DE10243273A1 - Electrical machine especially starter generator, has transducer mounted on impeller to determine relative position between rotor and stator - Google Patents

Electrical machine especially starter generator, has transducer mounted on impeller to determine relative position between rotor and stator Download PDF

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Falko Winter
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Robert Eschenauer
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Abstract

An electrical machine has a rotor (14) and a stator (13) and the electrical machine can be driven as both a rotor and a generator and includes a transducer (28) through which a relative position between the rotor and the stator can be determined. The transducer (28) is mounted by an impeller (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere Startergenerator, die sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbar ist. Eine solche elektrische Maschine ist aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 60-125154 bekannt. Bei der dort offenbarten Ausführung ist nachteilig, dass das Signalgeberad einerseits verhältnismäßig groß baut und andererseits über die eigentlich notwendige Kontur der Maschine hinaussteht.The invention relates to an electrical machine, in particular starter generator, which can be operated both as a motor and as a generator. Such an electrical machine is from the Japanese published patent application JP 60-125154 known. In the embodiment disclosed there, it is disadvantageous that the signaling wheel is relatively large on the one hand and that it protrudes beyond the contour of the machine that is actually necessary.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch das Tragen des Signalgebers durch einen Lüfter kein zusätzlicher Bauraum außerhalb des eigentlichen elektrische Maschine erforderlich ist. Das Signalgeberrad kann innerhalb der elektrischen Maschine gehalten werden.The electrical machine according to the invention with the features of the main claim has the advantage that No additional wear of the signal generator by a fan Installation space outside the actual electrical machine is required. The signaling wheel can be kept inside the electrical machine.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der elektrischen Maschine nach dem Hauptanspruch möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments of the electrical machine according to the main claim possible.

Besonders einfach und kostengünstig ist es, wenn die Lüftertragscheibe eine Signalgeberkontur trägt.Is particularly simple and inexpensive it when the fan support disc carries a signal generator contour.

Am einfachsten ist die Verbindung zwischen Lüftertragscheibe und Signalgeberkontur ausgebildet, wenn die Signalgeberkontur beispielsweise als Verzahnung in die Lüftertragscheibe integriert ist, beispielsweise durch Ausstanzen, so dass Zähne am Außenrand der Lüftertragscheibe verbleiben.The easiest is the connection between fan support disk and signal generator contour, if the signal generator contour, for example as a toothing in the fan support disk is integrated, for example by punching out, so that teeth on the outer edge the fan support disc remain.

Eine weitere Möglichkeit, die Signalgeberkontur über die Lüftertragscheibe zu halten bzw. zu tragen besteht darin, die Signalgeberkontur zumindest mittelbar über einen Lüfter an der Lüftertragscheibe zu befestigen. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass die Signalgeberkontur dadurch näher zu einer Außenseite der elektrischen Maschine angeordnet ist, und einerseits elektromagnetische Störungen auf das Sensorsignal durch die größere Entfernung zum Läufer bzw. Rotor verringert werden und andererseits die Sensorbaugruppe kleiner gestaltet werden kann.Another way to control the signal generator contour Fan support disk to hold or to carry is at least the signal generator contour indirectly via a fan on the fan support disk to fix. Such training has the advantage that the This means that the signal generator contour is closer to an outside the electrical machine is arranged, and on the one hand electromagnetic interference the sensor signal by the greater distance to the runner or rotor are reduced and on the other hand the sensor assembly can be made smaller.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Signalgeberkontur Teil einer Deckscheibe ist, die die Luftführung des Lüfters zusätzlich verbessert.In a further embodiment provided that the signal generator contour is part of a cover plate, the air duct of the fan additionally improved.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Lüftertragscheibe auf der Seite der elektrischen Maschine angeordnet ist, auf der die Kontakte zur Bestromung des Rotors angeordnet sind. Dies ermöglicht eine günstige Anordnung von Sensorleitungen im Bezug zur elektrischen Maschine. Die Sensorleitungen können somit sehr effektiv mit Anschlüssen für einen erforderlichen Wechselrichter zusammengefasst werden.It is also provided that the fan support disk is arranged on the side of the electrical machine on which the contacts for energizing the rotor are arranged. This enables one favorable Arrangement of sensor lines in relation to the electrical machine. The sensor lines can therefore very effective with connections for one required inverters can be summarized.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Lüftertragscheibe aus einem austenitischen Stoff gefertigt ist, um sicherzustellen, dass die Sensorsignale keinen Störungen durch magnetischen Streufluss unterworfen sind.In a further embodiment provided that the fan support washer is made from an austenitic fabric to ensure that the sensor signals have no interference are subject to magnetic stray flux.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sowie verschiedene Ausführungsbeispiele für mögliche Ausführungsformen eines Signalgebers im Zusammenhang mit einem Lüfter dargestellt.Exemplary embodiments are shown in the drawings the electrical according to the invention Machine as well as various embodiments for possible embodiments of a signal generator in connection with a fan.

Es zeigen:Show it:

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine, 1 shows a longitudinal section through an electrical machine,

2 zeigt eine Stirnansicht auf den bürstenseitigen Lüfter gemäß der Linie II/II in 1, 2 shows an end view of the brush-side fan along the line II / II in 1 .

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. 3 shows a further embodiment.

4 zeigt eine räumliche Darstellung des Lüfters aus 2 und 3. 4 shows a spatial representation of the fan 2 and 3 ,

Beschreibungdescription

1 zeigt den Längsschnitt durch eine elektrische Maschine 10, die innerhalb zweier Gehäuseteile 12 einen Stator 13 und einen Rotor 14 trägt. Der Stator 13 ist zwischen die zwei Gehäuseteile 12 eingespannt, der Rotor 14 wird mittels einer Rotorwelle 15 und zweier Lager 16 in je einem Gehäuseteil 12 abgestützt. Der Rotor 14 ist elektromagnetisch erregbar und wird mittels einer Kontaktanordnung 18 bestromt. Die Kontaktanordnung 18 ist an einem Ende der Rotorwelle 15 angeordnet, das einem anderen Ende der Rotorwelle 15 abgewandt ist und ein Drehmoment-Übertragungstei120 trägt. Der Stator 13 besteht zumindest aus einem Ständereisen 22, das in Nuten eine Ständerwicklung 24 trägt. Die Ständerwicklung 24 ist über einen Wechselrichter 2G ansteuerbar. 1 shows the longitudinal section through an electrical machine 10 that are within two housing parts 12 a stator 13 and a rotor 14 wearing. The stator 13 is between the two housing parts 12 clamped, the rotor 14 is by means of a rotor shaft 15 and two camps 16 in one housing part each 12 supported. The rotor 14 is electromagnetically excitable and is by means of a contact arrangement 18 energized. The contact arrangement 18 is at one end of the rotor shaft 15 arranged that another end of the rotor shaft 15 is facing away and carries a torque transmission part 120. The stator 13 consists at least of a stand iron 22 , a stator winding in slots 24 wearing. The stator winding 24 is about an inverter 2G controllable.

Die hier beschriebene elektrische Maschine 10 ist bestimmungsgemäß dazu vorgesehen, sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbar zu sein. Dazu ist es erforderlich, dass eine Relativlage zwischen dem Rotor 14 und dem Stator 13 bekannt ist. Ein bekanntes Mittel zur Feststellung dieser Relativlage besteht darin, mit dem Rotor 14 einen Signalgeber 28 drehfest zu verbinden. Im Ausführungsbeispiel nach Figiir 1 ist vorgesehen, dass der Signalgeber 28 von einem Lüfter 30 gehalten ist. Dieser Lüfter 30 besteht einerseits aus einer Lüftertragscheibe 32, über die der Lüfter 30 mit einer Stirnseite des Rotors 14 drehfest verbunden ist. Von der Lüfttragscheibe 32 geht zumindest eine Lüfterschaufel 34 aus. Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, ist der Signalgeber 28 über die zumindest eine Lüfterschaufel 34 mit der Lüftertragscheibe 32 verbunden. Wie in 2 zu erkennen ist, weist der Signalgeber 28 eine Signalgeberkontui- 3G mit Zähnen und Nuten auf. Die Lüftertragscheibe 32 trägt die Signalgeberkontur 3G. Der Signalgeber 28 ist gleichzeitig als eine Deckscheibe 38 ausgebildet, die in Zusammenwirkung mit der einströmenden Luft und den Lüftern 30 zur Luftführung und hiermit insbesondere zur Wirksamkeitssteigerung der Luftförderung dient.The electrical machine described here 10 is intended to be operated both as a motor and as a generator. This requires that there be a relative position between the rotor 14 and the stator 13 is known. A known means of determining this relative position is with the rotor 14 a signal generator 28 non-rotatably connect. In the embodiment according to Figiir 1 it is intended that the signal generator 28 from a fan 30 is held. This fan 30 consists on the one hand of a fan support disk 32 over which the fan 30 with one end of the rotor 14 is rotatably connected. From the air suspension disc 32 goes at least a fan blade 34 out. As in 1 the signal generator is clearly recognizable 28 over the at least one fan blade 34 with the Fan support disk 32 connected. As in 2 can be seen, the signal generator indicates 28 a 3G auto switch with teeth and grooves. The fan support disk 32 carries the signal generator contour 3G , The signal generator 28 is also a cover plate 38 trained in interaction with the incoming air and the fans 30 for air guidance and hereby serves in particular to increase the effectiveness of air conveyance.

In 3 ist die Rückansicht des Lüfters 30 zu erkennen. Von der Luftertragscheibe 32 gehen die Lüfterschaufeln 34 aus, die die Deckscheibe 38 mit der Signalgeberkontur 36 als Signalgeber 28 tragen. In 4 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Kombination aus einem Lüfter 30 und der Signalgeberkontur 36 dargestellt. Der Lüfter 30 weist die bekannte Lüftertragscheibe 32 auf, mit der einstöckig Lüfterschaufeln 34 verbunden sind. In Abwandlung zum vorher genannten Ausführungsbeispiel ist die Signalgeberkontur 36 in die Lüftertragscheibe 32 einstöckig integriert.In 3 is the rear view of the fan 30 to recognize. From the air carrier 32 the fan blades go 34 from the cover plate 38 with the signal generator contour 36 as a signal generator 28 wear. In 4 is a combination of a fan in a further embodiment 30 and the auto switch outline 36 shown. The fan 30 has the known fan support disk 32 on, with the one-tier fan blades 34 are connected. The signal generator contour is a modification of the previously mentioned exemplary embodiment 36 into the fan support disk 32 integrated in one floor.

Zur Signalgeberkontur 36 sei bemerkt, dass es sich hierbei nicht um eine mechanische Kontur handeln kann. Gleichfalls kann hier auch eine zunächst durch bloßes Ansehen nicht erkennbare Kontur als Signalgeberkontur 36 angebracht sein. Als eine solche Signalgeberkontur 36, deren Kontur beispielsweise nur durch Messen eines Magnetfeldes erkennbar ist, kommt beispielsweise die Aneinanderreihung von Permanentmagneten am Umfang des Signalgebers 28 in Frage, wobei hier die Signalgeberkontur 36 die unterschiedliche Ausrichtung der Magnetfelder ist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass ganz besonders die Deckscheibe 38 mit der Signalgeberkontur 3G aus austenitischem Stoff gefertigt ist. Ebenso kann auch die Lüftertragscheibe 32 aus austenitischem Material hergestellt sein, um sicherzustellen, dass die Sensorsignale keinen Störungen durch magnetischen Streufluss unterworfen sind. Im Übrigen ist vorgesehen, dass die Lüfterbaugruppe auf der Schleifringseite bzw. der Seite angeordnet ist, an der die Kontaktanordnung 18 angeordnet ist. Hier sind wie bereits erwähnt, die Sensorleitungen mit den Anschlüssen des Wechselrichters leicht zusammenzufassen.To the auto switch outline 36 it should be noted that this cannot be a mechanical contour. Likewise, a contour that cannot initially be recognized by mere viewing can also be used here as a signal generator contour 36 to be appropriate. As such a signal generator contour 36 , whose contour can only be recognized by measuring a magnetic field, for example, the stringing of permanent magnets on the circumference of the signal generator 28 in question, here the signal generator contour 36 is the different orientation of the magnetic fields. Furthermore, it is provided that the cover plate in particular 38 with the signal generator contour 3G is made of austenitic material. The fan support disk can also be used 32 Made of austenitic material to ensure that the sensor signals are not subject to magnetic stray flux interference. In addition, it is provided that the fan assembly is arranged on the slip ring side or on the side on which the contact arrangement 18 is arranged. As already mentioned, the sensor cables with the connections of the inverter can be easily combined here.

Claims (7)

Elektrische Maschine mit einem Rotor (14) und einem Stator (13), wobei die elektrische Maschine sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbar ist, mit einem Signalgeber (28), durch den eine Relativlage zwischen dem Rotor (14) und dem Stator (13) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (28) von einem Lüfter (30) gehalten ist.Electric machine with a rotor ( 14 ) and a stator ( 13 ), whereby the electrical machine can be operated both as a motor and as a generator, with a signal transmitter ( 28 ), through which a relative position between the rotor ( 14 ) and the stator ( 13 ) can be determined, characterized in that the signal transmitter ( 28 ) from a fan ( 30 ) is held. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lüftertragscheibe (32) eine Signalgeberkontur (36) trägt.Electrical machine according to claim 1, characterized in that a fan support disc ( 32 ) a signal generator contour ( 36 ) wearing. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgeberkontur (3G) in die Lüftertragscheibe (32) integriert ist.Electrical machine according to claim 2, characterized in that the signal generator contour ( 3G ) in the fan support disc ( 32 ) is integrated. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftertragscheibe (32) die Signalgeberkontur (3G) über zumindest eine Lüfterschaufel (34) trägt.Electrical machine according to claim 2, characterized in that the fan support disc ( 32 ) the signal generator contour ( 3G ) via at least one fan blade ( 34 ) wearing. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (28) eine Deckscheibe (38} ist, die zusätzlich zur Luftführung dient.Electrical machine according to claim 4, characterized in that the signal transmitter ( 28 ) a cover plate ( 38 }, which also serves to guide the air. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (28) auf einer Seite der elektrischen Maschine (10) angeordnet ist, an der sich eine Kontaktanordnung (18) befindet.Electrical machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the signal transmitter ( 28 ) on one side of the electrical machine ( 10 ) is arranged on which a contact arrangement ( 18 ) is located. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (30) aus einem austenitischen Material hergestellt ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the fan ( 30 ) is made of an austenitic material.
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