DE102006009674A1

DE102006009674A1 - Electrical induction machine for e.g. freight elevator, has rotor fixed to pulley, and stator teeth combined to modules, where teeth have opposite polarity of magnetic field at optional ratio of pole pitch of rotor to tooth pitch of stator

Info

Publication number: DE102006009674A1
Application number: DE102006009674A
Authority: DE
Inventors: Christian Dr. Kaehler; Stefan Steinbock; Ingolf Dr. Gröning
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2006-12-14

Abstract

The machine has a stator (20) that is impinged by an electromagnetic rotating field and has a yoke with stator teeth. A rotor (10) comprises permanent magnets, and is separated from the stator by an air gap. The rotor is fixed to a pulley and the stator teeth are combined to modules. The stator teeth have an opposite polarity of the magnetic field at an optional ratio of pole pitch of the rotor to tooth pitch of the stator by 9/8.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Drehfeldmaschine mit einem mit einem elektromagnetischen Drehfeld beaufschlagten Ständer, der ein Joch mit Jochzähnen mit wenigstens teilweise umlaufenden Nuten aufweist, in denen ein Magnetfeld erzeugende Wicklungen angeordnet sind, und einen um eine Achse drehbaren Läufer mit Permanentmagneten, der vom Ständer durch einen Luftspalt umlaufend getrennt ist, wobei der Läufer fest mit einer Rillenscheibe verbunden ist.The The invention relates to a rotary electric machine with a with an electromagnetic rotating field acted upon stator, the a yoke with yoke teeth having at least partially circumferential grooves, in which a Magnetic field generating windings are arranged, and one around a Axis rotatable runner with permanent magnets, from the stator through an air gap is circumferentially separated, the runner fixed with a pulley connected is.

Derartige elektrische Drehfeldmaschinen finden Verwendung in verschiedensten Antriebskonzepten. Insbesondere in Aufzugsantrieben werden oft solche flach bauende Elektromotoren eingesetzt.such Electric induction machines are used in a wide variety of applications Drive concepts. Especially in elevator drives are often such used shallow electric motors.

Ein derartiger Elektromotor ist beispielsweise aus der EP 1394096 A1 bekannt. Die Schrift beschreibt einen Elektromotor, der als flacher, scheibenförmiger Antrieb für einen Aufzug ausgeführt ist, wobei der Läufer, oder auch Rotor genannt, einstückig mit einer als Laufrolle ausgebildeten Rillenscheibe zum Antrieb von Seilen und/oder Riemen verbunden ist. Der Läufer ist als flache Felge ausgeführt und weist auf der Außenseite Permanentmagnete auf. Das Gehäuse des Elektromotors, welches den Ständer, oder auch Stator genannt, ausbildet, ist dabei derart ausgeformt, dass es den Rotor im wesentlichen von einer Seite umschließt. Auf der umlaufenden Wandung an der Innenseite des Gehäuses, den Permanentmagneten des Läufers gegenüberliegend, ist ein Joch mit Wicklungen angeordnet. Hervorzuheben ist, dass bei dieser Ausführung die Rillenscheibe einen gegenüber dem Durchmesser des Läufers kleineren Durchmesser aufweist. Dies ermöglicht einen besonders drehmomentstarken Antrieb. Innerhalb des Läufers können Bauteile wie ein Drehwinkelgeber und eine elektrische Bremse angeordnet werden, ohne dass diese über die Außenkontur der Antriebsmaschine herausragen.Such an electric motor is for example from the EP 1394096 A1 known. The document describes an electric motor, which is designed as a flat, disk-shaped drive for a lift, wherein the rotor, or rotor called integrally connected to a pulley designed as a pulley for driving cables and / or belts. The rotor is designed as a flat rim and has permanent magnets on the outside. The housing of the electric motor, which forms the stator, or stator, is formed in such a way that it encloses the rotor substantially from one side. On the circumferential wall on the inside of the housing, the permanent magnet of the rotor opposite, a yoke is arranged with windings. It should be emphasized that in this embodiment, the pulley has a relation to the diameter of the rotor smaller diameter. This allows a particularly high-torque drive. Within the rotor components such as a rotary encoder and an electric brake can be arranged without these protrude beyond the outer contour of the drive machine.

Aus der EP 0779233 B2 ist ein Antriebsscheibenaufzug bekannt, der eine Treibscheibe umfasst, die mit den Aufzugsseilen zusammenwirkt und deren Durchmesser ebenfalls kleiner ist als der Durchmesser des Stator oder des Rotors.From the EP 0779233 B2 For example, a traction sheave elevator is known which comprises a traction sheave which cooperates with the elevator cables and whose diameter is also smaller than the diameter of the stator or the rotor.

Idealerweise sollte ein Elektromotor für derartige Antriebe zu jedem Zeitpunkt ein konstantes Drehmoment liefern. Nur dann erfolgt die Beförderung der Kabine ruckfrei und stoßartige Zugkräfte in den Aufzugsseilen können vermieden werden. Die Drehmomentwelligkeit ist ein Maß dafür, in wie weit das Drehmoment der Drehfeldmaschine zu einem Zeitpunkt vom mittleren Drehmoment des Motors abweicht. Meist wird die Drehmomentwelligkeit in Bezug auf das mittlere Drehmoment des Elektromotors in Anhängigkeit vom Rotorwinkel angegeben. Weist ein Motor eine zu hohe Drehmomentwelligkeit auf, so ist es nicht mehr möglich, eine gewünschte Rotorstellung exakt anzufahren. Ferner sollte ein Elektromotor eine geringe Streuinduktivität und kein hohes Sättigungsverhalten aufweisen. Eine geringe Streuinduktivität lässt sich insbesondere durch einen möglichst großen Abstand der Jochzähne im Stator realisieren. Dies resultiert daher, dass das Durchflutungsverhalten von der Motorgeometrie und der Anordnung der Spulen abhängig ist. Aus einer geringen Streuinduktivität resultiert ein geringes Sättigungsverhalten des Motors, was diesem wiederum eine hohe Maximaldrehzahl und somit in Bezug auf die Drehzahl ein breites Anwendungsgebiet eröffnet.Ideally should be an electric motor for Such drives at all times a constant torque deliver. Only then will the carriage be transported smoothly and jerky tensile forces in the elevator cables can be avoided. The torque ripple is a measure of how in far the torque of the induction machine at a time from mean torque of the engine deviates. Mostly the torque ripple in relation to the mean torque of the electric motor in pendency indicated by the rotor angle. Does a motor have too high a torque ripple? it is not possible anymore a desired one Approach rotor position exactly. Furthermore, an electric motor should be a low leakage inductance and no high saturation behavior exhibit. Low leakage inductance can be achieved in particular by the greatest possible distance the yoke teeth in the stator. This results therefore, that the flooding behavior depends on the motor geometry and the arrangement of the coils. Low leakage inductance results in low saturation behavior the engine, which in turn a high maximum speed and thus opens up a wide range of applications in terms of speed.

Die EP 1315274 A1 beschreibt zur Verminderung der Drehmomentwelligkeit eines Synchronmotors einen Ständer, dessen Jochzähne oder Zahnmodule (Mehrzahl von einander direkt benachbarten Jochzähnen) derart mit Spulen umwickelt sind, dass einander direkt benachbarte Elemente bei Stromdurchfluss eine unterschiedliche Magnetfeldpolarität aufweisen, wobei die Anzahl der Jochzähne bzw. die Anzahl der Module genau die doppelte Anzahl der für den Motor verwendeten Stromphasen ist. Nachteilig bei diesem Motor ist sein hohes Sättigungsverhalten.The EP 1315274 A1 describes for reducing the torque ripple of a synchronous motor, a stator whose yoke teeth or tooth modules (plurality of directly adjacent yoke teeth) are wound with coils such that directly adjacent elements at current flow have a different magnetic field polarity, wherein the number of yoke teeth and the number of Module is exactly twice the number of current phases used for the motor. A disadvantage of this engine is its high saturation behavior.

Weiterhin nachteilig ist, dass bei bekannten Elektromotoren die Skalierbarkeit der Leistung/des Drehmoments nur über eine Vergrößerung des Durchmessers möglich ist, wie dies beispielsweise in der WO 1998032684 A1 belegt ist.Farther The disadvantage is that in known electric motors, the scalability the power / torque only over an increase in the diameter possible is, as is documented, for example, in WO 1998032684 A1.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Drehfeldmaschine zur Verfügung zu stellen, die insbesondere für den Einsatz in Aufzugsantrieben in Fahrstuhlschächten mit geringem Querschnitt eine flache, Platz sparende Bauform ermöglicht und bei einer hohen Kraftdichte eine geringe Drehmomentwelligkeit aufweist.It Object of the invention is an electric induction machine for disposal to ask, in particular for the use in lift drives in elevator shafts with a small cross-section a flat, space-saving design allows and at a high Force density has a low torque ripple.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Jochzähne im Ständer zu Modulen zusammengefasst sind, deren Anzahl gleich der der Stromphasen oder deren ganzzahligen Vielfachen entsprechen, wobei jedes Modul eine Anzahl von mindestens einem Jochzahn umfasst und wobei – bei einem ggf. vorhandenen Verhältnis Polteilung des Läufers zu Nutteilung des Ständers von 9/8 – einander direkt benachbarte Jochzähne eines Moduls eine entgegengesetzte Magnetfeldpolarität aufweisen. Durch diese Bauform wird eine große Anzahl von Richtungswechseln des Magnetfeldes über den Umfang der Drehfeldmaschine erreicht, wodurch die Drehmomentwelligkeit vermindert wird.The object of the invention is achieved in that the yoke teeth are summarized in the stand to modules whose number equal to the current phases or their integer multiples, each module comprises a number of at least one yoke and wherein - at a possibly existing ratio pole pitch of the rotor for slot pitch of the stator of 9/8 - directly adjacent yoke teeth of a module have an opposite magnetic field polarity. By this design, a large number of changes in direction of the magnetic field over the circumference of the induction machine is achieved, whereby the Torque ripple is reduced.

In bevorzugter Ausführungsform ist das Magnetfeld im Luftspalt in radialer Richtung zur Achse ausgebildet, wodurch Lager nur mit Radialkräften belastet werden. Axialkräfte auf die Lager werden dadurch weitgehend vermieden.In preferred embodiment the magnetic field is formed in the air gap in the radial direction to the axis, whereby bearings only with radial forces be charged. axial forces on the bearings are largely avoided.

Ist der Läufer der elektrischen Drehfeldmaschine als Außenläufer ausgebildet, können damit relativ kompakte Antriebe mit hohem Drehmoment und – bei Bedarf – hoher Drehzahl realisiert werden.is the runner the electric induction machine designed as an external rotor, so that relatively compact drives with high torque and - if necessary - higher Speed can be realized.

Eine besonders Platz sparende Ausführungsform wird erreicht, wenn der Ständer eine rund umlaufende Ausnehmung aufweist, in der die Wicklungen mit Blechpaket sowie die Permanentmagnete mit Rotorjoch des Läufers aufgenommen sind.A particularly space-saving embodiment is achieved when the stand has a round circumferential recess in which the windings taken with laminated core and the permanent magnets with rotor yoke of the rotor are.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Wicklungen in direkt benachbarten Jochzähnen zweier Module in einem gleichen Umlaufsinn ausgeführt sind. In dieser Anordnung erhält man Oberwellen im Drehfeld, die erst bei einer hohen Ordnungszahl, und damit bei einer kleinen Amplitude, eine kongruente Oberwelle eines Magnetfeldes des Läufers vorfinden, was die Drehmomentschwankungen der Drehfeldmaschine deutlich reduziert.In a further embodiment can be provided that the windings in directly adjacent yoke teeth two modules are executed in a same sense of circulation. In this arrangement receives one harmonics in the rotating field, which only at a high atomic number, and thus with a small amplitude, a congruent harmonic a magnetic field of the runner find out what the torque fluctuations of the induction machine clearly reduced.

Weisen die Jochzähne Polschuhe auf, welche die zwischen den Jochzähnen liegenden Nuten auf der Seite des Luftspaltes wenigstens teilweise schließen, ergibt sich ein im Wesentlichen sinusförmiger Verlauf der induzierten Spannung, was die Streuinduktivität verringert.Point the yoke teeth Pole shoes, which lie between the yoke teeth grooves on the Close side of the air gap at least partially results a substantially sinusoidal Course of the induced voltage, which reduces the leakage inductance.

Besonders hohe magnetische Kraftfelder können erzielt werden, wenn das Joch zwischen zwei direkt benachbarten Jochzähnen Jochhilfszähne aufweist. Diese steigern im Grundlastbetrieb das Drehmoment, da mehr Eisen zur Flussführung zur Verfügung steht und somit den Einzelwicklungen einen kürzeren Flussweg über Eisen, welches bekanntermaßen eine größere Permeabilität (μ_r) als Luft aufweist, zur Verfügung steht.Particularly high magnetic force fields can be achieved if the yoke between two directly adjacent yoke teeth Jochhilfszähne. These increase the torque in the base load operation, since more iron is available for flow guidance and thus the individual windings a shorter flow path over iron, which is known to have a greater permeability (μ _r ) than air is available.

In bevorzugter Ausführungsform beträgt das Verhältnis einer Polteilung des Läufers zu einer Nutteilung des Ständers 9/10 oder 9/8, 6/5 oder 6/7 oder 3/4 beträgt, wobei jedes Modul beim Verhältnis Polteilung zu Nutteilung 9/10 oder 9/8 mindestens 3 Jochzähne, beim Verhältnis Polteilung zu Nutteilung 6/5 oder 6/7 mindestens zwei Jochzähne und beim Verhältnis Polteilung zu Nutteilung 3/4 mindestens einen Jochzahn umfasst. In diesen Ausführungsformen kann erreicht werden, dass sich, bedingt durch die aufgrund der Phasenlage der Versorgungsspannung und den Wicklungssinn der Wicklungen auftretenden Doppelpole, jeweils gleiche Anzahlen von magnetischen Polen an Läufer und Ständer gegenüberstehen und so ein gleichmäßiger Drehmomentverlauf erzielt werden.In preferred embodiment is The relationship a pole pitch of the runner to a slot division of the stand 9/10 or 9/8, 6/5 or 6/7 or 3/4, with each module at Ratio of pole pitch for slot pitch 9/10 or 9/8 at least 3 yoke teeth, in the ratio pole pitch to slot pitch 6/5 or 6/7 at least two yokes and the ratio pole pitch to Nutteilung 3/4 comprises at least one yoke tooth. In these embodiments can be achieved that, due to due to the Phase position of the supply voltage and the winding sense of the windings occurring double poles, in each case equal numbers of magnetic Poland at runners and stand face and so a steady torque curve be achieved.

Ist beim Verhältnis der Polteilung des Läufers zu der Nutteilung des Ständers von 9/8 eine Wicklungsausführung
a-a-aaa-ab-b-bbb-bc-c-ccc-c
und beim Verhältnis der Polteilung des Läufers zu der Nutteilung des Ständers von 9/10 die Wicklungsausführung
a-a-aaa-a-bbb-b-bbc-c-ccc-c
gewählt, wobei a, b und c die Stromphasen des Dreiphasenstroms bedeuten, kann ein besonders gleichmäßiger Drehmomentverlauf erzielt werden.Is in the ratio of the pole pitch of the rotor to the slot pitch of the stator of 9/8 a winding execution
aa-aaa-ab-b-bbb-bc-c-ccc c
and at the ratio of the pole pitch of the rotor to the slot pitch of the stator of 9/10, the winding design
aa-a-aaa-bbb-b-c-BBC-ccc-c
chosen, where a, b and c mean the current phases of the three-phase current, a particularly uniform torque curve can be achieved.

Weist der Läufer der elektrischen Drehfeldmaschine eine Ausnehmung zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Lagers auf, können einerseits gegenüber bestehenden Antriebskonzepten zusätzliche Lager eingebaut bzw. bei zwei Lagern die Abstände vergrößert werden, was die Belastung auf die Lager verringert bzw. gleichmäßiger verteilt, ohne dass die Breite der Anordnung zunimmt.has the runner the electric induction machine a recess for at least partial admission of a camp, on the one hand can be compared to existing ones Drive concepts additional Built warehouse or in two camps, the distances are increased, which is the load reduced to the bearings or evenly distributed without the Width of the arrangement increases.

Eine besonders flache Bauweise kann erzielt werden, wenn der Läufer eine Ausnehmung zur Beabstandung des Läufers von dem Joch und den Wicklungen und einer Befestigung des Jochs am Ständer aufweist.A particularly flat design can be achieved when the runner a A recess for spacing the rotor from the yoke and the windings and a fastening of the yoke on the stand.

Hinsichtlich einer weiteren Reduzierung der Bautiefe der elektrischen Drehfeldmaschine kann es vorteilhaft sein, wenn der Ständer eine Ausnehmung zur Beabstandung des Ständers von Befestigungselementen der Rillenscheibe am Läufer aufweist.Regarding a further reduction in the overall depth of the electric induction machine It may be advantageous if the stand has a recess for spacing of the stand having fasteners of the pulley on the rotor.

Vorzugsweise ist ein Geber an der Drehfeldmaschine angeordnet, um die aktuelle Läuferposition an die Steuerung zu übermitteln.Preferably is an encoder on the induction machine arranged to the current Runner position on to transmit the control.

Besonders bevorzugt ist ein Vorsprung auf einer zur Rillenscheibe bzw. Konterscheibe konzentrischen Kreisbahn angeordnet, deren Radius größer als der Radius der Scheibe ist. Damit wird verhindert, dass ein Seil oder ein Riemen von der Scheiben abrutschen kann. Diese Art der Absicherung kann entweder für die Rillenscheibe oder für die Konterscheibe oder für beide Scheiben gleichzeitig mittels eines oder mehrerer Vorsprünge erfolgen.Especially a projection on a pulley or counter-disc is preferred arranged concentric circular path whose radius is greater than the radius of the disc is. This will prevent a rope or a belt may slip off the discs. This kind of Hedging can either for the pulley or for the counter-disc or for both slices simultaneously by means of one or more projections.

Ist die elektrische Drehfeldmaschine so ausgebildet, dass der Ständer/Stator von einer Motorgehäuseseite, vorzugsweise der Montageseite (Motorrückseitig), d.h. derjenigen Seite, welche auch zur Befestigung des Motors an einem Träger dient, und von dem Läufer/Rotor zumindest teilweise umfasst ist, so wird eine Ausführungsform mit besonders leicht zugänglichen Innenraum realisierbar. Grund hierfür ist, dass die antriebsseitigen Komponenten Rotor(Läufer)/Stator(Ständer) rückseitig und die Rillenscheiben frontseitig angeordnet sind. Um an die Rillenscheiben zu gelangen müssen der Stator/Ständer und der Rotor/Läufer nicht demontiert werden. Die antriebsseitigen Komponenten bleiben beim Wechsel von mechanischen Komponenten, welche vor den antriebsseitigen Komponenten angeordnet sind, unberührt.If the rotary electric field machine is designed such that the stator / stator is at least partially enclosed by a motor housing side, preferably the mounting side (motor back), ie the side which also serves to fasten the motor to a carrier, and the rotor / rotor, then is an embodiment with particularly easily accessible interior feasible. The reason for this is that the drive-side components Rotor (rotor) / stator (stand) on the back and the pulleys are arranged at the front. In order to reach the pulleys, the stator / stator and the rotor / rotor need not be disassembled. The drive-side components remain unaffected when changing from mechanical components which are arranged in front of the drive-side components.

Vorteilhafterweise umfasst das Motorgehäuse eine lösbare Abdeckung, somit kann man den Motorinnenraum vor äußeren Einflüssen leicht schützen und er bleibt zugänglich. Man wird hierzu wie oben bereits angedeutet die den Rotor/Läufer umfassende Gehäuserückseite so ausbilden, dass diese gleichzeitig zur Befestigung der Gesamtanordnung an einem Träger dient, wobei die erfindungsgemäße Abdeckung auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite angeordnet ist. Ist die Gehäuserückseite beispielsweise an der Wand eines Fahrstuhlschachtes montiert, so kann ein Monteur bei Wartungsarbeiten oder Montagearbeiten jederzeit durch Abnahme der vorderseitigen, also schachtseitigen Abdeckung, Zugang zum Motorinnenraum, insbesondere zu den Rillenscheiben, erhalten.advantageously, includes the motor housing a detachable one Cover, so you can easily the engine compartment from external influences protect and he remains accessible. For this purpose, as already indicated above, the housing rear side encompassing the rotor / rotor is used form so that these at the same time to attach the overall arrangement on a carrier serves, wherein the cover according to the invention on the opposite side Housing side arranged is. Is the case back For example, mounted on the wall of an elevator shaft, so a mechanic can do any maintenance or assembly work at any time by removing the front, ie shaft-side cover, Access to the engine compartment, in particular to the pulleys obtained.

Im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung kann es vorteilhaft sein, wenn der Läufer aus mehreren identischen Ringen aufgebaut ist.in the In view of a cost-effective Manufacturing, it may be advantageous if the runner of several identical Wrestling is constructed.

Wird eine elektrische Drehfeldmaschine gemäß den oben beschriebenen Ausführungsmerkmalen für den Antrieb eines Aufzugs verwendet, so können damit besonders flach ausbauende Antriebskonzepte realisiert werden, mit denen ein oder mehrere Seile und/oder Riemen angetrieben werden können, was besonders in Aufzugschächten mit geringem Querschnitt Vorteile mit sich bringt. Insbesondere in Verbindung mit der oben beschriebenen Kraftfeldausrichtung und der besonderen Anordnung der Wicklungen können damit skalierbare, drehmomentstarke Aufzugsantriebe mit gleichzeitig geringer Drehmomentwelligkeit realisiert werden. Gleiche Vorteile gelten auch für Rolltreppenantriebe.Becomes an electric induction machine according to the above-described embodiment features for the Drive a lift used, so it can be particularly flat expanding drive concepts are realized with which one or Several ropes and / or belts can be driven, which especially in elevator shafts with small cross-section brings benefits. Especially in conjunction with the above-described force field alignment and The special arrangement of the windings can thus be scalable, high-torque Elevator drives realized with low torque ripple simultaneously become. Same advantages apply to escalator drives.

Ein Verfahren zur Montage/Demontage eines Kraftübertragungsmittels, insbesondere eines Seiles oder eines Riemens, bei einer elektrischen Drehfeldmaschine gemäß Anspruche 17, umfasst einen ersten Schritt, bei dem die Abdeckung gelöst wird, einen zweiten Schritt, bei dem das Kraftübertragungsmittel entfernt/angebracht wird und einen dritten Schritt, bei dem die Abdeckung wieder angeordnet wird.One Method for assembly / disassembly of a power transmission means, in particular a rope or a belt, in an electric induction machine according to the claims 17, includes a first step in which the cover is released, a second step in which the power transmission means is removed / attached and a third step in which the cover is rearranged becomes.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures shown in the figures Embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 eine elektrische Drehfeldmaschine für einen Aufzugsantrieb in der Schnittdarstellung, 1 an electric induction machine for an elevator drive in the sectional view,

2 in schematischer Darstellung eine Ausführungsvariante eines Jochs in der Stirnansicht, 2 a schematic representation of an embodiment of a yoke in the front view,

3 in schematischer Darstellung eine Ausführungsvariante des Jochs mit Jochhilfszähnen in der Stirnansicht, 3 a schematic representation of an embodiment of the yoke with Jochhilfszähnen in the front view,

4 in schematischer Darstellung eine Ausführungsvariante eines Läufers, 4 a schematic representation of an embodiment of a runner,

5 einen zeitlichen Verlauf von Spannung und Magnetfeld an einem Ständer, 5 a time course of voltage and magnetic field on a stand,

6 eine weitere elektrische Drehfeldmaschine für einen erfindungsgemäßen Antrieb in Schnittdarstellung, 6 another electric induction machine for a drive according to the invention in a sectional view,

7 die Vorderansicht eines Aufzugsantriebes gemäß 6. 7 the front view of an elevator drive according to 6 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

1 zeigt in der Schnittdarstellung eine elektrische Drehfeldmaschine in erfinderischer Ausgestaltung, wie sie insbesondere in Platz sparenden Aufzugsantrieben Verwendung findet. 1 shows in the sectional view of an electric induction machine in an inventive design, as it finds particular use in space-saving elevator drives.

Die elektrische Drehfeldmaschine weist als wesentliche Baugruppen einen Rotor oder Läufer 10 und einen Stator oder Ständer 20 auf, die über eine gemeinsame Achse 35 mit einem als Halbschale ausgeformten Gehäuse 30, welches zur Aufhängung dient und daher eine Transportöse 37 aufweist, verbunden sind. Die Montage bzw. die Aufhängung des Motors wird durch Befestigungsbohrungen 38 gewährleistet, durch die der Motor an einen Träger oder an die Schachtwand des Aufzugs geschraubt wird.The electric induction machine has as essential components a rotor or rotor 10 and a stator or stand 20 up, over a common axis 35 with a molded as a half-shell housing 30 , which serves as a suspension and therefore a transport eyelet 37 has, are connected. The assembly or the suspension of the engine is through mounting holes 38 ensured, by which the engine is screwed to a support or to the shaft wall of the elevator.

Um die Achse 35 ist das Gehäuse 30 als Lagerzapfen 33 ausgebildet und trägt eine Rillenscheibe 40 zum Antreiben von Seilen und/oder Riemen, die mittels als Kugellager ausgebildeten Lagern 31,32 leicht drehbar auf dem Lagerzapfen 33 montiert ist. Zur Fixierung auf der Achse dient ein Widerlager 34, welches im Bereich einer zentralen Lageröffnung 16 des Läufers 10 angeordnet ist und mit einer Achsschraube am Gehäuse 30 gehalten ist.Around the axis 35 is the case 30 as a journal 33 trained and carries a pulley 40 for driving ropes and / or belts by means of bearings designed as ball bearings 31 . 32 easily rotatable on the journal 33 is mounted. For fixing on the axle serves an abutment 34 , which is in the area of a central warehouse opening 16 of the runner 10 is arranged and with an axle bolt on the housing 30 is held.

In dieser bevorzugter Darstellung weist der scheibenförmige Bereich des Läufers 10 im Bereich der Achse 35 eine rund umlaufende nutförmige Ausnehmung 14 auf, welche zumindest teilweise das Lager 31 aufnimmt. Der Lagerabstand der Lager 31, 32 kann daher auf dem Lagerzapfen 33 vergrößert werden.In this preferred illustration, the disk-shaped region of the rotor 10 in the area of the axis 35 a round circumferential groove-shaped recess 14 on which at least partially the camp 31 receives. The bearing distance of the bearings 31 . 32 can therefore on the journal 33 enlarged who the.

Es besteht auch die Möglichkeit (hier nicht dargestellt), die Rillenscheibe 40 axial zu verlängern, damit die Lager 31,32 nur mit der Rillenscheibe 40 Berührung haben. Der Läufer 10 hat dann eine etwas größere Lageröffnung 16, bleibt aber an der Rillenscheibe 40 fixiert.There is also the possibility (not shown here), the pulley 40 axially extend, so that the bearings 31 . 32 only with the pulley 40 Have contact. The runner 10 then has a slightly larger bearing opening 16 but stays with the pulley 40 fixed.

In der gezeigten Ausführungsvariante weist das Gehäuse 30 einen weiteren Lagerzapfen 36 auf, auf dem mittels weiterer Lager 51, 52 eine zweite Rillenscheibe 50 frei drehbar montiert ist. Diese dient nach dem Flaschenzugprinzip zur Reduzierung der Lagerbelastung.In the embodiment shown, the housing 30 another journal 36 on, on by means of further bearings 51 . 52 a second pulley 50 is freely rotatably mounted. This is used according to the pulley principle to reduce the bearing load.

Die Rillenscheibe 40 ist mittels mehrerer, in gleichen Winkelabständen rund umlaufend angeordneten Befestigungen 41, die im gezeigten Beispiel als Schraubverbindungen ausgebildet sind, starr mit dem Läufer 10 verbunden. Der Läufer 10 ist dabei als Scheibe ausgeführt und kann aus mehreren identischen Ringen aufgebaut sein. Senkrecht zur Scheibenebene des Läufers 10 sind an seinem Umfang Permanentmagnete 11 angeordnet, die über einen rund umlaufenden Luftspalt 12 von einem Joch 22 mit Wicklungen 21 beabstandet sind. Das Joch 22 ist dabei mit mehreren, in gleichen Winkelabständen rund umlaufend angeordneten Befestigungen 24 mit dem Ständer 20 fixiert.The pulley 40 is by means of several, at equal angular intervals around circumferentially arranged fasteners 41 , which are formed in the example shown as screw, rigid with the rotor 10 connected. The runner 10 is designed as a disc and can be made up of several identical rings. Perpendicular to the disc plane of the runner 10 are at its periphery permanent magnets 11 arranged over a circular air gap 12 from a yoke 22 with windings 21 are spaced. The yoke 22 is doing with several, at equal angular intervals around circumferentially arranged fasteners 24 with the stand 20 fixed.

In der gezeigten Ausführungsform weist der Ständer 20 eine rund umlaufende, stufenförmige Ausnehmung 25 auf, in der die Wicklungen 21 des Jochs 22 sowie in einem sich bildenden rund umlaufenden Spalt die rotierenden Permanentmagnete 11 des Läufers 10 aufgenommen sind. Dies ermöglicht eine besonders Platz sparende Anordnung und hilft, die Bautiefe zu verringern.In the embodiment shown, the stand 20 a round, stepped recess 25 on, in which the windings 21 of the yoke 22 as well as in a forming circular gap around the rotating permanent magnets 11 of the runner 10 are included. This allows a particularly space-saving arrangement and helps to reduce the depth.

Um die Bautiefe weiter zu verringern, weist der Ständer 20 eine Ausnehmung 23 zur Beabstandung des Ständers 20 von den Befestigungselementen 41 der Rillenscheibe 40 am Läufer 10 auf.To further reduce the depth, the stand points 20 a recess 23 for spacing the stand 20 from the fasteners 41 the pulley 40 at the runner 10 on.

In der gezeigten Ausführungsform ist zentral am Ständer ein Drehwinkelgeber 60 angeordnet, der über eine hier nicht dargestellte Auswerteeinheit die genaue Position und/oder die Geschwindigkeit (Tacho) angibt. Dieser kann außen am Ständer, wie im Beispiel gezeigt, oder aber auch innen, beispielsweise im Bereich des Widerlagers 34, angeordnet sein.In the embodiment shown, a rotary encoder is centrally on the stand 60 arranged, which indicates the exact position and / or the speed (speedometer) via an evaluation unit, not shown here. This can be outside on the stand, as shown in the example, or even inside, for example in the region of the abutment 34 be arranged.

Entscheidend für das Drehmoment und die Drehmomentwelligkeit ist die Anordnung der Wicklungen 21 im Bereich des Jochs 22. Diese ist in 2 schematisch dargestellt.Decisive for the torque and the torque ripple is the arrangement of the windings 21 in the area of the yoke 22 , This is in 2 shown schematically.

Es zeigt die 2 in der Stirnansicht das Joch 22 in erfinderischer Ausgestaltung. Es weist im gezeigten Beispiel neun Jochzähne 22.1 auf, die mit dem gleichen Winkelabstand radial nach außen zeigen. Das Joch 22 ist dabei üblicherweise aus einer Mehrzahl von dünnen, einstückigen ferromagnetischen Stahlblechen (Statorblechen) aufgebaut, um Wirbelstromverluste zu minimieren. Die freien Enden der Jochzähne 22.1 bilden als Außenkontur des Jochs 22 einen Kreis, um den sich, durch den Luftspalt 12 getrennt, die hier nicht dargestellten Permanentmagnete 11 des Läufers 10 drehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Jochzähne 22.1 an ihrem Ende Polschuhe 22.2 auf, die die verbleibenden Zwischenräume zwischen zwei direkt benachbarten Jochzähnen 22.1 am freien Ende wenigstens teilweise schließen. Andere Ausführungsformen der Erfindung weisen keine Polschuhe 22.2. auf.It shows the 2 in the front view the yoke 22 in an inventive embodiment. It has in the example shown nine yokes 22.1 on, which point radially outwards with the same angular distance. The yoke 22 is usually constructed of a plurality of thin, one-piece ferromagnetic steel sheets (stator laminations) to minimize eddy current losses. The free ends of the yoke teeth 22.1 form as outer contour of the yoke 22 a circle around which, through the air gap 12 separated, the permanent magnets, not shown here 11 of the runner 10 rotate. In the embodiment shown, the yoke teeth 22.1 Pole shoes at the end 22.2 on top of the remaining spaces between two directly adjacent yoke teeth 22.1 at least partially close at the free end. Other embodiments of the invention have no pole pieces 22.2 , on.

Um jeden Jochzahn 22.1 ist eine umlaufende Nut 22.3 vorgesehen, wobei in jeder dieser umlaufenden Nuten 22.3 Wicklungen 21 vorgesehen sind, die jeweils im Betrieb des Motors ein zeitlich veränderbares Magnetfeld erzeugen. Der Wicklungssinn ist dabei als Punkt, aus der Zeichnungsebene kommend, oder als Kreuz, in die Zeichnungsebene hinein weisend, gekennzeichnet. Drei direkt nebeneinander angeordnete Jochzähne 22.1 bilden bei dieser Ausführungsform ein Modul 22.4, wobei bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäße Ständer 20 der elektrischen Drehfeldmaschine 1 drei Module 22.4 aufweist, die jeweils drei Jochzähne 22.1 umfassen. In anderen Ausführungsformen können jedoch mehr als drei Module 22.4 pro Ständer 20 vorgesehen sein oder auch jedes Modul 22.4 mehr als nur drei Jochzähne 22.1 aufweisen, wobei bei letzterem die Anzahl der Jochzähne 22.1 pro Modul 22.4 bevorzugt ungrade ist.To every yoke tooth 22.1 is a circumferential groove 22.3 provided, wherein in each of these circumferential grooves 22.3 windings 21 are provided, each generating a temporally variable magnetic field during operation of the motor. The sense of winding is here as a point, coming from the plane of the drawing, or as a cross, pointing in the plane of the drawing, characterized. Three yoke teeth arranged directly next to each other 22.1 form a module in this embodiment 22.4 , In this embodiment, the stator according to the invention 20 the electric induction machine 1 three modules 22.4 has, in each case three yoke teeth 22.1 include. However, in other embodiments, more than three modules may be used 22.4 per stand 20 be provided or any module 22.4 more than just three yoke teeth 22.1 have, wherein in the latter the number of yoke teeth 22.1 per module 22.4 is preferably unrade.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Wicklungen 21 in direkt benachbarten Jochzähnen 22.1 zweier Module 22.4 in einem gleichen Umlaufsinn ausgeführt sind.In an embodiment it can be provided that the windings 21 in directly adjacent yoke teeth 22.1 two modules 22.4 are executed in a same sense of rotation.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 2 zwischen zwei direkt benachbarten Jochzähnen 22.1 jeweils ein Jochhilfszahn 22.5 vorgesehen ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere im Bereich niedriger Stromstärken vorteilhaft, da mehr Eisen zur Flussführung zur Verfügung steht. 3 shows a further embodiment of the invention, in which in contrast to the embodiment according to 2 between two directly adjacent yoke teeth 22.1 one yoke auxiliary tooth each 22.5 is provided. This embodiment is particularly advantageous in the range of low currents, since more iron is available for flow guidance.

4 zeigt schematisch in der Stirnansicht den Läufer 10 mit acht kranzförmig am Umfang angeordneten Permanentmagneten 11, die jeweils gleich große Kreisbogenabschnitte einnehmen und jeweils alternierend unterschiedliche nach innen weisende Polarität des Magnetfeldes aufweisen. Zu erkennen ist in dieser Darstellung auch die als rund umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 13, die zentrale Lageröffnung 16 sowie Bohrungen 15 zur Aufnahme der Befestigungen 41 für die Rillenscheibe 40. Verdeckt zu sehen ist die Ausnehmung 14, die als zumindest teilweise Aufnahme des Lagers 31 dient. 4 schematically shows the runner in the front view 10 with eight annularly arranged on the circumference of permanent magnets 11 , each occupy the same large circular arc sections and each have alternately different inwardly pointing polarity of the magnetic field. It can be seen in this illustration, the recess formed as a circumferential groove around 13 , the central La geröffnung 16 as well as drilling 15 for holding the fortifications 41 for the pulley 40 , Obscured is the recess 14 that as at least partial admission of the camp 31 serves.

Eine für den Motor maßgebliche Größe ist das Verhältnis von Polteilung τ_P der Permanentmagnete 11 des Läufers 10 zur Nutteilung τ_N des Jochs 22 des Ständers 20. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Polteilung τ_P = 1/8. Die Nutteilung τ_P des Jochs 22 in 2 oder in 3 ist hingegen ein Maß für den Platzbedarf einer am Umfang des Ständers 20 angeordneten Wicklung 21, die in einer Nut 22.3 eines Jochzahns 22.1 angeordnet ist. Die in diesen Ausführungsbeispielen gezeigte Nutteilung τ_N beträgt 1/9. Damit beträgt das Verhältnis der Polteilung τ_P des Läufers 10 zu der Nutteilung τ_P des Ständers 20 9/8. Allgemein beträgt die Nutteilung τ_N 1/(n × m), wobei m die Anzahl der Stromphasen und n eine natürliche Zahl ist. Die Anzahl der Pole beträgt dabei entweder (n × m) – 1 oder (n × m) + 1. Damit lassen sich beispielsweise auch Verhältnisse von 9/10, 6/5, 6/7 oder 3/4 darstellen, wenn m = 3 ist und n = 3, 2 oder 1 beträgt. Eine Zahl n > 2 ist dabei besonders bevorzugt, da hier aufgrund der Feldverteilung von einer geringen Drehmomentwelligkeit ausgegangen werden kann. Beim einem Verhältnis Polteilung zu Nutteilung 6/5 oder 6/7 umfassen dabei die Module 22.4 mindestens zwei Jochzähne 22.1 und beim Verhältnis Polteilung zu Nutteilung 3/4 mindestens ein Jochzahn 22.1.An important quantity for the motor is the ratio of pole pitch τ _{P of} the permanent magnets 11 of the runner 10 for slot pitch τ _{N of} the yoke 22 of the stand 20 , In the embodiment shown, the pole pitch τ _P = 1/8. The slot pitch τ _{P of} the yoke 22 in 2 or in 3 however, is a measure of the space required at the perimeter of the stand 20 arranged winding 21 in a groove 22.3 a yoke tooth 22.1 is arranged. The slot pitch τ _N shown in these embodiments is 1/9. Thus, the ratio of the pole pitch τ _{P of} the rotor 10 to the slot pitch τ _{P of} the stator 20 8.9. Generally, the slot pitch is τ _N 1 / (n × m), where m is the number of stream phases and n is a natural number. The number of poles is either (n × m) -1 or (n × m) + 1. Thus, for example, ratios of 9/10, 6/5, 6/7 or 3/4 can be represented if m = Is 3 and n = 3, 2 or 1. A number n> 2 is particularly preferred, since a low torque ripple can be assumed here due to the field distribution. When a ratio pole pitch to slot division 6/5 or 6/7 include the modules 22.4 at least two yoke teeth 22.1 and at the ratio pole pitch to groove pitch 3/4 at least one yoke tooth 22.1 ,

Beim Verhältnis der Polteilung des Läufers 10 zu der Nutteilung des Ständers 20 von 9/8 wird in bevorzugter Ausführung eine Wicklungsausführung
a-a-aaa-ab-b-bbb-bc-c-ccc-c
und beim Verhältnis der Polteilung des Läufers 10 zu der Nutteilung des Ständers 20 von 9/10 die Wicklungsausführung
a-a-aaa-a-bbb-b-bbc-c-ccc-c
gewählt, wobei a, b und c die Stromphasen des Dreiphasenstroms bedeuten.The ratio of the pole pitch of the rotor 10 to the slot division of the stand 20 from 9/8 in a preferred embodiment, a winding execution
aa-aaa-ab-b-bbb-bc-c-ccc c
and the ratio of the pole pitch of the rotor 10 to the slot division of the stand 20 from 9/10 the winding execution
aa-a-aaa-bbb-b-c-BBC-ccc-c
chosen, where a, b and c represent the current phases of the three-phase current.

5 zeigt den Verlauf der elektrischen Spannung an den Wicklungen 21 am Ständer 20 und das daraus resultierende Magnetfeld. Die elektrischen Spannungen haben einen sinusförmigen Verlauf, wobei die Spannung A im zeitlichen Verlauf eines Phasenwinkels Phi, der von 0 bis 360 Grad verläuft und sich anschließend wiederholt, von einem Nulldurchgang auf den Maximalwert „l" ansteigt, nach einem weiteren Nulldurchgang ihren negativen Maximalwert „–1" erreicht und am Ende des Zyklus wieder den Wert „0" hat. In der Ausführungsform nach 2 mit drei Modulen 22.4 hat die elektrische Spannung drei Phasen A, B und C, wobei die Phase B um 120 Grad gegenüber der Phase A verschoben ist und die Phase C wiederum um 120 Grad gegenüber B verschoben ist. 5 shows the course of the electrical voltage at the windings 21 on the stand 20 and the resulting magnetic field. The electrical voltages have a sinusoidal profile, wherein the voltage A in the time course of a phase angle Phi, which runs from 0 to 360 degrees and then repeated, rises from a zero crossing to the maximum value "l", after another zero crossing their negative maximum value " -1 "and at the end of the cycle again has the value" 0. "In the embodiment of 2 with three modules 22.4 the voltage has three phases A, B and C, wherein the phase B is shifted by 120 degrees with respect to the phase A and the phase C is again shifted by 120 degrees with respect to B.

Im Folgenden werden die Magnetfelder an den Wicklungen 21 der Module 22.4 gemäß 2 zu einem Zeitpunkt betrachtet, zu dem die Phase Phi 30 Grad beträgt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle in 5 zusammengefasst. Ein magnetischer Nordpol ist mit einer positiven Zahl gekennzeichnet, ein Südpol mit einer negativen Zahl. Die Zahl 1 (beziehungsweise –1) kennzeichnet das maximal auftretende Feld. Bei der Phase Phi von 30 Grad ist die Spannung A positiv und erzeuge einen Nordpol in der ersten Wicklung W 1 des ersten Moduls 22.4. Die zweite Wicklung W2 ist, wie bei 2 beschrieben, entgegengesetzt ausgerichtet, und erzeigt daher einen gleich starken Südpol. Wicklung W3 hat dieselbe Ausrichtung wie W1 und erzeugt einen Nordpol. Die Spannung B an der neben W3 liegenden gleichsinnigen Wicklung W4 ist maximal negativ und W4 erzeugt daher einen starken Südpol. Die neben ihr liegenden WS und W6 erzeugen maximale Nordpole und Südpole. Das von Spannung C versorgte dritte Modul erzeugt die Abfolge von mittelstarkem Nordpol, Südpol, Nordpol. Zu diesem Zeitpunkt erzeugen die nebeneinander liegenden Wicklungen W1 und W9 jeweils einen Nordpol, so dass an dieser Stelle ein Doppelpol auftritt und am Umfang des Jochs 22 insgesamt 8 abwechselnde Magnetfeldpole verteilt sind. Der Doppelpol läuft mit dem Zeitablauf um. Bei der Phase Phi von 150 Grad befindet er sich bei den Wicklungen W3 und W4. Eine eingehende Betrachtung zeigt, dass die Doppelpole jeweils nur mit schwachen Magnetfeldern entstehen, so dass sie nur zu einer geringen Unsymmetrie führen.The following are the magnetic fields on the windings 21 the modules 22.4 according to 2 at a time when the Phi 30 Degree is. The results are in the table in 5 summarized. A magnetic north pole is marked with a positive number, a south pole with a negative number. The number 1 (or -1) indicates the maximum occurring field. At the phase Phi of 30 degrees, the voltage A is positive and create a north pole in the first winding W 1 of the first module 22.4 , The second winding W2 is as in 2 described, oppositely oriented, and therefore shows an equally strong south pole. Winding W3 has the same orientation as W1 and produces a north pole. The voltage B at the co-directional winding W4 lying next to W3 is maximum negative and therefore W4 generates a strong south pole. The adjacent WS and W6 generate maximum north poles and south poles. The third module powered by voltage C generates the sequence of medium north pole, south pole, north pole. At this time, the adjacent windings W1 and W9 each generate a north pole, so that at this point a double pole occurs and on the circumference of the yoke 22 a total of 8 alternating magnetic field poles are distributed. The double pole runs with the passage of time. At phase Phi of 150 degrees, it is at windings W3 and W4. An in-depth analysis shows that the double poles only arise with weak magnetic fields, so that they only lead to a small asymmetry.

In einer weiter verbesserten Ausführungsform der Drehfeldmaschine 1 beträgt die Anzahl der Jochzähne 22.1 ein geradzahliges Vielfaches von 9 Jochzähnen, so dass jeweils magnetische Doppelpole einander gegenüber liegen und die Asymmetrie der zunächst in 5 beschriebenen Anordnung aufgehoben ist.In a further improved embodiment of the induction machine 1 is the number of yoke teeth 22.1 an even multiple of 9 yoke teeth, so that each magnetic double poles face each other and the asymmetry of the first in 5 repealed arrangement is canceled.

Mit der gezeigten Anordnung kann ein besonders flach aufgebauter elektrischer Antrieb, insbesondere für einen Aufzugsantrieb realisiert werden, der zum einen eine erhöhte Kraftdichte und gleichzeitig eine deutlich reduzierte Drehmomentwelligkeit aufweist. Durch die Ausbildung eines Radialfeldes entstehen geringere Lagerkräfte in axialer Richtung die eine höhere Lagerlebensdauer garantieren. Im Hinblick auf eine kostengünstige Herstellung bietet dieses Antriebskonzept Vorteile, da die Montage erleichtert wird. Ebenso kommen Sicherheitsaspekte zu Tragen, da im montierten Zustand die Gefahr von (Finger)-Eingriffen vermieden wird.With the arrangement shown can be a particularly flat constructed electrical Drive, especially for an elevator drive can be realized, on the one hand an increased power density and at the same time has a significantly reduced torque ripple. The formation of a radial field results in lower bearing forces in the axial direction the one higher Guarantee bearing life. With a view to cost-effective production This drive concept offers advantages, as the assembly facilitates becomes. Likewise security aspects come to bear, since in the mounted Condition the danger of (finger) interventions is avoided.

6 zeigt eine zu 1 alternative Ausführungsform der Erfindung als Schnittdarstellung bzw. eine elektrische Drehfeldmaschine in erfinderischer Ausgestaltung, wie sie insbesondere bei flach bauenden Aufzugsantrieben oder Rolltreppenantrieben Verwendung finden kann. 6 shows one too 1 alternative embodiment of the invention as a sectional view or an electric induction machine in an inventive design, as in particular in flat-mounted elevator drives or escalator drives Can be used.

Auch diese elektrische Drehfeldmaschine weist als wesentliche Baugruppen einen Rotor oder Läufer 10 und einen Stator oder Ständer 20 auf. Die Montage bzw. die Aufhängung des Motors wird mittels Befestigungsbohrungen 38 gewährleistet, mittels derer der Motor an einen Träger angeschraubt werden kann.These electric induction machine has as essential assemblies a rotor or rotor 10 and a stator or stand 20 on. The assembly or the suspension of the engine is by means of mounting holes 38 ensured, by means of which the motor can be screwed to a carrier.

Um die Achse 35 ist das Gehäuse 30 als Lagerzapfen 33 ausgebildet und trägt eine Rillenscheibe 40 zum Antreiben von Seilen und/oder Riemen, die mittels als Kugellager ausgebildeten Lagern 31,32 leicht drehbar auf dem Lagerzapfen 33 montiert ist. Zur Fixierung auf der Achse dient ein Widerlager 34.Around the axis 35 is the case 30 as a journal 33 trained and carries a pulley 40 for driving ropes and / or belts by means of bearings designed as ball bearings 31 . 32 easily rotatable on the journal 33 is mounted. For fixing on the axle serves an abutment 34 ,

In dieser bevorzugten Darstellung weist der scheibenförmige Bereich des Läufers 10 im Bereich der Rillenscheibe 40 eine rund umlaufende nutförmige Ausnehmung 14 auf, welche zumindest teilweise die Rillenscheibe aufnimmt.In this preferred illustration, the disc-shaped region of the rotor 10 in the area of the pulley 40 a round circumferential groove-shaped recess 14 on which at least partially receives the pulley.

In der gezeigten Ausführungsvariante weist die Anordnung einen weiteren Lagerzapfen 36 auf, auf dem mittels weiterer Lager 51, 52 eine zweite Rillenscheibe 50 frei drehbar montiert ist. Diese dient nach dem Flaschenzugprinzip zur Reduzierung der Lagerbelastungen.In the embodiment shown, the arrangement has a further bearing journal 36 on, on by means of further bearings 51 . 52 a second pulley 50 is freely rotatably mounted. This is used according to the pulley principle to reduce the bearing loads.

Die Rillenscheibe 40 ist mittels mehrerer, in gleichen Winkelabständen rund umlaufend angeordneten Befestigungen 41 starr mit dem Läufer 10 verbunden. Der Läufer 10 ist dabei als Scheibe ausgeführt und kann aus mehreren identischen Ringen aufgebaut sein. Senkrecht zur Scheibenebene des Läufers 10 sind an seinem Umfang Permanentmagnete 11 angeordnet, die über einen rund umlaufenden Luftspalt 12 von einem Joch 22 mit Wicklungen 21 beabstandet sind. Das Joch 22 ist dabei mit mehreren, in gleichen Winkelabständen rund umlaufend angeordneten Befestigungen (nicht gezeigt) mit dem Ständer 20 bzw. Gehäuse 30 fixiert.The pulley 40 is by means of several, at equal angular intervals around circumferentially arranged fasteners 41 rigid with the runner 10 connected. The runner 10 is designed as a disc and can be made up of several identical rings. Perpendicular to the disc plane of the runner 10 are at its periphery permanent magnets 11 arranged over a circular air gap 12 from a yoke 22 with windings 21 are spaced. The yoke 22 is doing with several, at equal angular intervals around circumferentially arranged fasteners (not shown) with the stand 20 or housing 30 fixed.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Ständer 20 im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführungsform in das trägerseitige Gehäuse 30 integriert und weist ebenfalls eine rund umlaufende, stufenförmige Ausnehmung 25 auf, in der die Wicklungen 21 des Jochs 22 sowie in einem sich bildenden rund umlaufenden Spalt die rotierenden Permanentmagnete 11 des Läufers 10 aufgenommen sind. Dies ermöglicht eine besonders Platz sparende Anordnung und hilft die Bautiefe zu verringern.In the embodiment shown, the stand is 20 unlike in 1 shown embodiment in the carrier-side housing 30 integrated and also has a round, stepped recess 25 on, in which the windings 21 of the yoke 22 as well as in a forming circular gap around the rotating permanent magnets 11 of the runner 10 are included. This allows a particularly space-saving arrangement and helps to reduce the depth.

Der Stehbolzen 81 verhindert aufgrund seiner Positionierung, dass das Seil von der Riemenscheibe 40 abrutschen kann. Ein solcher Stehbolzen wäre auch an der Konterrolle 50 denkbar.The stud 81 Due to its positioning prevents the rope from the pulley 40 can slip. Such a stud would also be on the counter roll 50 conceivable.

Die gesamte Anordnung wird mittels einer frontseitigen Abdeckung 70, verschlossen. Die Abdeckung 70 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und dient auch der Fixierung der Konterrillenscheibe 50 In der gezeigten Ausführungsform kann zentral ein Drehwinkelgeber angeordnet werden, der über eine hier nicht dargestellte Auswerteeinheit die genaue Position und/oder die Geschwindigkeit (Tacho) angibt.The entire arrangement is made by means of a front cover 70 , locked. The cover 70 can be formed in one or more parts and also serves to fix the counter-pulley 50 In the embodiment shown, a rotary encoder can be arranged centrally, which indicates the exact position and / or the speed (tacho) via an evaluation unit, not shown here.

Diese Ausführungsform platziert also im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Vorrichtung den Stator 20 und Rotor 10 mehr in Richtung des Trägers, mittels dessen die komplette Anordnung beispielsweise an einer Fahrstuhlschachtwand angeschraubt wird.This embodiment thus places in contrast to in 1 shown device the stator 20 and rotor 10 more in the direction of the carrier, by means of which the complete arrangement is screwed for example to an elevator shaft wall.

Der Vorteil der hier gezeigten Anordnung liegt darin, dass die Rillenscheibe/Konterscheibe 40/50 nach Demontage der Abdeckscheibe(n) 70 unmittelbar zugänglich sind. Die Konterscheibe 50 ist mit dem Gehäuse mittels eines Bauteils 80 verbunden, welches die Konterscheibe 50 in axialer und vertikaler Richtung fixiert. Zusätzlich arretiert das Abdeckteil 70 die Achse der Konterscheibe 50, so dass eine höhere Steifigkeit der Anordnung erzielt wird. Die Ausführung aller Gehäuseteile gewährt eine sichere und berührungsfreie Führung des Seils.The advantage of the arrangement shown here is that the pulley / counter-washer 40 / 50 after dismantling the cover (s) 70 are directly accessible. The counter-disk 50 is with the housing by means of a component 80 connected, which is the counter-disk 50 fixed in the axial and vertical directions. In addition, the cover locks 70 the axis of the counter-disc 50 so that a higher rigidity of the arrangement is achieved. The design of all housing parts ensures safe and non-contact guidance of the rope.

Aufgrund der hier gezeigten Anordnung wird das Auswechseln des Endlosseils sehr einfach. Das Vorgehen wird im Folgenden kurz geschildert.by virtue of The arrangement shown here is the replacement of the endless rope very easy. The procedure is briefly described below.

Zunächst muss mittels geeigneter Maßnahmen die Spannung vom, Seil oder Antriebsriemen genommen werden. Es wirken dann keine nennenswerten Kräfte mehr aufgrund des Seilzugs auf die Rillenscheibe 40 und/oder Konterscheibe 50. Die vordere, also bspw. in Richtung des Aufzugsschachtes gerichtete, Gehäuseabdeckung 70 wird durch Lösen der entsprechenden Verschraubungen 71 entfernt. Beide Rillenscheiben 40 und 50 sind nach Beseitigung der Abdeckung 70 frei zugänglich und das Seil kann eingelegt oder entfernt werden. Danach wird die Abdeckung 70 wieder montiert und das Seil erneut unter Spannung gesetzt. Eine Neuausrichtung von Motorkomponenten wie Motorbremsen, Stator und Rotor relativ zueinander ist nicht erforderlich. Das ist ein Vorteil, welcher sich insbesondere bei der Erstmontage und bei Wartungsarbeiten zeitsparend und damit kosten sparend auswirkt.First of all, the tension must be removed from the cable or drive belt by means of suitable measures. There are then no significant forces more due to the cable on the pulley 40 and / or counter-disk 50 , The front, so for example, in the direction of the elevator shaft directed, housing cover 70 is achieved by loosening the appropriate fittings 71 away. Both pulleys 40 and 50 are after removing the cover 70 freely accessible and the rope can be inserted or removed. After that, the cover 70 reassembled and the rope re-energized. A realignment of engine components such as engine brakes, stator and rotor relative to each other is not required. This is an advantage, which in particular during the initial assembly and maintenance time-saving and thus cost-saving effect.

In 7 ist die schachtseitige Frontansicht des Antriebs zu sehen, insbesondere die Abdeckung 70 mit den Schrauben 71, welche im Falle von Wartungsarbeiten zu lösen wären.In 7 is the shaft-side front view of the drive to see, especially the cover 70 with the screws 71 which in the case of War would have to be solved.

11: Elektrische Drehfeldmaschineelectrical Induction machine
1010: Läuferrunner
1111: Permanentmagnetpermanent magnet
1212: Luftspaltair gap
1313: Ausnehmungrecess
1414: Ausnehmungrecess
1515: Bohrungdrilling
1616: Lageröffnungbearing opening
2020: Ständerstand
2121: Wicklungwinding
2222: Jochyoke
22.122.1: JochzahnJochzahn
22.222.2: Polschuhepole pieces
22.322.3: Nutgroove
22.422.4: Modulmodule
22.522.5: JochhilfszahnJochhilfszahn
2323: Ausnehmungrecess
2424: Befestigungattachment
2525: Ausnehmungrecess
3030: Gehäusecasing
3131: Lagercamp
3232: Lagercamp
3333: Lagerzapfenpivot
3434: Widerlagerabutment
3535: Achseaxis
3636: Lagerzapfenpivot
3737: Transportöseeyebolt
3838: Befestigungsbohrungmounting hole
4040: Rillenscheibesheave
4141: Befestigungattachment
5050: Rillenscheibesheave
5151: Lagercamp
5252: Lagercamp
6060: DrehwinkelgeberRotary encoder
7070: Abdeckungcover
7171: Schraubenscrew
8080: Haltebauteilholding member
8181: Vorsprunghead Start

Claims

Electric induction machine ( 1 ) with a stator subjected to an electromagnetic rotary field ( 20 ), who is a yoke ( 22 ) with yoke teeth ( 22.1 ) with at least partially circumferential grooves ( 22.3 ), in which a magnetic field generating windings ( 21 ) and one around an axis ( 35 ) rotatable runners ( 10 ) with permanent magnets ( 11 ), from the stand ( 20 ) through an air gap ( 12 ) is circumferentially separated, the runner ( 10 ) fixed with a pulley ( 40 ), characterized in that the yoke teeth ( 22.1 ) in the stand ( 20 ) to modules ( 22.4 ) are equal in number to the current phases or their integer multiples, each module ( 22.4 ) a number of at least one yoke tooth ( 22.1 ) and wherein directly adjacent yoke teeth ( 22.1 ) of a module ( 22.4 ) have an opposite magnetic field polarity, wherein in particular a ratio pole pitch of the rotor ( 10 ) to slot division of the stand ( 20 ) of 9/8 is provided.

Electric induction machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the magnetic field in the air gap ( 12 ) in the radial direction to the axis ( 35 ) is trained.

Electric induction machine ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the runner ( 10 ) is designed as an external rotor.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stand ( 20 ) a round circumferential recess ( 25 ), in which the windings ( 21 ) with laminated core and the permanent magnets ( 11 ) with rotor yoke of the runner ( 10 ) are included.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the windings ( 21 ) in directly adjacent yoke teeth ( 22.1 ) of two modules ( 22.4 ) are executed in a same sense of rotation.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the yoke teeth ( 22.1 ) Pole shoes ( 22.2 ), which between the yoke teeth ( 22.1 ) lying grooves ( 22.3 ) on the side of the air gap ( 12 ) at least partially close.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the yoke ( 22 ) between two directly adjacent yoke teeth ( 22.1 ) Yoke auxiliary teeth ( 22.5 ) having.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the ratio of a pole pitch of the rotor ( 10 ) to a slot pitch of the stand ( 20 ) Is 9/10 or 9/8, 6/5 or 6/7 or 3/4, with each module ( 22.4 ) at the ratio pole pitch to groove pitch 9/10 or 9/8 at least 3 yoke teeth ( 22.1 ), at the ratio pole pitch to slot pitch 6/5 or 6/7 at least two yoke teeth ( 22.1 ) and at the ratio pole pitch to groove pitch 3/4 at least one yoke tooth ( 22.1 ).

Electric induction machine ( 1 ) according to claim 8, characterized in that in the ratio of the pole pitch of the rotor ( 10 ) to the slot pitch of the stand ( 20 ) of 9/8 a winding embodiment aa-aaa-ab-b-bbb-bc-c-ccc-c and the ratio of the pole pitch of the runner ( 10 ) to the slot pitch of the stand ( 20 ) of 9/10 the winding design aa-aaa-a-bbb-b-bbc-c-ccc-c is selected, where a, b and c are the current phases of the three-phase current.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the runner ( 10 ) a recess ( 14 ) for at least partially accommodating a warehouse ( 31 ) having.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the runner ( 10 ) a recess ( 13 ) for spacing the runner ( 10 ) from the yoke ( 22 ) and the windings ( 21 ) and a fastening ( 24 ) of the yoke ( 22 ) on the stand ( 20 ) having.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stand ( 20 ) a recess ( 23 ) for spacing the stand ( 20 ) of fasteners ( 41 ) of the pulley ( 40 ) on the runner ( 10 ) having.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the runner ( 10 ) is made up of several identical rings.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that an encoder ( 60 ) is arranged on the induction machine.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that a projection ( 81 ) on one to the pulley ( 40 . 50 ) concentric circular path is arranged whose radius is greater than the radius of the pulley ( 40 . 50 ).

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the stand ( 20 ) at least partially from the motor housing ( 30 ) and the runner ( 10 ) is included.

Electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 16, characterized in that on the motor housing ( 30 ) a cover ( 70 ) is arranged.

Use of an electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 17 as a drive for a goods lift and / or a passenger elevator.

Use of an electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 17 as a cable drive or belt drive with one or more pulleys ( 40 . 50 ).

Use of an electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 17 as a drive for an escalator.

Passenger elevator and / or goods lift or escalator with an electric induction machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 17.

Method for assembling / disassembling a power transmission device, in particular a cable or a belt, in a rotary electric machine according to claim 17, wherein in a first step the cover ( 70 ) and in a second step, the drive means removed or attached and in a third step, the cover ( 70 ) is attached again.