ES2303003T3 - Maquina electrica polifasica con sensor de posicion de giro. - Google Patents
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Abstract
Máquina eléctrica polifásica, especialmente arranque-generador para motores de combustión interna, con un estator (14) que lleva un bobinado (15) polifásico y un rotor multipolar fijado en un árbol (20) de rotor, especialmente un rotor (16) de polos intercalados, cuya posición angular de giro con respecto al estator debe determinarse dentro de un ángulo (f) eléctrico de 360º preestablecido mediante los pares de polos del rotor por un sistema (38) de sensor de posición de giro, que presenta un anillo (37) polar que rota con el árbol de rotor, cuyo número de polos corresponde al número de polos del rotor y que actúa conjuntamente con un captador (39) fijo que presenta varios elementos (40) de sensor que dependen del campo magnético a través de un entrehierro (42) pequeño, estando desplazados los elementos de sensor entre sí en la dirección perimetral, penetrando axialmente el captador (39) con sus elementos (40) de sensor en una entalladura (36) axial de un anillo (35a) de culata magnético suave que rota con el árbol (20) de rotor, de modo que los elementos (40) de sensor están situados de manera opuesta a través del entrehierro (42) con respecto al anillo (37) polar fijado al anillo (35a) de culata dentro de la entalladura (36), caracterizada porque la máquina presenta una polea y porque el anillo (35a) de culata está formado por una sección de la polea (35).
Description
Máquina eléctrica polifásica con sensor de
posición de giro.
La invención se refiere a una máquina eléctrica
polifásica, especialmente a un arranque-generador
para motores de combustión interna con un sensor de posición de
giro según el concepto genérico de la reivindicación 1.
Las máquinas eléctricas de este tipo de
construcción se utilizan por ejemplo como
arranque-generador en automóviles. La máquina
eléctrica se acciona a este respecto por un lado en el
funcionamiento de generador como generador de corriente trifásica
por el motor de combustión interna del vehículo y la energía
generada se suministra a través de una unidad constructiva de
rectificador a la red de a bordo del vehículo. Por otro lado la
máquina eléctrica se alimenta en el funcionamiento del motor a
través de un inversor por la red de a bordo de corriente continua y
se utiliza para arrancar el motor de combustión interna. Para poder
arrancar la máquina eléctrica en el funcionamiento del motor desde
una posición de reposo cualquiera en la dirección de giro
preestablecida se conoce por ejemplo por el documento FR 28 07 231
B1 disponer un sensor de posición de giro en la brida de cojinete
anterior de la máquina para detectar la posición del polo del rotor
de polos intercalados con respecto a las tres fases de su bobinado
de estator, explorando la posición de reposo de un anillo polar
fijado a la polea de la máquina, que está dotado por su perímetro
de un número de polos que corresponde al número de los polos de
rotor. El sensor de posición está dotado a este respecto de tres
elementos de sensor HALL situados en cada caso con un
desplazamiento eléctrico de 120º entre sí que reaccionan frente a
cambios de la intensidad de campo de una componente perpendicular
del campo magnético alterno existente en el perímetro del polo y de
manera correspondiente emiten en cada caso una señal alta o una
señal baja a través de un grado de regulación, por ejemplo un
trigger de Schmitt.
A este respecto es desventajoso que los
elementos de sensor y el anillo polar del sensor de posición se vean
perjudicados por el campo de dispersión del campo de excitación en
el rotor de polos intercalados, distorsionándose las señales de
salida de los elementos de sensor de este modo en función de la
intensidad de la corriente de excitación en el rotor de polos
intercalados.
Para compensar la distorsión de señales mediante
el campo de dispersión del rotor de polos intercalados se conoce
por el documento WO 01/69762 A1 dotar a la rueda polar por su
perímetro de una distancia interpolar asimétrica. Sin embargo, esto
tiene la desventaja de que la compensación sólo es eficaz para un
campo de excitación constante preestablecido del rotor de polos
intercalados. Sin embargo, debido a que especialmente en la fase
inicial de la máquina eléctrica la intensidad del campo de
excitación cambia mucho, el uso de realizaciones de sensor de este
tipo es problemático en el caso de
arranques-generadores.
Con la presente solución se pretende desacoplar
el sensor de posición de giro junto con su anillo polar del campo
de dispersión del rotor de modo que independientemente de la
intensidad del campo de excitación tiene lugar una detección de
posición de los polos de rotor con respecto a las fases del bobinado
de estator mediante la conexión de la tensión de alimentación.
Otro ejemplo de una máquina eléctrica con un
sensor integrado se conoce por el documento US 4.894.553.
La máquina eléctrica según la invención con las
características identificativas de la reivindicación 1 tiene la
ventaja que los elementos de sensor y el anillo polar ahora están
dispuestos en un espacio libre del campo de dispersión magnético
del rotor y, dado el caso, otros campos perturbadores magnéticos, de
modo que las señales emitidas por los elementos de sensor dependen
exclusivamente del campo magnético del anillo polar. Mediante el
uso de varios elementos de sensor resulta como ventaja adicional la
identificación fiable inmediata de la posición de giro de los polos
de rotor al conectar la tensión de alimentación (True Power On).
Mediante la disposición de los elementos de sensor y del anillo
polar en la entalladura axial del anillo de culata resulta como
ventaja adicional la protección de estas partes frente a un daño
mecánico.
Mediante las medidas expuestas en las
reivindicaciones dependientes resultan configuraciones y
perfeccionamientos ventajosos de las características indicadas en
la reivindicación independiente.
Así es ventajoso para la obtención de cambios lo
más abruptos posibles de la intensidad del campo magnético en los
elementos de sensor en el caso de un cambio de la polaridad a través
del anillo polar rotatorio cuando estos elementos de sensor están
orientados radialmente y cuando el anillo polar está fijado a una
pared axial de la entalladura y presenta imanes permanentes
radialmente magnetizados con la misma distancia interpolar y una
polaridad alterna. En el caso de una máquina eléctrica con un número
de polos elevado en el rotor es además conveniente fijar el anillo
polar con la configuración de muchos polos de manera correspondiente
en la pared axial exterior de la entalladura, estando dispuestos de
manera análoga al bobinado trifásico de la máquina tres elementos
de sensor, preferiblemente fijados unos al lado de los otros en el
captador, situados con un desplazamiento eléctrico de 120º entre
sí, directamente por debajo del lado interior del anillo polar.
Para la obtención de señales de sensor unívocas que dependen de la
posición de giro en la posición de reposo de la máquina es
especialmente ventajoso cuando los elementos de sensor son elementos
de sensor que dependen de cambios del campo magnético,
preferiblemente elementos de sensor HALL absolutos. Alternativamente
a esto pueden utilizarse también sensores magnetorresistivos
anisotrópicos (AMR,
Anisotrop-Magneto-Resistive) o
magnetorresistivos gigantes (GMR,
Giant-Magneto-
Resistive).
Resistive).
Para obtener en los elementos de sensor un campo
útil magnético lo más intenso posible, la hendidura magnética debe
ser lo más reducida posible para el enclavamiento recíproco a la
rueda polar. Con este fin se propone como perfeccionamiento de la
invención dimensionar la altura de la entalladura axial en el anillo
de culata para el enclavamiento recíproco magnético de modo que el
captador está dispuesto con los elementos de sensor directamente
por encima de la pared axial interior de la entalladura. A este
respecto es especialmente conveniente cuando la parte posterior de
una polea que puede colocarse sobre el árbol de rotor está
configurada como anillo de culata con una entalladura axial abierta
hacia atrás. Esto tiene la ventaja que para el alojamiento del
sensor de posición de giro con el anillo polar no se necesita un
espacio adicional ni un aumento de la longitud constructiva axial
de la máquina, que tiene lugar una colocación térmicamente favorable
y que son posibles tolerancias de fabricación estrechas con
respecto al entrehierro de trabajo de la disposición de sensor sin
un gran esfuerzo adicional. Debido a que la distribución del campo
magnético del anillo polar ahora es independiente del campo de
dispersión del rotor, el anillo polar se dota convenientemente de
una distancia interpolar uniforme. Para poder posicionar de manera
exacta el captador con los elementos de sensor en el perímetro de la
placa de cojinete de la máquina se propone fijar el captador en un
rebaje en la placa de cojinete de la máquina eléctrica. A este
respecto el captador se centra convenientemente con hombros en
superficies de centrado radiales en el rebaje en la placa de
cojinete. Además, para la asociación exacta de los imanes
permanentes del anillo polar a los polos de rotor de la máquina, la
polea está fijada en una posición angular preestablecida con
respecto a los polos del rotor sobre el árbol de rotor.
Alternativamente a las dimensiones estrechas de
la entalladura del anillo de culata también es posible para la
obtención de un buen enclavamiento recíproco magnético colocar en la
pared axial de la entalladura opuesta a la rueda polar un anillo de
enclavamiento recíproco magnético suave, de modo que entonces el
captador con los elementos de sensor en cada caso con un
entrehierro reducido entre el anillo polar y el anillo de
enclavamiento recíproco penetra axialmente en la entalladura.
Además también es posible fabricar el captador al menos en la zona
de los elementos de sensor a partir de un material magnéticamente
conductor para aumentar la densidad de flujo en los elementos de
sensor. Alternativamente a la colocación del anillo polar en la
pared axial exterior de la entalladura éste puede fijarse también
en la pared axial interior con un despliegue de material más
reducido de manera correspondiente para el anillo polar. Además el
anillo polar puede fijarse también a la base de la entalladura,
siempre que la entalladura tenga la profundidad suficiente para
alojar completamente los elementos de sensor que deben disponerse
entonces directamente delante del lado frontal del anillo polar. En
este caso el anillo polar debe magnetizarse axialmente con sus
imanes permanentes de polaridad alterna. La colocación de la
disposición de sensor en el lado de accionamiento, especialmente en
la polea, tiene la ventaja que en el mismo está bien protegida
frente a influencias del ambiente, daños mecánicos y solicitación
por temperatura, ya que la máquina eléctrica en el lado de
accionamiento tiene habitualmente la temperatura de funcionamiento
más reducida.
Sin embargo, el sensor de posición de giro y el
anillo de culata pueden estar dispuestos también en el lado frontal
posterior de la máquina dentro o fuera de la placa de cojinete
debido a que también en este caso los campos de dispersión
magnéticos del rotor se mantienen alejados de la rueda polar y de
los elementos de sensor mediante el anillo de culata. Debido a que
en el mismo existe habitualmente un ventilador, existe también una
ventilación y refrigeración suficientes.
En el caso de usar los denominados sensores Hall
absolutos siempre puede detectarse de manera segura si tras la
conexión de la tensión de alimentación si en el momento se encuentra
un polo norte o un polo sur delante del elemento de sensor
correspondiente. En caso de que se utilicen tres elementos de sensor
situados en cada caso con un desplazamiento eléctrico de 120º entre
sí, entonces puede detectarse de este modo para un bobinado de
estator trifásico la posición de la rueda polar en reposo en un
intervalo angular eléctrico de 60º. En el caso de que exista poco
espacio o un número de polos muy elevado, los elementos de sensor
pueden estar dispuestos a este respecto adicionalmente con un
desplazamiento eléctrico de 360º o un múltiplo de lo mismo entre
sí, de modo que la separación eléctrica relativa entre sí sigue
siendo 120º. En caso de que se desee detectar una posición de giro
más exacta de los polos de rotor pueden utilizarse en vez de tres
elementos de sensor situados con un desplazamiento eléctrico de
120º entre sí, por ejemplo seis elementos de sensor situados en
cada caso con un desplazamiento eléctrico de 60º entre sí. De este
modo puede determinarse de manera eléctrica la posición de giro en
reposo por un ángulo de 30º. En todo caso sin embargo, al arrancar
el motor con el primer cambio del campo magnético, en uno de los
elementos de sensor tendrá lugar un cambio de señal en este
elemento de sensor con el que, junto con las señales de los demás
elementos de sensor, puede determinarse de manera exacta la
posición de giro de los polos de rotor con respecto al bobinado de
estator, de modo que entonces, como muy tarde, puede encenderse la
máquina por el inversor con una energía eléctrica máxima para
arrancar el motor de combustión interna.
La invención se explica a continuación más en
detalle a modo de ejemplo mediante las figuras. Muestran:
la figura 1, un
arranque-generador configurado según la invención
para automóviles en corte longitudinal,
la figura 2, el sensor de posición de giro con
captador y rueda polar en vista frontal en una representación
esquemática ampliada,
la figura 3 muestra un fragmento de la placa de
cojinete anterior de la máquina (a) en corte longitudinal y (b) en
la vista desde arriba,
la figura 4, el captador del sensor de posición
de giro (a) en corte longitudinal y (b) en vista frontal,
la figura 5 muestra la placa de cojinete
anterior con captador montado (a) en corte longitudinal y (b) en
vista frontal.
La figura 6 muestra un diagrama con el
desarrollo de señal de los elementos de sensor del sensor de
posición de giro en función del ángulo de giro,
la figura 7 muestra un fragmento ampliado de la
disposición del sensor de posición de giro en la polea (a) con
entalladura ancha (b) con entalladura estrecha y
la figura 8 muestra un diagrama con la densidad
de flujo magnética en los elementos de sensor por un ángulo
periférico de 360º de manera eléctrica.
La figura 1 muestra un
arranque-generador para automóviles en corte
longitudinal, cuyo alojamiento está compuesto fundamentalmente por
dos placas 10 y 11 de cojinete que se mantienen juntas mediante
tornillos 12 y entre las que está tensado el conjunto 13 de láminas
de un estator 14. En las ranuras del conjunto 13 de láminas está
dispuesto un bobinado 15 de estator trifásico. Dentro de la
perforación de estator se encuentra un rotor 16 de polos
intercalados, cuyo bobinado 17 de excitación se encuentra sobre un
núcleo 18 de polo. En el lado de accionamiento izquierdo de la
máquina está configurado en la placa 10 de cojinete un cubo 10a en
el que está dispuesto un rodamiento 19 de bolas para el alojamiento
de la parte en el lado de accionamiento de un árbol 20 de rotor. La
parte derecha del árbol 20 de rotor está alojada en un rodamiento 21
de bolas configurado de manera más débil, que está dispuesto junto
con una cápsula 22 de anillo de deslizamiento en un cubo 11a de la
placa 11 de cojinete. En el lado frontal de la placa 11 de cojinete
posterior está fijada una unidad 24 constructiva de rectificador
junto con una caperuza 26 protectora. En el lado frontal en el
núcleo 17 de polo está presionado o calafateado un primer y un
segundo polo 27, 28 de garras en el árbol 20 de rotor. Para la
alimentación eléctrica del bobinado 17 de excitación están fijados
de manera aislante dos anillos 29, 30 de deslizamiento en el
extremo posterior del árbol que actúan conjuntamente con las
escobillas de un portaescobillas 31 fijado en la placa 11 de
cojinete posterior. Los polos 27 y 28 de garras se han fabricado a
partir de platinas de polo mediante deformación en frío. Están
compuestos en cada caso por un disco 32 de polo con un orificio 33
perforado de manera centrada y dedos 34 de terminal de garras que
engranan entre sí axialmente angulados distribuidos por el
perímetro de manera uniforme.
En el extremo en el lado de accionamiento del
árbol 20 de rotor está fijada una polea 35 que presenta en su
sección posterior una entalladura 36 axial. La entalladura 36 está
abierta hacia atrás hacia el lado frontal de la placa 10 de
cojinete y lleva en su pared 25 axial exterior un anillo 37 polar
que presenta una pluralidad de segmentos magnetizados radiales de
polaridad alterna. Este anillo 37 polar forma la parte rotatoria de
un sistema 38 de sensor de posición de giro cuya parte en reposo
está compuesta por un captador 39 fijado en el lado frontal de la
placa 10 de cojinete anterior, con varios elementos 40 de sensor que
dependen del campo magnético, que penetran axialmente en la
entalladura 36 y están dispuestos en la misma de manera opuesta con
respecto al anillo 37 polar por un entrehierro. La sección posterior
de la polea 35 forma a este respecto para los imanes permanentes
del anillo 37 polar un anillo 35a de culata magnético suave para el
enclavamiento recíproco magnético. Provoca además un apantallado de
la entalladura 36 axial frente al campo de dispersión magnético del
rotor 16 de polos intercalados que entra desde el disco 32 de polo
anterior del rotor 16 de polos intercalados por el árbol 20 de
rotor en la polea 35 fabricada a partir de un material magnético
suave y que llega por la sección posterior de la polea 35,
configurada como anillo 35a de culata al interior de la placa 10 de
cojinete.
La figura 2 muestra en una representación
esquemática el sistema 38 de sensor de posición de giro en la vista
frontal. En el caso de un rotor de polos intercalados con dieciséis
polos también el anillo 37 polar fijado al anillo 35a de culata
está dotado correspondientemente de dieciséis imanes 41 permanentes
radialmente magnetizados de polaridad alterna. Directamente por
debajo del lado interior del anillo 37 polar están dispuestos tres
elementos 40 de sensor en el captador 39 unos al lado de los otros.
Debido a que cada par de polos del anillo 37 polar corresponde a un
ángulo \phi eléctrico de 360º, los tres elementos 40 de sensor
están desplazados entre sí por el ángulo \alpha eléctrico de
120º. Esto corresponde al ángulo con el que están desplazadas
también las tres fases del bobinado 15 de estator entre sí con
respecto a un par de polos del rotor 16 de polos intercalados. Como
elementos 40 de sensor están previstos en este caso tres elementos
de sensor HALL absolutos que están situados de manera opuesta con
respecto a los imanes 41 permanentes por un entrehierro 42 y que
son penetrados por sus campos magnéticos y que captan su componente
perpendicular radial. A través del captador 39 fijado en la placa
10 de cojinete, los elementos 40 de sensor se alimentan de manera
eléctrica y a través de una línea 43 de señales en cada caso las
señales de salida de los elementos 40 de sensor se suministran a un
circuito de evaluación no representado para determinar la posición
de giro del rotor 16 de polos intercalados. A este respecto la
polea 35 se fija al árbol 20 de rotor mediante una unión con
arrastre de forma, por ejemplo mediante una chaveta 35b de ajuste,
de manera que los pares de polos del anillo polar dotado de una
distancia interpolar uniforme se sitúan del mismo modo de manera
opuesta con respecto a los elementos 40 de sensor que los pares de
polos del rotor 16 de polos intercalados con respecto a las tres
fases del bobinado 15
de estator.
de estator.
En la figura 3a y 3b está representado un
fragmento de la placa 10 de cojinete anterior en el corte
longitudinal según la línea III-III de la figura 3b
y en la vista desde arriba. En la misma puede observarse que la
placa 10 de cojinete presenta en su lado frontal anterior con
respecto al montaje del captador 39 del sensor 38 de posición de
giro en su cubo 10a un rebaje 44 radial. Además en la placa 10 de
cojinete a ambos lados del rebaje 44 están previstas superficies 45
de centrado radiales que tienen hombros 46 de centrado que discurren
en la dirección perimetral. Por debajo de los hombros 46 de
centrado se encuentran dos perforaciones 47 roscadas para la
fijación del captador 39.
Las figuras 4a y 4b muestran el captador 39 en
el corte longitudinal según la línea IV-IV de la
figura 4b así como en la vista desde arriba. El captador 39 está
compuesto en este caso por una pieza inyectada de plástico. Los
elementos 40 de sensor están insertados a este respecto en la
superficie perimetral superior de una consola 48 configurada a modo
de segmento que sobresale axialmente. Las líneas 43 de alimentación
y de señal de los elementos 40 de sensor también están insertadas
en el material del captador 39 y llevadas radialmente hacia el
exterior. Para el centrado del captador 39 en la placa 10 de
cojinete, el captador está dotado además de un collar 49 de
centrado y para la fijación están previstas dos perforaciones 50 de
fijación en la consola 48 por debajo de los elementos 40 de
sensor.
Las figuras 5a y 5b muestran el fragmento de la
placa de cojinete anterior según la figura 3 con el captador 39
montado según la figura 4 en el corte longitudinal o en la vista
desde arriba. A este respecto el collar 49 de centrado del captador
39 está en contacto con las superficies 45 de centrado y los hombros
46 de centrado de la placa 10 de cojinete. De este modo se
garantiza que la posición de los elementos 40 de sensor y de las
fases del bobinado 15 de estator en su posición angular entre sí
esté preestablecida de manera exacta.
A continuación se explica más en detalle el modo
de acción del sistema 38 de sensor de posición de giro para la
determinación de la posición de giro del rotor 16 de polos
intercalados con la figura 6. En la misma están representados en un
diagrama los desarrollos de señal emitidos por los tres elementos 40
de sensor a las líneas 43 de señal en función del ángulo \phi de
giro eléctrico de los pares de polos del anillo 37 polar. El primer
elemento de sensor emite a este respecto el desarrollo de señal de
la fase u, el segundo el desarrollo de señal de la fase v y el
tercer elemento de sensor el desarrollo de señal de la fase w. En la
posición inicial representada aparece en primer lugar en la fase u
una señal elevada en la que se sitúa por ejemplo según la figura 2
un polo norte del anillo 37 polar de manera opuesta con respecto al
primer elemento 40 de sensor izquierdo. Tras un giro eléctrico de
180º del anillo polar en el sentido de la flecha, el polo sur
siguiente del anillo 37 polar llega por encima del elemento 40 de
sensor izquierdo y provoca en el mismo un cambio de la dirección de
flujo mediante el que la señal de salida conmuta de alta a baja.
Tras otro giro eléctrico de 180º sigue otro polo norte, de modo que
ahora la señal de salida conmuta de para otros 180º de manera
eléctrica a alta. En la fase v del elemento 40 de sensor central
aparece de manera correspondiente al ángulo \alpha de
desplazamiento un desarrollo de señal opuesto con desplazamiento
eléctrico de 120º de señales altas y bajas. Por consiguiente
también en la fase w del elemento 40 de sensor izquierdo aparece un
desarrollo de señal desplazado con un desplazamiento eléctrico de
otros 120º. En un circuito de evaluación, estas señales de sensor
estáticas se evalúan de manera lógica. Debido a que a este respecto
una de las tres señales de salida cambia debido a los polos norte y
sur del anillo 37 polar que tienen la misma anchura exactamente tras
un ángulo de giro eléctrico de 60º en cada caso, la posición del
rotor 16 de polos intercalados en la posición de reposo sólo puede
determinarse de manera eléctrica dentro de un intervalo angular de
60º como máximo, de modo que por ejemplo durante el funcionamiento
del motor de la máquina eléctrica el bobinado 15 de estator se
alimenta en primer lugar sólo con una intensidad de corriente
reducida desde el inversor. Con el primer cambio de señal en uno de
los tres elementos de sensor tras 60º como máximo de manera
eléctrica, el circuito de evaluación detecta entonces la posición
exacta del rotor 16 de polos intercalados, de modo que entonces,
como muy tarde, puede proporcionarse la intensidad de corriente
completa del bobinado 15 de estator para el arranque del motor de
combustión interna.
Debido a que los elementos 40 de sensor HALL
absolutos utilizados en el ejemplo de realización reaccionan frente
a cambios de la intensidad de campo magnético, es importante que en
el caso de un cambio de polo en el elemento de sensor aparezca un
cambio de la intensidad del campo lo más elevado posible en el
elemento de sensor. Con este fin el entrehierro de los elementos de
sensor con respecto al enclavamiento recíproco magnético del anillo
35a de culata debe mantenerse lo más reducido posible. Mientras que
en la figura 7a se muestra la disposición del anillo 27 polar y de
los elementos 40 de sensor en la entalladura 36 según la figura 1
en una representación ampliada, según la figura 7b la altura de la
entalladura 36a se ha seleccionado más reducida, de modo que el
captador 39 se sitúa con su consola 48 y los elementos 40 de sensor
directamente por encima de la pared 23 axial interior de la
entalladura 36a.
La figura 8 muestra a este respecto por el
ángulo \phi de giro de 360º de manera eléctrica la componente
radial de la densidad \phir de flujo magnética en los elementos de
sensor. Con respecto al desarrollo a de flujo en una
realización según la figura 7a se obtiene mediante el enclavamiento
recíproco magnético mejorado según la figura 7b una densidad
\phir de flujo magnética considerablemente mayor según el
desarrollo b.
A este respecto en vez de una entalladura 36a
más pequeña según la figura 7b el enclavamiento recíproco magnético
también puede mejorarse en aproximadamente el 30% mediante un anillo
51 de enclavamiento recíproco que, tal como se indica en la figura
7a con líneas discontinuas, debe fijarse en la pared 23 axial
interior de la entalladura 36.
En vez de sensores HALL pueden utilizarse en
este caso también sensores AMR
(Anisotrop-Magnetic-Resistance,
magnetorresistencia anisotrópica) o sensores GMR
(Giant-Magnetic-Resistance,
magnetorresistencia Gigante). Sin embargo, a este respecto es
fundamental que el circuito magnético compuesto por el anillo 37
polar magnetizado y el anillo 35a de culata magnético suave esté
sintonizado con los umbrales de conmutación magnéticos de los
elementos de sensor, de tal modo que independientemente de campos
perturbadores magnéticos siempre pueda reconocerse de manera segura
tras la conexión de la tensión de alimentación si en el momento se
encuentra un polo norte o un polo sur delante del elemento de
sensor correspondiente y de este modo puede detectarse la posición
eléctrica (True Power On).
Claims (10)
1. Máquina eléctrica polifásica, especialmente
arranque-generador para motores de combustión
interna, con un estator (14) que lleva un bobinado (15) polifásico
y un rotor multipolar fijado en un árbol (20) de rotor,
especialmente un rotor (16) de polos intercalados, cuya posición
angular de giro con respecto al estator debe determinarse dentro de
un ángulo (\phi) eléctrico de 360º preestablecido mediante los
pares de polos del rotor por un sistema (38) de sensor de posición
de giro, que presenta un anillo (37) polar que rota con el árbol de
rotor, cuyo número de polos corresponde al número de polos del rotor
y que actúa conjuntamente con un captador (39) fijo que presenta
varios elementos (40) de sensor que dependen del campo magnético a
través de un entrehierro (42) pequeño, estando desplazados los
elementos de sensor entre sí en la dirección perimetral, penetrando
axialmente el captador (39) con sus elementos (40) de sensor en una
entalladura (36) axial de un anillo (35a) de culata magnético suave
que rota con el árbol (20) de rotor, de modo que los elementos (40)
de sensor están situados de manera opuesta a través del entrehierro
(42) con respecto al anillo (37) polar fijado al anillo (35a) de
culata dentro de la entalladura (36), caracterizada porque la
máquina presenta una polea y porque el anillo (35a) de culata está
formado por una sección de la polea (35).
2. Máquina eléctrica según la reivindicación 1,
caracterizada porque los elementos (40) de sensor están
destinados para la detección de componentes del campo magnético
radiales, estando fijado el anillo (37) polar a una pared (25)
axial de la entalladura (36) y presentando imanes (41) permanentes
radialmente magnetizados de polaridad alterna.
3. Máquina eléctrica según la reivindicación 2,
caracterizada porque el anillo (37) polar está fijado a la
pared (25) axial exterior de la entalladura (36), estando dispuestos
directamente por debajo del lado interior del anillo (37) polar
preferiblemente tres elementos (40) de sensor situados unos al lado
de los otros con un desplazamiento eléctrico de 120º entre sí
fijados al captador (39).
4. Máquina eléctrica según la reivindicación 3,
caracterizada porque los elementos (40) de sensor son
elementos de sensor que dependen de cambios del campo magnético,
preferiblemente elementos de sensor HALL absolutos.
5. Máquina eléctrica según la reivindicación 4,
caracterizada porque la altura de la entalladura (36a) para
el enclavamiento recíproco magnético está dimensionada de modo que
el captador (39) está dispuesto con los elementos (40) de sensor
directamente por encima de la pared (23) axial interior.
6. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la sección
(35a) posterior de una polea (35) que puede colocarse sobre el
árbol (20) de rotor está configurada como anillo de culata con una
entalladura (36) axial abierta hacia atrás.
7. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el anillo
(37) polar presenta una distancia interpolar uniforme.
8. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el captador
(39) está fijado en un rebaje (44) a la placa (10) de cojinete de
la máquina eléctrica.
9. Máquina eléctrica según la reivindicación 8,
caracterizada porque el captador (39) está centrado con un
collar (49) de centrado sobre hombros (46) de centrado radiales y
superficies (45) de centrado hacia ambos lados del rebaje (44) en
la placa (10) de cojinete.
10. Máquina eléctrica según la reivindicación 6,
caracterizada porque la polea (35) está fijada en una
posición angular preestablecida con respecto a los polos del rotor
(16) sobre el árbol (20) de rotor, especialmente con arrastre de
forma.
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