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Title:
ELECTRONICALLY-COMMUTATED MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/049274
Kind Code:
A1
Abstract:
An electronically-commutated motor is disclosed, comprising an inductive and/or capacitive rotor position determination, which records a surface area in which the stator and rotor poles (10-15; 17-20) are opposite each other. The total area is taken into account for the positional determination. The pole angles ($g(b)¿S?, $g(b)¿R?) for stator and rotor poles (10-15; 17-20) are each fixed at values which result in a change of area on a rotor rotation.

Inventors:
KARRELMEYER ROLAND (DE)
DILGER ELMAR (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/002080
Publication Date:
June 12, 2003
Filing Date:
June 11, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
KARRELMEYER ROLAND (DE)
DILGER ELMAR (DE)
International Classes:
H02K29/06; H02K29/12; H02P6/185; H02P25/089; (IPC1-7): H02P6/16; H02K29/12; H02P7/05
Foreign References:
US20010004173A12001-06-21
EP0371661A21990-06-06
US5949211A1999-09-07
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektronisch kommutierter Motor mit einer Motorpositions ermittlung, die eine Fläche erfasst, an der sich Stator und Rotorpole (1015 ; 1720) gegenüberstehen, dadurch ge kennzeichnet, dass bei der Positionsermittlung die gesam te Fläche berücksichtigt ist und dass die Polwinkel (ßs, ßR) von Statorund Rotorpolen (1015 ; 1720) jeweils auf Werte festgelegt sind, bei denen eine Rotordrehung eine Flächenänderung ergibt.
2. Elektronisch kommutierter Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorpolwinkel (ßs) gleich dem Rotorpolwinkel (ßn) ist.
3. Elektronisch kommutierter Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator zumindest in zwei Statorsegmente (40,41) aufgeteilt ist und dass die Posi tionsermittlung kapazitiv erfolgt.
4. Elektronisch kommutierter Motor nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sta torpole (1015) Sensorwicklungen (27,32) enthalten und dass die Positionsmessung induktiv erfolgt.
5. Elektronisch kommutierter Motor nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwingkreis vorgesehen ist und dass die Positionsermittlung durch eine Ermitt lung der Resonanzfrequenz erfolgt.
6. Elektronisch kommutierter Motor nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als geschalteter Reluktanzmotor ausgestaltet ist.
Description:
Elektronisch kommutierter Motor Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem elektronisch kommutierten Motor nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.

Aus der EP-A 732 801 ist ein gattungsgemäßer elektronisch kommutierter Motor bekannt geworden, der eine Rotor- Positionsermittlung enthält, die eine Fläche erfasst, an der sich Rotor-und Statorpole gegenüberstehen. Der elektronisch kommutierte Motor, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein ge- schalteter Reluktanzmotor mit 3 Phasen, 6 Statorpolen und 4 Rotorpolen, wird gleichzeitig in allen 3 Phasen mit einem Teststrom beaufschlagt. Aufgrund der jeweils unterschiedli- chen Überdeckung zwischen den Rotor-und Statorpolen weicht die Induktivität in zumindest einer Phase gegenüber der in den beiden anderen Phasen ab. Die Induktivität beeinflusst die Stromanstiegsgeschwindigkeit des Teststroms, die in den 3 Phasen erfasst wird. Die den Induktivitäten entsprechen- den Stromanstiegsgeschwindigkeiten werden mit 3 vorgegebenen Signalpegelklassen verglichen und entsprechend klassifi- ziert. Aufgrund des Messprinzips und der geometrischen Ver- hältnisse betreffend die Flächen zwischen den Rotor-und Statorpolen ermöglicht die vorbekannte Positionsermittlung eine Genauigkeit von 15°, die ausreichend ist, die für den Startvorgang des Motors zu bestromende Phase zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronisch kommutierten Motor mit einer Rotor-Positionsermittlung an- zugeben, die eine hohe Genauigkeit bietet.

Die Erfindung wird durch die im unabhängigen Anspruch ange- gebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung Bei dem erfindungsgemäßen elektronisch kommutierten Motor wird bei der Positionsermittlung die gesamte Fläche berück- sichtigt, an denen sich Rotor-und Statorpole gegenüberste- hen. Hierbei sind die Polwinkel von Rotor-und Statorpolen jeweils auf Werte festzulegen, bei denen eine Rotordrehung eine Flächenänderung ergibt.

Die Erfindung stellt die Rotorposition innerhalb eines Win- kelbereichs der Rotordrehung mit hoher Genauigkeit zur Ver- fügung. Der Winkelbereich der Rotordrehung hängt ab von der Polzahl des Rotors. Bei einem vier-poligen Rotor genügt es, die Position innerhalb eines Winkelbereichs von 90° zu er- mitteln. Bei einem sechs-poligen Rotor reichen bereits 60°.

Innerhalb dieser Winkelbereiche der Rotordrehung kann eine grobe Positionsermittlung beispielsweise mit der aus dem Stand der Technik genannten Vorrichtung erfolgen. Hierbei wird eine Genauigkeit von +/-15° bei einem dreiphasigen Mo- tor mit 6 Stator-und 4 Rotorpolen erreicht. Innerhalb die- ses Winkelbereichs erhöht die Erfindung die Genauigkeit bis unter 1°. Die Festlegung der Polwinkel von Rotor-und Sta- torpolen kann entweder experimentell oder anhand von Tabel- len vorgenommen werden. Vorzugsweise sind diejenigen Werte auszuwählen, bei denen eine maximale Flächenänderung bei ei- ner Rotordrehung auftritt.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfin- dungsgemäßen elektronisch kommutierten Motors ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass der Rotorpol- winkel gleich dem Statorpolwinkel ist. Außer den Vorteilen, die sich beim Betrachten des magnetischen Flusses ergeben, weist diese Ausgestaltung den Vorteil auf, dass die Festle- gung der Polwinkel von Rotor-und Statorpolen vereinfacht ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Stator zumindest zweiteilig ausgestaltet ist und dass die Messung der Kapazität zwischen den zumindest zwei Statorteilen zur Ermittlung der Position herangezogen wird. Die kapazitive Kopplung entsteht zum einen an den durch die Teilung des Stators entstandenen Statorsegmenten zum anderen an den po- sitionsabhängigen Überlappungsflächen zwischen den Rotor- und Statorpolen.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass die Indukti- vität der gesamten Anordnung aus Rotor und Stator erfasst wird. Hierbei enthalten einige Pole, vorzugsweise sämtliche Pole, des Rotors eine Sensorwicklung, wobei sämtliche Wick- lungen vorzugsweise in Serie geschaltet werden.

Eine andere Ausgestaltung sieht die Kombination der Messung der Kapazität und der Induktivität vor. Die Induktivität und die Kapazität werden zu einem Schwingkreis, beispielsweise einem Serienschwingkreis zusammengeschaltet. Ein frequenzva- riabler Generator regt den Schwingkreis an, wobei die Schwingkreisspannung erfasst wird. Anhand einer Änderung der Frequenz des frequenzvariablen Generators kann die Resonanz- frequenz des Schwingkreises festgestellt werden, die ein Maß für die Position des Rotors ist.

Der erfindungsgemäße elektronisch kommutierte Motor ist bei- spielsweise als geschalteter Reluktanzmotor realisiert, der sich durch einen robusten Aufbau auszeichnet, da der Rotor keine weiteren elektrischen Bauteile enthält.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektronisch kommutierten Motors ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgen- den Beschreibung.

Zeichnung Figur 1 zeigt eine Skizze eines elektronisch kommutierten Motors, der im gezeigten Ausführungsbeispiel 6 Stator-und 4 Rotorpole aufweist, Figur 2a zeigt eine induktive Positions- ermittlung, Figur 2b zeigt eine kapazitive Prezisionsermitt- lung und Figur 2c zeigt eine Positionsermittlung mit einem Schwingkreis.

In Figur 1 ist als Beispiel eines elektronisch kommutierten Motors ein geschalteter Reluktanzmotor gezeigt, der einen ersten bis sechsten Statorpol 10-15 und einen Rotor 16 mit einem ersten bis vierten Rotorpol 17-20 aufweist.

Die Statorpole 10-15 weisen einen Statorpolwinkel ßs und die Rotorpole 17-20 einen Rotorpolwinkel ßR auf. die Statorpole 10-15 sind mit einer ersten bis sechsten Polwicklung 21-26 und jeweils mit einer ersten bis sechsten Sensorwicklung 27- 32 versehen.

Die erste bis sechste Polwicklungen weisen erste bis sechste Polwicklungsanschlüsse 33-38 auf. Die erste bis sechste Sen- sorwicklungen 27-32 sind in Serie zueinander geschaltet, wo- bei die Serienschaltung an einen ersten Sensoranschluss 39 geführt ist.

Der Stator 16 des elektronisch kommutierten Motors ist in ein erstes und zweites Statorsegment 40,41 aufgeteilt, die an einer ersten und zweiten Trennstelle 42,43 zusammenge- fügt sind. Die beiden Statorsegmente 40,41 sind jeweils e- lektrisch kontaktiert und führen zu einem zweiten Sensoran- schluss 44.

Die Statorpole 10-15 weisen auf ihren Stirnseiten erste bis sechste Statorpolflächen 45-50 und der Rotor 16 auf den Stirnseiten seiner Rotorpole 17-20 erste bis vierte Rotor- polflächen 51-54 auf.

Figur 2a zeigt eine erste Sensorsignalauswertung 60, die mit dem ersten Sensoranschluss 39 verbunden ist. Die erste Sen- sorsignalauswertung 60 ermittelt die Induktivität 61 der An- ordnung, welche den ersten bis sechsten Statorpol 10-15 so- wie den Rotor 16 mit einem ersten bis vierten Rotorpol 17-20 aufweist. In Abhängigkeit von der Induktivität 61 gibt die erste Sensorsignalauswertung 60 ein Ausgangssignal 62 als Maß für die Fläche aus, an denen sich die Rotor-und Stator- polflächen 45-50 ; 51-54 gegenüberstehen.

Figur 2b zeigt eine zweite Sensorsignalauswertung 70, die mit dem zweiten Sensoranschluss 44 verbunden ist. Die zweite Sensorsignalauswertung 70 ermittelt die Kapazität 71, die zwischen den beiden Statorsegmenten 40,41 auftritt. Die zweite Sensorsignalauswertung 70 gibt ein Ausgangssignal 72 ab, das ebenfalls ein Maß ist für die Fläche, an denen sich die Rotor-und Statorpolflächen 45-50 ; 51-54 gegenüberste- hen.

Figur 2c zeigt eine dritte Sensorsignalauswertung 80, die sowohl mit dem ersten Sensoranschluss 39 als auch mit dem zweiten Sensoranschluss 44 verbunden ist. Die dritte Sensor- signalauswertung 80 enthält einen Schwingkreis mit der In- duktivität 61 und der Kapazität 71. Die dritte Sensorsignal-

auswertung gibt ein Ausgangssignal 81 ab, das wieder ein Maß ist für die Fläche, an denen sich die Rotor-und Stator- polflächen 54-50 ; 51-54 gegenüberstehen.

Der in Figur 1 gezeigte geschaltete Reluktanzmotor als Bei- spiel eines elektronisch kommutierten Motors enthält im ge- zeigten Ausführungsbeispiel den ersten bis sechsten Stator- pol 10-15 und den Rotor 16 mit dem ersten bis vierten Rotor- pol 17-20. Anstelle der gezeigten Polzahlen kann ohne weite- res eine andere Polzahlkombination, beispielsweise ein Motor mit 8 Statorpolen und 6 Rotorpolen vorgesehen sein.

Die auf dem ersten bis sechsten Statorpol 10-15 aufgebrachte erste bis sechste Polwicklung 21,26 ist mit wenigsten einer nicht näher gezeigten Endstufenschaltung verbunden, die den Erregerstrom in der ersten bis sechsten Polwicklung 21-26 zu bestimmten Zeitpunkten einspeist, die anhand der Position des Rotors ermittelt werden. Bei dem im Ausführungsbeispiel gezeigten geschalteten Reluktanzmotor sind vorzugsweise die erste und dritte Polwicklung 21,24, die zweite und vierte Polwicklung 22,25 sowie die dritte und sechste Polwicklung 23,26 jeweils zu einer Phase zusammengeschaltet. Die Zusam- menschaltung hat derart zu erfolgen, dass an jeweils zwei sich gegenüberliegenden Statorpolflächen 45,48 ; 46,49 ; 47, 50 ein magnetisches Feld ergibt, das den Rotor in der je- weils vorgegebenen Richtung ansieht. Der Strom muss demnach in einer vorbestimmten Reihenfolge und in einer von der Ro- torgeschwindigkeit abhängigen Dauer zugeführt werden, um ein Drehmoment in einer vorgegebenen Richtung erzeugen zu kön- nen. Die Wirkungsgrad soll möglichst hoch sein. Es ist daher notwendig, die Position des Rotors 16 bis auf Symmetrien zu kennen. Die Position des Rotors 16 kann grob ermittelt wer- den beispielsweise mit der im Stand der Technik genannten Vorrichtung. Dort kann die Position des Rotors 16 auf +/- 15° genau ermittelt werden durch eine Messung der Anstiegs- geschwindigkeit des Stromes in den 3 Phasenwicklungen und

einer Zuordnung zu 3 Strombereichen. Die Stromanstiegsge- schwindigkeit hängt von den Induktivitäten ab, die jeweils in den Phasenwicklungen auftreten. Die Genauigkeit des er- mittelten Sektors von +/-15° gilt hierbei für einen elekt- ronisch kommutierten Motor, der wie im gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Figur 1 sechs Statorpole 10-15, vier Ro- torpole 17-20 und zusätzlich eine Verschaltung der Statorpo- le 10-16 zu 3 Phasen aufweist. Die Ermittlung des Sektors von +/-15°, in dem sich der Rotor 16 befindet, reicht aus, um die betreffende Phase für den Startvorgang auswählen zu können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht nun die Bestim- mung der Position des Rotors 16 innerhalb des beispielsweise +/-15°-Sektors durch Messung der Fläche, an der sich die Statorpolflächen 45-50 und die Rotorpolflächen 51-54 gegenü- berliegen. Vorauszusetzen ist hierbei, dass sich die Fläche während einer Drehbewegung des Rotors 16 ändert. Die Ände- rung hängt ab vom Statorpolwinkel ßs, vom Rotorpolwinkel ßR sowie von der geometrischen Ausgestaltung des Motors. Bei- spielsweise kann mit einer in radialer Richtung ungleichmä- ßigen Verteilung der Statorpole 10-15 und/oder einer un- gleichmäßigen Verteilung der Rotorpole 17-20 bezogen auf die Drehrichtung eine Flächenänderung während einer Drehbewegung herausgebildet werden. Die Fläche bzw. die Flächenänderung während einer Drehbewegung des Rotors 16 kann entweder expe- rimentell oder in Abhängigkeit von Drehwinkelschritten rech- nerisch ermittelt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ange- nommen, dass der Statorpolwinkel ßsund der Rotorpolwinkel ßR gleich groß sind. Diese Maßnahme stellt sicher, dass sowohl in den Statorpolen 10-15 als auch in den Rotorpolen 17-20 jeweils eine wenigstens näherungsweise gleich große Magneti- sierung bezogen auf eine Flächeneinheit auftritt, so dass die Magnetisierbarkeit des verwendeten Materials so voll-

ständig wie möglich ausgenutzt wird. Die folgende Tabelle 1 setzt voraus, dass der Statorpolwinkel ßsund der Rotorpol- winkel jeweils gleich ß sind. Der Motor gemäß Ausführungs- beispiel kann dann derart ausgelegt werden, dass die Bezie- hung gilt : 30°<=ß<=45° im Allgemeinen variiert die Fläche während einer Drehbewe- gung des Rotors 16 mit einer Periode von 3600/ (Anzahl der Rotorpole 17-20)-360°/ (Anzahl der Statorpole 10-15), wobei vorausgesetzt wird, dass die Anzahl der Rotorpole 17-20 un- gleich der Anzahl der Statorpole 10-15 ist. Im genannten Ausführungsbeispiel beträgt die Periode demnach 30°. Tabelle 1 enthält die zur Fläche proportionale Summe der Winkelsek- toren, an denen sich die Statorpole 10-15 und Rotorpole 17- 20 gegenüberstehen. 0° 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 10° 11° 12° 13° 14° 29° 28° 27° 26° 25° 24° 23° 22° 21° 20° 19° 18° 17° 16° 15° ß 30° 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 31° 66 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 32° 72 70 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 33° 78 76 74 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 34° 84 82 80 78 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 35° 90 88 86 84 82 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 36° 96 94 92 90 88 86 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 37° 102 100 98 96 94 92 90 88 88 88 88 88 88 88 88 88 38° 108 106 104 102 100 98 96 94 92 92 92 92 92 92 92 92 39° 114 112 110 108 106 104 102 100 98 96 96 96 96 96 96 96 40° 120 118 116 114 112 110 108 106 104 102 100 100 100 100 100 100 41° 126 124 122 120 118 116 114 112 110 108 106 104 104 104 104 104 42° 132 130 128 126 124 122 120 118 116 114 112 110 108 108 108 108 43° 138 136 134 132 130 128 126 124 122 120 118 116 114 112 112 112 44° 144 142 140 138 136 134 132 130 128 126 124 122 120 118 116 116 45° 150 148 146 144 142 140 138 136 134 132 130 128 126 124 122 120

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass beim Polwinkel ß von 30° nichts gemessen werden kann. Bei größeren Polwinkeln ß lässt sich zumindest der Zeitpunkt ermitteln, bei dem sich Stator- pol 10-15 und Rotorpol 17-20 gegenüberstehen. Bei einem Pol- winkel von ß=45° lässt sich die Position des Rotors 16 in- nerhalb des +/-15°-Segments exakt bestimmen. Eine Genaugi- keit von kleiner 1° kann leicht erreicht werden.

Im Folgenden wird ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Aus- führungsbeispiel eines elektronisch kommutierten Motors an- gegeben, der beispiels 8 Statorpole und 6 Rotorpole auf- weist. Die Statorpole können zu einem vierphasigen Motor ge- schaltet werden. Wenn wieder vorausgesetzt wird, dass der Statorpolwinkel ßsund der Rotorpolwinkel gleich ß sind, so kann der Motor ausgelegt werden, so dass gilt : 15°<=ß<=30O wobei die Periode der Flächenänderung =360°/ (Anzahl der Rotorpole 17-20)-360°/ (Anzahl der Statorpole 10-15), hier also = 15° beträgt. Auch hier wird vor- ausgesetzt, dass die Anzahl der Rotorpole 17-20 un- gleich der Anzahl der Statorpole 10-15 ist.

Aus Symmetriegründen genügt es bei diesem Ausführungsbei- spiel, die Position innerhalb eines 60°-Sektors zu ermit- teln. Zunächst kann die Position des Rotors beispielsweise mit der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung durch ermitteln einer Kenngröße der einzelnen Induktivitäten in den Phasen und eine entsprechende Klassifizierung in vier Stufen ermittelt werden ; die Rotorposition ergibt sich dann bis auf einen Sektor von +/-7, 5° genau. Zur genaueren Be- stimmung der Position des Rotors innerhalb des +/-7, 5°- Sektors kann nun wieder die Fläche ermittelt werden, an de- nen sich die Rotor-und Statorpole gegenüberstehen.

In der folgenden Tabelle 2 ist wieder die zur Fläche propor- tionale Summe der Winkelsektoren wiedergegebenen, an denen sich Stator-und Rotorpole gegenüberstehen. 0° 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 15° 14° 13° 12° 11 ° 10° 9° 8° ß 15° 30 30 30 30 30 30 30 30 16° 36 34 34 34 34 34 34 34 17° 42 40 38 38 38 38 38 38 18° 48 46 44 42 42 42 42 42 19° 54 52 50 48 46 46 46 46 20° 60 58 56 54 52 50 50 50 21° 66 64 62 60 58 56 54 54 22° 72 70 68 66 64 62 60 58 23° 7876747270686664 24° 84 82 80 78 76 74 72 72 25° 90 88 86 84 82 80 80 80 26° 96 94 92 90 88 88 88 88 27° 102 100 98 96 96 96 96 96 28 108 106 104 104 104 104 104 104 29° 114 112 112 112 112 112 112 112 30° 120 120 120 120 120 120 120 120 Tabelle 2

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass günstige Polwinkel ß bei dieser Ausgestaltung des elektronisch kommutierten Mo- tors zwischen 22° und 23° liegen.

Die Ermittlung der Fläche kann kapazitiv und/oder induktiv erfolgen. Die induktive Erfassung kann mit einer Hilfswick- lung erfolgen, die auf vorzugsweise allen Statorpolen 10-15 aufgebracht ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fi- gur 1 ist die erste bis sechste Sensorwicklung 27-32 vorge- sehen, die in Serie geschaltet und zum ersten Sensoran- schluss 39 geführt sind. Am ersten Sensoranschluss 39 ist die erste Sensorsignalauswertung 60 angeschlossen, welche die Induktivität 61 der gesamten Anordnung ermittelt. Die Ermittlung der Induktivität 61 kann beispielsweise in einer nicht näher gezeigten Brückenschaltung erfolgen. Die ersten Sensorsignalauswertung 60 stellt das Ausgangssignal 62 be- reit, das Maß für die Fläche bzw. die Position des Rotors 16 ist.

Die Induktivität wird vom Selbstinduktionskoeffizienten L der gesamten Anordnung bestimmt. Für die im gezeigten Aus- führungsbeispiel gezeigte Serienschaltung der Sensorwicklun- gen 27-32 gilt : # Li = # µ*µ0*Fi*n2/1 = (# Fi) *µ*µ0*n2/1 Hierbei ist mit Fi jeweils die an den Statorpolen 10-15 auf- tretende Teilfläche bezeichnet.

Gemäß einer anderen Möglichkeit ist vorgesehen, die Fläche kapazitiv zu ermitteln. Zu diesem Zweck ist der Stator 16 an der ersten und zweiten Trennstelle 42,43 in das erste und zweite Statorsegment 40,41 elektrisch aufgetrennt. Beide Segmente 40,41 sind an den zweiten Sensoranschluss 44 ge- führt, an dem die zweite Sensorsignalauswertung 70 ange- schlossen ist. Die zweite Sensorsignalauswertung 70 ermit-

telt die Kapazität die auftritt zwischen dem ersten Stator- segment 40 und dem Rotor 16 sowie zwischen dem Rotor 16 und dem zweiten Statorsegment 41. In einem elektrischen Ersatz- schaltbild können zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren eingetragen werden. Zusätzlich tritt jeweils eine Kapazität an den Trennstellen 42,43 auf, die jedoch unabhängig von der Position des Rotors 16 ist. Für die Kapazitäten gilt : 1/C = l/Cl 1/C2 Clist die Kapazität zwischen dem ersten Statorsegment 40 und dem Rotor 16 und die Kapazität C2 ist die Kapazität zwischen dem Rotor 16 und dem zweiten Statorsegment 41 ist.

Bei einem Motor mit einem Radius des Rotors 16 von bei- spielsweise 5 cm und einer Polfläche von 40 cm2 und unter der Annahme, dass der Statorpolwinkel ßs gleich dem Rotor- polwinkel ßR = 45° ist, variieren die Kondensatorflächen im Bereich von 53,5 cm2 und 66,3 cm2. Bei einem angenommenen Luftspalt von 0,2 mm zwischen den Statorpolen 10-15 und den Rotorpolen 17-20 variieren die Kapazitäten zwischen 230pF und 300pF.

Bei einem Motor mit einem angenommenen Radius des Rotors 16 von 5 cm und einer Polfläche von 40 cm2 und unter der weite- ren Annahme, dass der Statorpolwinkel (35gleich dem Rotor- polwinkel ßR 45° ist, variieren die Flächen im Bereich von 107 cm2 und 132, 6 cm2.

Bei einer Polhöhe von 2,5 cm und 10 Windungen sowie einer Permeabilität von R = 1000, variiert der Selbstinduktivkoef- fizient L zwischen 650 ßH und 800 ßH.

Die zweite Sensorsignalauswertung 70 ermittelt die Gesamtka- pazität 71 und gibt das Ausgangssignal 72 aus als Maß für die Fläche bzw. die Position des Rotors 16.

Da sowohl die induktive als auch die kapazitive Messung auf der Flächenänderung beruhen, kann zur Erhöhung der Messge- nauigkeit eine Kombination beider Messverfahren vorgesehen sein. Bei dieser Ausgestaltung ist die dritte Sensorsignal- auswertung 80 vorgesehen, die sowohl mit dem ersten Sensor- anschluss 39 als auch mit dem zweiten Sensoranschluss 44 verbunden ist. Die dritte Sensorsignalauswertung 80 enthält einen Schwingkreis, der die Induktivität 61 und die Kapazi- tät 71 der Anordnung im Ersatzschaltbild enthält. Der Schwingkreis kann als Serien-oder Parallelkreis ausgebildet sein. Ein nicht näher gezeigter frequenzvariabler Generator regt den Schwingkreis zu Schwingungen an. Gemessen wird die Resonanzfrequenzspannung. Mit den bereits angegebenen Bei- spielen einer Variation der Kapazität 71 im Bereich von 360 pF bis 450 pF und der Induktivität 61 im Bereich von 650 yH und 800 gH variiert die Resonanzfrequenz zwischen 229 kHz und 182 kHz.

Zur Erhöhung der Sicherheit gegenüber einem Ausfall bei der Messung der Position des Rotors 16 ist erfindungsgemäß eine Kombination zumindest zweier Messverfahren vorgesehen. Bei einem Ausfall der kapazitiven oder der induktiven Messung steht die jeweils andere Messung noch zur Verfügung.

Eine andere Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit eines Aus- falls des elektronisch kommutierten Motors insgesamt zu re- duzieren, besteht im Einsatz von mehr als einer Ansteuer- schaltung zur Versorgung der Polwicklungen 21-26. Im gezeig- ten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit den zwei Stator- segmenten 40,41 werden zweckmäßigerweise zwei getrennte An- steuerschaltungen vorgesehen. Sämtlichen Ansteuerschaltungen werden die Position des Rotors 16 zur Ermittlung des Zeit- punkts der Bestromung der einzelnen Polwicklungen 21-26 zur Verfügung gestellt. Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Betriebssicherheit besteht darin, dass die Ansteuerschaltun- gen aus separaten Energiequellen mit elektrischer Energie versorgt sind.