DE102012205024A1

DE102012205024A1 - Resolverhalter für eine dynamoelektrische Maschine

Info

Publication number: DE102012205024A1
Application number: DE102012205024A
Authority: DE
Inventors: Markus Klinger; Roland Hehn
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Maschine mit einem Stator (1), einem Rotor (2) und eine Resolver zur Bestimmung der relativen Lage des Rotors in Bezug auf den Stator. Um ein Rotorlagesignal zur Verfügung zu stellen, ohne hierbei nennenswert den axialen Bauraum der Maschine zu vergrößern, wird vorgeschlagen, dass die dynamoelektrische Maschine ferner einen umformtechnisch hergestellten Resolverhalter (3) zur Halterung eines Resolverstators (4) des Resolvers aufweist, wobei der Resolver innerhalb des vom Rotor (2) in axialer und radialer Richtung eingenommen Bauraum angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Maschine mit einem Stator, einem Rotor und eine Resolver zur Bestimmung der relativen Lage des Rotors in Bezug auf den Stator.
Zur Regelung dynamoelektrischer Maschinen wird in der Regel eine Information über die Rotorlage benötigt. Um in einer rotatorischen elektrischen Maschine den Verdrehwinkel des Rotors in Bezug auf den Stator zu erfassen, werden sogenannte Rotorlagegeber eingesetzt. Ein Beispiel für einen derartigen Rotorlagegeber ist ein Resolver, der die relative Winkellage des Rotors elektromagnetisch erfasst. Ein derartiger Resolver umfasst eine Rotorwicklung, die mit dem Rotor der dynamoelektrischen Maschine drehfest gekoppelt ist, und einen Resolverstator, in dessen Statorwicklung die mit dem Rotor rotierende Rotorwicklung eine Spannung induziert. Der Resolverstator ist über einen Resolverhalter drehfest mit dem Gehäuse der dynamoelektrischen Maschine verbunden.
Der Resolver befindet sich in der Regel an einem axialen Ende der dynamoelektrischen Maschine und vergrößert somit zwangsläufig deren Bauraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotorlagesignal bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Verfügung zu stellen, ohne hierbei nennenswert den axialen Bauraum der Maschine zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird durch eine dynamoelektrische Maschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Eine derartige dynamoelektrische Maschine umfasst

– einen Stator,
– einen im Stator angeordneten und über einen Luftspalt von diesem beabstandeten Rotor,
– einen Resolver zur Bestimmung der Rotorlage und
– einen umformtechnisch hergestellten Resolverhalter zur Halterung eines Resolverstators des Resolvers,

Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Der erfindungsgemäß eingesetzte Resolverhalter ist im Vergleich zu spanend hergestellten Resolverhaltern deutlich kostengünstiger, da er umformtechnisch, beispielsweise durch Ziehen oder Stanzen, hergestellt ist. Vorteilhafterweise ist er als tiefgezogener Topf ausgeführt, wodurch eine hohe Steifigkeit gewährleistet wird. Der Resolverhalter ist demnach wenig anfällig gegen Schwingungen und Vibrationen, was eine genaue Positionierung des Resolvers auch bei dynamischer Last ermöglicht.
Die umformtechnische Herstellung des Resolverhalters ermöglicht dessen Realisierung in großen Stückzahlen für eine Serienfertigung zu wirtschaftlichen Bedingungen.
Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass der axiale Bauraum einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Resolver zur Bestimmung der Rotorlage dadurch minimiert werden kann, dass der Resolver innerhalb des axialen und radialen Bauraums untergebracht wird, der vom Rotor innerhalb der Maschine eingenommen wird. Mithin erhöht sich die axiale Ausdehnung der dynamoelektrischen Maschine durch das Vorhandensein des Resolvers nicht.
Eine derartige Bauraumersparnis ist insbesondere bei einer Einrichtung zur variablen Drehmomentverteilung eines Antriebsmomentes auf ein rechtes und ein linkes Rad eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer dynamoelektrischen Maschine nach einer Ausführungsform der Erfindung und einem trieblich mit der dynamoelektrischen Maschine gekoppelten Differenzial vorteilhaft.
Eine derartige Einrichtung ist vorteilhafterweise Teil eines elektrischen Antriebssystems, welches zudem eine Traktionsmaschine zur Erzeugung des Antriebsmomentes aufweist. In derartigen Elektromobilitätsanwendungen spielt der Bauraum, den eine derartige elektrische Antriebseinheit einnimmt, häufig eine entscheidende Rolle für die Realisierbarkeit eines Konzeptes.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Resolverhalter mindestens zwei ausgestanzte Fenster, die einen axialen Anschlag und eine Verdrehsicherung für den Resolverstator bilden. Hierdurch wird eine exakte Positionierung des Resolverstators in Bezug auf den Resolverrotor möglich und somit eine exakte Positionsbestimmung bei der Rotorlageerfassung.
Hierbei werden in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung Haltenasen zur spielfreien Fixierung des am axialen Anschlag anliegenden Resolverstators vorgesehen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Resolverhalter an ein Rotorlageschild der dynamoelektrischen Maschine angebracht. Eine solche Montage kann beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 eine dynamoelektrische Maschine mit einem von einem Resolverhalter gehalterten Resolver gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Schnittdarstellung,
2 eine Schnittdarstellung des in einem Lagerschild montierten Resolverhalters mit einem Resolverstator,
3 eine dreidimensionale Darstellung der Anordnung nach 2,
4 eine Schnittdarstellung des vom Resolverhalter gehalterten Resolverstators,
5 eine dreidimensionale Darstellung der Anordnung nach 4,
6 eine vergrößerte Darstellung des Resolverhalters mit Resolverstator und
7 eine dreidimensionale Darstellung des Resolverhalters.
1 zeigt eine dynamoelektrische Maschine mit einem von einem Resolverhalter 3 gehalterten Resolver gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Schnittdarstellung. Der Resolverhalter ist als Tiefziehteil ausgebildet und mit einem Rotorlageschild 5 der dynamoelektrischen Maschine verschraubt. Der Resolverhalter 3 haltert einen Resolverstator 4, der induktiv mit einem Resolverrotor 6 wechselwirkt, um das Rotorlagesignal zu erfassen. Der Resolverrotor 6 ist hierzu drehfest mit dem Rotor 2 der elektrischen Maschine verbunden.
Bei der dynamoelektrischen Maschine handelt es sich um einen Stellmotor, der auf ein mechanisches Differenzial wirkt, um ein von einer weiteren dynamoelektrischen Maschine erzeugtes Antriebsmoment variable auf die beiden Abtriebswellen des besagten Differenzials zu verteilen. Der Rotor 2 der dynamoelektrischen Maschine umfasst einen T-trägerförmigen Rotorhalter, dessen Konstruktion an den axialen Enden des Rotors 2 einen Hohlraum zur Verfügung stellt. Innerhalb dieses Hohlraums ist der Resolver untergebracht, sodass Letztgenannter nicht zu einer Vergrößerung des axialen Bauraums der dynamoelektrischen Maschine führt. Mithin ist der Resolver koaxial vom Rotor 2 der dynamoelektrischen Maschine umschlossen, der wiederum koaxial vom Stator 1 der dynamoelektrischen Maschine umgeben ist.
2 zeigt eine Schnittdarstellung des in einem Lagerschild 5 montierten Resolverhalters 3 mit einem Resolverstator 4. 3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung dieser Anordnung. Die Verbindung zwischen dem Resolverhalter 3 und dem Lagerschild 5 wird mit einer Verschraubung realisiert.
4 zeigt eine Schnittdarstellung des Resolverhalters 3 mit einem von diesem gehalterten Resolverstator 4. 5 zeigt diese Anordnung in Form einer dreidimensionalen Darstellung. Zu erkennen sind über den Umfang verteilte ausgestanzte Fenster 7, die jeweils einen axialen Anschlag und eine Verdrehsicherung für den Resolverstator 4 bilden. Ferner sind ebenfalls über den Umfang des Resolverhalters vier verteilte Haltenasen 8 erkennbar, die den eingeklemmten Resolverstator 4 spielfrei gegen den axialen Anschlag verpressen.
In den 6 und 7 ist der Resolverhalter 4 noch einmal zu erkennen, wobei in der vergrößerten Darstellung nach 6 der eingespannte Resolverstator 4 zusätzlich dargestellt ist. 7 zeigt hingegen in dreidimensionaler Darstellung den Resolverhalter 3 mit drei ausgestanzten Fenstern 7 und vier Haltenasen 8 ohne eingeklemmten Resolverstator.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Rotor
3: Resolverhalter
4: Resolverstator
5: Lagerschild
6: Resolverrotor
7: ausgestanztes Fenster
8: Haltenase

Claims

Dynamoelektrische Maschine mit • einem Stator (1) • einem im Stator angeordneten und über einen Luftspalt von diesem beanstandeten Rotor (2), • einem Resolver zur Bestimmung der Rotorlage und • einem umformtechnisch hergestellten Resolverhalter (3) zur Halterung eines Resolverstators (4) des Resolvers, wobei der Resolver innerhalb des vom Rotor (2) in axialer und radialer Richtung eingenommen Bauraum angeordnet ist.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Resolverhalter (3) an ein Rotorlagerschild (5) angebracht ist.
Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Resolverhalter mindestens zwei ausgestanzte Fenster (7) umfasst, die einen axialen Anschlag und eine Verdrehsicherung für den Resolverstator (4) bilden.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei der Resolverhalter (3) Haltenasen (8) zur spielfreien Fixierung des am axialen Anschlag anliegenden Resolverstators (4) aufweist.
Einrichtung zur variablen Drehmomentverteilung eines Antriebsmomentes auf ein rechtes und ein linkes Rad eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer dynamoelektrischen Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem trieblich mit der dynamoelektrischen Maschine gekoppelten Differenzial.