DE102005032674A1 - Aktives Magnetlager mit integrierter Leistungselektronik - Google Patents

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Christian Dr. Schliephack
Albert K. Schmitz
Hans Marschhausen
Christof Klesen
Thomas KRÜGER
Dirk Neumeuer
Rainer Prof. Dr.-Ing. Nordmann
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Renk GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein aktives Magnetlager mit einem Lagergehäuse (4), in welchem Elektromagnete (5) zur Erzeugung einer Lagerkraft angeordnet sind, und mindestens einem Verstärker (1) zur Bereitstellung der für die Erzeugung der Lagerkraft erforderlichen Stellenergie, wobei der oder die Verstärker (1) im Lagergehäuse (4) angeordnet sind und mit den Elektromagneten (5) eine integrative Einheit bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein aktives Magnetlager mit integrierter Leistungselektronik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Magnetische Lager erlauben eine berührungs- und verschleißfreie Lagerung von bewegten Teilen. Sie benötigen keine Schmiermittel und können reibungsarm konstruiert werden. Sogenannte aktive Magnetlager mit Elektromagneten benötigen eine aktive Lageregelung, die über Lagesensoren und einen Regelkreis die Ströme der Tragemagnete steuert und Abweichungen des Rotationskörpers aus seiner Soll-Lage entgegenwirkt. Für die Erzeugung der erforderlichen Lagerkraft sind Verstärker vorgesehen, welche die Stellenenergie in Form entsprechender elektrischer Ströme bereitstellen.
  • Es ist allgemein bekannt, die Elektromagnete und Verstärker von aktiven Magnetlagern in unterschiedlichen Gehäusen unterzubringen und sie über Kabel miteinander zu verknüpfen. Die Kabel müssen je nach Lagerkraft teils hohe Ströme führen. Aufgrund der räumlichen Trennung der Elektromagnete und Verstärker sind derartige Magnetlager störanfällig und benötigen viel Bauraum.
    •
  • Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein kompakteres aktives Magnetlager zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Integration der Verstärker in das Lagergehäuse kann in vorteilhafter Weise Bauraum eingespart werden.
  • Durch die kompakte Anordnung von Elektromagnet und Verstärker in einem gemeinsamem Gehäuse ist eine einfache Verkabelung zwischen diesen Elementen möglich, wodurch sich die Störanfälligkeit des Magnetlagers verringert.
  • Das erfindungsgemäße Lagergehäuse wirkt in vorteilhafter Weise gleichzeitig als Kühlkörper für die Verstärker, deren Verlustwärme abgeführt werden muss.
  • Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgeführtes beispielhaftes Magnetlager.
  • Das beispielhaft dargestellte Lager besteht aus einer Statorblechung 2, welche mit Wicklungen versehen ist und so Elektromagnete 5 bildet. Die Elektromagnete 5 erzeugen die entsprechende Lagerkraft, um den Rotor 3 in einer vorgegebenen Position in einer x-y-Ebene zu halten. Die zur Erzeugung der Lagerkraft erforderliche Stellenergie wird durch einen Verstärker 1 bereitgestellt. Der Verstärker 1 und die Elektromagnete 5 sind in einem gemeinsamen Lagergehäuse 4 eingebaut und bilden eine integrative Einheit.
  • Die Verkabelung zwischen den Wicklungen der Elektromagnete 5 auf der Statorblechung 2 und dem Verstärker 1 ist vorzugsweise gänzlich im Lagergehäuse 4 verlegt.
  • Das Lagergehäuse 4 kann als Kühlkörper für die Verstärker 1 genutzt werden, um deren Verlustwärme abzuführen. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr können am Lagergehäuse 4 oder am Verstärker 1 Kühlrippen 6 vorgesehen werden.
  • Der wesentliche Kern der Erfindung besteht darin, die herkömmlichen Verstärker-Bauelemente 1 statt in einem separaten Gehäuse direkt im Lagergehäuse 4 einzubauen. Im Hinblick auf eine effiziente Wärmeabfuhr ist eine Position oben im Lagergehäuse 4 zu bevorzugen. Für ihre Funktionserfüllung ist der Einbauort der Verstärker 1 jedoch unerheblich. Sie können seitlich, oben oder unten im Lagergehäuse 4 angeordnet werden.
  • Neben der Integration der Verstärker 1 in das Lagergehäuse 4 ist es auch möglich, weitere Elemente eines Magnetlagers innerhalb des Gehäuses anzuordnen. Beispielsweise die für die Auswertung der Sensorsignale erforderliche Elektronik sowie die Regelelektronik könnten in ein und demselben Lagergehäuse 4 untergebracht werden, um ein gesamtheitlich integriertes Magnetlager zu erreichen. Die parallele Anmeldung DE (internes AZ des Anmelders: PB04631) befasst sich in diesem Zusammenhang mit der Wegsensorik für eine aktive Lageregelung.
    • 1
    Verstärker
    2
    Statorblechung
    3
    Rotor
    4
    Lagergehäuse
    5
    Elektromagnet
    6
    Kühlrippe

Claims (4)

  1. Aktives Magnetlager mit einem Lagergehäuse (4), in welchem Elektromagnete (5) zur Erzeugung einer Lagerkraft angeordnet sind, und mindestens einem Verstärker (1) zur Bereitstellung der für die Erzeugung der Lagerkraft erforderlichen Stellenergie, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verstärker (1) im Lagergehäuse (4) angeordnet sind und mit den Elektromagneten (5) eine integrative Einheit bilden.
  2. Aktives Magnetlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (4) als Kühlkörper für die Abfuhr der Verlustwärme der Verstärker (1) vorgesehen ist.
  3. Aktives Magnetlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagergehäuse (4) Kühlrippen (6) vorgesehen sind.
  4. Aktives Magnetlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärker (1) seitlich, oben oder unten im Lagergehäuse (4) eingebaut sind.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008023339A1 (de) 2008-05-13 2009-12-03 Mecatronix Gmbh Aktive magnetische Lagerung mit integrierter Elektronik, Sensorik sowie Aktuatorik und Verkabelung innerhalb eines Bus-Systems
CN103423303A (zh) * 2013-06-08 2013-12-04 清华大学 带散热翅片的轴向磁轴承基座及带有该基座的轴向磁轴承
EP3273078A1 (de) 2016-07-19 2018-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Aktives magnetlager und verfahren zur kühlung eines aktiven magnetlagers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338432A (ja) * 1995-06-14 1996-12-24 Ntn Corp 磁気軸受スピンドル装置
JPH10225017A (ja) * 1997-01-31 1998-08-21 Koyo Seiko Co Ltd フライホイール式電力貯蔵装置
US6057681A (en) * 1997-06-12 2000-05-02 Kingsbury, Inc. Magnetic bearing including a sensor for sensing flux in the magnetic flux path
US20020034050A1 (en) * 2000-09-21 2002-03-21 Seishiro Fujiwara Head suspension assembly
US20040119355A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 National Chung Cheng University Active magnetic bearing with improved configuration reference cited

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338432A (ja) * 1995-06-14 1996-12-24 Ntn Corp 磁気軸受スピンドル装置
JPH10225017A (ja) * 1997-01-31 1998-08-21 Koyo Seiko Co Ltd フライホイール式電力貯蔵装置
US6057681A (en) * 1997-06-12 2000-05-02 Kingsbury, Inc. Magnetic bearing including a sensor for sensing flux in the magnetic flux path
US20020034050A1 (en) * 2000-09-21 2002-03-21 Seishiro Fujiwara Head suspension assembly
US20040119355A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 National Chung Cheng University Active magnetic bearing with improved configuration reference cited

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KREUZ,Bernhard:Schwungräder im All.In:technik heute, 2/1986,S.39-46 *
KREUZ,Bernhard:Schwungräder im All.In:technik heute, 2/1986,S.39-46;

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008023339A1 (de) 2008-05-13 2009-12-03 Mecatronix Gmbh Aktive magnetische Lagerung mit integrierter Elektronik, Sensorik sowie Aktuatorik und Verkabelung innerhalb eines Bus-Systems
DE202008017717U1 (de) 2008-05-13 2010-09-23 Mecatronix Gmbh Vorrichtung zum Schweben, Transportieren und/oder Positionieren von mit Gütern beladenen Carriern
CN103423303A (zh) * 2013-06-08 2013-12-04 清华大学 带散热翅片的轴向磁轴承基座及带有该基座的轴向磁轴承
CN103423303B (zh) * 2013-06-08 2015-10-28 清华大学 带散热翅片的轴向磁轴承基座及带有该基座的轴向磁轴承
EP3273078A1 (de) 2016-07-19 2018-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Aktives magnetlager und verfahren zur kühlung eines aktiven magnetlagers
WO2018015378A1 (de) 2016-07-19 2018-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Aktives magnetlager und verfahren zur kühlung des aktiven magnetlagers
RU2706854C1 (ru) * 2016-07-19 2019-11-21 Сименс Акциенгезелльшафт Активный магнитный подшипник и способ охлаждения активного магнитного подшипника

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