KR101089858B1

KR101089858B1 - 고가용성 회전각 및 회전속도 검출을 특징으로 하는 전기 잠수함 구동 모터

Info

Publication number: KR101089858B1
Application number: KR1020057013183A
Authority: KR
Inventors: 페터 벵글러; 한스-위르겐 ?p레; 라인하르트 포겔
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2011-12-05
Also published as: BRPI0317998B1; AU2003293283A1; EP1584131A1; DE10301271B3; CN100568681C; ATE361578T1; DE50307205D1; PT1584131E; ES2285231T3; CN1736016A; EP1584131B1; KR20050089885A; BR0317998A; WO2004068680A1

Abstract

자기 휠(4) 그리고 상기 자기 휠(4)의 회전각 및/또는 회전속도를 검출하기 위한 및 구동 모터(1)의 조절 장치(7)에 상응하는 신호 정보를 형성하기 위한 적어도 2개의 신호 송신기(10, 11)를 구비한 전기 잠수함 구동 모터(1)에서는, 구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한된 외부 장해 영향들(20 또는 21)이 발생되는 경우에 상기 2개 신호 송신기들(10, 11) 중에서 적어도 하나의 신호 송신기가 계속적으로 기능 하도록, 적어도 2개의 상기 신호 송신기(10, 11)가 공간적으로 배치됨으로써, 회전각 및 회전속도 검출의 고가용성이 성취될 수 있다.

Description

고가용성 회전각 및 회전속도 검출을 특징으로 하는 전기 잠수함 구동 모터 {ELECTRIC SUBMARINE DRIVE MOTOR FEATURING READILY AVAILABLE DETECTION OF THE ANGLE OF ROTATION AND ROTATIONAL SPEED}

본 발명은 독립 청구항 1에 따른, 가용성 회전각 및 회전속도 검출을 특징으로 하는 전기 잠수함 구동 모터에 관한 것이다.

특히 해운 분야에서 적용되는 전기 잠수함 구동 모터의 경우에는, 저소음에 대해서 매우 높은 요구 조건이 제기되는 동시에 이용 가능성에 대해서도 매우 높은 요구 조건이 제기된다.

잠수함 구동부에서 소음을 발생시키는 주원인은 구동 모터의 토크 변동이다. 상기와 같은 토크 변동은, 조절 장치를 이용하여 구동 모터 또는 구동 모터에 전력을 공급하는 변환기를 매우 정확하게 조절함으로써 줄어들 수 있다. 따라서, 구동 모터는 자신의 자기 휠 또는 회전자의 회전각 및/또는 회전속도를 검출하기 위한 그리고 조절 장치에 상응하는 신호 정보를 형성하기 위한 하나 또는 다수의 고가의 신호 송신기를 포함한다. 상기 신호 정보에 의해서는, 구동 모터의 고정자에 있는 권선류의 라인 할당 또는 위상 할당, 변환기의 변환기에 가까운 조절 및 특히 모터 전류의 소음 최적화된 변조가 가능해진다. 또한, 고가의 회전속도 측정에 의해서는, 절대 회전속도가 작은 경우에도 구동 모터의 회전속도 조절이 보장된다.

잠수함의 사용 가능성 및 조종 가능성을 유지하기 위해서는, 구동 모터에 작용하고 공간적으로 제한된 장애적인 영향들(예컨대 EMV-장애, 물, 불 또는 고온)이 고장 및/또는 구동 모터의 기능, 특히 구동 모터의 조절 가능성의 현저한 악화를 야기해서는 안 된다. 그에 상응하게, 구동 모터의 조절을 위해 필요한 회전각 및 회전속도 정보는 장애적인 영향하에서도 고가용성을 제공해야만 한다.

상기 요구 조건을 충족시키기 위해, 리던던시의 의미에서 다수의 동일한 형태의 또는 다양한 형태의 신호 송신기를 동일한 장착 방식으로 배치하는 것이 공지되어 있다.

본 발명의 목적은, 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들에도 불구하고 고가용성 회전각 및 회전속도의 검출이 가능한 전기 잠수함 구동 모터를 제조하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 청구항 1에 따른 잠수함 구동 모터에 의해서 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 각 종속항들의 대상이다.

본 발명에 따라 제공된, 적어도 2개의 신호 송신기의 공간적으로 상이한 배치에 의해서는, 적어도 하나의 신호 송신기가 상기 구동 모터에 작용하는, 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들의 작용 밖에 있음으로써, 상기와 같은 장애 영향들의 경우에도 조절 장치 내부에서 회전각 및/또는 회전속도 정보가 이용될 수 있고, 그에 따라 잠수함의 조종 가능성이 유지될 수 있게 된다.

특히 구동 모터의 고도로 정확한 조절을 위해서 회전각 및 회전속도 정보를 이용할 수 있는 가능성을 더욱 높이기 위해서, 구동 모터는 바람직하게 적어도 하나의 다른 제 3 신호 송신기를 포함하고, 상기 제 3 신호 송신기는, 구동 모터에 작용하고 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들이 발생되는 경우에 적어도 상기 2개의 신호 송신기가 계속적으로 기능을 할 수 있도록, 제 1 신호 송신기 및 제 2 신호 송신기와 공간적으로 상이하게 배치되어 있다.

상기 제 1 신호 송신기 및 제 2 신호 송신기 그리고 제 3 신호 송신기가 상호 상이한 작용 원리 및/또는 상이한 신호 형태 및 상이한 신호 내용을 가짐으로써, 추가의 시스템적인 에러 및/또는 장애가 발생되는 경우에도 회전각 및 회전속도 정보의 이용 가능성은 더욱 높아질 수 있다. 따라서, 계속적으로 기능할 수 있는 상기 2개 신호 송신기들 중에서 하나의 신호 송신기가 시스템적인 에러 및/또는 장애를 나타내는 경우에는 상기 2개 신호 송신기들 중에서 다른 하나의 신호 송신기가 정확한 회전각 및/또는 회전속도 정보를 발생시키게 된다.

본 발명의 대안적인 바람직한 실시예에서는 구동 모터가 적어도 하나의 추가 제 3 신호 송신기를 포함하며, 상기 제 3 신호 송신기는 제 1 신호 송신기 및 제 2 신호 송신기에 대해 공간적으로 가까이 배치되고, 구동 모터에 작용하고 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들이 발생될 때 상기 3개의 신호 송신기들 중에서 적어도 2개의 신호 송신기가 계속적으로 기능할 수 있도록, 상기 신호 송신기와 공간적으로 근거리에 배치된 상기 제 1 또는 제 2 신호 송신기와 상이한 작용 원리 및/또는 상이한 신호 형태 및 상이한 신호 내용을 갖는다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에서는, 계속적으로 기능할 수 있는 최대 2개의 신호 송신기의 신호 정보에 의해서 구동 모터가 고도로 정확하게 조절된다. 그럼으로써, 상응하게 적은 개수의 신호 송신기 그리고 상응하게 적은 기술적 및 경제적인 비용으로써, 구동 모터의 고도로 정확한 조절을 위해 필요한 신호 정보들의 높은 이용 가능성이 성취될 수 있다.

본 발명 그리고 종속항들의 특징에 따른 본 발명의 추가의 바람직한 실시예들은 아래에서 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 구동 모터의 개략도이다.

도면은 개략도이며, 경우에 따라 도시되지 않은 커플링을 통해 잠수함을 구동시키기 위한 프로펠러(3)를 구동 제어하는 모터 샤프트(2)를 구비하고, 자기 휠 측에 영구 자석에 의해 여기되는 동기 기계로서 형성된 전기 잠수함 구동 모터(1)를 부분 단면도로 보여준다. 구동 모터(1)는 고정자(5) 그리고 영구 자석(8)에 의해 여기되고 모터 샤프트(2)에 연결된 자기 휠(4)을 포함한다. 하우징(18)은 고정자(5), 자기 휠(4) 및 모터 샤프트(2)의 부분을 둘러싼다. 이 경우 모터 샤프트(2)는 자세하게 도시되지 않은 방식으로 하우징(18)의 정면(23a, 23b)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

구동 모터(1)는 전력 공급 라인(19)을 통해 변환기(6)로부터 전력을 공급받으며, 이 경우 상기 변환기(6)의 조절은 조절 장치(7)에 의해서 이루어진다. 변환기(6) 및 조절 장치(7)는 구동 모터(1)의 하우징(8) 외부에 배치되어 있다. 대안적으로는, 변환기(6) 및 조절 장치(7)를 구동 모터(1)의 하우징(18) 내부에 배치하는 것도 가능하다.

구동 모터(1)는 자기 휠(4)의 회전각 및/또는 회전속도를 검출하기 위한 및 상기 조절 장치(7)에 상응하는 신호 정보를 발생시키기 위한 신호 송신기(10, 11)를 포함한다. 상기 목적을 위해서 신호 송신기(10, 11)는 전기 접속 라인(13, 14)을 통해 조절 장치(7)에 연결되고, 상기 라인을 통해 조절 장치(7)에 신호 정보를 제공하며, - 필요한 경우에는 - 상기 접속 라인을 통해 조절 장치(7)로부터 전기 에너지를 제공받는다.

구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들이 발생되는 경우에 상기 신호 송신기들(10, 11) 중에서 적어도 하나의 신호 송신기가 계속적으로 기능할 수 있도록, 상기 신호 송신기 및 신호 송신기(11)는 공간적으로 상이하게 배치되어 있다. 이 목적을 위해 신호 송신기(10)는 하우징(18)에 의해 둘러싸인 구동 모터(1)의 내부 공간에 있는 한편, 신호 송신기(11)는 구동 모터(1)의 비(非) 피동측 영역, 즉 구동 모터(1)의 정면(23b) 영역에 배치되어 있다. 따라서, 신호 송신기(11)의 영역에서 구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한된 장애 영향들(21)이 발생되는 경우에는, 신호 송신기(10)가 계속적으로 기능을 할 수 있다. 그 반대로 신호 송신기(10)에 작용하고 공간적으로 제한된 장애 영향들(20)이 발생되는 경우에는 신호 송신기(11)가 기능할 준비를 한다. 따라서, 장애 영향들(20 또는 21)이 발생되는 경우에도 회전각 및/또는 회전속도 정보는 이용될 수 있고, 구동 모터(1)의 조절 가능성 및 그와 더불어 잠수함의 조종 가능성도 유지될 수 있다.

특히 구동 모터(1)의 고도로 정확한 조절을 위한 회전각 및/또는 회전속도 정보의 이용 가능성을 더욱 높이기 위해, 구동 모터(1)는 제 1의 대안적인 실시예에서 추가의 제 3 신호 송신기(12')를 포함하고, 상기 신호 송신기는 구동 모터에 작용하는, 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들(20 또는 21 또는 22)이 발생되는 경우에 상기 신호 송신기들(10, 11, 12') 중에서 적어도 하나의 신호 송신기가 계속적으로 기능할 수 있도록, 상기 신호 송신기(10) 및 신호 송신기(11)에 대해 공간적으로 상이하게 배치되어 있다. 이 목적을 위해 상기 신호 송신기(12')는 모터(1)의 피동측 영역, 즉 모터(1)의 정면(23a) 영역에 배치되어 있고, 접속 라인(15')을 통해 상기 조절 장치(7)에 회전속도 및/또는 회전각 정보를 제공하며, - 필요한 경우에는 - 상기 접속 라인을 통해 전기 에너지를 공급받는다.

구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한되며, 신호 송신기(10)의 고장을 야기하는 장애 영향(20)이 발생되는 경우에는, 신호 송신기(11 및 12')가 계속해서 기능을 할 수 있다. 구동 모터에 작용하고 공간적으로 제한되며, 신호 송신기(11)의 고장을 야기하는 장애 영향(21)이 발생되는 경우에는, 신호 송신기(10 및 12')가 계속해서 기능을 할 수 있다. 구동 모터에 작용하고 공간적으로 제한되며, 신호 송신기(12')의 고장을 야기하는 장애 영향(22)이 발생되는 경우에는, 신호 송신기(10 및 11)가 계속해서 기능을 할 수 있다.

이용 가능성을 더욱 높이기 위해, 상기 신호 송신기(10, 11, 12')는 상호 상이한 작용 원리 및/또는 상이한 신호 형태 및 상이한 신호 내용을 갖는다. 따라서, 예를 들어 시스템적인 에러 및/또는 계속적으로 기능할 수 있는 상기 2개 신호 송신기들 중에 하나의 신호 송신기에서 장애가 발생되는 경우에도, 상기 2개 신호 송신기들 중에서 다른 하나의 신호 송신기는 계속해서 정확한 회전각 및/또는 회전속도 정보를 발생시킨다.

본 발명의 대안적인 제 2 실시예에 따라, 구동 모터(1)는 상기 신호 송신기(10) 및 신호 송신기(11)에 대해 공간적으로 상이하게 배치된 신호 송신기(12') 대신에 추가의 제 3 신호 송신기(12)를 포함하며, 상기 신호 송신기는 상기 신호 송신기(11)와 공간적으로 가까이 배치되어 있다. 이 경우 상기 신호 송신기(12)는, 하기에서 설명되는 바와 같이, 구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한된 외부 장애 영향들이 발생되는 경우에 상기 신호 송신기들 중에서 적어도 2개의 신호 송신기가 계속해서 기능을 할 수 있도록, 상기 신호 송신기(11)와 상이한 작용 원리 및/또는 상이한 신호 형태 및 상이한 신호 내용을 갖는다.

신호 송신기(11 및 12)에 작용하고 공간적으로 제한된 장애 영향들(21)이 발생되는 경우, 상기 신호 송신기(12)가 상기 신호 송신기(11)와 상이한 자체 작용 원리 및/또는 상이한 신호 형태 및 상이한 신호 내용으로 인해 상응하게 장애에 대한 상승된 강성을 가짐으로써, 공간적으로 상이하게 배치된 신호 송신기(10) 외에 장애에 대한 상승된 강성을 갖는 신호 송신기(12)도 계속해서 기능할 수 있다.

신호 송신기(10)에 작용하고 공간적으로 제한된 장애 영향들(20)이 발생되는 경우에는, 상기 신호 송신기(10)의 공간적으로 상이한 배치로 인해 상기 신호 송신기(11 및 12)가 계속해서 기능할 수 있다. 이 경우에는, 상기 신호 송신기(11 및 12)의 상이한 작용 원리 및/또는 상이한 신호 형태 및 상이한 신호 내용으로 인해, 시스템적인 장애 및/또는 상기 2개 신호 송신기들 중에서 하나의 송신기(11 또는 12)에서 에러가 발생되는 경우에도 정확한 회전각 및/또는 회전속도 정보의 이용 가능성이 보장된다.

상기 추가의 실시예들은, 공간적으로 서로 가까이 배치된 신호 송신기(11 및 12)를 구비한 구동 모터(1)의 전술한 제 2의 대안적인 실시예에 한정되지 않는다. 상기 실시예들은 서로 공간적으로 상이하게 배치된 3개의 신호 송신기(10, 11, 12')를 구비한 구동 모터(1)의 제 1의 대안적인 실시예에 유사하게 적용된다.

외부 장애 영향들이 발생되는 경우에도 구동 모터(1)의 이용 가능성을 최대로 높이기 위해, 바람직하게는 최대 외부 장애 영향들에 상응하는 상승된 강성이 상기 신호 송신기(10)에 제공된다. 실시예에서 기술된 바와 같이, 신호 송신기(10)가 구동 모터(1)의 하우징(18)에 의해서 보호 가능하게 둘러싸인 내부 공간(9) 안에 배치됨으로써, 장애 영향들에 대한 상기 신호 송신기(10)의 우수한 보호 작용이 간단히 성취된다. 신호 송신기(10)의 장애에 대한 강성은, 무엇보다도 구조적으로 간단한 구성 및 간단한 측정 방법의 사용에 의해서 추가적으로 확대될 수 있다.

따라서, 신호 송신기(10)는 모터(1)의 외부 영향들에 대해 최상으로 보호된 신호 송신기이다. 그렇기 때문에 상기 신호 송신기는 바람직하게 자기 휠(4)의 회전각의 절대값을 검출하기 위해서 사용된다. 상기 절대값에 의해서는, 구동 조절을 위해 필요한 위상 위치 및 고정자(5)내의 라인 전류의 극성 신호가 상기 조절 장치(7) 내에서 결정될 수 있고, 상기 정보를 이용하여 심각한 외부 장애 영향들 및 신호 송신기(11 및 12)에 고장이 발생되는 경우에도 구동 모터(1)의 조절 가능성 및 그와 더불어 잠수함의 조정 가능성이 유지될 수 있다.

예를 들어 구동 모터(1)의 내부 공간(9)에서 필요한, 자기 휠(4) 회전각의 절대값의 특히 기계적 및 열적 장애 영향들에 대한 둔감 정도를 측정하는 것은, 신호 송신기(10)가 자성의 위치 센서로서 형성됨으로써 가능하다.

이 경우, 자기장 측정을 위해 필요한 상기 신호 송신기(10)의 자기-민감성(magnet-sensitive) 부재들은 구동 모터(1) 내부의 전기장 및 자기장에 대해서 차폐되어야 한다. 영구 자석(8)에 의해서 여기되는 상기 실시예의 자기 휠(4)의 경우에는, 상기 자기 휠(4)의 회전각의 절대값을 검출하기 위해, 영구 자석(8)에 의해서 발생되는 자기장을 직접 측정하는 것도 가능하다.

변환기(6)가 구동 모터(1)의 하우징(18) 내부에 배치된 경우에는, 접속 라인(13)이 하우징(18) 내부에서 변환기(6)로 가이드 됨으로써, 신호 정보들은 구동 모터(1)에 작용하는 외부 장애 영향들에 대해서 보호될 수 있다.

특별히 고도로 정확한 조절 그리고 그에 의해서 결과적으로 이루어지는 구동 모터(1)의 특히 적은 소음 발생을 위해서는, 신호 송신기들 중에서 적어도 하나의 신호 송신기, 실시예의 경우에는 신호 송신기(11)가 구동 모터(1)의 고도로 정확한 조절의 상승된 요구 조건에 상응하게 자기 휠(4)의 회전각을 분해시킨다.

회전각의 높은 분해도는 특히 신호 송신기(11)를 자성의 또는 광학적 증분 검출기로 형성함으로써 달성 가능하다. 전술한 방식의 증분 검출기는 사인파 또는 구형파 전기 신호를 발생시키고, 상기 신호의 순차는 조절 장치(7) 내에서 평가될 수 있으며, 그럼으로써 자기 휠(4)의 회전각에 대한 상대값 및 회전속도가 결정될 수 있다. 추가적으로, 상기 증분 검출기는 각각의 기계적 회전 때마다 적어도 하나의 0 펄스를 발생시키며, 상기 기계적 회전은 회전각의 상대값으로부터 상기 회전각의 절대값을 지속적으로 검출 가능하게 한다. 각도 분해를 개선하기 위하여, 조절 장치(7)는 또 하나의 적합한 보간 전자 장치를 구비할 수 있다.

자기 휠(4)의 회전 방향을 추가로 검출하기 위해, 상기 신호 송신기(11)는 바람직하게 상호 위상 편차가 일정한 적어도 2개의 신호 트랙을 포함한다.

회전각의 정확한 측정과 동시에 간단한 조립 및 접근 가능성을 가능하게 하기 위해, 도면의 실시예에 기술된 바와 같이, 회전각의 분해도가 높은 신호 송신기(11)는 바람직하게 구동 모터(1)의 비 피동측 단부에서 모터 샤프트(2)에, 즉 정면(23b) 영역에 배치되어 있다. 고정된 신호 송신기부는 예를 들어 직접 또는 적합한 플랜지를 통해서 하우징(18)의 정면(23b)에 고정될 수 있다.

변환기(6) 및 조절 장치(7)가 구동 모터(1)의 하우징(18) 내부에 배치된 경우에는, 케이블 접속부(14)의 완전히 구동 모터(1)의 하우징(18) 내부에서 진행함으로써, 외부 장애 영향들의 작용이 줄어들 수 있다.

바람직하게, 신호 송신기들 중에서 적어도 하나의 신호 송신기, 실시예의 경우에는 신호 송신기(12)는 아날로그 출력 신호를 발생시키고, 그럼으로써 신호 송신기(10 및 11)에 비해 전자기 장애들에 대해서 특히 낮은 감도를 갖는다. 이와 같은 장애에 대한 둔감성 및 측정 정확성으로 인해, 신호 송신기(12)로서는 특히 유속계 제너레이터 또는 2-상 혹은 3-상 동기 변환기(synchrotransformer)(예컨대 리졸버(resolver))가 적합하다. 사용된 측정 시스템의 종류에 따라, 회전속도(예를 들어 내부 정류기를 구비한 무브러시 타코(tacho)), 회전속도 및 회전 방향(예를 들어 정류자 및 브러시를 구비한 타코) 또는 회전각(예를 들어 리졸버)이 직접적인 정보로서 이용되고, 그럼으로써 구동 모터(1)의 고도로 정확한 조절을 가능하게 한다.

바람직하게는 신호 송신기(12)가 영구 자석에 의해 여기되는 타코 제너레이터로서 형성되었는데, 그 이유는 상기와 같은 신호 송신기가 공급 전압을 필요로 하지 않음으로써 높은 이용 가능성이 성취되기 때문이다.

아날로그 출력 신호를 갖는 신호 송신기(12)는, 실시예에서 기술된 바와 같이, 신호 송신기(11)와 유사하게 간단한 조립 및 관리 접근 가능성을 위해 모터 샤프트(2)에서 구동 모터(1)의 비 피동측 단부, 즉 정면(23b) 영역에 배치된다.

신호 송신기(10)를 자성 위치 센서로서 형성하고, 신호 송신기(11)를 위상 변차가 일정한 적어도 2개의 펄스 트랙을 갖는 증분 검출기로서 형성하며, 신호 송신기(12)를 타코 제너레이터로서 형성하는 경우에는, 바람직하게 아래에서 기술되는 바와 같이, 3개의 신호 송신기들(10, 11, 12) 중에서 최대 2개의 신호 송신기의 신호가 조합되어 조절 장치(7) 내에서 상기 신호 송신기(10, 11 및 12)의 신호 정보들이 전자식으로 변형 및 처리됨으로써, 구동 모터(1)의 고도로 정확한 조절을 위해 필요한 모든 정보들은 자기 휠(4)의 회전각 및 회전속도를 통해서 얻어지고, 그럼으로써 구동 모터(1)의 높은 이용 가능성 및 고도로 정확한 조절 가능성은 다만 적은 개수의 신호 송신기 및 그에 상응하게 적은 기술적 및 경제적 비용만으로 성취된다.

자성 위치 센서로서 형성된 신호 송신기(10)는 한편으로는 직접적인 경로로 자기 휠(4)의 회전각의 절대값의 검출을 가능하게 한다. 다른 한편으로는, 신호 정보 자체로부터의 디지털 전자식 보간에 의해서 또는 신호 송신기(11 및/또는 12)의 회전속도 정보에 의해서 또는 상기 디지털 전자식 보간 및 상기 회전속도 정보에 의해서 분해도가 높은 회전각이 검출되고, 그리고 신호 송신기(10) 자체의 신호 정보의 변동으로부터 얻어지는 디지털 전자식 회전속도 산출을 통해서 또는 신호 송신기(11 및/또는 12)의 회전속도 정보에 의해서 또는 상기 디지털 전자식 회전속도 산출 및 상기 회전속도 정보에 의해서 회전 방향 정보 및 분해도가 높고 정확한 회전속도 정보가 얻어질 수 있다. 따라서, 구동 모터(1)의 고도로 정확한 조절은 신호 송신기(10)의 능률에 의해서만 가능하다.

바람직하게는 위상 편차가 일정한 적어도 2개의 펄스 트랙을 갖는 증분 검출기로 형성된 신호 송신기(11)는, 상기 증분 검출기의 펄스 형태의 출력 신호의 시간적 순서를 전자식으로 평가함으로써 그리고 적어도 2개의 펄스 트랙의 신호를 평가하여 자기 휠(4)의 회전 방향을 검출함으로써, 분해도가 높고 고도로 정확한 회전속도 정보를 직접적으로 얻을 수 있게 한다. 상기 자기 휠(4)의 회전각의 절대값은 적어도 2개의 펄스 트랙의 주파수에 비례하는 신호를 전자식으로 적분함으로써 그리고 증분 검출기의 0 펄스를 사용하여 얻어질 수 있다. 따라서, 구동 모터(1)의 고도로 정확한 조절은 신호 송신기(11)의 능률에 의해서만 가능하다.

신호 송신기들(10 및 11)과 달리, 타코 제너레이터로서 형성된 신호 송신기(12)는 단독으로도 자기 휠(4)의 회전 방향 및 회전속도의 직접적인 측정 및 검출을 가능하게 하지만, 회전각의 절대값은 다만 회전속도 신호를 전자식으로 적분함으로써 그리고 각도 동기적인 기준 신호를 이용해서만 가능하다. 상기와 같은 신호들은 예를 들어 신호 송신기(11)의 0 펄스 및/또는 신호 송신기(10)의 회전각 정보이다. 따라서, 구동 모터(1)의 조절을 위해서는, 보다 능률적인 신호 송신기(12) 단독으로는 충분치 않고, 오히려 훨씬 더 능률적인 또 하나의 신호 송신기(10 또는 11)가 필요하다.

Claims

자기 휠(rotor)(4)과, 상기 자기 휠(4)의 회전각 및 회전속도 중 하나 이상을 검출(record)하고 구동 모터(1)의 조절 장치(7)에 상응하는 신호 정보를 형성하는 둘 이상의 신호 송신기(10, 11)를 구비하는,

고가용성(HA: high-availability) 회전각 및 회전속도가 검출되는 전기 잠수함 구동 모터(1)에 있어서,

제 1 신호 송신기(10)가 상기 구동 모터(1)의 피동측 영역(output-drive side area)에 배치되고 제 2 신호 송신기(11)가 상기 구동 모터(1)의 비 피동측 영역에 배치되어서, 상기 제 1 신호 송신기(10)와 상기 제 2 신호 송신기(11)가 공간적으로 상이하게 배치되고,

그 결과 상기 구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로(locally) 제한되는 외부 장해 영향들(20 또는 21)이 발생되는 경우에 두 신호 송신기들(10, 11) 중 하나 이상이 계속적으로 기능하는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 신호 송신기(10) 및 상기 제 2 신호 송신기(11)와 공간적으로 상이하게 배치된 하나 이상의 제 3 신호 송신기(12')를 더 구비하고,

그 결과 상기 구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한되는 외부 장해 영향들(20, 21 또는 22)이 발생되는 경우에 상기 신호 송신기들(10, 11, 12') 중 2개 이상의 신호 송신기가 계속적으로 기능하는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 신호 송신기(10), 상기 제 2 신호 송신기(11) 및 상기 제 3 신호 송신기(12')가 서로 상이한 작용 원리를 가지거나 서로 상이한 신호 형태 및 서로 상이한 신호 내용을 가지거나, 또는 서로 상이한 작용 원리 그리고 서로 상이한 신호 형태 및 서로 상이한 신호 내용을 가지는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 신호 송신기(10) 또는 상기 제 2 신호 송신기(11)에 공간적으로 가까이 배치된 하나 이상의 제 3 신호 송신기(12)를 더 구비하고,

상기 신호 송신기(10, 11, 12)가 서로 상이한 작용 원리를 가지거나 서로 상이한 신호 형태 및 서로 상이한 신호 내용을 가지거나, 또는 서로 상이한 작용 원리 그리고 서로 상이한 신호 형태 및 서로 상이한 신호 내용을 가짐으로써,

그 결과 상기 구동 모터(1)에 작용하고 공간적으로 제한되는 외부 장해 영향들(20, 21 또는 22)이 발생되는 경우에 상기 신호 송신기들(10, 11, 12) 중 2개 이상의 신호 송신기가 계속적으로 기능하는 방식으로, 회전각 및 회전속도 정보의 이용 가능성이 증가되는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 2 항에 있어서,

계속적으로 기능할 수 있는 최대 2개의 신호 송신기(10, 11, 12')로부터의 신호 정보에 의해서 상기 구동 모터(1)를 고도로 정확하게 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

하나 이상의 신호 송신기(10)에 대하여, 최대 외부 장애 영향들(21)에 상응하는 상승된 강성이 제공되는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 6 항에 있어서,

상승된 강성을 갖는 상기 신호 송신기(10)가 회전각의 절대값을 검출하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 6 항에 있어서,

상승된 강성을 갖는 상기 신호 송신기(10)가 자성 위치 센서인 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 6 항에 있어서,

상승된 강성을 갖는 상기 신호 송신기(10)가 상기 구동 모터(1)의 하우징(18)에 의해서 둘러싸인 공간(9)에 배치되는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

하나 이상의 신호 송신기(10, 11, 12 또는 12')로부터의 상기 자기 휠(4)의 회전각이, 상기 구동 모터(1)를 고도로 정확하게 조절하기 위한 요구 조건을 충족시키는 상승된 분해도(resolution)를 가지는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 10 항에 있어서,

회전각의 상승된 분해도를 가지는 상기 하나 이상의 신호 송신기(10, 11, 12 또는 12')가 자성 증분 검출기 또는 광학 증분 검출기인 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

하나 이상의 신호 송신기(10, 11, 12 또는 12')가 아날로그 출력 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 12 항에 있어서,

아날로그 출력 신호를 갖는 하나 이상의 신호 송신기(10, 11, 12 또는 12')가 타코 제너레이터 또는 2상 혹은 3상 리졸버인 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

회전각의 상승된 분해도 및 아날로그 출력 신호 중 하나 이상을 갖는 하나 이상의 신호 송신기(11, 12)가 상기 구동 모터(1)의 비 피동측 영역인 단부면(end surface)(23b) 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동 모터(1)가 영구 자석에 의해서 여기되는 자기 휠(4)을 갖는 동기 기계인 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.
제 4 항에 있어서,

계속적으로 기능할 수 있는 최대 2개의 신호 송신기(10, 11, 12)로부터의 신호 정보에 의해서 상기 구동 모터(1)를 고도로 정확하게 조절할 수 있는 것 것을 특징으로 하는,

전기 잠수함 구동 모터.