ES2930154T3 - Sensor inductivo de ángulo de rotación - Google Patents

Sensor inductivo de ángulo de rotación Download PDF

Info

Publication number
ES2930154T3
ES2930154T3 ES19210294T ES19210294T ES2930154T3 ES 2930154 T3 ES2930154 T3 ES 2930154T3 ES 19210294 T ES19210294 T ES 19210294T ES 19210294 T ES19210294 T ES 19210294T ES 2930154 T3 ES2930154 T3 ES 2930154T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
rotation
axis
angle
rotor
turn
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
ES19210294T
Other languages
English (en)
Inventor
Manuel Klein
Gonidec Serge Le
Quentin Bruneau
Romain Gauthier
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.)
ArianeGroup SAS
Original Assignee
ArianeGroup SAS
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 ArianeGroup SAS filed Critical ArianeGroup SAS
Application granted granted Critical
Publication of ES2930154T3 publication Critical patent/ES2930154T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

La invención se relaciona con el campo de los sensores, y más específicamente con un sensor de ángulo de rotación (10) que comprende un eje giratorio (11), un imán permanente (12) y una bobina eléctricamente conductora (13). El imán permanente (12) es integral con el eje giratorio (11) y está orientado a lo largo de un eje diferente de un eje de rotación (X) del eje giratorio (11), y la bobina (13) está dispuesta alrededor del eje giratorio (11). El giro (13) corta un plano (PR) perpendicular al eje de rotación (X). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sensor inductivo de ángulo de rotación
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un sensor de ángulo de rotación y a un motor eléctrico síncrono que comprende un sensor de ángulo de rotación de este tipo, así como a un procedimiento de medición de ángulo de rotación y a un procedimiento de control de un motor eléctrico síncrono que utiliza un sensor de ángulo de rotación de este tipo. Estado de la técnica
Los sensores de ángulo de rotación se utilizan en una gran cantidad de aplicaciones, pero son particularmente importantes para el control de motores eléctricos síncronos. En efecto, en estos motores, que normalmente comprenden un rotor con una pluralidad de imanes permanentes distribuidos alrededor de un eje de rotación del rotor y un estator con una pluralidad de bobinados distribuidos alrededor del eje de rotación del rotor, en oposición a los imanes de la pluralidad de imanes, la alimentación eléctrica de cada bobinado debe controlarse normalmente según el ángulo de rotación del rotor con respecto a su eje de rotación con el fin de controlar el funcionamiento del motor y la velocidad de rotación del motor.
En la técnica anterior se utilizan para esta aplicación sensores de ángulo de rotación tales como sensores de efecto Hall o resolvedores. Sin embargo, estos sensores electromagnéticos presentan determinados inconvenientes, en particular, su tamaño y su vulnerabilidad en entornos exigentes, como, en particular, entornos criogénicos.
Por otro lado, se conoce a partir del documento EP 3062067 A1 un sensor de posición angular que comprende una bobina de medición, cuyo eje está inclinado con respecto al eje de rotación de un aspa realizada de un material conductor.
Objeto de la invención
La presente divulgación tiene como objetivo remediar estos inconvenientes proponiendo un sensor de ángulo de rotación estructuralmente sencillo que permite una integración más fácil en pequeños dispositivos al tiempo que ofrece una gran robustez frente a los entornos más exigentes, que comprenden los entornos criogénicos.
Para ello, según un primer aspecto, el sensor puede comprender un árbol rotatorio, uno o varios imanes permanentes, solidarios con el árbol rotatorio y orientados según un eje distinto de un eje de giro del árbol rotatorio, y una o varias espiras eléctricamente conductoras dispuesto alrededor del árbol rotatorio. Cada espira puede intersecar un plano perpendicular al eje de rotación.
Gracias a estas disposiciones, la rotación del imán permanente con el árbol rotatorio puede inducir, en cada espira, una fuerza electromotriz que varía en función del ángulo de rotación del árbol rotatorio con respecto a su eje de rotación, permitiendo de este modo captar este ángulo de rotación por correlación con la fuerza electromotriz.
Cada espira puede intersecar el plano perpendicular al eje de rotación en dos o más puntos de intersección. Cada imán permanente puede orientarse radialmente con respecto al eje de rotación o en paralelo al eje de rotación. Si el sensor comprende diversos imanes permanentes y diversas espiras correspondientes cada una a uno de los imanes permanentes, cada espira (13a, 13b, 13c) puede estar inclinada con respecto al plano (Pr) perpendicular al eje de giro según un eje de inclinación del que una proyección en el plano perpendicular al eje de rotación está desplazada angularmente alrededor del eje de rotación con respecto a las proyecciones de los ejes de inclinación de las otras bobinas y/o estando cada imán permanente desplazado angularmente alrededor del eje de rotación con respecto a otros imanes permanentes.
Un segundo aspecto de la presente divulgación se refiere a un motor eléctrico síncrono que comprende un rotor con una pluralidad de imanes permanentes distribuidos alrededor de un eje de rotación del rotor, un estator con una pluralidad de bobinados distribuidos alrededor del eje de rotación del rotor, en oposición a los imanes permanentes, de la pluralidad de imanes permanentes, un sensor de ángulo de rotación según el primer aspecto, cuyo árbol rotatorio está conectado al rotor para accionarse en rotación, una unidad de alimentación eléctrica conectada a la pluralidad de bobinados del estator, y una unidad de control conectada a la unidad de alimentación eléctrica y al sensor de ángulo de rotación para controlar la alimentación eléctrica de cada uno de los bobinados de la pluralidad de bobinados del estator en función del ángulo de rotación del rotor alrededor del eje de rotación del rotor.
Gracias a estas disposiciones, el control del motor síncrono puede garantizarse incluso bajo restricciones dimensionales y ambientales muy elevadas.
Un tercer aspecto de la presente divulgación se refiere a un procedimiento de medición del ángulo de rotación que utiliza el sensor de ángulo de rotación según el primer aspecto, y que comprende etapas de medición de una tensión eléctrica entre dos extremos de cada espira y correlación de la tensión eléctrica con un ángulo de rotación del árbol rotatorio alrededor de su eje de rotación. Por otro lado, este procedimiento puede comprender una etapa adicional de amplificación de la tensión eléctrica, con el fin de facilitar la etapa de medición de esta tensión eléctrica. Además, cada espira puede encontrarse en un ambiente criogénico. De hecho, este procedimiento no solo permite operar en un entorno criogénico, sino que las bajas temperaturas, al reducir la resistencia eléctrica de las espiras, permiten aumentar la sensibilidad del sensor.
Un cuarto aspecto de la presente divulgación se refiere a un procedimiento de control de un motor eléctrico síncrono según el segundo aspecto, que comprende las etapas de medición de una tensión eléctrica entre dos extremos de la espira, correlación de la tensión eléctrica con un ángulo de rotación del rotor alrededor de su eje de rotación, y control de la alimentación eléctrica de cada una de las bobinas del estator según el ángulo de rotación del rotor alrededor de su eje de rotación. Como el procedimiento anterior, este procedimiento también puede comprender una etapa adicional de amplificación de la tensión eléctrica, con el fin de facilitar la etapa de medición de esta tensión eléctrica.
La invención se comprenderá mejor y sus ventajas se apreciarán mejor tras la lectura de la siguiente descripción detallada de modos de realización representados a modo de ejemplos no limitativos. La descripción se refiere a los dibujos adjuntos, en los que:
Descripción de las figuras
[Figura1A] La figura 1A es una vista en perspectiva de un sensor de ángulo de rotación según una primera realización.
[Figura 1B] La figura 1B ilustra una variante del sensor de la figura 1A.
[Figura 1C] La figura 1C ilustra la evolución de la tensión inducida en una espira del sensor de la figura 1A mediante una rotación a velocidad constante de un árbol rotatorio.
[Figura 2A] La figura 2A es una vista en perspectiva de un sensor de ángulo de rotación según una segunda realización.
[Figura 2B] La figura 2B ilustra una variante del sensor de la figura 2A.
[Figura 2C] La figura 2C ilustra la evolución de las tensiones inducidas en tres espiras del sensor de la figura 2A por la rotación a velocidad constante de un árbol rotatorio.
[Figura 2D] La figura 2D es una vista en perspectiva de un sensor de ángulo de rotación según una tercera realización.
[Figura 2E] La figura 2E es una vista desde arriba del árbol rotatorio del sensor de la figura 2D.
[Figura 3] La figura 3 es una vista en perspectiva de un sensor de ángulo según una tercera realización.
[Figura 4] La figura 4 ilustra una variante del sensor de la figura 3A.
[Figura 5] La figura 5 es una vista esquemática de un motor eléctrico síncrono que incorpora un sensor de ángulo de giro según las realizaciones primera, segunda o tercera.
[Figura 6] La figura 6 es una vista esquemática de una variante del motor de la figura 5.
Descripción detallada de la invención
Tal como se ilustra en la figura 1A, un sensor 10 de ángulo de rotación según una primera realización puede comprender un árbol 11 rotatorio, un imán 12 permanente y una espira 13. El árbol 11 rotatorio puede estar dispuesto para girar alrededor de un eje X de rotación, y el imán 12 permanente estar orientado según un eje diferente del eje X de rotación, de tal manera que la rotación del imán 12 permanente con el árbol 11 rotatorio provoca una variación del campo magnético a lo largo de la espira 13, y por tanto una fuerza electromotriz en esta espira 13. Como en el ejemplo ilustrado, el imán 12 permanente puede estar dispuesto, en particular, descentrado una distancia d1 ds con respecto al eje X de rotación, orientado en dirección radial. Según una variante ilustrada en la figura 1B, el imán 12 permanente puede estar orientado alternativamente en paralelo al eje X de rotación, aunque también son posibles otras orientaciones.
Para que la fuerza electromotriz inducida en la espira 13 varíe, para una velocidad de rotación determinada, en función del ángulo a de rotación (ALPHA) del árbol 11 rotatorio alrededor del eje X de rotación, la espira 13 puede orientarse según un plano Ps, inclinado un ángulo p (BETA) con respecto a un plano PR perpendicular al eje X de rotación. La espira 13 puede intersecar de este modo el plano PR en dos puntos 1a de intersección. Gracias a esta inclinación, y al desplazamiento del imán 12 permanente con respecto al eje X de rotación, la rotación del imán 12 permanente, con el árbol 11 rotatorio, alrededor del eje X de rotación puede traducirse en un movimiento sinusoidal del imán 12 permanente en perpendicular al plano Ps de la espira 13, pudiéndose de este modo generar una variación correspondiente del flujo magnético que atraviesa la espira 13, y por tanto una fuerza electromotriz en la espira 13.
Más particularmente, con un movimiento relativo, y por tanto una variación del flujo magnético según curvas sinusoidales, puede obtenerse, para una velocidad de rotación determinada, una correspondencia uno a uno, sobre 180°, alrededor del eje de rotación del árbol rotatorio, entre el ángulo a de rotación (ALPHA) y la fuerza electromotriz, y por tanto la tensión V eléctrica, inducida en la espira 13 mediante la rotación del imán 12 permanente alrededor del eje X de rotación del árbol 11 rotatorio, tal como se ilustra en la figura 1C.
La espira 13 puede conectarse a un amplificador 14 de tensión y a un sensor 15 de tensión 15 para amplificar y medir la tensión V eléctrica inducida en la espira 13 por la rotación del imán 12 permanente alrededor del eje X de rotación del árbol 11 rotatorio. Este sensor 15 de tensión puede, a su vez, estar conectado a una unidad 16 de cálculo, en la que se registra previamente una correlación entre esta tensión V eléctrica, el ángulo a de rotación (ALPHA) y la velocidad de rotación. Para obtener esto último, la unidad 16 de cálculo puede conectarse a un sensor de velocidad diferente (no ilustrado), o configurarse para calcular la velocidad de rotación a partir de la evolución del ángulo a de rotación (ALPHA) en el tiempo durante muestreos anteriores. La unidad 16 de cálculo puede entonces configurarse para calcular el ángulo a de rotación (ALPHA) a partir de la velocidad de rotación y la tensión eléctrica inducida en la espira 13, utilizando esta correlación.
En funcionamiento, la rotación del imán 12 permanente, solidario con el árbol 11 rotatorio, alrededor del eje X de rotación, puede inducir de este modo una fuerza electromotriz, y por tanto una tensión eléctrica en la espira 13, que varía no solo en función de la velocidad de rotación, sino también del ángulo a de rotación (ALPHA). Esta tensión V eléctrica, amplificada por el amplificador 14 y medida por el sensor 15, puede transmitirse a la unidad 16 de cálculo para calcular con precisión el ángulo a de rotación (ALPHA), utilizando la correlación predeterminada entre la tensión eléctrica, el ángulo a de rotación (ALPHA), y la velocidad de rotación.
Con el fin de facilitar esta correlación sobre una revolución completa del árbol 11 rotatorio, incluso sin medir por separado la velocidad de rotación, en una segunda realización, ilustrada en la figura 2A, el sensor 10 de ángulo de rotación puede comprender tres espiras 13a, 13b, 13c y tres imanes 12a, 12b, 12c permanentes. Como en el ejemplo ilustrado, cada imán 12a, 12b, 12c permanente puede estar dispuesto en particular descentrado una distancia ds con respecto al eje X de rotación, orientado en dirección radial. Según una variante ilustrada en la figura 2B, cada imán 12a, 12b, 12c permanente puede estar orientado, alternativamente, en paralelo al eje X de rotación, aunque también son posibles otras orientaciones. Cada una de las espiras 13a, 13b y 13c puede asociarse a uno de los imanes 12a, 12b, 12c permanentes, y cada par de espiras 13a, 13b, 13c e imán 12 a, 12b, 12c permanente puede desplazar en la dirección del eje de rotación con respecto a otros. Las tres espiras 12a, 12b, 12c pueden orientarse según los planos Ps,a, Ps,b, Ps,c cada uno inclinado un ángulo p (BETA) con respecto al plano PR perpendicular al eje X de rotación. Cada espira 13a, 13b, 13c puede intersecar de este modo el plano PR en dos puntos 1a de intersección. Sobre todo, la proyección X'a, X'b, X'c del eje de inclinación de cada espira 13a, 13b, 13c, perpendicular al plano Ps,a, Ps,b, Ps,c inclinado correspondiente, sobre el plano PR perpendicular al eje X de rotación también está desplazada con respecto a otras un ángulo y (GAMMA), preferiblemente 120°. De este modo, la rotación del árbol 11 rotatorio alrededor del eje X de rotación permite inducir tres tensiones Va, Vb, Vc eléctricas respectivamente desfasadas de este ángulo y (GAMMA), tal como se ilustra en la figura 2C. La relación entre estas tres tensiones Va, Vb, Vc eléctricas desfasadas permite de este modo identificar el ángulo de rotación del árbol 11 rotatorio sobre una revolución completa del árbol rotatorio, y esto independientemente de la velocidad de rotación, ya que afectará a cada una de las tres tensiones Va, Vb, Vc eléctricas de la misma manera. Para obtener el mismo resultado, también es posible, tal como se ilustra en las figuras 2D y 2E, desplazar este ángulo y (GAMMA) la posición angular de los imanes 12a, 12b, 12c permanentes alrededor del eje X de rotación, más bien como los ejes de inclinación de las Xa, Xb, Xc de las espiras 13a, 13b, 13c correspondientes. Además, estas dos posibilidades no son solo alternativas, sino también complementarias y, por tanto, pueden combinarse.
Cada espira 13a, 13b, 13c puede conectarse, a través de un amplificador 14a, 14b, 14c de tensión correspondiente, a un sensor 15 de tensión para amplificar y medir las tensiones Va, Vb, Vc eléctricas inducidas en las espiras 13a, 13b, 13c por la rotación de los imanes 12a, 12b, 12c permanentes alrededor del eje X de rotación del árbol 11 rotatorio. Este sensor 15 de tensión puede estar conectado, a su vez, a una unidad 16 de cálculo, en la que se registra previamente una correlación de las relaciones entre estas tensiones Va, Vb, Vc eléctricas y el ángulo a de rotación (ALPHA). La unidad 16 de cálculo puede configurarse de este modo para calcular el ángulo a de rotación (ALPHA) a partir de las tensiones Va, Vb, Vc eléctricas inducidas en las espiras 13a, 13b, 13c, utilizando esta correlación, y todo ello independientemente de la velocidad de rotación. Los elementos restantes del sensor 10 según esta segunda realización son equivalentes a los de la primera realización, y por tanto reciben las mismas referencias en las figuras 2A, 2B, 2D y 2E que en las figuras 1A y 1B.
Aunque en la realización ilustrada en la figura 1A la espira 13 está simplemente inclinada con respecto al plano Pr en perpendicular al eje X de rotación, y por tanto solo interseca este plano Pr en dos puntos Ia de intersección, también es posible que la espira 13 se forme de tal manera que interseque al plano Pr en más de dos puntos Ia de intersección. De este modo, según una realización alternativa ilustrada en la figura 3, la espira puede seguir una trayectoria oscilante en un plano Pc axisimétrico alrededor del eje X de rotación, de modo que interseca el plano Pr en más de dos puntos Ia de intersección. Como en el ejemplo de la figura 3, el imán 12 permanente puede estar dispuesto en particular descentrado una distancia d1 ds con respecto al eje X de rotación, orientado en dirección radial. Según una variante ilustrada en la figura 4, el imán 12 permanente puede estar orientado alternativamente en paralelo al eje X de rotación, aunque también son posibles otras orientaciones. Todos los elementos del sensor 10 ilustrados en estas figuras 3 y 4 son equivalentes a los de las figuras 1 y 2, y su funcionamiento es análogo, porque la rotación del imán 12 permanente, con el árbol 11 rotatorio, alrededor del eje X de rotación, puede inducir en la espira 13 una tensión eléctrica variable en función no solo de la velocidad de rotación, sino también del ángulo a de rotación (ALPHA) del árbol 11 rotatorio alrededor del eje X de rotación, permitiendo de este modo en la unidad 16 de cálculo calcular con precisión el ángulo a de rotación (ALPHA), utilizando la correlación predeterminada entre la tensión eléctrica, el ángulo a de rotación (ALPHA) y la velocidad de rotación. Los elementos del sensor 10 según las dos variantes de las figuras 3 y 4 reciben por tanto las mismas referencias en estas figuras que los elementos correspondientes de las figuras 1A y 1B.
El sensor 10 de ángulo de rotación según cada una de las realizaciones mencionadas anteriormente puede, en particular, integrarse en un motor eléctrico síncrono para permitir su control. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 4, un motor 20 eléctrico síncrono puede comprender un rotor 21, montado de manera rotatoria alrededor de un eje X' de rotación, un estator 22, una unidad 23 de alimentación eléctrica, una unidad 24 de control y un sensor 10 de ángulo de rotación según una u otra de las realizaciones mencionadas anteriormente. El rotor 21 puede comprender una pluralidad de imanes 211 permanentes distribuidos alrededor del eje X' de rotación. El estator 22 puede comprender una pluralidad de bobinados 221 distribuidos alrededor del eje X' de rotación, en oposición a los imanes 211 permanentes. Cada uno de estos bobinados 221 puede estar conectado eléctricamente a la unidad 23 de alimentación eléctrica, que puede ser un circuito eléctrico con fuente de alimentación de corriente continua, y configurarse para transformar esta corriente continua en corriente alterna transmitida a cada uno de los bobinados 221 con un desplazamiento de fase entre bobinados 221 que permite accionar los imanes 211 permanentes del rotor 21 en rotación alrededor del eje X' de rotación.
Para controlar esta alimentación eléctrica de los bobinados 221, y en particular la frecuencia, la fase y la amplitud de la corriente alterna transmitida a cada bobinado 221, la unidad 23 de alimentación eléctrica puede conectarse a la unidad 24 de control, que también puede estar conectada al sensor 10 de ángulo de rotación para recibir una señal indicadora de un valor del ángulo a de rotación (ALPHA) captada por este sensor 10 de ángulo de rotación. La unidad 24 de control puede configurarse para realizar el control del motor 20 eléctrico en bucle cerrado, con un servocontrol de ángulo o velocidad de rotación, o en bucle abierto, para verificar el margen de desvío de fase entre los bobinados 221.
Tal como se ilustra en la figura 5, el árbol 11 rotatorio del sensor 10 de ángulo de rotación puede ser un árbol de salida del motor 20 eléctrico, acoplado directamente al rotor 21, de tal forma que el eje X de rotación del árbol 11 rotatorio y el eje X' de rotación del rotor 21 coinciden, así como el ángulo a de rotación (ALPHA) del árbol 11 rotatorio y el del rotor 21. Sin embargo, tal como en la variante ilustrada en la figura 6, también es posible interponer una transmisión 25 entre el árbol 11 rotatorio del sensor 10 de ángulo de rotación y el rotor 21, para obtener un desplazamiento entre el eje X de rotación del árbol 11 rotatorio y el eje X' de rotación del rotor 21 y/o una multiplicación o reducción entre el ángulo a de rotación (ALPHA) del árbol 11 rotatorio y el del rotor 21. Esta transmisión 25 puede estar formada por un engranaje, tal como se ilustra, o por otros medios de transmisión mecánica que se conocen bien por el experto en la técnica, tal como una correa, una cadena, ruedas de fricción, etc. Todos los elementos restantes del motor 20 ilustrado en esta figura 6 son equivalentes a los de la figura 5, y su funcionamiento análogo. Por tanto, reciben las mismas referencias.
En funcionamiento, en el motor 20 eléctrico síncrono de la figura 5 o 6, el sensor 10 de ángulo de rotación puede medir el ángulo a de rotación (ALPHA) del árbol 11 rotatorio, tal como se describió anteriormente, midiendo la tensión eléctrica inducida entre los dos extremos de la espira 13 mediante la rotación del imán 12 permanente con el árbol 11 rotatorio, y luego utilizando una correlación de esta tensión eléctrica con el ángulo a de rotación (ALPHA) del árbol 11 rotatorio. Entonces, el valor de este ángulo a de rotación (ALPHA) medido por el sensor 10 de ángulo de rotación puede transmitirse a la unidad 24 de control para controlar la frecuencia, la fase y la amplitud de la corriente alterna transmitida a cada bobinado 221 del estator. 22, y controlar de este modo de manera eficaz el funcionamiento del motor 20 eléctrico síncrono.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones específicas, resulta evidente que pueden realizarse diversas modificaciones y cambios en estos ejemplos sin alejarse del alcance general de la invención tal como se define en las reivindicaciones. Además, las características individuales de las diversas realizaciones mencionadas pueden combinarse en realizaciones adicionales. Por consiguiente, la descripción y los dibujos deben tenerse en consideración en un sentido ilustrativo y no restrictivo.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Sensor (10) de ángulo de rotación que comprende:
un árbol (11) rotatorio,
uno o varios imanes (12; 12a, 12b, 12c) permanentes, solidarios con el árbol (11) rotatorio y orientados según un eje diferente a un eje (X) de rotación del árbol (11) rotatorio, y
una o varias espiras (13) eléctricamente conductoras dispuestas alrededor del árbol (11) rotatorio, y
en el que cada espira (13; 13a, 13b, 13c) corresponde a uno de los imanes (12; 12a, 12b, 12c) permanentes e interseca un plano (Pr) perpendicular al eje (X) de rotación.
2. Sensor (10) de ángulo de rotación según la reivindicación 1, en el que cada espira (13) intersecta el plano (Pr) en perpendicular al eje (X) de rotación en dos puntos (Ia) de intersección o más.
3. Sensor (10) de ángulo de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que cada imán (12) permanente está orientado radialmente con respecto al eje (X) de rotación.
4. Sensor (10) de ángulo de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que cada imán (12) permanente está orientado en paralelo al eje (X) de rotación.
5. Sensor de ángulo de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende varios imanes (12a, 12b, 12c) permanentes y varias espiras (13a, 13b, 13c) correspondientes cada una a uno de los imanes (12a, 12b, 12c) permanentes, y en el que cada espira (13a, 13b, 13c) está inclinada con respecto al plano (Pr) perpendicular al eje (X) de rotación según un eje (Xa, Xb, Xc) de inclinación del cual una proyección en el plano (Pr) perpendicular al eje (X) de rotación está desplazada angularmente alrededor del eje (X) de rotación con respecto a las proyecciones de los ejes (Xa, Xb, Xc) de inclinación de las otras espiras (13a, 13b, 13c) y/o cada imán (12a, 12b, 12c) permanente está desplazado angularmente alrededor del eje (X) de rotación con respecto a los otros imanes (12a, 12b, 12c) permanentes.
6. Motor (20) eléctrico síncrono que comprende:
un rotor (21) con una pluralidad de imanes (211) permanentes distribuidos alrededor de un eje (X') de rotación del rotor (21),
un estator (22) con una pluralidad de bobinados (221) distribuidos alrededor del eje (X') de rotación del rotor (21), en oposición a los imanes (211) permanentes de la pluralidad de imanes (211) permanentes,
un sensor (10) de ángulo de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, cuyo árbol (11) rotatorio está conectado al rotor (21) para accionarse en rotación,
una unidad (23) de alimentación eléctrica conectada a la pluralidad de bobinados del estator (22), y una unidad (24) de control conectada a la unidad (23) de alimentación eléctrica y al sensor (10) de ángulo de rotación para controlar la alimentación eléctrica de cada uno de los bobinados (221) de la pluralidad de bobinados (221) del estator (22) en función del ángulo (a) de rotación del rotor (21) alrededor del eje (X') de rotación del rotor (21).
7. Procedimiento de medición de ángulo de rotación mediante la utilización del sensor (10) de ángulo de rotación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, y que comprende las etapas de:
medir una tensión (V; Va, Vb, Vc) eléctrica entre dos extremos de cada espira (13; 13a, 13b, 13c), y correlacionar la tensión (V; Va, Vb, Vc) eléctrica con un ángulo (a) de rotación del árbol (11) rotatorio alrededor de su eje (X) de rotación.
8. Procedimiento de medición de posición angular según la reivindicación 7, que comprende además una etapa de amplificación de la tensión (V; Va, Vb, Vc) eléctrica.
9. Procedimiento de medición de posición angular según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, en el que cada espira (13; 13a, 13b, 13c) se encuentra en un medio criogénico.
10. Procedimiento de control de un motor eléctrico síncrono según la reivindicación 6, que comprende las etapas de: medir una tensión (V; Va, Vb, Vc) eléctrica entre dos extremos de cada espira (13; 13a, 13b, 13c),
correlacionar la tensión (V; Va, Vb, Vc) eléctrica con un ángulo de rotación del rotor (21) alrededor de su eje (X) de rotación, y
controlar la alimentación eléctrica de cada una de las bobinas (221) del estator (22) según el ángulo de rotación del rotor (21) alrededor de su eje (X') de rotación.
ES19210294T 2018-12-13 2019-11-20 Sensor inductivo de ángulo de rotación Active ES2930154T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1872861A FR3090097B1 (fr) 2018-12-13 2018-12-13 Capteur inductif d’angle de rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2930154T3 true ES2930154T3 (es) 2022-12-07

Family

ID=66218249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19210294T Active ES2930154T3 (es) 2018-12-13 2019-11-20 Sensor inductivo de ángulo de rotación

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3667247B1 (es)
ES (1) ES2930154T3 (es)
FR (1) FR3090097B1 (es)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150253154A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Dynapar Corporation Rotational sensor
EP3062067B1 (en) * 2015-02-26 2021-01-06 Tyco Electronics Belgium EC BVBA Contactless sensor
DE102016206773A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Robert Bosch Gmbh Motorsteuerelektronik für einen bürstenlosen Gleichstrommotor
DE102016217254B4 (de) * 2016-09-09 2022-02-17 Robert Bosch Gmbh Drehwinkelsensor, Statorelement sowie Rotorelement für diesen

Also Published As

Publication number Publication date
EP3667247B1 (fr) 2022-08-10
FR3090097B1 (fr) 2021-01-01
FR3090097A1 (fr) 2020-06-19
EP3667247A1 (fr) 2020-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9350216B2 (en) Integrated multi-turn absolute position sensor for high pole count motors
ES2385286T3 (es) Motor eléctrico
ES2674399T3 (es) Procedimiento para determinar una frecuencia de rotor y/o un ángulo de rotor de un rotor de un motor de reluctancia variable, dispositivo de control y disposición de accionamiento
US9843241B2 (en) Motor, motor system, and motor encoder
TWI469503B (zh) 電機絕對位置記錄裝置
CN105634234B (zh) 一种无刷式直流测速发电机
KR20150032117A (ko) 스테핑 모터 및 그 시스템
JP5672507B2 (ja) 回転電機
ES2258512T3 (es) Motor electrico.
ES2851323T3 (es) Procedimiento para detectar una pérdida de paso en un motor paso a paso y control electrónico asociado de un motor paso a paso
ES2930154T3 (es) Sensor inductivo de ángulo de rotación
US20120200203A1 (en) Electric micromotor
ES2225537T3 (es) Procedimiento para la determinacion de la posicion del rotor de un motor electromagnetico sin colector y dispositivo para su puesta en practica.
CN102694450A (zh) 一种自测速永磁同步电机
ES2754369T3 (es) Procedimiento de operación de una máquina eléctrica y máquina eléctrica
JP2015186271A (ja) 温度検出装置、駆動装置および電動モーターの制御方法
JP2015175762A5 (es)
US11973456B2 (en) Motor
EP2337216A3 (en) Dual purpose permanent magnets for a speed sensor and a generator
CN106153973B (zh) 一种一体式交流伺服测速机组
KR102542138B1 (ko) 로터 위치 감지장치 및 이를 포함하는 모터
ES2285231T3 (es) Motor de accionamiento de submarino electrico con deteccion del angulo de rotacion y de la velocidad de rotacion de alta disponibilidad.
US10594192B1 (en) Brushless motor/generator
CN106300842B (zh) 一种双转子永磁式直流伺服测速机组
US10644574B2 (en) Optical sensor and method for estimating positions of rotors in a motor and the motor comprising the optical sensor