[发明专利]无刷直流电动机

说明书

本发明涉及一种无刷直流电动机，它包括-带有至少两个定子线圈的定子，-相对于定子作旋转设置的转子，-用于检测预定的转子位置的位置检测装置，-电子换向装置，用于以预先规定的循环次序使定子线圈分别接到电源或从电源断开。

这样的无刷直流电动机可以从例如EP-A-0425479而了解到。

此外，从本质上已经了解，通过向旋转方向的相反方向移动换向位置，直流电动机的功率可以在更高的速度下得到增加。上述的换向位置的偏移也称作预换向。

使用具有预换向的电动机在电动机运行于高速且其负载很重的环境下是令人感兴趣的，例如，在诸如冰淇凌制造机和搅拌器等厨房用具的情况下就是如此。这种使用的一个缺点是在卸载(空载)的情况下电动机的速度可以变得非常高。在卸载情况下的极高速度对电动机的机械结构提出了很严格的要求。

本发明的目的之一是提供一种无刷电动机，它能够在高速下提供更大的功率，并且它在卸载情况下的速度受到限制。

按照本发明，这个目的是由无刷直流电动机达到的，这种电动机的特点在于它的换向装置至少含有两个延迟装置，每个延迟装置都用于根据新近检测到的转子多个预定位置中的下一个位置而延迟对下一个定子线圈的连接，直到在新检测到的转子位置之前一个预定距离的转子位置被检到之后的一个预定时间已消逝之时为止。由于这些措施，当电动机的速度升高到某个值时它的功率就减小，在这个速度值时，在检测到相继的预定转子位置之间的时间间隔对应于由延迟装置引起的时间延迟。电动机的功率减小是因为，由于延迟装置，下一个定子线圈的连接被移到后面的某一时间，因而速度的进一步增加受到了限制。

无刷直流电动机的一个实施例的特点在于延迟开始于检测到一个转子位置，这个位置位于新检测到的转子位置之前的一个预定距离。在卸载情况下，电动机的速度会增加到某个值，在这个值时，检测到相继的转子各预定位置之间的时间间隔相当于由预先规定的延迟时间所确定的值。速度的进一步增加受到了限制，因为下一个定子线圈的连接被推迟到稍后的时间，这将导致电动机的功率减小这一事实。

无刷直流电动机的一个实施例的特点在于延迟时间的开始是根据检测到一个位于新近检测到的转子位置之前一个预定距离的转子位置而定的，这时另一个延迟装置的延迟时间已经过去。在卸载情况下，电动机的速度将会增加到某个值，在这个速度值时检测到相继的预定转子位置之间的时间间隔相当于由预定的延迟时间所确定的值。速度的进一步增加将比前面的实施例受到更好的限制，因为现在的延迟是积累性的。只要电动机速度超过上述值，延迟就以积累的方式增加。这将导致在电动机速度超过上述值时它的功率急剧下降，从而使电动机的速度实际上限制在上述值。

无刷直流电动机的一个实施例的特点在于定子线圈是磁性耦合的，并且换向回路包括这样的装置，它能使已连接的定子线圈断开和下一个定子线圈的连接几乎同时发生。

在这个实施例中，同时断开和连接与磁耦合组合在一起使得磁能从一个定子线圈转移到另一个定子线圈。对于换向来说，在换向期间在断开一个定子线圈并接通下一个定子线圈之间有一个无激励的时间间隔，本实施例的一个优点是电动机的功耗显著地减小。在无激励的时间间隔内，通常在切断每个激励时都要把定子线圈短路。由于把能量储存在定子线圈内的结果，将会有一个短路电流流经定子线圈，它将引起在定子线圈中产生相当大的热损耗。这和那种换向正好相反，在那种换向时磁能在换向期间会从一个定子线圈转移到另一个定子线圈。

一种以其简单性而使人感兴趣的实施例的特点在于实现同时接通和断开的装置包括一个状态存储器，它可以产生各种状态，每个状态相当于一个激励状态，其中的换向装置包括用于连接和断开定子绕组的可控开关和使开关根据状态存储器的状态分别处于阻断或导通状态的装置，和根据检测到的预定的转子位置改变存储器的状态的装置，并且其中的延迟装置安排成能够通过延迟对存储器状态的改变而延迟其连接操作。

无刷电动机的一种实施例的特点在于信号抑制装置包括单稳触发器，它向应对预定的转子位置的检测，触发器的输出通过二极管而接到状态寄存器的控制输入端以接收修改信号。

无刷直流电动机的一种实施例的特点在于一个延迟装置的触发器的输出通过二极管而接到另一个延迟装置的触发器的输入端。利用简单的装置上述实施例可以得到改进以得到已经说明过的积累延迟，使得电动机的速度限制能够规定得更加精确。