CN1890856B - 用电器和给用电器供电的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用电器，包括一电机和一给电机供电的电子线路，其中感应地给用电器供电，初级导体被用电器的次级绕组包围，可通过将高频信号的调制(到所述初级导体上而)将信息传输到初级导体上。

Description

用电器和给用电器供电的系统

技术领域

本发明涉及一种用电器和给用电器供电的系统。

背景技术

已知工业设备中的用电器，例如电子装置，照明装置、驱动装置、机器等由电网供电，特别是供给50或60Hz的交流电。为此所述用电器大多借助于成本高的插接连接器接入和电连接。此外这种设备或机器对于每个驱动装置具有一T形件作为能量分接件。这种T形件安装复杂，特别是如果它必须以高的防护等级用于潮湿区域或甚至防腐区域的话，成本很高。这种T形件也称为配电箱，并且常常还包括其它装置部件，例如紧急关闭开关。因此这种T形件特别是在安装上也复杂和昂贵。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用电器和设备中较简单和经济的布线。

按本发明通过这样一种用电器来实现所述目的，其中所述用电器包含向它感应供电的装置，其中，所述向用电器感应供电的装置包括设置在所述用电器上的至少一个初级导体，所述用电器包括相应的次级绕组，所述初级导体与所述次级绕组感应耦合，其中，在用电器的一凹陷部或电缆通道内这样设置所述初级导体，即，使得形成在所述凹陷部内绕用电器的卷绕或在所述电缆通道内的上下两个半回环。所述目的还通过这样一种给用电器供电的系统来实现，在所述系统中，借助于与一个或多个初级导体相应的感应耦合无接触地给用电器供电，其中，所述一个或多个初级导体这样设置在用电器上，即，使得形成与用电器包括的相应的次级绕组的感应耦合，其中，至少一个初级导体这样设置在用电器的相应的一凹陷部或相应的一电缆通道内，即，使得形成在所述凹陷部内绕用电器的卷绕或在所述电缆通道内的上下两个半回环。

对于用电器，本发明的主要特征是，所述用电器包括用于供电的电子线路，其中用电器总体上可感应供电。

这里优点是，可用经济的方式将所述用电器做成密封和具有高防护等级(Schutzart)的。即用电器的非接触供电使壳体可以设计得简单和平滑，特别是没有不平度或插接连接器，从而可以使得水可以流下以及防止固体的附着。特别是由此这种用电器可以用在潮湿区域和防腐的区域内。利用本发明可减少布线所需要的时间。此外防止在普通的插头接线中出现的泄漏电流，从而形成较好的电磁兼容性。

其次，其优点是，用电器的供电是无电势的，并取消了原本在设备中存在的电位传输(Potentialverschleppung)以及切断开关中的抗无线电干扰装置。此外特别是在用电器中可实现无功功率补偿，从而交流电流具有较小的数值，因此可在初级导体中设置较小的导线直径，从而可实现较小的布线费用。可以取消切断开关，因为断开操作可通过拔出初级导体来代替。

在一种有利的实施形式中，初级导体这样设置在用电器上，即，可设置与用电器包括的次级绕组的感应耦合。这里优点是，不需要插接连接器，从而可以快速和方便地进行布线。此外可以节省成本。因为不需要制备电缆，安装也可以由没有受过电工技术培训的人员进行。

在一种有利的实施形式中，在用电器的一凹陷部或电缆通道中设置至少一个初级导体。这里其优点是，可以非常快速和方便地进行布线，即仅通过压入凹陷部或电缆通道内即可。此外可以有利地用浇注材料进行浇注。

在一种有利的实施形式中，至少一个次级绕组绕一U形和/或E形芯部卷绕，或内置在一设计得非常扁平的接收头内。这里其优点是，可以根据所用的方法、希望的功率和希望的效率来选择结构。

在一种有利的实施形式中，初级导体至少局部是浇注固定的和/或借助于盖子保护的。这里其优点是，可实现特别高的防护等级，并且不会形成有污染危险的空腔。这种浇注在盖子或保持件内的导体段可以安装在用电器光滑的壳体表面上，因此在用电器上不必设置凹陷部或通道。

在一种有利的实施形式中，用电器设计成密封和外表面光滑的和/或具有高防护等级的。这里其优点是，用电器特别可用在潮湿区域和/或防腐区域内。

在一种有利的实施形式中，用电器在其外部不包含插接连接器或其它电连接装置。这里其优点同样是，用电器可以简单地设计成密封和具有高防护等级的。

根据一种有利的实施形式，所述用电器设置在可运动的部件上，特别是设置在转台或线性传动装置上。所述可运动的部件优选是可旋转地支承或是可直线运动的。

附图说明

图1a，1b和1c分别以轴测图、剖视图和俯视图示出作为本发明用电器的一个驱动装置，

图2a-c示出本发明另外的实施例，以及

图3a-k示出本发明另外的实施例。

具体实施方式

下面借助于附图详细说明本发明：

在图1a，1b和1c中以轴测图、剖视图和俯视图示出作为本发明用电器的一个驱动装置。该驱动装置包括一带转子轴2的电机，该电机被壳体1包围。用于向电机供电和对其进行控制的电子线路主要由壳体部件3保护，壳体部件具有一凹陷部6，其中放置具有一圈绕组的初级导体。回线，即第二初级导体仅是穿过，并没有绕驱动装置卷绕。

壳体部件3包括一具有U形横截面的芯部7，在该芯部中安放一向电子线路供电的次级绕组。因此可借助于电感耦合给用电器无接触地供电，从而用电器与初级线路电分离。可以快速和方便地通过初线导体的线圈退绕或取下来断开用电器的供电。

初级线路的供电通过一产生中频初级电流和本身用电网电压供电的装置进行。这个装置特别是在其产生的初级电流上具有电源特性。

在本发明另外的实施例中，由于电子线路包括用于信号解调的装置，信息通过(向所述初级导体上)调制高频信号而传递到初级导体上。为了交换信息，电子线路还包括用于调制的装置，由此也可将信号调制到初级导体上。

即用这种方式可以无接触地给作为用电器的驱动装置供电。本发明使得可以在工业设备和/或机器中实现一种新型安装技术，即新型供电原理。因为现在在安装用电器时不必再用昂贵的插接连接器对用电器进行电连接和布线，而是只将初级导体卷绕在驱动装置的凹陷部内就足够了。因为可串联地进行供电，也不再需要配电箱或T形件。可以通过可方便和快速地进行地从用电器中取出或拆下初级导体而关掉用电器。

此外可实现高的防护等级，因为取消了插接连接器，从而用电器—特别是驱动装置—连同其壳体可以经济地密封地制造。因此可制造特别是具有光滑壳体的驱动装置，从而可以将其用在防腐区域或潮湿区域内。

因为可以相应地确定壳体壁厚的尺寸并且可以容易地断开感应耦合，可节省电位分离元件和其它分离装置。

当然电子线路还包括用于感应地，即无接触的能量传输的次级侧装置。在有利的实施形式中，所述装置有利地是无源构件，即电容器和围绕线圈芯部的绕组。在最简单的实施形式中，用一作为次级绕组的绕组缠绕传输头，并且后面连接一电容器，所述电容器的电容和绕组的电感谐振，其中谐振频率相当于初级导体内交流电的频率或与其偏差不超过10％。

驱动装置可以用初级导线串联地供电。可以使各电机脱开耦合，而不必中断其它(电机/部件)的能量供应。只需要脱开围绕驱动装置的初级导体线圈，例如通过将线圈从凹陷部中取出。

在按本发明的布线中取消了T形件。

在图1a，1b和1c中示出作为转子型的驱动装置的驱动装置，在本发明的其它实施例中，驱动装置设计成线性驱动装置，并感应供电。

在本发明的另外的实施例中，代替驱动装置，另一种用电器按照本发明配备有感应供电装置。

在本发明另外的实施例中的，根据图2a、2b、2c，在B-侧上在用于初级导体21和22的凹陷部处设置有具有U形横截面的芯部27、28。一压板23用来将初级导体固定在其凹陷部内。为了实现功能只需要一个芯部27。另一个芯部28提高整个装置的效率。两个芯部27、28上的次级绕组连接在一起并给电子线路供电，所述电子线路又布置在在B-侧设置在壳体1上的壳体盖26的区域内。

在本发明按图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h的另外的实施例中，第一初级导体32铺放在电缆通道34内，此初级导体设置成一朝上的半回环，所述附图示出不同的视图，其中部分地遮住材料组件，如图3b中所示。第二初级导体33铺放成一相应的朝下的半回环。为了感应耦合在上面的半回环中设置E形芯部36，第二E形芯部35设置在下面的半回环中，特别是在盖子的材料内。E形芯部以其E形的分支贴靠分布在壳体部件37上。壳体部件37支承一带有设计成导体轨线(Leiterbahn)的、螺旋形分布的绕组的电路板，所述绕组设置成次级绕组。扁平的E形芯部特别是这样坐靠在该电路板上，并这样定向，使其分支在延长部中与E形芯部36的分支相交。从而可实现非常好的感应耦合，如图3c所示。所述电路板还可以配备其它电子构件。

在图3a中所示的盖子31设置用于机械防护功能，并用作夹紧装置，即拉力消除装置。在图3b中除去了盖子31的材料，因此可以看到E形芯部35、36和电缆通道34。盖子可以与壳体1可拆卸地螺纹连接。

在图3e中也可以清楚看到，初级导体32、33怎样压入设计成凹陷部的电缆通道内。

在本发明另外的实施例中，这个盖子包含导磁材料，以便更好地耦合输入能量。特别是这种材料也有利地形成U形或E形。

在本发明另外的实施例中，利用用于固定和密封的浇注材料将初级导体32、33设置在电缆通道中。

在本发明另外的实施例中，按照图3i在壳体1内置入两个E形芯部41，绕所述芯部的中间分支布置一次级绕组，在螺纹孔40内对盖子31进行固定。在图3j中示出一用于扁平接收头的区域50。所述接收头的次级绕组设计成电路板配线/布图(Platinenlayout)，即非常扁平地形成在一电路板上。电路板设计成区域50的形状。电路板安装有一E形芯部，其中次级绕组缠绕在E的中间分支卷绕，另两条分支在外部区域内围绕次级绕组设置。特别是与E形的总长相比，所述分支设计得非常短。即传输头按DE10312284.2中公开的教导设计。

用电器可以用初级导体串联地供电。可使单个用电器脱开耦合，而不必中断其它用电器的能量供给。只需要将围绕驱动装置的初级线圈脱开，例如通过从凹陷部中取出线圈。

在本发明的布线中取消了T形件。

在有利的实施形式中，无接触能量传输方法和所属的部件可以有利地按文件DE 10053373、DE 10312284、DE 10312792、DE 10339340、DE10338852、DE 10349242、DE 10344144，DE 4446779或WO 92/17929中公开的特征设计。其中采用从约15至30kHZ的频率是特别有利的。连接在包含线圈芯部的传输头后面的匹配线路可以特别有利地设计成无源的，即没有功率半导体电子器件。

附图标号表

1壳体                        2转子轴

3壳体部件                    4初级导体

5初级导体                    6凹陷部

7 U形横截面芯部              21初级导体

22初级导体                   23压板

24凹陷部                     25凹陷部

26壳体部件                   27 U形横截面芯部

28 U形横截面第二芯部         31盖子

                             32初级导体

33初级导体                   34电缆通道

35 E形轮廓芯部               36 E形轮廓芯部

37壳体部分                   40螺纹孔

41 E形芯部                   50扁平传输头区域

Claims (25)

1.一种用电器，其特征为：

该用电器包含向它感应供电的装置，

其中，所述向用电器感应供电的装置包括设置在所述用电器上的至少一个初级导体，所述用电器包括相应的次级绕组，所述初级导体与所述次级绕组感应耦合，

其中，在用电器的一凹陷部或电缆通道内这样设置所述初级导体，即，使得形成在所述凹陷部内绕用电器的卷绕或在所述电缆通道内的上下两个半回环。

2.按权利要求1的用电器，其特征为：

所述装置包括用来给用电器的部件供电的电子线路。

3.按权利要求1或2的用电器，其特征为：

所述用电器是驱动装置，该驱动装置包括至少一个电机和给电机供电的电子线路。

4.按权利要求1的用电器，其特征为：

所述次级绕组绕一U形和/或E形芯部卷绕，或在一扁平芯部内卷绕。

5.按权利要求1的用电器，其特征为：

所述初级导体至少部分是浇注固定的和/或是借助于盖子保持的。

6.按权利要求1或2的用电器，其特征为：

用电器设计成密封的，外表面光滑的和/或具有高防护等级的，以用在潮湿区域和/或防腐区域。

7.按权利要求1或2的用电器，其特征为：

用电器在其外部不包括插接连接器或其它电连接装置。

8.按权利要求1的用电器，其特征为：

用电器设计成可通过将高频信号调制到初级导体上而将信息传输到初级导体上。

9.一种给用电器供电的系统，其特征为：

借助于与一个或多个初级导体相应的感应耦合无接触地给用电器供电，

其中，所述一个或多个初级导体这样设置在用电器上，即，使得形成与用电器包括的相应的次级绕组的感应耦合，

其中，所述初级导体这样设置在用电器的相应的一凹陷部或相应的一电缆通道内，即，使得形成在所述凹陷部内绕用电器的卷绕或在所述电缆通道内的上下两个半回环。

10.按权利要求9的给用电器供电的系统，其特征为：

用电器设计成使初级导体可从用电器上取下。

11.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体由AC/AC转换器—即交流-交流转换器—供电。

12.按权利要求11的给用电器供电的系统，其特征为：

所述AC/AC转换器由电网供电。

13.按权利要求11的给用电器供电的系统，其特征为：

所述AC/AC转换器由50或60Hz的电网供电。

14.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

至少一个初级导体力锁合或形锁合地保持在用电器内。

15.按权利要求9的给用电器供电的系统，其特征为：

至少一个初级导体浇注固定在用电器内。

16.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

用电器设置在可运动的部件上。

17.按权利要求16的给用电器供电的系统，其特征为：

用电器设置在转台或线性传动装置上。

18.按权利要求16的给用电器供电的系统，其特征为：

所述部件被以可旋转的方式支承或是可直线运动的。

19.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体用中频交流电加载。

20.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体用10至50kHz的交流电加载。

21.按权利要求20的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体用20kHz的交流电加载。

22.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体相互串联地给用电器供电。

23.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

通过固定的、包括至少一个线圈绕组的绕圈芯部无接触地或通过滑触接线给初级导体供给能量。

24.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体布设成闭合的回路。

25.按权利要求9或10的给用电器供电的系统，其特征为：

初级导体和用电器是感应耦合的，从而用电器被无接触地供电。

Images