[其他]無刷直流電動機驅動電路

無效

• 申請號: 85109333
• 申請日: 1985-12-25
• 公開（公告）號: CN85109333A
• 公開（公告）日: 1986-07-09
• 發明（設計）人: 稻治和夫;水口博;五十嵐祥晃
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H02P6/02
• 分類號: H02P6/02;H02K29/08
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄

本發明是有關驅動無刷直流電動機的驅動電路的發明。

近年來，具有被勵磁的多相電樞的無刷直流電動機已用于聲像設備。其中各相電樞是由半導體元件（比如三極管）按照從轉子位置檢測器（比如霍爾效應元件）傳來的信號進行切換的。通常，一只無刷直流電動機需要一個轉子位置檢測器和一個為電樞各相勵磁的電樞勵磁控制電路。如果電動機相數增加，則控制電路的復雜程度也增加，這導致電動機更加昂貴和加大體積，因此，相數多的方案是不實用的。通常采用兩相或三相電樞。這一般使轉矩有15%到20%峰-峰的波動，使電動機轉速變化增大，從而加大使用這類電動機的聲像設備的失真和圖像跳動。

近代無刷直流電動機多用霍爾效應元件作為轉子位置檢測器。眾所周知，霍爾效應元件的靈敏度在很寬范圍內變化，為此，應用了多種電路技術來適應這種靈敏度變化，并作了許多努力以減小無刷直流電動機的力矩波動。

日本公開專利說明書59-35585號（下文作為“文獻1”）透露一種有代表性的技術，即使用三只霍爾效應元件作為轉子位置檢測器。文獻1所透露的驅動電路方案在此不詳細描述。它的驅動電路運行的特征在于線圈的切換定在由霍爾效應元件傳來的信號為零的時候，這就減小了各元件間靈敏度變化的影響。另外，供給線圈的電流部分地被調制，去響應一個與電動機的旋轉同步的信號，借以消除轉矩波動。

上述文獻1所透露的驅動裝置其運行系以從霍爾效應元件傳來的信號變為零就進行切換的原則為基礎，其好處是驅動電路不受霍爾元件之間靈敏度變化的影響。不過，由于電樞線圈交替地獲得和放出能量，故需要在接至線圈的電源端頭處加上包含較大電容器的濾波電路，以減小因切換線圈而產生的尖峰電壓。此外，驅動電路還有因電流在線圈中突然消失和出現而可能產生振動和噪音的缺點。

本發明的目的是為元刷直流電動機提供幾乎不受轉子位置檢測元件之間靈敏度變化以及檢測元件失調的影響的驅動電路。從而使得該電動機振動小、噪音低和力矩波動小。

為達到上述目的，按照本發明，一個用于無刷直流電動機的驅動電路包括下述部分：

磁極位置檢測電路，用以檢測電動機轉動磁體的磁極位置并發送表明磁極位置的多相信號;

檢波加法器電路，用于產生來自磁極位置檢測電路的多相信號的為正或為負部分的和;

給定信號發生電路，用于產生電動機應發出的力矩的力矩給定信號;

第一誤差放大器，用于調節磁極位置檢測電路的增益，使檢波加法器電路的輸出信號正比于力矩給定信號;

響應多相信號以向多相電樞線圈供電的電源電路;

檢測加給電樞線圈電流值的電流檢測裝置;

調制信號產生電路，用于調制饋給電樞線圈的電流;

第二誤差放大器，用于調節電源電路的增益，使電流檢測裝置的輸出信號等于調制信號產生電路的輸出信號。

磁極位置檢測電路可以包括一些轉子位置檢測裝置，一些緩沖放大器和一些減法器。這些緩沖放大器放大來自檢測裝置的輸出信號，而這些減法器產生上述緩沖放大器兩個輸出信號之間的差值信號。

檢波加法器電路把來自各減法器的差值信號按為正或為負求和，檢波加法器電路的輸出信號被控制為比例于力矩給定信號的常數。力矩給定信號可以是一個外部給定信號。結果，即使各檢測元件的靈敏度變化或失調，也幾乎不發生轉矩波動。因此，既毋需通過測量去調節各檢測元件間靈敏度的變化，也不必調節它們的偏差。

饋給多相電樞線圈的電流變換為電壓，此電壓這樣來控制，即讓它與同步于電動機轉動的調制信號相一致。更準確地說，饋給電樞線圈的電流按其相位與保留在電動機內的力矩波動的相位相反的原則來調制，這將能消除力矩波動的低位分量，這樣，便可得到力矩波動小的直流無刷電動機驅動電路。

從位置檢測電路來的位置信號經電源電路放大而加給多相電樞線圈。因此，各線圈電流為正弦波形。因而，線圈貯能過程不靠突然切換動作來控制，這就不會產生尖峰電壓（通常，電流突然切換將產生尖峰電壓）。這就可以省去濾波電路，該濾波電路有一個用來降低這種尖峰電壓的較大的電容器。

結合附圖審讀下面的說明，則以上談到的和未提到的有關本發明的目的、特點和優點將是明顯的。

圖1為按照本發明畫出的一個驅動電路實施例的電路簡圖。

圖2優選用于本發明的電動機主要部分透視圖。

圖3為出現于圖1所示驅動電路指定部位的波形圖。

圖4為當加到三相電樞線圈的電流之和未被調制時得到的波形圖。

圖5為當加到三相電樞線圈的電流之和被調制時得到的波形圖。

圖6是一個電路圖為可用于圖1所示驅動電路的調制信號產生電路的另一個例子的電路圖。