配備有角位置傳感器的同步機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)的同步機(jī)(1)。所述同步機(jī)配備有所述轉(zhuǎn)子(3)的至少一個(gè)角位置傳感器模塊(1a)，且其特征在于所述定子(2)具有繞組，所述繞組用于由電子功率器件來供給多相交流電流。所述轉(zhuǎn)子(3)包括永磁體(4)，且用于繞定子(2)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述角位置傳感器(1a)延伸遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子(3)并在所述永磁體(4)處與后者對齊。所述角位置傳感器(1a)包括至少兩個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器(6)，且用于以電壓形式檢測由所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的軸向磁場的變化，且所述角位置傳感器(1a)還包括至少一個(gè)用于接收所述磁感應(yīng)測量傳感器(6)供給的各種電壓的電子單元，從而以絕對形式得出所述轉(zhuǎn)子(3)的所述角位置，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳輸給所述電子功率器件。
【專利說明】
配備有角位置傳感器的同步機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及角位置傳感器的一般技術(shù)領(lǐng)域和包括磁感應(yīng)發(fā)生裝置的同步機(jī)的一般技術(shù)領(lǐng)域，以及一種該類型的位置傳感器。
[0002]更具體地說，本發(fā)明涉及一種使用正弦電動(dòng)勢的同步機(jī)，包括用于控制所述機(jī)器的電力供應(yīng)的位置傳感器。本質(zhì)上，本發(fā)明適用于以多相交流電壓供電的同步機(jī)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但采用的是非限制的方式，以包括例如使用永磁體來產(chǎn)生磁感應(yīng)的裝置為例。
[0004]采用永磁體的同步機(jī)包括纏繞定子和支承永磁體的轉(zhuǎn)子。這種類型的機(jī)器通過電功率裝置來供電和驅(qū)動(dòng)。
[0005]采用永磁體和正弦電動(dòng)勢的同步機(jī)可以由矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。這種類型的控制本身是已知的，能夠獲得高性能，即高精度和高動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩。此性能是必要的，特別是對于牽引馬達(dá)而言。
[0006]但是，允許獲得高性能的控制系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)地精確獲知轉(zhuǎn)子的角位置。通常，通過包括特別是與轉(zhuǎn)子機(jī)械連接的旋轉(zhuǎn)部分的位置傳感器來提供轉(zhuǎn)子的角位置。存在用于確定轉(zhuǎn)子的角位置的不同已知技術(shù)。例如，我們可以參考稱為“解角器”、增量數(shù)字編碼器或絕對編碼器的位置傳感器。
[0007]然而，這些已知技術(shù)存在缺點(diǎn)。的確，已知的位置傳感器都具有與轉(zhuǎn)子機(jī)械相連的旋轉(zhuǎn)部分。這是影響需要向其中集成位置傳感器的機(jī)器的設(shè)計(jì)的主要限制因素。作為一般規(guī)則，角位置傳感器的旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)管驅(qū)動(dòng)。作為一般規(guī)則，這樣的驅(qū)動(dòng)管穿過定子，且經(jīng)常具有很高的慣性，因此可能減慢角度位置的測量。此類測量造成的精度不足，造成了機(jī)器性能的改變。此外，其必須穿過機(jī)器以收集角度位置信息的事實(shí)，顯著地增加了整體復(fù)雜性。這意味著要使用更大數(shù)目的機(jī)械部件，增加了故障風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]此外，在已知同步機(jī)的初始調(diào)試中，必須由轉(zhuǎn)換器進(jìn)行稱為校準(zhǔn)的操作。在此操作期間，機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)換器測量對應(yīng)于穿過零電動(dòng)勢的角度。該維護(hù)操作在維護(hù)操作后，例如更換傳感器，更換轉(zhuǎn)子或定子或電磁部件，或改變整個(gè)機(jī)器之后，必須執(zhí)行校準(zhǔn)操作。此類校準(zhǔn)操作往往執(zhí)行難度大，特別是對于長車輛，如鐵路車輛，因?yàn)樗鲕囕v必須被升起以允許校準(zhǔn)期間車輪自由取向。
[0009]但是，校準(zhǔn)操作尤為重要，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的測得角度位置及其真實(shí)位置之間的角度偏移，會(huì)使得轉(zhuǎn)矩大幅下降。例如，1°機(jī)械角度的偏移，會(huì)導(dǎo)致大約5%的下降，而2°機(jī)械角度的偏移，則產(chǎn)生20%的轉(zhuǎn)矩下降。
[0010]通過文獻(xiàn)EP1758230，還有已知的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)，其更具體地包括永磁體轉(zhuǎn)子和一個(gè)或多個(gè)磁傳感器，來檢測從所述轉(zhuǎn)子逸出的磁性泄漏。在這樣的機(jī)器中，所述定子圍繞轉(zhuǎn)子延伸，而對磁流的檢測不提供所述轉(zhuǎn)子的絕對角位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]基于此，本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，并提供一種新型同步機(jī)，其包括以可靠方式提供磁感應(yīng)值從而確定轉(zhuǎn)子的絕對角位置的角位置傳感器。
[0012]本發(fā)明的又一目的在于，提供一種新型同步機(jī)，其中角位置傳感器的組裝和替換尤其簡單。
[0013]本發(fā)明的又一目的在于，提供一種新型同步機(jī)，其中所述同步機(jī)在初始調(diào)試或完成維護(hù)操作后無需復(fù)雜的校準(zhǔn)操作。
[0014]本發(fā)明的所述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方式為:一種包括定子和轉(zhuǎn)子的同步機(jī)，所述同步機(jī)配備有至少一個(gè)角位置傳感器，且其特征在于:
[0015]所述定子具有繞組，所述繞組設(shè)計(jì)為由電子功率器件例如轉(zhuǎn)換器來供給多相交流電流；
[0016]所述轉(zhuǎn)子包括磁感應(yīng)發(fā)生裝置，且設(shè)計(jì)為在所述定子得到交流電流供電時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0017]所述角位置傳感器模塊包括至少一對的兩個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器，以檢測由所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的軸向磁場的變化并提供電壓，每對傳感器的所述傳感器所處的角度偏移為90電角度；
[0018]磁感應(yīng)測量傳感器，其與所述定子集成一體，從所述轉(zhuǎn)子朝向且直接緊鄰于所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置的軸向邊緣的軸端延伸;和
[0019]所述角位置傳感器模塊包括至少一個(gè)用于接收所述磁感應(yīng)測量傳感器提供的各種電壓的電子單元，以得出所述轉(zhuǎn)子(3)的絕對形式的角位置，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳輸給所述電子功率器件。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的一個(gè)示例，所述轉(zhuǎn)子圍繞所述定子延伸。
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的一個(gè)示例，所述磁感應(yīng)測量傳感器連接并布置在至少一個(gè)可拆卸支架上，以沿一條曲度與所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置的軸向邊緣的連續(xù)線的曲度基本相匹配的線延伸。
[0022]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的一個(gè)示例，所述同步機(jī)包括至少兩個(gè)具有相互角度偏移的角位置傳感器模塊。
[0023]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的一個(gè)示例，所述同步機(jī)包括兩個(gè)各設(shè)有5個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器的可拆卸支架。
[0024]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的一個(gè)示例，所述可拆卸支架包括至少一個(gè)所述電子單元的電子電路。
[0025]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的一個(gè)示例，所述可拆卸支架包括至少一個(gè)用于測量所述同步機(jī)的環(huán)境溫度的溫度傳感器。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的又一個(gè)示例，所述磁感應(yīng)測量傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器。
[0027]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的又一個(gè)示例，所述磁感應(yīng)測量傳感器是磁阻傳感器。
[0028]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的又一個(gè)示例，所述電子功率器件包括以脈寬調(diào)制來驅(qū)動(dòng)所述同步機(jī)的轉(zhuǎn)換器。
[0029]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的又一個(gè)示例，所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置是永磁體。
[0030]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的實(shí)施例的又一個(gè)示例，所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置由電氣繞組組成。
[0031]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)，例如是軌道或道路行駛車輛的車輪馬達(dá)。
[0032]因此，根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)具有實(shí)時(shí)提供絕對形式的轉(zhuǎn)子角位置的精確測量的優(yōu)點(diǎn)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的又一優(yōu)點(diǎn)，在于能夠通過其角位置傳感器模塊檢測同步機(jī)的兩相之間的可能短路。
[0034]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的又一優(yōu)點(diǎn)，在于其無需任何校準(zhǔn)操作的事實(shí)，尤其是在維護(hù)操作后。
[0035]根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的又一優(yōu)點(diǎn)，在于移動(dòng)位置傳感器，通過測量永磁體產(chǎn)生的場，指示磁場隨時(shí)間的變化，由此估計(jì)同步機(jī)是否完好，或存在可能危害同步機(jī)性能的老化問題。
【附圖說明】
[0036]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)亦將顯示在作為非限制性示例的附圖中，其中:
[0037]圖1展示了根據(jù)本發(fā)明所述的在定子的一部分上包含角位置傳感器的同步機(jī)的實(shí)施例的
[0038]一個(gè)示例；
[0039]圖2展示了圖1的剖面詳細(xì)視圖；
[0040]圖3展示了所述角位置傳感器模塊的可拆卸支架的實(shí)施例的一個(gè)示例，所示為前視圖，所述模塊設(shè)計(jì)用于插入根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)；
[0041]圖4是操作根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的角位置傳感器模塊所需的電子裝置的框圖；
[0042]圖5以功能圖的形式展示了根據(jù)本發(fā)明所述的永磁體和正弦電動(dòng)勢同步機(jī)的矢量控制系統(tǒng)的一個(gè)示例；
[0043]圖6是根據(jù)本發(fā)明所述的同步機(jī)的磁感應(yīng)傳感器測得的信號的示例；
[0044]圖7是由包括兩個(gè)傳感器的角位置傳感器模塊得到的校正信號的示例，其產(chǎn)生隨時(shí)間變化的標(biāo)準(zhǔn)化軸向場值;以及
[0045]圖8展示了根據(jù)本發(fā)明所述的具有兩極的同步機(jī)中測得的軸向場計(jì)算得到的角位置。
【具體實(shí)施方式】
[0046]圖1展示了同步機(jī)I的實(shí)施例的一個(gè)示例，其包括安裝在如圖4示意圖所示的定子2上的角位置傳感器。圖1展示了端部2a的一部分，例如，以與定子2機(jī)械性集成一體的法蘭的形式。同步機(jī)I還包括設(shè)有永磁體4的轉(zhuǎn)子3。
[0047]端部2a不接觸地至少部分覆蓋轉(zhuǎn)子3的軸端3a。軸端3a和端部2a之間的設(shè)置的一個(gè)示例更詳細(xì)地說明于圖2中。
[0048]定子2包括繞組(未顯示)，其設(shè)計(jì)為由電子功率器件(也稱為轉(zhuǎn)換器或逆變器)供給多相電流。優(yōu)選地，向后者供給電壓和電流。
[0049]轉(zhuǎn)子3優(yōu)選為基本圓柱形3b，其內(nèi)表面覆蓋有永磁體4。轉(zhuǎn)子3設(shè)計(jì)成圍繞著定子2的一部分轉(zhuǎn)動(dòng)，該定子2在所述轉(zhuǎn)子3內(nèi)部所包含的自由空間中延伸。
[0050]永磁體4是，例如，以軸向方向堆疊在設(shè)于圓柱3b的內(nèi)表面的軸向槽中。永磁體4組裝連接到轉(zhuǎn)子3內(nèi)表面是以已知方式完成的。
[0051 ]例如，永磁體4的插入，是通過滑入軸向槽內(nèi)，并由所述槽和所述永磁體4的匹配形狀徑向固定。
[0052]在軸向上，永磁體4由抗磁性材料的止動(dòng)部5鎖定在每個(gè)凹槽中，其更詳細(xì)地顯示在圖2中。
[0053]在一個(gè)非限制性實(shí)施例的示例中，止動(dòng)部5形成防止接合在相應(yīng)槽中的永磁體4發(fā)生軸向運(yùn)動(dòng)的擋塊5a。止動(dòng)部5的尺寸和形狀選擇為，使其不阻礙通向接合在每個(gè)槽內(nèi)的最后一個(gè)永磁體4的軸向邊緣4a的至少一部分的相對位置上的區(qū)域的通路。也可以考慮其他已知的技術(shù)固定方案。
[0054]圓柱3b的軸端3a不具有永磁體4，優(yōu)選地，特意包括在徑向方向上稍微挖空的形狀。這種形狀允許限制因止動(dòng)部5的連接而產(chǎn)生的維度。優(yōu)選地，止動(dòng)部5由螺釘5b連接到圓柱3b的各槽的盡頭，從而有效地鎖定每行永磁體4。
[0055]本發(fā)明所述的同步機(jī)I還包括用于轉(zhuǎn)子3的角位置傳感器模塊la。具體而言，角位置傳感器模塊包括一對或多對磁感應(yīng)測量傳感器6。后者設(shè)計(jì)為檢測由永磁體4產(chǎn)生的軸向磁場的變化。這種軸向磁場的變化由磁感應(yīng)測量傳感器6檢測并轉(zhuǎn)換成電壓。
[0056]每對傳感器6之間的角偏差為90°電角度。例如，90電角度表示具有20個(gè)極對的電動(dòng)機(jī)的4.5機(jī)械度。
[0057]角位置傳感器Ia還包括至少一個(gè)電子單元，該電子單元設(shè)計(jì)成從磁感應(yīng)測量傳感器6接收感應(yīng)電壓并從中減去轉(zhuǎn)子3的角位置。該確定以絕對方式進(jìn)行。
[0058]該電子單元也可以允許涉及轉(zhuǎn)子3角位置的信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娮庸β势骷?br>[0059]磁感應(yīng)測量傳感器6與端部2a機(jī)械地集成一體，并在轉(zhuǎn)子3的與接合在槽內(nèi)的最后一個(gè)永磁體4的軸向邊緣4a相對并緊鄰的軸端延伸。當(dāng)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各軸向邊緣4a因此在磁感應(yīng)測量傳感器6的前方經(jīng)過。
[0060]優(yōu)選地，磁測量傳感器6連接到可拆卸的支架7。
[0061 ]為此目的，可拆卸支架7具有軸向支承部7a和支承端部7b。支架端部7b基本上橫向延伸到軸向支架7a的一部分。磁感應(yīng)測量傳感器6布置在軸向支承部7a的自由端的外表面7c上。
[0062]可拆卸支架7優(yōu)選為形成與轉(zhuǎn)子3的曲線基本相匹配的彎曲。磁感應(yīng)測量傳感器6優(yōu)選為連接并布置在上外表面7c上的一條曲度與永磁體4的軸向邊緣4a的連續(xù)線的曲度基本相匹配的線上。
[0063]可拆卸支架7是，例如，插入到端部2a中制成的槽8內(nèi)。當(dāng)然，槽8的曲線與軸向支架7a的部分上的曲線相同或相似。
[0064]一旦在可拆卸支架7上設(shè)置了磁感應(yīng)測量傳感器6，則將可拆卸支架7軸向地插入到槽8，直到其在支架端部7b處抵靠于端部2a的外表面?？刹鹦吨Ъ?的維度，且特別是軸向支承部7a的軸向長度選擇為，使得磁感應(yīng)測量傳感器6從軸向邊緣4a延伸至距離e。該距離e包括在例如1.5和2.5毫米之間，優(yōu)選為等于2毫米。
[0065]所有類型的連接裝置，即使未示出，也可用于使得支架端部7b與端部2a集成一體。
[0066]在本實(shí)施例的一個(gè)示例中，同步機(jī)I包括布置在可拆卸支架7上且彼此置于90°電角度的至少兩個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器6。
[0067]在本實(shí)施例的另一個(gè)示例中，本發(fā)明所述的同步機(jī)I，如圖1所示，包括兩個(gè)各設(shè)有例如至少兩個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器6的可拆卸支架7。
[0068]圖3是包括5個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器6的可拆卸支架7的實(shí)施例的一個(gè)示例的正面示意圖。相應(yīng)地，根據(jù)圖3所示的實(shí)施例的示例，同步機(jī)I包括兩個(gè)各包括5個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器6的可拆卸支架7。
[0069]優(yōu)選地，軸向支承部7a的外表面7c設(shè)有溫度傳感器9，后者用于測量同步機(jī)I的環(huán)境溫度，以便調(diào)整其控制，因?yàn)楦袘?yīng)隨溫度變化。
[0070]在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選示例中，可拆卸支架7至少包括一個(gè)所述電子單元的電子電路或所述電子單元的電子電路的一部分。
[0071]舉例而言，電子功率器件是通過脈寬調(diào)制來驅(qū)動(dòng)同步機(jī)I的轉(zhuǎn)換器。
[0072]所述磁感應(yīng)測量傳感器6優(yōu)選為霍爾(Hall)效應(yīng)傳感器。
[0073]在同步機(jī)I的實(shí)施例的另一個(gè)示例中，磁感應(yīng)測量傳感器6包括稱為磁阻傳感器的AMR/GMR傳感器。
[0074]雖然霍爾效應(yīng)傳感器可用于測量磁場的連續(xù)分量，但磁阻傳感器是基于材料隨外加磁場方向而變化的電阻來工作的。這些傳感器本身是已知的，因此不再累述。
[0075]通過使用霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻傳感器，無需再進(jìn)行校準(zhǔn)角位置傳感器Ia的操作。事實(shí)上，所述傳感器測量由永磁體4產(chǎn)生的磁場的空間分布，即使當(dāng)同步機(jī)I處于停止。這省去了所述同步機(jī)I調(diào)試或所述同步機(jī)I維護(hù)操作之后的進(jìn)行任何校準(zhǔn)操作的必要。這是本發(fā)明所述的同步機(jī)I的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。
[0076]圖4是本發(fā)明所述的同步機(jī)I的角位置傳感器模塊Ia的操作所需的電子裝置的框圖。因此，后者包括纏繞定子2和包括永磁體4的轉(zhuǎn)子3。
[0077]因此，角位置傳感器Ia包括了包括感應(yīng)測量傳感器6的功能裝置，其與用于采集信號和用于計(jì)算轉(zhuǎn)子3定位角的電子單元相關(guān)聯(lián)。
[0078]所述功能裝置包括，例如，兩個(gè)固定地安裝在內(nèi)的無接觸且朝向永磁體4的磁感應(yīng)測量傳感器6。來自所述感應(yīng)測量傳感器6的信息隨后分別由放大裝置10和濾波裝置11放大和濾波，然后由計(jì)算機(jī)12采集。因此，電子單元的該計(jì)算機(jī)12從來自感應(yīng)測量傳感器6的信息確定轉(zhuǎn)子角度(轉(zhuǎn)子的角位置)，并實(shí)時(shí)將轉(zhuǎn)子角度發(fā)送到控制轉(zhuǎn)換器14的矢量控制系統(tǒng)13ο
[0079]轉(zhuǎn)子角度通過現(xiàn)場總線類型協(xié)議，如SSI，PR0FIBUS等，傳輸?shù)绞噶靠刂葡到y(tǒng)13。另夕卜，由計(jì)算機(jī)12所確定的轉(zhuǎn)子角度的符號定義了同步機(jī)I的旋轉(zhuǎn)方向。
[0080]圖5中以功能圖表的方式示出了具有永磁體4的同步機(jī)I的矢量控制系統(tǒng)13和正弦電動(dòng)勢。在矢量控制系統(tǒng)的該示例中，同步機(jī)I包括以電壓供給的轉(zhuǎn)換器14。
[0081 ]矢量控制系統(tǒng)13通過脈寬調(diào)制的方式控制轉(zhuǎn)換器14，以在同步機(jī)I的每個(gè)相Pi，P2，P3上產(chǎn)生中等供電電壓，并由此在每個(gè)相P1, p2，P3上產(chǎn)生確定電流。因此，轉(zhuǎn)換器14將由直流電壓源U供給的電壓轉(zhuǎn)換成三相電壓供給同步機(jī)I。后者的操作，例如，當(dāng)車輛在制動(dòng)階段時(shí)，通過牽引力和作為三相電壓發(fā)生器交替。
[0082 ]矢量控制系統(tǒng)13包括轉(zhuǎn)換器控制裝置14、電流傳感器15、電壓傳感器16和同步機(jī)I的角位置傳感器la。
[0083]矢量控制系統(tǒng)13接收，例如，所述轉(zhuǎn)矩設(shè)定值C。轉(zhuǎn)換器控制裝置14基于源自電流傳感器15、角度位置傳感器模塊Ia的信息和設(shè)定值C，計(jì)算要施加到矢量所述轉(zhuǎn)換器14上以使同步機(jī)I到達(dá)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值C的電壓。
[0084]矢量控制系統(tǒng)13，特別是永磁體4和正弦電動(dòng)勢同步機(jī)I，本身是已知的，在此不再累述。
[0085]同步機(jī)I具有如下突出優(yōu)點(diǎn):包括能夠直接測量由所述永磁體4產(chǎn)生的磁場的角度位置傳感器I a，由此可以知悉磁場隨時(shí)間的變化。以此方式，可以檢測到永磁體4的性能的任何劣化，因此，由此可以檢測到本發(fā)明所述的同步機(jī)I的性能的任何劣化。
[0086]此外，同步機(jī)I的角位置傳感器Ia能夠檢測感應(yīng)因相間短路而引起的磁場陡增。
[0087]圖6是通過彼此布置為相互90電角度的磁感應(yīng)傳感器6測得的信號的示例。這樣的布置對應(yīng)于包含20極對的機(jī)器的4.5°機(jī)械角度。如此的模塊能夠測定由磁體產(chǎn)生的軸向場。信號A和B分別表示為細(xì)線和粗線，其由兩個(gè)傳感器6分別提供為電壓V的形式，并且由在軸向場中的3階諧波的存在下變形的正弦信號組成。所述信號A和B是以已知方式測量并濾波的信號。
[0088]為了校正信號中的任何非線性，可以使用本身已知的自適應(yīng)濾波裝置，或者使用基于利用多個(gè)角度位置傳感器模塊Ia且各模塊之間具有任意角度偏移的校正裝置。
[0089]在所述校正之后，所述測量得到并經(jīng)濾波和校正的值具有正弦形狀^和扮，從中即可確定轉(zhuǎn)子3的角位置。圖7是校正信號AjPB1的示例，由包括兩個(gè)隨時(shí)間產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化軸向場值的傳感器的角位置傳感器模塊獲得。
[0090]作為示例，圖8表示絕對角位置α，稱為角度，從本發(fā)明所述的具有兩個(gè)極的同步機(jī)I測得的軸向場計(jì)算得到。
[0091]電子單元根據(jù)如下所述的計(jì)算，并考慮到y(tǒng)與信號B1的曲線所示值的對應(yīng)性和X與信號^的曲線所示值的對應(yīng)性，確定角位置α。
[0092]相應(yīng)地:
[0093]若χ>0且y>0;則a = atan(y/x)
[0094]若x= o且 y>0;則α = π/2
[0095]若x〈0且yX);則a= jr+atan(y/x)
[0096]若x〈0且y〈0;則a= jr+atan(y/x)
[0097]若χ= ο且y〈O;貝丨Ja = 3jt/2
[0098]若x>0 且y〈0 ；貝 Ija = atan(y/x)+2Ji
[0099]本發(fā)明所述的永磁體4和正弦電場力同步機(jī)I，優(yōu)選為構(gòu)成車輪馬達(dá)。
[0100]本發(fā)明所述的同步機(jī)，還可以用作絞車馬達(dá)或電梯馬達(dá)。
[0101]顯然，本說明并不局限于明確描述的示例，而是還擴(kuò)展到其他實(shí)施例和/或?qū)嵤┓椒āＯ鄳?yīng)地，所描述的特征可以由等同的技術(shù)特征取代，而不會(huì)脫離本發(fā)明的框架范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.同步機(jī)(I)，包括定子(2)和轉(zhuǎn)子(3)，所述同步機(jī)(I)配備有所述轉(zhuǎn)子(3)的至少一個(gè)角位置傳感器模塊(Ia)，且其特征在于: 所述定子(2)具有繞組，所述繞組設(shè)計(jì)為由電子功率器件例如轉(zhuǎn)換器來供給多相交流電流； 所述轉(zhuǎn)子(3)包括磁感應(yīng)發(fā)生裝置，且設(shè)計(jì)為在所述定子(2)得到供電時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述角位置傳感器模塊(Ia)包括至少一對的兩個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器(6)，以在提供電壓的同時(shí)檢測由所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的軸向磁場的變化，所述模塊(Ia)或每個(gè)所述模塊(Ia)的所述傳感器(6)的角度偏移為90電角度； 磁感應(yīng)測量傳感器(6)，其與所述定子(2)集成一體，從所述轉(zhuǎn)子(3)的與所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置的軸向邊緣(4a)相對且直接緊鄰的軸端(3a)延伸，；和 所述角位置傳感器模塊(Ia)包括至少一個(gè)用于接收所述磁感應(yīng)測量傳感器(6)提供的各種電壓的電子單元，以得出所述轉(zhuǎn)子(3)的絕對形式的所述角位置，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳輸給所述電子功率器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(3)圍繞所述定子(2)延伸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述磁感應(yīng)測量傳感器(6)連接并布置在至少一個(gè)可拆卸支架(7)上，以沿一條曲度與所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置的軸向邊緣(4a)的連續(xù)線的曲度基本相匹配的線延伸。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，其包括至少兩個(gè)具有相互角度偏移的角位置傳感器模塊(la)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，其包括兩個(gè)各設(shè)有5個(gè)磁感應(yīng)測量傳感器(6)的可拆卸支架(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述可拆卸支架(7)包括至少一個(gè)所述電子單元的電子電路。7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述可拆卸支架(7)包括溫度傳感器(9)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述磁感應(yīng)測量傳感器(6)是霍爾效應(yīng)傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述磁感應(yīng)測量傳感器(6)是磁阻傳感器。10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述電子功率器件包括以脈寬調(diào)制來驅(qū)動(dòng)所述同步機(jī)(I)的轉(zhuǎn)換器(14)。11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置是永磁體(4)。12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，所述磁感應(yīng)發(fā)生裝置由電氣繞組組成。13.根據(jù)前置權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的同步機(jī)(I)，其特征在于，其包括在車輛的車輪馬達(dá)中。
【文檔編號】H02K29/08GK106063097SQ201580010073
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月24日
【發(fā)明人】皮埃爾·杜馬斯
【申請人】羅爾機(jī)電公司