KR102293611B1

KR102293611B1 - 리졸버

Info

Publication number: KR102293611B1
Application number: KR1020150017173A
Authority: KR
Inventors: 한스 로게; 만프레드 히크; 루트비히 앙거포인트너
Original assignee: 엘티엔 서보테크닉 게엠베하
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2035-02-04
Also published as: KR20150101921A; US20150241199A1; DE102014224081A1; EP2913637A1; US9709378B2; CN104882262A; EP2913637B1; CN104882262B

Abstract

본 발명은, 송신기 권선(1.5; 1.5') 및 제1 변압기(A; A')의 제1 권선(1.2A; 1.2A')을 구비하는 제1 조립체(1; 1'); 수신기 권선(2.5; 2.5') 및 제2 변압기(B; B')의 제1 권선(2.2B; 2.2B') 및 제3 변압기(C; C')의 제1 권선(2.2C; 2.2C')을 갖는 제2 조립체(2; 2'); 상기 제1 변압기(A; A')의 제2 권선(3.2A; 3.2A') 뿐만 아니라, 상기 제2 변압기(B; B')의 제2 권선(3.2B; 3.2B') 및 상기 제3 변압기(C; C')의 제2 권선(3.2C; 3.2C')을 갖는 제3 조립체(3; 3')를 구비하는 리졸버에 관한 것이다. 3개의 상기 조립체(1; 2; 3; 1'; 2'; 3')는, 상기 조립체가 축(X)을 중심으로 서로에 대해 회전하게 하는 방식으로 배치된다. 상기 제1 변압기(A; A')의 권선(1.2A, 3.2A; 1.2A', 3.2A'), 상기 제2 변압기(B, B')의 권선(2.2B, 3.2B; 2.2B', 3.2B'), 상기 제3 변압기(C; C')의 권선(2.2C, 3.2C; 2.2C', 3.2C') 뿐만 아니라, 상기 송신기 권선(1.5; 1.5') 및 상기 수신기 권선(2.5; 2.5')은, 각각의 경우에 서로 반대편에 배치되어 반경방향 갭(s)에 의해 분리된다.

Description

리졸버{RESOLVER}

본 발명은 청구항 1에 따른 리졸버에 관한 것이다.

전기 공학에서, 리졸버는 로터의 각위치(angular position)를 전기량 또는 전기 신호로 변환하기 위한 전자기 측정 변압기이다. 이러한 신호는 서로에 대해 회전할 수 있는 2개의 조립체들, 예컨대 서로에 관해 회전가능한 2개의 기계 부품들 사이의 상대 각위치 또는 상대 각속도를 결정하는데 궁극적으로 이용된다. 본 명세서에서, 용어 "리졸버"는 싱크로(synchros) 또는 로터리(rotary) 리졸버로 지칭되는 측정 변압기를 포함한다.

공지된 리졸버는 고정식 기계 부품(스테이터)과 이러한 부품에 대해 회전하는 기계 부품(로터) 사이의 각위치를 측정하는데 이용된다.

본 발명은 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있고, 상이한 회전 주파수로 회전하는 2개의 기계 부품들 사이의 각위치를 측정가능한, 견고한 리졸버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 본 목적은 청구항 1의 특징에 의해 성취된다.

따라서, 본 발명의 리졸버는 송신기 권선 및 제1 변압기의 제1 권선을 갖는 제1 조립체를 구비한다. 더욱이, 상기 리졸버는 수신기 권선 및 제2 변압기의 제1 권선 및 제3 변압기의 제1 권선을 갖는 제2 조립체를 구비한다. 추가로, 상기 리졸버는 상기 제1 변압기의 제2 권선 뿐만 아니라, 상기 제2 변압기의 제2 권선 및 상기 제3 변압기의 제2 권선을 갖는 제3 조립체를 구비한다. 상기 3개의 조립체는 축을 중심으로 서로에 대해 회전가능하게 배치된다. 상기 제1 변압기의 권선, 상기 제2 변압기의 권선, 상기 제3 변압기의 권선 뿐만 아니라, 상기 송신기 권선 및 상기 수신기 권선은, 각각의 경우에 서로 반대편에 배치되어, 반경방향 갭에 의해 분리된다.

유리하게, 상기 제3 조립체는 상기 리졸버를 전압 공급부 및/또는 순차적인 전자 기기에 연결하기 위한 전기 커플링을 갖는다. 이러한 설계는, 특히 스테이터, 즉 비회전 부품으로서 상기 제3 조립체를 이용할 가능성을 제공한다. 상기 제1 조립체는 상기 제3 조립체에 대해 회전가능하게 배치되고, 상기 제1 조립체는 상기 제2 조립체에 대해 회전가능하게 배치되고, 상기 제2 조립체는 상기 제3 조립체에 대해 회전가능하게 배치된다.

본 발명의 또 다른 전개에서, 상기 리졸버는 상기 송신기 권선의 공급부를 위해 요구되는 전압이 상기 제1 변압기를 거쳐 상기 제3 조립체로부터 상기 제1 조립체로, 특히 상기 송신기 권선으로 전달될 수 있도록 구성된다.

상기 리졸버는, 전압 신호, 특히 상기 수신기 권선으로부터 나오는 전압 신호가 상기 제2 및/또는 제3 변압기를 거쳐 상기 제2 조립체부터 상기 제3 조립체로, 특히 상기 전기 커플링으로 전달가능하도록 구성되면, 특히 유리하다.

특히 공간 절약 설계에 관해, 상기 제1 변압기는 상기 제2 또는 제3 변압기보다는 상기 축으로부터 상이한 거리에 배치된다.

더욱이, 상기 제2 변압기와 상기 제3 변압기는 상기 축으로부터의 거리에 관해 중첩하는 방식으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 변압기와 상기 제3 변압기는 상기 축과 평행하게 배향된 직선 라인이 양자의 변압기들을 통해 주행하도록 배치될 수 있다. 특정한 경우에, 상기 제2 변압기와 상기 제3 변압기는 그들의 반경방향 갭(즉, 특정한 변압기의 권선들 사이의 갭)이 각각의 경우에 상기 축으로부터 동일한 거리를 갖도록 배치될 수 있다. 상기 제2 변압기와 상기 제3 변압기는, 특히 축방향으로 서로 나란히 배치될 수 있다.

상기 변압기들은 2개 이상의 동심으로 배치된 하우징 내에 배치되는 것이 유리하고, 상기 하우징의 내경은 특히 상기 축으로부터 상이한 직경 또는 거리를 가짐으로써, 이러한 경우에 상기 변압기들은 서로 반경방향 오프셋으로 동심 방식으로 배치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 전개에서, 상기 제2 변압기의 제2 권선 및 상기 제3 변압기의 제2 권선은 동일한 직경을 갖는다. 변형적으로 또는 추가적으로, 상기 제2 변압기의 제1 권선 및 상기 제3 변압기의 제1 권선은 동일한 직경을 갖는다. 상기 변압기들의 권선은 상기 축을 중심으로 하여 링 코일의 형태로 통상적으로 전개됨으로써, 특정한 직경이 상기 축에 대해 수직방향(및 대칭적으로 또는 동심적으로) 배향되며, 상기 축은 직경 라인에 의해 교차된다.

상기 변압기들의 권선은 권선 하우징 내에 주로 배치된다. 따라서, 상기 제2 변압기의 제2 권선의 권선 하우징 및 상기 제3 변압기의 제2 권선의 권선 하우징은 동일한 직경을 갖는 것이 유리하며, 상기 권선 하우징의 직경은 또 다른 하우징으로의 장착을 위한 관련된 직경을 나타낸다. 변형적으로 또는 추가적으로, 상기 제2 변압기의 제1 권선의 권선 하우징 및 상기 제3 변압기의 제1 권선의 권선 하우징은 동일한 직경, 특히 동일한 내경을 갖는다.

상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체 사이, 및 상기 제2 조립체와 상기 제3 조립체 사이에는 하나 이상의 베어링, 즉 롤러 베어링이 배치되는 것이 유리하다.

본 발명의 또 다른 전개에서, 상기 제1 조립체는 샤프트 상의 소정 위치에 비틀림 고정된 방식(torsionally fixed manner)으로 고정될 수 있도록 구성된다.

특히 상기 제1 조립체가 샤프트 상의 소정 위치에 비틀림 고정된 방식으로 고정될 수 있다면, 상기 제2 조립체는 상기 제2 변압기의 제1 권선 및/또는 상기 제3 변압기의 제1 권선이 상기 수신기 권선보다 상기 축으로부터 멀리 떨어진 거리에 배치되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제3 조립체는, 상기 제2 변압기의 제2 권선 및/또는 상기 제3 변압기의 제2 권선이 상기 제1 변압기의 제2 권선보다 상기 축으로부터 멀리 떨어진 거리에 배치되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 전개에서, 상기 제2 조립체는 샤프트 상의 소정 위치에 비틀림 고정된 방식으로 고정될 수 있도록 구성된다.

특히 상기 제2 조립체가 샤프트 상의 소정 위치에 비틀림 고정된 방식으로 고정될 수 있다면, 상기 제2 조립체는, 상기 제2 변압기의 제1 권선 및/또는 상기 제3 변압기의 제1 권선이 상기 수신기 권선보다 상기 축으로부터 짧은 거리에 배치되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제3 조립체는, 상기 제2 변압기의 제2 권선 및/또는 상기 제3 변압기의 제2 권선이 상기 제1 변압기의 제2 권선보다 상기 축으로부터 짧은 거리에 배치되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 유리한 전개는 종속항에 형성된다.

본 발명에 따른 리졸버의 또 다른 세부 사항 및 이점은 첨부한 도면에 근거하여 2가지의 예시적인 실시예에 대한 하기의 설명으로부터 얻어진다.

도 1은 제1 예시적인 실시예에 따른 리졸버의 종단면도,
도 2는 제2 예시적인 실시예에 따른 리졸버의 종단면도.

도 1에 도시한 바와 같은 제1 예시적인 실시예에 의하면, 리졸버는 리졸버 신호를 전송하기 위한 송신기 권선(1.5)과, 그와 관련된 코어 스택(1.2)을 갖는 제1 조립체(1)를 구비한다. 코어 스택(1.2)은 치형부와, 상기 치형부들 사이에 배치된 그루브를 갖고, 송신기 권선(1.5)은 그루브 내에 배치된다.

또한, 특히 2-부분 권선 하우징(1.1A) 내의 권선(1.2A)은 제1 조립체(1)와 관련되고, 권선(1.2A)과 권선 하우징(1.1A)은 제1 변압기(A)의 일부이다. 제1 변압기(A)의 권선 하우징(1.1A)과 코어 스택(1.2)은 비틀림 고정된 방식으로 샤프트(6) 상의 소정 위치에 고정된다. 더욱이, 제1 조립체(1)는 제1 변압기(A)의 권선(1.2A)과 송신기 권선(1.5) 사이의 전기 접속으로 이용되는 케이블(1.4)을 구비한다.

반경방향 갭(s)에 의해 분리되는 송신기 권선(1.5) 반대편에는, 제2 조립체(2)에 할당된 수신기 권선(2.5)이 배치된다. 수신기 권선(2.5)은 코어 스택(2.2) 상의 소정 위치에 배치된다. 본 예시적인 실시예에서, 90도만큼 오프셋된 2개의 수신기 권선(2.5)이 제공된다. 더욱이, 제2 조립체(2)는 하우징(2.1)을 갖는다. 하우징(2.1) 내에 배치된 권선(2.2B)은 하우징(2.1)에 비틀림 고정된 방식으로 접속되어, 권선 하우징(2.1B) 내에 배치되고, 또 다른 권선 하우징(2.1C) 내에는 또 다른 권선(2.2C)이 배치된다. 권선(2.2B)과 그와 관련된 권선 하우징(2.1B)은 제1 변압기(B)의 일부인 한편, 권선 하우징(2.1C)을 갖는 권선(2.2C)은 제3 변압기(C)의 일부이다. 케이블(2.3, 2.4)을 거쳐, 제2 및 제3 변압기(B, C)의 권선(2.2B, 2.2C)은 수신기 권선(2.5)에 전기적으로 접속된다. 변형례로서, 케이블(1.4, 2.3, 2.4) 대신에, 예컨대, 권선(1.2A, 2.2B, 2.2C)의 와이어는 송신기 권선(1.5) 또는 수신기 권선(2.5)에 직접 접속될 수 있다.

제2 조립체(2)는 샤프트(6) 및 그에 따라 제1 조립체(1)에 대해 회전가능하게 장착됨으로써, 제1 조립체(1)와 제2 조립체(2)는 그들이 서로에 대해 회전가능한 방식으로 축(X) 둘레에 배치된다.

또한, 리졸버는 튜브형 하우징(3.1)을 구비하는 제3 조립체(3)를 갖는다. 하우징(3.1)의 내부 상에는 권선 하우징(3.1A) 내의 권선(3.2A)이 장착되며, 권선(3.2A)과 권선 하우징(3.1A)은 제1 변압기(A)와 관련된다. 따라서, 제1 및 제3 변압기(1, 3)의 권선(1.2A, 3.2A) 각각은 서로 반대편에 배치되어, 반경방향 갭(s)에 의해 분리된다. 더욱이, 제3 조립체(3)는 제2 및 제3 변압기(B, C)의 권선(3.2B, 3.2C)과 그와 관련된 권선 하우징(3.1B, 3.1C)을 구비한다. 제3 조립체(3)는 외부로부터 접근가능하게 전기 커플링(3,2)을 구비하며, 케이블(3.3, 3.4, 3.5)에는 단자가 전기적으로 접속된다. 케이블(3.3, 3.4, 3.5)은 다수의 코어, 예컨대 2개의 코어를 가질 수 있음으로써, 전기 커플링(3.2)은 도 1에 도시한 것보다 많은 핀 또는 커넥터 소켓을 가질 수 있다. 교류 전압의 형태인 필요한 여기 에너지는 전기 커플링(3.2)을 거쳐 리졸버에 공급될 수 있고, 이에 대응하는 전압 신호는 측정된 양으로서 출력될 수 있다.

이에 따라, 리졸버는 3개의 변압기(A, B, C)를 구비한다. 제1 변압기(A)는 제2 변압기(B)보다 축(X)으로부터 짧은 거리에 배치되고, 또한 제3 변압기(C)보다 축(X)으로부터 짧은 거리에 배치된다. 그와 반대로, 제2 변압기(B)와 제3 변압기(C)는 각각의 경우에 축(A)으로부터 동일한 거리에 배치, 즉 서로 나란히 축방향으로 배치된다.

도 1에 의하면, 제1 및 제2 변압기(A, B)는 서로 동심으로 배치된 2개의 하우징(2.1, 3.1) 내에 배치되고, 하우징(2.1, 3.1)의 내경이 상이함으로써, 변압기(A, B)의 배치가 반경방향으로 오프셋된다고 할 수 있다. 또한, 제1 및 제3 변압기(A, C)에도 동일하게 적용된다.

제2 조립체(2)는 또 다른 베어링(4)을 이용하여 제3 조립체(3)에 대해 회전가능하게 장착된다. 따라서, 제2 조립체(2)와 제3 조립체(3)는 축(X)을 중심으로 하여 서로에 대해 회전가능하게 배치된다. 제2 조립체(2)에 대한 제1 조립체(1)의 상대적인 회전성과 관련하여, 모든 조립체(1, 2, 3)가 서로에 대해 회전가능한 방식으로 배치됨으로써, 리졸버는 제1 조립체(1)가 제1 회전 주파수(n1)로 회전하고, 제2 조립체(2)가 제2 회전 주파수(n2)로 회전하고, 제3 조립체(3)가 회전 주파수(n3)로 회전하는 방식으로 작동될 수 있으며, 제1 회전 주파수(n1)는 샤프트(6)의 회전 속도에 대응한다.

제1 조립체(1)와 제2 조립체(2) 사이의 상대 각위치(relative angular position)는 대응하는 리졸버의 도움으로 결정될 수 있다. 샤프트(6)는 구동부에 접속될 수 있고, 또한 제1 조립체(2)의 하우징(2.1)은 또 다른 별개의 구동부에 접속될 수 있다.

리졸버는 제3 조립체(3)가 스테이터로서 작용하고, 제2 조립체(2)가 제3 조립체(3)와 제1 조립체(1)에 대해 회전하는 방식으로 작동될 수 있음으로써, 하기의 식이 적용된다:

0 = n3 < n1 및 0 = n3 < n2 및, 일반적으로 n1 ≠ n2.

따라서, 제1 조립체(1)는 제2 조립체(2)에 관해 가변적인 상대 회전 주파수(n1 - n2)로 회전하고, 제3 조립체(3)는 정지한다.

제1 조립체(1)와 제2 조립체(2) 사이의 상대 각위치 또는 상대 회전 주파수를 확인하기 위해, 케이블(3.5)을 거쳐 제3 조립체(3)의 권선(3.2A)에는 사인파 교류(여기 에너지)가 인가된다. 이는 소정의 변성비를 갖는 교류 전압이 제1 조립체(1)의 권선(1.2A) 내에 유도되는 결과를 갖는다. 또한, 이러한 교류 전압은 케이블(1.4)을 거쳐 제1 조립체(1)의 송신기 권선(1.5)에 인가된다. 따라서, 송신기 권선(1.5)의 공급부를 위해 요구되는 전압은 제1 변압기(A)를 거쳐 제3 조립체(3)로부터 제1 조립체(1)로 전송된다.

그 결과, 제1 조립체(1)의 송신기 권선(1.5)을 둘러싸는 제2 조립체(2)의 수신기 권선(2.5) 내에는, 대응하는 전압 신호가 유도된다. 90도만큼 오프셋된 제2 조립체(2)의 2개의 수신기 권선(2.5)을 이용하면, 90도만큼 위상 오프셋된 2개의 전압 신호는 제거될 수 있으며, 상기 전압 신호는 제1 조립체(1)와 제2 조립체(2) 사이의 상대 각위치의 함수이다.

그 다음, 2개의 위상 오프셋 전압 신호(two phase-offset voltage signals)는 케이블(2.3, 2.4)의 도움으로 권선(2.2B, 2.2C)에 전송되며, 권선(2.2B, 2.2C)은 수신기 권선(2.5)과 마찬가지로 제2 조립체(2)에 할당되고 각각의 경우에 회전 주파수(n2)로 회전한다. 따라서, 각각의 권선(2.2B, 2.2C)은 2개의 위상 오프셋 전압 신호 중 하나에 의해 작용된다. 그에 따라, 전압 신호는 소정의 변성비로 제3 조립체(3)의 권선(3.2B, 3.2C) 내에 유도된다. 그 결과, 이러한 전압 신호는 케이블(3.3, 3.4)을 거쳐 전기 커플링(3.2)에 공급된다. 그로부터, 이들 전압 신호는 케이블(미도시)을 이용하여 평가 전자 기기(evaluation electronics)로 전송될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 예시적인 실시예를 도시한다. 따라서, 리졸버는 리졸버 신호를 전송하기 위해 코어 스택(1.2') 상에 배치된 변압기 권선(1.5')을 구비하는 제1 조립체(1')를 구비한다. 더욱이, 제1 권선(1.2A')은 권선 하우징(1.1A') 내의 제1 조립체(1')에 할당된다. 권선(1.2A')과 권선 하우징(1.1A')은 제1 변압기(A')의 일부이다. 제1 변압기(A')의 권선 하우징(1.1A')과 코어 스택(1.2')은 비틀림 고정된 방식으로 하우징(1.1') 상의 소정 위치에 고정된다. 더욱이, 제1 조립체(1')는 제1 변압기(A')의 권선(1.2A')과 송신기 권선(1.5') 사이의 전기 접속으로서 이용되는 케이블(1.4')을 구비한다.

더욱이, 리졸버는 반경방향 갭(s)을 갖는 송신기 권선(1.5')을 가로질러 배치된 수신기 권선(2.5')을 갖는다. 수신기 권선(2.5')은 코어 스택(2.2') 상의 소정 위치에 고정되고, 제2 조립체(2')에 할당된다. 제2 예시적인 실시예에서, 마찬가지로, 90도만큼 오프셋된 2개의 수신기 권선(2,5')이 제공된다. 코어 스택(2.2')은 비틀림 고정된 방식으로 샤프트(6) 상의 소정 위치에 고정됨으로써, 샤프트(6)는 회전에 따라 수신기 권선(2.5')을 지탱한다. 마찬가지로, 권선(2.2B')이 샤프트(6)에 비틀림 고정된 방식으로 접속되어, 권선 하우징(2.1B') 내에 배치된다. 더욱이, 또 다른 권선 하우징(2.1C') 내에 배치된 또 다른 권선(2.2C')은 비틀림 고정된 방식으로 샤프트(6) 상의 소정 위치에 고정된다. 권선(2.2B')과 그와 관련된 권선 하우징(2.1B')이 제2 변압기(B')의 일부인 한편, 권선 하우징(2.1C')을 갖는 권선(2.2C')은 제3 변압기(C')의 일부이다. 케이블(2.3', 2.4')을 거쳐, 제2 및 제 변압기(B', C')의 권선(2.2B', 2.2C') 각각은 수신기 권선(2.5')에 전기적으로 접속된다.

도 2에 의하면, 제1 및 제2 변압기(A', B')는 서로에 대해 동심 방식으로 배치된 2개의 하우징(1.1', 3.1') 내에 배치되고 하우징(1.1', 3.1')의 내경이 상이함으로써, 변압기(A', B')의 배치가 반경방향으로 오프셋된다고 할 수 있다. 또한, 제1 및 제3 변압기(A', C')에도 동일하게 적용된다.

제2 조립체(2'), 특히 샤프트(6)는 또 다른 베어링(5)을 이용하여 제1 조립체(1')에 대해 회전가능하게 장착됨으로써, 제1 조립체(1')와 제2 조립체(2')는 축(X)을 중심으로 하여 서로에 대해 회전가능한 방식으로 배치된다.

또한, 리졸버는 튜브형 하우징(3.1')을 구비하는 제3 조립체(3')를 갖는다. 하우징(3.1')의 외부 상에는 권선 하우징(3.1A') 내의 권선(3.2A')이 장착되며, 권선(3.2A')과 권선 하우징(3.1A')은 제1 변압기(A')와 관련된다. 따라서, 제1 및 제3 변압기(1', 3')의 권선(1.2A', 3.2A') 각각은 서로 반대편에 배치되어, 반경방향 갭(s)에 의해 분리된다. 더욱이, 제3 조립체(3')는 제2 및 제3 변압기(B', C')의 권선(3.2B', 3.2C') 뿐만 아니라, 그와 관련된 권선 하우징(3.1B', 3.1C')을 구비하며, 이는 하우징(3.1')의 내부 상의 소정 위치에 고정된다. 더욱이, 제3 조립체(3')는 외부로부터 접근가능한 전기 커플링(3,2')을 구비하며, 그 단자는 케이블(3.3', 3.4', 3.5')에 전기적으로 접속된다. 제2 예시적인 실시예에서, 마찬가지로, 케이블(3.3', 3.4', 3.5')은 다수의 코어, 예컨대 2개의 코어를 가질 수 있음으로써, 전기 커플링(3.2')은 도 2에 도시한 것보다 많은 핀 또는 커넥터 소켓을 가질 수 있다. 교류 전압의 형태인 필요한 여기 에너지는 전기 커플링(3.2')을 거쳐 리졸버에 공급될 수 있고, 이에 대응하는 전압 신호는 측정된 양으로서 출력될 수 있다.

이에 따라, 리졸버는 3개의 변압기(A', B', C')를 구비한다. 제1 변압기(A')는 제2 변압기(B')보다 축(X)으로부터 짧은 거리에 배치되고, 또한 제3 변압기(C')보다 축(X)으로부터 짧은 거리에 배치된다. 그와 반대로, 제2 변압기(B')와 제3 변압기(C')는 각각의 경우에 축(A)으로부터 동일한 거리에 배치, 즉 서로 나란히 축방향으로 배치된다.

여기서 도시된 제2 예시적인 실시예에서, 제1 조립체(1')는 또 다른 베어링(4)을 이용하여 제3 조립체(3')에 대해 회전가능하게 장착된다. 따라서, 제1 조립체(1')와 제3 조립체(3')는 축(X)을 중심으로 하여 서로에 대해 회전가능하게 배치된다. 제2 조립체(2')에 대한 제1 조립체(1')의 상대적인 회전성과 관련하여, 모든 조립체(1', 2', 3')가 서로에 대해 회전가능한 방식으로 배치됨으로써, 리졸버는 제1 조립체(1')가 제1 회전 주파수(n1')로 회전하고, 제2 조립체(2')가 제2 회전 주파수(n2')로 회전하고, 제3 조립체(3')가 회전 주파수(n3')로 회전하는 방식으로 작동될 수 있으며, 제1 회전 주파수(n1')는 샤프트(6)의 회전 주파수에 대응한다.

제1 조립체(1')와 제2 조립체(2') 사이의 상대 각위치(relative angular position)는 대응하는 리졸버의 도움으로 결정될 수 있다. 샤프트(6)는 구동부에 접속될 수 있고, 또한 제1 조립체(1')의 하우징(1.1')은 또 다른 별개의 구동부에 접속될 수 있다.

리졸버는 제3 조립체(3')가 스테이터로서 작용하고, 제2 조립체(2')가 제3 조립체(3')와 제1 조립체(1')에 대해 회전하는 방식으로 작동될 수 있음으로써, 하기의 식이 적용된다:

0 = n3' < n1' 및 0 = n3' < n2' 및, 일반적으로 n1' ≠ n2'.

따라서, 제1 조립체(1')는 제2 조립체(2')에 관해 가변적인 상대 회전 주파수(n1' - n2')로 회전하고, 제3 조립체(3')는 정지한다.

제1 조립체(1')와 제2 조립체(2') 사이의 상대 각위치 또는 상대 회전 주파수를 확인하기 위해, 케이블(3.5')을 거쳐 제3 조립체(3')의 권선(3.2A')에는 사인파 교류(여기 에너지)가 인가된다. 그 결과, 소정의 변성비를 갖는 교류 전압이 제1 조립체(1')의 권선(1.2A') 내에 유도되는 결과를 갖는다. 또한, 이러한 교류 전압은 케이블(1.4')을 거쳐 제1 조립체(1')의 송신기 권선(1.5')에 인가된다. 따라서, 송신기 권선(1.5')의 공급부를 위해 요구되는 전압은 제1 변압기(A')를 거쳐 제3 조립체(3')로부터 제1 조립체(1')로 전송된다. 그 결과, 제1 조립체(1')의 송신기 권선(1.5')을 둘러싸는 제2 조립체(2')의 수신기 권선(2.5') 내에는, 대응하는 전압 신호가 유도된다. 90도만큼 오프셋된 제2 조립체(2')의 2개의 수신기 권선(2.5')을 이용하면, 90도만큼 위상 오프셋된 2개의 전압 신호는 제거될 수 있으며, 상기 전압 신호는 제1 조립체(1')와 제2 조립체(2') 사이의 상대 각위치의 함수이다.

그 다음, 2개의 위상 오프셋 전압 신호는 케이블(2.3', 2.4')의 도움으로 권선(2.2B', 2.2C')에 전송되며, 권선(2.2B', 2.2C')은 수신기 권선(2.5')과 마찬가지로 제2 조립체(2')에 할당되고 각각의 경우에 회전 주파수(n2')로 회전한다. 따라서, 각각의 권선(2.2B', 2.2C')은 2개의 위상 오프셋 전압 신호 중 하나에 의해 작용된다. 그에 따라, 전압 신호는 소정의 변성비로 제3 조립체(3')의 권선(3.2B', 3.2C') 내에 유도된다. 그 결과, 이러한 전압 신호는 케이블(3.3', 3.4')을 거쳐 전기 커플링(3.2')에 공급된다. 그로부터, 이들 전압 신호는 케이블(미도시)을 이용하여 평가 전자 기기(evaluation electronics)로 전송될 수 있다.

따라서, 제1 또는 제2 예시적인 실시예에 따른 리졸버는 브러시리스 또는 스프링리스 리졸버로서 개발되었다.

이에 따라, 본 발명은, 예컨대 2개의 부품이 상이한 회전 주파수, 예컨대 n1, n1' 및 n2, n2'로 회전하고 있다면 유리한 리졸버를 제공하며, 이들 회전 주파수 각각은 0과는 상이하다. 이는 본 발명에 따른 리졸버가 높은 회전 주파수에서도 서로에 대해 회전하는 부품의 상대 위치 및/또는 상대 주파수를 신뢰성 있게 확인하는 것을 가능하게 하기 때문이고, 리졸버는 회전 시스템 내의 전기 구동부의 전류(commutation)를 위해 이용될 수 있다.

Claims

송신기 권선(1.5; 1.5') 및 제1 변압기(A; A')의 제1 권선(1.2A; 1.2A')을 구비하는 제1 조립체(1; 1');
수신기 권선(2.5; 2.5') 및 제2 변압기(B; B')의 제1 권선(2.2B; 2.2B') 및 제3 변압기(C; C')의 제1 권선(2.2C; 2.2C')을 갖는 제2 조립체(2; 2');
상기 제1 변압기(A; A')의 제2 권선(3.2A; 3.2A') 뿐만 아니라, 상기 제2 변압기(B; B')의 제2 권선(3.2B; 3.2B') 및 상기 제3 변압기(C; C')의 제2 권선(3.2C; 3.2C')을 갖는 제3 조립체(3; 3')
를 포함하며,
3개의 상기 조립체(1; 2; 3; 1'; 2'; 3')는, 상기 조립체가 축(X)을 중심으로 서로에 대해 회전하게 하는 방식으로 배치되고,
상기 제1 변압기(A; A')의 권선(1.2A, 3.2A; 1.2A', 3.2A'), 상기 제2 변압기(B, B')의 권선(2.2B, 3.2B; 2.2B', 3.2B'), 상기 제3 변압기(C; C')의 권선(2.2C, 3.2C; 2.2C', 3.2C') 뿐만 아니라, 상기 송신기 권선(1.5; 1.5') 및 상기 수신기 권선(2.5; 2.5')은, 각각의 경우에 서로 반대편에 배치되어 반경방향 갭(s)에 의해 분리되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제3 조립체(3; 3')는 상기 리졸버를 전압 공급부 또는 순차적인 전자 기기에 연결하기 위한 전기 커플링(3.2; 3.2')을 갖는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 리졸버는, 상기 송신기 권선(1.5; 1.5')의 공급부를 위해 요구되는 전압이 상기 제1 변압기(A; A')를 거쳐 상기 제3 조립체(3; 3')로부터 상기 제1 조립체(1; 1')로 전달가능하도록 구성되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 리졸버는, 각각의 경우에 상기 제2 또는 제3 변압기(B, C; B', C')를 거쳐 상기 제2 조립체(2; 2')로부터 상기 제3 조립체(3, 3')로 전압 신호가 전달가능하도록 구성되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제1 변압기(A; A')는 상기 제2 또는 제3 변압기(B, C; B', C')보다는 상기 축(X)으로부터 상이한 거리에 배치되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제2 변압기(B; B')와 상기 제3 변압기(C; C')는 상기 축(X)으로부터의 거리에 관해 중첩하는 방식으로 배치되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 변압기(A; A'; B, C; B', C')는 서로에 대해 동심으로 배치되는 2개 이상의 하우징(2.1, 3.1; 1.1', 3.1') 내에 배치되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제2 변압기(B; B')의 제2 권선(3.2B; 3.2B') 및 상기 제3 변압기(C; C')의 제2 권선(3.2C; 3.2C')은 동일한 직경을 갖거나, 또는
상기 제2 변압기(B; B')의 제1 권선(2.2B; 2.2B') 및 상기 제3 변압기(C; C')의 제1 권선(2.2C; 2.2C')은 동일한 직경을 갖는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제1 조립체(1; 1')와 상기 제2 조립체(2; 2') 사이뿐만 아니라, 상기 제2 조립체(2; 2')와 상기 제3 조립체(3; 3') 사이에는 하나 이상의 베어링(4, 5)이 배치되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제1 조립체(1)는 샤프트(6) 상의 소정 위치에 비틀림 고정된 방식(torsionally fixed manner)으로 고정될 수 있도록 구성되는,
리졸버.
제10항에 있어서,
상기 제2 조립체(2)는, 상기 제2 변압기(B)의 제1 권선(2.2B) 또는 상기 제3 변압기(C)의 제1 권선(2.2C)이 상기 수신기 권선(2.5)보다 상기 축(X)으로부터 멀리 떨어진 거리에 배치되도록 구성되는,
리졸버.
제10항에 있어서,
상기 제3 조립체(3)는, 상기 제2 변압기(B)의 제2 권선(3.2B) 또는 상기 제3 변압기(C)의 제2 권선(3.2C)이 상기 제1 변압기(A)의 제2 권선(3.2A)보다 상기 축(X)으로부터 멀리 떨어진 거리에 배치되도록 구성되는,
리졸버.
제1항에 있어서,
상기 제2 조립체(2')는 샤프트(6) 상의 소정 위치에 비틀림 고정된 방식(torsionally fixed manner)으로 고정될 수 있도록 구성되는,
리졸버.
제13항에 있어서,
상기 제2 조립체(2')는, 상기 제2 변압기(B')의 제1 권선(2.2B') 또는 상기 제3 변압기(C')의 제1 권선(2.2C')이 상기 송신기 권선(1.5')보다 상기 축(X)으로부터 짧은 거리에 배치되도록 구성되는,
리졸버.
제13항에 있어서,
상기 제3 조립체(3')는, 상기 제2 변압기(B')의 제2 권선(3.2B') 또는 상기 제3 변압기(C')의 제2 권선(3.2C')이 상기 제1 변압기(A')의 제2 권선(3.2A')보다 상기 축(X)으로부터 짧은 거리에 배치되도록 구성되는,
리졸버.