ES2268117T3 - Sensor de velocidad angular. - Google Patents
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Abstract
Un sensor de velocidad angular para detectar la velocidad angular de un rotor (1), comprendiendo el sensor: al menos dos medios (4) de generación de eventos localizados en posiciones angulares separadas alrededor del rotor (1); un medio (5) de detección de la posición angular que está adaptado para producir una pluralidad de eventos separados temporalmente a medida que el rotor (1) es rotado alrededor de su eje con relación al medio de detección, produciéndose cada evento cuando un medio de generación de eventos respectivo pasa por el medio de detección; un medio de medida de tiempos del evento adaptado para grabar el tiempo en el cual se producen los eventos respectivos detectados; un medio para determinar la posición de eventos adaptado para determinar la posición angular del rotor cuando se producen los eventos; y un medio para determinar la velocidad adaptado para determinar la velocidad promedio del rotor entre dos elementos separados temporalmente en base a los tiempos medidos en loscuales se producen los eventos y la posición angular determinada del rotor cuando se producen los eventos, que se caracteriza porque el medio para determinar la posición del evento determina la posición angular relativa de los dos o más medios de generación de eventos a partir de la información obtenida previamente del medio de medida del tiempo del evento durante al menos una revolución completa previa del rotor, en el cual el medio para determinar la posición del evento comprende: un primer medio para determinar el tiempo transcurrido por el rotor en completar una revolución completa, un segundo medio para determinar la velocidad promedio durante una revolución completada a partir del tiempo transcurrido, un tercer medio para determinar el tiempo transcurrido entre dos eventos que han ocurrido durante la revolución completa, y un cuarto medio para determinar el desplazamiento del rotor entre los dos eventos en base a la velocidad promedio a partir del segundo medio y del tiempo transcurrido a partir del tercer medio; en el cual, el sensor de la velocidad angular determina un conjunto de valores de velocidad promedio, correspondiendo cada uno a una revolución completa que comienza en el tiempo de un evento diferente, y emplea dichos promedios para determinar la posición relativa de dichos eventos en o alrededor de media revolución anterior en la revolución completa.
Description
Sensor de velocidad angular.
La presente invención se refiere a mejoras en
sensores de la velocidad angular y, en particular, a un sensor de
la velocidad angular apropiado para determinar la posición angular
del rotor en un motor eléctrico. También se refiere a un
procedimiento para determinar la velocidad angular de un rotor.
En la presente descripción, el término
"rotor" se usa para describir un dispositivo o elemento que es
libre de rotar alrededor de un eje. Podrá comprender comúnmente el
rotor un motor eléctrico y, por supuesto, la invención se basa
principalmente en el trabajo de supervisar la posición angular de
los rotores en los motores para su uso posterior en una estrategia
de control del motor. Sin embargo, se debe sobrentender que el
término no se debe interpretar en el sentido restringido y se
debería en su lugar darle una interpretación más amplia que
incluyera, entre otras cosas, los ejes de dirección para sistemas de
dirección de vehículos.
Para medir la posición angular de un rotor se ha
desarrollado una amplia variedad de sensores de la posición
angular. La forma más común de determinar la velocidad angular de un
rotor es suministrar un sensor que determine el tiempo transcurrido
para que una posición fija del rotor haga una revolución completa.
Cuanto más rápidamente esté girando el rotor más corto será el
tiempo transcurrido para que un punto fijo pase por el sensor y en
completar una revolución antes de volver a pasar por el sensor.
Un problema con la detección del paso de un
punto fijo en un rotor es que se produce solamente un valor de
velocidad una vez para cada revolución completa. Si el rotor está
girando de forma relativamente lenta, el tiempo de actualización
del valor de la velocidad podrá ser demasiado largo para que se
puedan obtener medidas precisas. Para mejorar el tiempo de
respuesta del sensor es por lo tanto común suministrar un número de
puntos fijos diferentes equiespaciados alrededor del sensor. Por
ejemplo, se podrán suministrar cuatro puntos con una separación de
90 grados. En ese caso, se podrá generar una señal de velocidad
cuando el rotor ha pasado a través de un cuarto de una
revolución.
Un ejemplo de un sensor de velocidad angular
ampliamente usado que produce más de una salida para cada revolución
del rotor es el uso de un dispositivo sensor del efecto Hall para
detectar la pasada de los polos de los imanes de un motor
eléctrico.
El estado de los sensores del efecto Hall cambia
siempre que un borde de un imán pasa la región de detección de los
elementos. De dicha forma, el paso de los imanes del rotor define
los puntos de medida fijos usados por el sensor. Cuando se usa más
que un imán entonces se suministra más de un punto fijo con cada
revolución.
Un problema común con cualquier sistema en el
cual un número de puntos fijos es detectado a medida que el rotor
rota se debe a inexactitudes en el posicionamiento de los puntos
fijos. En un sistema simple los puntos fijos están dispuestos en
posiciones separadas equiangulares, en la forma ilustrada en la
figura 2(a) de los dibujos adjuntos. Seis imanes 21, 22, 23,
24 25, 26 están separados ángulos \alpha iguales alrededor de un
rotor 20.
Si la separación angular es conocida, entonces
la velocidad es fácilmente determinada al medir el tiempo
transcurrido entre puntos fijos adyacentes que pasan por el sensor.
Sin embargo, si los puntos fijos no están posicionados con
precisión, la separación entre puntos adyacentes variará y de dicha
forma también la velocidad determinada simplemente a partir del
tiempo transcurrido aparecerá que variará incluso si el rotor está
rotando a una velocidad constante. Esto se ilustra en la figura
2(b) de los dibujos adjuntos. La separación \alpha_{1} y
\alpha_{2} entre dos pares de imanes 21, 22 y 22, 23 es
claramente desigual.
Los inventores han encontrado que la posición
angular exacta de los imanes de un rotor práctico será imprecisa
debido a las tolerancias y restricciones de fabricación asociadas
con la fijación de los imanes al rotor. Esto originará que se
produzcan transiciones entre los imanes ligeramente antes o después
del punto de transición angular esperado cuando el rotor es girado.
Esta desalineación es a veces aleatoria y no se puede predecir.
El problema de desalineación no se produce
cuando solamente un punto fijo es suministrado, dado que siempre se
producirá una revolución completa entre cada detector del punto
fijo. Por esta razón, las técnicas de velocidad de la técnica
anterior se han basado en medidas de una revolución completa cuando
se necesita una alta precisión o tener simplemente tolerados los
errores que se produzcan debidos a la desalineación.
El documento WO 0008475A de la técnica anterior
desvela un sensor de velocidad angular que comprende una rueda con
un polo magnético, un medio sensor de posición angular para producir
señales de cuando pasa por los polos magnéticos. Variaciones en las
anchuras polares individuales son identificadas, almacenadas y
corregidas. Los documentos DE 19747918, EP 0902292 y DE 19949106
también desvelan medios para notificar y corregir variaciones
debidas a las tolerancias de manufactura de un codificador
incremental.
Un objeto de la presente invención es
suministrar un sensor de la posición angular que supere los
problemas asociados con la desalineación de puntos fijos de un
rotor. Es otro objeto más de la presente invención es suministrar
un procedimiento de supervisión de la oposición angular del rotor
que esté al menos parcialmente libre de los problemas asociados con
la alineación incorrecta de puntos de detección fijos, como por
ejemplo los imanes del rotor descritos en lo que sigue.
Según un primer aspecto, la invención suministra
un sensor de la velocidad angular para detectar la velocidad
angular de un rotor, comprendiendo el sen-
sor:
sor:
al menos dos medios de generación de eventos
localizados en posiciones angulares separadas alrededor del
rotor;
un medio de detección de la posición angular que
está adaptado para producir una pluralidad de eventos separados
temporalmente a medida que el rotor es rotado alrededor de su eje
con relación al medio de detección, produciéndose cada evento como
un medio de generación de eventos respectivos que pasa el medio de
detección;
un medio de medida del tiempo de eventos
adaptado para grabar el tiempo en el cual se producen los eventos
respectivos detectados;
un medio para determinar la posición de eventos
adaptado para determinar la posición angular del rotor cuando se
producen los eventos; y
un medio para determinar la velocidad adaptado
para determinar la velocidad promedio del rotor entre dos elementos
separados temporalmente en base a los tiempos medidos en los cuales
se producen los eventos y la posición angular determinada del rotor
cuando se producen los eventos, que se caracteriza porque el medio
para determinar la posición del evento determina la posición angular
relativa de los dos medios de generación de eventos a partir de la
información obtenida previamente del medio de medida del tiempo de
eventos durante al menos una revolución completa previa del
rotor.
La invención de dicha forma suministra un sensor
de la velocidad angular en el cual la información obtenida a partir
de las medidas de los tiempos en que se producen los eventos durante
una revolución previa del rotor se usa para determinar las
posiciones angulares relativas de los medios degeneración de
eventos. Esto permite que el sensor de la velocidad angular sea
automáticamente insensible a los errores de desalineación que se
puedan producir cuando dos o más medios de generación de eventos
están separados alrededor de un rotor. En vez de asumir que los
eventos se producen en localizaciones fijas "ideales", el
sensor de velocidad angular determina realmente donde están
localizados los medios de generación de eventos para permitir que se
pueda determinar un valor de velocidad preciso.
El medio de determinación de la posición del
evento podrá estar adaptado para determinar las posiciones angulares
relativas de los medios de generación de eventos a partir de las
medidas obtenidas durante una operación de ensayo inicial del
sensor de velocidad angular.
Los valores de posición determinados podrán ser
almacenados en una memoria para su uso subsecuente por el sensor de
velocidad angular. En variante, el medio de determinación de la
posición del evento podrá actualizar los valores a intervalos
regulares durante la operación del rotor o quizás incluso de forma
continua. Podrán ser actualizados siempre que el sensor sea
iniciado después de un período en el cual el ha permanecido
durmiente.
El medio para determinar la posición del evento
comprende:
un primer medio para determinar el tiempo
transcurrido por el rotor en completar una revolución completa,
un segundo medio para determinar la velocidad
promedio durante una revolución completada a partir del tiempo
transcurrido,
un tercer medio para determinar el tiempo
transcurrido entre dos eventos que han ocurrido durante la
revolución completa, y
un cuarto medio para determinar el
desplazamiento del rotor entre los dos eventos en base a la
velocidad promedio a partir del segundo medio y del tiempo
transcurrido a partir del tercer medio.
Dado que se toma la velocidad promedio para una
revolución completa podrá calcularse con mucha precisión dado que
está libre de errores de desalineación del medio sensor de eventos.
Posteriormente esto se usa con las medidas de tiempo para los dos
eventos dentro de la revolución para determinar sus posiciones
relativas.
La velocidad promedio obtenida durante una
revolución completa se usa para determinar el desplazamiento angular
entre cada par de eventos temporalmente adyacentes que han ocurrido
en dicha revolución. Sin embargo, dicho enfoque no se considera
preferente.
Considerando que el rotor está en un estado
constante de velocidad constante, de desaceleración constante o
aceleración constante durante una revolución completa medida. En los
tres casos la velocidad promedio durante la revolución completa
suministrará una medida precisa de la velocidad promedio del rotor
en dicho instante en el cual el rotor está a mitad de camino a
través de la revolución. En otros puntos dentro de la revolución
será inexacto a no ser que el rotor esté operando a una velocidad
constante.
En vista de lo anterior los inventores han
apreciado que la velocidad promedio debería usarse solamente cuando
se determinan las posiciones angulares relativas de los eventos que
se han producido en o alrededor del punto a mitad de camino a
través de la revolución.
Por lo tanto, el aparato determina un conjunto
de velocidades promedio, correspondiendo cada una a una revolución
completa que se inicia durante un evento diferente, y emplea este
promedio para determinar la posición relativa de dichos eventos en
o alrededor de media revolución anterior a la revolución
completa.
Por lo tanto, podrá apreciarse que no es
esencial que la posición angular de cada par de eventos esté
determinada a partir de la información obtenida durante una sola
revolución del rotor. Se podrán tomar los tiempos para un primer
par de eventos durante una revolución para determinar las posiciones
angulares relativas. También podrán usarse los tiempos algún tiempo
más tarde a partir de una revolución diferente para determinar la
posición angular relativa de un par de eventos diferentes.
En muchos casos, la posición ideal de cada uno
de los medios de generación de eventos será conocida. Estarán
típicamente separados uniformemente alrededor del rotor. En este
caso, en vez de almacenar los valores indicativos de las posiciones
relativas en curso del medio sensor de eventos, un conjunto de
valores de corrección de errores podrá ser almacenado
representativo de la cantidad en que se desvía cada medio de
generación de eventos de su posición
ideal.
ideal.
El valor de corrección de errores podrá
almacenarse en la memoria o en vez de los valores de posiciones
angulares determinados. Un valor de corrección errores podrá ser
determinado, y almacenado, para cada evento durante una revolución
completa del rotor.
Para que el sensor de velocidad angular
determine los valores de corrección de errores es esencial almacenar
en la memoria un conjunto de valores de posiciones angulares
ideales para cada evento que se produzca durante una revolución.
Esto podrá comprender un conjunto de valores de datos, o una función
almacenada a partir de la cual se podrán determinar las posiciones
ideales. Por ejemplo, el número de eventos por revolución y su
separación angular ideal podrán almacenarse en la memoria.
En efecto, el medio de almacenamiento podrá
contener un conjunto de valores de errores, o valores de posición
angular en curso, para cada evento que se produce a medida que el
rotor rota. De dicha forma, siempre que se produce un evento se
podrá tomar en cuenta el error para indicar la posición angular
correcta del rotor en el tiempo en el que se produjo el evento.
El medio de generación de eventos podrá
comprender unos imanes separados alrededor del rotor y el medio
sensor podrá comprender uno o más, y preferentemente tres, sensores
electromagnéticos. Sensores apropiados son aquellos que usan el
efecto Hall para detectar el paso de los polos de un imán.
El medio de medida de tiempos podrá comprender
un contador. El contador podrá ser disparado siempre que se
produzca un evento y detenido siempre que se produzca un evento
subsecuente. La cuenta total entre eventos suministrará una
indicación del tiempo entre eventos. Evidentemente, se podrán
utilizar muchos dispositivos distintos para medir el tiempo
transcurrido entre eventos separados temporalmente.
Según un segundo aspecto, la invención
suministra un procedimiento para determinar las posiciones angulares
de al menos dos medios de generación de eventos situados en
posiciones separadas angularmente alrededor de un rotor,
comprendiendo el procedimiento en las etapas de:
producir una pluralidad de eventos separados
temporalmente a medida que el rotor es rotado alrededor de su eje
con relación a un medio sensor, produciéndose cada evento a medida
que un medio generador de eventos respectivo pasa el medio sensor
durante una revolución completa,
registrar el tiempo en el cual se producen los
eventos detectados respectivos;
determinar el tiempo que toma el rotor en rotar
a través de la revolución completa,
determinar la velocidad promedio del rotor a
través de la revolución completa a partir del tiempo transcurrido
para la revolución completa; y
determinar la posición angular relativa de los
dos medios de generación de eventos a partir de la velocidad
promedio determinada para la revolución completa y el tiempo
transcurrido entre las mediciones de los dos eventos dentro de
dicha revolución completa.
Por lo tanto, el procedimiento combina las
medidas del tiempo transcurrido para los dos eventos dentro de una
revolución con un promedio determinado a través de una revolución
completa para determinar las posiciones en curso en las cuales se
producen los eventos.
El tiempo que toma una revolución completa podrá
ser determinado midiendo el tiempo transcurrido que toma uno de los
medios de generación de eventos para generar dos eventos separados
temporalmente.
Cada medio de generación de eventos podrá
producir un evento identificable singular que permita ser
identificado de forma única para hacerlo. Alternativamente, si el
número total de medios de generación de eventos es conocido, el
paso de una revolución completa podrá ser determinado contando el
número de eventos que se han producido.
El procedimiento comprende determinar un
conjunto de valores de velocidad promedio, correspondiendo todo cada
uno a una revolución completa del rotor que inicia el tiempo de un
evento respectivo, siendo usado cada promedio para determinar el
desplazamiento relativo entre los eventos que se producen en o
alrededor de media revolución anterior a la revolución completa
respectiva a partir de la cual se ha obtenido la velocidad
promedio.
Mientras que el procedimiento puede ser usado
con solamente dos medios de generación de eventos es apropiado para
su uso con más de dos. En la práctica, para n medios de generación
de eventos habrá que determinar n posiciones angulares relativas.
Esto podrá conseguirse usando el procedimiento de la presente
invención al medir el tiempo para una revolución completa que
empieza con el evento n = m (para m = 1 hasta n), determinar la
velocidad promedio del rotor durante dicha revolución completa, y
combinar esta velocidad promedio con el tiempo transcurrido entre
eventos que se producen aproximadamente a mitad de camino a través
de dicha revolución (es decir, n = m/2). Esto suministra una mayor
precisión. Sin embargo, si se puede determinar que el rotor es
rotado a una velocidad constante a través de su revolución entonces
un valor promedio único podrá ser usado con fiabilidad para
determinar la posición relativa de cada evento en dicha
revolución.
El procedimiento podrá comprender almacenar un
conjunto rodante de n valores de tiempo a partir de n medios de
generación de eventos. De dicha forma, en el instante de cada evento
que se produzca los tiempos de los n eventos próximos serán
almacenados en la memoria temporal.
El procedimiento podrá comprender además
determinar el tiempo transcurrido total para una revolución completa
hasta el instante del evento en curso al añadir conjuntamente los
tiempos totales retenidos en la memoria temporal para los n eventos
previos. La velocidad promedio para una revolución podrá
determinarse a partir de este tiempo transcurrido.
Finalmente, el procedimiento comprende la
determinación del tiempo transcurrido entre dos eventos en o
aproximadamente el centro del conjunto rodante de valores y
combinar este tiempo transcurrido con la velocidad promedio para
determinar el desplazamiento angular del rotor entre los dos eventos
y por tanto todas sus posiciones angulares relativas. Esto podrá
ser almacenado en una memoria.
El procedimiento podrá repetirse para cada
tiempo de evento en que se produce un evento durante una revolución
completa hasta que es almacenado un conjunto total de n valores de
posiciones relativas.
Una vez que el conjunto total de valores de
posición es almacenado, el procedimiento podrá ser detenido o podrá
ser actualizado de forma continua a medida que gira el rotor.
Habiendo almacenado el conjunto total de valores
de posición podrá utilizarse para determinar la velocidad del rotor
al supervisar el tiempo en el que se producen los eventos,
identificar cuál de los eventos se ha producido, determinar el
desplazamiento del rotor entre los eventos a partir de los valores
almacenados, y dividir el desplazamiento por el tiempo transcurrido
para determinar la velocidad.
Según un tercer aspecto, la invención suministra
un procedimiento para determinar la velocidad angular de un rotor
que comprende las etapas iniciales de determinar la posición de una
pluralidad de medios de generación de eventos dispersados alrededor
del rotor usando el procedimiento del segundo aspecto de la
invención, y medir posteriormente el tiempo transcurrido entre
eventos conjuntamente con la posición angular a la cual se produjo
el evento para determinar la velocidad del rotor.
A continuación se describirá a modo de ejemplo
solamente una forma de realización de la presente invención
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es una vista en sección de un motor
que está supervisado por un sensor de velocidad según un primer
aspecto de la invención.
La figura 2(a) es una vista en sección de
un rotor que tiene unos imanes perfectamente separados en el rotor
y 2(b) ilustra el mismo rotor teniendo los imanes alineados
de forma imperfecta en el rotor.
La figura 3 es un esquema del sensor de la
presente invención.
La figura 4 ilustra el contenido de la memoria
temporal de rodamiento en la memoria del sensor tras una revolución
completa.
Y la figura 5 muestra cómo el contenido de la
memoria temporal mostrado en la figura 4 cambia a medida que se
produce el evento siguiente.
El sensor de la velocidad angular ilustrado a
modo de ejemplo en los dibujos adjuntos es especialmente apropiado
para supervisar la posición angular de un motor eléctrico ilustrado
en la figura 1. El motor 1 comprende una configuración de imán
permanente (PM) sin escobillas de tres fases conectado en forma de
estrella. Su diseño electromagnético incluye un rotor 2 del imán
permanente de 6 polos y un estator 3 con enrollados de cobre con
nueve ranuras. Los seis imanes 4 están genéricamente equiespaciados
alrededor del rotor. A medida que el rotor 1 rota a través de una
revolución mecánica completa se produce en seis transiciones polares
PM norte sur apreciables en cualquier punto del estator.
El conjunto 5 del efecto Hall está fijado al
estator que comprende tres sensores electromagnéticos (no
representados) separados alrededor del rotor según una separación
mecánica de 40 grados. Cada sensor puede adoptar uno de los dos
estados de polarización como los polos norte y sur de los imanes
sobre el rotor que pasa. Cada uno de los sensores del efecto Hall
cambia de un estado al otro a medida que el motor rota. La pauta de
salida del sensor puede adoptar seis estados diferentes para
indicar la posición eléctrica del motor, en la forma ilustrada en
la figura 2 de los dibujos adjuntos. Resulta notable que la pauta se
repite tres veces dentro de cada revolución mecánica completa del
rotor para el tipo de motor ilustrado en la figura 1 de los dibujos
adjuntos, dando un total de 18 transiciones de "eventos" por
revolución.
La salida del medio sensor 5 se pasa a un
procesador 6 en una forma mostrada en la figura 3 de los dibujos
adjuntos. El procesador 6 también recibe una señal contador del
temporizador 7. Cada vez que se produce un evento en la salida de
los sensores 5 del efecto Hall se pasa al procesador. El procesador
graba el número del evento (desde n = 1 a 18) que es almacenado en
un área de la memoria electrónica 8 asociada con el procesador 6.
El tiempo en el que se produce el evento (de t1 a t18) también será
almacenado en la memoria de una memoria transitoria rodante.
Tras una revolución completa un total de un
conjunto de 18 eventos y sus valores de tiempo asociados se
almacenan en una memoria transitoria contenida en la memoria. Esto
se ilustra en la figura 4 de los dibujos adjuntos.
Una vez que la memoria transitoria está llena,
cuando entra el último evento en la memoria transitoria, el
procesador determina el tiempo total para una revolución completa
mediante la suma de todos los tiempos contenidos en la memoria
transitoria rodante.
Desde el tiempo promedio para una revolución la
velocidad promedio (grados por segundo) del rotor durante la
revolución se determina dividiendo el tiempo (en segundos) por el
ángulo (360 grados).
A una velocidad constante la velocidad promedio
se puede usar para determinar el desplazamiento angular entre cada
evento adyacente en la memoria transitoria al multiplicar el tiempo
transcurrido entre eventos por la velocidad promedio. Sin embargo,
si el motor es acelerado o desacelerado, la velocidad promedio no
será correcta para todos los puntos de transición.
Para mejorar la precisión de los valores
desalineados se presume que el motor está acelerando o desacelerando
de forma constante o rotando a una velocidad constante. Esta
presunción se hace cuando el valor de la velocidad promedio se ha
corregido para su uso en la determinación de los valores
desalineados para una medida transición de una revolución anterior.
Por lo tanto, es en este punto en el que se calcula el error de
desalineación.
Por ejemplo, cuando el conjunto completo de 18
tiempos ha sido calculado se calcula la velocidad promedio respecto
del conjunto total. Posteriormente esto se usa para determinar el
desplazamiento angular entre los eventos números 9 y 10. Este
desplazamiento se almacena en la memoria en la forma ilustrada en la
figura 4.
Cuando se recibe el evento siguiente (evento n =
2 para la segunda revolución), el tiempo del primer evento se
empuja afuera de la memoria transitoria rodante y el nuevo evento se
introduce en la forma mostrada en la figura 5. La velocidad
promedio de la revolución indicada por el contenido de la nueva
memoria transitoria se calcula de nuevo. En este caso el promedio
se usa para determinar el desplazamiento entre los eventos números
10 y 11. Esto también se almacena en la memoria. Esto se muestra en
la figura 5.
El procedimiento de medidas se continúa 18 veces
hasta que el desplazamiento angular entre pares de eventos
adyacentes se almacena en la memoria. Esto suministra una medida de
la posición angular relativa de cada evento.
Una vez que el conjunto completo de valores de
errores del desplazamiento se determina estos valores se usan
durante la operación posterior del sensor para determinar la
velocidad angular exacta del rotor. El tiempo entre dos eventos se
determina y la posición angular en la cual se produjo realmente los
eventos se encuentra mediante de la identificación de los eventos.
La velocidad podrá posteriormente encontrarse directamente al
combinar el desplazamiento entre eventos con el tiempo transcurrido
entre los eventos.
Claims (19)
1. Un sensor de velocidad angular para
detectar la velocidad angular de un rotor (1), comprendiendo el
sensor:
al menos dos medios (4) de generación de eventos
localizados en posiciones angulares separadas alrededor del rotor
(1);
un medio (5) de detección de la posición angular
que está adaptado para producir una pluralidad de eventos separados
temporalmente a medida que el rotor (1) es rotado alrededor de su
eje con relación al medio de detección, produciéndose cada evento
cuando un medio de generación de eventos respectivo pasa por el
medio de detección;
un medio de medida de tiempos del evento
adaptado para grabar el tiempo en el cual se producen los eventos
respectivos detectados;
un medio para determinar la posición de eventos
adaptado para determinar la posición angular del rotor cuando se
producen los eventos; y
un medio para determinar la velocidad adaptado
para determinar la velocidad promedio del rotor entre dos elementos
separados temporalmente en base a los tiempos medidos en los cuales
se producen los eventos y la posición angular determinada del rotor
cuando se producen los eventos, que se caracteriza porque el
medio para determinar la posición del evento determina la posición
angular relativa de los dos o más medios de generación de eventos a
partir de la información obtenida previamente del medio de medida
del tiempo del evento durante al menos una revolución completa
previa del rotor,
en el cual el medio para determinar la posición
del evento comprende:
un primer medio para determinar el tiempo
transcurrido por el rotor en completar una revolución completa,
un segundo medio para determinar la velocidad
promedio durante una revolución completada a partir del tiempo
transcurrido,
un tercer medio para determinar el tiempo
transcurrido entre dos eventos que han ocurrido durante la
revolución completa, y
un cuarto medio para determinar el
desplazamiento del rotor entre los dos eventos en base a la
velocidad promedio a partir del segundo medio y del tiempo
transcurrido a partir del tercer medio;
en el cual, el sensor de la velocidad angular
determina un conjunto de valores de velocidad promedio,
correspondiendo cada uno a una revolución completa que comienza en
el tiempo de un evento diferente, y emplea dichos promedios para
determinar la posición relativa de dichos eventos en o alrededor de
media revolución anterior en la revolución completa.
2. El sensor de velocidad angular de la
reivindicación 1, en el cual el medio para determinar la posición
del evento está adaptado para determinar las posiciones angulares
relativas del medio de generación de eventos a partir de las
medidas obtenidas durante una operación de prueba inicial del sensor
de la velocidad angular.
3. El sensor de velocidad angular de la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual el medio para
determinar la posición del evento actualiza las posiciones angulares
relativas del medio de generación de eventos a intervalos regulares
durante la operación del rotor.
4. El sensor de velocidad angular según
cualquier reivindicación precedente, en el cual se toman los tiempos
para un primer par de eventos durante una revolución para
determinar las posiciones angulares relativas del primer par de
eventos y algún tiempo después de una revolución diferente para
determinar la posición angular relativa de un segundo par de
eventos.
5. El sensor de velocidad angular según
cualquier reivindicación precedente, en el cual un conjunto de
valores de corrección de errores es almacenado en una memoria
representando la cantidad que cada medio de generación de eventos
se desvía de su posición inicial.
6. El sensor de velocidad angular de la
reivindicación 5, en el cual los valores de corrección de errores
son almacenados en la memoria así como o en vez de los valores de
posición angular determinados.
7. El sensor de velocidad angular de la
reivindicación 5 o reivindicación 6, en el cual el sensor de
velocidad angular almacena en la memoria un conjunto de valores de
posición angular ideales para cada evento que se produce durante
una revolución.
8. El sensor de velocidad angular según
cualquier reivindicación precedente, tienen cual el medio de
generación de eventos comprende unos imanes separados alrededor del
rotor y el medio sensor comprende al menos un sensor
electromagnético.
9. Un procedimiento para determinar las
posiciones angulares de al menos dos medios de generación de eventos
situados en posiciones separadas angularmente alrededor de un
rotor, comprendiendo el procedimiento en las etapas de:
producir una pluralidad de eventos separados
temporalmente a medida que el rotor es rotado alrededor de su eje
con relación a un medio sensor, produciéndose cada evento a medida
que un medio generador de eventos respectivo pasa por el medio
sensor durante una revolución completa,
registrar el tiempo en el cual se producen los
eventos detectados respectivos;
determinar el tiempo que tarda el rotor en rotar
a través de la revolución completa,
determinar la velocidad promedio del rotor a
través de la revolución completa a partir del tiempo transcurrido
para la revolución completa; y
determinar la posición angular relativa de los
dos medios de generación de eventos a partir de la velocidad
promedio determinada para la revolución completa y el tiempo
transcurrido entre las mediciones de los dos eventos dentro de
dicha revolución comple-
ta,
ta,
en el cual el procedimiento comprende además
determinar un conjunto de valores de velocidad promedio,
correspondiendo cada uno a una revolución completa del rotor que
comienza en el tiempo de un evento respectivo, siendo empleados
dichos promedios para determinar el desplazamiento relativo entre
eventos que se producen en o alrededor de media revolución anterior
en la revolución completa respectiva para la cual se ha obtenido la
velocidad promedio.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, en
el cual el tiempo empleado en completar una revolución se determina
midiendo el tiempo transcurrido empleado por uno de los medios de
generación de eventos en generar dos eventos separados
temporalmente.
11. El procedimiento de la reivindicación 9 o
la reivindicación 10, en el cual cada medio de generación de
eventos produce un evento identificable de forma única permitiendo
que sea identificado de forma única.
12. El procedimiento de la reivindicación 9 o
la reivindicación 10, en el cual el paso de una revolución
completada se determina contando el número de eventos que se han
producido, siendo conocido el número total de medios de generación
de eventos.
13. El procedimiento según una cualquiera de
las reivindicaciones 9 a 12, en el cual si se determina que el
rotor está rotando a una velocidad constante a través de una
revolución se usa un solo valor promedio para determinar la
posición relativa de cada evento en dicha revolución.
14. El procedimiento según una cualquiera de
las reivindicaciones 9 a 13, en el cual el procedimiento comprende
almacenar un conjunto rodante de n valores de temporización a partir
de n medios de generación de eventos.
15. El procedimiento de la reivindicación 14,
en el cual el procedimiento comprende además determinar el tiempo
total transcurrido que requiere una revolución completa hasta el
instante del evento actual, y por tanto la velocidad promedio, al
añadir conjuntamente los tiempos para los n eventos previos.
16. El procedimiento de la reivindicación 15,
en el cual el procedimiento comprende además determinar el tiempo
transcurrido entre dos eventos en o alrededor del centro del
conjunto rodante de valores y combinar este tiempo transcurrido con
la velocidad promedio para determinar el desplazamiento angular del
rotor entre dos eventos y por tanto sus posiciones angulares
relativas.
17. El procedimiento según una cualquiera de
las reivindicaciones 14 a 16, en el cual el procedimiento se repite
cada vez que se produce un evento respecto de una revolución total
hasta que es almacenado un conjunto completo de n valores de
posiciones relativas.
18. El procedimiento de la reivindicación 17,
en el cual el conjunto completo de valores de posición son
utilizados para determinar la velocidad del rotor al supervisar el
tiempo en el cual se producen los eventos, identificando los
eventos que se han producido, determinando el desplazamiento del
rotor entre los eventos a partir de los valores almacenados, y
dividir el desplazamiento por el tiempo transcurrido para determinar
la velocidad.
19. Un procedimiento para determinar la
velocidad angular de un rotor que comprende las etapas iniciales de
determinar la posición de una pluralidad de medios de generación de
eventos separados alrededor del rotor usando el procedimiento de
una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 18, y posteriormente
medir el tiempo transcurrido entre eventos conjuntamente con la
posición angular en la cual se produjo el evento para determinar la
velocidad del rotor.
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