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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil und die Priorität der vorläufigen US Patentanmeldung Nr. 61/698,497 mit dem Titel variabler Reluktanzresolver mit integraler elektromagnetischer Störabschirmung und rotierende elektrische Maschine mit diesem, angemeldet am 07.09.2012 (Anwaltsaktenzeichen 22888-0054).
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Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung betrifft rotierende elektrische Maschinen wie Motoren und Generatoren, insbesondere variable Reluktanzresolver, die darin eingesetzt werden, und noch genauer einen variablen Reluktanzresolver, in welchem die Auswirkungen von externem Magnetismus auf die Ausgangsspannung abgemildert werden.
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Bekannte rotierende elektrische Maschinen nutzen in zunehmenden Maße elektronische Steuerungen und Sensoren wie Resolver, um die Arbeit der elektrischen Maschinen zu steuern. Rotierende elektrische Maschinen haben typischerweise einen stationären Stator und einen drehbaren Rotor, die sich relativ zueinander drehen und im Betrieb elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Auf diese Weise erzeugt der normale Betrieb rotierender elektrischer Maschinen wie Motoren und Generatoren elektromagnetische Felder. Der Betrieb von einigen der elektronischen Steuer- und Sensorkomponenten kann durch elektromagnetische Interferenz („EMI”) gestört werden, die durch den Betrieb der elektrischen Maschine erzeugt wird.
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Ein Resolver ist ein Typ einer Vorrichtung zum Ermitteln der Drehwinkelstellung einer rotierenden elektrischen Maschine wie ein Motor oder ein Generator und kann dazu verwendet werden, die relative Rotationsgeschwindigkeit zwischen dem Rotor und dem Stator der Maschine zu bestimmen. Je nach Eisatzzweck, für den die elektrische Maschine hergestellt wurde, kann es wünschenswert sein, einen variablen Reluktanzresolver operativ mit dem Rotor der Maschine zu koppeln, damit man seine Drehwinkelstellung und damit seine Geschwindigkeit kennt. Solche Resolver werden oft verwendet, um die Rotationsgeschwindigkeit und/oder die Drehwinkelstellung einer rotierenden Welle zu ermitteln. Ihr Gebrauch ist Fachleuten wohl bekannt. Beispielsweise werden Resolver oft in einem Generator/Antriebsmotor eines Hybridfahrzeugs verwendet, um die Drehwinkelstellung des Rotors zu ermitteln, wobei eine Steuereinrichtung diese Informationen bei der Steuerung des Betriebs eines operativ mit dem Generator/Antriebsmotor gekoppelten Wechselrichters nutzen kann.
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Resolver werden in großem Umfang als Vorrichtungen zur Erfassung der Drehwinkelstellung für rotierende Maschinen eingesetzt, die unter schlechten Bedingungen verwendet werden, da sich im Vergleich zu alternativen Vorrichtungen, die mit Hall-Elementen oder Fototransistoren ausgerüstete sind, besser in rauen Umgebungen einsetzen lassen. Derartige Resolver werden typischerweise in Einbaulagen eingesetzt, die beispielsweise an Erregerwicklungen des Motors oder Generators angrenzen, die in dem Maschinengehäuse angeordnet sind. Elektromagentische Störungen, die durch den Anregungsstrom erzeugt werden, der durch diese Wicklungen fließt, können manchmal auf die Anregungs- oder Ausgangswicklungen des Resolverstators überlagert werden. Als Folge davon kann eine akkurate Drehwinkelstellung und Rotationsgeschwindigkeit nicht mehr ermittelt werden. Zudem können Resolver anfällig sein für Schäden, die durch falsche Handhabung vor oder während ihres Einbaus in elektrische Maschinen auftreten können. Häufig nutzen Resolver Abdeckkomponenten aus Kunststoff zum Schutz empfindlicher oder wesentlicher Funktionsbereiche des Resolvers vor Schäden durch Handhabung.
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Ein Resolver weist typischerweise einen Resolverstator mit einem inneren Umfang und einen Resolverrotor, der radial einwärts des inneren Umfangs des Resolverstators angeordnet ist, auf. Der Resolverstator umgibt den Resolverrotor und hat eine feste Position relativ zu dem Maschinenstator. Der Resolverrotor ist konzentrisch mit dem Maschinenrotor angeordnet und rotiert gleichförmig mit dem Maschinenrotor. Ein Resolvertyp ist ein variabler Reluktanzresolver, der Anregungswicklungen und Ausgangswicklungen aufweist, die auf dieselben magnetischen Pole des Resolverstators gewickelt sind. Mehrere Ausgangswicklungen der magnetischen Statorpole sind in Reihe geschaltet, um eine einzige Ausgabe der Ausgangswicklungen zu erhalten. Solche variablen Reluktanzresolver haben mehrere magnetische Pole auf dem Resolverstator, mehrere Zähnen auf dem Resolverrotor, eine Erregerwicklung, eine erste Ausgangswicklung, welche die X-Richtungs- oder Sinuskomponente des Rotors ausgibt, und eine zweite Ausgangswicklung, welche die Rotor Y-Achse oder Kosinuskomponente ausgibt. Die Ausgangswicklungen sind dabei um die relevanten magnetischen Pole des Resolverstators gewickelt.
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Wenn ein magnetisches Feld von außen auf den Resolver einwirkt, tritt häufig der Fall auf, dass ein von dem externen magnetischen Feld erzeugter magnetischer Fluss sich mit dem gewünschten, variablen Magnetfeld mischt, welches die relativen Positionen zwischen dem rotierenden Resolverrotor und dem Resolverstator angibt. Der externe magnetische Fluss induziert eine Spannung in jeder der Ausgangswicklungen des Stators des variablen Reluktanzresolvers und erzeugt zusätzlich eine induzierte Spannung an der Ausgangswicklung, was die Genauigkeit des variablen Reluktanzresolvers herabsetzt. Insbesondere wenn räumliche Vorgaben es erforderlich machen, dass der Resolver nahe an EMI Quellen ist, muss eine Abschirmung eingesetzt werden, um die Resolversignale vor externen Störeinflüssen zu schützen.
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EMI-Abschirmungen bekannter elektrischer Maschinen werden aus einem elektrisch leitfähigen und magnetisch permeablen Material hergestellt. Typischerweise werden diese separat zusammengefügten Komponenten der Maschine mit Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Stiften und Schrauben, in ihrer Einbaulage fixiert. Magnetische Permeabilität bezeichnet die Eigenschaft eines Materials, die Bildung eines Magnetfelds in sich zu unterstützen. Ein magnetisch permeables Material zeigt eine Magnetisierung als Folge eines angelegten magnetischen Feldes. Magnetische Permeabilität wird in Henry pro Meter oder Newton pro Ampere zum Quadrat gemessen. Die Permeabilitätskonstante μ0 ist als die Permeabilität des leeren Raumes, d. h. des Vakuums definiert. Die relative Permeabilität eines Materials ist das Verhältnis der magnetischen Permeabilität des Materials zu der Permeabilitätskonstanten. Eine hohe relative Permeabilität zeigt, dass das Material die Bildung eines Magnetfelds in sich besser unterstützen kann. Luft hat eine relative Permeabilität von ungefähr 1. Aluminium und rostfreier Stahl werden üblicherweise als nicht magnetisch angesehen und haben eine relative Permeabilität im Bereich zwischen 1 und 2. Eisenmetallmaterialien haben üblicherweise die Fähigkeit, in sich ein magnetisches Feld zu unterstützen und haben eine höhere relative Permeabilität. Beispielsweise hat unlegierter Stahl typischerweise eine relative Permeabilität von etwa 50 bis 100. Hoch magnetisierbarer Siliziumstahl, beispielsweise 4% Si Stahl hat oft eine relative Permeabilität von 2000 oder mehr. Elektrostahl hat typischerweise eine relative Permeabilität im Bereich von etwa 3000 bis etwa 8000. Karbonstahl hat eine relative Permeabilität von ungefähr 50 oder mehr und könnte dazu verwendet werden, um eine magnetische permeable Abschirmung mit EMI abhaltenden Eigenschaften zu bilden, was für manche Anwendungen vorteilhaft sein kann. Die Verwendung von einem Silizium- oder Elektrostahl mit einer relativen Permeabilität von 2000 oder mehr würde zwar bessere EMI Abschirmeigenschaften bieten, wäre aber im Vergleich teurer.
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EMI Abschirmungen für Resolver von elektrischen Maschinen werden typischerweise aus einem Eisenmetall hergestellt, beispielsweise aus gestanztem Elektrostahl. Derartige Abschirmungen geben dem Resolver eine gewisse Entkopplung von EMI und sind üblicherweise benachbart zu und in einem axialen Abstand von den axialen Endflächen des Maschinenrotorkerns angeordnet. Zusätzlich zu den verschiedenen Kosten der Abschirmungskomponente der Maschine selbst und dazugehörende Befestigungsmittel bringt ihr Gebrauch variable und fixe Kosten mit sich, die mit dem Installieren und der Lagerhaltung dieser Bauteile zusammenhängen. Die Abschirmung eines variablen Reluktanzresolvers mit separat zur Abschirmung installierten Bauteilen der Maschine kann zudem dazu führen, dass die Größe der elektrischen Maschinen zunimmt. Damit derartige EMI Abschirmungen wirksam sind, muss man auch die Richtung des externen magnetischen Flusses kennen und die Maschinenabschirmung dort platzieren, wo sie wirksam ist. Es gibt aber viele Fälle in denen es schwierig ist, die wirksamste Abschirmungsposition zu bestimmen. Zudem kann es zu teuer sein oder nicht vorhandenen Bauraum erforderlich machen, um die Maschine einer wirksameren Abschirmung zu versehen.
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Verbesserungen der Wirksamkeit herkömmlicher EMI Abschirmungen von Resolvern, die sich ohne erhöhten Platzbedarf im Inneren oder Vergrößern des Elektromotors realisieren lassen oder die es ermöglichen, die Bauraumanforderungen der Maschine zu reduzieren, und die das Potential haben, variable und fixe Kosten zu reduzieren, wären wünschenswerte Verbesserungen des Standes der Technik. Zudem würde das Erreichen derartiger Vorteile in Verbindung mit einem Schutz empfindlicher Bereiche oder Schlüsselfunktionsbereichen eines Resolvers weitere Vorteile gegenüber herkömmlichen Resolvern und elektrischen Maschinen, die diese Einsetzen, mit sich bringen.
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Kurzfassung
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Eine elektrische Maschine mit einem Resolver gemäß der vorliegenden Offenbarung und der Resolver selbst realisieren nützlich derartige Vorteile und Verbesserungen. Die hier offenbarte EMI Abschirmung ist eine Komponente des Resolvers und kann ein integraler Bestandteil der Resolverbaugruppe sein. Durch ihren Einsatz lassen sich Bauraum und potentielle Kosten einsparen und es lässt sich eine wirksamere Resolverabschirmung erhalten. Indem derartige Resolverabschirmungen als schützende Abdeckung zum Schützen von Abschnitten des Resolvers vor Schäden durch Handhabung vor oder während seiner Installation in der Maschine an Stelle der vorstehend erwähnten Plastikabdeckungen eingesetzt werden, lässt sich zudem die Notwendigkeit einer separaten Schutzabdeckung, die in herkömmlichen Resolvern eingesetzt wird, eliminieren, was weitere Kosteneinsparungen, bessere Raumausnutzung in der elektrischen Maschine und eventuell eine Reduzierung der Maschinengröße selbst ermöglicht.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung weißt ein variabler Reluktanzresolver eine schützende Abdeckung aus einem Material wie beispielsweise kohlenstoffarmen Stahl oder einem Stahl mit einer höheren relativen Permeabilität oder einem kunststoffartigen Material mit EMI Abschirmfähigkeit, wobei die Abdeckung eine verbesserte EMI Abschirmung bewirkt, ohne zu erhöhten Anforderungen an den Einbauraum im Vergleich zu herkömmlichen Resolvern zu führen. Ein Resolver, der EMI Abschirmungskomponenten aufweist, die auch als eine schützende Abdeckung wirken, wäre vor Schäden durch Handhabung vor und während des Einbaus geschützt und hätte im Vergleich zu herkömmlichen Resolvern die zusätzliche Fähigkeit störende magnetische oder elektrische Signale zu blockieren oder abzuleiten, wodurch der Einfluss eventueller Störquellen zur Kopplung mit Resolversignalen reduziert wird, was die Genauigkeit des Resolver verbessert.
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Zudem kann Bauraum für separat installierte Bauteile der Maschinenabschirmung eingespart werden, indem man derartige EMI Abschirmungen als integrale Bestandteile des Resolvers selbst ausbildet. Tatsächlich lassen sich derartige Maschinenabschirmungen und deren Befestiger unter Umständen eliminieren, wodurch Möglichkeiten zur Einsparung von Kosten und Bauraum entstehen, ohne die Resolver EMI Abschirmung zu reduzieren. Alternativ können bereits vorhandene Maschinenabschirmungskomponenten beibehalten werden und durch die Resolverabschirmungskomponente ergänzt werden.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist der Resolverstator sicher in dem Gehäuse der elektrischen Maschine ohne zusätzliche Komponenten befestigt, wobei die radialen und/oder axialen Einbauraumabmessungen herkömmlicher Resolver beibehalten und/oder reduziert werden, während die Resolver EMI Isolation verbessert wird. Eine elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ist deshalb zum Einsatz in Anwendungen geeignet, in denen der vorhandene Platz begrenzt ist und eine verbesserte EMI Abschirmung erwünscht ist.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung weißt eine elektrische Maschine einen Maschinenstator und einen Maschinenrotor auf, die relativ zueinander drehbar sind, und einen variablen Reluktanzresolver zum Bestimmen der Drehwinkelstellung des Maschinenrotors in Bezug auf den Maschinenstator. Der Resolver weist einen Resolverstator und einen Resolverrotor auf. Der Resolverstator weist eine schützende Abdeckung auf, die vor Schäden bei der Handhabung des Resolvers schützt und die eine Abschirmungskomponente aus magnetisch permeablen Material bildet, das eine relative Permeabilität von ungefähr 50 oder mehr hat. Die schützende Abdeckung rüstet den Resolver auf diese Weise mit einer integralen Abschirmung gegen EMI aus.
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Zusätzlich zur Verbesserung der EMI Abschirmung des Resolvers ist bei einigen Ausführungsbeispielen die schützende Abdeckungskomponente ein integraler Bestandteil des Resolvers selbst, insbesondere ein integraler Bestandteil des Resolverstators, wodurch sich die axialen Abmessungen des erforderlichen Resolverbauraums minimieren lassen. Dies ermöglicht es, dass eine elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen in wenigstens einer Dimension kleiner ist.
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Die vorliegende Offenbarung schafft eine elektrische Maschine mit einem Maschinenstator, einem Maschinenrotor, der für eine relative Rotation relativ zu dem Maschinenstator um eine Achse gelagert ist und einen variablen Reluktanzresolver. Der variable Reluktanzresolver weist einen Resolverstator mit einem kreisförmigen Resolverstatorkern auf, der rotierbar relativ zu dem Maschinenstator befestigt ist und die Achse umgibt, sowie einen Resolverrotor, der zusammen mit dem Maschinenrotor rotierbar ist und von dem Resolverstatorkern umgeben ist. Die Maschine weist Resolver EMI Abschirmung mit ersten und zweiten Resolverschirmen auf, die auf axial gegenüberliegenden Seiten des Resolverstatorkerns angeordnet sind. Die Resolverabschirmung hat eine relative Permeabilität von ungefähr 50 oder mehr.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme separat eingebaute Komponenten der elektrischen Maschine sind.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme Bestandteile des variablen Reluktanzresolvers sind.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschinen besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme abnehmbare Bestandteile des Resolverstators sind.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme integral zusammen ausgebildet und durch den Resolverstatorkern verbunden sind. Dementsprechend sind die ersten und zweiten Resolverschirme untrennbare integrierte Komponenten des Resolverstators.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass die EMI Abschirmung des Resolvers aus einem plastikartigem Material hergestellt ist, das eine relative Permeabilität von etwa 50 oder mehr aufweist und die ersten und zweiten Resolverschirme integral zusammen ausgebildet sind und durch den Resolverstatorkern verbunden sind.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass diese auch einen Maschinenschirm aufweist, der zwischen dem Maschinenrotor und dem variablen Reluktanzresolver angeordnet ist, wobei der Maschinenschirm eine relative Permeabilität von etwa 50 oder mehr hat. Dementsprechend wird die EMI Abschirmung des variablen Reluktanzresolvers durch den Maschinenschirm von der Resolver EMI Abschirmung ergänzt.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass diese ein Maschinengehäuse aufweist, in welchem der Maschinenstator, der Maschinenrotor und der variable Reluktanzresolver angeordnet sind, wobei das Maschinengehäuse und der Maschinenstator drehfest miteinander verbunden sind. Der Resolverstatorkern und die Resolver EMI Abschirmung sind an dem Maschinengehäuse befestigt.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme Flansche aufweisen, die jeweils eine der angrenzenden sich axial gegenüberliegenden Seiten des Resolverstatorkerns bedecken, wobei der Resolverstatorkern zwischen den Flanschen des ersten und zweiten Resolverschirms eingeschlossen ist.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass der Resolverrotor einen inneren Umfang und einen äußeren Umfang, der an den Resolverstatorkern angrenzt und radial auswärts des inneren Umfangs angeordnet ist, aufweist, wobei wenigstens einer der ersten und zweiten Resolverschirme einen Umfang radial einwärts des äußeren Umfangs des Resolverrotors aufweist.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass der Resolverrotor einen Resolverrotorkern mit einer ersten magnetischen Permeabilität und eine Isolierhülse, die radial zwischen dem Resolverrotorkern und der Achse angeordnet ist, aufweist, wobei die Isolierhülse eine zweite magnetische Permeabilität hat, die wesentlich kleiner als die erste magnetische Permeabilität ist.
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Ein weiterer Aspekt der elektrischen Maschine besteht darin, dass die relative Permeabilität der Isolierhülse nicht mehr als ungefähr 2 beträgt.
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Die vorliegende Offenbarung schafft zudem einen variablen Reluktanzresolver, der einen Resolverstator mit einem kreisförmigen Resolverstatorkern, der eine Achse umgibt, einen Resolverrotor, der um die Achse relativ zu dem Resolverstator drehbar ist und von dem Resolverstatorkern umgeben ist, und eine Resolver EMI Abschirmung aufweist. Die EMI Abschirmung des Resolvers weißt erste und zweite Resolverschirme auf, die an gegenüberliegenden axialen Seiten des Resolverstatorkerns angeordnet sind. Die Resolverabschirmung hat eine relative Permeabilität von etwa 50 oder mehr.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme abnehmbare Komponenten des Resolverstators sind.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme integral zusammen ausgebildet und durch den Resolverstatorkern miteinander verbunden sind. Dementsprechend sind die ersten und zweiten Resolverschirme untrennbare integrale Bestandteile des Resolverstators.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass die EMI-Abschirmung des Resolvers aus einem plastikartigen Material gebildet ist, das eine relative Permeabilität von etwa 50 oder mehr aufweist und die ersten und zweiten Resolverschirme integral zusammen ausgebildet und durch den Resolverstatorkern verbunden sind.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass die ersten und zweiten Resolverschirme Flansche aufweisen, die jeweils eine angrenzende der axial gegenüberliegenden Seiten des Resolverstatorkerns bedecken, wobei der Resolverstatorkern zwischen den Flanschen des ersten und zweiten Resolverschirms liegt.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass der Resolverrotor einen inneren Umfang und einen äußeren Umfang, der an den Resolverstatorkern angrenzt und radial außerhalb des inneren Umfangs angeordnet ist, aufweist, wobei wenigstens einer der ersten und zweiten Resolverschirme einen Umfang radial einwärts des äußeren Umfangs des Resolverrotors aufweist.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass der Resolverrotor einen Resolverrotorkern, der eine erste magnetische Permeabilität hat, und eine Isolierhülse aufweist, die radial zwischen dem Resolverrotorkern und der Achse angeordnet ist. Die Isolierhülse hat eine zweite magnetische Permeabilität, die wesentlich kleiner als die erste magnetische Permeabilität ist.
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Ein weiterer Aspekt des variablen Reluktanzresolvers besteht darin, dass die relative Permeabilität der Isolierhülse nicht mehr als etwa 2 beträgt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorstehend erwähnten und andere Merkmale der Erfindung, sowie die Weise diese zu realisieren, lassen sich unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den dazugehörenden Zeichnungen besser verstehen. Es zeigen:
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1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektrischen Maschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Resolvers;
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2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer elektrischen Maschine mit einem zweiten Ausführungsbeispiels eines Resolvers;
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3 eine geschnittene Seitenansicht des Resolvers der in der elektrischen Maschine der 2 enthalten ist;
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4 eine Vorderansicht des Resolvers von 3;
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5 eine Rückansicht des Resolvers von 3; und
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6 eine modifizierte Rückansicht des Resolvers von 5, wobei sein integraler hinterer Schildabschnitt weggelassen wurde, sodass ein Beispiel der Resolverstator- und Resolverrotorstrukturen sichtbar ist, die bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Resolver verwendet werden.
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Übereinstimmende Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Ansichten entsprechend Teile. Obwohl jedes hier dargestellte Beispiel ein Ausführungsbeispiel in einer einzigen Form erläutert, sind die offenbarten Ausführungsbeispiele nicht dafür gedacht, erschöpfend zu sein oder als Begrenzung des Schutzumfangs der Erfindung auf die genau offenbarten Formen verstanden zu werden. Zudem sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu oder nach demselben Maßstab und gewisse Merkmale können übertrieben dargestellt sein, um die vorliegende Offenbarung besser darzustellen und zu erläutern.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In der nachstehenden Beschreibung bezeichnen Worte wie über, unter, links, rechts, aufwärts, abwärts, oben und unten zur Beschreibung räumlicher Beziehungen zwischen verschiedenen Teilen und Richtungen lediglich räumlich Beziehungen und Richtungen in den Zeichnungen. Derartige Worte geben keine räumlichen Beziehungen und Richtungen des eingebauten Teils in der entsprechenden Vorrichtung an. Zudem ist zu beachten, dass Bezugszahlen, Figurennummern und ergänzende Beschreibungen nachstehend angegeben sind, um es dem Leser zu erleichtern, entsprechende Komponenten in der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu finden und das Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern. Zudem sollte beachtet werden, dass diese Ausdrücke in keiner Weise den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzen.
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Elektrische Maschinen 20, 21 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind in 1 bzw. 2 dargestellt. Es wird angemerkt, dass 1 eine teilweise geschnittene Ansicht ist, die aus Gründen der zeichnerischen Klarheit vereinfacht wurde und nicht die Hälfte der elektrischen Maschine 20 unterhalb der Rotationsachse 22 zeigt, und Teile der elektrischen Maschine über der Achse 22 weggelassen wurden. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht der elektrischen Maschine 21 ohne Achse 22. Jede der elektrischen Maschine 20 und 21 weist einen Maschinenstator 24 mit einem Maschinenstatorkern 26 und Maschinenstatorwicklungen 28 auf, die in dem Gehäuse 30 montiert sind. Der Stator 24 hat eine herkömmliche Struktur, wobei der Statorkern 26 aus mehreren gestapelten Kernblechen 32 gebildet ist und sich im Wesentlichen axial erstreckende Schlitze 34 zum Aufnehmen der Wicklungen 28 aufweist. Der Maschinenstator 24 wird durch Einsatz herkömmlicher Techniken, die dem Fachmann wohl bekannt sind, hergestellt. Der Statorkern 26 kann durch Stapeln von Kernblechen 32 aus Elektrostahl gebildet werden, die aus Bleich in einer Stanzvorrichtung ausgestanzt wurden. Zu Wicklungen gewickelter Draht wird dann in die Schlitze 34 des Statorkerns 26 eingebracht, um die Wicklungen 28 zu bilden.
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Jede der elektrischen Maschinen 20 und 21 weist zudem einen Maschinenrotor 36 auf, der relativ zu dem Maschinenstator 24 drehbar ist. Der Maschinenrotor 36 weist eine Maschinenrotornabe 38 auf, in welcher der Maschinenrotorkern 40 montiert und rotierbar fixiert ist. Die Rotornabe 38 kann eine Schweißkonstruktion sein, die aus einem hoch härtbaren Getriebestahl und einem Nickelstahl gebildet ist. Der Rotorkern 40 hat eine zentrale Bohrung 42, die einen Pressverband mit der Rotornabe 38 bildet, die in der oben dargestellten Weise erhalten werden kann. Der Rotorkern 40 hat eine herkömmliche Struktur und wird durch mehrere gestapelte Kernbleche 44 gebildet. Die Kernbleche 44 an gegenüberliegenden axialen Enden des Rotorkerns 40 definieren gegenüberliegende axiale Endflächen 46 des Rotorkerns (eine dieser ist dargestellt). Der Rotorkern 40 definiert mehrere Schlitze, die sich in axialer Richtung erstrecken und Öffnungen 50 in jeder axialen Endfläche 46 des Rotorkerns 40 definieren. Der Maschinenrotor 36 wird mit herkömmlichen Mitteln hergestellt, die Fachleuten wohl bekannt sind. Die Methoden zum Herstellen des Rotorkerns 40 können denen ähneln, die zum Ausbilden des Statorkerns 26 verwendet werden. Beispielsweise kann der Rotorkern 40 aus mehreren Kernblechen 44 aus Elektrostahl hergestellt sein, die ausgestanzt und in einem Stanzwerkzeug gestapelt werden. Das Stanzwerkzeug wird verwendet, um Schlitzöffnungen in jedes der Kernbleche 44 zu stanzen, die zum Bilden des Rotorkerns 40 verwendet werden. Die Kernbleche 44 werden dabei so ausgerichtet, dass die ausgestanzten Öffnungen in den Kernblechen 44 sich axial erstreckende Schlitze 48 bilden, wenn die Kernbleche 44 gestapelt werden. Diese Öffnungen in gegenüberliegenden axialen Endflächen 46 des Rotorkerns 40 definieren somit Öffnungen 50, der sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitze 48.
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Auf diese Weise werden der Statorkern 26 und der Rotorkern 40 der elektrischen Maschinen 20, 21 aus gestapelten Kernblechen 32, 44 aus Elektrostahl gebildet. Die Kernbleche aus Elektrostahl werden aus einer Eisenlegierung gebildet und enthalten typischerweise Silizium in Mengen, die bis zu ungefähr 6,5% betragen können, üblicherweise aber nicht mehr als ungefähr 2 bis 3,2% betragen. Magnesium und Aluminium in Mengen von bis zu etwa 0,5% können ebenfalls in Elektrostahl verendet werden. Elektrostahl ist weiterhin erhältlich und Fachleuten wohl bekannt. Die entsprechenden Kernbleche 32, 44, welche den Maschinenstatorkern 24 und Maschinenrotorkern 40 bilden, können aneinander durch Schweißen, Klebstoff, eingreifende Nasen und Schlitze in benachbarten Kernblechen und anderen geeigneten Methoden aneinander befestigt werden. Beispielsweise sieht ein klebendes Verfahren zum Sichern der Kernbleche den Einsatz eines 2-Komponenten Harzes vor, wobei eine Komponente auf die Unterseite des einen Kernblechs und die andere Komponente auf die Oberseite des anderen Kernblechs aufgebracht wird. Nach dem Stapeln werden die Kernbleche erhitzt, damit die beiden Teile aneinander haften und einen verbundenen Kern 32, 44 bilden.
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Der Rotorkern 40 kann in eine Rotornabe 38 mit einer Presspassung eingefügt werden, indem thermische Energie unterschiedlich in den Rotorkern 40 relativ zur Rotornabe 38 eingebracht wird. Beispielsweise kann der Rotorkern 40 aufgeheizt werden, um seine thermische Ausdehnung zu bewirken, sodass die Nabe 38 in die zentrale Öffnung des Rotorkerns 40 eingesetzt werden kann. Die Nabe 38 kann auch gekühlt werden, damit der Rotorkerns 40 an ihr leichter montiert werden kann.
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Magnete 56 werden in den Schlitzen 48 angeordnet und bestehen aus einem Material, dass nach Installation in dem Rotorkern 40 als Permanentmagnet wirken kann. Die Magnete 56 können vor dem Einsetzen in den Rotorkern 40 magnetisiert werden oder sie können beim Einsetzen unmagnetisiert sein und ihre magnetischen Eigenschaften erst nach dem Einsetzen in den Rotorkern 40 aufgeprägt bekommen. Die Magnete 56 können vorteilhaft aus Neodymeisenbor hergestellt sein. Dysprosium kann beim Herstellen der Magnete 56 hinzugefügt werden, um größere Temperaturstabilität zu erzielen und es dem magnetischen Material zu ermöglichen, sich Magnetisierungsverluste besser zu widersetzen. Eine Vielzahl von anderen Materialien kann ebenfalls verwendet werden, um die Magnete 56 zu bilden, einschließlich Seltenerdmetalle, wie Lithium, Terbium und Samarium. Der Einsatz dieser und anderer magnetischer Materialien zur Bildung von Permanentmagneten zum Einsatz in elektrischen Maschinen ist Fachleuten wohl bekannt. Die Magnete 56 können auch eine äußere Materialschicht, beispielsweise eine Nickelschicht aufweisen, die aus einem magnetischen Material durch galvanische Abscheidung hergestellt ist, oder beispielsweise eine Aluminiumschicht, die durch Aufdampfen hergestellt wurde und einen äußeren Mantel auf den Magneten bildet. Solche äußeren Mäntel können verwendet werden, um die Korrosionsfestigkeit zu verbessern. Die Magnete 56 können in den Schlitzen 48 installiert werden, nachdem der Rotorkern 40 aufgeheizt wurde und darin durch eine Presspassung gehalten werden. Beispielsweise kann der Rotorkern 40 aufgeheizt werden, damit sich thermisch die Größe des Rotorkerns und der Schlitze ausdehnt und sich eine für das Einsetzen der Magnete 56 in die Schlitze 48 ausreichende Breite ergibt. Die Magnete 56 können auch gekühlt werden, um deren Abmessungen zu reduzieren. Danach lässt man den Rotorkern 40 und die Magnete 56 zur Umgebungstemperatur zurückkehren. Der Rotorkern 40 und die Magnete 56 sind so bemessen, dass die Magnete 56 fest in dem Rotorkern 40 gehalten werden und dort gesichert sind, sobald der Kern 40 und die Magnete 56 dieselbe Temperatur haben. Die Nabe 38, der Rotorkern 40 und die Magnete 56 können so bemessen sein, dass sie eng aneinander anliegen und aneinander befestigt sind, sobald der Rotorkern 40 an der Nabe angebracht ist und diese Teile wieder Umgebungstemperatur angenommen haben. Alternativ können die Magnete 56 auch in den Schlitzen 48 mittels eines Klebstoffs durch einen Pressverband mit dem Rotorkern 40 oder andere geeignete Maßnahmen gehalten werden.
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Wie dargestellt, sind die Rotorkernschlitze 48 vollständig von dem Material umgeben, welches den Rotorkern 40 bildet. Alternativ können sich die Schlitze 48 nach außen bis zu der äußeren radialen Begrenzung des Rotorkerns 40 erstrecken und somit an ihren Enden offene Schlitze mit einer Öffnung bilden, die sich axial entlang der äußeren radialen Oberfläche des Rotorkerns 40 erstreckt. Alternativ kann der Rotor 36 Magnete 56 enthalten, die an der äußeren radialen Oberfläche des Rotorkerns 40 statt in sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitzen befestigt sind.
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Die Maschinen 20, 21 weisen eine Erdungshülse 52 auf, die an dem Gehäuse 30 befestigt ist und sich parallel zu ihm konzentrisch um die Rotationsachse 22 erstreckt. Die Lagerbaugruppen 54, die an der Erdungshülse 52 angebracht sind, unterstützen drehbar die Rotornabe 38 radial und axial relativ zur Achse 22, um welche sich der Maschinenrotor 36 relativ zum Gehäuse 30 dreht. Bei manchen Anwendungen wird eine Kupplungsbaugruppe (nicht dargestellt) verwendet, um selektiv die Rotornabe 38 mit einer externen Welle (nicht dargestellt) zu verbinden, die mit dem Antriebssystems eines Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine, 20, 21 selektiv entweder als Antriebsmotor oder als Generator verwendet werden kann.
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Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschinen 20, 21 ist ein erstes bzw. zweites Ausführungsbeispiel eines Resolvers 60, 61 gemäß der vorliegenden Erfindung operativ mit dem Maschinenrotor 36 gekoppelt. Die grundlegende Struktur des ersten Ausführungsbeispiels des Resolvers 60 ist in den 1 und 6 dargestellt, während die grundlegende Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels des Resolvers 61 in den 2 bis 6 dargestellt ist. An einem axialen Ende der Rotornabe 38 ist ein zylindrischer Vorsprung oder Stummel 62. Der Resolver 60, 61 ist mit dem Stummel 62 der Rotornabe und dem Gehäuse 30 gekoppelt, um die Position und Geschwindigkeit des Maschinenrotors 36 relativ zu dem Maschinenstator 24 während des Betriebs der Maschine zu bestimmen. Wie in den 1 und 2 gezeigt, weisen das erste und das zweite Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschinen 20 und 21 jeweils einen Maschinenschirm 64 auf, der zwischen dem Maschinenrotor 36 und dem Resolver 60, 61 angeordnet ist. Wie vorstehend diskutiert, handelt es sich bei dem Maschinenschirm 64 üblicherweise um eine separat hergestellte Komponente der Maschine 20, 21 mit einer relativen Permeabilität von 50 oder mehr. Der Maschinenschirm 64 ist an dem Gehäuse 30 mit Befestigern wie beispielsweise Schrauben 60 und Bolzen 68 befestigt. Wie vorstehend diskutiert, kann gemäß der vorliegenden Offenbarung der Schirm 64 für die Verwendung der Resolver 60, 61 in den Maschinen 20, 21 unnötig sein und der Schirm 64 kann vollständig weggelassen werden oder zusammen mit einem Resolver 60, 61 verwendet werden, obwohl der Maschinenschirm 64 üblicherweise in herkömmlichen elektrischen Maschinen verwendet wird, um herkömmlichere Resolver vor EMI zu schützen. Die elektrischen Maschinen 20, 21 können somit optional Maschinenschirme 64 enthalten.
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Jeder Resolver 60, 61 hat einen Resolverstator 70, der um eine Achse 22 herum angeordnet und an einer inneren Oberfläche des Gehäuses 30 befestigt ist, sowie einen Resolverrotor 72, der an dem Stummel 62 der Rotornabe befestigt ist. Der Resolverstator 70 definiert einen kreisförmigen Ring 74 der konzentrisch mit dem Resolverrotor 72 ist und diesen umgibt. Der Resolverstator 70 und der Resolverrotor 72 sind im Wesentlichen axial an der Achse 22 gleich positioniert. Der Resolverrotor 72 ist kreisförmig und aus gestapelten Elektrostahl-Kernblechen 82 gebildet, die einen kreisförmigen inneren Umfang 84 und äußeren Umfang 86 des Resolverrotors 72 definieren. Ein im Wesentlichen kreisförmiger Resolverstatorring 74 ist durch den Kern 88 definiert, der durch gestapelte Elektrostahl-Kernbleche 76 gebildet ist. Der Kern 88 hat mehrere (bei den dargestellten Ausführungsbeispielen beispielsweise zwölf) Zähne 90, die in einem Abstand voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind und sich jeweils radial einwärts zur Achse 22 hin erstrecken, wobei das abgewandte Ende von jedem Zahn 90 eine Lücke 54 mit dem radial angrenzenden äußeren Umfang 86 des Resolverrotors bildet. Jeder Zahn 90 definiert einen Resolverstatorpol 80, um den Resolverstatorwicklungen 78 gewickelt sind.
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Das Gehäuse 30 der elektrischen Maschine weist einen flachen, kreisförmigen inneren Flächenabschnitt 96 auf, der um die Achse 22 herum angeordnet ist. Der Abschnitt 96 weist eine kreisförmige Gruppe von Löchern 98 auf, die sich in axial hervorstehende Gehäuseansätze erstrecken. In die Löcher 98 können Gewinde geschnitten sein, um in Gewinde von Schrauben einzugreifen, und sind fluchtend mit einer kreisförmigen Gruppe von durchgehenden Löchern 102 angeordnet, die sich axial durch den Resolverstatorkern 88 an Stellen erstrecken, die radial auswärts seiner Zähne 90 sind. Geeignete Befestiger 104, beispielsweise Schrauben mit Köpfen, können sich durch die Durchgangslöcher 102 des Stators erstrecken und in die Löcher 98 eingreifen, wodurch der Resolverstator 70 an dem Maschinengehäuse 30 befestigt wird, sodass die Vorderseite 106 des Resolverstators den Abschnitt 96 der inneren Gehäusefläche bedeckt. Die Positionen des Resolverstators 70 und des Maschinenstators 24 sind somit relativ zueinander durch Teile eines Haltemechanismus fixiert, der bei den dargestellten Ausführungsbeispiel Befestiger 104 und fluchtende Löcher 98, 102 aufweist.
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Die Maschinennabe 38 und der Resolverrotor 72 können so dimensioniert sein, dass bei einigen Ausführungsbeispielen der elektrischen Maschine der Resolverrotor 73 auf der Rotornabe 38 mittels einer Presspassung installiert werden kann. Dies kann man erreichen, indem der Resolverrotor 72 zum Erhöhen der Abmessung des inneren Durchmesser, der durch den inneren Umfang 84 des Resolverrotors definiert wird, erhitzt wird und danach der Resolverrotor 72 um den Maschinenrotor Nabenstummel 62 angeordnet wird und man danach den Resolverrotor 72 sich abkühlen und den inneren Durchmesser 84 schrumpfen lässt. Der Resolverrotor 72 und die Maschinenrotornabe 38 sind fest miteinander verbunden und bleiben drehstarr miteinander verbunden, sobald diese gleichermaßen Umgebungstemperatur angenommen haben. Zum Erzielen dieses Pressverbandes kann es auch wünschenswert sein, die Rotornabe 38 zu kühlen, um zusätzlichen Platz zu schaffen, wenn der aufgeheizte Resolverrotor 72 darauf gesetzt wird. Erwähnenswert ist, dass der Zusammenbau sowohl des Maschinenrotorkerns 40 und des Resolverrotors 72 auf der Rotornabe 38 als Teil eines einzigen Vorgangs vorgenommen werden kann. Alternative Methoden zum Befestigen des Maschinenrotorkerns 40 und/oder des Resolverrotors 72 an der Maschinenrotornabe 38 können ebenfalls eingesetzt werden. Beispielsweise könnte diese jeweils mit der Maschinenrotornabe 38 verschweißt oder formschlüssig mit dieser verbunden werden. Beispielsweise kann der Resolverrotor 72 eine sich radial einwärts erstreckende Schlüsselnut 110 aufweisen, die einen Schlüssel (nicht dargestellt) aufnimmt, welcher in die Rotornabe 38 eingreift, um drehendes Rutschen der Resolverrotor-Kernbleche 82 relativ zu dem Maschinenrotor 36 zu verhindern.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen elektrischer Maschinen kann es jedoch bevorzugt sein, dass der Resolverrotor 72 magnetisch von dem Rotornabenstummel 62 isoliert ist und dass die Befestigungsstruktur zwischen diesen beiden im Wesentlichen nicht leitend ist und/oder relativ niedrige Permeabilität hat, vorzugsweise nicht mehr als etwa 2. Eine solche Befestigungsstruktur kann den Resolverrotor 72 von der Rotornabe 38 entkoppeln, indem ein direkter Kontakt zwischen der Nabe 38 und den Resolverrotor-Kernblechen 82 verhindert wird. Eine zylindrische Isolierhülse 108 kann zwischen dem Resolverrotor 82 und dem Rotornabenstummel 62 angeordnet sein und dazu dienen, diese im Wesentlichen magnetisch voneinander zu isolieren. Die Isolierhülse 108 kann aus einem Material mit relativ niedriger Permeabilität gebildet sein, beispielsweise Aluminium oder rostfreiem Stahl, um die Übertragung von magnetischem Fluss von der Rotornabe 38 auf den Resolverrotor 72 zu behindern. Die Isolierhülse 108 kann eine Komponente des Resolverrotors 72 sein, wobei die Resolverrotor-Kernbleche 82 fest an der Isolierhülse 108 angebracht sind, beispielsweise durch einen Pressverband zwischen der im inneren Umfang 84 des Resolverrotors und der radial äußeren Zylinderfläche der Hülse 108. Resolverrotor-Kernbleche 82 sind bevorzugt an der Isolierhülse 108 nur mittels eines leichten Pressverbands befestigt, um die Übertragung von mechanischen Spannungen auf den Resolverrotor 72 zu vermeiden, was den durch Betrieb des Resolvers 60, 61 erzeugten magnetischen Fluss verfälschen könnte. Der Resolverrotor 72 kann dann an der Rotornabe 38 in der vorstehend beschrieben Weise befestigt werden, sodass seine Isolierhülse 108 relativ zur Rotornabe 38 sich nicht dreht oder axial rutscht. Vorzugsweise werden die Rotor-Kernbleche 82 durch irgendwelche herkömmlichen Maßnahmen ebenfalls daran gehindert, axial die Rotornabe 38 über einen im Wesentlichen magnetisch permeablen Weg zu kontaktieren, beispielsweise durch eine Isolationshülse 108, oder indem axiale Bewegungen des Resolverrotor 72 entlang des Stummels 62 der Rotornabe eingeschränkt werden.
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Der äußere Umfang 86 des Resolverrotors hat eine wellenförmige Gestalt, die mehrere (bei den dargestellten Ausführungsbeispielen beispielsweise 7) in Umfangsrichtung verteilte Vorsprünge oder Spitzen 92 definiert, zwischen denen Täler sind. Wie 6 zeigt, ändern sich die radialen Abstände oder Lücken 94 zwischen jedem Resolverstatorpol 80 und dem äußeren Umfang 86 des Resolverrotors beim Gebrauch der Maschine 20, 21 mit der Drehwinkelstellung des Resolverrotors 72 je nach Nähe der Wellenformspitzen und Täler des äußeren Umfangs 86 des Resolverrotors. Der magnetische Fluss und Strom, der in den jeweiligen Windungen der Resolverstatorwicklungen 78 induziert wird, variiert folglich mit den Änderungen in den radialen Lücken 94 zwischen dem äußeren Umfang 86 des Resolverrotors und den Resolverstatorpolen 80, wenn sich der Resolverrotor 72 relativ zu dem Resolverstator 70 bewegt.
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Die Resolverstatorwicklungen 78 können eine Resolveranregungsspule enthalten, die um alle Resolverstatorpole 80 gewickelt ist und/oder X und Y Ausgangsspulen, die um die entsprechenden Pole 80 gewickelt sind, wie vorstehend beschrieben oder auf eine andere dem Fachmann bekannte Weise. Verdrahtung (nicht gezeigt) übermittelt Signale von den äußeren Spulen der Resolverstatorwicklungen 78 zu einer Steuereinheit (nicht gezeigt). Bei Betrieb der Maschine 20, 21 erzeugen Variationen im magnetischen Fluss zwischen dem Resolverrotor 72 und den Resolverstatorpolen 80 Stromänderungen in den Wicklungen 78, die es ermöglichen, die Drehwinkelstellung und somit die Geschwindigkeit des Resolverrotors 72 relativ zu dem Resolverstator mittels der Steuereinheit zu bestimmen. Die Steuereinheit steuert den Ausgang oder die Anregung der elektrischen Maschine, wie dies vorstehend beschrieben ist oder in einer anderem dem Fachmann bekannten Art und Weise. Resolver 60, 61 erleichtern somit die Steuerung im Betrieb der elektrischen Maschine 20, 21.
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Wie 1 zeigt, ist das erste Ausführungsbeispiel des Resolvers 60 mit vorderen und hinteren Schirmen 112, 114 ausgerüstet, die Teile des Resolverstators 70 sein können und zusammen mit diesem in die Maschine 20 installiert wurden. Alternativ können vordere und hintere Schirme 112, 114 separat hergestellte Komponenten der Maschine 20 sein. Die Schirme 112, 114 sind jeweils mit einer kreisförmigen Gruppe von Durchgangslöchern 116, 118 in ihren Flanschabschnitten 120, 122 versehen. Die Flanschabschnitte 120, 122 schließen zwischen sich den Resolverstatorkern 88 ein. Die Durchgangslöcher 116, 118 fluchten mit den Durchgangslöchern 102, die sich durch den Resolverstatorkern 88 erstrecken. Die Schirme 112, 114 sind somit relativ zu dem Statorkern 88 und dem Maschinengehäuse 30 mit den vorstehend erwähnten Befestigern 104 positioniert. Die Befestiger 104 können mit Köpfen versehene Schrauben sein, die durch die fluchtenden Durchgangslöcher 116, 188 der Schirmung und die Durchgangslöcher 102 des Resolverstatorkerns ragen und in die mit Gewinden versehenden Löcher 98 des Oberflächenabschnitts 96 des Maschinengehäuses eingreifen. Der Flanschabschnitt 120 des vorderen Schirms ist zwischen dem Resolverstatorkern 88 und dem Oberflächenabschnitt 96 des Gehäuses angeordnet. Der Flanschabschnitt 122 des hinteren Schirms ist zwischen dem Resolverstatorkern 88 und den Köpfen 124 der Schrauben 104 angeordnet. Die Schirme 112, 114 bestehen aus einem Material, das eine relative Permeabilität von 50 oder mehr hat.
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Wie die 2 und 3 zeigen, ist das zweite Ausführungsbeispiel des Resolvers 61 mit Schirmen 126, 128 versehen, die integral zusammen aus einem plastikartigen Material ausgebildet sind, das eine relative Permeabilität von 50 oder mehr aufweist, und durch den Resolverstatorkern 88 verbunden sind. Vordere und hintere Schirme 126, 128 sind somit untrennbar integrierte Bestandteile des Resolverstators 70 und somit Komponenten des Resolvers 61. Die Integration der Schirme 126, 128 in den Resolverstator 70 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Resolvers 61 ermöglicht eine größere Kompaktheit im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel des Resolvers 60, da die Lücken G und G' (1) eliminiert sind und alles andere gleich bleibt. Diese Verringerung des axialen Bauraums erhöht den Abstand zwischen dem Maschinenschirm 64 und dem entsprechenden hinteren Schirm 114, 128 von C1 auf C2, wie durch Vergleich der 1 und 2 zu sehen ist. Diese axiale Verkleinerung des Raums ist auch durch Vergleich der Abstände D1 und D2 in diesen beiden Figuren zu sehen.
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Fachleute werden erkennen, dass das Reduzieren des Freiraums C2 und des Abstands D2, was durch das zweite Ausführungsbeispiel des Resolvers 61 (2) erzielt wurde, um den Freiraum C1 und den Abstand D1, die durch das erste Ausführungsbeispiel des Resolvers 60 (1) erzielt wurde, zu erreichen, eine eventuelle Reduzierung der axialen Länge des Gehäuses 30 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 erleichtert, sodass die Maschine 21 in axialer Richtung etwas kürzer werden kann als die Maschine 20. Entweder bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Resolvers 60 oder dem zweiten Ausführungsbeispiel des Resolvers 61 kann jedoch eine verbesserte Resolverabschirmung von EMI im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Maschinen erreicht werden, die nur mit der Maschinenschirmkomponente 64 versehen sind. Zudem kann der Einsatz eines Resolvers 60 oder 61 wegen seiner Abschirmung 112, 114 oder 126, 128 die Eliminierung des Schirms 64 bei einer unmerklichen Verschlechterung der Wirksamkeit der EMI-Abschirmung des Resolvers ermöglichen, was entsprechend eine Reduzierung der axialen Länge des Gehäuses 30 des ersten Ausführungsbeispiels der elektrischen Maschine 20 oder des zweiten Ausführungsbeispiels der elektrischen Maschine 21 ermöglicht und auch für damit verbundene Kosteneinsparungen sorgt, die mit der Elimination des Schilds 64 selbst und den Befestigern 66, 68 einhergehen. Zudem bewirken die vorderen 112, 126 und hinteren 114, 128 Schirme als Komponenten der entsprechenden Resolver 60, 61 einen Schutz empfindlicher Abschnitte oder Schlüsselfunktionsgebiete der Resolver vor Schäden im Zusammenhang mit der Handhabung, wodurch der Bedarf nach anderen Schutzabdeckungen wie den vorstehend erwähnten Plastikabdeckungen, die bei herkömmlichen Resolvern zum Schutz vor derartigen Schäden verwendet wurden, entfällt. Insbesondere die vorderen Schirme 112, 126 und die hinteren Schirme 114, 128 erstrecken sich radial einwärts von dem äußeren Umfang 86 des Resolverrotors, was sich am besten unter Bezugnahme auf 5 und 6 verstehen lässt, in denen ein gestrichelter Kreis die Position des inneren Umfangs des hinteren Schirms 114, 128 andeutet.
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Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele offenbart wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Stattdessen soll die Anmeldung auch beliebige Abwandlungen, Verwendungen oder Anpassungen der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung der allgemeinen Prinzipien umfassen. Zudem soll diese Anmeldung auch solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung umfassen, die in der bekannten oder üblichen Vorgehensweise des technischen Gebiets, auf was sich die vorstehende Offenbarung bezieht, liegen und die vom Umfang der nachstehenden Ansprüche umfasst sind.
