DE102015201160B4 - Brushless DC motor - Google Patents

Brushless DC motor Download PDF

Info

Publication number
DE102015201160B4
DE102015201160B4 DE102015201160.7A DE102015201160A DE102015201160B4 DE 102015201160 B4 DE102015201160 B4 DE 102015201160B4 DE 102015201160 A DE102015201160 A DE 102015201160A DE 102015201160 B4 DE102015201160 B4 DE 102015201160B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnets
sensor
rotor
brushless
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102015201160.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015201160A1 (en
Inventor
Armin Wedler
Erich Krämer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102015201160.7A priority Critical patent/DE102015201160B4/en
Publication of DE102015201160A1 publication Critical patent/DE102015201160A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015201160B4 publication Critical patent/DE102015201160B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

Abstract

Bürstenloser Gleichstrommotor, insbesondere für eine kompakte Aktuatoreinheit, miteinem Stator (14) zur Erzeugung eines kommutierenden elektromagnetischen Feldes,einem eine Vielzahl von Kommutatormagnete (18) aufweisenden Rotor (10), wobei die Kommutatormagnete (18) ausgebildet sind als Permanentmagnete,einem Magnetfeldsensor (22) verbunden mit einer Steuerungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung die Erzeugung des kommutierenden elektromagnetischen Feldes steuert undeine Vielzahl am Rotor (10) in der Nähe des Magnetfeldsensors (22) angeordnete zusätzliche Sensormagnete (20), wobei vom Magnetfeldsensor (22) das Magnetfeld der Sensormagnete (20) erfasst wird,dadurch gekennzeichnet, dassdie Sensormagente (20) Rundmagnete sind.Brushless DC motor, in particular for a compact actuator unit, with a stator (14) for generating a commutating electromagnetic field, a rotor (10) having a plurality of commutator magnets (18), the commutator magnets (18) being designed as permanent magnets, a magnetic field sensor (22 ) connected to a control device, the control device controlling the generation of the commutating electromagnetic field and a plurality of additional sensor magnets (20) arranged on the rotor (10) in the vicinity of the magnetic field sensor (22), the magnetic field of the sensor magnets (20) from the magnetic field sensor (22) ) is detected, characterized in that the sensor magnets (20) are round magnets.

Description

Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor insbesondere für eine kompakte Aktuatoreinheit.The invention relates to a brushless DC motor, in particular for a compact actuator unit.

Bürstenlose Antriebe haben in der heutigen Robotik aber auch in der allgemeinen Automatisierungstechnik einen entscheidenden Anteil bzw. stellen eine Kernkomponente vieler Aktuatoren dar. Eine Aktuatoreinheit besteht grundsätzlich aus einem Energiewandler, in diesem Fall einem elektromagnetischem Energiewandler, einer Elektronik und bei der Verwendung von Getrieben bzw. Getriebestufen eine Vielzahl von Lagerungen. Der bürstenlose Gleichstrommotor besteht wiederum aus einem Stator mit Wicklungen und einem Rotor. Von einem Innenläufermotor spricht man, wenn der Rotor innerhalb des Stators läuft und von einem Außenläufer, wenn der Rotor außen um den Stator rotiert. Auf den Rotor bzw. die darin integrierten Permanentmagnete wirken hierbei die magnetischen Feldkräfte, die durch die Statorspulen erzeugt werden. Hierdurch dreht sich der Motor.Brushless drives play a decisive role in today's robotics, but also in general automation technology, or are a core component of many actuators. An actuator unit basically consists of an energy converter, in this case an electromagnetic energy converter, electronics and when using gears or Gear stages a variety of bearings. The brushless DC motor consists of a stator with windings and a rotor. One speaks of an internal rotor motor if the rotor runs inside the stator and of an external rotor if the rotor rotates around the outside of the stator. The magnetic field forces generated by the stator coils act on the rotor or the permanent magnets integrated therein. This causes the engine to turn.

Bei bürstenlosen Motoren wird zur Kommutierung (zur Weiterschaltung der Statorspulen) ein Sensor benötigt, um die Rotorlage gegenüber dem Stator zu detektieren.In the case of brushless motors, a sensor is required for commutation (to advance the stator coils) in order to detect the rotor position in relation to the stator.

Üblicherweise werden die schon implementierten Rotormagnete genutzt, um mit diesen die Lage des Rotors zu detektieren. Die Rotormagnete unterliegen jedoch stark Montage- und Herstellungsungenauigkeiten. Des Weiteren ist die Anordnung dieser Magneten in einer Weise erfolgt, um die ideale Wirkleistung aus dem Antrieb zu bekommen, die jedoch nicht unbedingt der idealen Anordnung entspricht, um mit diesen Magneten die Lage des Rotors mit Magnetfeldsensoren vermessen.Usually the already implemented rotor magnets are used to detect the position of the rotor. However, the rotor magnets are subject to assembly and manufacturing inaccuracies. Furthermore, the arrangement of these magnets has been carried out in order to obtain the ideal active power from the drive, which, however, does not necessarily correspond to the ideal arrangement in order to use these magnets to measure the position of the rotor with magnetic field sensors.

Die gattungsgemäße Druckschrift US 6 680 553 B1 beschreibt gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 einen bürstenlosen Motor mit einer Vielzahl von Kommutatormagneten und einem mit dem Kommutator verbundenen Trägerelement, welches eine Vielzahl von Sensormagneten aufweist.The generic document US 6 680 553 B1 describes according to the preamble of claim 1 a brushless motor with a plurality of commutator magnets and a carrier element connected to the commutator, which has a plurality of sensor magnets.

DE 103 05 402 A1 beschreibt einen bürstenlosen Motor, bei dem ein einzelnen Magnet auf der Drehachse des Rotors angeordnet ist. Der Magnet weist dabei eine komplexe Magnetisierung auf, anhand derer die Position des Rotors erfasst wird. DE 103 05 402 A1 describes a brushless motor in which a single magnet is arranged on the axis of rotation of the rotor. The magnet has a complex magnetization on the basis of which the position of the rotor is detected.

JP 2013-126 310 A beschreibt einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem Stator und einem Rotor wobei Schrauben vorgesehen sind mit einem vorstehenden Teil, der von einer Endfläche des Rotors vorseht. Dabei sind die Schrauben aus einem magnetischen Material und magnetisiert durch die magnetische Kraft der im Motor vorgesehenen Permanentmagnete. Mittels eines magnetischen Sensors kann sodann die Position der Schrauben detektiert werden. JP 2013-126 310 A describes a brushless DC motor having a stator and a rotor with screws being provided with a protruding part provided from an end face of the rotor. The screws are made of a magnetic material and magnetized by the magnetic force of the permanent magnets provided in the motor. The position of the screws can then be detected by means of a magnetic sensor.

EP 0 111 443 B1 beschreibt einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor. EP 0 111 443 B1 describes an electronically commutated DC motor.

Aufgabe der Erfindung ist es einen bürstenlosen Gleichstrommotor zu schaffen, mit einer präziseren Erfassung der Rotorposition, sowie eine entsprechende Aktuatoreinheit.The object of the invention is to provide a brushless DC motor with a more precise detection of the rotor position, and a corresponding actuator unit.

Die Aufgabe wird gelöst durch den bürstenlosen Gleichstrommotor des Anspruchs 1 sowie durch die Aktuatoreinheit des Anspruchs 10.The object is achieved by the brushless DC motor of claim 1 and by the actuator unit of claim 10.

Der erfindungsgemäße bürstenlose Gleichstrommotor, insbesondere für eine kompakte Aktuatoreinheit, weist einen Stator zur Erzeugung eines kommutierenden elektromagnetischen Feldes auf. Weiter weist der erfindungsgemäße bürstenloste Gleichstrommotor einen drehbaren Rotor auf mit einer Vielzahl von Kommutatormagneten, wobei die Kommutatormagnete ausgebildet sind als Permanentmagnete. Durch das erzeugte kommutierende elektromagnetische Feld des Stators, welches auf die Kommutatormagnete wirkt, wird der Rotor in Drehung versetzt. Weiter ist ein Magnetfeldsensor verbunden mit einer Steuerungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung die Erzeugung des kommutierenden elektromagnetischen Feldes steuert. Dabei erfasst der Magnetfeldsensor das Magnetfeld von einer Vielzahl am Rotor in der Nähe des Magnetfeldsensors angeordneter zusätzlicher Sensormagnete. Der Magnetfeldsensor erfasst die Position der Sensormagnete, wodurch durch die Steuerungseinrichtung die Orientierung des Rotors ermittelt werden kann und dementsprechend die Kommutierung des vom Stator erzeugten elektromagnetischen Feldes gesteuert wird. Somit weist der Rotor neben den Kommutatormagneten, welche für eine ideale Wirkleistung der Drehung des Rotors optimiert sind, weitere Magnete auf, welche speziell optimiert sind für die Erfassung der Position des Rotors. Die unterschiedlichen Aufgaben der Erzeugung der Drehung, sowie der Erfassung der Position des Rotors werden entsprechend von unterschiedlichen Gruppen von Magneten, nämlich den Kommutatormagneten und den Sensormagnete, geleistet. Hierdurch kann eine individuelle Optimierung der Kommutatormagnete und der Sensormagnete erfolgen, wodurch eine präzisere Positionserfassung des Rotors bei gleichzeitig unverminderter Wirkleistung des Antriebs erreicht wird. Magnetfeldsensor und Sensormagnete sind dabei in einer solchen Nähe zueinander angeordnet, dass eine optimale Erfassung des Magnetfeldes der Sensormagnete durch die Magnetfeldsensoren erfolgen kann. Dies ist insbesondere gegeben bei einem möglichst kleinen Abstand zwischen den Sensormagneten und dem Magnetfeldsensor, wobei eine Berührung selbstverständlich ausgeschlossen werden muss. Erfindungsgemäß sind die Sensormagnete als Rundmagnete ausgebildet.The brushless DC motor according to the invention, in particular for a compact actuator unit, has a stator for generating a commutating electromagnetic field. Furthermore, the brushless DC motor according to the invention has a rotatable rotor with a large number of commutator magnets, the commutator magnets being designed as permanent magnets. The rotor is set in rotation by the generated commutating electromagnetic field of the stator, which acts on the commutator magnets. Furthermore, a magnetic field sensor is connected to a control device, the control device controlling the generation of the commutating electromagnetic field. The magnetic field sensor detects the magnetic field from a large number of additional sensor magnets arranged on the rotor in the vicinity of the magnetic field sensor. The magnetic field sensor detects the position of the sensor magnets, as a result of which the orientation of the rotor can be determined by the control device and accordingly the commutation of the electromagnetic field generated by the stator is controlled. Thus, in addition to the commutator magnets, which are optimized for an ideal active power of the rotation of the rotor, the rotor has further magnets, which are specially optimized for detecting the position of the rotor. The different tasks of generating the rotation and detecting the position of the rotor are performed accordingly by different groups of magnets, namely the commutator magnet and the sensor magnet. This enables the commutator magnets and the sensor magnets to be individually optimized, as a result of which a more precise position detection of the rotor is achieved while the active power of the drive is not reduced. The magnetic field sensor and sensor magnets are arranged in such proximity to one another that the magnetic field sensors can optimally detect the magnetic field of the sensor magnets. This is particularly the case with the smallest possible distance between the Sensor magnets and the magnetic field sensor, whereby contact must of course be excluded. According to the invention, the sensor magnets are designed as round magnets.

Insbesondere entspricht die Anzahl der Kommutatormagnete der Anzahl der Sensormagnete. Hierdurch ist durch die Steuerungseinrichtung eine unmittelbare Relation gegeben zwischen dem durch den Magnetfeldsensor erfassten Magnetfeld der Sensormagnete und der Position der Kommutatormagnete des Rotors. Vorzugsweise ist die Anzahl der Sensormagnete größer als die Anzahl der Kommutatormagnete. Somit erfolgt durch die Sensormagnete eine genauere Kreisteilung, ohne, dass die Anordnung der Kommutatormagnete geändert werden müsste, was Einfluss auf den Antrieb hätte. Somit kann hierdurch bei gleichbleibender Wirkleistung des Motors eine noch präzisere Erfassung der Rotorposition erfolgen.In particular, the number of commutator magnets corresponds to the number of sensor magnets. As a result, the control device provides a direct relationship between the magnetic field of the sensor magnets detected by the magnetic field sensor and the position of the commutator magnets of the rotor. The number of sensor magnets is preferably greater than the number of commutator magnets. The sensor magnets thus perform a more precise division of the circle without having to change the arrangement of the commutator magnets, which would have an effect on the drive. As a result, the rotor position can be detected even more precisely while the effective power of the motor remains the same.

Insbesondere sind die Sensormagnete klein im Vergleich zu den Kommutatormagneten ausgebildet. Hierdurch kann einerseits Gewicht gespart werden, andererseits wird auch hierdurch die Präzision der Erfassung der Rotorposition verbessert. Durch die Verwendung kleiner Sensormagnete lassen sich diese gut in einer motorspezifischen Anordnung konfigurieren, wodurch eine genauere Positionsbestimmung erreicht wird als mit den Kommutatormagneten. Dies folgt aus einer genaueren Positionierbarkeit der kleinen Sensormagnete, als auch an einer vergrößerten Lokalität des detektierten magnetischen Feldes der Sensormagnete.In particular, the sensor magnets are small compared to the commutator magnets. In this way, weight can be saved on the one hand, and on the other hand this also improves the precision of the detection of the rotor position. By using small sensor magnets, these can be configured well in a motor-specific arrangement, which means that a more precise position determination is achieved than with the commutator magnets. This follows from a more precise positioning of the small sensor magnets, as well as from an increased locality of the detected magnetic field of the sensor magnets.

Insbesondere sind die als Rundmagnete ausgebildeten Sensormagnete als axial oder diametral magnetisierte Rundmagnete. Vorzugsweise sind die Sensormagnete an einer Stirnseite des Rotors angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, falls axial magnetisierte Rundmagnete verwendet werden.In particular, the sensor magnets designed as round magnets are axially or diametrically magnetized round magnets. The sensor magnets are preferably arranged on an end face of the rotor. This is particularly advantageous if axially magnetized round magnets are used.

Vorzugsweise sind die Sensormagnete in Bohrungen im Rotor im Wesentlichen formschlüssig angeordnet. Durch das Vorstehen zusätzlicher Bohrungen werden die Montageungenauigkeiten deutlich reduziert. Vorzugsweise sind die Sensormagnete in den Bohrungen eingeklebt.The sensor magnets are preferably arranged essentially in a form-fitting manner in bores in the rotor. The inaccuracies in assembly are significantly reduced by the protrusion of additional holes. The sensor magnets are preferably glued into the bores.

Bei dem Magnetfeldsensor handelt es sich insbesondere um einen Hallsensor und besonders bevorzugt ist eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren vorgesehen, sodass die Erfassung der Rotorposition mit einer größeren Positions- und gleichzeitig einer erhöhten Ausfallsicherheit gewährleistet wird. Vorzugsweise ist die Vielzahl von Magnetfeldsensoren nicht drehsymmetrisch angeordnet, um auf einfache Weise die Drehrichtung des Rotors erfassen zu können.The magnetic field sensor is, in particular, a Hall sensor and a plurality of magnetic field sensors is particularly preferably provided, so that the detection of the rotor position is ensured with a greater positional reliability and, at the same time, increased reliability. The plurality of magnetic field sensors is preferably not arranged in a rotationally symmetrical manner in order to be able to easily detect the direction of rotation of the rotor.

Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor oder sind die Magnetfeldsensoren orthogonal zur Kommutatormagnetoberfläche, also ebenfalls gerade orthogonal zu der Drehachse des Rotors angeordnet. Insbesondere bei Anordnung der Sensormagnete in der Stirnseite des Rotors, wobei es sich hier besonders bevorzugt um axial magnetisierte Sensormagnete handelt, kann der bürstenlose Gleichstrommotor kompakter aufgebaut werden. Insbesondere ist hierdurch eine Längeneinsparung der Motoreinheit möglich, welche im Wesentlichen der Magnetfeldsensorlänge entspricht, da bei den bekannten bürstenlosen Gleichstrommotoren, bei denen direkt die Rotormagnete vermessen werden, eine Hallsonde senkrecht zur Magnetoberfläche im Umfang angebracht werden müsste.The magnetic field sensor or the magnetic field sensors are preferably arranged orthogonally to the commutator magnet surface, that is to say likewise just orthogonally to the axis of rotation of the rotor. In particular when the sensor magnets are arranged in the end face of the rotor, in which case it is particularly preferably axially magnetized sensor magnets, the brushless DC motor can be made more compact. In particular, this enables a length saving of the motor unit, which essentially corresponds to the magnetic field sensor length, since in the known brushless DC motors, in which the rotor magnets are measured directly, a Hall probe would have to be attached in the circumference perpendicular to the magnet surface.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Aktuatoreinheit mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor wie vorstehend beschrieben. Insbesondere weist die Aktuatoreinheit darüber hinaus ein Getriebe auf und bevorzugt ein gemeinsames Gehäuse von bürstenlosem Gleichstrommotor und Getriebe. Besonders bevorzugt ist in der Aktuatoreinheit auch eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors enthalten.Furthermore, the invention relates to an actuator unit with a brushless DC motor as described above. In particular, the actuator unit also has a gear and preferably a common housing of the brushless DC motor and gear. A control device for controlling the brushless DC motor is also particularly preferably contained in the actuator unit.

Insbesondere ist der bürstenlose Gleichstrommotor sowie die Aktuatoreinheit weitergebildet wie beschrieben in den Anmeldungen des gleichen Anmelders und dem identischen Anmeldetag, welche den Titel „harmonisches Getriebe“ und „Aktuatoreinheit“ haben. Vorzugsweise ist lediglich genau ein Lager unmittelbar mit dem Rotor verbunden.In particular, the brushless DC motor and the actuator unit are further developed as described in the applications of the same applicant and the identical filing date, which have the titles "harmonic gear" and "actuator unit". Preferably only one bearing is directly connected to the rotor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred embodiment with reference to the attached drawings.

Es zeigen:

  • 1 eine Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen bürstenlosen Gleichstrommotors und
  • 2 eine Teilseitenschnittansicht entlang der II - II - Linie in der 1.
Show it:
  • 1 a sectional side view of a brushless DC motor according to the invention and
  • 2 a partial side sectional view along the II - II - line in the 1 ,

Der erfindungsgemäße bürstenlose Gleichstrommotor weist einen Rotor 10 auf, der um eine Drehachse 12 drehbar gelagert ist. Der Rotor 10 wird von einem ortsfesten Stator 14 umgeben. Üblicherweise weist der Stator 14 Wicklungen auf, zur Erzeugung eines kommutierenden elektromagnetischen Feldes. Rotor 10 und Stator 14 sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet.The brushless DC motor according to the invention has a rotor 10 on that around an axis of rotation 12 is rotatably mounted. The rotor 10 is made by a stationary stator 14 surround. The stator usually points 14 Windings to generate a commutating electromagnetic field. rotor 10 and stator 14 are preferably in a common housing 16 arranged.

Der Rotor 10 weist Kommutatormagnete 18 auf, auf die das kommutierende elektromagnetische Feld des Stators derart einwirkt, dass der Rotor 10 in Drehung versetzt wird. Hierzu ist es erforderlich, dass eine Steuerungseinrichtung (nicht dargestellt), die Position des Rotors 10 relativ zum Stator 14 kennt, um den Stator 14 geeignet anzusteuern. Hierzu sind erfindungsgemäß Sensormagnete 20 angeordnet in der unmittelbaren Nähe von Magnetfeldsensoren 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sensormagnete 20 an einer Stirnseite 24 des Rotors 10 angeordnet. Darüber hinaus handelt es sich bei den Sensormagneten 20 beispielsweise um axial magnetisierte Rundmagnete. Die zur Erfassung des Magnetfelds der Sensormagnete 20 vorgesehenen Magnetfeldsensoren 22 sind als Hallsensoren im dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet und orthogonal zur Kommutatormagnetoberfläche bzw. der Drehachse 12 des Rotors 10 angeordnet, wodurch eine kompakte Motoreinheit gebildet wird.The rotor 10 has commutator magnets 18 on which the commutating electromagnetic field of the stator acts in such a way that the rotor 10 is rotated. For this it is necessary that a control device (not shown), the position of the rotor 10 relative to the stator 14 knows the stator 14 suitable to control. For this purpose, sensor magnets are according to the invention 20 arranged in the immediate vicinity of magnetic field sensors 22 , In the illustrated embodiment, the sensor magnets are 20 on one end 24 of the rotor 10 arranged. The sensor magnets are also used 20 for example around axially magnetized round magnets. The for the detection of the magnetic field of the sensor magnets 20 provided magnetic field sensors 22 are designed as Hall sensors in the illustrated embodiment and orthogonal to the commutator magnet surface or the axis of rotation 12 of the rotor 10 arranged, whereby a compact motor unit is formed.

Wie in 2 dargestellt, entspricht die Anzahl der Sensormagnete 20 genau der Anzahl der Kommutatormagnete 18. Zur zuverlässigen Positionierung der Sensormagnete 20 sind diese in im Rotor 10 vorgesehene Bohrungen formschlüssig eingepasst.As in 2 shown, corresponds to the number of sensor magnets 20 exactly the number of commutator magnets 18 , For reliable positioning of the sensor magnets 20 these are in the rotor 10 provided holes fit positively.

Durch das Vorstehen zusätzlicher Sensormagnete 20 an der Stirnseite 24 des Rotors 10 können die Kommutatormagnete 18 ausschließlich optimiert werden auf die Wirkleistung des Motors, wohingegen die Sensormagnete 20 ausschließlich optimiert werden können für eine präzise Erfassung der Rotorposition.By protruding additional sensor magnets 20 at the front 24 of the rotor 10 can use the commutator magnets 18 can only be optimized for the effective power of the motor, whereas the sensor magnets 20 can only be optimized for a precise detection of the rotor position.

Claims (10)

Bürstenloser Gleichstrommotor, insbesondere für eine kompakte Aktuatoreinheit, mit einem Stator (14) zur Erzeugung eines kommutierenden elektromagnetischen Feldes, einem eine Vielzahl von Kommutatormagnete (18) aufweisenden Rotor (10), wobei die Kommutatormagnete (18) ausgebildet sind als Permanentmagnete, einem Magnetfeldsensor (22) verbunden mit einer Steuerungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung die Erzeugung des kommutierenden elektromagnetischen Feldes steuert und eine Vielzahl am Rotor (10) in der Nähe des Magnetfeldsensors (22) angeordnete zusätzliche Sensormagnete (20), wobei vom Magnetfeldsensor (22) das Magnetfeld der Sensormagnete (20) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormagente (20) Rundmagnete sind.Brushless DC motor, in particular for a compact actuator unit, with a stator (14) for generating a commutating electromagnetic field, a rotor (10) having a large number of commutator magnets (18), the commutator magnets (18) being designed as permanent magnets, a magnetic field sensor ( 22) connected to a control device, wherein the control device controls the generation of the commutating electromagnetic field and a plurality of additional sensor magnets (20) arranged on the rotor (10) in the vicinity of the magnetic field sensor (22), the magnetic field of the sensor magnets from the magnetic field sensor (22) (20) is detected, characterized in that the sensor magnets (20) are round magnets. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kommutatormagnete (18) der Anzahl der Sensormagnete (20) entspricht.Brushless DC motor after Claim 1 , characterized in that the number of commutator magnets (18) corresponds to the number of sensor magnets (20). Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sensormagnete (20) größer ist als die Anzahl der Kommutatormagnete (18).Brushless DC motor after Claim 1 or 2 , characterized in that the number of sensor magnets (20) is greater than the number of commutator magnets (18). Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormagnete (20) axial oder diametral magnetisiert sind.Brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor magnets (20) are magnetized axially or diametrically. Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormagnete (20) in einer Stirnseite (24) des Rotors (10) angeordnet sind.Brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the sensor magnets (20) are arranged in an end face (24) of the rotor (10). Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormagnete (20) in Bohrungen im Rotor (10) im Wesentlichen formschlüssig angeordnet, insbesondere eingeklebt sind.Brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the sensor magnets (20) are arranged in a substantially positive manner in bores in the rotor (10), in particular are glued in. Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Magnetfeldsensor (22) um einen Hall-Sensor handelt.Brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the magnetic field sensor (22) is a Hall sensor. Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (22).Brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 7 , characterized by a plurality of magnetic field sensors (22). Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (22) orthogonal zur Kommutatormagnetoberfläche oder der Drehachse (12) des Rotors (10) angeordnet ist.Brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the magnetic field sensor (22) is arranged orthogonally to the commutator magnet surface or the axis of rotation (12) of the rotor (10). Aktuatoreinheit, insbesondere für Anwendung in der Robotik, mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Actuator unit, in particular for use in robotics, with a brushless DC motor according to one of the Claims 1 to 9 ,
DE102015201160.7A 2015-01-23 2015-01-23 Brushless DC motor Active DE102015201160B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015201160.7A DE102015201160B4 (en) 2015-01-23 2015-01-23 Brushless DC motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015201160.7A DE102015201160B4 (en) 2015-01-23 2015-01-23 Brushless DC motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015201160A1 DE102015201160A1 (en) 2016-07-28
DE102015201160B4 true DE102015201160B4 (en) 2019-12-24

Family

ID=56364226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015201160.7A Active DE102015201160B4 (en) 2015-01-23 2015-01-23 Brushless DC motor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015201160B4 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017126694A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 ヤマハ発動機株式会社 Dynamo-electric machine
WO2022017721A1 (en) * 2020-07-24 2022-01-27 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Electric motor having a rotor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0111443B1 (en) 1982-12-10 1987-04-15 Micronel AG Ventilator with an electronically commutated d.c. motor
DE10305402A1 (en) 2002-02-18 2003-08-21 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Electric motor for high rotational accelerations, has electronic commutator and non-magnetic piece pressing inner bearing ring against shaft
US6680553B1 (en) 1998-11-19 2004-01-20 Kabushiki Kaisha Moric Rotating electrical apparatus
DE10339621A1 (en) * 2003-08-28 2005-04-07 Berger Lahr Gmbh & Co. Kg Electromotor comprises a rotor having magnetized measuring tracks for producing a detectable measuring signal
JP2013126310A (en) 2011-12-15 2013-06-24 Haruo Bando Servo motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0111443B1 (en) 1982-12-10 1987-04-15 Micronel AG Ventilator with an electronically commutated d.c. motor
US6680553B1 (en) 1998-11-19 2004-01-20 Kabushiki Kaisha Moric Rotating electrical apparatus
DE10305402A1 (en) 2002-02-18 2003-08-21 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Electric motor for high rotational accelerations, has electronic commutator and non-magnetic piece pressing inner bearing ring against shaft
DE10339621A1 (en) * 2003-08-28 2005-04-07 Berger Lahr Gmbh & Co. Kg Electromotor comprises a rotor having magnetized measuring tracks for producing a detectable measuring signal
JP2013126310A (en) 2011-12-15 2013-06-24 Haruo Bando Servo motor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015201160A1 (en) 2016-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1422809B1 (en) Electric motor for a pump drive
DE102006032780A1 (en) Electric motor drive for vehicle, has speed sensor that is arranged at side of rotor, and magnetoresistive sensor that is arranged at side of stator, where speed sensor is connected with rotor shaft as single-piece
EP1908162A1 (en) Brushless electric motor
EP1456935B1 (en) Brushless electric motor and instrument for a medical device comprising such a motor
DE112014006465T5 (en) Magnetic device for position detection and method for magnetic position detection
WO2015067497A2 (en) Electric machine
EP2927521B1 (en) Magnetic bearing and shaft mounting
WO2010043478A2 (en) Sensor device for measuring the rotational position of a rotating component
DE102005037518A1 (en) DC brush motor
DE102011051264B4 (en) Motor mount and actuator with motor
DE102012100829A1 (en) Device for detecting the angular position of a shaft of an electric motor and windscreen wiper motor with a device for detecting the angular position
DE102012222602A1 (en) Electrical machine i.e. electric motor, has mounting flange arranged in housing, formed as flange plate and pushed onto housing, where flange plate is formed with central receiving opening
EP3683551A1 (en) Sampling unit for an angle measuring device
EP0920113B1 (en) Dc motor
EP3465882A1 (en) End shield for a brushless electric motor
DE102015201160B4 (en) Brushless DC motor
EP1662637A2 (en) Electrical machine, in particular brushless DC motor, and method to adjust a sensing unit in an electrical machine
DE10355076B4 (en) Electric motor with sensor for detecting the rotor position
WO2019122074A1 (en) Rotor for an electric motor and electric motor
DE102006032144A1 (en) Brushless electric motor, has sensor generating rotor positioning signals suitable for finding absolute value of rotor position in dependent of ring rotation position, and device processing signals to form signal, which indicates position
WO2019081011A1 (en) Electric fluid pump for a motor vehicle
DE2913602A1 (en) DRIVING DEVICE WITH A MOTOR WITH DISC SHAPED ANCHOR
DE102009013374B4 (en) Rotor for electric motors, permanent magnet for such a rotor and electric machine with a rotor
DE102019202115A1 (en) Method for setting a sensor system of an electric motor and electric motor
EP3683552A1 (en) Sampling unit for an angle measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final