[发明专利]尤其用于确定平面直接驱动装置的转子位置的位置发送器

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其用于确定平面直接驱动装置的转子位置的位置发送器。

背景技术

在现有技术中公知有平面直接驱动装置，其也被称为平面马达。对此示例性地参考WO2007/135006A1，其中描述了一种平面直接驱动装置，其具有带有能够磁化的齿的平坦的被动单元和带有用于产生可变磁通量的线圈的主动单元。

根据本发明领域的位置发送器在线性的和平面的直接驱动装置中用于确定转子相对于定子的齿结构的位置。

由DE19513325A1公开了一种尤其用于在μ范围内进行平面的精确定位的霍尔传感器行程测量装置。这种行程测量装置的缺点是，磁滞相对比较大。另一缺点在于传感器信号对于转子运动速度的依赖性。

DE10103478A1描述了一种用于电磁步进马达的衔铁的位置传感器。该位置传感器包括两个有多部分的U形磁导体，其中，在每个磁导体的铁芯的极上形成齿，并且这些齿的组群坐标的差等于(a±0.5)Z（a是任意整数，Z是齿布置的周期）。在U形磁导体的其中一个部分上串联有永久磁体。磁体感应变换器在结构上或在磁关系上如此安装在U形磁导体对的铁芯的同性磁极对附近，即，使变换器的输出信号直接与这些磁极的磁动力的差成比例。这种位置传感器的缺点是，永久磁体的南北极横向地在磁导体的齿之间延伸，由此磁通量总是延伸穿过两个极。由此导致所产生的传感器信号相对比较弱并且此外还对磁干扰场很敏感。

发明内容

由DE10103478A1出发，本发明的任务是提供一种位置发送器，其提供较强的传感器信号并且对磁干扰场相对比较不敏感。

根据附带的权利要求1所述的位置发送器用于解决根据本发明的任务。

根据本发明的发送器包括盆状或盒状的由软磁性材料构成的基体。在该基体内部以如下方式布置有至少一个永磁体，即，使其南北极轴线垂直于基体的敞开的底面地延伸。在这个永磁体上布置有成两个平行于测量方向的列的、具有齿结构的极，其中，齿结构的齿侧以平行于包含永磁体的南北极轴线的平面的方式延伸。用于测定场强和/或磁通量的传感器位于这些极之间。

根据本发明的发送器的主要优点是，通过布置永磁体，使在磁回路闭合时分别产生的磁通量总是仅延伸穿过发送器的一个极。由于这个原因，可以产生与现有技术相比明显更强的传感器信号。由于实现了较高的磁调制，所以对剩余磁场存在较小的干扰敏感性。此外还提供了更高的有效信号电平。因为永磁体不再布置在发送器的极之间，所以实现了极之间更小的侧向间距并进而实现了位置发送器的更小的延展宽度，这带来了对扭转的敏感性更小的优点。对各个极的磁调制可以单独来调整。因为这些极不再串联，所以也不再存在磁通量相互影响的问题。

可以形成为一件式或多部分的基体除了其作为发送器壳体的功能外还用于磁屏蔽，并且因此提供了对极和传感器的磁的和电磁的屏蔽。尤其实现了对由马达气隙引起的磁干扰场（该场的短路）的屏蔽以及对电磁场的全面屏蔽。通过基体的屏蔽功能确保了驱动装置的磁场仅极小地影响传感器的测量信号。此外，通过基体还实现了对所使用的定子部段恒定的预磁化。由此在最大程度上防止了由预磁化引起的对测量信号的干扰。

在有利的实施方式中，发送器包括六个极。在这种情况下，位于第一列中的极的齿结构以各四分之一周期错开，而布置在第二列中的极的齿结构分别相对于第一列以半个周期错开。

作为产生磁场的源可以使用优选形成为磁板的永磁体。但此外也可以使用例如六个在基体上按一定规则分布地布置的永磁体。磁板和这些单个永磁体占据相同的结构空间。

根据另一适宜的实施方式，位置发送器形成有八个极。在该实施方案中，位于第一列中的第二个极的齿结构以0.5个周期错开，位于第一列中的第三个极的齿结构以0.25个周期错开，位于第一列中的第四个极的齿结构以0.75个周期错开，布置在第二列中的极的齿结构相对于第一列分别以半个周期错开。在该实施方案中也可以使用实施为磁板的永磁体。作为备选也可以使用八个永磁体。

有利的是，将位置发送器布置在由软磁性材料构成的板上。通过软磁性的板闭合了由永磁体、极和盒状基体组成的磁回路。

在优选实施方式中，软磁性的板是具有齿结构的定子部段。在这种情况下，已证明有利的是，各个极的齿结构的周期对应于定子的齿结构的周期。

附图说明

本发明的其他优点、细节和改进方案由接下来对优选实施方式的说明并参考附图得出。

图1示出根据本发明的发送器的俯视图；

图2示出根据本发明的发送器沿图1中的线A-A的截面图；