JP2005058000A - 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械 - Google Patents

回転位置センサを備えた多相の電気的な機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2005058000A
JP2005058000A JP2004226018A JP2004226018A JP2005058000A JP 2005058000 A JP2005058000 A JP 2005058000A JP 2004226018 A JP2004226018 A JP 2004226018A JP 2004226018 A JP2004226018 A JP 2004226018A JP 2005058000 A JP2005058000 A JP 2005058000A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pole
sensor element
ring
electrical machine
notch
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.)
Granted
Application number
JP2004226018A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4636828B2 (ja
Inventor
Barlas Turgay
トゥルガイ バルラス
Klaus Rechberger
レヒベルガー クラウス
Jochen Reiter
ライター ヨヘン
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2005058000A publication Critical patent/JP2005058000A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4636828B2 publication Critical patent/JP4636828B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/1004Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/36Structural association of synchronous generators with auxiliary electric devices influencing the characteristic of the generator or controlling the generator, e.g. with impedances or switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

【課題】回転位置センサシステムにおいてクローポール回転子の漂遊磁界によって生ぜしめられる信号ひずみが回避される、電気的な機械を提供する。
【解決手段】検出器39のセンサエレメント40が、回転子軸20と一緒に回転する軟磁性のヨークリング35aの軸方向の切欠36内に軸方向で突入しており、この結果、センサエレメント40が、エアギャップ42を介して、切欠36内でヨークリング35aに固定されたポールリング37に向かい合って位置するようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、多相の電気的な機械、特に内燃機関のための始動発電機(スタータダイナモ(Starter-Generator))であって、多相の巻線を有している固定子と、回転子軸に固定された多極の回転子、特にクローポール回転子とが設けられており、前記回転子の、固定子に対する回転角度位置が、回転子のポール対によって予め規定された360°の電気的な角度の範囲内で、回転位置センサシステムによって求められ得るようになっており、該回転位置センサシステムが、回転子軸と一緒に回転するポールリングを有しており、該ポールリングのポール数が、回転子のポール数に相当し、前記ポールリングが、磁界依存の複数のセンサエレメントを有している定置の検出器と、小さいエアギャップを介して協働し、この場合、センサエレメントが、周方向に互いにずらされている形式の、回転位置センサを備えた多相の電気的な機械に関する。
この構造形式の電気的な機械は、例えば、自動車における始動発電機として使用される。この場合、電気的な機械は、一方では、発電機運転において交流発電機として車両の内燃機関によって駆動され、生成されたエネルギを、整流器・構成ユニットを介して車両の搭載電源に供給する。電気的な機械は、他方では、モータ運転においてインバータを介して直流・搭載電源から給電され、内燃機関を始動させるために使用される。電気的な機械をモータ運転において、任意の非作業位置から予め規定された回転方向に始動できるようにするために、例えばフランス共和国特許第2807231号明細書に基づいて、固定子巻線の3つの相に対するクローポール回転子のポール位置を検知するために、回転位置センサを機械の前方の支承フランジに配置することが公知であり、この場合、回転位置センサは、機械のベルトプーリに固定されたポールリングの非作業位置を探知するようになっており、このポールリングはその全周にわたって、回転子ポールの数に相当するポール数を備えている。この場合、位置センサは、それぞれ電気的に120°だけ互いにずらされた3つのホール・センサエレメント(Hall-Sensorelement)を備えている。これらのホール・センサエレメントは、ポール周囲に存在する交替磁界(Wechselfeld)の垂直な成分の磁界強さの変化に反応し、これに応じて、切換え段を介して例えばシュミット・トリガにそれぞれ高・信号または低・信号を送出する。
この場合、位置センサのセンサエレメントおよびポールリングに、クローポール回転子内の励磁磁界の漂遊磁界(Streufeld)が不都合な影響を及ぼし、これによりクローポール回転子内の励磁電流の強さに依存してセンサエレメントの出力信号にひずみが生ぜしめられることが、不利である。
クローポール回転子の漂遊磁界による信号ひずみを補償するために、国際公開第01/69762A1号パンフレットに基づいて、ポールホイールにその全周にわたって、非対称的なポールピッチを備えることが公知である。しかしながらこれは、クローポール回転子の、予め規定された一定の励磁磁界に対してしか、補償が有効ではないという欠点を有している。しかも、特に電気的な機械の始動段階(Anlaufphase)において、励磁磁界の強さが強く変化させられるので、始動発電機におけるこのようなセンサ型の使用は問題を孕んでいる。
本解決手段では、励磁磁界の強さとは無関係に、供給電圧の供給接続と共に、固定子巻線の相に対する回転子ポールの位置検知が行われるように、回転位置センサをそのポールリングと一緒に、回転子の漂遊磁界から切り離す努力がなされる。
フランス共和国特許第2807231号明細書 国際公開第01/69762号パンフレット
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の電気的な機械を改良して、回転位置センサシステムにおいてクローポール回転子の漂遊磁界によって生ぜしめられる信号ひずみが回避される、電気的な機械を提供することである。
この課題を解決するために本発明の構成では、検出器のセンサエレメントが、回転子軸と一緒に回転する軟磁性のヨークリングの軸方向の切欠内に軸方向で突入しており、この結果、センサエレメントが、エアギャップを介して、切欠内でヨークリングに固定されたポールリングに向かい合って位置するようにした。
請求項1記載の特徴部に記載した構成を有する、本発明による電気的な機械は、センサエレメントおよびポールリングが、回転子の漂遊磁界および場合によっては他の妨害磁界(magnetischer Stoerfelder)から自由な空間に配置されており、これにより、センサエレメントから送出された信号はもっぱらポールリングの磁界だけに依存しているという利点を有している。この結果、複数のセンサエレメントの使用によって、別の利点として、供給電圧の供給接続に際して回転子ポールの回転位置の即時の確実な認識が得られる(トルーパワーオン(True Power On))。センサエレメントとポールリングとがヨークリングの軸方向の切欠内に配置されることによって、さらに別の利点として、これらの部材が機械的な損傷から保護される。
従属請求項に記載された手段によって、独立請求項に記載された構成の有利な構成および実施態様が得られる。
回転するポールリングによる極性の交替に際して、センサエレメント内で磁界強さのできるだけ急激な変化を得るために、前記センサエレメントが半径方向に方向付けられていて、かつポールリングが切欠の軸方向壁に固定されていて、同じポールピッチと交互の極性とを備えた、半径方向で磁化された永久磁石を有していると、有利である。回転子に多数のポールを備えた電気的な機械の場合、さらに、相応に多くのポールが形成されたポールリングを、切欠の外側の軸方向壁に固定し、この場合、機械の3相巻線に類似するように、有利には互いに並べて検出器に固定された、電気的に120°だけ互いにずらされた3つのセンサエレメントが、ポールリングの内面のすぐ下方に配置されているようにすると、有利である。機械の非作業状態における回転位置に依存した一義的なセンサ信号を得るためには、センサエレメントが、磁界変化に依存したセンサエレメント、有利には絶対・ホール・センサエレメント(Absolut-Hall-Sensorelemente)であると、特別に有利である。これとは択一的に、異方性磁気抵抗(AMR)センサまたは巨大磁気抵抗(GMR)センサを使用することもできる。
センサエレメントにおいてできるだけ強い有効磁界(Nutzfeld)を得るためには、磁気的なギャップは、ポールホイールへの帰還(Rueckschluss)のために、できるだけ僅かでなければならない。この目的のために、本発明の構成では、ヨークリングにおける軸方向の切欠の高さを、磁気的な帰還すなわち帰磁路(den magnetischen Rueckschluss)のために次のように寸法設計する、すなわち、センサエレメントを備えた検出器が、切欠の内側の軸方向壁のすぐ上方に配置されているように寸法設計することが提案される。この場合、回転子軸に装着可能なベルトプーリの後方の部分が、後方へ開放している軸方向の切欠を備えたヨークリングとして形成されていると、特別に有利である。このことは、次のような利点を有している。すなわち、ポールリングを備えた回転位置センサの格納のために、付加的な所要スペースや、機械の軸方向構成長さの拡大が必要とされることがなくなり、熱的に有利な取付けが行われるようになり、かつセンサ装置の作業エアギャップに関する狭い製作許容差が、多大の付加的なコストなしに可能となるという利点を有している。ポールリングの磁界・分布が回転子の漂遊磁界とは無関係であるので、有利には、ポールリングに均等なポールピッチが備えられる。センサエレメントを備えた検出器を機械のエンドシールド(Lagerschild)の周部において正確に位置決めできるようにするために、検出器を当該電気的な機械のエンドシールドにおける切欠内に固定することが提案される。この場合、検出器は、有利には、ショルダによってエンドシールドの切欠における半径方向のセンタリング面へセンタリングされる。さらに、機械の回転子ポールに対してポールリングの永久磁石を正確に対応配置するために、ベルトプーリが、回転子のポールに対して予め規定された角度位置で、回転子軸に位置固定されている。
ヨークリングの切欠の狭い寸法設計とは択一的に、良好な磁気的帰還すなわち帰磁路を得るために、切欠の、ポールホイールに向かい合って位置する軸方向壁に、軟磁性の帰還リング(Rueckschlussring)を取り付けることも可能である。したがってこの場合、センサエレメントを備えた検出器は、ポールリングと帰還リングとの間にそれぞれ僅かなエアギャップを備えて、切欠内に軸方向で突入している。さらに、センサエレメント内の磁束密度を高めるために、検出器の、少なくともセンサエレメントの領域を、磁気伝導性(magnetisch leitend)の材料から製作することも可能である。ポールリングを切欠の外側の軸方向壁に取り付けることとは択一的に、ポールリングを内側の軸方向壁に、ポールリングのための相応に比較的僅かな材料コストで固定することもできる。さらに、切欠がポールリングの端面のすぐ前に配置すべきセンサエレメントを完全に収容できるほどに十分に深い限りは、ポールリングを切欠の底部に固定することもできる。この事例では、ポールリングは、交互の極性の永久磁石を備えて軸方向で磁化されなければならない。センサ装置を駆動側で、特にベルトプーリに取り付けることは、センサエレメントがこの場所で環境影響、機械的損傷および温度負荷に対して良好に保護されていて、とりわけ、電気的な機械が駆動側において、一般的に、極めて低い運転温度を有しているという利点を有している。しかも、回転位置センサおよびヨークリングは、機械の後方の端面においてエンドシールドの内側または外側に配置されていてもよい。なぜならば、ここでもヨークリングによって、回転子の漂遊磁界がポールホイールおよびセンサエレメントから遠ざけられるからである。この場所には一般的にファンホイールが設けられているので、十分な送風および冷却も得られる。
いわゆる絶対・ホールセンサ(Absolut-Hallsensoren)を使用する場合、供給電圧の供給接続(Einschalten)後、まさしくN極またはS極がそれぞれのセンサエレメントの前に存在するかどうかを常時確実に認識することができる。それぞれ電気的に120°だけ互いにずらされた3つのセンサエレメントを使用する場合、これにより、3相・固定子巻線に対して、停止中のポールホイールの位置を、60°の電気的な角度範囲内で検出することができる。この場合、狭いスペース状況または極めて多数のポールでは、センサエレメントは、付加的に360°の電気的角度だけまたはこの何倍にも互いにずらして配置されていてよく、これにより、相互の相対間隔は引き続き電気的に120°である。回転子ポールの、より正確な回転位置を検出したい場合、電気的に120°だけ互いにずらされた3つのセンサエレメントの代わりに、例えば、それぞれ電気的に60°だけ互いにずらされた6つのセンサエレメントを使用することができる。これにより、停止中の回転位置が、電気的に30°の角度にわたって決定され得る。しかしながらどの事例でも、モータの回転開始に際して、複数のセンサエレメントのうちの1つのセンサエレメントにおける第1の磁界交替と共に、前記1つのセンサエレメントにおいて信号交替が行われるであろう。この信号交替によって、残りのセンサエレメントの信号と相まって、固定子巻線に対する回転子ポールの回転位置が正確に求められ得る。これにより、遅くともこの時に、機械がインバータによって、最大の電気的エネルギで、内燃機関の回転開始のためにスイッチオンされ得る。
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
図1には、自動車のための始動発電機の縦断面図が示されている。この始動発電機のケーシングは、実質的に2つのエンドシールド(Lagerschild)10,11から成っている。両エンドシールド10,11は、ねじ12によって纏められており、両エンドシールド10,11間には、固定子14の積層鉄芯13が締め込まれている。積層鉄芯13の溝内には、3相の固定子巻線15が配置されている。固定子孔内にはクローポール回転子16が存在する。このクローポール回転子16の励磁巻線17は、ポールコア18に座着している。機械の左方の駆動側では、エンドシールド10内にハブ10aが形成されている。このハブ10a内には、回転子軸20の駆動側の部分を軸受するために玉軸受が配置されている。回転子軸20の右方の部分は、比較的に弱く形成された玉軸受21内に受容されている。この玉軸受21は、スリップリングカプセル22と一緒に、エンドシールド11のハブ11a内に配置されている。後方のエンドシールド11の端面には、整流器・構成ユニット24が保護キャップ26と一緒に固定されている。ポールコア18の端面側では、第1のクローポール27と第2のクローポール28とが、回転子軸20にプレス嵌めされているかもしくはかしめられている。励磁巻線17に給電するために、後方の軸端部には、2つのスリップリング29,30が絶縁されて固定されている。両スリップリング29,30は、後方のエンドシールド11に固定されたブラシホルダ31のブラシと協働する。クローポール27,28は、ポール・シートバーから冷間変形加工によって製作されている。クローポール27,28はそれぞれ1つのポールプレートから成っており、このポールプレートは、中央に打ち抜かれた孔33と、全周にわたって均等に分配されるように軸方向に屈曲された、互いに係合するクローポールフィンガ34とを備えている。
回転子軸20の駆動側の端部には、ベルトプーリ35が固定されている。このベルトプーリ35は、後方の区分に軸方向の切欠36を有している。この切欠36は後方へエンドシールド10の端面に向かって開放していて、外側の軸方向壁25にポールリング37を有している。このポールリング37は、交互の極性を備えた、半径方向で磁化された多数のセグメントを有している。このポールリング37は、回転位置センサシステム38の回転する部分を形成している。回転位置センサシステム38の静止している部分は、前方のエンドシールド10の端面に固定された検出器39から成っており、この検出器39は、磁界依存の複数のセンサエレメント40を備えている。これらのセンサエレメント40は切欠36内に軸方向で突入していて、この場所でエアギャップを介してポールリング37に向かい合って位置する。この場合、ベルトプーリ35の後方の区分は、ポールリング37の永久磁石に対して、磁気的な帰還のための、すなわち帰磁路を形成するための軟磁性のヨークリング35aを形成している。ベルトプーリ35の後方の区分は、さらに、軸方向の切欠36を、クローポール回転子16の漂遊磁界に対して遮蔽しており、この漂遊磁界は、クローポール回転子16の前方のポールプレート32から回転子軸20を介して、軟磁性材料から製作されたベルトプーリ35内に侵入し、ベルトプーリ35の、ヨークリング35aとして形成された後方の区分を介して、エンドシールド10内に到達する。
図2には、回転位置センサシステム38の前面の概略図が示されている。16個のポールを備えたクローポール回転子の場合、これに応じて、ヨークリング35aに固定されたポールリング37も、半径方向で磁化された16個の、交互の極性の永久磁石41を備えている。ポールリング37の内面のすぐ下方には、3つのセンサエレメント40が検出器39において互いに並んで配置されている。ポールリング37の各ポール対が360°の電気的角度ψに相当するので、3つのセンサエレメント40は互いに120°の電気的角度αだけずらされている。これは、クローポール回転子16のポール対に関して固定子巻線15の3つの相が互いにずらされている角度に相当する。センサエレメント40として、ここでは3つの絶対・ホール・センサエレメントが設けられている。これらの絶対・ホール・センサエレメントは、エアギャップ42を介して永久磁石41に向かい合って位置し、永久磁石41の磁界によって貫通され、この磁界の半径方向の、垂直な成分を検知する。エンドシールド10に固定された検出器39を介して、センサエレメント40は給電され、それぞれ1つの信号線路43を介して、センサエレメント40の出力信号が、クローポール回転子16の回転位置を求めるための評価回路(図示せず)に供給される。この場合、ベルトプーリ35は回転子軸20において、形状接続的(formschluessig)な結合部材、例えば嵌合キー35bを介して位置固定されており、この結果、均等なポールピッチを備えたポールリングのポール対は、クローポール回転子16のポール対が固定子巻線15の前記3つの相に向かい合っているのと同じように、センサエレメント40に向かい合っている。
図3aおよび図3bには、前方のエンドシールド10の一部が、図3bのIII−III線に沿った縦断面図および平面図で示されている。ここには、エンドシールド10が、回転位置センサ38の検出器39を組み付けるための前方の端面において、ハブ10aに半径方向の切欠44を有していることが示されている。エンドシールド10には、さらに、切欠44の両側で半径方向のセンタリング面45が設けられており、両センタリング面45は周方向に延びているセンタリングショルダ46を有している。両センタリングショルダ46の下方には、検出器39を固定するための2つのねじ山付き孔47が存在する。
図4aおよび図4bには、検出器39が、図4bのIV−IV線に沿った縦断面図および平面図で示されている。検出器39は、ここではプラスチック射出成形部材から成っている。この場合、センサエレメント40は、軸方向前方に突出していてセグメント状に形成されたブラケット48の上方の周面において埋め込まれている。センサエレメント40の給電・信号線路43も、検出器39の材料内に埋め込まれていて、半径方向外側へ導出されている。エンドシールド10において検出器39をセンタリングするために、検出器39は、さらに、センタリングカラー49を備えており、固定するためには、センサエレメント40の下方のブラケット48に、2つの固定孔50が設けられている。
図5aおよび図5bには、図4による組み付けられた検出器39を備えた、図3による前方のエンドシールドの一部が、縦断面図もしくは平面図で示されている。この場合、検出器39のセンタリングカラー49は、エンドシールド10のセンタリング面45およびセンタリングショルダ46に接触している。これにより、センサエレメント40と固定子巻線15の相との位置が、これらの相互の角度位置に関して正確に予め規定されていることが保証される。
クローポール回転子16の回転位置を決定するための回転位置センサシステム38の作用形式は、以下に図6によって詳しく説明される。ここでは、3つのセンサエレメント40から信号線路43に送出された信号経過が、ポールリング37のポール対の電気的な回転角度ψに依存して線図に示されている。この場合、第1のセンサエレメントは相uのセンサ経過を送出し、第2のセンサエレメントは相vの信号経過を送出し、第3のセンサエレメントは相wの信号経過を送出する。図示の初期位置では、まず、相uに高・信号が現れる。この高・信号においては、例えば図2によれば、左方の第1のセンサエレメント40に、ポールリング37のN極が向かい合っている。ポールリング37が矢印方向に電気的に180°回転した後、ポールリング37の後続のS極が、左方のセンサエレメント40の上方に到達し、この場所で磁束方向変化を生ぜしめる。この磁束方向変化によって出力信号が高から低に切り換えられる。さらなる180°の電気的な回転には、さらなるN極が続くので、さらなる電気的な180°に対する出力信号が高に切り換えられる。中間のセンサエレメント40の相vには、ずらし角度αに対応して、相応に電気的に120°だけずらされた、高・信号および低・信号の信号経過が現れる。これにしたがって、右方のセンサエレメント40の相wにも、さらに電気的に120°だけずらされた信号経過が現れる。これらの静的なセンサ信号は、評価回路内で論理的に評価される。この場合ポールリング37の同じ幅のN極およびS極によって、正確にそれぞれ60°の電気的な回転角度に応じて、3つの出力信号のうちの1つの出力信号が変化させられるので、非作業状態では、クローポール回転子16の位置は、電気的に最大60°の角度範囲内でしか求められ得ない。したがって例えば、電気的な機械のモータ運転において、固定子巻線15には、まず、インバータから比較的に僅かな電流強さしか供給されない。次いで、3つのセンサエレメントのうちの1つのセンサエレメントにおける、電気的に最大60°に応じた第1の信号変化によって、評価回路がクローポール回転子16の正確な位置を検知する。これにより遅くともこの時に、十全な電流強さが固定子巻線15に、内燃機関の回転開始のために提供され得る。
この実施例で使用される絶対・ホール・センサエレメント40は磁界強さの変化に反応するので、センサエレメントにおけるポール交替に際してできるだけ大きい磁界変化がセンサエレメント内に生じることが重要である。この目的のために、センサエレメントのエアギャップは、ヨークリング35aの帰磁路のために、できるだけ小さく維持されなければならない。図1による切欠36内のポールリング37とセンサエレメント40との配置形式は、図7aに拡大して示されている。この配置形式とは対照的に、図7bによれば、切欠36aの高さが小さく選択されているので、検出器39のブラケット48およびセンサエレメント40は、切欠36aの内側の軸方向壁23のすぐ上方に位置する。
これに対して図8には、電気的に360°の回転角度ψにわたって、センサエレメントにおける磁束密度φrの半径方向の成分が示されている。図7aに示した構成の場合の磁束経過に比べて、図7bに示した改善された帰磁路によって、経過に示した著しく高い磁束密度φrが得られる。この場合、図7bに示した比較的に小さい切欠36aの代わりに、磁気的な帰還は、帰還リング51によっても約30%だけ改善され得る。この帰還リング51は、図7aに破線で示されているように、切欠36の内側の軸方向壁23に固定され得る。
ここでは、ホール・センサの代わりにAMRセンサ(異方性磁気抵抗(Anisotrop-Magnetic-Resistance))またはGMRセンサ(巨大磁気抵抗(Giant-Magnetic-Resistance))を使用することもできる。しかしながらこの場合、以下のことが本質的である。すなわち、磁化されたポールリング37と軟磁性のヨークリング35aとから成っている磁気的な回路が、センサエレメントの磁気的な切換え閾に調和させられており、この結果、妨害磁界とは無関係に、供給電圧の供給接続後、まさしくN極またはS極がそれぞれのセンサエレメントの前に存在するかどうかひいては電気的な位置が検出可能であるかどうかが、常時、確実に認識され得る(トルーパワーオン(True Power On))。
本発明に従って形成された、自動車のための始動発電機の縦断面図である。 検出器とポールホイールとを備えた回転位置センサの正面を示す概略的な拡大図である。 機械の前方のエンドシールドの一部の縦断面図である。 機械の前方のエンドシールドの一部の平面図である。 回転位置センサの検出器の縦断面図である。 回転位置センサの検出器の正面図である。 組み付けられた検出器を備えた前方のエンドシールドの縦断面図である。 組み付けられた検出器を備えた前方のエンドシールドの正面図である。 回転位置センサのセンサエレメントの信号経過を回転角度に依存して示す線図である。 広幅の切欠を備えたベルトプーリにおける回転位置センサの配置形式を拡大して示す部分断面図である。 狭い切欠を備えたベルトプーリにおける回転位置センサの配置形式を拡大して示す部分断面図である。 電気的に360°の円周角度にわたってセンサエレメントにおける磁束密度を示す線図である。
符号の説明
10,11 エンドシールド、 12 ねじ、 13 積層鉄芯、 14 固定子、 15 固定子巻線、 16 クローポール回転子、 17 励磁巻線、 18 ポールコア、 19 玉軸受、 20 回転子軸、 21 玉軸受、 22 スリップリング、 23 軸方向壁、 24 整流器・構成ユニット、 25 軸方向壁、 26 保護キャップ、 27,28 クローポール、 29,30 スリップリング、 31 ブラシホルダ、 32 ポールプレート、 33 孔、 34 クローポールフィンガ、 35 ベルトプーリ、 35a ヨークリング、 36 切欠、 37 ポールリング、 38 回転位置センサシステム、 39 検出器、 40 センサエレメント、 41 永久磁石、 42 エアギャップ、 43 信号線路、 44 切欠、 45 センタリング面、 46 センタリングショルダ、 47 ねじ山付き孔、 48 ブラケット、 49 センタリングカラー、 50 固定孔、 51 帰還リング

Claims (10)

  1. 多相の電気的な機械であって、多相の巻線(15)を有している固定子(14)と、回転子軸(20)に固定された多極の回転子とが設けられており、該回転子の、固定子に対する回転角度位置が、回転子のポール対によって予め規定された360°の電気的な角度(ψ)の範囲内で、回転位置センサシステム(38)によって求められ得るようになっており、該回転位置センサシステム(38)が、回転子軸と一緒に回転するポールリング(37)を有しており、該ポールリング(37)のポール数が、回転子のポール数に相当し、前記ポールリング(37)が、磁界依存の複数のセンサエレメント(40)を有している定置の検出器(39)と、小さいエアギャップ(42)を介して協働し、この場合、センサエレメントが、周方向に互いにずらされている形式のものにおいて、検出器(39)のセンサエレメント(40)が、回転子軸(20)と一緒に回転する軟磁性のヨークリング(35a)の軸方向の切欠(36)内に軸方向で突入しており、この結果、センサエレメント(40)が、エアギャップ(42)を介して、切欠(36)内でヨークリング(35a)に固定されたポールリング(37)に向かい合って位置することを特徴とする、多相の電気的な機械。
  2. センサエレメント(40)が、半径方向の磁界成分の検知部に方向付けられており、ポールリング(37)が、切欠(36)の軸方向壁(25)に固定されていて、半径方向で磁化された、交互の極性の永久磁石(41)を有している、請求項1記載の電気的な機械。
  3. ポールリング(37)が、切欠(36)の外側の軸方向壁(25)に固定されており、有利には、互いに並べて検出器(39)に固定された、電気的に120°だけ互いにずらされた3つのセンサエレメント(40)が、ポールリング(37)の内面のすぐ下方に配置されている、請求項2記載の電気的な機械。
  4. センサエレメント(40)が、磁界変化に依存したセンサエレメント、有利には絶対・ホール・センサエレメントである、請求項3記載の電気的な機械。
  5. 切欠(36a)の高さが、帰磁路のために、センサエレメント(40)を備えた検出器(39)が内側の軸方向壁(23)のすぐ上方に配置されているように寸法設計されている、請求項4記載の電気的な機械。
  6. 回転子軸(20)に装着可能なベルトプーリ(35)の後方の区分(35a)が、後方へ開放している軸方向の切欠(36)を備えたヨークリングとして形成されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の電気的な機械。
  7. ポールリング(37)が、均等なポールピッチを有している、請求項1から6までのいずれか1項記載の電気的な機械。
  8. 検出器(39)が、当該電気的な機械のエンドシールド(10)における切欠(44)内に固定されている、請求項1から7までのいずれか1項記載の電気的な機械。
  9. 検出器(39)が、センタリングカラー(49)によって、エンドシールド(10)における切欠(44)の両側の、半径方向のセンタリングショルダ(46)およびセンタリング面(45)へセンタリングされている、請求項8記載の電気的な機械。
  10. ベルトプーリ(35)が、回転子(16)のポールに対して予め規定された角度位置で、回転子軸(20)において位置固定されている、特に形状接続的に固定されている、請求項6記載の電気的な機械。
JP2004226018A 2003-08-05 2004-08-02 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械 Expired - Fee Related JP4636828B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003135895 DE10335895A1 (de) 2003-08-05 2003-08-05 Mehrphasige elektrische Maschine mit Drehlagesensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005058000A true JP2005058000A (ja) 2005-03-03
JP4636828B2 JP4636828B2 (ja) 2011-02-23

Family

ID=33547096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004226018A Expired - Fee Related JP4636828B2 (ja) 2003-08-05 2004-08-02 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1505712B1 (ja)
JP (1) JP4636828B2 (ja)
DE (2) DE10335895A1 (ja)
ES (1) ES2303003T3 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157957A (ja) * 2008-01-09 2008-07-10 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd ドア開閉装置
JP2018163177A (ja) * 2018-07-26 2018-10-18 株式会社Soken 回転角度検出装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013217428A1 (de) 2013-04-30 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine, Rotorlagensensorik
DE202014106280U1 (de) * 2014-12-26 2016-03-30 BROSE SCHLIEßSYSTEME GMBH & CO. KG Schließhilfsantrieb
FR3052000B1 (fr) * 2016-05-31 2022-09-30 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique tournante munie d'un capteur de mesure de la position angulaire du rotor deporte

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63198561A (ja) * 1987-02-12 1988-08-17 Mitsubishi Electric Corp エンジンの始動兼充電装置
JPH11318067A (ja) * 1998-03-21 1999-11-16 Papst Motoren Gmbh & Co Kg 電子整流式モ―タ
JP2001169522A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Toshiba Corp 回転電機
US20020158523A1 (en) * 2000-03-10 2002-10-31 Roger Abadia Polyphase electric rotary machine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6331459A (ja) * 1986-07-23 1988-02-10 Seiko Epson Corp スピンドルモ−タ
DE3818994A1 (de) * 1987-06-02 1988-12-22 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Plattenspeicherantrieb
US5184038A (en) * 1990-01-23 1993-02-02 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Method of coupling magnetic position detecting device with brushless dc motor and the coupling structure thereof
DE4307337C2 (de) * 1993-03-09 2003-08-21 Heidolph Elektro Gmbh & Co Kg Elektronisch kommutierter Gleichstrommotor
JP4077066B2 (ja) * 1998-03-06 2008-04-16 曙ブレーキ工業株式会社 電動モータ
FR2807231B1 (fr) * 1999-11-18 2002-06-07 Valeo Equip Electr Moteur Machines electriques aptes a etre utilisees dans un vehicule automobile d'une part comme generateur et d'autre part comme moteur electrique pour le demarrage du moteur a combustion interne du vehicule

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63198561A (ja) * 1987-02-12 1988-08-17 Mitsubishi Electric Corp エンジンの始動兼充電装置
JPH11318067A (ja) * 1998-03-21 1999-11-16 Papst Motoren Gmbh & Co Kg 電子整流式モ―タ
JP2001169522A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Toshiba Corp 回転電機
US20020158523A1 (en) * 2000-03-10 2002-10-31 Roger Abadia Polyphase electric rotary machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157957A (ja) * 2008-01-09 2008-07-10 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd ドア開閉装置
JP2018163177A (ja) * 2018-07-26 2018-10-18 株式会社Soken 回転角度検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2303003T3 (es) 2008-08-01
EP1505712B1 (de) 2008-05-07
DE10335895A1 (de) 2005-03-03
JP4636828B2 (ja) 2011-02-23
EP1505712A3 (de) 2005-06-01
EP1505712A2 (de) 2005-02-09
DE502004007031D1 (de) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10644549B2 (en) Brushless direct current motor
JP5064279B2 (ja) 回転電機
US20140246958A1 (en) Rotating electric machine
US20140145564A1 (en) Rotary electric machine
JP2007221976A (ja) ブラシレスモータ
JP5840226B2 (ja) 電動機
JP2009089588A (ja) 始動発電機
TWI527345B (zh) 旋轉電機及跨坐型車輛
JP4636828B2 (ja) 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械
JP2006280088A (ja) ブラシレスモータ
KR102174666B1 (ko) 센서 마그넷, 회전자, 전동기, 및 공기 조화기
JP6350114B2 (ja) 検出センサ及び始動発電機
JP3573086B2 (ja) 磁気式回転角度検出装置を有するランデル型回転電機
JP2013207959A (ja) Dcブラシレスモータ
KR100677242B1 (ko) 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치
JP2017070072A (ja) アウターロータ型回転電機
JP5225666B2 (ja) 永久磁石型の回転電機
CN219287323U (zh) 一种无刷电机
JP6265824B2 (ja) モータジェネレータ
JP4418045B2 (ja) 電動モータ
JP2006180580A (ja) 回転電機
KR20040042041A (ko) 전동기의 회전자 위치감지용 센서 마그네트
EP2609673A1 (en) Electric motor
JPH11127562A (ja) 回転電機
KR200386970Y1 (ko) 브러시리스 직류모터

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070731

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090520

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090820

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090825

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090918

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090928

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20091020

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20091023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091118

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100401

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100802

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101022

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101122

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131203

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees