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Für die Lager eines Elektromotors sind neben der mechanischen Abnutzung durch Wellenrotation, elektrische Ströme, die über die Lager von der Motorwelle gegen Masse fließen ein weiterer Grund für Verschleiß. Spannungen einer gewissen Größenordnung können die Isolierungseigenschaften der Lagerschmierung überwinden, wobei Funken entstehen, die zu Lochfraß, geriffelter Oberfläche, Fusionskratern und schließlich zum vorzeitigen Versagen der Lager und des Motors führen können. Eine Lagerspannung, d. h. die Spannung zwischen beiden Lagerschalen korreliert dabei meist mit einer Wellenspannung, d. h. der Spannung zwischen der Welle und Masse.
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Gleiches gilt neben den Lagern für andere Komponenten, wie Zahnräder, bei denen elektrische Entladungen Schäden hervorrufen können.
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Bei der Lagerung eines Elektromotors können verschiedene Effekte auftreten, welche eine Spannung an einer Welle des Motors erzeugen können. Gemäß den Ausführungen aus „Antriebstechnik 37“ (1998) Nr. 7, beschreibt der Artikel „Drehgeberschutz durch Einbau isolierter Kugellager“ möglichen Ursachen dafür:
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Asymmetrien im magnetischen Kreis zwischen Rotor und Stator während der Drehbewegung können unerwünschte magnetische Flüsse nach sich ziehen, die in der von Welle, Lager und Gehäuse gebildeten Schleife einen Strom induzieren.
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Zwischen dem Stator und dem Rotor eines Elektromotors existiert eine kapazitive Kopplung. Die führt zu kapazitiv auf den Rotor übertragenen Strömen, die über die Lager nach Masse abfließen wollen. Dabei weisen Motoren, die mit sinusförmiger Wechselspannung versorgt werden, eine geringere Spannung zwischen Welle bzw. Lager und Motorgehäuse auf als Motoren, die von schnell schaltenden Antrieben mit variabler Frequenz (Frequenzumrichter) versorgt werden. Bei letzteren können diese Spannungen im Vergleich ein Vielfaches betragen.
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Fremdspannungen von unzureichend isolierten Maschinen können eine Potenzialdifferenz auf die Welle übertragen, deren resultierender Strom wieder gegen Masse abfließen will.
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Keil-, Zahnriemen und Schmierstoffe, die nicht antistatisch ausgestattet sind, können zu einer elektrostatischen Aufladung der Maschinenteile führen.
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Axial durchsetzte Magnetfelder, insbesondere bei Maschinen mit Gleitlagern und mit Asymmetrien in der Wicklung, können zwischen Anfang und Ende der Lagerschalen einen Spannungsunterschied (Unipolar-Spannung) aufweisen.
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Diese Auflistung wird nicht als abschließend erachtet.
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Eine übliche Gegenmaßnahme ist die Erdung der Welle oder eine konstruktive Maßnahme zum Kurzschluss der Lagerhälften, wie z. B. der Einsatz von leitenden Bürsten, um die Wellenspannung abzubauen. Weiterhin können leitfähige Dichtungen oder Schleifringe eingesetzt werden, die aber den Nachteil haben, dass sich über die Lebensdauer die Kontakteigenschaften verschlechtern können. Leitfähige Lagerfette oder Öle basieren auf leitfähigen Zusatzstoffen, bei denen die Funktionsfähigkeit von deren Verteilung im Schmiermedium abhängt und somit nicht immer konstant gegeben ist.
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Alternativ können auch, wie beschrieben, die Lagerhälften ausreichend stark voneinander isoliert werden, so dass ein Stromfluss unterdrückt wird.
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Eine ganz andere Maßnahme sieht die
EP1445850A1 vor. Hier erzeugt eine Kompensationsschaltung eine Kompensation des unerwünschten Lagerstroms. Dabei wird über einen künstlichen Sternpunkt, in dem die Spannungen der 3 Phasen eines Elektromotors, bzw. Umrichters mittels Kondensatoren zusammen geschaltet werden, ein Referenzsignal für die Kompensation bereitgestellt. Eine entgegengerichtete Spannung wird dabei aus diesen Strömen über einen Umpol-Transformator erzeugt, die am Ende in einem Kompensationsstrom resultiert, der über einen Koppelkondensator auf die Welle eingespeist wird.
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Nachteilig an dieser Methode ist, dass lediglich die Spannungen der 3 Phasen als Eingangsparameter dienen, um den Kompensationsstrom bereit zu stellen. Über die wahren Zustände am Ort der Schädigung wird dabei nur eine indirekte Aussage getroffen. Das bedeutet, dass Streukapazitäten oder Lagerströme, die nicht im direkten Zusammenhang mit dem Motor- oder Umrichterbetrieb entstehen, nicht berücksichtigt werden und damit für diese keine Kompensation stattfindet.
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Mit anderen Worten, es handelt sich um ein gesteuertes System, das von den 3 Phasen abhängig ist, aber die realen Zustände außer Acht lässt.
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Die Aufgabe dieser Erfindung ist daher, eine genauere oder idealerweise vollständige Reduktion der Lagerströme zu bewirken.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation einer Wellenspannung (Uw) an einer Welle. Dabei wird durch eine Kompensationsschaltung zur Erzeugung einer Kompensationsspannung (UOP ) die Kompensationsspannung (UOP ) über ein Koppelelement direkt oder indirekt auf die Welle eingekoppelt. Über ein Abgreifelement findet direkt oder indirekt an der Welle eine Detektion der Wellenspannung (Uw) statt.
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Vorteilhafterweise kann so ein geregeltes System geschaffen werden, dass nicht nur Parameter des Motors berücksichtigt, sondern die realen Zustände an dem Ort, an dem die Schäden auftauchen. Weitere oder sogar alle Streukapazitäten werden dabei berücksichtigt. Eine genauere oder idealerweise vollständige Reduktion der Lagerströme wird dadurch bewirkt.
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Insbesondere eine Wellenspannung bzw. Lagerspannung und ein daraus möglicherweise resultierender zerstörerischer Lagerstrom kann dadurch reduziert werden. Dabei ist die Ursache vorteilhafterweise unerheblich.
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Die Wellenspannung (Uw) entspricht üblicherweise der Spannung, die die Welle gegenüber dem Gehäuse oder Masse aufweist. Die Lagerspannung (UWL) ist die Spannung, die zwischen den beiden Lagerschalen bzw. -ringen abfällt. Wenn der innere Ring elektrisch leitend mit der Welle und der äußere mit dem Gehäuse (bzw. deren Potenzialen) verbunden ist, so sind Wellenspannung und Lagerspannung identisch.
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Die Motorwicklung kann die elektrische Wicklung (Spule) eines Stators oder Rotors sein. Auch kann die Wicklung anstelle der eines Motors die eines Generators sein.
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Der Abgriff (bzw. Detektion) und die Einkopplung kann direkt oder indirekt stattfinden. Bei einer direkten Verbindung wird direkt an der Welle eine mechanische Verbindung hergestellt. Bei einer indirekten Verbindung an einem anderen Bauteil, das mit der Welle elektrisch verbunden ist. Mit einer alternativen Begrifflichkeit wird bei einer direkten Verbindung eine direkte leitfähige Verbindung zur Welle hergestellt, bei einer indirekten findet eine Kopplung oder Detektion auf anderem Wege, z. B. mittels einer galvanischen Trennung, z. B. über einen Kondensator, statt.
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Eine Kompensationsschaltung stellt vorliegend eine elektronische Schaltung dar. Insbesondere können dabei Bauelemente mit integrierten elektrische Schaltkreisen zur Anwendung kommen. Diese sind häufig günstig in der Herstellung und bieten viel Funktionalität.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Wellenspannung (Uw) durch eine mit der Welle verbundenen elektrischen Maschine hervorgerufen. Die Kompensation der Wellenspannung (Uw) dient dabei zum Schutz wenigstens eines Wälzlagers oder Zahnrads.
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Vorteilhafterweise kann so der Lagerstrom, bzw. die Wellenspannung der durch eine elektrische Maschine verursacht wird, berührungslos kompensiert oder neutralisiert werden. Dadurch wird Reibung und Verschleiß vermieden.
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Eine elektrische Maschine kann einen Stator und einen Rotor aufweisen, die drehbar gegeneinander mittels wenigstens eines Wälzlagers gelagert sind. Ein solches ist gefährdet durch Entladungen oder Ableitungen die durch den beschriebenen Lagerstrom entstehen und zu Verschleiß führen.
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Anstatt dem Wälzlager kann auch eine andere Komponente, die Schaden durch die Wellenspannung nehmen kann, vorliegen. Neben Wälzlagern gilt dies z. B. auch für Zahnräder, welche auf der Welle montiert sein können und im Eingreifen mit einem anderen mit dem Gehäuse montierten Zahnrad ähnliche Übergangseigenschaften (Schmierfilm mit elektrischem Widerstand) und damit Problematiken wie ein Wälzlager aufweisen können.
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Eine Kapazität des Wälzlagers (CWL ), eine Kapazität zwischen Welle und Gehäuse (CW-G ) und eine Kapazität zwischen Motorwicklung und Welle (Cw-w) werden hierbei als unerwünschte Streukapazitäten angesehen.
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2. Vorrichtung zur Kompensation einer Wellenspannung (Uw) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgreifelement einen Kondensator umfasst.
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Vorteilhafterweise kann so ein weithin verfügbares und günstiges passives Bauteil eingesetzt werden. Dies ist eine einfache Realisierung einer Detektion über eine Kapazität. Die Kapazität bzw. der Kondensator stellen das Abgreifelement dar. Alternativ ist als Abgreifelement eine Bürste denkbar, die direkt eine leitende Verbindung herstellt.
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In einer erweiterten Ausführungsform wird die Kompensationsspannung (UOP ) durch kapazitive Gegenkopplung eingekoppelt.
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Dabei ist das Koppelelement insbesondere so angeordnet, dass eine Einkopplung des Kompensationsstroms in eine Welle erfolgt, mit der der Rotor im Lager drehbar gelagert ist. Das Koppelelement ist vorzugsweise als Kondensator ausgebildet. Auf diese Weise kann der Kompensationsstrom berührungsfrei in die Welle und damit in das Lager eingekoppelt werden, so dass bei der Einkopplung des Kompensationsstroms keine Verschleißprobleme im Koppelelement auftreten. Ein alternatives Koppelelement wäre eine Bürste zur Herstellung einer direkten elektrischen Verbindung.
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Die Gegenkopplung umfasst die Einkopplung einer Spannung, die die der Welle entgegen gerichtet ist.
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In einer besonderen Ausführungsform werden das Abgreifelement und das Koppelement durch je eine Kapazität, insbesondere einen Kondensator ausgebildet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kompensationsschaltung eine Verstärkerschaltung mit invertierendem Operationsverstärker.
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Vorteilhafterweise ermöglicht eine solche Schaltung geringere Bauteilkosten. Z.B. kostet ein Transformator, wie er in der Kompensationsschaltung des Stands der Technik verwendet wird, mehr, als der integrierte Baustein des Operationsverstärkers. Auch ist der Funktionsumfang größer.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein nichtinvertierender Eingang des Operationsverstärkers mit einem Gehäuse oder Masse verbunden, ein invertierender Eingang des Operationsverstärkers mit einem nicht mit der Welle elektrisch verbundenen Teil des Abgreifelements verbunden und ein Ausgang des Operationsverstärkers mit einem nicht mit der Welle elektrisch verbundenen Teil des Koppelelements verbunden.
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Vorteilhafterweise wird durch eine solche Verschaltung aus der gemessenen Wellenspannung die notwendige entgegen gerichtete Kompensationsspannung durch den invertierenden Operationsverstärker erzeugt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellt eine Anordnung koaxialer Rohre eine Kapazität für das Abgreif- und/oder Koppelelement bereit.
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Vorteilhafterweise kann so das Abgreif und/oder Koppelelement durch eine konkrete konstruktive Maßnahme, nämlich der Anordnung zweier Rohre, erzeugt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellt eine Anordnung radial ausgerichteter Scheiben eine Kapazität für das Abgreif- und/oder Koppelelement bereit.
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Vorteilhafterweise kann so das Abgreif und/oder Koppelelement durch eine konkrete konstruktive Maßnahme, nämlich der Anordnung zweier radial ausgerichteter Scheiben, erzeugt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein nicht mit der Welle direkt oder indirekt verbundener Teil des Abgreif- und/oder Koppelelements elektrisch isoliert.
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Vorteilhafterweise kann durch die Isolation eine Spannung gemessen, bzw. eingekoppelt werden. Ohne Isolation würde sonst immer das Potenzial des elektrisch verbundenen Bauteils überwiegen und eine Messung bzw. Einkopplung unmöglich machen. Insbesondere eine Isolation gegenüber dem Gehäuse kommt hierfür in Betracht, während eine elektrische Verbindung zur Welle bestehen kann.
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Das zu isolierende Teil des Abgreif- und/oder Koppelelements umfasst dabei insbesondere ein Rohr bzw. eine Scheibe, die mit dem Gehäuse oder der Gehäuseseite mechanisch verbunden ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Abgreif- und/oder Koppelelement mit dem Wälzlager verbunden.
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Vorteilhafterweise wird damit ein Modul (integriertes Wälzlager) bereitgestellt, das als solches separat vertrieben werden kann, eine vereinfachte Montage, Nachrüstbarkeit und/oder Wartbarkeit ermöglicht. Weiterhin muss kein extra Montageschritt für das Montieren des Abgreif und/oder Koppelelements ausgeführt werden, sondern dies geschieht bei der Montage des integrierten Wälzlagers automatisch.
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In einer erweiterten Ausführungsform ist das Abgreif und/oder Koppelelement oder Teile davon als Dichtung des Wälzlagers oder als Dichtung im Wälzlager integriert.
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In einer alternativen Ausführungsform ist das Abgreif und/oder Koppelelement vom Wälzlager mechanisch getrennt, d. h. nicht verbunden. Das Abgreif- und/oder Koppelelement wird dann z. B. direkt mit der Welle und dem Gehäuse und nicht mit dem Wälzlager mechanisch verbunden.
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Vorteilhafterweise kann durch die separate, d. h. vom Wälzlager unabhängige Anbringung des Abgreif und/oder Koppelelements die Wartbarkeit erhöht werden. Ein Austauschen lediglich des Abgreif und/oder Koppelelements oder nur des (z. B. abgenutzten) Wälzlagers wird somit ermöglicht, ohne die jeweils andere Komponente mit austauschen zu müssen. Auch kann das Abgreif und/oder Koppelelement als Zusatzmodul zur Nachrüstung angeboten werden.
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Der Begriff Welle ist nicht exakt dahin gehend zu verstehen, dass es sich um ein rotierendes Maschinenelement handelt, das nur Torsionskräfte überträgt. Eine Welle im erfindungsgemäßen Sinne kann genau so gut eine Achse, Stange, Bolzen oder ein anderes Bauteil sein. Entscheidend ist, dass es eine Anordnung ist, in der eine unerwünschte Spannung (Störspannung), hier als Wellenspannung bezeichnet, auftritt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1a ein kapazitives Ersatzschaltbild ohne Gegenkopplung
- 1b ein kapazitives Ersatzschaltbild mit Gegenkopplung
- 2a eine axial integrierte Vorrichtung zur Gegenkopplung
- 2b eine axial separate Vorrichtung zur Gegenkopplung
- 3a eine radial integrierte Vorrichtung zur Gegenkopplung
- 3b eine radial separate Vorrichtung zur Gegenkopplung
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1a zeigt ein kapazitives Ersatzschaltbild für eine Vorrichtung ohne eine erfindungsgemäße Regelung. Dabei sind folgengende (Streu-)kapazitäten vorhanden:
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Zwischen der Motorwicklung 1 und der Welle 2 bildet sich eine Kapazität zwischen Motorwicklung und Welle Cw-w aus. Zwischen der Welle und dem Gehäuse bildet sich eine Kapazität zwischen Welle und Gehäuse CW-G aus. Zwischen den beiden Lagerschalen eines Wälzlagers 4 (hier nicht dargestellt), bildet sich eine Kapazität des Wälzlagers CWL aus. Da die Lagerschalen elektrisch leitend und mit der Welle auf der einen und dem Gehäuse auf der anderen Seite leitend verbunden sind, existiert die Kapazität zwischen Welle und Gehäuse CW-G parallel zur Kapazität des Wälzlagers CWL . Die Gesamtkapazität ergibt sich hierbei aus der Summe der Kapazität des Wälzlagers CWL , der Kapazität zwischen Welle und Gehäuse CW-G . Diese Kapazitäten sind im Ersatzschaltbild parallel geschaltet.
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In dieser Anordnung beschreibt sich die Formel des kapazitiven Spannungsteilers wie folgt: UWL / Uw-w = Cw-w / (CWL + CW-G ). Aufgelöst nach UWL ergibt sich UWL = (Cw-w / (CWL + CW-G )) * UW-W .
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Beispielhaft können daraus z. B. folgende Spannungen resultieren: Aus einer Gleichtaktspannung UCM des Motors, bzw. Frequenzumrichters von 400 V, einem Spannungsabfall zwischen Motorwicklung und Welle Uw-w von 360 V resultiert durch Differenzbildung eine Wellenspannug Uw von 40 V.
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In 1b wird das kapazitive Ersatzschaltbild der 1a durch die erfindungsgemäße Schaltung zur Gegenkopplung wie folgt erweitert: Das Abgreif- und Koppelelement bildet über jeweils einen Luftspalt eine jeweilige Kapazität aus. Dabei existiert zum einen die Kapazität des Abgreifelements mit dem Luftspalt 1 CLS1 und zum anderen die Kapazität des Koppelelements mit dem Luftspalt 2 CLS2 . Diese Kapazitäten werden gebildet zwischen der Welle 2 und dem jeweiligen Anschluss des Operationsverstärkers OP.
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Im ausgeregelten Zustand sind dabei die Spannungen ausgehend von einer Gleichtaktspannung UCM des Motors, bzw. Frequenzumrichters von 400 V wie folgt: Der Spannungsabfall zwischen Motorwicklung und Welle Uw-w beträgt nunmehr volle 400 V resultiert durch die eingekoppelte Gegenspannung, d. h. der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers UOP von -40 V (negative Spannung). Dies führt zu einem Spannungsabfall am Luftspalt 2 ULS2 von 40 V., so dass die resultierende Wellenspannug Uw, wie gewünscht, 0 V beträgt.
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Die 2a, 2b, 3a und 3b zeigen eine Welle 2, die sich bei Eigenrotation um die Symmetrieachse SYM dreht. An die Welle 2 ist ein Wälzlager 4 - stellvertretend für andere drehbare Komponenten, wie z. B. Zahnräder, dargestellt - montiert, bevorzugt durchstößt die Welle dabei das Wälzlager axial durch dessen inneren Ring, mit dem es mechanisch und/oder elektrisch verbunden ist. Die andere Seite des Wälzlagers 4, insbesondere dessen äußerer Ring ist mit einem Gehäuse 3 verbunden, welches geerdet ist oder eine Verbindung zu Masse hat.
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Das Abgreif- und das Koppelelement sind in der Darstellung baugleich ausgebildet und im Spalt zwischen Welle 2 und Gehäuse 3 angeordnet. Sie bilden dabei eine Kapazität gemäß dem Prinzip eines Plattenkondensators aus. Die dabei wirksamen Platten, bzw. Flächen sollten bei der Drehbewegung der Welle 2 einen im Wesentlichen konstanten Abstand und Flächengröße aufweisen, damit die Drehung keinen Einfluss auf die elektrischen, insbesondere die kapazitiven Eigenschaften hat.
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Die beiden Platten werden in den verschiedenen Figuren entweder durch ein Rohr 5 und ein Gegenrohr 5b oder eine Scheibe 6 und eine Gegenscheibe 6b realisiert.
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Für den erfindungsgemäßen Zweck muss das Rohr 5, bzw. die Scheibe 6, die der Welle 2 abgewandt ist, gegen Masse isoliert sein. Sonst kann für den Fall des Abgreifelements keine Wellenspannung detektiert und für den Fall des Koppelelements keine Kompensationsspannung eingekoppelt werden. Insbesondere kann wie dargestellt, das Rohr 5, bzw. die Scheibe 6 zwar an einem Ring des Wälzlagers oder am Gehäuse mechanisch befestigt sein, gegenüber diesem jedoch isoliert 7 sein.
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Die elektrische Verschaltung verläuft wie folgt:
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Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OP ist mit dem Gehäuse 3 oder Masse verbunden. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP ist mit einem nicht mit der Welle verbundenen Teil des Abgreifelements, z. B. dem Rohr 5 bzw. der Scheibe 6 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP ist mit einem nicht mit der Welle verbundenen Teil des Koppelelements, z. B. dem Gegenrohr 5b bzw. der Gegenscheibe 6b verbunden. Der Operationsverstärker weist noch zwei Anschlüsse V+ und V- für seine Spannungsversorgung auf.
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Dabei können die Verbindungen als direkte elektrische Verbindungen ausgebildet sein oder als Signalpfade, wobei das Signal, bzw. die Spannungen und Ströme zur Zwischenverarbeitung noch über weitere, hier nicht dargestellte, elektrische Komponenten geführt werden können.
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In 2a und 2b sind das Abgreif- und das Koppelelement durch koaxiale Rohre ausgebildet. Jedes der beiden Elemente weist zwei solcher Rohre, bzw. rohrförmiger Stücke mit leitender Fläche auf, welche die Funktionalität beider Platten des Plattenkondensators übernehmen, im Speziellen ein Rohr 5 und ein Gegenrohr 5b. Die Platten sind hierbei nicht eben, sondern entsprechend dem Rohr rund geformt. Rohr 5 und Gegenrohr 5b greifen hierbei ineinander, dazu weist eines der beiden folglich einen kleineren Durchmesser auf, so dass zwischen den gegenüberliegenden Flächen (Platten), durch das ineinander schieben, ein Luftspalt entsteht, insbesondere ein Luftspalt 1 LS1 an der Abgreifkomponente und ein Luftspalt 2 LS2 an der Koppelkomponente. Die beiden Rohre, bzw. Platten sind in der Darstellung parallel zur Welle ausgerichtet..
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Alternativ kann die Funktionalität einer der Platten auch durch die Welle 2 selbst gebildet werden, so dass das Gegenrohr 5b eingespart werden kann, da die Welle, sofern sie leitend ist und eine entsprechende Form aufweist, diese Funktion übernehmen kann. Der Luftspalt wird dann zwischen dem Rohr 5 und der Welle 2 ausgebildet.
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In den 3a und 3b sind das Abgreif- und das Koppelelement durch Scheiben ausgebildet, die sich in radialer Richtung zur Welle 2 erstrecken. Jedes der beiden Elemente weist zwei solcher Scheiben, bzw. ringförmiger Stücke mit leitender Fläche auf, welche die Funktionalität beider Platten des Plattenkondensators übernehmen, im Speziellen eine Scheibe 6 und eine Gegenscheibe 6b. Die Flächen sollten hierbei eben sein, da sie bei Drehung gegeneinander ansonsten einen variablen Abstand aufweisen würden, der die Kapazität beeinflusst. Die Scheibe 6 und Gegenscheibe 6b drehen sich hierbei mit axialem Abstand durch die Drehung der Welle gegeneinander. Durch den axialen Abstand entsteht ein Luftspalt, insbesondere ein Luftspalt 1 LS1 an der Abgreifkomponente und ein Luftspalt 2 LS2 an der Koppelkomponente. Die beiden Scheiben, bzw. Flächen sind in der Darstellung orthogonal, bzw. radial zur Welle 2 ausgerichtet.
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In den 2a und 3a ist ein integriertes Wälzlager 4b dargestellt, d. h. das Wälzlager bildet dabei mit dem Abgreif- und Koppelelement eine bauliche Einheit, bzw. Modul. Dabei sind die Teile des Abgreif- und/oder Koppelelements direkt am Wälzlager 4 montiert, so dass ein integriertes Wälzlager 4b als Modul bereitgestellt und geliefert werden kann. So können beide Elemente, wie dargestellt, jeweils auf den beiden Seiten des Wälzlagers 4 angeordnet sein. Auch eine Anordnung auf nur einer Seite ist denkbar, dabei muss die elektrische Isolation 7 zwischen Abgreif- und Koppelelement sichergestellt werden, zumindest auf dem Teil, welcher der Welle 2 abgewandt, bzw. nicht mit dieser verbunden ist.
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Ein integriertes Wälzlager 4b kann alternativ auch für jeweils nur das Abgreif- oder Koppelelement hergestellt werden.
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In den 2b und 3b sind im Gegensatz dazu separate (bzw. stand-alone) Abgreif- und Koppelelemente dargestellt, die nicht mit dem Wälzlager 4 direkt mechanisch verbunden sind. Dabei haben die Rohre 5, bzw. Scheiben 6 keine direkte mechanische Verbindung mit dem Wälzlager 4. Stattdessen sind sie, elektrisch isoliert 7, mit dem Gehäuse 3 verbunden. Das optionale Gegenrohr 5b, bzw. Gegenscheibe 6b ist mit der Welle 2 elektrisch leitend verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motorwicklung
- 2
- Welle
- 3
- Gehäuse
- 4
- Wälzlager
- 4b
- integriertes Wälzlager
- 5
- koaxiales Rohr
- 5b
- Gegenrohr
- 6
- Scheibe
- 6b
- Gegenscheibe
- 7
- Isolator
- CW-W
- Kapazität zwischen Motorwicklung und Welle
- CWL
- Kapazität des Wälzlagers
- CW-G
- Kapazität zwischen Welle und Gehäuse
- CLS1
- Kapazität im Luftspalt 1
- CLS2
- Kapazität im Luftspalt 2
- UCM
- Glechtaktspannunng
- UW-W
- Spannung zwischen Motorwicklung und Welle
- UW
- Wellenspannung
- ULS2
- Spannung am Luftspalt 2
- UOP
- Ausgangsspannung des Operationsverstärkers
- OP
- Operationsverstärker
- LS1
- Luftspalt 1
- LS2
- Luftspalt 2
- SYM
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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