FR2693054A3 - Electric motor equipped with a device for detecting the position of the rotor, the speed of rotation and / or the direction of rotation. - Google Patents

Abstract

a) Moteur électrique équipé d'un dispositif de détection de la position du rotor, de la vitesse de rotation et/ou du sens de rotation. b) Moteur électrique caractérisé par des moyens (42) pour éliminer ou réduire la composante gênante du flux magnétique engendrée par la composante de champ du courant d'induit dans l'élément sensible au champ magnétique (25) et en ce que dans la culasse magnétique (40) du stator il est prévu une rainure (42) augmentant la réluctance pour le champ transversal de l'induit et l'élément sensible au champ magnétique (25) est prévu au niveau de la rainure.a) Electric motor fitted with a device for detecting the position of the rotor, the speed of rotation and / or the direction of rotation. b) Electric motor characterized by means (42) for eliminating or reducing the disturbing component of the magnetic flux generated by the field component of the armature current in the element sensitive to the magnetic field (25) and in that in the yoke magnetic field (40) of the stator there is provided a groove (42) increasing the reluctance for the transverse field of the armature and the element sensitive to the magnetic field (25) is provided at the level of the groove.

Description

"Moteur électrique équipé d'un dispositif de détection de la position du"Electric motor equipped with a device for detecting the position of the

rotor, de la vitesse de rotation et/ou du sens de rotation" La présente invention concerne un moteur électrique, notamment moteur à courant continu à exci-  The present invention relates to an electric motor, in particular a direct current motor with exciter.

tation par aimants permanents, comportant un disposi-  permanent magnets, including a

tif de détection de la position du rotor, de la vites-  detection of the rotor position, the speed

se de rotation et/ou du sens de la rotation, ce dispo-  rotation and / or direction of rotation, this arrangement

sitif comportant au moins un élément sensible au champ magnétique pour détecter les variations du flux magné- tique dépendant de la position du rotor, cet élément  device comprising at least one element sensitive to the magnetic field for detecting the variations of the magnetic flux depending on the position of the rotor, this element

étant monté sur le stator du moteur, des moyens élec- triques étant prévus pour exploiter les signaux four-  being mounted on the stator of the motor, electrical means being provided to exploit the signals

nis par cet élément sensible au champ magnétique.15 Pour de nombreuses applications de moteurs  this magnetic field sensitive element.15 For many engine applications

électriques il est nécessaire de détecter la position du rotor, la vitesse de rotation et/ou le sens de ro-  It is necessary to detect the position of the rotor, the speed of rotation and / or the direction of rotation.

tation; il s'agit par exemple de moteurs électriques de lève-glaces ou de toits ouvrant de véhicules auto-20 mobiles, pour permettre de réaliser une protection ef- ficace contre le pincement ou encore de régler la vi-  tation; they are, for example, electric motors for window regulators or roofing windows for self-driving vehicles, in order to provide effective protection against pinching or to adjust the

tre ou le toit ouvrant dans une position prédétermi- née. Il est connu selon le document JP-abstract  the sunroof in a predefined position. It is known according to the document JP-abstract

60-134 748, tome 9, 21 Novembre 1985, de fixer un élé-  60-134 748, Volume 9, 21 November 1985, to fix a

ment à effet Hall contre la face intérieure d'un car-  Hall effect against the inside of a car-

ter de moteur Lorsque le moteur tourne, les varia-  When the engine is running, the variations

tions du flux engendrées par les rainures de l'induit  flows generated by the grooves of the armature

sont détectées dans cet élément à effet Hall et à par-  are detected in this Hall effect element and in

tir des signaux fournis par cet élément on obtient un  firing signals provided by this element we get a

signal de la vitesse de rotation.signal of the speed of rotation.

Un montage analogue pour reconnaître la ro-  A similar montage to recognize the

tation et/ou détecter la vitesse de rotation est connu selon le document DE-GM 87 12 360 Ce document prévoit  tation and / or detect the speed of rotation is known from document DE-GM 87 12 360 This document provides

une bobine magnétique sur le côté intérieur d'une cu-  a magnetic coil on the inner side of a cu-

lasse magnétique en forme de pot, entre les deux ai-  magnetic pot-shaped, between the two

mants d'excitation pour détecter des signaux de vites-  of excitation for detecting

se de rotation correspondant à la rotation du moteur.  rotation corresponding to the rotation of the motor.

L'inconvénient des montages connus est que  The disadvantage of known montages is that

lorsqu'une charge est appliquée au moteur, les enrou-  when a load is applied to the motor, the coils

lements sont traversés par des courants augmentant de  are traversed by currents increasing

manière proportionnelle à la charge Ces courants en-  proportional to the load These currents

gendrent des champs transversaux d'induit L'élément sensible au champ magnétique étant seulement en mesure de détecter l'ensemble du champ arrivant sur le stator  cross-sectional armature fields The magnetic field-sensitive element being only able to detect the entire field arriving on the stator

reçoit également la composante non voulue de la varia-  also receives the unwanted component of the vari-

tion de flux engendrée par les rainures de l'induit ainsi que la composante non voulue du champ engendrée  flow generated by the grooves of the armature as well as the unwanted component of the generated field

par le courant dans l'induit Suivant le type de mo-  by the current in the armature Depending on the type of

teur et l'emplacement de montage de l'élément à effet Hall, le signal de mesure est dominé alternativement  and the mounting location of the Hall effect element, the measurement signal is alternately

par l'une ou l'autre des composantes du champ La com-  by one or other of the components of the field.

posante du champ transversal d'induit n'est pas sou-  posture of the transverse field of armature is not

haitable car elle représente plus ou moins une image  haitable because it represents more or less an image

de la forme du courant qui est inutilisable pour l'ex-  of the form of the current which is unusable for the ex-

ploitation et qui dépend des nombreuses tolérances de fabrication, d'éléments aléatoires et de phénomènes d'usure Le signal de mesure prévisible peut de ce  depending on the numerous manufacturing tolerances, random elements and wear phenomena. The predictable

fait arriver avec une très faible amplitude.  made to arrive with a very small amplitude.

La présente invention a pour but de remédier àces inconvénients et se propose de créer un moteur  The present invention aims to remedy these drawbacks and proposes to create an engine

électrique correspondant au type défini ci-dessus ca-  corresponding to the type defined above

ractérisé par des moyens pour éliminer ou réduire la composante gênante du flux magnétique engendrée par la composante de champ du courant d'induit dans l'élément  characterized by means for eliminating or reducing the disturbing component of the magnetic flux generated by the field component of the armature current in the element

sensible au champ magnétique.sensitive to the magnetic field.

Ce moteur électrique selon l'invention offre  This electric motor according to the invention offers

l'avantage d'éliminer ou du moins de réduire la compo-  the advantage of eliminating or at least reducing the

sante de champ provenant du courant de l'induit dans le flux magnétique donnant le signal sur l'élément sensible au champ magnétique; ainsi, dans le cas idéal, le signal fourni par l'élément sensible au champ magnétique ne contient plus que la composante souhaitée du champ d'excitation On élimine ainsi non seulement les composantes faussées du signal de mesure mais le niveau de la composante exploitable devient  field strength from the armature current in the magnetic flux giving the signal on the magnetic field sensitive element; thus, in the ideal case, the signal provided by the magnetic field-sensitive element only contains the desired component of the excitation field. Thus, not only the distorted components of the measurement signal are eliminated but the level of the exploitable component becomes

alors dominant.then dominant.

De façon avantageuse, dans la culasse magné-  Advantageously, in the magnetic yoke

tique du stator il est prévu une rainure augmentant la réluctance pour le champ transversal de l'induit et l'élément sensible au champ magnétique est prévu au  The stator is provided with a groove increasing the reluctance for the transverse field of the armature and the magnetic field-sensitive element is provided in FIG.

niveau de la rainure.level of the groove.

Le champ transversal de l'induit se ferme grâce à cette plus grande réluctance, de préférence au niveau de la zone opposée du stator là o il n'y a pas de rainure Le flux résiduel du champ transversal de  The transverse field of the armature closes due to this greater reluctance, preferably at the opposite zone of the stator where there is no groove. The residual flux of the transverse field of the

l'induit doit alors contourner la rainure ce qui per-  the armature must then bypass the groove which allows

met d'éliminer dans une très large mesure la composan-  eliminates to a very large extent the

te du champ transversal d'induit sur un élément de dé-  of the transversal field of armature on an element of de-

tection à effet Hall placé devant la rainure ou dans celle-ci L'élément sensible au champ magnétique peut ainsi ne fournir à l'exploitation, pratiquement que des signaux utiles fondés sur les variations de flux  Hall effect placed in front of the groove or in it The magnetic field-sensitive element can thus provide the exploitation, practically only useful signals based on the variations of flux

engendrées par les rainures de l'induit.  generated by the grooves of the armature.

Pour arriver à un effet optimum, la rainure est dirigée essentiellement dans la direction axiale et peut être notamment une fente traversant jusqu'à la  To achieve an optimum effect, the groove is directed essentially in the axial direction and may be in particular a through slot up to the

culasse magnétique La rainure est alors avantageuse-  magnetic yoke The groove is then advantageous-

ment prévue au niveau du pôle magnétique le plus pro-  planned at the level of the most

che de l'élément sensible au champ magnétique, et de préférence dans une position essentiellement centrale  of the magnetic field sensitive element, and preferably in a substantially central position

du pôle magnétique.magnetic pole.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses  According to other advantageous characteristics

pour éliminer les effets du champ transversal d'in-  to eliminate the effects of the cross-sectional field of

duit, gênants, on prévoit de retrancher du signal de  duit, annoying, it is expected to subtract from the signal of

mesure fourni par l'élément sensible au champ magnéti-  measurement provided by the magnetic field sensing element

que, un signal proportionnel au courant de l'induit dans un élément soustracteur On retranche ainsi la  that a signal proportional to the current of the armature in a subtractor element.

composante non voulue proportionnelle au courant cor-  unwanted component proportional to the cor-

respondant au champ transversal d'induit si bien que la sortie de l'élément soustracteur fournit un signal  corresponding to the transverse field of armature so that the output of the subtractor element provides a signal

qui dans le cas idéal ne contient plus que la compo-  which in the ideal case contains only the

sante souhaitée du champ d'excitation.  desired health of the excitation field.

Le signal proportionnel au courant de l'in-  The signal proportional to the current of the in-

duit est détecté avantageusement sur un shunt du cir-  duit is advantageously detected on a shunt of the circuit.

cuit du moteur et ce shunt peut également être un  cooked from the engine and this shunt can also be a

transistor appartenant à un pont à transistors comman-  transistor belonging to a transistor bridge controlling

dant le moteur électrique L'élément soustracteur est  the electric motor The subtractor element is

avantageusement un amplificateur de différence.  advantageously a difference amplifier.

Différents exemples de réalisation de l'in-  Different examples of realization of the in-

vention sont représentés aux dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée Ainsi:  are shown in the drawings and will be described in more detail below.

la figure 1 est une vue en coupe transver-  FIG. 1 is a cross sectional view of

sale d'un moteur électrique avec une fente dans la cu-  dirty of an electric motor with a slot in the cu-

lasse magnétique pour augmenter la réluctance opposée  magnetic weariness to increase the opposite reluctance

au champ transversal de l'induit.to the transverse field of the armature.

la figure 2 montre la fente selon la figu-  FIG. 2 shows the slot according to FIG.

re 1 avec l'élément à effet Hall placé à côté selon un développement d'une zone partielle B, B' de la culasse  re 1 with the Hall element placed next to a development of a partial area B, B 'of the cylinder head

magnétique.magnetic.

la figure 3 montre un circuit de soustrac-  Figure 3 shows a circuit for subtracting

tion pour compenser la composante de courant, non sou-  to compensate for the current component, which is not

haitée, provenant du champ transversal d'induit.  from the transverse field of armature.

la figure 4 montre la détection d'un si-  Figure 4 shows the detection of a

gnal proportionnel au courant d'induit par un pont à  proportional to the induced current by a bridge at

transistors commandant le moteur électrique.  transistors controlling the electric motor.

la figure 5 est une coupe longitudinale d'un moteur électrique avec différentes variantes de  FIG. 5 is a longitudinal section of an electric motor with different variants of

montage d'un élément à effet Hall.  mounting of a Hall effect element.

la figure 6 est une coupe transversale se-  Figure 6 is a cross-section

lon la ligne de coupe A-A du moteur électrique de la  the A-A cut line of the electric motor of the

figure 5.figure 5.

la figure 7 montre un élément à effet Hall placé dans une cavité du tube polaire et comportant  FIG. 7 shows a Hall effect element placed in a cavity of the polar tube and comprising

une pièce conductrice de flux, en forme d'étrier.  a flow-conducting part in the form of a stirrup.

Le moteur électrique représenté en coupe à  The electric motor shown in section at

la figure 1 est un moteur à courant continu à excita-  FIG. 1 is an exciter DC motor with

tion par aimants permanents Un tube polaire 40 en  by permanent magnets A polar tube 40 in

forme de pot de section circulaire porte, dans une po-  cup shaped circular section, in a

sition opposée, deux aimants permanents 13, 14 consti-  opposite, two permanent magnets 13, 14

tuant les pôles magnétiques Un rotor 17, représenté  killing the magnetic poles A rotor 17, shown

schématiquement, est monté à rotation entre les ai-  schematically, is rotated between the

mants permanents 13, 14 Dans un but de simplifica-  Permanent Means 13, 14 For the purpose of simplification

tion, le collecteur usuel dans le cas d'un moteur à  tion, the usual collector in the case of a motor with

courant continu ainsi que les balais appliqués élasti-  direct current as well as elastically applied brooms

quement n'ont pas été représentés car il s'agit de moyens connus qui ne sont pas directement concernés  were not represented because they are known means that are not directly concerned

par la présente invention.by the present invention.

A l'extérieur du tube polaire 40, dans la zone médiane de l'aimant permanent 13, on a un élément à effet Hall 25 inséré dans le tube polaire 40 Pour cela, le tube polaire 40 comporte une cavité 27 en  Outside the polar tube 40, in the central zone of the permanent magnet 13, there is a Hall effect element 25 inserted in the polar tube 40. For this, the polar tube 40 comprises a cavity 27

forme de rainure dont les zones d'extrémité sont élar-  groove shape whose end zones are extended

gies Le tube polaire 40 comporte en outre une fente  The polar tube 40 further comprises a slot

axiale 42 qui passe principalement au milieu des ai-  axial 42 which passes mainly in the middle of

mants permanents 13 si bien que vu suivant la direc-  permanent measures 13 so that, in accordance with the direc-

tion périphérique, l'élément à effet Hall 25 se trouve placé à côté de cette fente Cela ressort de la figure 2 La fente 42 traverse dans la direction radiale; elle peut ne correspondre toutefois qu'à une partie  Peripheral element, the Hall effect element 25 is placed next to this slot This is apparent from Figure 2 The slot 42 passes in the radial direction; however, it may only correspond to a part

seulement de l'épaisseur du tube polaire 40.  only the thickness of the polar tube 40.

Le principe de la détection de la vitesse de rotation ou de la détection de la position du rotor par un tel élément à effet Hall sur le tube polaire ou  The principle of the detection of the speed of rotation or the detection of the position of the rotor by such a Hall effect element on the polar tube or

le carter polaire vient du fait que par saturation ma-  the polar housing comes from the fact that by saturation

gnétique du tube polaire une petite partie du flux ma-  polar tube geometry a small part of the

gnétique passe par l'entrefer à l'extérieur du carter polaire puisque le fer ne constitue plus dans ce cas un conducteur magnétique idéal Ce champ marginal peut se détecter à l'aide d'un élément sensible au champ magnétique dans la mesure o cet élément se trouve à  gnetic passes through the air gap outside the polar housing since iron is no longer in this case an ideal magnetic conductor This marginal field can be detected using a magnetic field sensitive element to the extent that this element it is located at

l'extérieur du tube polaire 40 Dans le cas de l'élé-  the outside of the polar tube 40 In the case of

ment inséré selon la figure 1, on peut détecter direc-  inserted in Figure 1, it is possible to detect

tement le flux magnétique traversant le tube polaire  the magnetic flux passing through the polar tube

40 Lorsque le rotor 17 tourne, il s'établit une fai-  When the rotor 17 rotates, there is established a

ble variation de l'ensemble du flux dans le moteur  ble variation of the entire flow in the motor

provenant de la rainure du rotor Cette variation pé-  from the rotor groove This variation

riodique du flux pour un nombre fixe d'induits est dé-  flow rate for a fixed number of inducts is de-

tectés par l'élément à effet Hall; il détecte toute-  tected by the Hall element; it detects

fois également le champ transversal de l'induit qui  times also the transverse field of the armature which

est proportionnel à l'intensité du courant augmentant-  is proportional to the intensity of the current increasing-

avec la charge L'amplitude du champ parasite varie  with the load The amplitude of the parasitic field varies

également en fonction de l'ensemble du flux de l'in-  also according to the entire flow of the in-

duit La fréquence des signaux de mesure obtenus cor-  The frequency of the measurement signals obtained cor-

respond au produit "fréquence de la vitesse de rota-  respond to the product "frequency of rotation speed

tion par nombre de rainures du rotor"; cela constitue ainsi une mesure de la vitesse de rotation du moteur électrique Par le comptage des signaux on obtient un  This is thus a measure of the rotational speed of the electric motor. By the counting of the signals, a measurement of the rotational speed of the electric motor is obtained.

signal proportionnel au rotor.signal proportional to the rotor.

Pour certains moteurs électriques il est difficile d'exploiter les signaux de l'élément à effet Hall ce qui conduit à des erreurs dans l'électronique  For some electric motors it is difficult to exploit the signals of the Hall effect element which leads to errors in the electronics

d'exploitation La raison principale en est que lors-  The main reason is that when

que le moteur est en charge, les enroulements sont parcourus par des courants qui augmentent proportion-  the motor is in charge, the windings are traversed by currents which increase proportionally

nellement à la charge et engendrent un champ transver-  to the load and generate a transverse field

sal 43 qui se combine au champ du moteur à courant continu à excitation par aimants permanents L'élément  sal 43 which combines with the field of permanent magnet excitation DC motor The element

à effet Hall est alors en mesure de détecter l'ensem-  Hall effect is then able to detect the whole

ble du champ engendré par le moteur électrique, c'est-  of the field generated by the electric motor, that is

à-dire dans la culasse magnétique contenant la partie recherchée des variations de flux engendrées par les  that is to say in the magnetic yoke containing the desired part of the flux variations generated by the

rainures de l'induit ainsi que la composante non vou-  grooves of the armature as well as the unwanted component

lue du champ engendrée par le courant de l'induit Se-  read from the field generated by the current of the armature Se-

lon le type de moteur et l'emplacement du montage de l'élément à effet Hall, le signal de mesure contient  the type of motor and the mounting location of the Hall effect element, the measurement signal contains

principalement soit l'une, soit l'autre des composan-  mainly one or the other of the

tes du champ La composante du champ transversal de l'induit n'est pas souhaitable car elle donne plus ou  The transverse field component of the armature is not desirable because it gives more or

moins une image du courant inutilisable pour une ex-  less an image of the unusable current for an ex-

ploitation qui dépend à son tour de nombreuses tolé-  which in turn depends on many tolerances

rances de fabrication, d'éléments aléatoires et de phénomènes d'usure La fente 42 qui peut également être réalisée en forme de rainure ou moyen analogue augmente à cet endroit la réluctance pour le champ  The slot 42 which can also be made in the form of a groove or similar means increases the reluctance for the field.

transversal de l'induit De ce fait le champ transver-  Thus, the transversal field of the armature

sal de l'induit se boucle de préférence dans la zone  armature sal is preferably looped in the area

opposée de la culasse magnétique 40 comme cela est re-  opposite of the magnetic yoke 40 as is

présenté par une plus grande densité de ligne de champ  presented by a greater density of field line

à la figure 1.in Figure 1.

La figure 2 montre que le faible résidu du champ transversal 43 de l'induit doit contourner la tente 42 si bien que l'élément à effet Hall 25 prévu devant cette fente 42 ne reçoit pas la composante du  FIG. 2 shows that the small residual of the transverse field 43 of the armature must bypass the tent 42 so that the Hall effect element 25 provided in front of this slot 42 does not receive the component of the

champ transversal de l'induit Ainsi, ce champ trans-  transversal field of the armature. Thus, this trans-

versai de l'induit est à peine perceptible de manière gênante dans le signal de mesure Pour l'explication, le champ magnétique permanent 44 est indiqué par des  The armature slope is barely perceptible in the measurement signal for the explanation. For the explanation, the permanent magnetic field 44 is indicated by

lignes en trait mixte.lines in dashed line.

La fente 42 peut avoir en principe également un tracé différent de la direction axiale car il est  The slot 42 may in principle also have a different layout of the axial direction because it is

seulement important que les lignes du champ transver-  only important that the lines of the transverse field

sal de l'induit soient interrompues ou atténuées sen-  of the armature are interrupted or attenuated

siblement perpendiculairement à la direction axiale de  perpendicularly to the axial direction of

la culasse 40 On pourrait également envisager plu-  breech 40 We could also consider

sieurs fentes 42 parallèles et/ou en rangées.  sieurs slots 42 parallel and / or in rows.

Une autre possibilité pour éliminer la com-  Another possibility to eliminate the

posante non voulue du courant du signal de mesure fourni par l'élément à effet Hall apparaît à la figure 3 On peut également utiliser de manière combinée les moyens représentés aux figures 1 et 2 et ceux de la  The unwanted posture of the measurement signal current supplied by the Hall effect element is shown in FIG. 3. The means shown in FIGS. 1 and 2 can also be used in combination with those of FIG.

figure 3.figure 3.

Selon la figure 3, le circuit d'alimentation (tension d'alimentation U) d'un moteur électrique 45, qui peut correspondre par exemple au moteur électrique représenté à la figure 1, comporte un shunt 46 aux  According to FIG. 3, the supply circuit (supply voltage U) of an electric motor 45, which may correspond, for example, to the electric motor shown in FIG. 1, comprises a shunt 46 to

bornes duquel on prend un signal proportionnel à l'in-  which we take a signal proportional to the in-

tensité Ce signal proportionnel à l'intensité est ap-  This signal proportional to the intensity is

pliqué par une résistance intermédiaire 47 à un ampli-  biased by an intermediate resistance 47 to an amplifier

ficateur de différence 48 couplé en réaction par une  difference indicator 48 coupled in reaction by a

résistance 57 L'entrée non-inversée de cet amplifica-  resistance 57 The non-inverted input of this amplifier

teur de différence 48 reçoit une tension de référence constante Uref Le signal généré par l'élément à effet Hall 25 est fourni à l'amplificateur de différence 48 par une résistance intermédiaire 26 Le rapport de la résistance 56 à la résistance 47 permet de régler le coefficient d'amplification du signal du shunt par  The difference signal 48 receives a constant reference voltage Uref. The signal generated by the Hall effect element 25 is supplied to the difference amplifier 48 via an intermediate resistor 26. The ratio of the resistor 56 to the resistor 47 makes it possible to adjust the signal. signal amplification coefficient of the shunt by

rapport au signal de l'élément à effet Hall L'ampli-  relative to the signal of the Hall effect element

ficateur de différence 48, tout d'abord branché comme  difference indicator 48, first plugged in as

additionneur, doit recevoir l'un des deux signaux, in-  adder, must receive one of the two signals, in-

versé, pour fonctionner comme soustracteur Cela peut  poured, to function as a subtractor This can

se faire par exemple simplement avec le signal de l'é-  for example simply with the signal of the e-

lément à effet Hall 25 en tournant celui-ci de 180 On peut également envisager une inversion électrique à l'aide d'un inverseur Par cette compensation on éli-  Hall effect element 25 by turning it by 180 It is also possible to consider an electrical inversion with the aid of an inverter.

mine du signal de l'élément à effet Hall 25 les compo-  Hall effect signal mine 25 the components

santes non souhaitées, proportionnelles au courant,  undesired health, proportional to the current,

engendrées par le champ transversal de l'induit Ain-  generated by the transverse field of the armature Ain-

si, à la sortie de l'amplificateur de différence, on dispose d'un signal de mesure qui, dans le cas idéal, ne contient plus que la composante souhaitée du champ d'excitation Ce signal de mesure est appliqué alors à  if, at the output of the difference amplifier, a measurement signal is available which, in the ideal case, contains only the desired component of the excitation field. This measurement signal is then applied to

un circuit drexploitation électronique 32.  an electronic operating circuit 32.

Ce circuit d'exploitation 32 compte les si-  This operating circuit 32 counts the

gnaux à la sortie de l'amplificateur de différence 48 pour détecter un signal proportionnel à la position du  at the output of the difference amplifier 48 to detect a signal proportional to the position of the

rotor ou pour transformer ce signal en un signal pro-  rotor or to convert this signal into a signal

portionnel à la vitesse de rotation du rotor.  portional to the speed of rotation of the rotor.

A la place du shunt 46 on peut également ob-  Instead of shunt 46 it is also possible

tenir un signal proportionnel au courant, par exemple  hold a signal proportional to the current, for example

à l'aide d'un montage à pont actif comme celui repré-  using an active bridge arrangement such as that

senté à la figure 4 Selon la figure 4, le moteur  shown in Figure 4 According to Figure 4, the engine

électrique 45 est monté dans une diagonale d'un monta-  45 is mounted in a diagonal of a

ge en pont actif formé de quatre transistors 49-52 La tension d'alimentation est appliquée aux sommets du montage en pont Par les deux prises 53, 54 sur les deux branchements du moteur 45 on peut détecter la chute de tension sur les transistors 51, 52 engendrée  active bridge geometry formed of four transistors 49-52 The supply voltage is applied to the vertices of the bridge connection By the two terminals 53, 54 on the two branches of the motor 45 the voltage drop can be detected on the transistors 51, 52 generated

par le passage du courant Ces transistors 51, 52 peu-  by the passage of the current These transistors 51, 52 can

vent ainsi être assimilés à des shunts En fonction du sens de rotation, on a toujours sur l'une des prises 53, 54 un signal proportionnel au courant de sorte que les prises 53, 54 peuvent être reliées au diviseur de  Thus, depending on the direction of rotation, one of the sockets 53, 54 always has a signal proportional to the current so that the sockets 53, 54 can be connected to the divider.

tension 47 par exemple par l'intermédiaire d'un monta-  voltage 47 for example through a mount

ge à diodes ou directement sur l'amplificateur de dif-  diodes or directly on the DIFF amplifier.

férence 48.48.

Les figures 5 à 7 représentent des exemples d'emplacements de montage différents des éléments à effet Hall sur un moteur électrique ou sur un stator ou un tube polaire On peut les placer chaque fois  FIGS. 5 to 7 show examples of different mounting locations of the Hall effect elements on an electric motor or on a stator or a polar tube. They can be placed each time

dans des fentes 42 non représentées; on peut égale-  in slots 42 not shown; we can also

ment utiliser un montage comme celui de la figure 3.  use a mounting like the one in Figure 3.

Le moteur électrique représenté aux figures et 6 est également un moteur à courant continu à ex- citation par aimants permanents Dans un tube polaire en forme de pot qui présente, selon la figure 6, une section essentiellement circulaire avec deux côtés  The electric motor shown in FIGS. 6 is also a permanent magnet excited DC motor. In a pot-shaped pole tube which, according to FIG. 6, has a substantially circular section with two sides.

11, 12 opposés, aplatis, dans les deux zones circulai-  11, 12 opposite, flattened, in both areas circula-

res, opposées, on a les deux aimants permanents 13, 14 constituant les pôles magnétiques Ces aimants sont  Opposite, we have two permanent magnets 13, 14 constituting the magnetic poles These magnets are

maintenus en place par deux ressorts de maintien d'ai-  held in place by two springs

mants 15, 16 en forme de U Entre les aimants perma-  U-shaped brackets 15, 16 Between the permanent magnets

nents 13, 14 se trouve un rotor 17, monté à rotation; ce rotor n'est représenté que schématiquement Dans un  13, 14 is a rotor 17 rotatably mounted; this rotor is represented only schematically in a

but de simplification la figure 5 ne montre pas le ro-  purpose of simplification Figure 5 does not show the

tor 17.tor 17.

Les deux aimants permanents 13, 14 ont une forme différente l'un de l'autre Ainsi, les surfaces frontales de l'aimant permanent 13 appliquées contre  The two permanent magnets 13, 14 have a shape different from each other Thus, the front surfaces of the permanent magnet 13 applied against

les ressorts de maintien d'aimants 15, 16 sont diri-  the magnet holding springs 15, 16 are directly

gées essentiellement dans la direction radiale alors que les surfaces frontales de l'aimant permanent 14  essentially in the radial direction whereas the frontal surfaces of the permanent magnet 14

qui s'appliquent contre les ressorts de maintien d'ai-  which apply against the springs

mants 15, 16 sont essentiellement perpendiculaires aux côtés aplatis 11, 12 Pour simplifier les dessins on a représenté ces deux variantes dans une même figure bien que dans un mode de réalisation, les deux aimants  Mants 15, 16 are substantially perpendicular to the flattened sides 11, 12 to simplify the drawings, these two variants are shown in a single figure although in one embodiment, the two magnets

permanents d'un moteur aient la même forme.  permanent motors have the same shape.

Le moteur électrique représenté aux figures 5 et 6 comporte six éléments à effet Hall 18-23 prévus il  The electric motor shown in FIGS. 5 and 6 comprises six Hall effect elements 18-23 provided for in FIG.

sur le tube polaire 10 constituant la culasse magnéti-  on the polar tube 10 constituting the magnet yoke

que du moteur électrique Les cinq positions représen-  than the electric motor The five positions represent

tées constituent de nouveau une variante ce qui signi-  are again a variant which means

fie que dans un mode de réalisation il n'y a qu'un seul élément à effet Hall occupant l'une des positions représentées Les éléments à effet Hall 18-21 sont prévus à l'intérieur sur les côtés aplatis 11, 12 du tube polaire 10, l'élément à effet 18 étant prévu sur le bras le plus long du ressort de maintien d'aimants  In one embodiment, there is only one Hall effect element occupying one of the positions shown. Hall effect elements 18-21 are provided on the inside of the flattened sides 11, 12 of the tube. 10, the effect element 18 being provided on the longer arm of the magnet holding spring

15 et l'élément à effet Hall 19 est appliqué directe-  15 and the Hall effect element 19 is applied directly to

ment sur l'aimant permanent 13 car dans cette posi-  the permanent magnet 13 because in this posi-

tion, selon la figure 5, le bras le plus court des ressorts de maintien d'aimants 16 n'arrive pas jusqu'à la position de cet élément à effet Hall 19 De façon correspondante, l'élément à effet Hall 20 est appliqué  According to FIG. 5, the shortest arm of the magnet holding springs 16 does not reach the position of this Hall effect element 19. Correspondingly, the Hall effect element 20 is applied.

directement contre la face frontale de l'aimant perma-  directly against the front face of the permanent magnet

nent 14 alors que l'élément à effet Hall 21 n'arrive que jusque sur le bras le plus long du ressort de  14 while the Hall effect element 21 only reaches the longest arm of the spring of

maintien d'aimants 16.holding magnets 16.

L'élément à effet Hall 22 est prévu dans la zone de la face frontale de l'aimant permanent 13 tournée vers l'extrémité ouverte du tube polaire 10, à  The Hall effect element 22 is provided in the zone of the front face of the permanent magnet 13 turned towards the open end of the polar tube 10,

une certaine distance du tube 10 Dans une autre ré-  a certain distance from the tube 10 In another

alisation, le tube polaire 10 pourrait également être de forme circulaire Cela est indiqué par les zones circulaires 24 tracées en trait interrompu pour le tube polaire L'élément à effet Hall 23 est dans ce  the polar tube 10 could also be of circular shape This is indicated by the circular zones 24 drawn in broken lines for the polar tube The Hall effect element 23 is in this case.

cas prévu entre les aimants permanents 13, 14 à l'in-  case provided between the permanent magnets 13, 14 at the in-

térieur de cette zone de tube polaire 24 en étant dé-  the interior of this zone of polar tube 24 while being de-

calé axialement par rapport aux aimants permanents 13,  axially locked relative to the permanent magnets 13,

14 comme cela apparaît à la figure 5.  14 as shown in Figure 5.

Dans le cas de l'exemple de réalisation re-  In the case of the exemplary embodiment

présenté à la figure 7, l'élément à effet Hall 25 est placé dans une cavité 27 sur la face extérieure du côté aplati 11 du tube polaire 10 Cet élément vient légèrement en saillie de cette cavité 27 Une pièce conductrice de flux 28 en forme de bras de fixation, constituée par un morceau de tôle recourbée, relie la  shown in Figure 7, the Hall effect element 25 is placed in a cavity 27 on the outer face of the flattened side 11 of the pole tube 10 This element comes slightly protruding from this cavity 27 A flow-conducting piece 28 in the form of fixing arm, consisting of a piece of curved sheet metal, connects the

surface marginale tournée vers l'extérieur, de l'élé-  marginal surface facing outwards, from the

S ment à effet Hall 25 et la surface extérieure du tube  Hall effect 25 and the outer surface of the tube

polaire 10 On crée ainsi pour le flux magnétique pas-  polar 10 So we create for the magnetic flux pas-

sant dans le volume extérieur, un chemin de faible ré-  in the external volume, a path of

luctance, c'est-à-dire un chemin magnétique plus favo-  luctance, that is to say a more favorable magnetic path

* rable La pièce conductrice de flux 28 forme un court-The conductive flow member 28 forms a short

circuit vers la pièce polaire 10 Par le montage de l'élément à effet Hall 25, entre une zone d'extrémité de la pièce conductrice de flux 28 et le tube polaire  circuit to the pole piece 10 By mounting the Hall effect element 25, between an end zone of the flux-conducting part 28 and the polar tube

, le champ traverse l'élément à effet Hall 25 per-  , the field passes through the Hall effect element 25

pendiculairement, même lorsque cet élément est par  pendicularly, even when this element is

exemple monté tangent au tube polaire L'élément à ef-  example mounted tangent to the polar tube The element to be

fet Hall 25 est branché magnétiquement en série sur la pièce conductrice de flux 28 Une borne électrique 29 de l'élément à effet Hall 25 est reliée par une ligne  fet Hall 25 is magnetically connected in series with the flux-conducting part 28 An electrical terminal 29 of the Hall-effect element 25 is connected by a line

et un connecteur au circuit d'exploitation électro-  and a connector to the electronic operating circuit

nique 32 Pour fixer et protéger l'ensemble du montage contre les accidents, la pièce conductrice de flux 28, l'élément à effet Hall 25 et la ligne 30 sont entourés  In order to fix and protect the entire assembly against accidents, the flow-conducting part 28, the Hall effect element 25 and the line 30 are surrounded

d'un boîtier en plastique 33; de manière non repré-  a plastic case 33; in a way that is not

sentée, la connexion par fiche 31 est prévue sur la  sent, the plug connection 31 is provided on the

face extérieure de ce boîtier en matière plastique 33.  outer face of this plastic housing 33.

Ce boîtier en matière plastique 33 peut également être réalisé par injection ou moulage avec de la matière  This plastic case 33 can also be made by injection or molding with material

synthétique Un second raccord électrique pour l'élé-  Synthetic A second electrical connection for

ment à effet Hall 25 peut être réalisé par la liaison  Hall effect can be achieved by the link

à la masse ou encore on peut prévoir un second bran-  to the mass or we can foresee a second

chement électrique analogue au premier branchement  electrical connection similar to the first

électrique 29.electric 29.

Un autre type de montage, en variante, pour un élément à effet Hall, apparaît par exemple dans le document DE-41 28 419 L'élément à effet Hall peut être prévu par exemple à l'extérieur sur la culasse  Another type of assembly, alternatively, for a Hall element, appears for example in DE-41 28 419 The Hall effect element can be provided for example outside on the cylinder head

magnétique ou être serré à l'aide d'une pièce conduc-  magnetic or tightened using a conductive

trice de flux, en forme d'étrier En outre, l'élément  trice, in the form of stirrup In addition, the element

à effet Hall 25 peut être monté entre deux pièces con-  Hall effect 25 can be mounted between two

ductrices de flux qui sont maintenues réunies par un élément en forme de pince, l'ensemble du montage étant appliqué par l'extérieur ou par l'intérieur contre la culasse magnétique Enfin, on peut également prévoir  flow ducts which are held together by a clip-shaped element, the entire assembly being applied from the outside or the inside against the magnetic yoke Finally, it is also possible to provide

deux éléments à effet Hall en particulier avec un dé-  two Hall effect elements in particular with a

calage de 800 électrique sur le tube polaire, par exemple dans une rainure tracée en biais dans le tube  setting of 800 electric on the polar tube, for example in a groove traced at an angle in the tube

polaire pour permettre la détection du sens de rota-  to detect the direction of rotation.

tion. A la place des éléments à effet Hall, on peut en principe utiliser également d'autres éléments sensibles au champ magnétique comme par exemple des plaques de champ, des bobines de champ ou des moyens analogues. En outre, les moyens décrits pour compenser le champ transversal de l'induit permettent également  tion. Instead of the Hall effect elements, it is possible in principle to use other elements sensitive to the magnetic field, for example field plates, field coils or similar means. In addition, the means described to compensate for the transverse field of the armature also allow

de détecter la position du rotor, la vitesse de rota-  to detect the position of the rotor, the rotation speed

tion et/ou le sens de rotation sur d'autres moteurs  rotation and / or direction of rotation on other engines

électriques dans lesquels le mouvement de rotation en-  in which the rotational movement

gendre des variations de champ dispersées dans la cu-  spread of scattered field variations in the

lasse magnétique.weary magnetic.

Claims (2)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T IO N S le) Moteur électrique, notamment moteur à courant continu à excitation par aimants permanents, comportant un dispositif de détection de la position du rotor, de la vitesse de rotation et/ou du sens de  (le) Electric motor, in particular DC motor with permanent magnet excitation, comprising a device for detecting the position of the rotor, the speed of rotation and / or the direction of rotation. la rotation, ce dispositif comportant au moins un élé-  rotation, this device comprising at least one element ment sensible au champ magnétique pour détecter les variations du flux magnétique dépendant de la position  sensitive to the magnetic field to detect position-dependent magnetic flux du rotor, cet élément étant monté sur le stator du mo-  of the rotor, this element being mounted on the stator of the motor. teur, des moyens électriques étant prévus pour exploi-  electric means being provided for the exploitation of ter les signaux fournis par cet élément sensible au champ magnétique, moteur électrique caractérisé par  the signals provided by this magnetic field-sensitive element, an electric motor characterized by des moyens ( 42, 48) pour éliminer ou réduire la compo-  means (42, 48) for eliminating or reducing the sante gênante du flux magnétique engendrée par la com-  disturbing health of the magnetic flux generated by the posante de champ du courant d'induit dans l'élément  field positing of the armature current in the element sensible au champ magnétique ( 25).  sensitive to the magnetic field (25). ) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la culasse magnétique  Electric motor according to Claim 1, characterized in that in the magnetic yoke ( 40) du stator il est prévu une rainure ( 42) augmen-  (40) of the stator an increased groove (42) is provided tant la réluctance pour le champ transversal de l'in-  the reluctance for the transversal field of the in- duit et l'élément sensible au champ magnétique ( 25)  duit and the magnetic field sensitive element (25) est prévu au niveau de la rainure ( 42).  is provided at the groove (42). ) Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rainure ( 42) est dirigée  Electric motor according to claim 2, characterized in that the groove (42) is directed essentiellement dans la direction axiale.  essentially in the axial direction. ) Moteur électrique selon la revendication  ) Electric motor according to the claim 2 ou 3, caractérisé en ce que la rainure ( 42) est pré-  2 or 3, characterized in that the groove (42) is vue au niveau de l'élément ( 25) sensible au champ ma-  view at the element (25) responsive to the magnetic field. gnétique, près du pôle magnétique ( 13) le plus proche.  gnetic near the nearest magnetic pole (13). 50) Moteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément ( 25) sensible au champ magnétique se trouve essentiellement dans une position centrale par rapport à ce pôle magnétique  50) Electric motor according to claim 4, characterized in that the element (25) sensitive to the magnetic field is essentially in a central position with respect to this magnetic pole ( 13).(13). ) Moteur électrique selon l'une des reven-  ) Electric motor according to one of the dications 2 à 5, caractérisé en ce que la rainure ( 42)  2 to 5, characterized in that the groove (42) est en forme de fente traversant jusqu'au pôle magné-  is in the form of a slit through the magnetic pole tique ( 13).tick (13). ) Moteur électrique selon l'une des reven-  ) Electric motor according to one of the dications 2 à 6, caractérisé en ce que l'élément sen-  2 to 6, characterized in that the sensing element sible au champ magnétique ( 25) est prévu dans la rai-  to the magnetic field (25) is provided for in the nure ( 42) ou à côté de la rainure ( 42) dans la direc-  (42) or next to the groove (42) in the direction tion périphérique.periphery. ) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé par un élément soustracteur ( 48) qui retranche du signal de mesure fourni par l'élément  An electric motor according to claim 1, characterized by a subtractor element (48) which subtracts from the measurement signal provided by the element sensible au champ magnétique ( 25), un signal propor-  sensitive to the magnetic field (25), a proportional signal tionnel au courant de l'induit.tional to the current of the armature. ) Moteur électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le signal proportionnel au courant de l'induit est le signal pris aux bornes d'un  ) Electric motor according to claim 8, characterized in that the signal proportional to the current of the armature is the signal taken across a shunt ( 46, 51, 52) du circuit d'alimentation électri-  shunt (46, 51, 52) of the electrical supply circuit que du moteur.than the engine. ) Moteur électrique selon la revendica-  ) Electric motor according to the claim tion 9, caractérisé en ce que le shunt ( 51, 52) est un  9, characterized in that the shunt (51, 52) is a transistor d'un pont à transistors commandant le mo-  transistors of a transistor bridge controlling the teur électrique ( 45).electric motor (45). ) Moteur électrique selon l'une des re-  ) Electric motor according to one of the vendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'élément  8 to 10, characterized in that the element soustracteur ( 48) est un amplificateur de différence.  subtractor (48) is a difference amplifier. ) Moteur électrique selon l'une des re-  ) Electric motor according to one of the vendications précédentes, caractérisé en ce que l'élé-  previous sales, characterized in that the ment sensible au champ magnétique ( 25) est un élément  sensitive to the magnetic field (25) is an element à effet Hall.Hall effect.