無刷直流電動機的制作方法

專利名稱：無刷直流電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無刷直流電動機，它包括-帶有至少兩個定子線圈的定子，-相對于定子作旋轉設置的轉子，-用于檢測預定的轉子位置的位置檢測裝置，-電子換向裝置，用于以預先規定的循環次序使定子線圈分別接到電源或從電源斷開。
這樣的無刷直流電動機可以從例如EP-A-0425479而了解到。
此外，從本質上已經了解，通過向旋轉方向的相反方向移動換向位置，直流電動機的功率可以在更高的速度下得到增加。上述的換向位置的偏移也稱作預換向。
使用具有預換向的電動機在電動機運行于高速且其負載很重的環境下是令人感興趣的，例如，在諸如冰淇凌制造機和攪拌器等廚房用具的情況下就是如此。這種使用的一個缺點是在卸載(空載)的情況下電動機的速度可以變得非常高。在卸載情況下的極高速度對電動機的機械結構提出了很嚴格的要求。
本發明的目的之一是提供一種無刷電動機，它能夠在高速下提供更大的功率，并且它在卸載情況下的速度受到限制。
按照本發明，這個目的是由無刷直流電動機達到的，這種電動機的特點在于它的換向裝置至少含有兩個延遲裝置，每個延遲裝置都用于根據新近檢測到的轉子多個預定位置中的下一個位置而延遲對下一個定子線圈的連接，直到在新檢測到的轉子位置之前一個預定距離的轉子位置被檢到之后的一個預定時間已消逝之時為止。由于這些措施，當電動機的速度升高到某個值時它的功率就減小，在這個速度值時，在檢測到相繼的預定轉子位置之間的時間間隔對應于由延遲裝置引起的時間延遲。電動機的功率減小是因為，由于延遲裝置，下一個定子線圈的連接被移到后面的某一時間，因而速度的進一步增加受到了限制。
無刷直流電動機的一個實施例的特點在于延遲開始于檢測到一個轉子位置，這個位置位于新檢測到的轉子位置之前的一個預定距離。在卸載情況下，電動機的速度會增加到某個值，在這個值時，檢測到相繼的轉子各預定位置之間的時間間隔相當于由預先規定的延遲時間所確定的值。速度的進一步增加受到了限制，因為下一個定子線圈的連接被推遲到稍后的時間，這將導致電動機的功率減小這一事實。
無刷直流電動機的一個實施例的特點在于延遲時間的開始是根據檢測到一個位于新近檢測到的轉子位置之前一個預定距離的轉子位置而定的，這時另一個延遲裝置的延遲時間已經過去。在卸載情況下，電動機的速度將會增加到某個值，在這個速度值時檢測到相繼的預定轉子位置之間的時間間隔相當于由預定的延遲時間所確定的值。速度的進一步增加將比前面的實施例受到更好的限制，因為現在的延遲是積累性的。只要電動機速度超過上述值，延遲就以積累的方式增加。這將導致在電動機速度超過上述值時它的功率急劇下降，從而使電動機的速度實際上限制在上述值。
無刷直流電動機的一個實施例的特點在于定子線圈是磁性耦合的，并且換向回路包括這樣的裝置，它能使已連接的定子線圈斷開和下一個定子線圈的連接幾乎同時發生。
在這個實施例中，同時斷開和連接與磁耦合組合在一起使得磁能從一個定子線圈轉移到另一個定子線圈。對于換向來說，在換向期間在斷開一個定子線圈并接通下一個定子線圈之間有一個無激勵的時間間隔，本實施例的一個優點是電動機的功耗顯著地減小。在無激勵的時間間隔內，通常在切斷每個激勵時都要把定子線圈短路。由于把能量儲存在定子線圈內的結果，將會有一個短路電流流經定子線圈，它將引起在定子線圈中產生相當大的熱損耗。這和那種換向正好相反，在那種換向時磁能在換向期間會從一個定子線圈轉移到另一個定子線圈。
一種以其簡單性而使人感興趣的實施例的特點在于實現同時接通和斷開的裝置包括一個狀態存儲器，它可以產生各種狀態，每個狀態相當于一個激勵狀態，其中的換向裝置包括用于連接和斷開定子繞組的可控開關和使開關根據狀態存儲器的狀態分別處于阻斷或導通狀態的裝置，和根據檢測到的預定的轉子位置改變存儲器的狀態的裝置，并且其中的延遲裝置安排成能夠通過延遲對存儲器狀態的改變而延遲其連接操作。
無刷電動機的一種實施例的特點在于信號抑制裝置包括單穩觸發器，它響應對預定的轉子位置的檢測，觸發器的輸出通過二極管而接到狀態寄存器的控制輸入端以接收修改信號。
無刷直流電動機的一種實施例的特點在于一個延遲裝置的觸發器的輸出通過二極管而接到另一個延遲裝置的觸發器的輸入端。利用簡單的裝置上述實施例可以得到改進以得到已經說明過的積累延遲，使得電動機的速度限制能夠規定得更加精確。
無刷電動機的一個實施例的特點在于提供了設置裝置以便設置預定的延遲時間。在這個實施例中需要加以限制的速度值可以很簡單地加以設置。
本發明的實施例由附圖所表示，并將在以后詳細說明，這些圖是

圖1表示按照本發明的電動機的實施例；圖2和10表示按相對于轉子位置的關系而繪制的檢測信號，這些檢測信號是按照本發明對電動機兩種不同實施例中的轉子位置檢測器所提供的；圖3、7、9、11和12是用于按照本發明的電動機中的線路結構的實施例；圖4、5、8和13表示按時間繪制的按照本發明的電動機實施例中所產生的多種信號；圖6表示按照本發明的電動機中所用的一種磁路；和圖14表示按照本發明的電動機的速度對機械負載的曲線圖。
圖1表示按照本發明的一種無刷直流電動機1的一種實施例。無刷直流電動機1含有一個帶兩個定子線圈2和3的定子。由于對定子線圈2和3按照預定的循環方式進行激勵，就產生了一個交變的磁場，它在相對于定子而轉動的永磁轉子4上施加一個力矩。為了使磁場所引起的力矩總是以同一個方向施加于轉子，就需要在預定的轉子位置(此后也稱為換向位置)上把激勵從一個已激勵的定子線圈切換到下一個定子線圈上(即換向)。為了檢測這個換向位置，無刷直流電動機1含有一個位置檢測器5。這個位置檢測器5可以是一種常規的類型，例如，可以有一個所謂的霍爾傳感器，它被安排成使這個傳感器受到永磁轉子4所產生的磁場的影響。位置傳感器5產生一個檢測信號Vd，它表示換向位置被檢測到的那個時刻。此外，無刷直流電動機包括一個換向回路6，它根據由檢測信號Vd所表明的檢測到換向位置而以預定的循環順序把定子線圈2和3連接到一個電源或從電源斷開，這個電源是連接到接線端8和9上的。
電源最好包括直流電源7，它產生基本上是恒定的電壓。這樣的直流電源可以包括例如一個常規的直流整流回路以便對交流電壓網來的主電壓整流。基本上，這種電源也可以是直流電流源，它產生一個基本上與負載無關的恒定直流電流。
圖2作為一個實例，表明了相對于轉子位置Phi(Φ)而繪制的檢測信號Vd。Φ的值＝0.180度相對于轉子的一個位置，在這個位置上由定子線圈2中的永磁體轉子4產生了轉子位置對于磁場(這個磁場被減至最小)的相互關系的改變。這些位置今后被稱作中性轉子位置。在電動機低速運行時換向最好在這些中性轉子位置上發生。在高速情況下當換向發生于中性轉子位置時直流電動機的功率將急劇下降。在這些速度下電動機的功率(＝產生的功率)因為換向位置相對于中性轉子位置提前而增加。在圖2中，中性轉子位置位于Φ＝0°和Φ＝180°。換向位置則相對于中性位置提前一個距離θ。在信號Vd中的信號電平轉折表示換向位置Φ＝-θ和Φ＝180－θ。
換向回路6包括一個開關單元10，通過它接線端9接到定子線圈2的連接點12和定子線圈3的連接點13。定子線圈2的連接點14和定子線圈3的連接點15一起接到接線端8。開關單元10是這樣一種類型，它在正常工作時把定子線圈2的連接點12或定子線圈3的連接點13根據檢測信號Vd的信號電平而接到接線端9。圖2作為實例表示作為轉子位置的函數由回路10所造成的在定子線圈2和3上的電壓V1和V2。
上面所說的這種換向類型今后將稱之為預換向，這種換向并不發生在中性轉子位置，而是在相對于中性轉子位置(對應于電機旋轉方向)之前的換向位置上。如前所看到的，預換向增加了電機在高速下的功率。這意味著在卸載(空載)情況下電動機的速度可以達到比沒有預換向的電動機高得多的值。這種特別高的空載轉速對電動機的機械結構提出了嚴格的要求。
在諸如廚房用具、冰淇凌機和攪拌機等的應用場合中，直流電機在高速時應產生更多的功率，但是，這時也會發生電動機運行于空載的的情況下，因此，就希望采取一些預防措施以便使空載速度能受到限制。
為了限制空載速度，按照本發明的直流電動機包括一種線路結構11，用于根據新檢測到的下一個換向位置來延遲下一個定子線圈的連接，直到從檢測到一個換向位置(這個位置位于新檢測到的換向位置之前的一個預先確定的距離處)以后一個預定的延遲時間已經過去為止。
圖3詳細地表明了線路結構11和開關單元10的一種可能的實施例。在所示的開關單元10的實施例中，檢測信號Vd作為控制信號加到電壓控制的開關21的控制輸入端，開關21位于接線端9和定子線圈2的接線點12之間。檢測信號Vd在反相回路22中被反相。以這種方式所得到的反相后的檢測信號Vd′作為控制信號通過電阻23加到電壓控制的開關24的控制輸入端。然而，電壓控制的開關可以用所謂的FET(場效應晶體管)型的晶體管構成。當然，別的類型的開關也是可用的。
線路結構11包括這樣一種類型的第一單穩態觸發器25和第二單穩觸發器26，它們能在其長度等于延遲時間tr的時間段內由于輸入信號從低電壓電平改變成高電壓電平的變化而輸出一個低電壓電平。在經過延遲時間段tr之后輸出信號就變為高電壓電平。檢測信號Vd作為輸入信號而加到單穩態觸發器25上。單穩態觸發器25的輸出信號則經過整流管27而加到電阻23和開關24的控制輸入端之間的接點28上。二極管27的陰極則接到單穩態觸發器25上，而二極管27的陽極接到接點28上。反相后的檢測信號Vd′作為輸入信號加到單穩態觸發器26上。單穩態觸發器26的輸出信號經過二極管29加到電阻20和開關21的控制輸入端之間的接點30上。這樣，二極管29的陰極接到單穩態觸發器26而二極管29的陽極則接到接點30上。
示于圖3的線路結構的工作將參考圖4和5而在下面作進一步的解釋。
圖4表示在速度低于某個限制速度的情況下，作為對時間t的函數的檢測信號Vd、單穩態觸發器25的輸出信號Vm1、單穩態觸發器26的輸出信號Vm2、開關21的控制輸入端的電壓Vs1、和開關24的控制輸入端的電壓Vs2。在t1這個瞬間，檢測信號Vd的信號電平從低變到高，導致單穩態觸發器25的輸出信號Vm1在時間段的長度為延遲時間tr這段時間內取低信號電平。在信號Vm1的信號電平再次成為高時，檢測信號Vd的信號電平在t2時從高變到低，從而使反相的檢測信號Vd′從低變到高。其結果是控制信號Vs1的電壓電平從高變到低并使開關21處于阻斷狀態。換句話說，定子線圈2被從直流電壓源7上斷開。由于信號Vm1的電壓電平已變成為高，控制信號Vs2的信號電平將根據反相的檢測電壓Vd′的信號電平的變化而從低變到高，這導致這樣的事實，即開關24被改變成導通狀態。換句話說，根據反相的檢測信號Vd′的信號電平由低變到高，定子線圈3被接到了直流電壓源7。
與此類似，在瞬間t3，根據檢測信號Vd的信號電平從低變到高，定子線圈3從直流電壓源被斷開，與此同時，定子線圈2則再次接到電壓源7。
從圖4可以看到，只要檢測信號的信號電平相繼各次變化之間的時間差超過延遲時間tr，則單穩態觸發器25和26的輸出信號Vm1和Vm2就不會對換向有任何影響。
圖5表示和圖4相同的信號，但這是在檢測信號的信號電平的相繼各個變化之間的時間差小于延遲時間tr的情況下的信號。在圖5所示的檢測信號Vd中，在t1瞬間有一個信號電平從低到高的變化。如果在t2瞬間檢測信號Vd的信號電平再次變低，而單穩態觸發器25的輸出信號Vm1的信號電平還沒有返回到高信號電平，因此開關24的控制信號Vs2的信號電平仍由二極管27保持在單穩態觸發器25的輸出信號Vm1的低信號電平上，一直要到Vm1的信號電平再次變高為止。這發生在瞬間t3，這個瞬間相對于瞬間t1要偏移一段相應于延遲時間tr的時間段。換句話說，控制信號Vs2的信號電平的改變被延遲了，一直要到從t1瞬間開始的那段具有時間長度為延遲時間tr的時間段消逝為止。瞬間t1表示檢測到換向位置的那個瞬間，這個換向位置位于在瞬間t2檢測到的換向位置之前的一個預定距離(在目前情況下為180°)。
與此類似，在瞬間t4之后發生的檢測信號的信號電平改變以后，控制信號Vs1的信號電平的改變也要被延遲直到從瞬間t2開始的相當于延遲時間tr的時間段消逝為止。定子線圈的斷開并不受單穩態觸發器的輸出信號Vm1和Vm2的影響。控制信號Vs1和Vs2的電平的增加則有兩方面的影響。
首先，作為控制信號電平上升延遲的后果，需要激勵的下一個定子線圈的連接發生在被移后(相對于旋轉方向而言)的換向位置處，這個移后是相對于屬于預換向的換向位置而言的。這一移后導致電動機功率的減小。
其次，在相繼的定子線圈激勵之間始終存在著一個無激勵的時間間隔，這也導致電動機功率的減小。上述的這兩種效應導致這一事實，即在某一限定速度之上，在這一速度下檢測信號的信號電平的相繼改變之間的時間間隔變得小于延遲時間tr，這時電動機的功率被減小因而速度受到限制。
在上面所說的電動機的實施例中，在已激勵的定子線圈被斷開和下一個定子線圈被接通之間存在著一定的無激勵時間段，這時有一個有效的速度限制。在被激勵的定子線圈被斷開之后，被激勵定子線圈中所儲存的磁能需要被減少。通常，斷開的定子線圈被短路，例如通過一個所謂的慣性(或續流)二極管來短路。但是，這是不利的，因為定子線圈由于伴隨的短路電流而被明顯地加熱。
一種能使定子線圈中熱損耗明顯減少的換向方法是這樣一種方法，其中的定子線圈被磁耦合且其中在一個已激勵的定子線圈斷開和下一個定子線圈連接之間不會發生無激勵的時間間隔。在這種情況下，在換向時在斷開的定子線圈中的磁能被傳送到和該斷開的定子線圈有磁耦合的定子線圈中。但是，這時有一個要求，即下一個定子線圈連接到直流電壓源要和已激勵線圈的斷開基本上同時發生。
在按照本發明的直流電動機的實施例被說明之前(在這個實施例中采取了預防措施以便即使在空載速度被限制的情況下斷開和接通仍是同時發生的)，首先要參考圖6來說明直流電動機的磁回路的一個實施例，這個電動機的各定子線圈之間存在著基本上完全的磁耦合。磁回路包括一個大體上為U形的導磁材料的定子。定子60的兩個凸極61和62的端部圍繞著一個基本上是圓柱形的空間，轉子4就以旋轉方式安裝在其中。雙線繞組圍繞定子60的凸極61和62。雙線繞組的第一根線63的繞組形成定子線圈2，而雙線繞組的第二根線64的繞組形成定子線圈3。由線63形成的定子線圈2位于開關24和接線端8之間。由線64形成的定線圈3位于開關21和接線端9之間。定子線圈的連接是這樣的，即在開關閉合(激勵狀態)時由線圈2和3在定子中所產生的磁通的方向是相反的。圖6所示的磁路的實施例提供這樣的優點，即在定子線圈2和3之間有充分的磁耦合。盡管由于在定子線圈之間有足夠完整的磁耦合而使圖6所示的實施例是優選的，但應該看到，其它的在定子線圈間能產生磁耦合的磁回路同樣是可能的。
圖7表示另一種把開關單元10和線路結構11結合起來的實施例，這種實施例非常適合用于那種在定子線圈之間有磁耦合的無刷直流電動機。在圖7中，和圖3所示的回路中各元件相當的元件具有相同的參考數字。
圖7所示的開關單元包括能基本上實現對連接的定子線圈和下一個定子線圈相應的同時斷開和連接。這種裝置含有一個狀態存儲器，它可以產生多種不同的狀態，其中每個狀態相應于一種激勵狀態。在圖7所示的實施例中這個狀態存儲器是由一個RS觸發器回路70形成的。RS觸發器回路70是一個常規類型，它根據信號電平另外的變化而當在置位輸入端由低變高時它就置位而當復位輸入端由低變高時它就復位。觸發器回路70的置位輸入端(S)接到交叉點28。復位輸入端(R)則接到交叉點30。觸發器回路70有兩個輸出，分別提供兩個輸出信號，它們是互為反相的并表明觸發器回路為置位或復位。觸發器回路70的輸出信號對開關21和24來說其有效性和控制信號Vs1和Vs2是一樣的，所以開關21和24可以根據觸發器回路70的狀態(置位或復位)而變成阻斷和導通狀態。由于開關21和24的控制信號總是互為反相的，所以一個定子線圈從直流電流源7的斷開總是和另一個定子線圈和直流電流源7的接通同時發生。
作為實例，圖8表示在圖7所示的實施例中所發生的按時間而繪制的信號Vd、Vm1、Vm2、Vs1和Vs2。這是在速度限制起作用時的情況。在這種情況下延遲時間tr超過了檢測信號Vd信號電平的兩次相繼變化之間的時間，使得換向的瞬間被延遲，這導致這樣一個事實，即電動機的功率被減小，因而避免了速度進一步增加。
上面所說明的發明是針對兩組電動機的。很明顯，對于本領域普通技術人員而言，本發明無疑也可用于具有三相或更多定子線圈的直流電動機。圖9作為例子表示了一個含有三個定子線圈80a、80b、80c的無刷電動機的實施例。位置檢測器81檢測三個相互間偏移120°的相繼的換向位置。這些換向位置是轉子位置，在正常運行時在這些位置上每次就有下一個定子線圈80要連接到直流電壓源82上。位置檢測器81是一種常規類型，它產生三個檢測電壓Vd1、Vd2和Vd3，其中從低信號電平轉變到高電平就表示位置檢測器81檢測到了該換向位置的時刻。圖10表示作為實例的相對轉子位置而繪制的檢測信號Vd1、Vd2和Vd3。檢測信號Vd1、Vd2和Vd3分別通過電阻83a、83b和83c而加到相應的電壓控制的開關84a、84b和84c的控制輸入端上。為了延遲定子線圈80a對直流電壓源82的連接，電動機含有一個單穩態觸發器85a，它的輸入由檢測信號Vd3提供而它的輸出信號則通過二極管86a而加到電阻83a和開關84a的控制輸入端的交叉點。檢測信號Vd3表示檢測到一個換向位置，該位置位于另一個由檢測信號Vd1表示的所檢測到換向位置之前120°的地方。和參考圖3和圖5所作的說明相似，定子線圈80a的連接被延遲，直到檢測電壓Vd3的信號電平從上次的由低變高之后相當于延遲時間tr的時間段已經過去為止。與此相似，借助于單穩態觸發器85b和85c以及二極管86b和86c定子線圈80b和80c也被延遲。
圖11表示圖10所示的實施例的一個修正，這個修正包括由三個RS觸發器回路90a、90b和90c所形成的狀態存儲器，它們的置位輸入端(S)和復位輸入端(R)連接到電阻83和二極管86之間的交叉點上。作為使用狀態存儲器的結果，就可以和圖7所示的情況相似，實現已接通的定子線圈的斷開和下一個定子線圈的連接基本上同時發生。
圖12詳細表示線路結構11的另外一種可能的實施例。檢測信號Vd通過電阻101作為輸入信號而加到單穩態觸發器25。單穩態觸發器25的輸出信號通過二級管103加到單穩態觸發器26的輸入端。反相后的檢測信號Vd′通過電阻102而作為輸入信號加到單穩態觸發器26。單穩態觸發器26的輸出信號則通過二極管104加到單穩態觸發器25的輸入端。利用二極管103和104使得觸發器25和26相互耦合。電阻101和102用來防止Vd和Vd′的直接短路。示于圖3中的線路結構的工作過程將在下面參考圖4和13而作進一步說明。
圖4表示速度低于限制速度的情況下，作為時間t的函數的檢測電壓Vd、單穩態觸發器25的輸出信號Vm1、單穩態觸發器26的輸出信號Vm2、開關21的控制輸入端上的電壓Vs1和開關24的控制輸入端上的電壓Vs2。從這里可見當電動機速度低于限制速度時，圖3和圖12的線路的工作沒有什么差別。
圖13表示和圖4相同的信號，但這是在檢測信號的信號電平各相繼變化之間的時間差圍繞著延遲時間tr而有所變動的情況下的信號。在圖13所示的檢測信號Vd中在瞬間t1信號電平有一個從低到高的變化，然后在瞬間t2有一個從高到低的信號電平的變化。在t2這一瞬間單穩態觸發器25的輸出信號Vm1的信號電平還沒有回到高信號電平，所以開關24的控制信號Vs2的信號電平仍由于二極管27的作用而保持在輸出信號Vm1的低信號電平上直到Vm1的信號電平再次變高為止。這發生在瞬間t3，相對于瞬間t1這個瞬間被偏移了一個相當于延遲時間tr的長度的時間段。換句話說，控制信號Vs2的信號電平的改變被延遲一個時間段tr-td1(這里td1＝t2－t1)直到從瞬間t1起長度為延遲時間tr的時間段已過去為止。這個瞬間t1表示檢測到換向位置的時刻，這個位置位于在時間t2檢測到的換向位置之前的一個預定距離(在目前情況下為180°)的地方。
在檢測信號Vd的信號電平在瞬間t4發生改變之后，控制信號Vs1的信號電平的改變被延遲到t5，這時從瞬間t3(按照圖3的實施例這是t2)開始相當于延遲時間tr的時間段已消逝。這是因為觸發器26只能在觸發器25的輸出已回到高信號電平時才可被觸發。換句話說，控制信號Vs1的信號電平的改變從瞬間t1開始被延遲了tr－td1＋tr－td2(這里td1＝t4－t2)這段時間。因此，由于觸發器的耦合而具有累積效果。由于現在的延遲是積累性的，所以速度的進一步增大得以避免。這將導致一種延遲，只要td1、td2等大于tr，這種延遲就以累積方式增加。這會使發動機的功率在電動機速度超過規定值時非常急劇下降，因而使電動機速度實際上限制在上述速度。
作為一種說明圖14表示作為電動機機械負載Ptst的函數的按照本發明的電動機的速度n的模式。帶有參考數字111的速度模式所表示的是按圖3的實施例。隨著負載Plst的減小速度n增加直到達到限制速度nb為止。隨著負載的減小，速度限制開始起作用，由于連接下一個定子線圈的時刻的偏移，電動機功率減少因而使速度限制在nb和2nb之間。
帶有參考數字112的速度模式表示按照圖12的實施例的情況。隨著負載Plst的減小速度增加直到達到限制速度nb為止。隨著負載的減少速度限制開始起作用，并且由于下一個定子線圈連接時刻的積累性偏移，電動機功率減小直到達到相當于限制速度nb時為止。
作為實施例14用虛線表示在沒有采取速度限制的預防措施的情況下速度的模式。通過設置延遲時間tr，限制速度nb也可被設置。在使用單穩態觸發器時，例如在圖3和12所示的實施例的情況下，延遲時間tr可以簡單地用設定電阻的阻值來設置，這個電阻控制輸出信號的電平的前一次下降的時間，而這前一次電平下降是由響應檢測信號Vd的信號電平的變化而引起的。電位器31和32可以用來設置上述阻值，這個電位器連接到單穩態觸發器25和26，它們的滑臂是以機械方式連結在一起的。
在此以前參考各實施例而說明的本發明，其中的換向回路都是用所謂的硬接線回路而形成的。應該看到，按照本發明的電動機也可以制造成會有這樣的換向回路，在這種換向回路中各個定子線圈的斷開和連接是由所謂的程序控制的回路來確定的，這種回路的形式可以是例如裝有合適的控制程序的微處理器。
最后，應該看到，本發明確實適合于和預換向結合使用，因為對這種電動機空載速度可以取極高的值。但是，本發明同樣適用于沒有采用預換向的電動機。
權利要求
1.無刷直流電動機，包括—帶有至少兩個定子線圈的一個定子，—以旋轉方式相對于定子而安裝的一個轉子—用于檢測預定的轉子位置的位置檢測裝置，—用于按預定的循環順序分別將定子線圈接到一個電源或從電源斷開的電子換向裝置，其特征在于該換向裝置至少包含兩個延遲裝置，每個延遲裝置用于根據檢測到在各預定的轉子位置的下一個新檢測到的轉子位置時延遲對下一個定子線圈的連接，直到在檢測到一個轉子位置之后一個預定的延遲時間已消逝時為止，這個轉子位置位于新檢測到的轉子位置之前的一個預定距離處。
2.權利要求1所述的無刷直流電動機，其特征在于延遲時間開始于檢測到位于新檢測到的轉子位置之前一個預定距離處的轉子位置的時刻。
3.權利要求1所述的無刷直流電動機，其特征在于延遲時間的開始時刻要根據檢測到位于新檢測到的轉子位置之前一個預定距離處的轉子位置，而這時另一個延遲裝置的延遲時間已經消逝。
4.前面任何一個權利要求所述的無刷直流電動機，其特征在于定子線圈是磁耦合的并在于換向回路含有能使已連接的線圈的斷開和下一個定子線圈的連接基本上同時發生的裝置。
5.權利要求4所述的無刷直流電動機，其特征在于實現同時連接和斷開的裝置包括一個狀態存儲器。它可以處于各種狀態，每個狀態對應一種激勵狀態，其中的換向裝置包括用于連接和斷開定子繞組的可控開關和用于根據狀態存儲器的狀態把開關相應地變成阻斷或導通狀態的裝置，和使狀態存儲器根據檢測到的預定的轉子位置而改變狀態的裝置，和其中的延遲裝置被安排成通過延遲存儲器的狀態的改變而延遲連接操作。
6.權利要求5所述的無刷直流電動機，其特征在于，存儲器改變裝置包括用于根據檢測到轉子位置而導出修改信號以實現修改狀態存儲器的狀態的裝置和在于延遲裝置是這樣安排的，使得它們在檢測到位于新檢測到的轉子位置之前的一預定距離處的轉子位置之后的一段預定延遲時間內抑制該修改信號。
7.權利要求6所述的無刷直流電動機，其特征在于該信號抑制裝置包括能響應對預定的轉子位置所作檢測的單穩態觸發器，觸發器的輸出通過二極管而接到狀態存儲器的控制輸入端以接收修改信號。
8.權利要求3和7所述的無刷直流電動機，其特征在于一個延遲裝置的觸發器的輸出通過二極管而連接到另一個延遲裝置的觸發器的輸入端。
9.上述權利要求之一中所述的無刷直流電動機，其特征在于提供了設置裝置用于設置預定的延遲時間。
全文摘要
本發明涉及一種直流電動機(1)，包括至少帶有兩個定子線圈(2，3)的定子(60)、可相對于定子作旋轉的轉子(4)、檢測預定的轉子位置的位置檢測器(5)、用于按預定的循環順序把定子線圈分別接通電源(7)或從電源斷開的電子換向回路(6)。為了限制空載速度，換向裝置(6)含有一個電路(11)，用于根據新檢測到下一個預定的轉子位置來延遲下一個定子線圈(2)或(3)的連接，直到在檢測到距新檢測到的轉子位置有一預定距離的轉子位置之后的一個預定的延遲時間(t
文檔編號H02K21/18GK1123070SQ95190069
公開日1996年5月22日 申請日期1995年2月2日 優先權日1994年2月9日
發明者M·索尼克 申請人:菲利浦電子有限公司, 菲利浦諾登有限公司