[发明专利]无刷直流电机和用于提供角度信号的方法

说明书

本发明涉及一种为外转子式的无刷直流电机(1)以及一种用于提供角度信号的方法，无刷直流电机具有评估和控制单元(7)、定子、转子、共转的钟形件(5)和传感器(10)，传感器确定转子的角度位置。在此，在共转的钟形件(5)上施加有具有至少一个导电迹线(22)的标靶(20)，并且传感器(10)实施为具有至少一个线圈的电涡流传感器，其中，传感器(10)布置成与标靶(20)沿径向间隔开，使得至少一个导电迹线(22)至少部分地覆盖至少一个线圈，其中，传感器(10)提供角度信号，该角度信号作为至少一个线圈被至少一个导电迹线(22)覆盖的函数，该角度信号唯一性地代表转子直至360°的绝对角度位置。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的类型的无刷直流电机或用于提供角度信号的方法。

背景技术

由现有技术已知作为具有受传感器控制且没有传感器的换向部的为外转子式的无刷直流电机。在受传感器控制的换向部中，直流电机的转子的位置例如利用光学传感器和/或霍尔传感器来测量，以便相应地操控定子的相位。这使得能够实现近似“平稳地”启动直流电机。使用磁性传感器实现了永久激励部的磁体作为传感器磁体双重用途。因为在紧急情况下总是操控至少三相定子系统的两个绕组，所以在无传感器的换向部中通过在刚好未受操控的定子绕组中的感应电压确定转子位置。然而，仅在转子运动时提供该信号。因此，无传感器的启动特别重要。为此，通常使马达以固定的时钟方案启动。由于初始的转子位置的不确定性，这可导致猛烈的冲击。对于很多应用而言，这种情况不可接受。

此外，由现有技术已知用于节流阀或类似系统的伺服驱动器，其具有无刷直流电机，无刷直流电机的状态在减速的传动期间有变化。除了为马达控制探测转子位置之外，在此作为功能方面探测从动部的位置。为此需要第二传感器，因为传动需要区分(电气/机械)多圈转数。为了马达控制在从动部处使用传感器是有问题的，因为在确定转子位置时，传动间隙可导致相对大的角度误差。通过使用具有很多数量的电极的马达可部分地取消机械传动(直接驱动)。在无传感器的运行中并且在使用磁性传感器和永久激励部的双重用途时，电相位不对应于马达轴的绝对位置。

由EP 0856 720Al例如已知一种转向角传感器，其用于探测机动车的方向盘的转动角度或转动角度变化，在该转向角传感器中借助于机电构件生成取决于转动角度或转动角度变化的电信号。非接触式的转向角传感器由安置在转向轴的端部处的永磁体构成，该永磁体的磁化轴垂直于转向轴的轴线。在永磁体的区域中存在对磁场敏感的传感器，其优选地由离散或集成的形式的霍尔元件构成。

发明内容

具有独立权利要求1的特征的无刷直流电机和具有独立权利要求7的特征的用于提供角度信号的方法具有的优点是，通过将无刷直流电机的共转的钟形件函数化以便借助于电涡流传感器进行转子的绝对角度确定使得能够实现降低成本和缩小结构空间。传感器与无刷直流电机的极对数无关地提供具有直至360°的唯一性的测量信号。测量信号例如可用于定子线圈的换向，这尤其对于电动车辆中的平稳启动必不可少。在能够通过使用相应地高转矩的马达取消机械传动的应用中，传感器可除了马达控制之外还用于调节从动部或效用功能。因此可取消第二传感器。

本发明的实施方式提供了一种为外转子式的无刷直流电机，其包括定子、转子、共转的钟形件和传感器，传感器确定转子的角度位置。在此，在共转的钟形件上施加有具有至少一个导电迹线的标靶，并且传感器实施为具有至少一个线圈的电涡流传感器，其中，传感器与标靶沿径向间隔开地布置，使得至少一个导电迹线至少部分地覆盖至少一个线圈，其中，传感器作为至少一个线圈被至少一个导电迹线覆盖的函数提供角度信号，该角度信号唯一性地代表转子的直至360°的绝对角度位置。

此外，提出了一种用于提供角度信号的方法，该角度信号代表无刷直流电机的转子的角度位置，其中，直流电机实施为具有共转的钟形件的外转子式。在此，作为实施为电涡流传感器的传感器的至少一个线圈被标靶的至少一个导电迹线覆盖的函数生成角度信号，标靶施加在共转的钟形件上，其中，角度信号唯一性地代表转子直至360°的绝对角度位置。