DD205586A1 - Anordnung zur schaltspannungsbedaempfung an kommutatoren von kleinmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schaltspannungsbedaempfung an Kommutatoren von Kleinmaschinen bis etwa 10 W. Es besteht fuer derartige Kleinmaschinen die Aufgabe, eine praktisch verlustfrei arbeitende Anordnung zu schaffen, die im wesentlichen ohne zusaetzliche Volumina eine reelle Dimensionierung der Bedaempfungselemente zulaesst.Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem der Kommutator mit seinen Lamellen mit den Elektroden eines spiralfoermig gewickelten Mehrfachkondensators verbunden ist, wobei die Elektrodenzahl des Mehrfachkondensators der Lamellenzahl des Kommutators entspricht.

Description

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Titel der Erfindung

Anordnung zur Schaltspannungsbedämpfung an Kommutatoren von IQeinmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bedämpfung von Schaltspannungen, die beim Stromwendevorgang am Kommutator von Gleichstrommaschirien entstehen.

Die Anordnung ist insbesondere für die Anwendung bei kleinen Gleichstrommaschinen im Leistungsbereich bis 10 r! geeignet, deren Kommutatoren mehr als drei Lamellen aufweisen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Bedämpfung der Schaltspannungen und damit zur Verringerung des Verschleißes am Kommutierungssystem sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden. Prinzipiell sind die nachfolgend beschriebenen Lösungen bekannt.

Eine Gruppe von Lösungen wendet für die Schaltspannungsbedämpfung nur Kondensatoren an, die parallel zu den sich öffnenden Kontakten Kommutatorlamelle - Bürste liegen. Biese !.laßnahmen, wie sie in der LIl-PS 142502, DPK 21d 39 beschrieben sind, erfordern jedoch bei externer Kondensatoranordnung Zusatzbürsten oder bei Integrierung in den Anker der Gleichstrommaschine erhebliche axiale Baulän^e und hohen Schaltungsaufwand

31.MRL1982*ÜOOU27

zum Verbinden der Einzelkapazitäten mit den Kommutatorlamellen. In der DR-PS 395372, DPK 21d¹39 ist vorgeschlagen worden, zur Unterdrückung von Zahnfluktuationsspannungen, die ebenfalls zum Bürstenfeuer "beitragen, in die Äusgleichsleitungen Kondensatoren einzuschalten, die vorteilhaft im Radstern untergebracht sind bzw. die Äusgleichsleitungen selbst als Kondensatoren auszubilden. Diese Maßnahme, die nur an mehrpoligen.Gleichstrommaschinen angewandt werden kann, bedämpft die Schalt spannungen zwischen benachbarten Lamellen nicht. Gleichzeitig wird die Funktion der Äusgleichsleitungen, da sie galvanisch getrennt werden, nur noch bei frequenzbehafteten Spannungen wirksam.

In einer anderen Gruppe von Lösungen zxlt Bedämpfung der' Schaltspannungen werden verlustbehaftete Bauelemente verwendet.

Dazu gehören Widerstände, Varistoren, .Zeiierdioden, die einzeln oder in Kombination mit Kondensatoren eingesetzt werden.

In dem DE-GM 1373206, DPK 21d¹39 ist die Anordnung von diskreten Widerständen vorgeschlagen, die vor der Montage zu einem Ring zusammengelötet werden. Gemäß der DE-OS 1929 984, IPK H02K, 13/10 ist es auch bekannt, die diskreten Widerstände durch einen.mit Widerstandsmaterial beschichteten Ring zu ersetzen oder in die Zwischenräume der Kommutatorlamellen Widerstandsmaterial einzubringen. Eine weitere Variante der Schaltspannungsbedämpfung ist in der DE-OS 2336643 beschrieben, wonach auf einem Ring aus halbleitendem Material Widerstände und Kondensatoren realisiert sind.

Während die 3eschaltungen aus diskreten Bauelementen, insbesondere bei mehr als drei Kommutatorlamellen, zu erheblichen technologischen Aufwendungen führen und auch deren Unterbringung am Läufer äußerst problematisch ist, sind in den Kommutator integrierte Anordnungen durch die Wärmeentwicklung in ihrer Anwendung und Wirkung begrenzt. Manche Ausführungen, wie z. 3. die nach der DE-OS 2336643, sind

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durch ihren konstruktiven Aufbau auf die Anwendung an Kommutatoren mit 3 Lamellen, bei denen die Betriebsspannung gleich der Lamellenspannung ist, festgelegt,

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt bei derartigen Anordnungen bei optimaler Bedänpfung der Schaltspannungen den Aufwand und den Platzbedarf auf ein Minimum zu reduzieren*

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anordnung zur Bedämpfung von Schaltspannungen für kleine Gleichstrommaschinen mit Kondensatoren zu schaffen, die für Kommutatoren mit mehr als drei Lamellen geeignet ist und im wesentlichen ohne zusätzliche Volumina eine reelle Dimensionierung zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kommutator mit seinen Lamellen direkt mit den Elektroden eines spiralförmig gewickelten Mehrfachkondensators verbunden ist, wobei die Elektrodenzahl des Mehrfachkondensators zumindest der Lamellenzahl des Kommutators entspricht.

In einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Mehrfachkondensator koaxial im Kommutator angeordnet» Dabei ist es möglich, die Elektroden des Mehrfachkondensators an ihren Enden als Kommutatorlamellen auszubilden.

In einer anderen Ausführungsform ist der Mehrfachkondensator als Scheibe ausgebildet und asial neben dem Kommutator angeordnet.

V/ird die Erfindung an einem eisenlosen Glockenläufer angewandt, kann der als Scheibe ausgebildete Mehrfachkondensator als Tragscheibe für die Lauferwicklung verwendet v/erden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Bedämpfung der Schaltspannungen ist die Möglichkeit gegeben, mit geringstem technologischen Aufwand praktisch ohne zusätzliche Verluste im Dämpfungselenient selbst die Sc'haltspannungs'spitzeh' und damit das versch.lei.3fordernde Bürstenfeuer weitestgehend zu unterdrücken.

Durch den technischen Fortschritt auf dem Gebiet der Herstellung von Folienkondensatoren,. welche die Realisierung relativ großer Kapazitäten auf kleinstem Raum ermöglicht, ist es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, die Kondensatoren in der tatsächlich erforderlichen Größe zu dimensionieren* Das wird insbesondere dadurch erreicht, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur eine 'Elektrode je Lamelle benötigt wird. Bei Anwendung konventioneller Bauelemente werden je Lamelle 2 Elektroden, d. h. ein kompletter Kondensator benötigt.

Ausführunggbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1: einen Kommutator mit einem Mehrfachkondensator im Querschnitt

Fig, 2: einen eisenlosen Glockenläufer mit Mehrfachkondensator

im Längsschnitt

In Figur 1 ist auf einen Tragkörper 1, der die Wellenbohrung enthält, ein Mehrfachkondensator angeordnet, der aus neun Folien 3 besteht, die parallel spiralförmig aufgewickelt sind. Die Enden der gegeneinander isolierten Folien 3 durchdringen einen Lamellentragkörper 4 und sind jeweils mit einer Lamelle 5 verbunden. Die Hersteilung dieses Kommutators mit Bedämpfungsanordnung kann durch Spritzgießen erfolgen, wobei der mit den Lamellen 5 verbundene Mehrfachkondensator ein vorgefertigtes Einlegeteil ist. Der Tragkörper 1 und der Lamellentragkörper 4 sind an den Stirnseiten verbunden und bilden somit ein einheitliches Spritzgußteil, Ss sind auch andere Herstellungsverfahren möglich. Z. 3, können die Folien 3 durch galvanische Verfahren an ihren Enden mit einer Beschichtung versehen, selbst als Lamellen 5 ausgebildet sein· Eine andere Möglichkeit besteht darin,den Lamellentragkörper 4 selbst zu metallisieren und die Lamellen 5 durch bekannte chemische Abscheidungsverfahren herzustellen.

In Pigur 2 ist ein eisenloser Glockenläufer einer Gleichstrommaschine dargestellt, Auf einer Welle 6 ist eine Tragscheibe 7 für die Läuferwicklung 8 angeordnet. Die Tragscheibe 7 ist als Mehrfachfolienkondensator 9 ausgebildet. Die H¹OIien 3 des Mehrfachkondensators 9 sind parallel spiralförmig gewickelt und stirnseitig über nicht näher dargestellte Anschlußelemente mit dem Kommutator 10 verbunden.

Claims (5)

1. Erfindung; sanspruch

   1. Anordnung zur Bedämpfung der Schaltspannungen, insbesondere von Kleinmaschinenkommutatoren mit Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator mit seinen Lamellen mit den Elektroden eines spiralförmig gewickelten Mehrfachkondensators verbunden ist, wobei die Elektrodenzahl des Mehrfachkondensators zumindest der Lamellenzahl des Kommutators entspricht.
2. 2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkondensator koaxial im Kommutator angeordnet ist.
3. 3. Anordnung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Mehrfachkondensators als Kommutatorlamellen ausgebildet sind»
4. 4. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkondensator als Scheibe ausgebildet und axial neben dem Kommutator angeordnet ist.
5. 5. Anordnung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkondensator als Tragscheibe für die Läuferwicklung eines eisenlosen Glockenläufers verwendet wird.

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