CN1890857B - 用于给驱动装置供电的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设备，其中驱动装置(44)在可移动的部件(41)上、尤其转台或线性传动装置上借助在一个或多个初级导体(43)上相应的感应耦合无接触地供电。

Description

用于给驱动装置供电的设备
技术领域
本发明涉及一种用于给驱动装置供电的设备。
背景技术
在工业设备中已公知，由电网对驱动装置进行供电。为此绝大多数借助昂贵的插接连接器来连接驱动装置。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。安这种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。
发明内容
因此本发明的目的是，在驱动装置和设备中提供较简单的和成本较低的布线。
根据本发明，该目的在这样一种用于给驱动装置供电的设备中实现，该设备具有驱动装置，其特征在于，驱动装置在可移动的部件上、尤其转台或线性传动装置上借助在一个或多个初级导体上相应的感应耦合无接触地供电，所述初级导体绕驱动装置卷绕地设置在驱动装置的凹陷部内或以形成上下两个半回环的方式设置在驱动装置的电缆通道内，
其中，所述初级导体布设成闭合的回路，
其中，所述初级导体这样设置在所述驱动装置上，以便可设置与一驱动装置包括的次级绕组的感应耦合，
其中，通过固定的、包括至少一个线圈绕组的线圈芯部无接触地或通过滑触接线给所述初级导体供给能量，
其中，所述驱动装置设计成可通过对高频信号进行调制而将信息传输到初级导体上。
在所述设备中，本发明的主要特征是，所述设备包括驱动装置，在可运动的部件上，尤其是转台或线性传动装置上，借助在一个或多个初级导体上相应的电感耦合，对该驱动装置进行无接触供电。在此有利的是，可快速和简单地进行布线，此外可清晰地设置布线。此外该设备可用于潮湿区域和防腐的区域，因为电感耦合使得壳体可以设计得平滑。此外能够实现无磨损的能量传递。
此外有利的是，对驱动装置的馈电是无电势的，并且取消了通常存在于设备中的电位传输(Potentialverschleppung)以及切断开关中的抗无线电干扰装置。此外特别是在驱动装置中可实现无功功率补偿，并且因此交流电流具有较小的值，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，所述部件可旋转地支承或是可直线运动的。此时有利的是，所述设备可设计成转台或线性传动装置。
在一种有利的实施形式中，所述初级导体相互串联地给驱动装置供电。此时有利的是，不需要T形件，并且因此尤其在没有插接连接器等的情况下可进行低成本地布线。
在一种有利的实施形式中，通过固定的、包括至少一个线圈绕组的线圈芯部无接触地或者通过滑触接线向初级导体供给能量。对于无接触的传输有利的是，所述可移动部件也可用在潮湿区域或防腐区域中，并且不会出现磨损。
在一种有利的实施形式中，初级导体设计成闭合的回环。此时有利的是，所述初级导体的成本特别低廉并且不需要起始段或末端段。
在一种有利的实施形式中，至少一个驱动装置包括一个电机和一个用于给电机供电的电子线路，其中可向所述驱动装置感应地供电。此时有利的是，所述驱动装置可用较低的成本设计成密封的和具有高防护等级(Schutzart)的。驱动装置的无接触供电使壳体可以设计得很简单，特别是没有不平度或插接连接器，并且从而使得水可以流下以及防止固体的附着。特别是由此所述驱动装置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。
在一种有利的实施形式中，初级导体这样设置在驱动装置上，即，可设置与驱动装置所包括的次级绕组的感应耦合。这里有利的是，不需要任何插接连接器，并且因此可实现快速和简单的布线。此外节约了成本。
在一种有利的实施形式中，在驱动装置的一凹陷部或电缆通道中设置至少一个初级导体。这里有利的是，可非常快速和简单地进行电缆布设，并且还可有利地实现利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。这里有利的是，可以根据所用的方法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。这里有利的是，可实现特别高的防护等级。
在一种有利的实施形式中，驱动装置设计成密封和外表面光滑的和具有高防护等级的。在此有利的是，驱动装置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，驱动装置在其外部不包含插接连接器或其它电连接装置。这里同样有利的是，驱动装置可以简单地设计成密封和具有高防护等级的。
附图说明
图1a，1b和1c分别以轴测图、剖视图和俯视图示出本发明的驱动装置，
图2a，2b，2c示出驱动装置按本发明另外的实施例，
在按图3a，3b，3c，3d，3e，3f，3g和3h示出按本发明的驱动装置另外的实施例，
图4示出其它根据本发明的实施例，以及
图5a、5b、5c、5d、5e、5f和5g示出根据本发明的工业用设备的不同的视图。
具体实施方式
现在根据附图对本发明进行详细的说明：
在图1a，1b和1c中以轴测图、剖视图和俯视图示出本发明的驱动装置。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。用于给电机供电和对其进行控制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，绕该芯部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驱动装置无接触地供电，从而驱动装置与初级线路电分离，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驱动装置的供电。
初级电路的供电通过这样的装置进行，所述装置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(向初级导体)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。
用这种方式可以无接触地给驱动装置供电。这使得可以在工业设备和/或机器中实现一种新型的供电原理。因为现在在安装驱动装置时不必再用昂贵的插接连接器对驱动装置进行电连接和布线，而是只将初级导体卷绕在驱动装置的凹陷部内就足够了。
此外可实现高的防护等级，因为取消了插接连接器，从而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，即无接触地传输能量的次级侧装置。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。
在按图2a，2b，2c的、本发明的驱动装置的另外的实施例中，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。
在驱动装置按图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h的、按本发明另外的实施例中，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，这些附图示出不同的视图，其中部分地遮住材料部件，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，在下面的半回环中设置第二E形芯部35内，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、螺线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，使其分支在延长部上与E形芯部36分支的相交。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设置在电缆通道内。
在图5a、5b、5c、5d、5e、5f和5g中示出根据本发明的工业用设备的不同的视图，所述设备包括根据本发明的驱动装置。
在此由转台驱动装置42驱动的转台41可相对于固定的线圈芯部45进行相对旋转，所述线圈芯部支承一个线圈，以产生中频的交变场。初级导体穿过固定的线圈芯部45，并因此电感耦合到该线圈上。这样能量可无接触地由线圈传输到初级导体43上，该初级导体又通向驱动装置44并且同样无接触地对所述驱动装置进行供电。主要的优点是，由此在潮湿区域或防腐的区域中，或在食品和饮食工业中，所述设备可以设计成具有特别高的防护等级并且可容易地清洁。此外可简单和快速地安装初级导体，并且由此可降低整个设备的制造成本和维护成本。
初级导体特别是铺设在在闭合的轨道中并绕每个驱动装置缠绕一次。
相应的其它根据本发明的实施例在图4中示出。
在其它根据本发明的实施例中，初级导体多次绕驱动装置44缠绕。
在其它的根据本发明的实施例中，替代无接触地向初级导体43供电，设置借助滑触接线进行的供电。
在图4和5中示出坐装在转台41上的驱动装置。但在其它根据本发明的实施例中也可设计成，驱动装置定位在转台下面或其它位置。
在其它根据本发明的实施例中，替代转台设置可线性移动的工作台，驱动装置定位在该工作台上。此时线圈芯部沿移动路段布置并向基本上线性铺设的初级导体供电。
在其它根据本发明的实施例中，根据图4或图5，替代根据图1的驱动装置，使用至少另外一个根据图2或3的驱动装置。
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的中频是特别有利的。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，即没有电子的功率半导体器件。
参考标号表
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带有U型截面的芯部
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带有U型横截面的芯部
28带有U型横截面的第二芯部
31盖子
32初级导体
33初级导体
34电缆通道
35带有E型轮廓的芯部
36带有E型轮廓的芯部
37电路板
41转台
42转台驱动装置
43初级导体
44驱动装置
45固定的线圈芯部

Claims (9)

1.一种用于给驱动装置供电的设备，该设备包括所述驱动装置，其特征在于，驱动装置在可移动的部件上借助在一个或多个初级导体上相应的感应耦合无接触地供电，所述初级导体绕驱动装置卷绕地设置在驱动装置的凹陷部内或以形成上下两个半回环的方式设置在驱动装置的电缆通道内，
其中，所述初级导体布设成闭合的回路，
其中，所述初级导体这样设置在所述驱动装置上，以便可设置与一驱动装置包括的次级绕组的感应耦合，
其中，通过固定的、包括至少一个线圈绕组的线圈芯部无接触地或通过滑触接线给所述初级导体供给能量，
其中，所述驱动装置设计成可通过对高频信号进行调制而将信息传输到初级导体上。
2.根据权利要求1的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，所述可移动的部件是可被旋转地支承的或是可线性运动的。
3.根据权利要求1的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，所述可移动的部件是转台或线性传动装置。
4.根据权利要求1或2的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，初级导体相互串联地给驱动装置供电。
5.根据权利要求1或2的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，至少一个驱动装置包括至少一个电机和给电机供电的电子线路，其中可对驱动装置进行感应供电。
6.根据权利要求1或2的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，至少一个次级绕组绕一U形和/或E形芯部卷绕。
7.根据权利要求1或2的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，所述初级导体至少部分是浇注固定的和/或是借助于盖子保护的。
8.根据权利要求1或2的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，至少一个驱动装置设计成密封的，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。
9.根据权利要求1或2的用于给驱动装置供电的设备，其特征在于，驱动装置在其外部不包括插接连接器或其它电连接装置。
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