DE10362261B4 - Electric motor - Google Patents

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DE10362261B4
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Dr. Mahlein Jochen
Josef Schmidt
Dr. Simon Olaf
Ronny Enenkel
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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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 DE 199 24 201 C2 ist ein Drehzahlgebersystem bekannt, das besonders einfach und kostengünstig aufgebaut ist. Dabei werden die Flügel eines Lüfterrads eines Motors von Sensoren detektiert. Vorteiligerweise ist die generierte Datenrate derart gering, dass ein kostengünstiges Bussystem zum Übertragen der Daten verwendbar ist. Nachteilig ist dabei, dass die Winkel-Auflösung von der Anzahl der Lüfter abhängt und dadurch auch begrenzt ist. Außerdem benötigen die Sensoren viel Bauraum außerhalb des Motors.From the DE 199 24 201 C2 a speed sensor system is known which is particularly simple and inexpensive. The blades of a fan wheel of a motor are detected by sensors. The generated data rate is advantageously so low that an inexpensive bus system can be used to transfer the data. The disadvantage here is that the angular resolution depends on the number of fans and is therefore also limited. In addition, the sensors require a lot of space outside the engine.

Nächstkommender Stand der Technik ist die DE 295 14 026 U1 , aus der bekannt ist, dass ein Näherungsgeber mit Geberfahnen zur Drehzahlerkennung bei einem Elektromotor eingesetzt wird.The closest prior art is that DE 295 14 026 U1 , from which it is known that a proximity sensor with encoder flags is used for speed detection in an electric motor.

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 EP 0 942 513 A2 ist ein Elektromotor bekannt.From the EP 0 942 513 A2 an electric motor is known.

Aus der EP 1 003 268 A1 ist eine elektrische Drehmaschine bekannt.From the EP 1 003 268 A1 an electric lathe is known.

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 US 4 803 376 A ist ein Steuerverfahren für eine elektrische Maschine bekannt.From the U.S. 4,803,376 A a control method for an electric machine is known.

Aus der DE 199 26 542 A1 ist eine Steckverbindereinheit für einen Anschlusskasten eines Elektromotors bekannt.From the DE 199 26 542 A1 a connector unit for a junction box of an electric motor is known.

Aus der DE 695 13 089 T2 ist eine Einrichtung zur Winkellageerkennung bekannt.From the DE 695 13 089 T2 a device for angular position detection is known.

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 claim 1.

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 12 oder sogar 50 oder mehr Bereiche ausbildbar. Somit wird durch die Erfindung eine Auflösung von 30° oder sogar 7,2° oder weniger zur Verfügung gestellt. Dies ist für eine einfache industrielle Positionieraufgabe ausreichend. Somit ist sogar ein Asynchronmotor als Elektromotor zum Positionieren verwendbar, also in einem Positionierantrieb einsetzbar.In an advantageous embodiment, the ring has alternating magnetization on its circumference. The advantage here is that the resolution of the encoder according to the invention can be determined by means of the selection of the magnetized areas. For example are 12 or even 50 or more areas can be trained. The invention thus provides a resolution of 30 ° or even 7.2 ° or less. This is sufficient for a simple industrial positioning task. Thus, even an asynchronous motor can be used as an electric motor for positioning, that is to say it can be used in a positioning drive.

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.
The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
  • 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 1 und einen relativ zu diesem drehbar über zwei Lager 3 gelagerten Rotor 2. Am Statorgehäuse 1 ist ein Klemmenkasten 4 für Anschlussvorrichtungen angebracht, auf dem ein Stromrichter 6 mit Kühlvorrichtung montiert ist. Somit ist der erfindungsgemäße Elektromotor auch als Umrichtermotor ausführbar. Dabei ist zwischen Statorwicklungen und der Elektronik des Stromrichters oder Umrichters zumindest eine Wärmesperre vorgesehen. Die Abfuhr der von den Leistungshalbleitern des Stromrichters oder Umrichters erzeugten Wärme erfolgt im Wesentlichen über den Kühlkörper, dessen Kühlrippen in den 1 und 2 zum Motor hingerichtet sind. In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind zusätzlich oder alternativ vom Motor weg gerichtete Kühlrippen vorsehbar. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf reine Elektromotoren ohne Stromrichter oder Umrichter, wobei dieser Stromrichter oder Umrichter im Feld oder in einem Schaltschrank montierbar ist und zumindest mit elektrischen Versorgungsleitungen mit dem Elektromotor verbunden ist.The electric motor includes a stator housing 1 and one rotatable relative to this via two bearings 3 mounted rotor 2 . On the stator housing 1 is a terminal box 4th for connection devices attached on which a converter 6th is mounted with cooling device. The electric motor according to the invention can thus also be implemented as a converter motor. At least one thermal barrier is provided between the stator windings and the electronics of the converter or converter. The dissipation of the heat generated by the power semiconductors of the power converter or converter takes place essentially via the heat sink, whose cooling fins are in the 1 and 2 are executed to the engine. In further Embodiments according to the invention can additionally or alternatively provide cooling fins directed away from the motor. In addition, the invention also relates to pure electric motors without a converter or converter, this converter or converter being mountable in the field or in a switch cabinet and being connected to the electric motor at least with electrical supply lines.

Der Rotor 2 ist mit einem Lüfterrad 7 mit Flügeln lösbar verbunden, das in einem von der Lüfterhaube 5 geschützten Bereich drehbar ist. Insbesondere ist das Lüfterrad mittels Passfederverbindung mit der Rotorwelle des Rotors 2 verbundenThe rotor 2 is with a fan wheel 7th releasably connected with blades, which is in one of the fan cover 5 protected area is rotatable. In particular, the fan wheel is connected to the rotor shaft of the rotor by means of a keyway connection 2 connected

Am B-Lagerflansch des Statorgehäuses 1, insbesondere an der dem Abtrieb abgewandten Seite, also B-seitig, ist eine Auswerteelektronik 8 lösbar mit dem B-Lagerflansch verbunden, die Sensoren umfasst. Am Lüfterrad 7 ist ein Polring, also ein Ring 11 mit am Umfang abwechselnder Magnetisierungsrichtung, angebracht. Die Sensoren detektieren das Magnetfeld des relativ zu ihnen drehbaren Rings und sind am Umfang zueinander versetzt angebracht, wodurch eine Drehrichtungserkennung realisierbar ist. Wenn der Polring beispielsweise aus 12 Bereichen besteht, von denen 6 Bereiche mit ihrem magnetischen Nordpol zu den Sensoren hingewandt und 6 Bereiche mit ihrem magnetischen Südpol zu den Sensoren hingewandt sind, werden die Sensoren am Umfang des Polrings vorteiligerweise um 15° versetzt angeordnet.On the B-bearing flange of the stator housing 1 , in particular on the side facing away from the output, i.e. on the B-side, there is an electronic evaluation system 8th releasably connected to the B-bearing flange, which includes sensors. On the fan wheel 7th is a pole ring, i.e. a ring 11 with alternating direction of magnetization on the circumference. The sensors detect the magnetic field of the ring that is rotatable relative to them and are attached to the circumference offset from one another, so that the direction of rotation can be detected. For example, if the pole ring is off 12 Areas consists of which 6th Areas with their magnetic north pole facing the sensors and 6th Areas with their magnetic south pole facing towards the sensors, the sensors are advantageously arranged offset by 15 ° on the circumference of the pole ring.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Auswerteelektronik von einem diese umgebenden Elektronikgehäuse 9 geschützt. Alternativ ist auch ein Schutz durch Umspritzen oder Vergießen mit einem Kunststoff erreichbar.In further exemplary embodiments according to the invention, the evaluation electronics are from an electronics housing that surrounds them 9 protected. Alternatively, protection can also be achieved by overmolding or encapsulating with a plastic.

Die Auswerteelektronik ist mit einer Datenleitung 10 verbunden, die zum Stromrichter führt und diesem Informationen über den Winkel des Lüfterrades zuleitet. Zumindest bei denjenigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen, bei welchen der Stromrichter oder Umrichter separat vom Motor, also im Feld oder Schaltschrank, montiert ist, ist die Datenleitung auch mit den Versorgungsleitungen integriert ausführbar. Dazu ist in einer erster Variante die Verwendung eines Hybridkabels ausführbar, das Starkstromleitungen zur Versorgung des Motors und Signalleitungen zur Datenübertragung und/oder zur Übertragung von Steuersignalen umfasst. In einer zweiten Variante ist eine Aufmodulation der zu übertragenden Daten auf die Versorgungsleitungen selbst ausführbar.The evaluation electronics are with a data line 10 connected, which leads to the converter and feeds this information about the angle of the fan wheel. At least in those exemplary embodiments according to the invention in which the power converter or converter is mounted separately from the motor, that is to say in the field or switch cabinet, the data line can also be implemented in an integrated manner with the supply lines. To this end, a hybrid cable can be used in a first variant, which comprises power lines for supplying the motor and signal lines for data transmission and / or for the transmission of control signals. In a second variant, the data to be transmitted can be modulated onto the supply lines themselves.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Auswertelektronik samt Sensoren und Ring somit kompakt ausgeführt, von der Lüfterhaube geschützt und in der Auflösung unabhängig von der Anzahl der Lüfterflügel des Lüfterrades 7. Je nach Anforderung ist der Ring derart ausführbar, dass nicht nur 12, sondern 50 oder mehr Pulse pro Umdrehung vorsehbar sind.In the embodiment of the invention according to 1 the evaluation electronics, including sensors and ring, are therefore compact, protected by the fan cover and the resolution is independent of the number of fan blades on the fan wheel 7th . Depending on the requirements, the ring can be designed so that not only 12 , rather 50 or more pulses per revolution can be provided.

In der 2 ist eine entsprechende Ausführung mit Bremse 12 gezeigt, wobei die Auswertelektronik nicht zwischen B-Lagerflansch des Statorgehäuses 1 und Lüfterrad 7, sondern zwischen Bremse 12 und Lüfterrad 7 angeordnet ist.In the 2 is a corresponding version with a brake 12 shown, with the evaluation electronics not between the B-bearing flange of the stator housing 1 and fan wheel 7th , but between brake 12 and fan wheel 7th is arranged.

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 1 und 2 schematisch dargestellt.The evaluation electronics can thus be used in a modular system of electric motors that includes electric motors and electric motors with brakes, as well as converter motors and converter motors with brakes. Converter motors are electric motors with an integrated converter as in the 1 and 2 shown schematically.

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.

3 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel nochmals genauer. Dabei ist der Ring aufgeschoben auf eine Erhebung am Lüfterrad und fixierbar mit einem Klebepunkt oder einer elastischen und hervorstehenden Kunststoffnase am Lüfterrad. Der Ring hat dazu ein gewisses Übermaß. Das Gehäuse 9 ist an den B-Lagerflansch angeschraubt ausgeführt. Es ist aber auch bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen mit Kleben oder Nieten verbindbar. 3 shows an embodiment according to the invention again in more detail. The ring is pushed onto an elevation on the fan wheel and can be fixed with an adhesive point or an elastic and protruding plastic nose on the fan wheel. The ring also has a certain excess. The case 9 is screwed to the B-bearing flange. In other exemplary embodiments according to the invention, however, it can also be connected by gluing or riveting.

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)

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) aufweist und wobei zwischen Bremse (12) und Lüfterrad (7) eine Auswerteelektronik (8) angeordnet ist und 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), wherein the stator housing (1) comprises 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, is rotatable 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) is connected, wherein the electric motor has a brake (12) and an electronic evaluation system (8) being arranged between the brake (12) and the fan wheel (7) and sensors are connected to and arranged with the evaluation electronics (8) in such a way that the sensors interact with the pole ring (11) in such a way that the evaluation electronics (8) provide information about the angular position and / or speed of the rotor (2) by means of a data line ( 10) are transferable, or the evaluation electronics (8) being detachably connected to the B-bearing flange to form an electric motor without a brake (12), wherein the B-bearing flange is provided for receiving a B-side bearing of the rotor (2). Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (7) mit dem Rotor (2) mitdrehbar angeordnet ist.Electric motor after Claim 1 , characterized in that the fan wheel (7) is arranged to rotate with the rotor (2). Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polring (11) an seinem Umfang eine abwechselnde Magnetisierung aufweist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the pole ring (11) has an alternating magnetization on its circumference. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polring (11) aus Ferrit-Material ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the pole ring (11) is made of ferrite material. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polring (11) ein Ferritplast ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the pole ring (11) is a ferrite plastic. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren als Hallsensoren, als Wiegand- oder Impulsdrähte oder als andere, Magnetfeld-sensitive Sensoren ausgeführt sind.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors are designed as Hall sensors, as Wiegand or impulse wires or as other, magnetic field-sensitive sensors. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polring (11) an seinem Umfang sich abwechselnde Bereiche aufweist, die jeweils verschiedene Werte einer physikalischen Größe aufweisen.Electric motor after Claim 1 , characterized in that the pole ring (11) has alternating areas on its circumference, each of which has different values of a physical variable. Elektromotor nach Anspruch 7, die abwechselnden Bereiche jeweils verschiedene Werte an Dielektrizitätskonstante ε aufweisen.Electric motor after Claim 7 , the alternating areas each have different values of dielectric constant ε. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren als Feldplattensensoren oder als andere, auf die Werte der physikalischen Größen sensitive Sensoren ausgeführt sind.Electric motor according to one of the preceding Claims 1 to 5 or 7th or 8th , characterized in that the sensors are designed as field plate sensors or as other sensors sensitive to the values of the physical variables. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitung (10) zumindest teilweise in einem Hybridkabel verläuft oder durch Aufmodulation auf Starkstromkabel bewirkbar ist. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the data line (10) runs at least partially in a hybrid cable or can be produced by modulating it onto power cables. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (8) die Signale der Sensoren derart verarbeitet, dass über die Datenleitung (10) Daten in einem Busformat, wie Feldbus oder dergleichen, übertragbar sind.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation electronics (8) process the signals from the sensors in such a way that data can be transmitted in a bus format, such as a field bus or the like, via the data line (10). Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitung (10) zu einem Stromrichter (6), Umrichter und/oder einer elektronischen Schaltung führt.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the data line (10) leads to a power converter (6), converter and / or an electronic circuit. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in einem Positionierantrieb einsetzbar ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor can be used in a positioning drive. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor zum Positionieren eines Gegenstandes verwendbar ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor can be used for positioning an object. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Asynchronmotor ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor is an asynchronous motor. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Elektromotor mit einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor is an electric motor with an electromagnetically actuatable brake. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Elektromotor ein Umrichter und/oder ein Stromrichter (6) vorgesehen ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a converter and / or a converter (6) is provided on the electric motor.
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