(gè)輸出差的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生所說(shuō)的力矩波動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。
7.按權(quán)利要求
5或6所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)的開關(guān)器件和電流控制器件是雙極性的晶體管。
8.按權(quán)利要求
5或6所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)的開關(guān)器件和電流控制器件是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
9.按權(quán)利要求
5或6所要求的驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)的裝置特征是所說(shuō)開關(guān)器件和電流控制器件是可控硅。
專利摘要
本發(fā)明是一個(gè)驅(qū)動(dòng)多相無(wú)刷電機(jī)裝置。在這個(gè)裝置中電機(jī)轉(zhuǎn)矩中出現(xiàn)的波動(dòng)，被一個(gè)信號(hào)電流去驅(qū)動(dòng)電機(jī)所消除。這個(gè)信號(hào)的相位與力矩波動(dòng)相位相反，而波形與力矩波動(dòng)波形對(duì)稱。所以無(wú)論電機(jī)運(yùn)行在何種速度上，電機(jī)可以精確地運(yùn)行。在本發(fā)明中，為了得到如此的信號(hào)電流波形，感應(yīng)在定子繞組中的反電勢(shì)被測(cè)量，測(cè)得反電勢(shì)的信號(hào)指示電平，按照電機(jī)的負(fù)載和轉(zhuǎn)速，作為控制信號(hào)，去控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。
文檔編號(hào)H02P5/00GK85101863SQ85101863
公開日1987年1月17日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者伊藤隆康, 西島英南, 福島勇夫 申請(qǐng)人:日立制作所株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan