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DE102010040857B4 - Electronically commutated electric motor with a shielded rotor position sensor - Google Patents

Electronically commutated electric motor with a shielded rotor position sensor Download PDF

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DE102010040857B4
DE102010040857B4 DE102010040857.3A DE102010040857A DE102010040857B4 DE 102010040857 B4 DE102010040857 B4 DE 102010040857B4 DE 102010040857 A DE102010040857 A DE 102010040857A DE 102010040857 B4 DE102010040857 B4 DE 102010040857B4
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rotor position
electric motor
rotor
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Jochen Kurfiss
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Abstract

Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2),
mit einem Stator (5) und einem insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor (7), und mit wenigstens einem Rotorpositionssensor (10, 12), welcher ausgebildet ist, wenigstens eine Rotorposition des Rotors (7) zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen, und mit einer mit dem Stator (5) und dem Rotorpositionssensor (10, 12) verbundenen Steuereinheit (14, 16), welche ausgebildet ist, den Stator (5) zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes in Abhängigkeit des Rotorpositionssignals zu bestromen,
wobei
der Rotor (7) mit wenigstens einem Gebermagnet (44) für den Rotorpositionssensor (10, 12) verbunden ist, und der Elektromotor (1, 2) ein Abschirmblech (40, 41) aufweist, welches angeordnet und ausgebildet ist, den Rotorpositionssensor (10, 12) oder zusätzlich den Gebermagnet (44), von magnetischen Feldern abzuschirmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (40, 41) ringförmig mit U-förmigem Ringquerschnitt gebildet ist.

Figure DE102010040857B4_0000
Electronically commutated electric motor (1, 2),
with a stator (5) and a rotor (7), in particular a permanent magnet, and having at least one rotor position sensor (10, 12) which is designed to detect at least one rotor position of the rotor (7) and to generate a rotor position signal representing the rotor position, and a control unit (14, 16) connected to the stator (5) and the rotor position sensor (10, 12) and adapted to energize the stator (5) for generating a rotating magnetic field in response to the rotor position signal,
in which
the rotor (7) is connected to at least one encoder magnet (44) for the rotor position sensor (10, 12), and the electric motor (1, 2) has a shielding plate (40, 41) which is arranged and configured to rotate the rotor position sensor (10 , 12) or in addition to shield the encoder magnet (44) from magnetic fields, characterized in that the shielding plate (40, 41) is formed annularly with a U-shaped annular cross-section.
Figure DE102010040857B4_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Elektromotor. Der elektronisch kommutierte Elektromotor weist einen Stator und einen insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor auf. Der Elektromotor weist auch wenigstens einen Rotorpositionssensor auf. Der Rotorpositionssensor ist ausgebildet, wenigstens eine Rotorposition des Rotors zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen. Der Elektromotor weist auch eine mit dem Stator und mit dem Rotorpositionssensor verbundene Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist ausgebildet, den Stator zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes in Abhängigkeit des Rotorpositionssignals zu bestromen.The invention relates to an electronically commutated electric motor. The electronically commutated electric motor has a stator and a particular permanent magnetic rotor formed. The electric motor also has at least one rotor position sensor. The rotor position sensor is designed to detect at least one rotor position of the rotor and to generate a rotor position signal representing the rotor position. The electric motor also has a control unit connected to the stator and to the rotor position sensor. The control unit is designed to energize the stator for generating a rotating magnetic field as a function of the rotor position signal.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten elektronisch kommutierten Elektromotoren mit einem Rotorpositionssensor besteht das Problem, dass von dem Rotor erzeugte magnetische Felder den Rotorpositionssensor beeinflussen können.In the case of electronically commutated electric motors having a rotor position sensor known from the prior art, there is the problem that magnetic fields generated by the rotor can influence the rotor position sensor.

Aus der gattungsgemäßen Offenlegungsschrift DE 10 2008 060 262 A1 und der DE 1 218 503 A sind jeweils elektrisch kommutierte Elektromotoren bekannt.From the generic published patent application DE 10 2008 060 262 A1 and the DE 1 218 503 A are each electrically commutated electric motors known.

Hierbei ist der Rotor mit wenigstens einem Gebermagnet für den Rotorpositionssensor verbunden. Der Elektromotor weist ein Abschirmblech auf, welches angeordnet und ausgebildet ist, den Rotorpositionssensor oder zusätzlich den Gebermagneten, von - insbesondere vom Stator und/oder Rotor erzeugten - magnetischen Feldern abzuschirmen. Dadurch ist das Rotorpositionssignal vorteilhaft frei von dem permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor oder vom Stator erzeugten Störsignalen, oder die Störsignale sind in dem Rotorpositionssignal reduziert.Here, the rotor is connected to at least one encoder magnet for the rotor position sensor. The electric motor has a shielding plate, which is arranged and designed to shield the rotor position sensor or in addition the encoder magnet, from magnetic fields generated by the stator and / or rotor in particular. As a result, the rotor position signal is advantageously free of the permanent magnetic rotor or generated by the stator noise, or the interference signals are reduced in the rotor position signal.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist der Rotor mit wenigstens einem Gebermagnet für den Rotorpositionssensor verbunden. Der Elektromotor weist ein Abschirmblech auf, welches angeordnet und ausgebildet ist, den Rotorpositionssensor oder zusätzlich den Gebermagneten, von - insbesondere vom Stator und/oder Rotor erzeugten - magnetischen Feldern abzuschirmen. Dadurch ist das Rotorpositionssignal vorteilhaft frei von dem permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor oder vom Stator erzeugten Störsignalen, oder die Störsignale sind in dem Rotorpositionssignal reduziert.According to the invention, the rotor is connected to at least one encoder magnet for the rotor position sensor. The electric motor has a shielding plate, which is arranged and designed to shield the rotor position sensor or in addition the encoder magnet, from magnetic fields generated by the stator and / or rotor in particular. As a result, the rotor position signal is advantageously free of the permanent magnetic rotor or generated by the stator noise, or the interference signals are reduced in the rotor position signal.

Erfindungsgemäß ist das Abschirmblech zudem ringförmig mit U-förmigem, insbesondere hufeisenförmigen Ringquerschnitt ausgebildet. Beispielsweise weist das Abschirmblech in dieser Ausführungsform eine Toroid-Hufeisenform auf, bei der das Abschirmblech ringförmig ausgebildet ist und einen hufeisenförmigen Ringquerschnitt aufweist.According to the invention, the shielding plate is also formed annularly with a U-shaped, in particular horseshoe-shaped annular cross-section. For example, the shielding plate in this embodiment has a toroidal horseshoe shape, in which the shielding plate is annular and has a horseshoe-shaped annular cross-section.

Weiter vorteilhaft ist das Abschirmblech angeordnet und ausgebildet, den Rotorpositionssensor vor Störfeldern einer Leistungselektronik des Elektromotors abzuschirmen.Further advantageously, the shielding plate is arranged and designed to shield the rotor position sensor against interference fields of power electronics of the electric motor.

Die Leistungselektronik ist beispielsweise Bestandteil einer Steuereinheit, welche ausgebildet ist, den Stator zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zum Drehbewegen des Rotors zu bestromen.The power electronics, for example, part of a control unit, which is adapted to energize the stator for generating a magnetic rotating field for rotating the rotor.

Der Elektromotor ist beispielsweise eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine.The electric motor is, for example, a synchronous machine or an asynchronous machine.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abschirmblech entlang einer Rotordrehachse, im Folgenden auch Motorwellenlängsachse genannt, zwischen dem Rotor und dem Gebermagnet angeordnet.In a preferred embodiment, the shielding plate is arranged between the rotor and the transmitter magnet along a rotor rotational axis, also referred to below as the motor shaft longitudinal axis.

Weiter bevorzugt ist das Abschirmblech zwischen dem Rotor und dem Gebermagnet derart angeordnet, dass magnetische Feldlinien des permanentmagnetisch ausgebildeten Rotors ausreichend abgeschirmt sind. So können vorteilhaft nur Feldlinien des Gebermagnets den Rotorpositionssensor erreichen.More preferably, the shielding between the rotor and the encoder magnet is arranged such that magnetic field lines of the permanent magnet rotor are sufficiently shielded. Thus, only field lines of the transmitter magnet can advantageously reach the rotor position sensor.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektromotors ist das Abschirmblech mit dem Rotor drehverbunden. So kann das Abschirmblech vorteilhaft gemeinsam mit dem Rotor rotieren. Das Abschirmblech ist bevorzugt mit einer Motorwelle des Elektromotors insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig drehfest verbunden. Weiter vorteilhaft kann der Elektromotor so aufwandsgünstig hergestellt werden, weil so vorteilhaft eine Abmessung des Abschirmblechs einer Abmessung des Gebermagneten entsprechen kann.In a preferred embodiment of the electric motor, the shielding plate is rotatably connected to the rotor. Thus, the shield can advantageously rotate together with the rotor. The shielding plate is preferably connected to a motor shaft of the electric motor, in particular non-positively and / or positively non-rotatably. Further advantageously, the electric motor can be manufactured so low cost, because so advantageously a dimension of the shielding plate can correspond to a dimension of the encoder magnet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Elektromotors ist das Abschirmblech wenigstens durch eine insbesondere kreisförmige Scheibe gebildet. Weiter vorteilhaft ist das Abschirmblech als becherförmig ausgebildeter Abschirmbecher ausgebildet.In an advantageous embodiment of the electric motor, the shielding plate is formed at least by a particular circular disc. Further advantageously, the shield is designed as a cup-shaped shielding cup.

Dazu kann beispielsweise an die vorab genannte Scheibe eine Wand angeformt sein. Weiter bevorzugt ist der Abschirmbecher ausgebildet, den Gebermagneten wenigstens teilweise, oder vollständig aufzunehmen. So kann der Gebermagnet vorteilhaft magnetische Feldlinien nur im Bereich einer Öffnung des Abschirmbechers, weiter bevorzugt in Richtung zum Rotorpositionssensor hin aussenden. Das Abschirmblech ist bevorzugt weichmagnetisch ausgebildet.For this purpose, for example, a wall can be formed on the previously mentioned disc. More preferably, the Abschirmbecher is formed to receive the encoder magnet at least partially, or completely. Thus, the transmitter magnet can advantageously magnetic field lines only in the region of an opening of the shielding cup, more preferably in Send out direction to the rotor position sensor. The shielding plate is preferably formed soft magnetic.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektromotors ist der Gebermagnet ringförmig ausgebildet, und weiter bevorzugt in dem Abschirmbecher angeordnet. Weiter bevorzugt ist der Abschirmbecher zylinderförmig ausgebildet, und ist ausgebildet, den ringförmig ausgebildeten Gebermagneten wenigstens teilweise oder vollständig aufzunehmen. Bevorzugt ist der Gebermagnet mit dem Abschirmbecher verbunden.In a preferred embodiment of the electric motor, the transmitter magnet is annular, and more preferably arranged in the shield cup. More preferably, the Abschirmbecher is cylindrical, and is adapted to at least partially or completely receive the annular encoder magnet formed. The transmitter magnet is preferably connected to the shielding cup.

Der Gebermagnet ist beispielsweise durch einen Kunststoffring gebildet, wobei in den Kunststoff des Kunststoffrings permanentmagnetisch ausgebildete Magnetpartikel eingeschlossen sind.The donor magnet is formed, for example, by a plastic ring, permanent magnetically formed magnetic particles being enclosed in the plastic of the plastic ring.

Durch den ringförmig ausgebildeten Gebermagneten kann der Gebermagnet vorteilhaft radial von der Motorwellenlängsachse beabstandet sein, ohne eine Unwucht für den Rotor zu bilden.The donor magnet may advantageously be spaced radially from the motor shaft longitudinal axis by means of the ring-shaped transmitter magnet, without forming an imbalance for the rotor.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektromotors weist der Abschirmbecher einen Boden, vorab auch Scheibe genannt, und eine Becherwand, insbesondere eine Zylinderwand auf. Weiter bevorzugt ist der Gebermagnet mit der Zylinderwand des Bechers verbunden.In a preferred embodiment of the electric motor, the shielding cup has a bottom, also referred to as a disk in advance, and a cup wall, in particular a cylinder wall. More preferably, the transmitter magnet is connected to the cylinder wall of the cup.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektromotors ist der Rotorpositionssensor des Elektromotors derart angeordnet, dass der Rotorpositionssensor in den Abschirmbecher hineinragt. So kann vorteilhaft eine Anordnung, umfassend den Rotorpositionssensor und den Gebermagneten mittels des Abschirmblechs vollständig von magnetischen Störfeldern, insbesondere magnetischen Störfeldern des permanentmagnetisch ausgebildeten Rotors oder des Stators, abgeschirmt sein.In a preferred embodiment of the electric motor, the rotor position sensor of the electric motor is arranged such that the rotor position sensor protrudes into the shielding cup. Thus, advantageously, an arrangement comprising the rotor position sensor and the transmitter magnet can be completely shielded by means of the shielding plate from magnetic interference fields, in particular magnetic interference fields of the permanent magnetic rotor or the stator.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotorpositionssensor und der Gebermagnet radial von der Motorwellenlängsachse beabstandet angeordnet. Weiter bevorzugt ist der Rotorpositionssensor im Vergleich zu dem Gebermagneten radial von der Motorwellenlängsachse in einem kleineren oder größeren Abstand zur Motorwellenlängsachse angeordnet, als der bevorzugt ringförmig ausgebildete Gebermagnet.In a preferred embodiment, the rotor position sensor and the encoder magnet is arranged radially spaced from the motor shaft longitudinal axis. More preferably, the rotor position sensor is arranged radially from the motor shaft longitudinal axis in a smaller or larger distance from the motor shaft longitudinal axis, as compared to the encoder magnet, as the preferably ring-shaped encoder magnet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gebermagnet radial von der Motorwellenlängsachse weiter oder näher beabstandet als der Rotorpositionssensor. Dadurch kann der Gebermagnet um den Rotorpositionssensor rotieren.In a preferred embodiment, the transmitter magnet is radially spaced from the motor shaft longitudinal axis further or closer than the rotor position sensor. This allows the encoder magnet to rotate about the rotor position sensor.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den in den Figuren und der Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmalen, sowie aus den abhängigen Ansprüchen.The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further embodiments will become apparent from the features described in the figures and the description of the figures, as well as from the dependent claims.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen elektronisch kommutierten Elektromotor, bei dem ein Rotorpositionssensor durch in ein becherförmig ausgebildetes und mit einer Motorwelle drehfest verbundenes, als Abschirmbecher ausgebildetes Abschirmblech hineinragt und ein magnetisches Feld eines in dem Abschirmbecher angeordneten, mit dem Abschirmbecher mitrotierernden Gebermagnets erfassen kann und so vor magnetischen Störfeldern anderer Magnetfeldquellen geschützt ist; 1 schematically shows an embodiment of an electronically commutated electric motor, in which a rotor position sensor protrudes through a cup-shaped and rotatably connected to a motor shaft connected, designed as a shielding Abschirmblech and a magnetic field arranged in the Abschirmbecher, mitrotierernden with the shielding Gebermagnets can detect and so is protected from magnetic interference fields of other magnetic field sources;

2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen elektronisch kommutierten Elektromotor, dessen Rotorpositionssensor wie bei dem in 1 gezeigten Elektromotor durch einen Abschirmbecher vor magnetischen Störfeldern abgeschirmt ist, bei dem der Rotorpositionssensor zwischen einem Rotor und einem abtriebsseitigen Ende der Motorwelle angeordnet ist; 2 schematically shows an embodiment of an electronically commutated electric motor whose rotor position sensor as in the in 1 shown electric motor is shielded by a shielding cup from magnetic interference fields, wherein the rotor position sensor between a rotor and a driven-side end of the motor shaft is arranged;

3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein toroid-hufeisenförmiges Abschirmblech für einen Elektromotor in einer Schnittdarstellung. 3 schematically shows an embodiment of a toroid horseshoe-shaped shielding plate for an electric motor in a sectional view.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen elektronisch kommutierten Elektromotor 1 in einer Schnittdarstellung. Der Elektromotor 1 weist einen Stator 5 auf, wobei der Stator 5 Statorspulen aufweist, welche jeweils ausgebildet sind, ein Magnetfeld 46 zum Drehbewegen des Rotors 5 zu erzeugen. Der Elektromotor 1 weist auch einen permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor 7 auf. Der Rotor 7 ist mit einer Motorwelle 20 verbunden, welche um eine Motorwellenlängsachse 30 mittels zwei Lagern, nämlich mittels eines Lagers 24 abtriebsseitig, und mittels eines Lagers 26 drehbar gelagert ist. 1 schematically shows an embodiment of an electronically commutated electric motor 1 in a sectional view. The electric motor 1 has a stator 5 on, with the stator 5 Statorspulen, which are each formed, a magnetic field 46 for rotating the rotor 5 to create. The electric motor 1 also has a permanent magnetic trained rotor 7 on. The rotor 7 is with a motor shaft 20 connected, which about a motor shaft axis 30 by means of two bearings, namely by means of a bearing 24 on the output side, and by means of a bearing 26 is rotatably mounted.

Der Elektromotor 1 weist auch ein Gehäuse 32 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Becher ausgebildet ist. Das Gehäuse 32 ist ausgebildet, den Stator 5 und den Rotor 7 in einem ersten Hohlraum aufzunehmen. Das Gehäuse 32 weist einen Steg 34 auf, welcher sich radial zur Motorwelle 20 hin ins Innere des Gehäuses 32 erstreckt und welcher ausgebildet ist, das Lager 26 zu halten und zu zentrieren.The electric motor 1 also has a housing 32 on, which is formed in this embodiment as a cup. The housing 32 is formed, the stator 5 and the rotor 7 to receive in a first cavity. The housing 32 has a footbridge 34 on, which is radial to the motor shaft 20 into the interior of the case 32 extends and which is formed, the bearing 26 to hold and center.

Der Elektromotor 1 weist auch eine Leistungsendstufe 14 auf, welche ausgangsseitig über eine Verbindung 56 mit dem Stator 5 verbunden ist. Die Verbindung 56 kann beispielsweise für jede Statorspule eine Verbindungsleitung aufweisen. Der Stator 5 kann beispielsweise drei oder mehrere Statorspulen umfassen. Die Leistungsendstufe 14 ist auch über eine Verbindungsleitung 55 mit einem Energiespeicher 54 verbunden. Der Energiespeicher 54 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Kondensator ausgebildet.The electric motor 1 also has a power output stage 14 on which output side over a connection 56 with the stator 5 connected is. The connection 56 For example, for each stator coil have a connecting line. The stator 5 For example, it may include three or more stator coils. The power output stage 14 is also via a connection line 55 with a energy storage 54 connected. The energy storage 54 is formed in this embodiment as a capacitor.

Der Elektromotor 1 weist auch eine Steuereinheit 16 auf. Die Steuereinheit 16 ist - in diesem Ausführungsbeispiel über eine Leiterplatte 58 - mit einem Hall-Sensor 10 verbunden. Die Steuereinheit 16 ist auch eingangsseitig mit einem weiteren Rotorpositionssensor, nämlich einem AMR-Sensor 12 (AMR = Anisotrope-Magneto-Resistive) verbunden. Denkbar ist auch ein GMR-Sensor (Giant-Magneto-Resistive) oder ein TMR-Sensor (TMR = Tunnel-Magneto-Resistive).The electric motor 1 also has a control unit 16 on. The control unit 16 is - in this embodiment, a circuit board 58 - with a Hall sensor 10 connected. The control unit 16 is also the input side with another rotor position sensor, namely an AMR sensor 12 (AMR = Anisotropic Magneto-Resistive) connected. Also conceivable is a GMR sensor (Giant Magneto-Resistive) or a TMR sensor (TMR = Tunnel Magneto-Resistive).

Die Rotorpositionssensoren 10 und 12 sind jeweils ausgebildet, in Abhängigkeit eines Magnetfeldes eines mit der Motorwelle 20 verbundenen Gebermagneten 44 eine Rotorposition des Rotors 7 zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen.The rotor position sensors 10 and 12 are each formed, depending on a magnetic field with the motor shaft 20 connected encoder magnets 44 a rotor position of the rotor 7 and to generate a rotor position signal representative of the rotor position.

Die Motorwelle 20 ist im Bereich eines von dem Antriebsrad 22 abgewandten Endes mit einem becherförmig ausgebildeten Abschirmblech 40 verbunden. Der ringförmig ausgebildete Gebermagnet 44 ist an einer zylinderförmig ausgebildeten Innenwand des Abschirmbleches 40 angeordnet und mit dem Abschirmblech 40 verbunden. Die Rotorpositionssensoren 10 und 12 ragen jeweils in einen von dem becherförmig ausgebildeten Abschirmblech 40 umschlossenen Hohlraum hinein. Die Rotorpositionssensoren 10 und 12 können so vorteilhaft nur Feldlinien von dem Magnetfeld des ringförmig ausgebildeten Gebermagneten 44 erfassen. Das Abschirmblech 40 kann so zusammen mit dem Gebermagneten um die Rotorpositionssensoren 10 und 12 rotieren. Feldlinien des von dem Stator 5 erzeugten Magnetfeldes 46 können so nicht die Rotorpositionssensoren 10 und 12 erreichen, da die Rotorpositionssensoren 10 und 12 mittels des gemeinsam mit dem Rotor 7 rotierenden Abschirmbleches 40 von störenden Magnetfeldern, beispielsweise dem Magnetfeld 46 des Stators 5, dem Magnetfeld von Stromleitungen der Leistungsendstufe 14 oder des Rotors 7, oder eines - in dieser Figur nicht dargestellten - EMV-Filters (EMV = ElektroMagnetische Verträglichkeit) ausreichend abgeschirmt sind.The motor shaft 20 is in the range of one of the drive wheel 22 turned away end with a cup-shaped shielding 40 connected. The ring-shaped transmitter magnet 44 is on a cylindrical inner wall of the shielding plate 40 arranged and with the shielding plate 40 connected. The rotor position sensors 10 and 12 each project into one of the cup-shaped shielding 40 enclosed cavity into it. The rotor position sensors 10 and 12 can so advantageous only field lines of the magnetic field of the annular encoder magnet 44 to capture. The shielding plate 40 so together with the encoder magnet around the rotor position sensors 10 and 12 rotate. Field lines of the stator 5 generated magnetic field 46 so can not the rotor position sensors 10 and 12 reach, because the rotor position sensors 10 and 12 by means of the common with the rotor 7 rotating shielding plate 40 from disturbing magnetic fields, such as the magnetic field 46 of the stator 5 , the magnetic field of power lines of the power output stage 14 or the rotor 7 , or one - not shown in this figure - EMC filter (EMC = ElectroMagnetic Compatibility) are sufficiently shielded.

Das Gehäuse 32 weist auch ein Verschlussteil 36 auf. Das Gehäuse 32 ist so ausgebildet, die Leistungsendstufe 14, den Energiespeicher 18, die Steuereinheit 16, die Leiterplatte 58 mit den Rotorpositionssensoren 10 und 12, sowie einen Längsabschnitt der Motorwelle 20 zusammen mit dem ringförmig ausgebildeten Gebermagnet 44 und dem Abschirmblech 40 in einem Hohlraum einzuschließen, welcher sich entlang der Motorwellenlängsachse 30 zwischen dem Steg 34 und dem Verschlussteil 36 erstreckt.The housing 32 also has a closure part 36 on. The housing 32 is designed, the power output stage 14 , the energy storage 18 , the control unit 16 , the circuit board 58 with the rotor position sensors 10 and 12 , as well as a longitudinal section of the motor shaft 20 together with the ring-shaped encoder magnet 44 and the shielding plate 40 in a cavity which extends along the motor shaft longitudinal axis 30 between the jetty 34 and the closure part 36 extends.

Das Verschlussteil 36 ist in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise wärmeleitend ausgebildet. Denkbar ist auch eine Wärmeleitung von der Leistungsendstufe 14 zum Gehäuse 32 hin.The closure part 36 is formed in this embodiment, for example, thermally conductive. Also conceivable is a heat conduction from the power output stage 14 to the housing 32 out.

Das Verschlussteil 36 ist mit der Leistungsendstufe 14 wärmeleitend verbunden. Von der Leistungsendstufe 14 erzeugte Wärme kann so über das Verschlussteil 36, welches beispielsweise aus Aluminiumguss gebildet ist. Das Verschlussteil 36 weist eine Anschlussbuchse 50 zum elektrischen Verbinden des Elektromotors 1 auf. Die Leistungsendstufe 14 ist mit elektrischen Kontakten 52 der Anschlussbuchse 50 verbunden.The closure part 36 is with the power output stage 14 thermally conductive connected. From the power output stage 14 generated heat can so over the closure part 36 , which is formed for example of cast aluminum. The closure part 36 has a connection socket 50 for electrically connecting the electric motor 1 on. The power output stage 14 is with electrical contacts 52 the connection socket 50 connected.

2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Elektromotor 2. Der Elektromotor 2 weist - wie der in 1 gezeigte Elektromotor 1 - einen Stator 5, einen Rotor 7, eine mit dem Rotor 7 verbundene Motorwelle 20 auf. Die Motorwelle 20 ist mittels eines Wellenlagers 23 und mittels eines Wellenlagers 25 um eine Motorwellenlängsachse 30 drehbar gelagert. 2 schematically shows an embodiment of an electric motor 2 , The electric motor 2 points - like the one in 1 shown electric motor 1 - a stator 5 , a rotor 7 , one with the rotor 7 connected motor shaft 20 on. The motor shaft 20 is by means of a shaft bearing 23 and by means of a shaft bearing 25 around a motor shaft longitudinal axis 30 rotatably mounted.

Der Elektromotor 2 weist ein - beispielsweise durch Tiefziehen hergestelltes - Gehäuse 33 auf, welches ausgebildet ist, - wie ein Topf - den Stator 5, den Rotor 7 mit der Motorwelle 20, die Lager 23 und 25, sowie weitere elektronische Komponenten, aufzunehmen.The electric motor 2 has a - produced for example by deep drawing - housing 33 which is formed, like a pot - the stator 5 , the rotor 7 with the motor shaft 20 , camps 23 and 25 and other electronic components.

Der Elektromotor 2 weist ein plattenförmig ausgebildetes Verschlussteil 37 auf, welches ausgebildet ist, gemeinsam mit dem Gehäuse 33 die zuvor beschriebenen Komponenten in einem von dem Gehäuse 33 umschlossenen Hohlraum einzuschließen. Das Verschlussteil 37 ist in diesem Ausführungsbeispiel wärmeleitend ausgebildet, sodass eine von einer Leistungsendstufe 14 des Elektromotors 2 erzeugte Wärme an das Verschlussteil 37 abgeführt werden kann. Das Verschlussteil 37 bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Anschlussflansch zum Verbinden des Elektromotors 2 mit einem Lenkgetriebe.The electric motor 2 has a plate-shaped closure member 37 which is formed, together with the housing 33 the components described above in one of the housing 33 enclose enclosed cavity. The closure part 37 is thermally conductive in this embodiment, so that one of a power amplifier 14 of the electric motor 2 generated heat to the closure part 37 can be dissipated. The closure part 37 forms in this embodiment a connection flange for connecting the electric motor 2 with a steering gear.

Die Motorwelle 20 des Elektromotors 2 weist dazu im Bereich eines Endes der Motorwelle 20 abtriebsseitig ein Antriebsrad 22 auf. Die Leistungsendstufe 14 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 56 mit dem Stator 5, und dort mit Statorspulen des Stators 5 verbunden. Die Statorspulen des Stators 5 sind ausgebildet, im bestromten Zustand ein Magnetfeld 46 zu erzeugen. Die Leistungsendstufe 14 ist über eine Verbindungsleitung 55 mit einem Zwischenkreiskondensator 18 verbunden.The motor shaft 20 of the electric motor 2 points in the area of one end of the motor shaft 20 on the output side, a drive wheel 22 on. The power output stage 14 is on the output side via a connecting line 56 with the stator 5 , and there with stator coils of the stator 5 connected. The stator coils of the stator 5 are formed, in the energized state, a magnetic field 46 to create. The power output stage 14 is via a connection line 55 with a DC link capacitor 18 connected.

Der Elektromotor 2 weist auch eine Steuereinheit 16 auf, welche beispielsweise mit einer Leiterplatte 58 (Printed- Circuit-Board) verbunden ist. Die Steuereinheit 16 ist eingangsseitig - über die Leiterplatte 58 - mit einem Rotorpositionssensor 10 und einem Rotorpositionssensor 12 verbunden. Der Rotorpositionssensor 10 ist wie in 1 als Hall-Sensor ausgebildet, wohingegen der Rotorpositionssensor 12 als AMR-Sensor, GMR-Sensor oder TMR-Sensor ausgebildet ist.The electric motor 2 also has a control unit 16 on, which, for example, with a circuit board 58 (Printed circuit board) is connected. The control unit 16 is on the input side - via the printed circuit board 58 - With a rotor position sensor 10 and a rotor position sensor 12 connected. The rotor position sensor 10 is like in 1 as a Hall sensor, whereas the rotor position sensor 12 is designed as an AMR sensor, GMR sensor or TMR sensor.

Der Elektromotor 2 weist auch ein mit der Motorwelle 20 verbundenes, becherförmig ausgebildetes Abschirmblech 40 auf. Das Abschirmblech 40 weist an einer Innenseite einer Becherwand des Abschirmblechs 40 einen ringförmig ausgebildeten Gebermagneten 44 auf. Der ringförmig ausgebildete Gebermagnet 44 ist beispielsweise an die Innenwand des Abschirmbleches 40 aufgespritzt und weist permanentmagnetisch ausgebildete Magnetpartikel, beispielsweise Hartferrit oder Neodym®. Der ringförmig ausgebildete Gebermagnet 44 weist beispielsweise entlang eines Ringumlaufes mehrere, jeweils aufeinander folgende Magnetpol-Paare auf. Ein formgebendes Trägermaterial des Gebermagnets ist beispielsweise Kunststoff, insbesondere ein Thermoplast wie Polypropylen, Polyvinylsulfid, oder Polyamid.The electric motor 2 also has one with the motor shaft 20 connected, cup-shaped shielding 40 on. The shielding plate 40 indicates an inside of a cup wall of the shielding plate 40 a ring-shaped encoder magnet 44 on. The ring-shaped transmitter magnet 44 is, for example, to the inner wall of the shielding plate 40 sprayed on and has permanent magnetically formed magnetic particles, such as hard ferrite or Neodym®. The ring-shaped transmitter magnet 44 has, for example, along a ring circulation several, each successive magnetic pole pairs. A shaping carrier material of the donor magnet is, for example, plastic, in particular a thermoplastic such as polypropylene, polyvinyl sulfide, or polyamide.

Das Abschirmblech 40 ist beispielsweise weichmagnetisch ausgebildet und umfasst dazu Eisen.The shielding plate 40 For example, is formed soft magnetic and includes iron.

Die Rotorpositionssensoren 10 und 12 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils mit der Leiterplatte 58 verbunden und sind jeweils angeordnet, in den mittels des Abschirmbleches 40 gebildeten Abschirmbecher hineinzuragen. So erreichen vorteilhaft nur die Magnetfeldlinien des ringförmig ausgebildeten Gebermagnets 44 die Rotorpositionssensoren 10 und 12. Magnetfeldlinien 46, welche von dem Stator 5, stromführenden Leitungen oder dem permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor 7 erzeugt worden sind, werden von dem Abschirmblech 40 abgeschirmt und erreichen nicht die Rotorpositionssensoren 10 und 12, da diese im Inneren des becherförmigen Abschirmblechs 40 angeordnet sind.The rotor position sensors 10 and 12 are in this embodiment, each with the circuit board 58 connected and are each arranged in the means of the shielding plate 40 Protecting formed shielding cup. In this way, only the magnetic field lines of the annular transmitter magnet can be advantageously achieved 44 the rotor position sensors 10 and 12 , magnetic field lines 46 , which from the stator 5 , current-carrying lines or the permanent magnetic rotor 7 are generated by the shield 40 shielded and do not reach the rotor position sensors 10 and 12 since these are inside the cup-shaped shielding plate 40 are arranged.

Denkbar ist auch eine Ausführung des Abschirmbleches 40 als eine Art Dose, welche im Bereich der Rotorpositionssensoren 10 und 12 jeweils einen ringförmigen Schlitz, oder eine zentrale Öffnung aufweist, durch welche die Motorwellenachse 20, und radial von der Motorwellenachse 20 beabstandet, die Rotorpositionssensoren 10 und 12 in die Dose hineinragen. Die zuvor beschriebenen Ränder der Dose sind in 2 gestrichelt gekennzeichnet und erstrecken sich ausgehend von einer Zylinderwand des zuvor beschriebenen becherförmigen Abschirmblechs 40 radial nach innen zur Motorwellenlängsachse 30 hin.Also conceivable is an embodiment of the shielding plate 40 as a kind of can, which in the field of rotor position sensors 10 and 12 each having an annular slot, or a central opening through which the motor shaft axis 20 , and radially from the motor shaft axis 20 spaced, the rotor position sensors 10 and 12 protrude into the can. The above-described edges of the can are in 2 dashed lines and extend starting from a cylinder wall of the previously described cup-shaped shielding plate 40 radially inwards to the motor shaft longitudinal axis 30 out.

Der Elektromotor 2 weist wie der Elektromotor in 1 eine Anschlussbuchse 50 und Kontakte 52 auf, wobei die Kontakte 52 mit elektrischen Komponenten, beispielsweise mit der Leistungsendstufe 14 des Elektromotors 2 verbunden sind.The electric motor 2 points like the electric motor in 1 a connection socket 50 and contacts 52 on, with the contacts 52 with electrical components, for example with the power output stage 14 of the electric motor 2 are connected.

3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Variante für ein Abschirmblech 41. Das Abschirmblech 41 ist in diesem Ausführungsbeispiel wie ein Toroid ausgebildet, welcher im Vergleich zu einem Toroid keinen kreisrunden, sondern einen hufeisenförmigen Querschnitt aufweist. 3 schematically shows an embodiment of a variant for a shield 41 , The shielding plate 41 is formed in this embodiment as a toroid, which has no circular, but a horseshoe-shaped cross-section compared to a toroid.

Das Abschirmblech 41 ist mit der Motorwelle 20, welche in 3 abschnittsweise dargestellt ist, drehfest, insbesondere formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden. Beispielsweise ist das Abschirmblech 41 auf die Motorwelle 21 aufgepresst.The shielding plate 41 is with the motor shaft 20 , what a 3 is shown in sections, rotationally fixed, in particular positively or positively connected. For example, the shielding is 41 on the motor shaft 21 pressed.

Der ringförmige Gebermagnet 44 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Verbindungsmittels 43, beispielsweise eines Klebers oder eines Lotes, mit dem Abschirmblech 41 an einer Innenwand des Abschirmbleches 41 verbunden. Dargestellt ist auch ein Rotorpositionssensor 10, in diesem Ausführungsbeispiel ein Hall-Sensor, welcher mit einer Leiterplatte, in 3 abschnittsweise dargestellt, verbunden ist, und welcher in einen von dem hufeisen-toroidförmig ausgebildeten Abschirmblech 41 umschlossenen Hohlraum hineinragt. So ist der Rotorpositionssensor 10 optimal vor magnetischen Störfeldern abgeschirmt. Der Rotorpositionssensor 10 kann in diesem Ausführungsbeispiel nur von dem ringförmig ausgebildeten Gebermagnet 44 ausgesendete Magnetfeldlinien empfangen.The ring-shaped encoder magnet 44 is in this embodiment by means of a connecting means 43 , For example, an adhesive or a solder, with the shield 41 on an inner wall of the shielding plate 41 connected. Also shown is a rotor position sensor 10 , in this embodiment, a Hall sensor, which with a circuit board, in 3 shown in sections, is connected, and which in one of the horseshoe-shaped toroidal shielding 41 enclosed cavity protrudes. So is the rotor position sensor 10 optimally shielded from magnetic interference fields. The rotor position sensor 10 can only in this embodiment of the annular encoder magnet 44 receive emitted magnetic field lines.

Denkbar ist auch eine Ausführungsform, wobei das zuvor beschriebene Verbindungsmittel 43 selbst permanentmagnetisiert ist. So kann vorteilhaft der ringförmig ausgebildete Gebermagnet 44, welcher beispielsweise zur Herstellung der in 3 gezeigten Anordnung in einem Montageschritt mit dem hufeisentoroidförmigen Abschirmblech 41 verbunden wird, entfallen.Also conceivable is an embodiment, wherein the connecting means described above 43 itself permanently magnetized. Thus, advantageously, the ring-shaped encoder magnet 44 which, for example, for the production of in 3 shown assembly in a mounting step with the horseshoe-shaped shielding plate 41 is connected, eliminated.

Anstelle des Verbindungsmittels 43 kann beispielsweise ein Kunststoff in den von dem Abschirmblech 41 umschlossenen Hohlraum hineingespritzt werden, welcher magnetisierbare Partikel aufweist, und in einem weiteren Fertigungsschritt nachträglich mit einem vorbestimmten Magnetisierungsmuster permanentmagnetisch magnetisiert wird.Instead of the bonding agent 43 For example, a plastic in the of the shielding 41 enclosed cavity, which has magnetizable particles, and is magnetized in a further manufacturing step subsequently with a predetermined magnetization pattern permanent magnet.

Claims (9)

Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2), mit einem Stator (5) und einem insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor (7), und mit wenigstens einem Rotorpositionssensor (10, 12), welcher ausgebildet ist, wenigstens eine Rotorposition des Rotors (7) zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen, und mit einer mit dem Stator (5) und dem Rotorpositionssensor (10, 12) verbundenen Steuereinheit (14, 16), welche ausgebildet ist, den Stator (5) zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes in Abhängigkeit des Rotorpositionssignals zu bestromen, wobei der Rotor (7) mit wenigstens einem Gebermagnet (44) für den Rotorpositionssensor (10, 12) verbunden ist, und der Elektromotor (1, 2) ein Abschirmblech (40, 41) aufweist, welches angeordnet und ausgebildet ist, den Rotorpositionssensor (10, 12) oder zusätzlich den Gebermagnet (44), von magnetischen Feldern abzuschirmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (40, 41) ringförmig mit U-förmigem Ringquerschnitt gebildet ist.Electronically commutated electric motor (1, 2), with a stator (5) and a particular permanent magnet rotor (7), and with at least one rotor position sensor (10, 12) which is designed to detect at least one rotor position of the rotor (7) and to generate a rotor position signal representative of the rotor position, and with a control unit (14, 16) connected to the stator (5) and the rotor position sensor (10, 12), which is designed to energize the stator (5) for generating a rotating magnetic field as a function of the rotor position signal, the rotor ( 7) is connected to at least one encoder magnet (44) for the rotor position sensor (10, 12), and the electric motor (1, 2) has a shielding plate (40, 41) which is arranged and configured to support the rotor position sensor (10, 12). or in addition to the encoder magnet (44) to shield from magnetic fields, characterized in that the shielding plate (40, 41) is formed annularly with a U-shaped annular cross-section. Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (40, 41) mit dem Rotor (7) drehverbunden ist.Electronically commutated electric motor (1, 2) Claim 1 , characterized in that the shielding plate (40, 41) is rotatably connected to the rotor (7). Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (40, 41) weichmagnetisch ausgebildet ist.Electronically commutated electric motor (1, 2) Claim 1 or 2 , characterized in that the shielding plate (40, 41) is formed soft magnetic. Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (40, 41) als becherförmig ausgebildeter Abschirmbecher ausgebildet ist.Electronically commutated electric motor (1, 2) according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding plate (40, 41) is designed as a cup-shaped shielding cup. Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebermagnet (44) ringförmig ausgebildet und in dem Abschirmbecher angeordnet ist.Electronically commutated electric motor (1, 2) Claim 4 , characterized in that the transmitter magnet (44) is annular and arranged in the shielding cup. Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (40, 41) einen Boden und eine Zylinderwand aufweist, wobei der Gebermagnet (44) mit der Zylinderwand des Abschirmblechs (40, 41) verbunden ist.Electronically commutated electric motor (1, 2) according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding plate (40, 41) has a bottom and a cylinder wall, wherein the transmitter magnet (44) is connected to the cylinder wall of the shielding plate (40, 41) , Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorpositionssensor (10, 12) in das Abschirmblech (40, 41) hineinragt.Electronically commutated electric motor (1, 2) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor position sensor (10, 12) projects into the shielding plate (40, 41). Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorpositionssensor (10, 12) und der Gebermagnet (44) jeweils radial von einer Motorwellenlängsachse (30) des Elektromotors (1, 2) beabstandet angeordnet sind.Electronically commutated electric motor (1, 2) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor position sensor (10, 12) and the transmitter magnet (44) are each arranged radially spaced from a motor shaft longitudinal axis (30) of the electric motor (1, 2). Elektronisch kommutierter Elektromotor (1, 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebermagnet (44, 41) radial von der Motorwellenlängsachse (30) weiter oder näher beabstandet ist als der Rotorpositionssensor (10, 12).Electronically commutated electric motor (1, 2) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter magnet (44, 41) radially from the motor shaft longitudinal axis (30) is further or closer spaced than the rotor position sensor (10, 12).
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