KR20220111284A - 온도 센서를 포함하는 회전 전기 기계 - Google Patents

온도 센서를 포함하는 회전 전기 기계 Download PDF

Info

Publication number
KR20220111284A
KR20220111284A KR1020227020787A KR20227020787A KR20220111284A KR 20220111284 A KR20220111284 A KR 20220111284A KR 1020227020787 A KR1020227020787 A KR 1020227020787A KR 20227020787 A KR20227020787 A KR 20227020787A KR 20220111284 A KR20220111284 A KR 20220111284A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
temperature sensor
rotor
position sensor
rotating electric
Prior art date
Application number
KR1020227020787A
Other languages
English (en)
Inventor
브누와 왈므
기욤 올레롱
세바스티앙 보코트
루크 코빌란스키
알리스 아샤슈
클레망 베르나르
리카르도 곤칼브스-다-코스타
줄리앙 르페브르
마띠유 트레궈
살리 자넬라
Original Assignee
발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
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 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르 filed Critical 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
Publication of KR20220111284A publication Critical patent/KR20220111284A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

본 발명은, 축(X)을 갖는 회전 전기 기계로서, 스테이터(15)에 의해 둘러싸인 로터(12)를 지지하는 샤프트(13)― 샤프트(13)는 서로 연결된 전방 베어링(16) 및 후방 베어링(17)에 의해 내부에서 지지됨 ―; 축방향으로 후방 베어링(17) 상에 장착되며 전력 전자 장치(37) 및 제어 전자 장치(38)를 포함하는 전자 조립체(36); 로터의 위치를 위한 센서(50)― 센서(50)는 표적(51)과 연관되고, 표적(51)은, 로터(12) 상에 회전에 대해 고정되며 축방향으로 로터(12)와 후방 베어링(17) 사이에 끼워진 표적 캐리어(510) 상에 고정되고, 위치 센서(50)는 자성을 갖는 표적(51)의 통과를 탐지하도록 설계된 탐지 부분(52), 및 전자 장치에 대한 위치 센서의 전기적 연결을 위한 부분(53)을 포함하고, 위치 센서의 탐지 부분(52)은 전자 조립체(36)에 의해 지지됨 ―; 및 온도 센서(40)― 온도 센서는 국부적으로 온도를 측정하도록 설계된 측정 프로브(401), 및 전자 장치에 대한 온도 센서의 전기적 연결을 위한 부분(402)을 포함함 ―를 포함하고, 온도 센서(40)는 위치 센서(50)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기계를 제안한다.

Description

온도 센서를 포함하는 회전 전기 기계
본 발명의 기술 분야는 예컨대 신뢰성 있는 온도 측정을 제공하기 위해 온도 센서가 위치되어 있는, 특히 자동차용의 회전 전기 기계에 관한 것이다.
본 발명은 교류 발전기(alternator), 또는 발전기 또는 전기 모터로 작동할 수 있는 가역 기계와 같은 회전 전기 기계 분야에 적용 가능하다.
공지된 방식으로, 회전 전기 기계는 스테이터, 및 샤프트와 일체인 로터를 포함한다. 로터는 구동 샤프트 및/또는 피동 샤프트에 견고하게 연결될 수 있으며, 교류 발전기, 전기 모터, 또는 두 가지 모드에서 작동할 수 있는 얼터네이터-스타터 유형의 가역 기계의 형태인 회전 전기 기계의 일부를 형성할 수 있다.
스테이터는 롤러 베어링에 의해 베어링 상의 샤프트를 회전시키도록 구성된 하우징 내에 장착된다. 로터는 예컨대 "클로 로터(claw rotor)" 유형이고, 2개의 자석 휠을 포함하는데, 각각의 자석 휠은 극(pole)을 형성하기 위해 서로의 내부에 맞물리는 클로, 및 로터 코일이 주위에 권취되는 코어를 갖는다. 다른 예에 따르면, 로터는 적절한 고정 시스템에 의해 세트 형태로 유지되는 금속 박판의 적층체에 의해 형성된 몸체를 포함한다. 로터는 예컨대 로터의 자기 질량체 내에 제공된 공동에 수용된 영구자석에 의해 형성되는 극을 포함한다. 대안적으로, 소위 "돌출형(projecting)" 극 구조에서, 극은 로터의 아암 주위에 감긴 코일에 의해 형성된다.
기계와 전자 조립체가 주변 공기에 의해 냉각될 때, 적절하게 위치된 온도 센서에 의해 다양한 구성요소의 온도를 측정하거나 추정할 수 있으므로 기계가 과열되지 않도록 보호할 수 있다. 이들 센서는 관습적으로 전자 조립체 내에 위치된다. 전자 조립체가 액체, 예컨대 기계가 설치된 차량을 냉각하기 위한 회로에 의해 냉각되는 경우 및 기계가 주변 공기에 의해 냉각되는 경우, 전자 조립체 내에 위치된 온도 센서들은 더 이상 외부 공기로부터 충분히 신뢰할 수 있는 정보를 제공하지 않을 수도 있다. 이 경우, 기계, 특히 로터와 스테이터의 온도 추정이 더 이상 필요한 정밀도로 수행되지 않을 수도 있다. 기계의 성능을 불필요하게 억제하지 않으려면 상당한 정밀도가 필요하므로, 기계의 온도를 추정하거나 측정하기 위해서는 다른 솔루션들이 밝혀져야 한다.
특허 문헌 FR3046507에 기재된 종래 기술에 따른 기계에서는, 온도 센서가 스테이터 권선 상에 고정된다. 이러한 유형의 온도 센서의 장착은 구현하기 어렵고 비용이 많이 든다. 실제로, 스테이터 권선에 의해 형성되는 시뇽(chignon)의 형태는 온도 센서를 쉽게 통합하기 위한 영역을 갖는 것을 가능하게 하지 않는다. 대부분 구현되는 솔루션들은 스테이터 시뇽에 수지를 배치해야 하며, 이는 생산 공정 중의 위험, 특히 로터 또는 스테이터의 오염 위험을 증가시킨다. 또한, 이러한 유형의 온도 센서의 배치에 의해 얻은 온도 측정값은 기계 온도를 제대로 나타내지 못한다.
본 발명은 종래 기술의 단점을 회피할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 목적은 이미 기계의 로터의 위치를 결정하는 데 사용되는 센서에 온도 센서를 통합하는 것이다.
본 발명에 따르면, 축(X)을 갖는 회전 전기 기계는, 스테이터에 의해 둘러싸인 로터를 지지하는 샤프트― 샤프트는 서로 연결된 전방 베어링 및 후방 베어링에 의해 내부에서 지지됨 ―; 축방향으로 후방 베어링 상에 장착되며 전력 전자 장치 및 제어 전자 장치를 포함하는 전자 조립체; 로터의 위치를 위한 센서― 이 센서는 표적(target)과 연관되고, 표적은 로터 상에 회전에 대해 고정되며 축방향으로 로터와 후방 베어링 사이에 끼워진 표적 캐리어 상에 고정되고, 위치 센서는 자성을 갖는 표적의 통과를 탐지하도록 설계된 탐지 부분, 및 전자 장치에 대한 위치 센서의 전기적 연결을 위한 부분을 포함하고, 위치 센서의 탐지 부분은 전자 조립체에 의해 지지됨 ―; 및 온도 센서― 온도 센서는 국부적으로 온도를 측정하도록 설계된 측정 프로브, 및 전자 장치에 대한 온도 센서의 전기적 연결을 위한 부분을 포함함 ―를 포함하고, 온도 센서는 위치 센서에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 후술하는 바와 같이 기계의 축방향 공기 흐름에서의 위치 센서 근처의 온도 센서의 배치를 고려하면, 보다 신뢰할 수 있는 온도 측정을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 통합하기 훨씬 더 간단한 온도 측정을 얻으며 그에 따라 비용을 상당히 줄일 수 있다. 또한, 전자 장치에 대한 온도 센서의 연결이 용이해지고 그 비용이 감소된다.
일 실시예에 따르면, 위치 센서의 탐지 부분 및 온도 센서의 측정 프로브는 180°보다 작고 유리하게는 90°보다 작은 기계의 축 주위의 각도 섹터(angular sector)에 위치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 센서의 측정 프로브는 축방향으로 후방 베어링과 전자 조립체 사이에 위치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 센서의 측정 프로브는 위치 센서의 탐지 부분에 의해 지지된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기계는 센서 캐리어를 포함하고, 위치 센서의 탐지 부분 및 온도 센서의 측정 프로브는 상기 센서 캐리어 내에 봉입된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 캐리어는 서로 별개인 적어도 하나의 제 1 및 하나의 제 2 부분을 포함하고, 이들 부분은 기계의 축 주위에 둘레방향으로 인접하며 제 3 부분에 의해 서로 연결되고, 제 1 부분은 위치 센서의 탐지 부분을 오버몰딩(over-molding)하고, 제 2 부분은 온도 센서의 측정 프로브를 오버몰딩한다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서의 측정 프로브는 위치 센서의 연결 부분에 의해 지지된다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서의 연결 부분과 위치 센서의 연결 부분은 제어 전자 장치의 접지에 전기적으로 연결된 공통 접지를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전기 기계의 부분적이고 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 위치 센서를 포함한 기계의 전자 조립체의 사시도이다.
도 3은 위치 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 전자 장치를 갖는 위치 센서의 전기 조립체를 도시한다.
도 5는 기계 내의 공기 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 센서에 온도 센서를 장착한 도면이다.
설명을 게속하면, "축방향으로(axially)"는 기계의 축을 따라 연장되는 것을 의미하고, "직교 반경 방향으로(orthoradially)"는 기계의 축을 가로지르는 평면에서 기계의 축 주위의 각도 섹터를 따라 연장되는 것을 의미한다.
도 1은 특히 자동차용의 소형 다상 교류 발전기(10)를 나타낸다. 이 교류 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 가역적일 수 있다. 가역 교류 발전기는 얼터네이터-스타터로 알려져 있으며, 특히 차량의 열 엔진을 시동하기 위해 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있다.
교류 발전기(10)는 하우징(11)을 포함하고, 하우징 내부에, 샤프트(13)와 직접 또는 간접적으로 회전에 대해 일체인 클로 로터(12), 및 공극의 존재 하에 로터(12)를 둘러싸는 스테이터(15)를 포함한다. 샤프트(3)의 축(X-X)은 로터(12)의 회전축을 형성한다.
설명을 계속하면, 반경 방향, 횡방향 및 축방향의 배향(orientation)은 이 축(X-X)을 기준으로 고려되어야 한다.
스테이터(15)는 예컨대 반-폐쇄형의 노치(notch)가 제공되는 금속판(27)의 세트 형태의 몸체를 포함하며, 이 노치에는 스테이터의 위상의 장착을 위한 노치 절연체가 마련되어 있으며, 각 위상은, 스테이터 몸체의 노치를 통과하며 모든 위상과 함께 스테이터 몸체의 양측에 전방 시뇽(29) 및 후방 시뇽(30)을 형성하는 적어도 하나의 권선을 포함한다.
권선은 예컨대 에나멜로 덮인 연속 와이어, 또는 예컨대 용접에 의해 서로 연결된 핀과 같은 바(bar) 형태의 전도성 요소로부터 얻어진다.
이들 권선(28)은 예컨대 별 또는 삼각형의 형태로 연결된 3상 권선이며, 그 출력부는 후술하는 전자 조립체(36)에 전기적으로 연결된다.
로터(12)는 2개의 자석 휠(31)을 포함한다. 각각의 휠(31)은 횡방향으로 배향된 플레이트(32)를 가지며, 플레이트(32)의 외주부에는 예컨대 사다리꼴 형태이며 축방향으로 배향된 클로(33)가 제공된다. 하나의 자석 휠(31)의 클로(33)는 축방향으로 다른 자석 휠의 플레이트(32) 쪽을 향하고, 클로(33)는 다른 자석 휠의 2개의 인접한 클로(33) 사이에 존재하는 공간으로 파고들어 클로들(33)이 맞물리게 된다.
클로(33)의 외주부는 축방향으로 배향되며, 스테이터 몸체의 내주부와 함께 스테이터(15)와 로터(12) 사이에 공극을 한정한다.
휠의 플레이트(32)는 환형 형태를 갖는다.
원통형 코어(34)가 축방향으로 휠들의 플레이트 사이에 개재된다.
코어와 클로(33) 사이에서, 로터(12)는 허브 및 이 허브 상의 전기 권선을 포함하는 코일(35)을 포함한다.
설명된 예에서, 허브는 플라스틱 재료와 같은 전기 절연성 재료로 제조되는 반면에, 자석 휠(31)과 코어는 금속, 이 경우에는 연강과 같은 강자성 재료로 제조된다. 샤프트(13)도 금속이며, 자석 휠 및 클로 로터의 코어보다 단단한 강철과 같은 강자성 재료로 제조된다.
하우징(11)은 전방 베어링(16) 및 후방 베어링(17)을 포함하는데, 이들은 함께 조립된다. 후방 베어링(17)은 브러시 홀더(24), 전압 조정기 및 적어도 하나의 정류기 브리지를 지지한다.
베어링(16, 17)은 중공 형태를 갖고, 각각은 로터(12)의 샤프트(13)를 회전 끼워맞춤하기 위해 각각 볼 베어링(18, 19)을 중앙에 지지한다.
풀리(20)는 예컨대 이 풀리의 공동의 베이스 상에 지지된 너트에 의해 샤프트(13)의 소위 전방 단부에 고정된다.
샤프트(13)의 전방 단부는 자동차의 교류 발전기와 열 엔진 사이의 적어도 하나의 벨트로의 운동 전달을 위한 장치에 속하는 풀리를 지지하는 반면에, 샤프트(3)의 축경된 후방 단부(6)는 유선 연결부에 의해 권선에 연결된 컬렉터 링(collector ring)을 지지한다. 브러시 홀더에 속하는 브러시는 예컨대 컬렉터 링에 마찰되도록 위치된다. 브러시 홀더는 전압 조정기에 연결된다.
컬렉터 링은 컬렉터(22)에 속한다. 컬렉터 링(21)에 더하여, 컬렉터(22)는 또한 권선에 대한 전기적 연결을 보장하기 위해 변형될 수 있는 전기적 연결 러그(electrical connection lug)를 포함한다. 이들 러그는 컬렉터 링에 전기적으로 연결된다.
여자 권선(excitation winding)이 브러시에 의해 급전될 때, 로터(12)는 자화되고, 클로 및 그에 따른 자석 휠의 클로에서의 남북 자극의 형성과 함께 인덕터 로터(inductor rotor)가 된다.
이 인덕터 로터는 샤프트(13)가 회전할 때 유도된 스테이터에 교류 유도 전류를 생성하며, 후술하는 전자 조립체(36)의 정류기 브리지(들)는 교류 유도 전류를, 특히 자동차의 온보드 네트워크의 부하 및 소비자에게 공급할 뿐만 아니라 상기 자동차의 배터리를 재충전하기 위해 직류로 변환할 수 있다.
이 로터(12)는 로터의 외주부에 있는 2개의 인접한 클로 사이에 개재된 영구자석을 포함할 수 있다. 변형예로서, 로터(12)는 그러한 자석이 없을 수 있다.
전방 베어링(16) 및 후방 베어링(17)은 후방 팬으로 알려진 팬(26)의 회전에 의해 생성된 공기의 순환에 의한 교류 발전기의 냉각을 허용할 목적으로 공기의 통과를 위한 실질적으로 측면 개구를 로터의 후방 배면(rear dorsal face) 상, 즉 후방 베어링(17)에 포함한다. 각각의 팬(25, 26)은 예컨대 나사, 리벳, 또는 스폿 용접에 의해 대응 자석 휠에 고정된다.
따라서, 기계는 또한 이 경우 하우징(11)에 끼워지는 전자 조립체(36)를 포함하는데, 전자 조립체(36)는 권선(28)의 적어도 하나의 위상을 제어할 수 있는 적어도 하나의 전력 전자 모듈(37)을 포함한다. 전력 전자 모듈(37)은 생성된 교류 전압을 직류 전압으로, 그리고 그 반대로 변환하기 위해 전압 정류기 브리지를 형성한다. 전력 전자 모듈은 유리하게는 MOSFET으로 구성된 전력 모듈 및 커패시터를 포함한다.
전자 조립체(36)는 또한 제어 기판(control board)을 포함하는 제어 전자 모듈(38)을 포함한다. 전력 전자 모듈(37)과 제어 전자 모듈(38)의 조립체가 도 2에 도시되어 있다.
로터(12)의 위치는 또한 도 2에 도시되어 있으며 전자 조립체에 의해 지지되는 로터의 위치에 대한 센서(50)에 의해 측정될 수 있다. 이 위치 센서(50)는 로터의 각도 위치에 관한 정보를 제공하기 위해 자성을 갖는 표적(51)과 협력한다.
보다 일반적으로는 자기 인코더(magnetic encoder)로 알려진 자성 표적(51)은 예컨대 자석이다. 이 자기 요소(51)는 로터(12)에 회전에 대해 고정된다. 이러한 고정은 물리적으로 인코더와 자석 휠을 상대적으로 위치시킴으로써, 또는 기계 조립 후 소프트웨어에 의해 간단히 수행될 수 있다. 표적은 예컨대 로터(12)와 회전에 대해 일체인 표적 캐리어 상에 고정된다. 표적은 축방향으로 로터와 후방 베어링 사이에 끼워진다.
위치 센서는 축방향으로 후방 베어링의 개구를 통과하여 표적과 대면하도록 위치된다.
이 위치 센서는 후방 베어링에 의해 지지되는 탐지 부분(52)을 포함한다. 탐지 부분은 예컨대 홀 효과 프로브(Hall-effect probe)인, 예컨대 3개의 위치 프로브(520)를 포함한다. 이들 프로브는 센서 캐리어(54)에 의해 지지되고, 각각 제어 전자 장치의 제어 기판에 전기적으로 연결된다. 센서 캐리어(54)는, 홀 효과 프로브가 예컨대 몰딩 또는 용접에 의해 수용되어 있는 예컨대 플라스틱으로 제조된 리셉터클(receptacle)이다.
이들 프로브는 서로 인접해 있고, 직교 반경 방향으로 표적을 대면하여 위치되어, 센서의 탐지 부분(52)을 형성한다. 각각의 홀 효과 프로브는 3개의 전극(521a, 521b, 521c)을 포함하며, 그 중 2개는 측정 전극(521a, 521b)이고 그 중 하나는 접지 전극(521c)이다. 3개의 전극은 도 3에 도시된 바와 같이 실질적으로 축방향으로 연장되며 기계의 축(X) 주위에 서로 인접해 있다.
프로브들은 도 4에 도시된 바와 같이 180°보다 작고 유리하게는 90°보다 작은 각도 섹터에 걸쳐서 직교 반경 방향으로 분포되어 있다.
센서 캐리어(54)는 예컨대 3개의 홀 효과 프로브가 수용되는 플라스틱 부품이다. 센서 캐리어(54)는 유리하게는 3개의 전극(521a, 521b, 521c) 각각이 전자 장치와 대면하도록 위치된 상태로 축(X) 주위에 크라운 형태를 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 커넥터(530)는 각각의 홀 효과 프로브로부터 연장되어, 각각의 홀 효과 프로브를 제어 전자 장치에 연결할 수 있다. 프로브와 제어 기판 사이의 연결이 트랙을 통해 제공되어, 제어 기판은 기계의 회전 중에 프로브에 의해 방출되는 전기 신호를 수신할 수 있다. 프로브와 트랙 사이의 연결뿐만 아니라 제어 기판과 트랙 사이의 연결은 예컨대 용접에 의해 제공된다.
도 4에 도시된 제어 전자 장치에 대한 위치 센서의 전기적 연결을 위한 부분(53)은 3개의 홀 효과 프로브 각각을 제어 전자 장치에 연결하는 트랙의 조립체를 포함한다.
위치 센서의 탐지 부분(52), 센서 캐리어(54) 및 연결 부분(53)은 유리하게는 예컨대 플라스틱으로 제조된 케이스(55) 내에 오버몰딩된다.
케이스(55)는 각 프로브를 제어 기판에 전기적으로 연결하는 트랙을 포함한다. 이들 트랙은 예컨대 플라스틱 케이스(55) 내에 오버몰딩되어, 기계의 사용 동안 이들 트랙의 유지를 보장할 수 있다.
도 5는 로터 상에 위치된 팬으로 인해, 그리고 유리하게는 다양한 구성요소들의 조립에 의해 형성된 경로로 인해 생성되는 공기의 흐름을 나타낸다. 베어링의 상부 개구를 통해 유입된 공기는 측면 개구를 통해 빠져나가기 전에 권선을 냉각시킬 수 있다.
기계는 또한 기계의 온도를 측정하도록 설계된 온도 센서(40)를 포함한다.
온도 센서는 국부적으로 온도를 측정하도록 설계된 측정 프로브(401)를 포함하는데, 측정 프로브(401)로부터 두 개의 커넥터가 연장되며, 상기 커넥터들은 프로브를 제어 전자 장치(38)에 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 온도 센서는 접지 커넥터(402c), 및 프로브(402a)의 단자에 전위차를 인가할 수 있는 커넥터를 포함한다.
온도 센서는 예컨대 유리하게는 음의 온도 계수 센서(negative temperature coefficient sensor)이다. 온도 센서는 예컨대 음의 온도 계수 온도 센서 또는 양의 온도 계수 온도 센서이다.
온도 센서는 위치 센서에 의해 지지된다.
"위치 센서에 의해 지지되는 온도 센서"란, 온도 센서의 연결 부분이 위치 센서의 연결 부분과 공유되는 상태로, 온도 프로브가 위치 센서의 케이스에 내장되거나 또는 위치 센서의 케이스 표면에 끼워지는 것을 의미한다. 특히, 온도 프로브가 위치 센서의 케이스에 내장된 경우, 온도 프로브와 홀 효과 프로브는 단일 센서 캐리어 또는 두 개의 서로 다른 센서 캐리어에 의해 지지되는 것으로 예상할 수 있다. 온도 프로브와 홀 효과 프로브가 직교 반경 방향으로 인접한 두 개의 서로 다른 센서 캐리어에 의해 지지되는 경우, 케이스는 기계의 축을 중심으로 직교 반경 방향으로 인접한 두 개의 분리된 부분을 가질 수 있으며, 이들 두 개의 분리된 부분은, 이하에서 설명되고 예시되는 바와 같이, 적어도 두 센서의 연결 부분을 수용하는 공통 부분에 의해 연결된다.
따라서, 온도 센서는 위치 센서 근처에 위치되어 동일한 공기 흐름에 잠기게 되며, 그 공기 흐름의 온도가 기계 온도를 나타낸다. "근처"란 센서들 사이의 거리가 축(X)을 중심으로 축방향 및 직교 반경 방향으로 기계의 치수에 비해 작다는 것을 의미한다.
상술한 실시예에서, 위치 센서의 탐지 부분(52) 및 온도 센서의 측정 프로브(401)는 직교 반경 방향으로 180°보다 작은 기계의 축 주위의 각도 섹터에 위치된다. 각도 섹터는 유리하게는 도 3에 도시된 바와 같이 90°보다 작다. 따라서, 온도 센서에 의해 측정된 온도는 위치 센서 근처의 기계 공기의 온도와 실질적으로 동일하다.
제 1 실시예에 따르면, 온도 센서의 측정 프로브(401)는 위치 센서의 탐지 부분(52)에 의해 지지된다.
온도 프로브는 유리하게는 센서 캐리어(54)에 의해 지지된다.
3개의 홀 효과 프로브(520) 및 온도 센서(401)는 유리하게는 병렬로 기계의 축에 평행하게 연장된다.
홀 효과 프로브와 온도 프로브는 동일한 센서 캐리어 내에 수용된다. 센서 캐리어는 예컨대 기계의 축을 중심으로 직교 반경 방향으로 연장되는 크라운 형태를 갖는다. 프로브는 유리하게는 센서 캐리어 내에 오버몰딩된다.
이 실시예에 따르면, 온도 프로브(401) 및 커넥터(402a, 402c)도 케이스(55) 내에 수용된다.
따라서, 플라스틱 내에 수용된 온도 프로브는 그것이 잠기는 공기의 온도에 대한 신뢰할 수 있는 측정을 얻을 수 있게 하며, 플라스틱은 주변 공기에 의한 온도 프로브의 열화(thermalization)를 방지하지 않는다. 임의 선택적으로(optionally), 온도 프로브에서 수행된 온도 측정을 보정하기 위해 보정 열 모델(corrective thermal model)이 사용될 수도 있다.
이 실시예의 변형예에 따르면, 위에서 설명된 바와 같이, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(55)는 홀 효과 프로브와 온도 프로브를 분리하는 축방향 노치를 갖는다.
따라서, 케이스(55)는 축(X) 주위에 직교 반경 방향으로 인접한 두 부분(55a, 55b)을 포함하고, 각각은 실질적으로 크라운의 형태를 갖고, 두 개의 인접한 부분은 연결 부분(55c)에 의해 연결된다.
도 6에 도시된 제 2 실시예에 따르면, 온도 측정을 위한 프로브(401)는 위치 센서(53)의 연결 부분을 봉입하는 케이스 부분에서 케이스(55)에 의해 지지된다.
이 제 2 실시예에 따르면, 유리하게는 연결 부분(53)을 덮는 케이스 부분에서 케이스(55)에 개구가 제공된다. 이러한 유형의 개구는 온도 센서의 프로브(401)의 전기적 연결을 위한 와이어의 통과를 허용하는데, 이 프로브는 케이스(55)에 의해 외부에서 지지되고, 제어 전자 장치(38)에 대한 커넥터(402a, 402c)가 케이스 내부에서 연장된다.
따라서, 온도 센서의 커넥터(402a, 402c)는 케이스(55) 내에 수용된다.
상술한 실시예에 따르면, 위치 센서 및 온도 센서의 접지 전위는 제어 전자 장치(38)의 접지에 전기적으로 연결된다. 실제로, 접지 전위(521c, 402c)는 연결 부분(53)에서 공유된다.

Claims (8)

  1. 축(X)을 갖는 회전 전기 기계로서,
    - 스테이터(15)에 의해 둘러싸인 로터(12)를 지지하는 샤프트(13)― 상기 샤프트(13)는 서로 연결된 전방 베어링(16) 및 후방 베어링(17)에 의해 내부에서 지지됨 ―,
    - 축방향으로 상기 후방 베어링(17) 상에 장착되며 전력 전자 장치(37) 및 제어 전자 장치(38)를 포함하는 전자 조립체(36),
    - 상기 로터의 위치를 위한 센서(50)―
    상기 센서(50)는 표적(target)(51)과 연관되고,
    상기 표적(51)은, 상기 로터(12) 상에 회전에 대해 고정되며 축방향으로 상기 로터(12)와 상기 후방 베어링(17) 사이에 끼워진 표적 캐리어(target carrier)(510) 상에 고정되고,
    상기 위치 센서(50)는 자성을 갖는 상기 표적(51)의 통과를 탐지하도록 구성된 탐지 부분(52), 및 전자 장치에 대한 위치 센서의 전기적 연결을 위한 부분(53)을 포함하고,
    상기 위치 센서의 탐지 부분(52)은 상기 전자 조립체(36)에 의해 지지됨 ―; 및
    - 온도 센서(40)― 상기 온도 센서는 국부적으로 온도를 측정하도록 구성된 측정 프로브(401), 및 전자 장치에 대한 온도 센서의 전기적 연결을 위한 부분(402)을 포함함 ―를 포함하는, 회전 전기 기계에 있어서,
    상기 온도 센서(40)는 상기 위치 센서(50)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 센서의 탐지 부분(52) 및 상기 온도 센서의 측정 프로브(401)는 180°보다 작고 유리하게는 90°보다 작은 상기 기계의 축 주위의 각도 섹터(angular sector)에 위치되는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 센서의 측정 프로브(401)는 축방향으로 상기 후방 베어링(17)과 상기 전자 조립체(36) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서의 측정 프로브(401)는 상기 위치 센서의 탐지 부분(52)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    센서 캐리어(54)를 포함하고,
    상기 위치 센서의 탐지 부분(52) 및 상기 온도 센서의 측정 프로브(401)는 상기 센서 캐리어(54) 내에 봉입되는(encapsulated) 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 캐리어(54)는 서로 별개인 적어도 하나의 제 1 부분(54a) 및 하나의 제 2 부분(54b)을 포함하고, 이들 부분(54a, 54b)은 상기 기계의 축 주위에 둘레방향으로 인접하며 제 3 부분(54c)에 의해 서로 연결되고, 상기 제 1 부분(54a)은 상기 위치 센서의 탐지 부분(52)을 오버몰딩(over-molding)하고, 상기 제 2 부분(54b)은 상기 온도 센서의 측정 프로브(401)를 오버몰딩하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서의 측정 프로브(401)는 상기 위치 센서의 연결 부분(53)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서의 연결 부분(402)과 상기 위치 센서의 연결 부분(53)은 상기 제어 전자 장치(38)의 접지에 전기적으로 연결된 공통 접지를 갖는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
KR1020227020787A 2019-12-20 2020-12-17 온도 센서를 포함하는 회전 전기 기계 KR20220111284A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1915091 2019-12-20
FR1915091A FR3105639B1 (fr) 2019-12-20 2019-12-20 machine électrique tournante comprenant un capteur de température
PCT/EP2020/086725 WO2021122961A1 (fr) 2019-12-20 2020-12-17 Machine électrique tournante comprenant un capteur de température

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220111284A true KR20220111284A (ko) 2022-08-09

Family

ID=69903529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227020787A KR20220111284A (ko) 2019-12-20 2020-12-17 온도 센서를 포함하는 회전 전기 기계

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4078788A1 (ko)
JP (1) JP7500728B2 (ko)
KR (1) KR20220111284A (ko)
CN (1) CN114788148A (ko)
FR (1) FR3105639B1 (ko)
WO (1) WO2021122961A1 (ko)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3497684B2 (ja) * 1996-03-19 2004-02-16 株式会社東芝 回転電機のステータ
DE19714784A1 (de) * 1997-04-10 1998-10-22 Danfoss As Kompaktantrieb
JP3332226B2 (ja) * 1999-02-10 2002-10-07 ソニー株式会社 アクチュエータ装置
EP1071194B1 (en) * 1999-02-10 2008-12-10 Sony Corporation Actuator
JP2005287133A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd アクチュエータ装置、モータユニット及びコントローラユニット
DE102005021726A1 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Schaeffler Kg Modul für einen bürstenlosen Elektromotor und Verfahren zur Herstellung desselben
WO2009081033A2 (fr) * 2007-12-19 2009-07-02 Valeo Equipements Electriques Moteur Machine electrique tournante equipee de moyens de determination de la position angulaire du rotor
DE102010046520A1 (de) * 2010-09-21 2012-03-22 Jungheinrich Aktiengesellschaft Elektromotor zum Antrieb eines Flurförderzeugs
DE102015213043A1 (de) * 2015-07-13 2017-01-19 Robert Bosch Gmbh Elektrowerkzeugmaschine mit einem elektronisch kommutierten Antriebsmotor
JP6648492B2 (ja) * 2015-11-04 2020-02-14 株式会社デンソー 電子装置
FR3046507B1 (fr) 2016-01-05 2019-07-19 Valeo Equipements Electriques Moteur Stator pour une machine electrique tournante

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023508001A (ja) 2023-02-28
CN114788148A (zh) 2022-07-22
WO2021122961A1 (fr) 2021-06-24
EP4078788A1 (fr) 2022-10-26
FR3105639B1 (fr) 2021-12-17
FR3105639A1 (fr) 2021-06-25
JP7500728B2 (ja) 2024-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4535189B2 (ja) 車両用回転電機
CN108134485B (zh) 具有一体式磁位置传感器的旋转电机
US7633197B2 (en) Dynamoelectric machine
US7498701B2 (en) Controller-integrated rotating electrical machine
JP2924729B2 (ja) 回転電機
US20170324307A1 (en) Stator for an electric motor or generator
US7944168B2 (en) Device for controlling a rotating electrical machine
JP2003527061A (ja) 多相回転電気機器
JP4300702B2 (ja) 交流発電機の界磁回転子
CN107848429B (zh) 用于机动车辆的旋转电机
JP4941428B2 (ja) 車両用回転電機
KR20220111284A (ko) 온도 센서를 포함하는 회전 전기 기계
CN106712430A (zh) 一种低温漂无刷式直流测速发电机
KR20220025740A (ko) 회전 전기 기계용 플라스틱 베어링
CN111819773A (zh) 用于旋转电机的电刷架
JP2010239727A (ja) 車両用交流発電機及び車両用発電電動装置
JP4636828B2 (ja) 回転位置センサを備えた多相の電気的な機械
JP7101672B2 (ja) 回転電気機械用のロータ
JPWO2020213351A1 (ja) 回転電機
JP2010063250A (ja) 車両用回転電機
JP5092911B2 (ja) 車両用回転電機
US6876110B2 (en) Electric motor stator current controller
CN219287323U (zh) 一种无刷电机
JP7254146B1 (ja) 回転検出装置及びそれを用いた回転電機
JP2010051086A (ja) 車両用回転電機