DE19703655A1 - Elektrische Antriebseinrichtung - Google Patents
Elektrische AntriebseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung,
die einen Elektromotor mit regelbarer Drehzahl umfaßt sowie
eine Spannungsversorgungs- und eine Regelungseinheit zur Be
reitstellung einer Versorgungsspannung mit variabler Amplitu
de und/oder variabler Frequenz für den Elektromotor.
Derartige Antriebseinrichtungen sind als Drehzahl- und/oder
positionsgeregelte Servoantriebssysteme bekannt, die bei
spielsweise zur exakten Positionierung eines zu bearbeitenden
Werkstücks zum Einsatz kommen. Sie umfassen üblicherweise ei
ne Spannungsversorgungseinheit in Form eines Transformators
und eines Gleichrichters, mit dessen Hilfe die transformierte
Spannung gleichgerichtet wird. Außerdem umfassen übliche Ser
voantriebssysteme ein meist als Servoeinheit bezeichnetes Re
gelgerät, mit dessen Hilfe die Spannungs-Versorgungseinheit
derart angesteuert wird, daß die gleichgerichtete Spannung in
Abhängigkeit von Steuersignalen einer externen Positionier-Steu
erung in eine Wechselspannung mit variabler Amplitude
und/oder variabler Frequenz umgewandelt wird, die dem Elek
tromotor zur Spannungsversorgung dient. Dadurch kann die
Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von den Steuer
signalen der externen Positionier-Steuerung geregelt werden.
Das Regelgerät weist zu diesem Zweck eine Regelungseinheit
auf, mit deren Hilfe Sollwerte für die Versorgungsspannung
und Frequenz des Motors ermittelt und entsprechende Ansteuer
signale zur Ansteuerung der Spannungs-Versorgungseinheit be
reitgestellt werden. An den üblicherweise als Servomotor be
zeichneten Elektromotor ist meist über eine Kupplung ein Ge
triebe angekoppelt.
Bekannte elektrische Antriebseinrichtungen in Form der voran
stehend beschriebenen Servoantriebssysteme weisen einen nicht
unbeträchtlichen Platzbedarf auf und sind mit einem erhebli
chen Gewicht verbunden, wodurch sich deren Handhabung sehr
erschwert. Als besonders nachteilig hat sich erwiesen, daß
sich die bekannte elektrische Antriebseinrichtung nur unzu
länglich gegen die Abstrahlung elektromagnetischer Störstrah
lung abschirmen läßt. Derartige Störstrahlung ergibt sich
insbesondere bei der Bereitstellung der Versorgungsspannung
für den Elektromotor, da hierbei in vielen Fällen hochfre
quente Wechselströme mit beträchtlicher Amplitude geschaltet
werden, so daß aufwendige Abschirmmaßnahmen erforderlich
sind, um die Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung zu
vermindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische
Antriebseinrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzu
bilden, daß bei verringertem Platzbedarf und vereinfachter
Handhabung die Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung
zuverlässig verhindert wird.
Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Antriebseinrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Spannungsversorgungseinheit, die Regelungseinheit und
der Elektromotor als gemeinsame bauliche Einheit ausgestaltet
und in einem elektromagnetische Strahlung abschirmenden Ge
häuse integriert sind.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung bildet somit eine
kompakte Baueinheit, die einen deutlich geringeren Platzbe
darf aufweist als die üblicherweise aus mehreren Einzelkompo
nenten zusammengesetzten Servoantriebssysteme bekannter Art.
Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Konstruktion
durch eine sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit aus,
da die Spannungsversorgungs- und die Regelungseinheit dem
Elektromotor unmittelbar benachbart angeordnet sind und ge
meinsam mit diesem von einem Gehäuse umgeben sind, das eine
Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung zuverlässig
verhindert. Insbesondere entfällt bei der erfindungsgemäßen
Antriebseinrichtung eine separate Stromversorgungsleitung
zwischen Spannungs-Versorgungseinheit und Elektromotor. Diese
Stromversorgungsleitung bildet aufgrund ihres "Antennenef
fekts" einen Hauptverursacher für elektromagnetische Stör
strahlung. Die kompakte Ausgestaltung erleichtert außerdem
die Handhabung der elektrischen Antriebseinrichtung und be
wirkt eine übersichtliche Ausgestaltung. Überdies hat die
Ausbildung in Form einer baulichen Einheit eine geringere
Störanfälligkeit zur Folge, als dies bei üblichen Servoan
triebssystemen der Fall ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgese
hen, daß die Spannungsversorgungs- und die Regelungseinheit
Trägerelemente zur Aufnahme elektronischer Bauelemente umfas
sen, wobei die Trägerelemente dem Elektromotor benachbart an
geordnet sind, insbesondere den Elektromotor in Umfangsrich
tung umgeben. Die vorteilhafterweise als Platinen ausgebilde
ten Trägerelemente können um den Motorblock des Elektromotors
herum aufgebaut werden, so daß sich eine sehr platzsparende
Anordnung ergibt.
Günstig ist es, wenn zwischen den Trägerelementen und dem
Elektromotor ein innerer Kühlkanal verläuft und die An
triebseinrichtung ein Lüftungsaggregat umfaßt, das über den
inneren Kühlkanal mit Lüftungsöffnungen des Gehäuses in Strö
mungsverbindung steht. Dadurch kann eine besonders kompri
mierte Anordnung erzielt werden, ohne daß es aufgrund der
auftretenden Wärmeverluste zu einer Beeinträchtigung der
Funktionsfähigkeit der elektrischen Antriebseinrichtung
kommt. Mit Hilfe des Lüftungsaggregats kann eine Kühlluft
strömung erzeugt werden zur Kühlung sowohl der auf den Trä
gerelementen aufgebauten elektronischen Bauelemente der Span
nungsversorgungs- und der Regelungseinheit als auch zur Küh
lung des Elektromotors. Dadurch kann insbesondere auch die
bei Bremsvorgängen des Elektromotors freiwerdende Energie
beispielsweise über ohmsche Widerstände zuverlässig an die
Kühlluftströmung abgegeben werden.
Eine besonders effektive Kühlung insbesondere der elektri
schen Bauelemente der Spannungsversorgungs- und der Rege
lungseinheit kann dadurch erzielt werden, daß sich zwischen
den Trägerelementen und dem Gehäuse ein vorzugsweise parallel
zum inneren Kühlkanal verlaufender äußerer Kühlkanal er
streckt. Die Trägerelemente der Spannungsversorgungs- und der
Regelungseinheit bilden somit eine Trennwand zwischen dem in
neren und dem äußeren Kühlkanal, so daß die auf den Träger
elementen aufgebauten elektronischen Bauelemente sowohl auf
ihrer dem Elektromotor zugewandten Seite als auch auf ihrer
dem Elektromotor abgewandten Seite von Kühlluft umströmt wer
den. Dies hat eine äußerst wirksame Wärmeabfuhr zur Folge, so
daß trotz der kompakten Bauweise auch bei hohen Motorleistun
gen die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen elektrischen
Antriebseinrichtung erhalten bleibt.
Um die Wärmeabfuhr auch bei sehr niedrigen Motordrehzahlen
sicherzustellen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, daß das Lüftungsaggregat einen Lüftungsantrieb
umfaßt. Dieser kann unabhängig von der Drehzahl des Elektro
motors aktiviert werden, so daß die Kühlluftströmung auch
dann erhalten bleibt, wenn der Elektromotor mit stark redu
zierter Drehzahl betrieben wird. Eine hohe Belastung bei
niedrigen Drehzahlen führt zu erhöhten Wärmeverlusten in den
elektrischen Bauelementen, diese können bei der vorteilhaften
Ausgestaltung besonders effektiv gekühlt werden. Dadurch kann
insbesondere bei Bremsvorgängen die freiwerdende Wärmeenergie
zuverlässig abgeführt werden.
Das Lüftungsaggregat ist vorteilhafterweise als Axiallüfter
ausgebildet. Dies ermöglicht es, das Lüftungsaggregat stirn
seitig am Elektromotor anzuordnen zur Erzeugung einer an der
Außenseite des Elektromotors im wesentlichen parallel zu des
sen Drehachse ausgerichteten Kühlluftströmung.
Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung
eine Kühlluftführung zur Aufteilung der vom Lüftungsaggregat
dem inneren und dem äußeren Kühlkanal zugeführten Kühlluft
menge. Mittels der Kühlluftführung kann sichergestellt wer
den, daß unabhängig vom Strömungsquerschnitt des inneren und
des äußeren Kühlkanals beispielsweise dem inneren Kühlkanal,
sofern dieser eine besonders starke Erwärmung erfährt, eine
größere Kühlluftmenge zugeführt werden kann als dem äußeren
Kühlkanal.
Bei einer kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist
vorgesehen, daß die Kühlluftführung ein in axialer Richtung
zwischen den Trägerelementen und dem Lüftungsaggregat ange
ordnetes, vorzugsweise den dem Lüftungsaggregat zugewandten
Endbereich des Elektromotors in Umfangsrichtung umgebendes
Leitblech umfaßt. Das Leitblech kann schräg zur Längsachse
des Elektromotors ausgerichtet sein und in Form eines Trich
ters beispielsweise dem inneren Kühlkanal eine größere Kühl
luftmenge zuführen als dem äußeren Kühlkanal.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung ist vorgesehen,
daß die Spannungsversorgungseinheit einen elektronischen
Spannungsumrichter umfaßt. Dies ermöglicht sowohl eine be
trächtliche Gewichtsersparnis als auch eine nicht unwesentli
che Verringerung des Platzbedarfs gegenüber herkömmlichen
elektrischen Antriebssystemen, bei denen üblicherweise ein
Transformator mit entsprechenden Spulen zur Reduktion der
Netzspannung zum Einsatz kommt.
Günstig ist es, wenn der elektronische Spannungsumrichter ei
nen vorteilhafterweise gesteuerten Gleichrichter zur Gleich
richtung und bevorzugt auch zur Gleichspannungswandlung einer
Eingangswechselspannung auf eine gleichförmige Zwischenkreis
spannung aufweist, sowie einen steuerbaren Wechselrichter zur
Wechselrichtung der Zwischenkreisspannung auf eine Versor
gungsspannung variabler Amplitude und/oder variabler Fre
quenz. Die zur Drehzahleinstellung des Elektromotors erfor
derliche variable Versorgungsspannung wird mit Hilfe des
elektronischen Spannungsumrichters bereitgestellt. Hierzu er
folgt zunächst eine Gleichrichtung der einphasigen oder drei
phasigen Eingangswechselspannung auf eine gleichförmige Zwi
schenkreisspannung, deren Höhe durch die Bauart des Elektro
motors bedingt ist. Die mechanische Leistung des Elektromo
tors richtet sich nach dem vom Motor bereitgestellten Drehmo
ment, das von der Stromstärke des durch die Wicklungen des
Elektromotors fließenden Stroms abhängig ist. Die maximal zu
lässige Stromstärke wird durch die Wärmeentwicklung im Motor
begrenzt. Kommt ein auf hohe mechanische Leistungen und damit
verbunden auf hohe Stromstärken ausgelegter Elektromotor zum
Einsatz, so ist es von Vorteil, eine relativ niedrige Zwi
schenkreisspannung von beispielsweise 330 V zu verwenden.
Die Erzeugung einer Zwischenkreisspannung von beispielsweise
330 V kann durch Gleichrichtung der einphasigen Netzspannung
von 235 V erfolgen oder durch Gleichrichtung und Gleichspan
nungswandlung (DC-DC-Wandlung) einer dreiphasigen Netzspan
nung von z. B. 410 V, wobei zur Gleichrichtung und Gleichspan
nungswandlung vorzugsweise eine übliche B6-Diodenbrücke mit
Tiefsetzsteller zur DC-DC-Wandlung von 580 V auf 330 V zum
Einsatz kommen kann.
Wird ein Elektromotor mit bauartbedingter Zwischenkreisspan
nung von ungefähr 580 V verwendet, so kann mittels des
Gleichrichters die Zwischenkreisspannung durch Gleichrichtung
einer dreiphasigen Netzspannung von 410 V erzeugt werden, wo
bei vorteilhafterweise eine einfache B6-Diodenbrücke oder ei
ne geregelte B6-Transistorenbrücke zum Einsatz kommen.
Besonders vorteilhaft ist eine Gleichrichtung mittels einer
geregelten B6-Transistorenbrücke, die auch eine Energierück
speisung ermöglicht. Hierbei können Bremswiderstände für die
Energieabfuhr entfallen, und der Gesamtwirkungsgrad der An
triebseinrichtung wird durch die Energierückspeisung erhöht.
Mittels einer geregelten elektronischen B6-Transistorenbrücke
zur Gleichrichtung und Gleichspannungswandlung kann insbeson
dere eine sinusförmige Stromaufnahme gewährleistet werden.
Falls keine Energierückspeisung vorgesehen ist, können ergän
zend Bremswiderstände zum Einsatz kommen, um überschüssige
Energie in Form von Wärme abzuführen.
Eine Zwischenkreisspannung von 580 V kann auch durch Gleich
richtung und Gleichspannungswandlung einer einphasigen Netz
spannung von 235 V bereitgestellt werden, wobei zur Gleich
spannungswandlung ein an sich bekannter elektronischer Hoch
setzteller eingesetzt werden kann.
Günstig ist es, wenn der elektronische Spannungsumrichter zur
Pufferung des Zwischenkreises Zwischenkreiskondensatoren um
faßt.
Die Zwischenkreisspannung kann mittels des steuerbaren Wech
selrichters zur Drehzahlregelung des Elektromotors auf eine
Versorgungsspannung mit variabler Amplitude und variabler
Frequenz umgeformt werden. Der Wechselrichter umfaßt hierbei
vorzugsweise eine übliche B6-Brücke mit Transistoren und an
tiparallel geschalteten Dioden. Durch die Wechselrichtung
wird ein dreiphasiges Drehstromnetz variabler Frequenz und
variabler Spannung erzeugt.
Wie bereits erwähnt, können zur Aufnahme der bei Bremsvorgän
gen freiwerdenden Energie ohmsche Bremswiderstände vorgesehen
sein oder aber eine Schaltungsanordnung zur Rückspeisung der
freiwerdenden Energie ins Spannungsnetz.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die
Regelungseinheit zum drehzahl- und/oder drehmomentengeregel
ten Betrieb des Elektromotors eine Regelungsschaltung umfaßt
zur Ansteuerung des Wechselrichters. Istdrehzahl- und/oder
-strom des Elektromotors werden hierzu mittels eines entspre
chenden Drehzahlgebers bzw. einer Strommeßeinheit erfaßt.
Diese Werte werden in der Regelungseinheit mit vorgebbaren
Sollwerten verglichen und ein entsprechendes Ansteuerungs
signal generiert, das dem Wechselrichter eingegeben wird, der
entsprechende Spannungs- und Frequenzwerte für den Elektromo
tor erzeugt.
Als Elektromotor kann ein handelsüblicher Motor in Form eines
Asynchronmotors oder eines permanenterregten Synchronmotors
zum Einsatz kommen.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung
der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, teilweise aufgebrochen
dargestellte Seitenansicht einer erfindungs
gemäßen elektrischen Antriebseinrichtung mit
angekoppelter Getriebeeinheit;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in
Fig. 1 und
Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Ver
schaltung der erfindungsgemäßen Antriebsein
richtung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine elektrische Antriebseinrich
tung in Form eines mit dem Bezugszeichen 10 versehenen Kom
paktantriebs dargestellt mit einem Elektromotor 12, dem
stirnseitig ein Axiallüfter 14 benachbart ist und der von ei
nem Gehäuse 16 umgeben ist. Das Gehäuse 16 umfaßt einen den
Elektromotor 12 in Umfangsrichtung umhüllenden Gehäusemantel
18, einen Gehäusedeckel in Form eines Stirnflansches 20 und
einen zwischen dem Elektromotor 12 und dem Axiallüfter 14 an
geordneten Gehäuseboden in Form eines Verbindungsflansches
22, an dem der Axiallüfter 14 gehalten ist. Der Gehäusemantel
18 ist in radialem Abstand zum Elektromotor 12 angeordnet, so
daß sich zwischen den beiden Bauteilen ein Ringraum 24 aus
bildet. Der Ringraum 24 nimmt insgesamt vier Trägerplatten
27, 28, 29 und 30 auf, die den Elektromotor 12 in Umfangs
richtung vollständig umgeben und über Winkelstücke 32 mitein
ander verbunden sind. In Längsrichtung erstrecken sich die
Trägerplatten 27 bis 30 entlang der gesamten Außenseite des
Elektromotors 12. Auf den Trägerplatten 27 bis 30 sind die
elektronischen Bauelemente 31 einer Spannungsversorgungs- und
einer Regelungseinheit montiert zur Bereitstellung einer Ver
sorgungsspannung für den Elektromotor 12. Diese werden nach
folgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert.
Durch die Trägerplatten 27 bis 30 wird der Ringraum 34 in ei
nen dem Elektromotor 12 zugewandten inneren Kühlkanal 33 und
einen dem Gehäusemantel 18 zugewandten äußeren Kühlkanal 34
unterteilt. Die beiden Kühlkanäle 33 und 34 stehen über einen
Durchbruch 36 im Verbindungsflansch 22 mit dem Axiallüfter 14
in Strömungsverbindung, und der Stirnflansch 20 weist im we
sentlichen koaxial zum Durchbruch 36 verlaufende Lüftungsöff
nungen 38 auf, so daß sich vom Axiallüfter 14 durch den
Durchbruch 36 hindurch entlang des inneren Kühlkanals 33 und
des äußeren Kühlkanals 34, die im wesentlichen parallel zu
einander ausgerichtet sind, in Richtung auf die Lüftungsöff
nungen 38 eine Kühlluftströmung ausbilden kann zur Abfuhr der
an den elektronischen Bauelementen 31 der Trägerplatten 27
bis 30 sowie am Elektromotor 12 auftretenden Wärme.
Auf ihre dem Axiallüfter 14 zugewandte Stirnseite ist auf die
Trägerplatten 27 bis 30 ein schräg zur Längsachse des Elek
tromotors 12 ausgerichtetes Leitblech 40 aufgesetzt, das in
den Durchbruch 36 eingreift und in Richtung auf den Axiallüf
ter 14 schräg nach außen weist, so daß die durch den Durch
bruch 36 hindurchströmende Kühlluft im radial außenliegenden
Bereich des Durchbruches 36 dem äußeren Kühlkanal 34 und im
radial innenliegenden Bereich des Durchbruchs 36 dem inneren
Kühlkanal 32 zugeführt wird. Das Leitblech 40 bewirkt somit
eine Aufteilung der vom Axiallüfter 14 zur Verfügung gestell
ten Kühlluftmenge.
Der Stirnflansch 20 trägt auf seiner dem Elektromotor 12 ab
gewandten Außenseite ein Getriebe 42, das in an sich bekann
ter und aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit einer
Antriebswelle des Elektromotors 12 gekoppelt ist und auf sei
ner dem Elektromotor 12 abgewandten Stirnseite eine Abtriebs
welle 44 aufweist.
Der Elektromotor 12 bildet in Kombination mit den auf den
Trägerplatten 27 bis 30 aufgebauten elektronischen Bauelemen
ten 31 der Spannungsversorgungs- und der Regelungseinheit ei
ne kompakte elektrische Antriebseinrichtung, wobei die Dreh
zahl des Elektromotors durch die von der Spannungsversor
gungs- in Verbindung mit der Regelungseinheit bereitgestellte
Versorgungsspannung geregelt werden kann. Die elektrische
Verschaltung der Spannungsversorgungs- und der Regelungsein
heit ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.
Wie aus Fig. 3 deutlich wird, umfaßt die Spannungsversor
gungseinheit einen Spannungsumformer 48 zur Bereitstellung
einer dreiphasigen Versorgungsspannung für den Elektromotor
12. Die Regelungseinheit umfaßt eine Regelungsschaltung 50,
mit deren Hilfe der Spannungsumformer 48 derart angesteuert
werden kann, daß der Elektromotor 12 eine gewünschte Drehzahl
und/oder ein gewünschtes Drehmoment aufweist.
Der Spannungsumformer 48 umfaßt einen Gleichrichter 52, einen
Zwischenkreis 54 und einen Wechselrichter 56. Mit Hilfe des
Gleichrichters 52 kann eine einphasige Netzspannung von 235 V
auf eine Zwischenkreisspannung von 330 V oder eine dreiphasi
ge Netzspannung von 410 V auf eine Zwischenkreisspannung von
580 V gleichgerichtet werden. Ergänzend kann ein Gleichspan
nungswandler in Form eines elektronischen Tiefsetztellers
oder eines elektronischen Hochsetztellers zum Einsatz kommen,
so daß auch bei Verwendung einer dreiphasigen Netzspannung
von 410 V eine Zwischenkreisspannung von 330 V bzw. bei Ver
wendung einer einphasigen Netzspannung von 235 V eine Zwi
schenkreisspannung von 580 V erzeugt werden kann. Bei den ge
nannten Zahlenangaben handelt es sich nur um beispielhafte
Angaben. Die von der Bauart des zum Einsatz kommenden Elek
tromotors abhängige Zwischenkreisspannung kann selbstver
ständlich auch andere Werte annehmen.
Die Gleichrichtung erfolgt mittels der elektronischen Bauele
mente 31, wobei insbesondere eine übliche B6-Diodenbrücke und
bei Bedarf ein Tiefsetzteller oder ein Hochsetzteller zum
Einsatz kommen können. Die vom Gleichrichter 52 zur Verfügung
gestellte Zwischenkreisspannung wird zur Pufferung an Zwi
schenkreiskondensatoren 58 geleitet. Die an den Zwischen
kreiskondensatoren anliegende Spannung dient als Eingangs
spannung für den Wechselrichter 56, der ein dreiphasiges
Drehstromnetz variabler Frequenz und variabler Spannung er
zeugt, an das der Elektromotor 12 angeschlossen ist. Hierzu
wird die Zwischenkreisspannung in Abhängigkeit von einem
Steuerungssignal der Regelungsschaltung 50 getaktet. Die Re
gelungsschaltung 50 umfaßt eine Signalgenerierungseinheit 62,
die an einen Lage- oder Drehzahlgeber 60 angeschlossen ist
und ein Drehzahl-Istsignal für eine Drehzahlregelung 64 er
zeugt, wobei das Signal dem Istwert der Drehzahl des Elektro
motors 12 entspricht. In der Drehzahlregelung 64 wird der
Istwert der Drehzahl mit einem Sollwert verglichen, der über
eine Sollwerteingabe 66 eingegeben werden kann. Die Drehzahl
regelung 64 ist über eine Stromregelung 68 in üblicher und
deshalb in der Zeichnung nicht dargestellter Weise mit dem
Wechselrichter 56 gekoppelt, so daß in Abhängigkeit von dem
Regelsignal der Drehzahlregelung 64 die Amplitude und die
Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters 56 einge
stellt werden können.
Alternativ und/oder ergänzend zu einer Drehzahlregelung kann
auch eine Drehmomentenregelung vorgesehen sein. Hierzu kann
der Stromregelung 68 über eine Eingabevorrichtung 72 ein
Drehmomentensollwert vorgegeben werden. Der Motor-Iststrom
wird im Wechselrichter 56 erfaßt und dem Stromregler 68 zur
Differenzbildung zugeführt. In Abhängigkeit von einem Diffe
renzsignal erfolgt dann die Stromregelung in an sich bekann
ter Weise.
Kommt als Elektromotor ein Asynchronmotor zum Einsatz, so
kann bevorzugt eine an sich bekannte Vektorregelung vorgese
hen sein. Hierzu kann dem Stromregler 68 über die in Fig. 3
gestrichelt dargestellte Verbindungsleitung 70 zwecks Flußbe
rechnung ein Lage-Istwert zugeführt werden.
Da die Spannungsversorgungs- und die Regelungseinheit dem
Elektromotor 12 unmittelbar benachbart angeordnet und von dem
Gehäuse 16 umgeben sind, kann keine elektromagnetische Stör
strahlung nach außen dringen. Hierzu ist das Gehäuse 16 aus
einem elektrisch leitenden Material gebildet, und zusätzlich
sind sowohl der Durchbruch 36 als die Lüftungsöffnungen 38
von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gitter, das
aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist,
überdeckt. Somit wird sichergestellt, daß aus dem Gehäuse 16
keine elektromagnetische Störstrahlung nach außen dringen
kann, so daß der Kompaktantrieb 10 insgesamt eine sehr hohe
elektromagnetische Verträglichkeit aufweist.
Claims (11)
1. Elektrische Antriebseinrichtung, die einen Elektromotor
mit regelbarer Drehzahl umfaßt sowie eine Spannungsver
sorgungs- und eine Regelungseinheit zur Bereitstellung
einer Versorgungsspannung variabler Amplitude und/oder
variabler Frequenz für den Elektromotor, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spannungsversorgungseinheit, die
Regelungseinheit und der Elektromotor (12) als gemein
same bauliche Einheit (10) ausgestaltet und in einem
elektromagnetische Strahlung abschirmenden Gehäuse (16)
integriert sind.
2. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgungs- und
die Regelungseinheit Trägerelemente (27, 28, 29, 30)
zur Aufnahme elektronischer Bauelemente (31) umfassen,
wobei die Trägerelemente (27 bis 30) dem Elektromotor
(12) benachbart angeordnet sind, insbesondere den Elek
tromotor (12) in Umfangsrichtung umgeben.
3. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß zwischen den Trägerelementen
(27 bis 30) und dem Elektromotor (12) ein innerer Kühl
kanal (33) verläuft und daß die Antriebseinrichtung
(10) ein Lüftungsaggregat (14) umfaßt, das über den in
neren Kühlkanal (33) mit Lüftungsöffnungen (38) des Ge
häuses (16) in Strömungsverbindung steht.
4. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Trägerele
menten (27 bis 30) und dem Gehäuse (16) ein äußerer
Kühlkanal (34) erstreckt.
5. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftungsaggregat (14)
einen Lüftungsantrieb umfaßt.
6. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, 4 oder
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftungsaggregat als
Axiallüfter (14) ausgebildet ist.
7. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der Ansprü
che 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs
einrichtung (10) eine Kühlluftführung (40) umfaßt zur
Aufteilung der vom Lüftungsaggregat (14) dem inneren
und äußeren Kühlkanal (33 bzw. 34) zugeführten Kühl
luftmenge.
8. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Kühlluftführung ein in
axialer Richtung zwischen den Trägerelementen (27 bis
30) und dem Lüftungsaggregat (14) angeordnetes Leit
blech (40) umfaßt.
9. Elektrische Antriebseinrichtung nach einem der voran
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spannungsversorgungseinheit einen elektronischen Span
nungsumrichter (48) umfaßt.
10. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, da
durch gekennzeichnet, daß der elektronische Spannungs
umrichter (48) einen Gleichrichter (52) zur Gleichrich
tung einer Eingangswechselspannung auf eine gleichför
mige Zwischenkreisspannung aufweist sowie einen steuer
baren Wechselrichter (56) zur Wechselrichtung der Zwi
schenkreisspannung auf eine Versorgungsspannung varia
bler Amplitude und/oder variabler Frequenz.
11. Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 9 oder
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinheit
(60) eine Regelungsschaltung (50) umfaßt zur Ansteue
rung des Wechselrichters (56) in Abhängigkeit von einem
Steuersignal eines Lage- und/oder Drehzahlgebers (60).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19703655A DE19703655C2 (de) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Elektrischer Antrieb |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19703655A DE19703655C2 (de) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Elektrischer Antrieb |
Publications (2)
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---|---|
DE19703655A1 true DE19703655A1 (de) | 1998-08-06 |
DE19703655C2 DE19703655C2 (de) | 2000-01-05 |
Family
ID=7818948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19703655A Expired - Fee Related DE19703655C2 (de) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Elektrischer Antrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19703655C2 (de) |
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