[实用新型]霍尔开关元件控制的直流无刷电动机

说明书

本实用新型涉及一种改进的霍尔直流无刷电动机。是以普通的单极性的霍尔开关元件进行控制。

现有的霍尔直流无刷电动机，由转子体、电机定子体、位置传感器、低压电源及相应的驱动电路组成。市售的瑞士巴尔采司（BALZES）公司生产的产品，国内中科院北京仪器厂仿上述公司研制的产品都是这种结构，该电动机是由双极性的霍尔元件控制，它的位置传感器由两个双极性的霍尔元件，互成90°的角度，灌封在电机定子体的内园上而构成。双极性霍尔元件对旋转的转子磁体的S、N极都产生控制信号。但是，该元件的最大弱点是输出电信号弱（小于800毫伏），必须对输出信号进行多级放大与分配。与之匹配的外电路需要采用四个运算放大器放大和分配，才可进入驱动级。同时该霍尔元件对低压供电电路的要求也较严格，该种霍尔直流无刷电机控制电路复杂，整机成本高，稳定性和可靠性低。双极性霍尔元件价格较高，国内市场不易获得，不利于设备的推广应用。

本发明的目的在于：针对以上缺点与不足，提供一种改进的霍尔无刷直流电动机，使用简单的、价格较低的、应用较普遍的单极性霍尔开关元件控制。

本发明的任务是以如下方式来完成的，该电动机由位置传感器（H₁－4）、定子绕组（L₁－4）、永磁转子体（N－S）、低压电源（IC）及驱动放大器（T₁－4）组成。位置传感器由四个单极性的霍尔开关元件构成。这四个霍尔开关元件装在一个金属园环的内侧，均匀分布，在空间互成90°角度。四个霍尔开关元件与四路驱动电路相对应，驱动电路放大霍尔元件的信号，产生电磁转矩。

当电动机转子体转动时，N极磁场依次扫过每个霍尔开关元件。转子每转过90°，就使一个霍尔开关元件工作，产生控制信号，此信号接通对应的驱动电路的放大管，促使下一个定子绕组通电建立磁场，产生电磁吸引力，吸引转子体，使转子不断旋转加速。改变施加在定子绕组上的电压，能达到所要求的转速，本实用新型的调速范围可以达到每分钟几转到5万转。

本发明的附图如下：

图1电动机位置传感器结构图。

图2霍尔开关元件控制的直流电动机工作原理图。

本发明下面将结合附图作进一步说明：图1和图2是该实用新型的一种最佳实施方案。图1中，A是位置传感器的支架，H₁－4是霍尔传感元件。图2中，N、S是电动机转子体的一对磁极，L₁－4是电动机定子绕组，T₁－4是驱动电路晶体管。当N极正对霍尔开关元件H₁时，H₁输出信号，控制驱动电路晶体管T₁饱和导通，定子绕组L₁中流过电流，建立起S磁极吸引转子磁极N，转子顺时针转过90°，转子磁极N对准H₂，H₂输出信号，控制晶体管T₂饱和导通，定子绕组L₂中流过电流，建立起S磁极，吸引转子的N磁极，电机转子又顺时针转过90°。与此同时，霍尔元件H₁截止，关断晶体管T₁。依次类推，H₃、H₄依次导通，吸引电机转子N，于是电机转子就不停止的转动起来。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、单极性霍尔开关元件易于获得和制造，价格较双极性霍尔元件低。

2、输出信号大，驱动放大电路简单。

3、低压供电电路简单。

4、整机稳定性和可靠性提高，成本降低。