同步电机驱动电路制造技术

本发明专利技术的实施例提供一种同步电机驱动电路，所述同步电机包括定子和可相对定子旋转的永磁转子。所述驱动电路包括与所述定子线圈串联于一外部交流电源的两端之间的可控双向交流开关、用于检测所述永磁转子的磁极位置的第一、第二位置传感器；以及连接于所述交流电源与可控双向交流开关之间的电压调节电路。所述电压调节电路在所述交流电源的正半周期和负半周期分别供电给第一、第二位置传感器，使得所述交流开关以预定方式在导通与关断之间切换，从而使所述定子线圈在电机起动阶段仅沿着一个固定方向拖动所述转子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁同步电机的驱动电路，尤其适合于如小功率风扇、水泵等的应用中。
技术介绍
同步电机在起动过程中，定子的电磁体产生交变磁场，并拖动永磁转子发生振荡，如果转子获得足够动能，转子的振荡幅度将不断增加，最终使转子的旋转迅速加速至与定子的交变磁场同步。传统同步电机，为确保起动，电机的起动点设置通常较低，导致电机无法在工作点上运行，因此效率较低。另一方面，由于交流电的特性以及永磁转子停止位置不固定，无法保证转子每次起动都沿同一个方向定向旋转，因此，在风扇、水泵等应用中，受转子驱动的叶轮通常采用直型径向叶片，导致风扇、水泵等本身的运行效率也较低。本专利技术旨在提供一种新型的同步电机驱动电路。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种同步电机驱动电路，所述同步电机包括定子和可相对定子旋转的永磁转子。所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子线圈。所述定子与永磁转子之间形成不均匀气隙，使所述永磁转子在静止时其极轴相对于定子的极轴偏移一个角度，以保证所述定子线圈每次通电时所述转子具有固定的起动方向。所述驱动电路包括:与所述定子线圈串联于一外部交流电源的两端之间的可控双向交流开关、用于检测所述永磁转子的磁极位置的第一、第二位置传感器、以及连接于所述交流电源与可控双向交流开关之间的电压调节电路，所述电压调节电路在所述交流电源的正半周期和负半周期分别供电给第一、第二位置传感器，使得所述交流开关以预定方式在导通与关断之间切换，从而使所述定子线圈在电机起动阶段仅沿着一个固定方向拖动所述转子。较佳的，所述第一、第二位置传感器相对于所述永磁转子的磁极具有相同的磁场位置。较佳的，还包括第一单向导通开关，所述第一单向导通开关的电流输出端连接所述可控双向交流开关的控制端。较佳的，所述第一位置传感器的输出端连接所述第一单向导通开关的电流输入端，所述第二位置传感器的输出端通过一电阻连接到所述第一单向导通开关的电流输出端。较佳的，所述电压调控电路包括至少分别通过第一、第二电阻反向并联于所述交流电源两端的第一、第二稳压二极管，所述第一位置传感器的正电源端子连接所述第一稳压二极管的阴极，所述第二位置传感器的负电源端子连接所述第二稳压二极管的阳极，所述第一位置传感器的负电源端子和所述第二位置传感器的正电源端子分别连接参考电压。较佳的，所述第一稳压二极管的阳极、所述第二稳压二极管的阴极、所述第一位置传感器的负电源端子、以及所述第二位置传感器的正电源端子均连接所述交流电源的零线。较佳的，所述电压调节电路还包括串接于所述第一电阻与第一稳压二极管之间的第二单向导通开关、以及串接于所述第二电阻与第二稳压二极管之间的第三单向导通开关，所述第二单向导通开关的电流输出端与所述第一稳压二极管的阴极连接，所述第三单向导通开关的电流输入端与所述第二稳压二极管的阳极连接。较佳的，还包括连接于所述第一单向导通开关与所述可控双向交流开关的控制极之间的反相器。较佳的，还包括与所述反相器并联于所述第一单向导通开关与可控双向交流开关的控制极之间的开关。较佳的，所述可控双向交流开关为三端双向晶闸管。较佳的，所述单向导通开关为二极管或三极管。较佳的，所述可控双向交流开关与电压调节电路并联，使得所述可控双向交流开关导通时所述电压调节电路中无电流流过。【附图说明】附图中:图1和图2示意性地示出本专利技术中的同步电机；图3示出本专利技术一种同步电机驱动电路的结构框图；图4示出依据本专利技术一实施例的同步电机驱动电路；图5示出依据本专利技术另一实施例的同步电机驱动电路；图6出图5中驱动电路的波形图；图7示出依据本专利技术另一实施例的同步电机驱动电路；图8示出本专利技术另一种同步电机驱动电路的结构框图；图9示出依据本专利技术另一实施例的同步电机驱动电路。【具体实施方式】下面结合附图，通过对本专利技术的【具体实施方式】详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。图1示出本专利技术中的同步电机的示意性。所述同步电机10包括定子12、可旋转地设于定子12的磁极之间的永磁转子14,定子12具有串联连接的定子线圈16。定子12的磁极和转子14的磁极之间具有不均匀气隙18，使得转子14在静止时其极轴R相对于定子12的极轴S偏移一个角度a。该配置可保证定子线圈16每次通电时转子14具有固定的起动方向(本例中为沿顺时针方向)。图3中定子和转子均具有两个磁极。可以理解的，在更多实施例中，定子和转子也可以具有更多磁极，例如如图2所示，定子12和转子14均具有四个磁极，定子12上或定子内靠近转子的位置设有用于检测转子磁极位置的第一位置传感器20和第二位置传感器22。本例中，第一、第二位置传感器20和22沿对角线放置，相对于所述永磁转子的磁极具有相同的磁场位置，若两个位置传感器都通电，两者输出的检测信号是相同的。两个位置传感器20和22较佳的可以为霍尔效应传感器，并且相对定子的极轴s偏移一个角度,较佳的,该偏移角也是α。图3示出本专利技术一种同步电机驱动电路的结构框图。所述驱动电路24由交流电源26供电。交流电源26较佳的可以是市电交流电源，具有例如50赫兹或60赫兹的固定频率，电流电压例如可以是110伏、220伏、230伏等。电机10的定子线圈16与可控双向交流开关28串联于两个节点A、Β之间。节点Α连接交流电源26的火线，节点B连接交流电源26的零线。较佳的，可控双向交流开关28为三端双向晶闸管(TRIAC)。交流电源26与可控双向交流开关之间设有电压调节电路30。电压调节电路30在交流电源的正半周期和负半周期分别供电给第一位置传感器20和第二位置传感器22，使得双向交流开关28以预定方式在导通与关断之间切换，从而使定子线圈16在电机起动阶段仅沿着一个固定方向拖动转子14，依据本专利技术，定子线圈通电后，转子只需旋转一圈即可加速至与定子磁场同步。较佳的，驱动电路24中设第一单向导通开关D1,第一、第二位置传感器20和22的信号输出端分别连接单向导通开关D1的电流输入端和电流输出端，可控双向交流开关28的控制端与单向导通开关D1的电流输出端连接，此配置可使得第一、第二位置传感器20和22的输出信号控制双向交流开关28。较佳的，第一单向导通开关D1为二极管，二极管的阳极为开关的电流输入端，阴极为开关的电流输出端。需要说明的是，本专利技术中提及两个电子元件连接时，既包括两个电子元件直接连接，也包括两个电子元件通过两者之间的其他电子元件或电路以不改变本专利技术所描述的工作原理的方式间接连接。图4示出依据本专利技术一实施例的同步电机驱动电路32的电路图。其中，定子线圈16与三端双向晶闸管28串联于交流电源26的两端A和B之间。交流电源26与三端双向晶闸管28之间设有电压调节电路，包括分别通过第一电阻R1和第二电阻R2反向并联于两个节点A和B之间的第一稳压二极管Z1和第二稳压二极管Z2。节点A连接交流电源26的火线，节点B连接交流电源26的零线。较佳的，第一电阻R1 —端连接节点A，另一端连接第一稳压二极管Z1的阴极和第一位置传感器20的正电源端子。第二电阻R2 —端连接节点A，另一端连接第二位置传感器22的负电源端子和第二稳压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电机驱动电路，所述同步电机包括定子和可相对定子旋转的永磁转子，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子线圈，所述定子与永磁转子之间形成不均匀气隙，使所述永磁转子在静止时其极轴相对于定子的极轴偏移一个角度，以保证所述定子线圈每次通电时所述转子具有固定的起动方向；所述驱动电路包括：与所述定子线圈串联于一外部交流电源的两端之间的可控双向交流开关；用于检测所述永磁转子的磁极位置的第一、第二位置传感器；以及连接于所述交流电源与可控双向交流开关之间的电压调节电路，所述电压调节电路在所述交流电源的正半周期和负半周期分别供电给第一、第二位置传感器，使得所述交流开关以预定方式在导通与关断之间切换，从而使所述定子线圈在电机起动阶段仅沿着一个固定方向拖动所述转子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李越，孙持平，刘宝廷，王恩晖，信飞，杨圣骞，杨修文，崔艳云，黄淑娟，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44