Микросхемы для управления вентильными двигателями постоянного тока – Полупроводниковая силовая электроника

May 28, 2015 by admin Комментировать »

На рис. 3.61 представлен эскиз конструкции типового вентильного двигателя постоянного тока [22].

Такая конструкция позволяет уменьшить габариты двигателя и сделать его плоским. Широко применяется в видеомагнитофонах, видеоплеерах и другой малогабаритной аппаратуре. Вращающий момент в двигателе создается в результате взаимодействия магнитного потока в промежутке между полюсами магнита ротора и основанием статора с проводниками обмотки, по которым протекает электрический ток. Управление коммутацией катушек обмотки статора в зависимости от положения полюсов магнита ротора осуществляется специальной схемой (драйвером) по сигналам датчиков положения ротора.

Рис. 3.61. Вентильный двигатель постоянного тока

На практике нашли применение двухи трехфазные двигатели. В таких двигателях магнит ротора имеет, как правило, от 6 до 8 полюсов. Сам магнит изготавливают из магнитотвердых материалов на основе порошка феррита различных металлов. Катушки каждой фазы имеют многослойную намотку с числом витков от 60 до 100. Катушки статора после намотки пропитывают лаком, получая монолитную бескаркасную обмотку, и приклеивают ее к печатной плате, расположенной на основании двигателя. Большое количество катушек статора, как и полюсов магнита ротора, способствует равномерности скорости вращения. Однако, наиболее широкое распространение получили вентильные двигатели постоянного тока с небольшим числом катушек, так как их увеличение приводит к усложнению конструкции двигателя и микросхемы драйвера. Структурная схема микросхемы драйвера вентильного двигателя приведена на рис. 3.62.

Датчики положения ротора (ДПР) 2, 3, 4 служат для создания сигналов, несущих информацию о положении ротора относительно обмоток статора. В зависимости от конструкции двигателя количество ДПР может меняться от 2 до 3-х. По сигналам этих датчиков коммутатор 1 вырабатывает сигналы управления, поступающие в обмотку статора. Наибольшее распространение в настоящее время получили ДПР на основе преобразователей Холла. ДПР располагаются в непосредственной близости от магнита ротора, часто прямо внутри катушек статора.

Рис. 3.62. Структурная схема микросхемы драйвера управления вентильным электродвигателем постоянного тока: 1 — электронный коммутатор и логическая схема; 2, 3, 4 — датчики положения ротора (датчики Холла); 5, 6, 7 — усилители сигналов датчика положения ротора; 8, 9, 10 — выходные усилители мощности; 11 — вентильный двигатель

Электронный коммутатор усиливает и обрабатывает сигналы с ДПР и коммутирует по сигналам ДПР и сигналам управления токи в обмотках статора в заданные моменты времени и в заданной последовательности.

Типовой пример микросхемы управления вентильными двигателями

Отечественная микросхема 1L33035N [23] содержит в своем составе сложный цифровой блок и реализует полный алгоритм управления вентильным (бесконтактным) электродвигателем с датчиками Холла положения ротора. Микросхема формирует сигналы управления для верхних и нижних мощных транзисторов трех полумостов, регулирующих ток в обмотках двигателя. Мощность электродвигателей, управляемых этими микросхемами, определяется допустимыми токами внешних мощных силовых элементов и может достигать нескольких киловатт.

Состав ИМС:

декодер положения ротора для осуществления требуемой коммутации фаз двигателя;

– термостабилизированный источник опорного напряжения, осуществляющий питание датчика положения ротора;

генератор с программируемой частотой колебаний (от 22 до 28 кГц);

– ШИМ компаратор;

– три верхних и три нижних драйвера для управления внешними мощными MOSFET.

Функции ИМС IL33035N:

—                      выбор направления вращения вентильного двигателя;

—                      аналоговое задание скорости вращения двигателя;

—                      сигнализация неисправности.

Защиты:

—                      температурная защита;

—                      блокировка выходов при пониженном напряжении питания;

—                      ограничение тока на каждом периоде.

Источник: Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С., Полупроводниковая силовая электроника, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. цв. вкл.

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты