DE10362261B4 - Electric motor - Google Patents
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Abstract
Elektromotor, umfassend zumindest ein Statorgehäuse (1), einen Rotor (2) und ein Lüfterrad (7),wobei das Statorgehäuse (1) einen B-Lagerflansch umfasst,wobei das Lüfterrad (7) mit dem Rotor (2) verbunden ist,wobei das Lüfterrad (7) axial außerhalb des B-Lagerflansches angeordnet ist, in einem von einer Lüfterhaube (5) geschützten Bereich drehbar ist und an seiner dem B-Lagerflansch zugewandten Seite eine Aufnahme aufweist, an der ein Polring (11) mit dem Lüfterrad (7) verbunden ist,wobei der Elektromotor eine Bremse (12) aufweistund wobei zwischen Bremse (12) und Lüfterrad (7) eine Auswerteelektronik (8) angeordnet istund Sensoren mit der Auswertelektronik (8) derart verbunden und angeordnet sind, dass die Sensoren mit dem Polring (11) derart zusammenwirken, dass von der Auswerteelektronik (8) Informationen über die Winkellage und/oder Drehzahl des Rotors (2) mittels einer Datenleitung (10) übertragbar sind,oder wobei die Auswerteelektronik (8) mit dem B-Lagerflansch lösbar verbunden ist zur Bildung eines Elektromotors ohne Bremse (12),wobei der B-Lagerflansch zur Aufnahme eines B-seitigen Lagers des Rotors (2) vorgesehen ist.Electric motor, comprising at least one stator housing (1), a rotor (2) and a fan wheel (7), the stator housing (1) comprising a B-bearing flange, the fan wheel (7) being connected to the rotor (2), wherein the fan wheel (7) is arranged axially outside the B-bearing flange, can be rotated in an area protected by a fan cover (5) and on its side facing the B-bearing flange has a receptacle on which a pole ring (11) with the fan wheel ( 7), with the electric motor having a brake (12) and with evaluation electronics (8) being arranged between the brake (12) and fan wheel (7) and sensors being connected to and arranged with the evaluation electronics (8) in such a way that the sensors are connected to the Pole ring (11) cooperate in such a way that information on the angular position and / or speed of the rotor (2) can be transmitted from the evaluation electronics (8) by means of a data line (10), or the evaluation electronics (8) are detachably connected to the B-bearing flange i st to form an electric motor without a brake (12), the B-bearing flange being intended to accommodate a B-side bearing of the rotor (2).
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor.The invention relates to an electric motor.
Aus der
Nächstkommender Stand der Technik ist die
Aus der 196 22 396 A1 ist ein Frequenzumrichter für eine Antriebsvorrichtung bekannt.A frequency converter for a drive device is known from 196 22 396 A1.
Aus der
Aus der
Aus der US 2002 / 0 158 523 A1 ist eine vielphasige elektrische rotierende Maschine bekannt.A polyphase electrical rotating machine is known from US 2002/0 158 523 A1.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der JP H08- 275 483 A ist ein als Innenläufer ausgeführter bürstenloser Elektromotor bekannt.From JP H08-275 483 A, a brushless electric motor designed as an internal rotor is known.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motor weiterzubilden, der ein robustes und kostengünstiges Gebersystem aufweisen soll.The invention is therefore based on the object of developing a motor that is to have a robust and inexpensive encoder system.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved with the electric motor according to the features specified in
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass er zumindest ein Statorgehäuse, einen Rotor und ein Lüfterrad umfasst,
wobei das Statorgehäuse einen B-Lagerflansch umfasst, insbesondere zur Aufnahme eines B-seitigen Lagers des Rotors,
wobei das Lüfterrad mit dem Rotor verbunden ist, insbesondere also mit dem Rotor mitdreht,
wobei das Lüfterrad axial außerhalb des B-Lagerflansches angeordnet ist, in einem von einer Lüfterhaube geschützten Bereich drehbar ist und an seiner dem B-Lagerflansch zugewandten Seite eine Aufnahme aufweist, an der ein Polring mit dem Lüfterrad verbunden ist,
wobei der Elektromotor eine Bremse aufweist
und wobei zwischen Bremse und Lüfterrad eine Auswerteelektronik angeordnet ist
und Sensoren mit der Auswertelektronik derart verbunden und angeordnet sind, dass die Sensoren mit dem Ring derart zusammenwirken, dass von der Auswerteelektronik Informationen über die Winkellage des Rotors mittels einer Datenleitung übertragbar sind.Essential features of the invention in the electric motor are that it comprises at least a stator housing, a rotor and a fan wheel,
wherein the stator housing comprises a B-bearing flange, in particular for receiving a B-side bearing of the rotor,
wherein the fan wheel is connected to the rotor, i.e. in particular rotates with the rotor,
wherein the fan wheel is arranged axially outside the B-bearing flange, is rotatable in an area protected by a fan cover and has a receptacle on its side facing the B-bearing flange, on which a pole ring is connected to the fan wheel
wherein the electric motor has a brake
and an electronic evaluation system is arranged between the brake and the fan wheel
and sensors are connected to the evaluation electronics and arranged in such a way that the sensors interact with the ring in such a way that information about the angular position of the rotor can be transmitted from the evaluation electronics by means of a data line.
Von Vorteil ist dabei, dass die Auflösung nicht von der Anzahl der Flügel des Lüfterrades abhängig ist, sondern beliebig wählbar ist. Außerdem ist das benötigte Bauvolumen viel kleiner und sowohl die Sensoren als auch die Auswerteelektronik und der Ring sind geschützt innerhalb der Lüfterhaube vorsehbar.The advantage here is that the resolution does not depend on the number of blades on the fan wheel, but can be selected as required. In addition, the required structural volume is much smaller and both the sensors and the evaluation electronics and the ring can be provided in a protected manner inside the fan cover.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ring an seinem Umfang eine abwechselnde Magnetisierung auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Auflösung des erfindungsgemäßen Gebers mittels der Wahl der magnetisierten Bereiche festlegbar ist. Beispielsweise sind
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ring ein Ferrit oder ein Ferritplast. Die Sensoren sind dann als Hallsensoren, als Wieganddrähte, als Impulsdrähte oder als andere, Magnetfeld-sensitive Sensoren ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sensoren unempfindlich gegen Verschmutzung und/oder Feuchtigkeit und temperaturkompensiert vorsehbar sind. Vorteiligerweise sind bei den Wiegand- oder Impulsdrähten Spannungsversorgungen verzichtbar.In an advantageous embodiment, the ring is a ferrite or a ferrite plastic. The sensors are then designed as Hall sensors, Wiegand wires, impulse wires or other magnetic field-sensitive sensors. The advantage here is that the sensors are insensitive to contamination and / or moisture and can be provided with temperature compensation. Power supplies can advantageously be dispensed with with Wiegand or pulse wires.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ring an seinem Umfang sich abwechselnde Bereiche auf, die jeweils verschiedene Werte einer physikalischen Größe aufweisen, insbesondere verschiedene Werte an Dielektrizitätskonstante ε. Von Vorteil ist dabei, dass Störungen, verursacht durch die magnetische Arbeitsweise des Motors und/oder Bremse, keinen Einfluss auf das Messverfahren der Sensoren haben.In another advantageous embodiment, the ring has alternating areas on its circumference, each of which has different values of a physical variable, in particular different values of the dielectric constant ε. The advantage here is that it causes disturbances due to the magnetic mode of operation of the motor and / or brake, have no influence on the measuring process of the sensors.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sensoren als Feldplattensensoren oder als andere, auf die Werte der physikalischen Größen sensitive Sensoren ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass nur erforderlich ist den Werte einer physikalischen Größe am Umfang veränderlich zu gestalten. Bei der physikalischen Größe ,Dichte‘ ist das Material entsprechend variierbar. Bei der physikalischen Größe Dielektrizitätskonstante ist das Material abwechselnd als Metall und dann als Isolator ausführbar. Es kann aber auch die Dichte von metallischen Partikeln in einer Kunststoff-Matrix variiert werden.In an advantageous embodiment, the sensors are designed as field plate sensors or as other sensors that are sensitive to the values of the physical variables. The advantage here is that it is only necessary to make the values of a physical variable on the circumference variable. With the physical size, density ‘, the material can be varied accordingly. With the physical quantity dielectric constant, the material can be implemented alternately as a metal and then as an insulator. However, the density of metallic particles in a plastic matrix can also be varied.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft ist die Datenleitung zumindest teilweise in einem Hybridkabel oder ist durch Aufmodulation auf Starkstromkabel bewirkbar. Von Vorteil ist dabei, dass kein spezielles Kabel verlegt werden muss, sondern die Starkstromkabel, die sowieso verlegt werden müssen, entweder in modifizierter Form als Hybridkabel oder in üblicher Form mit Aufmodulationsvorrichtungen versehen werden. Insgesamt ist dies einfach und kostengünstig und kompakt ausführbar. Außerdem ist die Verdrahtung einfach und robust ausführbar.In an advantageous embodiment, the data line runs at least partially in a hybrid cable or can be produced by modulating it onto power cables. The advantage here is that no special cable has to be laid, but rather the high-voltage cables, which have to be laid anyway, are provided with modulation devices either in a modified form as hybrid cables or in the usual form. Overall, this can be carried out in a simple and inexpensive and compact manner. In addition, the wiring is simple and robust.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verarbeitet die Auswerteelektronik die Signale der Sensoren derart, dass über die Datenleitung Daten in einem Busformat, wie Feldbus oder dergleichen, übertragbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass nicht die Signale der Sensoren in Echtzeit übertragen werden müssen, sondern die Information über den Winkel in digitalisierter Form als Daten in Feldbusformat übertragbar sind.In an advantageous embodiment, the evaluation electronics process the signals from the sensors in such a way that data in a bus format, such as a field bus or the like, can be transmitted via the data line. The advantage here is that the signals from the sensors do not have to be transmitted in real time, but rather the information about the angle can be transmitted in digitized form as data in fieldbus format.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führt die Datenleitung zu einem Stromrichter, Umrichter und/oder einer elektronischen Schaltung. Von Vorteil ist dabei, dass Stromrichter, Umrichter und/oder einer elektronischen Schaltung zur Steuerung und/oder Regelung die Daten über die Winkellage des Rotors verwenden können und die Berechnungen dadurch stützen können. Insbesondere ist die Steuerung und Regelung als Positioniersteuerung ausbildbar. Dabei ist der Motor sogar als Asynchronmotor, insbesondere in Verbindung mit einer elektrischen Arbeitsbremse, verwendbar.In an advantageous embodiment, the data line leads to a power converter, converter and / or an electronic circuit. The advantage here is that power converters, converters and / or an electronic circuit for control and / or regulation can use the data about the angular position of the rotor and can thereby support the calculations. In particular, the control and regulation can be designed as a positioning control. The motor can even be used as an asynchronous motor, in particular in connection with an electric working brake.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Elektromotor ein Umrichter und/oder ein Stromrichter vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein solcher integrierter Stromrichter- oder Umrichtermotor zur Bildung eines kompakten robusten Positionierantriebs vorsehbar ist.In an advantageous embodiment, a converter and / or a converter is provided on the electric motor. The advantage here is that such an integrated converter or converter motor can be provided to form a compact, robust positioning drive.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Baukasten sind, dass er zumindest ein zumindest zwei Baugrößen umfasst, die jeweils durch einen Parameter gekennzeichnet sind, wie Nenn-Leistung, Achshöhe des Elektromotors über der Bodenplatte, maximal erzeugbares Drehmoment oder dergleichen, wobei der Elektromotor jeweils zumindest ein Statorgehäuse, einen Rotor und ein Lüfterrad umfasst,
wobei das Statorgehäuse einen B-Lagerflansch umfasst, insbesondere zur Aufnahme eines B-seitigen Lagers des Rotors,
wobei das Lüfterrad mit dem Rotor verbunden ist, insbesondere also mit dem Rotor mitdreht,
wobei das Lüfterrad an seiner dem B-Lagerflansch zugewandten Seite eine Aufnahme aufweist, an der ein Ring mit dem Lüfterrad verbunden ist,
wobei die Aufnahme bei mindestens zwei Baugrößen derart gleichartig ausgeführt ist, dass zu den jeweiligen Lüfterrädern derselbe Ring vorsehbar ist.Essential features of the invention in the modular system are that it comprises at least one at least two sizes, each characterized by a parameter, such as rated power, shaft height of the electric motor above the base plate, maximum torque that can be generated or the like, the electric motor each having at least one Comprises stator housing, a rotor and a fan wheel,
wherein the stator housing comprises a B-bearing flange, in particular for receiving a B-side bearing of the rotor,
wherein the fan wheel is connected to the rotor, i.e. in particular rotates with the rotor,
the fan wheel having a receptacle on its side facing the B-bearing flange, on which a ring is connected to the fan wheel,
with at least two sizes, the receptacle is designed similarly in such a way that the same ring can be provided for the respective fan wheels.
Von Vorteil ist dabei, dass nur wenige Teile notwendig sind, aber eine Vielzahl verschiedener Elektromotoren, insbesondere verschiedener Baugröße herstellbar ist. Dabei ist nicht nur der Ring, sondern auch die Auswerteelektronik bei verschiedenen Baugrößen verwendbar.The advantage here is that only a few parts are necessary, but a large number of different electric motors, in particular different sizes, can be produced. Not only the ring but also the evaluation electronics can be used with different sizes.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Motor ein Elektromotor mit Bremse vorgesehen, insbesondere mit einem elektromagnetisch betätigbaren Asynchronmotor. Von Vorteil ist dabei, dass ein vollständiger Positionierantrieb realisierbar ist.In an advantageous embodiment, the motor is an electric motor with a brake, in particular with an electromagnetically actuated asynchronous motor. The advantage here is that a complete positioning drive can be implemented.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages result from the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In
der 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor in Schnittansicht schematisch gezeichnet. - In
der 2 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor mit Bremse, also ein Bremsmotor, in Schnittansicht schematisch gezeichnet.
- In the
1 an inventive electric motor is shown schematically in a sectional view. - In the
2 is an inventive electric motor with a brake, so a brake motor, shown schematically in sectional view.
Der Elektromotor umfasst ein Statorgehäuse
Der Rotor
Am B-Lagerflansch des Statorgehäuses
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Auswerteelektronik von einem diese umgebenden Elektronikgehäuse
Die Auswerteelektronik ist mit einer Datenleitung
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach
In der
Somit ist die Auswertelektronik bei einem Baukasten von Elektromotoren einsetzbar, der Elektromotoren und Elektromotoren mit Bremse umfasst sowie Umrichtermotoren und Umrichtermotoren mit Bremse. Dabei sind Umrichtermotoren Elektromotoren mit integriertem Umrichter wie in den
Der Ring ist derart ausgeführt, dass er bei mindestens zwei Baugrößen der Baureihe, also bei mindestens zwei verschiedenen Leistungsklassen von Elektromotoren, verwendbar ist. Dazu ist das Lüfterrad bei beiden Baugrößen verschieden groß ausgeführt, aber mit derselben Aufnahme für den Ring. Es kann also der immer gleiche Ring bei mindestens zwei verschieden großen Lüfterrädern der Baureihe verwendet werden. Somit ist die Anzahl der Teile in der Baureihe insgesamt klein gehalten und der Lagerplatz sowie die Kosten sind verringert.The ring is designed in such a way that it can be used with at least two sizes of the series, i.e. with at least two different power classes of electric motors. For this purpose, the fan wheel is designed differently in both sizes, but with the same receptacle for the ring. The same ring can therefore always be used with at least two fan impellers of the series of different sizes. Thus, the number of parts in the series is kept small overall and the storage space and costs are reduced.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Ring mit Befestigungsklipsen mit dem Lüfterrad verbunden.In further exemplary embodiments according to the invention, the ring is connected to the fan wheel with fastening clips.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Lüfterrad aus Kunststoff und der Ring aus Ferrit oder einem Ferritplast. Bei letzterer Variante ist der Ring aus einem Kunststoff hergestellt, in den Ferritpartikel vor dem Spritzvorgang eingemischt wurden.In further exemplary embodiments according to the invention, the fan wheel is made of plastic and the ring is made of ferrite or a ferrite plastic. In the latter variant, the ring is made from a plastic into which ferrite particles were mixed before the injection molding process.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Lüfterrad aus einem Kunststoff mit magnetisierbaren Partikeln hergestellt. Somit ist der Ring sozusagen im Lüfterrad integriert ausführbar. Das Lüfterrad wird dann am Umfang abwechselnd verschieden aufmagnetisiert, wobei dieses Magnetisieren auf ungefähr demjenigen Radius erfolgt, auf welchem die Sensoren angeordnet sind.In further exemplary embodiments according to the invention, the fan wheel is made from a plastic with magnetizable particles. Thus, the ring can be implemented integrated into the fan wheel, so to speak. The fan wheel is then alternately magnetized on the circumference differently, this magnetization taking place on approximately that radius on which the sensors are arranged.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Ring nicht aus abwechselnd magnetisierbarem Material, wie Ferromagnet, Ferrimagnet und/oder Permanentmagneten, vorgesehen, sondern es ist ein Material vorgesehen, bei dem ein physikalischer Parameter, wie beispielsweise elektrische Leitfähigkeit oder Dielektrizitätskonstante oder eine elektrische oder magnetische Suszeptibilität, am Umfang des Rings variierend ausgeprägt ist. Die Sensoren sind dann entsprechend zu wählen. Das Variieren des physikalischen Parameters ist vorzugsweise periodisch derart auszuführen, dass jedem benachbarten Winkelbereich ein geänderter Wert des Parameters zugeordnet ist und somit mittels der Sensoren beim Drehen des Rotors das Abwechseln der Winkelbereiche detektierbar ist und somit Information über die Winkellage und/oder Winkelgeschwindigkeit bestimmbar ist. Beispielsweise ist der Ring aus am Umfang abwechselnd angeordneten Stücken von Metall und Kunststoff herstellbar. Somit sind als Sensoren Feldplattensensoren oder andere, auf die elektrische Leitfähigkeit sensitive Sensoren verwendbar.In further exemplary embodiments according to the invention, the ring is not made of alternately magnetizable material, such as ferromagnet, ferrimagnet and / or permanent magnets, but a material is provided in which a physical parameter, such as electrical conductivity or dielectric constant or an electrical or magnetic susceptibility, is pronounced in varying degrees on the circumference of the ring. The sensors must then be selected accordingly. The physical parameter should preferably be varied periodically in such a way that a changed value of the parameter is assigned to each adjacent angular range and the alternation of the angular ranges can thus be detected by means of the sensors when the rotor rotates and information about the angular position and / or angular speed can thus be determined. For example, the ring can be produced from pieces of metal and plastic arranged alternately on the circumference. Field plate sensors or other sensors sensitive to electrical conductivity can thus be used as sensors.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- StatorgehäuseStator housing
- 22
- Rotorrotor
- 33
- Lagercamp
- 44th
- KlemmenkastenTerminal box
- 55
- LüfterhaubeFan cover
- 66th
- Stromrichter mit KühlvorrichtungPower converter with cooling device
- 77th
- Lüfterrad mit FlügelnFan wheel with blades
- 88th
- AuswerteelektronikEvaluation electronics
- 99
- ElektronikgehäuseElectronics housing
- 1010
- DatenleitungData line
- 1111
- Ringring
- 1212
- Bremsebrake
Claims (17)
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DE10362261.6A Expired - Lifetime DE10362261B4 (en) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Electric motor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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