DE102010021866A1 - Device i.e. storage device, for contactless energy transmission during storing motor car on shelves at different heights, has primary conductor portions provided with current whose frequency equals to frequency of electromagnetic wave - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung und ein Verfahren zum Betreiben.The invention relates to a device for contactless energy transmission and a method for operating.
Es ist bekannt, bei Regallagern ein Objekt in verschieden hohe Regalböden einzulagern beziehungsweise aus diesen herauszuholen.It is known to store in shelf storage an object in different heights shelves or get out of these.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lagervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Lagervorrichtung weiterzubilden, wobei die Betriebssicherheit erhöht werden soll.The invention is therefore based on the object, a storage device and method for operating a storage device further, the reliability should be increased.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren zum Betreiben nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the device according to the features specified in
Wichtige Merkmale bei der Vorrichtung sind, dass sie zur berührungslosen Energieübertragung vorgesehen ist,
wobei Primärleiterabschnitte innerhalb eines Raumbereichs angeordnet sind,
wobei aus mindestens einem der Primärleiterabschnitte zumindest ein Verbraucher mittels einer an ihm angeordneten Sekundärwicklung induktiv versorgbar ist,
wobei in die Primärleiterabschnitte jeweils ein Wechselstrom eingeprägt ist,
wobei die Wechselströme der jeweiligen Primärleiterabschnitte zueinander phasenverschoben sind,
wobei die größte Ausdehnung, insbesondere Länge, des Raumbereichs kleiner ist als die Wellenlänge, insbesondere kleiner als die Hälfte oder kleiner als ein Vierteil der Wellenlänge, einer in der Umgebung der Vorrichtung, insbesondere in Luft, sich ausbreitenden, elektromagnetischen Welle, deren Frequenz der Frequenz des Wechselstroms gleicht.Important features of the device are that it is intended for non-contact energy transfer,
wherein primary conductor sections are arranged within a spatial area,
wherein at least one consumer can be supplied with power from at least one of the primary conductor sections by means of a secondary winding arranged on it,
wherein in the primary conductor sections in each case an alternating current is impressed,
wherein the alternating currents of the respective primary conductor sections are phase-shifted relative to one another,
wherein the maximum extent, in particular length, of the spatial area is smaller than the wavelength, in particular smaller than half or smaller than a quarter of the wavelength of an electromagnetic wave propagating in the vicinity of the device, in particular in air, whose frequency is the frequency of the alternating current is equal.
Von Vorteil ist dabei, dass die elektromagnetische Abstrahlung im Fernfeld verringert ist mittels destruktiver Interferenz der von den einzelnen Primärleiterabschnitten abgestrahlten elektromagnetischen Wellen. Wegen des stromquellenartigen Verhaltens der Primärleiterabschnitte, insbesondere also dem eingeprägten Strom, welcher im Wesentlichen als Stromquelle einen Strom zur Verfügung stellt, fließt dauerhaft Strom in den Primärleiterabschnitten. Dies führt zu einer jeweiligen Abstrahlung elektromagnetischer Wellen. Im Fernfeld überlagern sich diese. Die Idee der Erfindung besteht nun darin, die in einem engen Raumbereich angeordneten Primärleiterabschnitte phasenverschoben zu versorgen und somit im Fernfeld die Strahlungsintensität zu verringern.The advantage here is that the electromagnetic radiation in the far field is reduced by means of destructive interference of the radiated from the individual primary conductor sections electromagnetic waves. Because of the current-source-like behavior of the primary conductor sections, in particular thus the impressed current, which essentially provides a current as a current source, current flows permanently in the primary conductor sections. This leads to a respective emission of electromagnetic waves. In the far field they overlap. The idea of the invention consists in supplying the primary conductor sections, which are arranged in a narrow spatial region, out of phase and thus reducing the radiation intensity in the far field.
Unter Primärleiterabschnitte sind im Wesentlichen diejenigen Abschnitte des Primärleiters zu verstehen, welche die Möglichkeit zur induktiven Ankoppelung der Sekundärwicklung des Verbrauchers, der beispielswiese von einem bewegbaren Objekt, wie Fahrzeug umfasst ist, bieten. Hierzu ist der Primärleiter beispielsweise als langgestrecktes Kabel angeordnet, entlang dessen das Objekt bewegbar ist und die Sekundärwicklung induktiv ankoppelbar. Die Leitung zur Stromzuführung zum Primärleiterabschnitt und die Leitung zur Stromabführung vom Primärleiterabschnitt sind beispielsweise sehr eng parallel oder miteinander verdrillt in der Anlage verlegbar. Somit wird von diesen beiden Leitungen im Wesentlichen keine elektromagnetische Strahlung gesendet.Primary conductor sections are to be understood essentially those sections of the primary conductor which offer the possibility of inductive coupling of the secondary winding of the consumer, which, for example, is comprised of a movable object such as a vehicle. For this purpose, the primary conductor is arranged, for example, as an elongated cable, along which the object is movable and the secondary winding can be inductively coupled. The line for supplying current to the primary conductor section and the line for carrying current away from the primary conductor section can be laid, for example, very closely parallel or twisted together in the system. Thus, substantially no electromagnetic radiation is transmitted from these two lines.
Der zur Abstrahlung wirksame Bereich, also der Primärleiterabschnitt ist vorzugsweise kleiner als eine Wellenlänge oder kleiner als die Hälfte oder kleiner als ein Viertel der Wellenlänge. Die genannten Leitrungen dürfen auch länger sein, wenn sie in obengenannter Weise eng parallel oder verdrillt verlegt sind.The effective radiation range, ie the primary conductor section is preferably smaller than a wavelength or smaller than half or less than a quarter of the wavelength. The above-mentioned guides may also be longer if they are laid in the above-mentioned manner closely parallel or twisted.
Somit findet die Abstrahlung aus den jeweiligen Primärleiterabschnitten im Wesentlichen nur im Raumbereich statt und verschwindet dann im Fernfeld, da die phasenverschobenen Wellen derartig phasenverschiebbar sind, dass destruktive Interferenz auftritt.Thus, the radiation from the respective primary conductor sections essentially takes place only in the spatial region and then disappears in the far field, since the phase-shifted waves are phase-displaced such that destructive interference occurs.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Phasenverschiebung zwischen den Wechselströmen zweier Primärleiterabschnitte dem ganzzahligen Vielfachen von 360°/n, wobei n der Anzahl der Primärleiterabschnitte, in welche die phasenverschobenen Wechselströme eingeprägt sind, ist. Von Vorteil ist dabei, dass im Idealfall im Fernfeld die Abstrahlung sogar vollständig verschwindet.In an advantageous embodiment, the phase shift between the alternating currents of two primary conductor sections corresponds to the integer multiple of 360 ° / n, where n is the number of primary conductor sections in which the phase-shifted alternating currents are impressed. The advantage here is that in the ideal case in the far field, the radiation even completely disappears.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Primärleiterabschnitte aus einem Wechselrichter mit mehreren Halbbrücken versorgt, wobei alle Halbbrücken aus einer unipolaren Spannungsquelle versorgt sind und jeweils eine Reihenschaltung von zumindest zwei Halbleiterschaltern aufweisen, deren Verbindungsknoten mit dem jeweiligen Primärleiterabschnitt elektrisch verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wechselströme in einfacher weise erzeugbar sind. Hierzu ist insbesondere ein pulsweitenmodulierter Betrieb der Halbleiterschalter einfach ausführbar und somit ein zeitlich sinusförmiger Potentialverlauf am Verbindungsknoten herstellbar.In an advantageous embodiment, the primary conductor sections are supplied from an inverter with a plurality of half bridges, all half bridges are supplied from a unipolar voltage source and each having a series connection of at least two semiconductor switches whose connection node is electrically connected to the respective primary conductor section. The advantage here is that the alternating currents can be generated in a simple manner. For this purpose, in particular a pulse-width-modulated operation of the semiconductor switch is easily executable, and thus a temporally sinusoidal potential profile can be produced at the connection node.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet ein netzgespeister Gleichrichter ausgangsseitig die unipolare Spannungsquelle, wobei an der Spannungsquelle eine Kapazität, insbesondere Glättungskondensator, angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Gleichspannung in einfacher Weise erzeugbar ist, insbesondere als Zwischenkreisspannung.In an advantageous embodiment, a mains-fed rectifier on the output side forms the unipolar voltage source, wherein a capacitance, in particular a smoothing capacitor, is arranged at the voltage source. The advantage here is that the DC voltage can be generated in a simple manner, in particular as a DC link voltage.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Frequenz zwischen 10 und 500 kHz. Von Vorteil ist dabei, dass eine große Wellenlänge wählbar ist, so dass auch bei großen Anlagen mit einer Ausdehnung von beispielsweise 1000 Meter im Fernfeld die Abstrahlung verhindert ist. In an advantageous embodiment, the frequency is between 10 and 500 kHz. The advantage here is that a large wavelength is selectable, so that even in large systems with an extension of, for example, 1000 meters in the far field, the radiation is prevented.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung als Lagervorrichtung ausgeführt, insbesondere Paternoster-Lagersystem oder Regallager, zur Lagerung von Objekten,
wobei jedes Objekt auf einer Transportplatte positioniert ist und während des Lagers mit Energie versorgbar ist, insbesondere aus einem Mittel zur Energieversorgung,
wobei jede Transportplatte in der Lagervorrichtung bewegbar angeordnet ist, insbesondere von einem elektrischen Antrieb bewegbar. Von Vorteil ist dabei, dass jedes Objekt auf der Transportplatte einlagerbar ist und diese dann in der Lagervorrichtung bewegbar ist und einlagerbar ist. Somit muss das Objekt, insbesondere Fahrzeug, nicht selbst verfahren und es sind hohe Anzahlen von Objekten in kleinem Raumbereich ermöglicht.In an advantageous embodiment, the device is designed as a storage device, in particular paternoster storage system or shelf storage, for the storage of objects,
each object being positioned on a transport plate and being able to be supplied with energy during the bearing, in particular from a means for supplying energy,
wherein each transport plate is movably arranged in the storage device, in particular by an electric drive movable. The advantage here is that each object on the transport plate is einlagerbar and this is then movable in the storage device and can be stored. Thus, the object, in particular vehicle, does not have to move itself and it allows high numbers of objects in a small space area.
Unter Transportplatte wird dabei ein Mittel zur Aufnahme des Objektes verstanden, so dass also die Transportplatte nicht unbedingt als Platte sondern gegebenenfalls auch als zusammengeschweißtes Gestänge oder als andere Komponente ausführbar ist.Under transport plate is understood to mean a means for receiving the object, so that therefore the transport plate is not necessarily as a plate but optionally also as zusammengeschweißtes linkage or as another component executable.
Wichtiger weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass dem Objekt Energie zuführbar ist während des Einlagerns. Somit ist nicht nur das Einlagern, insbesondere Parken, sondern auch das Zuführen von Energie mit der Lagervorrichtung ermöglicht.Another important advantage of the invention is that the object energy can be supplied during storage. Thus, not only the storage, especially parking, but also the supply of energy with the storage device is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Objekt einen Energiespeicher, insbesondere wobei das Objekt ein Fahrzeug ist, insbesondere wobei das Fahrzeug selbsttätig einparkbar ist auf der Transportplatte. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug selbsttätig auf die Transportplatte einfahrbar ist und somit keine Zuführmittel notwendig sind. Außerdem ist das Fahrzeug mit Energie aufladbar, insbesondere mit kontaktbehaftet oder induktiv zugeführter elektrischer Energie. Außerdem ist das Fahrzeug mit einer Einparkhilfe ausführbar, die das Fahrzeug hin leitet auf die für die Energieübertragung optimale Position.In an advantageous embodiment, the object comprises an energy store, in particular wherein the object is a vehicle, in particular wherein the vehicle is automatically parked on the transport plate. The advantage here is that the vehicle is automatically retractable to the transport plate and thus no supply means are necessary. In addition, the vehicle can be charged with energy, in particular with contact-based or inductively supplied electrical energy. In addition, the vehicle is executable with a parking aid that directs the vehicle towards the optimum position for the transmission of energy.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Transportplatte eine Mulde zur Positionierung der Räder des Fahrzeugs auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein zumindest teilweise selbsttätiges, einfaches und schnelles Positionieren des Fahrzeuges ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the transport plate on a trough for positioning the wheels of the vehicle. The advantage here is that an at least partially automatic, easy and quick positioning of the vehicle is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist von einem auf der Transportplatte angeordneten Versorgungsmodul, insbesondere Einspeisevorrichtung, Energie leitungsgebunden, insbesondere mittels einer elektrischen Steckverbindung, übertragbar, insbesondere wobei mittels des Versorgungsmoduls der Energiestrom zum Objekt steuerbar ist, insbesondere wobei das Versorgungsmodul einen MF/NF-Wandler, also Mittelfrequenz/Niederfrequenz-Wandler aufweist, insbesondere wobei die Mittelfrequenz zwischen 10 und 500 kHz beträgt und die Niederfrequenz weniger als 100 Hz beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass das Versorgungsmodul einfach aufbaubar ist und somit die Energiezufuhr ans Objekt steuerbar ist.In an advantageous embodiment of an arranged on the transport plate supply module, in particular feeding device, power corded, in particular by means of an electrical connector, transferable, in particular wherein by means of the supply module, the energy flow to the object is controllable, in particular wherein the supply module is an MF / LF converter, So medium-frequency / low-frequency converter, in particular wherein the center frequency is between 10 and 500 kHz and the low frequency is less than 100 Hz. The advantage here is that the supply module is easy to assemble and thus the energy supply to the object is controllable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zum Datenaustausch zwischen Objekt und einem Rechner der Lagervorrichtung vorgesehen, insbesondere wobei die Daten als höher frequent aufmodulierte Stromanteile dem Primärstrom und/oder dem Strom in der Sekundärwicklung überlagert werden. Vorteiligerweise ist also ein finanzielles Abrechnen der Energiemenge an den Besitzer des Objekts ausführbar. Durch die Aufmodulation sind sogar zusätzliche Leitungen entbehrlich und der Aufwand an Hardware äußerst gering haltbar.In an advantageous embodiment, means for exchanging data between the object and a computer of the storage device are provided, in particular wherein the data is superimposed as higher frequency modulated current components of the primary current and / or the current in the secondary winding. Advantageously, therefore, a financial accounting of the amount of energy to the owner of the object is executable. By modulating even additional lines are unnecessary and the amount of hardware extremely low durable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Versorgungsmodul aus einer auf der Transportplatte angeordneten Sekundärwicklung versorgbar, welche induktiv an einen Primärleiter ankoppelbar ist, welcher an der Lagervorrichtung fest, also stationär, angeordnet ist,
insbesondere wobei der Sekundärwicklung eine Kapazität derart parallel oder in Reihe zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der in Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Stromes entspricht, insbesondere wobei die Frequenz im Bereich zwischen 10 und 500 kHz liegt. Von Vorteil ist dabei, dass verschleißfrei Energie übertragbar ist, wobei ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the supply module from a arranged on the transport plate secondary winding can be supplied, which is inductively coupled to a primary conductor, which is fixed to the storage device, ie stationary, arranged,
in particular wherein the secondary winding has a capacitance connected in parallel or in series such that the associated resonant frequency substantially corresponds to the frequency of the current injected into the primary conductor, in particular wherein the frequency lies in the range between 10 and 500 kHz. The advantage here is that wear-free energy is transferable, with a high efficiency is achievable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Primärleiter derart angeordnet, dass die induktive Kopplung in einem begrenzten Bewegungsbereich oder an einer gewissen Position der Transportplatte ausgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass nur in diesem Bereich oder an dieser Position Energie übertragen wird. Somit ist die Brandgefahr reduziert, Brand besser detektierbar, da besser lokalisiert, die Sicherheit erhöht und Primärleiterstrecken einsparbar.In an advantageous embodiment of the primary conductor is arranged such that the inductive coupling is performed in a limited range of motion or at a certain position of the transport plate. The advantage here is that only in this area or at this position energy is transferred. Thus, the risk of fire is reduced, fire better detectable, as better localized, increases safety and saving primary conductor lines.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Objekt eine Sekundärwicklung auf, die an einen auf der Transportplatte und/oder an der Lagervorrichtung angeordneten Primärleiter, insbesondere Primärwicklung, induktiv ankoppelbar ist,
insbesondere wobei der Sekundärwicklung eine mit dem Objekt verbundene Kapazität derart parallel oder in Reihe zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der in Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Stromes entspricht, insbesondere wobei die Frequenz im Bereich zwischen 10 und 500 kHz liegt. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei berührungsloser Energieübertragung erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the object has a secondary winding which can be inductively coupled to a primary conductor, in particular a primary winding, arranged on the transport plate and / or on the bearing device,
In particular, wherein the secondary winding is connected to a connected to the object capacity in parallel or in series, that the associated Resonant frequency substantially equal to the frequency of the impressed in the primary conductor current, in particular wherein the frequency is in the range between 10 and 500 kHz. The advantage here is that a high degree of efficiency in contactless energy transfer can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der am Objekt angeordneten Sekundärwicklung und der an der Lagervorrichtung angeordneten Primärwicklung die Transportplatte angeordnet,
wobei die Transportplatte einen ausgenommenen Bereich oder einen Bereich aus nicht-magnetischem Material aufweist,
wobei der Bereich derart angeordnet ist, dass zumindest die kürzesten Verbindungslinien zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung durch den Bereich führen,
insbesondere dass zumindest alle kürzesten Verbindungslinien zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung durch den Bereich führen. Von Vorteil ist dabei, dass das Hauptfeld des Magnetfeldes des Primärleiters möglichst ungestört den Bereich durchdringt und somit eine möglichst starke induktive Kopplung trotz großer Beabstandung erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the transport plate is arranged between the secondary winding arranged on the object and the primary winding arranged on the bearing device,
the transport plate having a recessed area or region of non-magnetic material,
the region being arranged such that at least the shortest connecting lines between the secondary winding and the primary winding lead through the region,
in particular that at least all the shortest connecting lines between secondary winding and primary winding lead through the region. The advantage here is that the main field of the magnetic field of the primary conductor penetrates the area as undisturbed as possible and thus the strongest possible inductive coupling can be achieved despite large spacing.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Transportplatte aus Stahl gefertigt oder weist zumindest Stahl auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher kostengünstiger und tragfähiger Werkstoff verwendbar ist, der sogar ferromagnetisch sein darf. Somit sind nach außen sogar Schutzwirkungen erzielbar, da austretende Fernfelder abschwächbar sind.In an advantageous embodiment, the transport plate is made of steel or has at least steel. The advantage here is that a simple inexpensive and sustainable material is used, which may even be ferromagnetic. Thus, protective effects can even be achieved externally, since outgoing far fields can be attenuated.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Transportplatte ein Steckverbinderteil angeordnet, welches mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteil in Verbindung bringbar ist, insbesondere in einer horizontalen Endposition der Transportplatte oder beim Anfahren einer horizontalen Endposition der Transportplatte. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfaches Steuern der Energieübertragung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, a connector part is arranged on the transport plate, which can be brought into connection with a corresponding mating connector part, in particular in a horizontal end position of the transport plate or when approaching a horizontal end position of the transport plate. The advantage here is that a simple control of the energy transfer is executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Transportplatte mit der an ihr angeordneten Sekundärwicklung entlang einer langgestreckt in der Lagervorrichtung verlegten Primärleiterschleife bewegbar. Von Vorteil ist dabei, dass eine ständige ununterbrochene Energieversorgung gewährleistbar ist.In an advantageous embodiment, the transport plate with the arranged on her secondary winding along an elongated laid in the bearing device primary conductor loop are movable. The advantage here is that a permanent uninterrupted power supply is guaranteed.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Lagervorrichtung sind, dass das Objekt mit Energie versorgt wird, nachdem die Transportplatte ihre Zielposition erreicht hat.Important features in the method of operating a storage device are that the object is energized after the transport plate has reached its target position.
Von Vorteil ist dabei, dass ein Aufladen beim Parken des Objektes ermöglicht ist.The advantage here is that a charge when parking the object is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Daten vom Objekt an einen mit der Lagervorrichtung verbundenen Rechner übermittelt, an den auch die erfasste, ans Objekt übertragene Energiemenge übermittelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Rechnungserstellung und/oder Abbuchung des entsprechend der Energiemenge zugeordneten Betrages für den Besitzer des Objektes ermöglicht ist. Denn zu den übertragbaren Daten zahlen auch Identifikationsdaten des Objektes, welche zu einer Kontonummer des Besitzers zuordenbar sind, wobei eine entsprechende Zuordnungstabelle in einem mittels Internet verbundenen Rechners hinterlegbar ist.In an advantageous embodiment, data from the object is transmitted to a computer connected to the storage device, to which the detected amount of energy transmitted to the object is also transmitted. The advantage here is that the billing and / or debiting of the corresponding amount of energy allocated amount for the owner of the object is possible. For to the transferable data also pay identification data of the object, which can be assigned to an account number of the owner, with a corresponding mapping table in a computer connected via the Internet is stored.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
In der
Wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist dabei ist die Transportplatte bewegbar angeordnet. Insbesondere ist die Transportplatte
Dabei sind in den Regalböden
Der Vertikalachse
Vorzugsweise ist zumindest einer Horizontalbewegung ebenfalls ein Positionserfassungssystem zugeordnet, so dass auch die Horizontallage dem Rechner zuführbar ist.Preferably, at least one horizontal movement is also associated with a position detection system, so that the horizontal position can also be fed to the computer.
In einer ersten Ausführungsvariante sind an der Transportplatte elektrische Antriebe befestigt, welche die Horizontalbewegung bewirken. Alternativ oder zusätzlich ist an jedem Regalboden
Die Antriebe weisen vorzugsweise ein von einem umrichtergespeisten Elektromotor angetriebenes Getriebe auf. Somit ist eine Drehzahl der Elektromotoren beziehungsweise die Linearposition vom Rechner vorgebbar und somit steuerbar.The drives preferably have a transmission driven by an inverter-fed electric motor. Thus, a speed of the electric motors or the linear position can be predetermined by the computer and thus controlled.
Auf jeder Transportplatte
Das Versorgungsmodul
Der über das Steckverbinderteil
Die oben genannten, für das Ausführungsbeispiel nach
Wie in
Der Sekundärwicklung ist eine Kapazität derart in Reihe oder parallel zugeschaltet, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz des in den Primärleiter
Aus der Sekundärwicklung beziehungsweise aus dem Schwingkreis wird dann das Versorgungsmodul
In einer zweiten Variante wird vom Versorgungsmodul die der mittelfrequente Strom durchgeleitet an das Fahrzeug
In einer dritten Variante wird vom Versorgungsmodul
Wie in
Dabei ist der von der Sekundärwicklung aufgenommene Wechselstrom direkt weiterleitbar an die Wicklung
Die Wicklung
Wie in
Unter nicht-magnetischem Material wird dabei Material verstanden mit einer relativen Permeabilität μr von weniger als 5, insbesondere von weniger als 2. Hierzu zählen insbesondere auch diamagnetische oder paramagnetische Materialien.In this case, non-magnetic material is understood as meaning material having a relative permeability μ r of less than 5, in particular less than 2. These include, in particular, diamagnetic or paramagnetic materials.
In
Statt der in den
In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der Primärleiter nicht entlang der gesamten Linie sondern nur in Teilbereichen verlegt, so dass eine induktive Energieversorgung nur dort ausgeführt wird. Diese Teilbereiche entsprechen vorzugsweise denjenigen Positionen, in welchen die Transportplatte dauerhaft positioniert wird.In a further embodiment of the invention, the primary conductor is not laid along the entire line but only in partial areas, so that an inductive power supply is carried out only there. These subregions preferably correspond to those positions in which the transport plate is permanently positioned.
In
Alternativ ist statt der induktiven Energieübertragung auch eine kontaktbehaftete Energieübertragung ausführbar.Alternatively, instead of the inductive energy transmission, a contact-type energy transmission can also be carried out.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hat die Transportplatte
Wichtig ist bei der Erfindung, dass also innerhalb der Anlage mindestens zwei Primärleiterabschnitte angeordnet sind. Dabei werden die Primärleiterabschnitte synchron mit einem Wechselstrom beaufschlagt, wobei jedoch eine Phasenverschiebung vorgesehen ist.It is important in the invention that therefore at least two primary conductor sections are arranged within the system. In this case, the primary conductor sections are acted upon synchronously with an alternating current, wherein, however, a phase shift is provided.
Insbesondere werden Primärleiterabschnitte phasenverschoben bestromt, die in einem räumlichen Bereich angeordnet sind, dessen Ausdehnung kleiner ist als eine Wellenlänge, insbesondere kleiner als eine halbe Wellenlänge, insbesondere kleiner als eine Viertel Wellenlänge.In particular, primary conductor sections are energized out of phase, which are arranged in a spatial region whose extent is smaller than a wavelength, in particular smaller than half a wavelength, in particular smaller than a quarter wavelength.
Somit ist die Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen zumindest im Fernfeld reduziert.Thus, the radiation of electromagnetic waves is reduced, at least in the far field.
Jeder Primärleiterabschnitt ist dabei wiederum als Stromschleife ausgeführt, die aus einem Wechselrichter versorgt ist, insbesondere mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen 10 und 500 kHz.Each primary conductor section is again designed as a current loop, which is supplied from an inverter, in particular with an alternating current with a frequency between 10 and 500 kHz.
Die Herstellung dieses Wechselstroms erfolgt vorzugsweise mittels gleichspannungsversorgten Halbbrücken, also einer Parallelschaltung von Halbbrücken, die aus einer unipolaren Spannungsquelle versorgt werden. Dabei ist jede Halbbrücke als Reihenschaltung von zwei Halbleiterschaltern ausgeführt, so dass jede Halbbrücke einen oberen und einen unteren Halbleiterschalter aufweist. Die Halbleiterschalter sind pulsweitenmoduliert betrieben und es lässt sich somit zu jedem Zeitabschnitt das gewünschte Potential am Verbindungsknoten in guter Näherung erzeugen. Die Ausgangsspannung, also die Differenz der Potentiale an den Verbindungsknoten zweier Halbbrücken, wird einem Vierpol zugeführt, der derartige Kapazitäten und Induktivitäten umfasst, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz des Ausgangsspannungsverlaufs gleicht, wodurch das spannungsquellenartige Verhalten in ein stromquellenartiges Verhalten umgewandelt wird. Der Ausgangsstrom des Vierpols speist eine erste Stromschleife und somit einen ersten Primärleiterabschnitt.The production of this alternating current is preferably carried out by means of DC-powered half-bridges, ie a parallel circuit of half-bridges, which are supplied from a unipolar voltage source. Each half-bridge is designed as a series circuit of two semiconductor switches, so that each half-bridge has an upper and a lower semiconductor switch. The semiconductor switches are operated pulse-width modulated and thus it is possible to generate the desired potential at the connection node in good approximation for each time segment. The output voltage, ie the difference of the potentials at the connection nodes of two half-bridges, is supplied to a quadrupole, which comprises such capacitances and inductances, that the associated resonant frequency is substantially equal to the frequency of the output voltage characteristic, whereby the voltage source-like behavior is converted into a current-source-like behavior. The output current of the quadrupole feeds a first current loop and thus a first primary conductor section.
In entsprechender Weise sind in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aber auch n Halbbrücken aus der unipolaren Spannungsquelle versorgbar, wobei n eine ganz Zahl ist, die 2 ist oder größer. Das vorgenannte Ausführungsbeispiel ergibt sich im Fall n = 2. Bei einer Wahl von n = 3 oder größer sind entsprechend viele einphasige Ausgangsspannungen zur Verfügung stellbar, also ein mehrphasiges Spannungssystem. Für n = 3 ergibt sich ein Drehspannungssystem.In a corresponding manner, however, n half-bridges from the unipolar voltage source can also be supplied in a further exemplary embodiment according to the invention, where n is an integer which is 2 or greater. The aforementioned embodiment results in the case of n = 2. With a choice of n = 3 or greater correspondingly many single-phase output voltages are available, so a multi-phase voltage system. For n = 3 results in a three-phase system.
Vorzugsweise sind die Spannungsverläufe im Wesentlichen sinusförmig gewählt und die Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Ausgangsspannungen gleichmäßig, also 360°/n von einer ersten Ausgangsspannung zu einer zweiten.Preferably, the voltage waveforms are selected to be substantially sinusoidal and the phase shift between the individual output voltages evenly, ie 360 ° / n from a first output voltage to a second.
Da aus jeder Ausgangsspannung unter Zwischenschaltung des genannten Vierpols, also Gyrators, ein jeweiliger Primärleiterabschnitt versorgbar ist und da diese versorgten Primärleiterabschnitte innerhalb einer halben oder geviertelten Wellenlänge angeordnet sind, ist die Abstrahlung im Fernfeld verhindert oder zumindest verringert.Since from each output voltage with the interposition of said quadrupole, so gyrator, a respective primary conductor section can be supplied and since these supplied primary conductor sections are arranged within a half or quarter wavelength, the radiation in the far field is prevented or at least reduced.
Bei einer Frequenz von 100 kHz ist dabei ein Anordnen der Primärleiterabschnitte in einem Abstand von weniger als 1000 Meter vorteilig.At a frequency of 100 kHz, arranging the primary conductor sections at a distance of less than 1000 meters is advantageous.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Transportplattetransport plate
- 33
- Versorgungsmodulsupply module
- 44
- Steckverbinderteilconnector part
- 55
- Vertikalachsevertical axis
- 66
- Regalbodenshelf
- 77
- Führungsschienenguide rails
- 88th
- Mitnahmevorrichtung des vertikalen LiftsEntrainment device of the vertical lift
- 2020
- Sekundärwicklungsecondary winding
- 2121
- Primärleiterprimary conductor
- 3030
- Wicklung, insbesondere als PrimärwicklungWinding, in particular as a primary winding
- 4040
-
Primärwicklung am Regalboden
6 Primary winding on theshelf 6 - 5050
-
Sekundärwicklung am Fahrzeugboden des Fahrzeuges
1 Secondary winding on the vehicle floor of thevehicle 1 - 5151
-
Ausnehmung oder nicht-ferromagnetisches Material in der Transportplatte
2 Recess or non-ferromagnetic material in thetransport plate 2 - 6161
- Primärleiterprimary conductor
- 6262
- Sekundärwicklungsecondary winding
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R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final |