CN101395784B - 具有专门的传感器固定的直接驱动内装式马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有专门的传感器固定的直接驱动内装式马达。传感器应该可以方便而可靠地装在内装式马达上和进行调整。为此设计一种直接驱动内装式马达，它具有第一马达构件(2)，该构件具有至少一个马达装配元件(21)用于将第一马达构件(2)固定在第一机器部件(4)上，还具有第二马达构件(1)，该构件与第一马达构件(2)共同作用用于产生相对运动。此外传感器装置(5，6)可以固定在第一马达构件(2)上。为此传感器装置具有安装板，该安装板设有至少一个传感器安装孔(61)，马达装配元件穿过孔可以与第一机器部件(4)连接。因此预先规定了传感器装置(5，6)在安装于第一机器部件(2)的状态下的位置和/或方向。

Description

具有专门的传感器固定的直接驱动内装式马达
技术领域
本发明涉及一种直接驱动内装式马达，它具有第一马达构件，该构件具有至少一个马达装配元件用于将第一马达构件固定在第一机器部件上；还具有第二马达构件，它与第一马达构件共同作用以产生相对运动；还具有传感器装置，它可以固定在第一马达构件上。
背景技术
对于马达来说往往需要检测其运动的运动学参数，例如位置、速度或加速度。这种检测通常用于调节所列的参数和/或用于确定当永磁励磁的同步马达的换流器运动时的极位或者换向角。为了检测到运动学参考一般将传感器集成在马达里。
对于直接驱动内装式马达来说，用户必须将各个马达构件本身装配在相应的机器部件上。当用于调节的运动学传感器附带地必须集成时，因此在结构设计和装配时可能引起配置方面的问题。例如一种提供用于换向的绝对位置信息的位置测量系统可能设置错误的位置传感器或者在装配时错误地确定位置。这导致推迟投入运动、导致运行故障造成马达功率不足或者甚至导致损坏。另外问题可能由于缺乏调节措施或者传感器的误调节而产生。
以前这些问题在内装式马达中只是通过花费很大的投入运行的工艺规程来避免，在这些内装式马达中并没有规定轴承和导引机构。对于这种工艺规程来说专业人员必须使这些工艺规程也要准备好用于服务的情况。尤其是在低成本范围里这就阻碍了内装式直接驱动的使用。
发明内容
本发明的任务因此在于：简化内装式直接驱动在对应的机器部件上的装配。
按照本发明任务通过直接驱动内装式马达来解决，马达具有第一马达构件，该第一马达构件具有至少一个马达装配元件用于将第一马达构件固定在第一机器部件上；还具有第二马达构件，该第二马达构件与第一马达构件其同作用以引起相对运动；还具有传感器装置，该传感器装置可以固定在第一马达构件上，其中传感器装置具有安装板，该安装板设有至少一个传感器安装孔，马达安装元件穿过该传感器安装孔可以与第一机器部件连接，因此传感器装置在安装于第一机器部件上的状态下具有预先规定的位置和/或方向。
按照本发明任务还可以通过一种直接驱动内装式马达来解决，即马达具有第一马达构件，该第一马达构件具有至少一个马达装配元件用于将第一马达构件固定在第一机器部件上；还具有第二马达构件，该第二马达构件与第一马达构件其同作用以引起相对运动；还具有传感器装置，该传感器装置可以固定在第一马达构件上，其中所述传感器装置具有冷却单元，该冷却单元具有冷却罩盖，在该冷却罩盖里设有传感器安装孔，所述马达安装元件能够穿过该传感器安装孔与第一机器部件连接，从而传感器装置在安装在第一机器部件上的状态下具有预先规定的位置和/或方向。
用户因此可以有利地精密调节马达构件和传感器构件。而花费不大地将它们固定在各自的机器部件上。因此用户可以自己挑选出各自所想要的传感器装置，而且机器制造厂家避免了准备更多种固定的或者只是通常可以使用的马达系统传感器系统。用户可以自己模块化地总结出所希望的系统，而不必使调节精度有损失。
第一马达构件优选是直线马达的初级部分。因此按照本发明的优点也可以使用于直线的内装式同步马达。
为了进行固定，传感器装置可以具有安装板，传感器安装孔设在该板里。一种这样的板一般可以没有稳定性损失地插入在马达构件和对应的机器部件之间。随着固定有传感器头部的板的固定，则自动地也就规定了传感器头的位置或方向。
此外在传感器装置上设有至少一个附加的调节元件用于更准确地调节在第一机器部件上的传感器装置。按此方式可以使调节公差更精细。
在本发明的一种有利实施方式中，在传感器装置里集成设有冷却单元。冷却单元可以专门地具有冷却罩盖，在冷却罩盖里设有传感器安装孔。因此传感器装置或冷却单元就具有双重功能。
按照另外一种实施方式，直接驱动内装式马达可以具有实物量具装置(Massverkoerperungseinrichtung)，该实物量具装置具有至少一个以预定方式布置的测量安装孔，第二马达构件穿过该测量安装孔可以固定在第二机器部件上，因此实物量具装置在第二马达构件装配于第二机器部件上的状态下相对于该机器部件具有预先规定的位置和/或方向。这意味着：在不同的机器部件上的多个传感器构件可以各自采用相同的，有利的调节技术进行对准和安装。
实物量具装置也可以具有冷却单元，而且它同样也可以具有能导电的板用于一种弗拉里斯传感器(Ferraris-Sensor)，这种传感器包含在传感器装置里。这样又保证了实物量具的多重功能。
此外，如果传感器装置和/或实物量具装置具有螺纹孔，用于用来直接固定于第一机器部件上，那是有利的。按此方式就可以避免传感器头部的干扰振动。
附图说明
以下根据附图对本发明详细加以说明，附图中所示为：
图1：按照本发明的直线马达的截面图；
图2：图1所示直线马达的侧视图；
图3：按照本发明的直线内装马达的爆炸图；
图4：具有实物量具装置的冷却型材的截面图。
具体实施方式
以下详述的实施例是本发明的优选实施方式。
本发明的第一种实施方式在图1中用横截面表示。是指一种用于直接驱动的内装式直线马达。各个部件只是简化表示出。在次级部分1上布置了初级部分2。初级部分2借助于螺纹件3固定在机器滑座4里。用于测量加速度的传感器装置5，例如弗拉里斯传感器借助于一块板6固定在初级部分2或机器滑座4里。为了进行固定，板6具有孔61，这些孔与初级部分上的孔21(马达安装元件)并与机器滑座的孔41对准。在将初级部分2固定在机器滑座4上对将板6放在这两个部分之间，从而使各自的孔同轴地相互叠合。用螺纹件3将这些零件相互拧紧。零件2，4，6相互接触或者通过保持间距的零件相互间隔开。为了一目了然起见零件在图1中没有保持间距的零件而相互间隔开。
将初级部分2固定在机器滑座4上，中间还插入板6，这也可以通过其它销钉或螺栓替代螺纹件3来进行。这样的销钉或螺栓可以作为马达安装元件与初级部分固定连接。
在图2中表示了图1所示直线马达的侧视图。箭头7这里说明了：初级部分2包括机器滑座4和传感器装置5可以相对于次级部分直线移动。
因为对于图1和2所示的直线马达来说是指内装式驱动装置，因此传感器装置5，如果它例如应该被应用于绝对位置测量的话，就准确地在初级部分2或机器滑槽4上进行调节。由于在机器滑座里以及在传感器构件和马达构件里应用相同的螺纹连接孔21，41，61，因此可以解决这个问题。也可以将传感器装置5固定在次级部分1上来代替将它固定在初级部分2上，其措施是应用次级部分1的螺纹连接孔，它们与传感器装置的板6上的孔同轴，这些孔用来进行安装和调节。
不仅是内装式直线马达，而且内装式扭矩马达都可以从这种调节技术获益。在这种情况下可以利用转子或定子的螺纹连接孔用于传感器的固定。
用按照本发明的技术可以对为了换向而进行的绝对值测量实现足够准确的调节，这是因为马达零件只能在其安装孔的公差之内被安装。因此即使是没有附加的螺纹连接孔的传感器构件尤其也可以被安装在马达里或者机器里，对于这种机器来说必须有如同对于马达构件那样相同或者更大的调节公差。
如果由于传感器功能的原因与马达构件相比，对于传感器构件要求更精细的调节公差，那么通过在机器机架和传感器构件之间少量的调节销或者止挡开关或定心轴环，来达到测量系统部件的更加精细的安装公差。在这些情况下，传感器构件的安装孔61应该是容许有足够的间隙用于容纳安装螺纹件直径。在图1中简略表示了这种型式的调节销8。它在这里固定在初级部分2上并通过板6里的孔到达机器滑座4的孔42里。当然调节销8也可以固定在机器滑座4上并伸入到初级部分2的对应的孔里。孔62相对于调节销8的公差则规定了传感器装置5在位置和方向方面的间隙。间隙可以通过其它的调整销钉来限制。
原则上可以按这种方式将任意的传感器安设在马达上。这里不仅包括了用来检测位置、速度和加速度的运动传感器，而且也包括例如温度传感器。特别要强调的是除了弗拉里斯加速度传感器之外也有感应或磁性测量的位置系统。
通过悬伸出的在传感器装置5和安装孔61之间的连接元件，也就是说通过板6的长的部段，传感器装置5的这种形式的安装可能导致不受人欢迎的固有振动，它具有传感器元件的较低的谐振频率，这例如可能引起调节技术上不利的作用。在这种情况下一般来说质量很小的传感器装置5可以用一个或者多个小的螺纹件例如固定在机器滑座上(参见图3)。在固定螺纹件直径和传感器元件里的固定孔之间适合地设有间隙。
图3表示了一种按照本发明的直接驱动内装式马达的具体实施例。各个元部件以一种爆破图反映出来。在次级部分110上有遮盖膜120。在其上面是内装式直线马达的初级部分130。该初级部分借助于冷却罩140进行冷却。为此设有相应的冷却接头141。冷却罩盖140可以用孔142固定在初级部分130上。因而初级部分130也具有对应的孔131。
在冷却罩盖140上固定了传感器或传感器单元150。因此冷却罩盖140不仅用于冷却初级部分130，而且也用于固定传感器单元150。除此之外在传感器单元150的外壳里表示出螺纹孔153，用此螺纹孔可以实现抗振地固定在机器机架上。
传感器单元150在这里设计成组合的弗拉里斯传感器和位置传感器。它此外还具有接口电子装置，该接口电子装置可以通过一条连接线路151与换流器或控制单元相连接。装入初级部分130里的温度传感器132通过另一根线路152连接于接口电子装置上，因此通过传感器单元150实现在温度传感器和控制单元之间的通信。
通过传感器单元150的接口电子装置也可以对初级部分130供电。与此相应地可以使功率通过电缆151或者一根附加的电缆传输至传感器单元150并从那里通过电缆152传输至初级部分130里。因此电缆151和152既被应用于数据，也用于供电。
传感器单元150装在冷却罩盖140上还有另外的优点：其中所包含的电子装置或传感装置可以进行温度调节和尤其是进行冷却。按此方式例如可以使具有功率损失的测量元件，如弗拉里斯传感器合适地进行冷却。
在直线马达的次级部分110上也可以设有冷却装置。在图3所示实例中它通过冷却管160来实现，冷却管借助于孔161可以被固定在次级部分的孔111上。如果在冷却管160上同时地固定传感器构件，那么按照本发明的设想同样也可以实现，这种设想就是通过次级部分110上的螺纹连接孔161来调节传感器构件。
在图4中表示了冷却管160的横截面，在该冷却型材中可以看到有孔161。在该冷却型材上附带地固定了横截面为L形的铝板170。该铝板用作为在传感器单元150里的弗拉里斯传感器的涡流带。除此之外在铝板170上设置了实物量具装置171，该装置用于借助于传感器单元150里的位置传感器进行位置测量。
通过冷却断面的板或通过其孔161因此对其它传感器构件进行准确调节，在此处对涡流带和实物量具装置171进行调节。因此也可以调节在内装式马达上的无源的传感器构件，其方法是应用其安装孔。
对于机器制造厂来说因此有以下优点：不必将传感器或测量系统固定装在马达上，以避免误调节。而是用户可以自己进行调节并且因此自己挑选出时适合他的传感器或测量系统。由于内装式马达在供货之前整套地可以在调节回路中进行检验，因此还有其它优点：在减少机器制造商的马达传感装置中的安装误差情况下可以简化安装置，可以使传感器冷却并且可以在厂方通过即插即用技术使投入运行更简化和可靠。

Claims (8)

1.直接驱动内装式马达，具有
-第一马达构件(2)，该马达构件具有至少一个马达安装元件(21)，用于将第一马达构件(2)固定在第一机器部件(4)上，
-第二马达构件(1)，该马达构件与第一马达构件(2)共同作用以进行相对运动，以及
-传感器装置(5)，该传感器装置能够固定在第一马达构件(2)上，
其特征在于，所述传感器装置(5)具有安装板，该安装板设有至少一个传感器安装孔，所述马达安装元件(21)能够穿过该传感器安装孔与第一机器部件连接，从而传感器装置在安装在第一机器部件(4)上的状态下具有预先规定的位置和/或方向。
2.按照权利要求1所述的直接驱动内装式马达，其中所述第一马达构件(2)是直线马达的初级部分或者是扭矩马达的定子。
3.按权利要求1所述的直接驱动内装式马达，其中在传感器装置(5)上设置有至少一个调节元件，用于精确地调节第一机器部件(4)上的传感器装置。
4.按照权利要求1至3之一所述的直接驱动内装式马达，它具有实物量具装置(171)，该实物量具装置具有至少一个以预定方式布置的测量装配孔(161)，第二马达构件(110)能够穿过该测量装配孔固定在第二机器部件上，从而在第二马达构件(110)安装在第二机器部件上的状态下，所述实物量具装置(171)相对于上述第二机器部件具有预定的位置和/或方向，这种位置和/或方向能够选择性地通过调节元件来改变。
5.按权利要求4所述的直接驱动内装式马达，其中实物量具装置(171)具有冷却单元(160)。
6.按权利要求4所述的直接驱动内装式马达，其中实物量具装置(171)具有导电的板(170)，作为在传感器单元(150)里的弗拉里斯传感器的涡流带。
7.按权利要求4所述的直接驱动内装式马达，其中传感器装置(5)和/或实物量具装置(171)具有螺纹孔(153)，用来直接固定在第一机器部件上。
8.直接驱动内装式马达，具有
-第一马达构件(2)，该马达构件具有至少一个马达安装元件(21)，用于将第一马达构件(2)固定在第一机器部件(4)上，
-第二马达构件(1)，该马达构件与第一马达构件(2)共同作用以进行相对运动，以及
-传感器装置(5)，该传感器装置能够固定在第一马达构件(2)上，
其特征在于，所述传感器装置(5)具有冷却单元，该冷却单元具有冷却罩盖，在该冷却罩盖里设有传感器安装孔(61)，所述马达安装元件(21)能够穿过该传感器安装孔与第一机器部件连接，从而传感器装置在安装在第一机器部件(4)上的状态下具有预先规定的位置和/或方向。
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