DE202012000793U1

DE202012000793U1 - Gearless, electric drive motor with switchable power

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Publication number: DE202012000793U1
Application number: DE201220000793
Authority: DE
Original assignee: ECO SCHEIBENANTRIEBE GmbH; ECO-SCHEIBENANTRIEBE GmbH
Current assignee: ECO SCHEIBENANTRIEBE GmbH; ECO-SCHEIBENANTRIEBE GmbH
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2012-04-27
Anticipated expiration: 2022-01-31

Abstract

Getriebeloser elektrischer Antriebsmotor dadurch gekennzeichnet, dass Dieser aus einer Anzahl mehrerer, einzelner elektrischer Statorwicklungen 3 und einem gemeinsamen permanent erregten Rotor, oder aus einer gleichen Anzahl mechanisch verbundenen, permanent erregten Rotorreihen 1 besteht. Die einzelnen elektrischen Statorwicklungen 3 sind elektrisch und mechanisch so verbunden das Diese die Summe der Einzelleistungen als Gesamtleistung/Nennleistung erbringen können.Gearless electric drive motor characterized in that it consists of a number of several, individual electrical stator windings 3 and a common permanently excited rotor, or of an equal number of mechanically connected, permanently excited rotor rows 1. The individual electrical stator windings 3 are electrically and mechanically connected so that they can provide the sum of the individual powers as total power / nominal power.

Description

Elektrische Antriebe üblicher Bauweise weisen eine Wicklung, einen Rotor und ein Getriebe zum Erreichen einer erforderlichen Drehzahl bei einer gegebenen Leistung auf. Analog zu steigender Nennleistung steigt die Leerlaufleistung. Das heißt: Umso größer der Antrieb ist desto höher ist die Leerlaufleistung. Die Leerlaufleistung ist die erforderliche Mindestleistung eines elektrischen Motors im Betrieb ohne Last.Electric drives of conventional design have a winding, a rotor and a gear to achieve a required speed at a given power. The idle power increases in the same way as the nominal power increases. This means that the larger the drive, the higher the idling power. The no-load power is the minimum required power of an electric motor during no-load operation.

Durch einen Getriebewirkungsgrad wird anteilig der Gesamtwirkungsgrad des Antriebes gemindert und die Mindestleistung erhöht. In der üblichen Getriebebauweise wird die Drehzahl des elektrischen Motors reduziert und das erzeugte Drehmoment des elektrischen Motors erhöht.By means of a transmission efficiency, the overall efficiency of the drive is proportionally reduced and the minimum power is increased. In the usual transmission design, the speed of the electric motor is reduced and increases the torque generated by the electric motor.

Die konstruktive Bestimmung der erforderlichen Größe eines Antriebes in Leistung, Drehmoment und Drehzahl beruht auf der mathematisch, physikalischen Berechnung der maximalen Volllastleistung und der technisch üblichen Sicherheitszuschläge. Die Volllast zum Beispiel einer Transportförderanlage mit einem elektrischen Antrieb wird durch die maximale Annahme möglich auftretender Lasten zuzüglich widriger aber plausibler Betriebszustände wie Überschüttung, Verklemmung und temporär überhöhte Reibung definiert. Diese Umstände treten selten auf und die üblichen Sicherheitszuschläge dienen der Anlagensicherheit.The constructive determination of the required size of a drive in power, torque and speed is based on the mathematical, physical calculation of maximum full load and the usual safety margins. The full load, for example, of a transport conveyor with an electric drive is defined by the maximum assumption of possible occurring loads plus adverse but plausible operating conditions such as overflow, deadlock and temporarily excessive friction. These circumstances rarely occur and the usual security surcharges are for plant safety.

Diese vorher beschriebene Leistungsbestimmung ist energetisch zutreffend, für elektrische Antriebe in einem stationären Lastbereich, wie Pumpen und Ventilatoren.This previously described power determination is energetically accurate for electric drives in a stationary load range, such as pumps and fans.

Für elektrische Antriebe welche in wechselnden Lastbereichen verwendet werden wie zum Beispiel Transportförderanlagen mit Leerlauf-, Teillast- und Volllastzeiten, stellt die nicht erforderliche Leerlaufleistung/Mindestleistung des elektrischen Antriebes einen unnötigen Energieverbrauch dar. In solchen, vorher genannten, Transportförderanlagen werden üblich Asynchrongetriebemotoren verwendet. Die Asynchrongetriebemotoren haben bauartbedingt einen Leerlaufleistungsbedarf von mindestens dem halben Betrag der Volllastleistung. Die Asynchrongetriebemotoren können dem verringerten Leistungsbedarf bei Teil- und Leerlaufleistung energetisch nicht entsprechen. Werden die Leerlauf- und Teillastbetriebszeiten solcher Transportförderanlagen berücksichtigt, so wird deutlich das die Energieeinsparungen in den Lastbereichen Leerlauf und Teillast weitaus größer sind als die Effizienz- und Wirkungsgradsteigerung des Vollastpunktes eines elektrischen Antriebes in einer solchen Anwendung. Weiterhin ist eine Überdimensionierung eines Antriebes ein fortwährender und nicht zu korrigierender Faktor für einen unnötigen Energieverbrauch.For electric drives which are used in varying load ranges such as transport systems with idling, part load and full load times, the unnecessary idling power / minimum power of the electric drive is an unnecessary energy consumption. Asynchronous geared motors are commonly used in such previously mentioned transport conveyor systems. The Asynchrongetriebemotoren have a design idling power requirement of at least half the amount of full load power. The Asynchrongetriebemotoren can not meet the reduced power requirements at part and idle power energetically. If the idling and part load operating times of such transport conveyor systems taken into account, it is clear that the energy savings in the load areas idle and part load are far greater than the efficiency and efficiency increase of the full load point of an electric drive in such an application. Furthermore, over-dimensioning a drive is a perennial and irreversible factor in unnecessary power consumption.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen elektrischen Antrieb zu schaffen, der ohne Getriebe ein erforderliches Drehmoment bei einer erforderlichen Drehzahl liefert, dieses mit einer Mehrzahl einzelner elektrischer permanent Magnet Außenläufermotoren (Axial-Servomotoren).The specified in the protection claim 1 invention is based on the problem to provide an electric drive that provides a required torque at a required speed without gear, this with a plurality of individual electric permanent magnet external rotor motors (axial servomotors).

Das Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.The problem is solved with the features listed in the protection claim 1.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 dargestellt. Die elektrische Verbindung der einzelnen elektrischen Statorwicklungen 3 ist schaltbar ausgeführt. Somit können im Volllastbedarfsfall alle elektrischen Statorwicklungen 3 mit ihren anteiligen Magnetrotorreihen 7 zu der Gesamtleistung des elektrischen Antriebes betrieben werden. Im Leerlauf kann eine elektrische Statorwicklung 3 mit seiner entsprechenden Magnetrotorreihe 1 bei geringster Gesamtleerlaufleistung betrieben werden. Die einzelnen, nicht betriebenen, frei mitdrehenden, anteiligen Magnetrotorreihen 1 bilden einen geringen Rotationswiderstand da keine mechanische Reibung erfolgt.An advantageous embodiment of the invention is shown in the protection claim 2. The electrical connection of the individual electrical stator windings 3 is switchable. Thus, in the full load requirement, all electrical stator windings 3 with their proportionate magnet rotor rows 7 operated to the total power of the electric drive. At idle, an electric stator winding 3 with its corresponding magnet rotor series 1 be operated at the lowest total idle power. The individual, not operated, freely rotating, proportionate magnetic rotor rows 1 form a low rotational resistance because no mechanical friction occurs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Magnetrotorreihe, bestehend aus einer Vielzahl 2 Magnet rotor series, consisting of a variety 2
22: Permanentmagnetpermanent magnet
33: elektrische Statorwicklungelectric stator winding
44: Rotor – RohrRotor - tube
55: Lagerdeckelbearing cap
66: Tragachsecarrying axle
77: elektrisches Kabelelectrical cable
88th: Kugellagerball-bearing
99: Rotorglocke incl. HohlwelleRotor bell incl. Hollow shaft
1010: Statorträgerstator
1111: BlechschutzgehäuseSheet metal protective housing
11a11a: GegenmomentverlagerungAgainst moment redistribution
1212: Verbindungsschraube Schutzgehäuse-StatorträgerConnecting screw protective housing stator carrier

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1–5 dargestellt. Es zeigen:Two embodiments of the invention will be described with reference to 1 - 5 shown. Show it:

1 elektrischer Trommelmotor, bestehend aus 3 Stück mechanisch gekoppelten, elektrischen Statorwicklungen 3 und analog 3 Stück mechanisch gekoppelten Magnetrotorreihen 1, in Vorderansicht Schnittdarstellung 1 electric drum motor, consisting of 3 pieces mechanically coupled, electric stator windings 3 and analogously 3 pieces of mechanically coupled magnetic rotor rows 1 , in front view sectional view

2 elektrischer Trommelmotor, bestehend aus 3 Stück mechanisch gekoppelten, elektrischen Statorwicklungen 3 und analog 3 Stück mechanisch gekoppelten Magnetrotorreihen 1, in Seitenansicht-Halbschnittdarstellung 2 electric drum motor, consisting of 3 pieces mechanically coupled, electric stator windings 3 and analogously 3 pieces of mechanically coupled magnetic rotor rows 1 , in side view half-section view

3 elektrischer Hohlwellenantrieb, bestehend aus 4 Stück mechanisch gekoppelten, elektrischen Statorwicklungen 3 und analog 3 Stück mechanisch gekoppelten Magnetrotorreihen 1, in Vorderansicht-Schnittdarstellung 3 electric hollow shaft drive, consisting of 4 mechanically coupled electrical stator windings 3 and analogously 3 pieces of mechanically coupled magnetic rotor rows 1 , in front view sectional view

4 elektrischer Hohlwellnantrieb, bestehend aus 4 Stück mechanisch gekoppelten, elektrischen Statorwicklungen 3 und analog 3 Stück mechanisch gekoppelten Magnetrotorreihen 1, in Seitenansicht-Halbschnittschnittdarstellung 4 electric hollow shaft drive consisting of 4 mechanically coupled electrical stator windings 3 and analogously 3 pieces of mechanically coupled magnetic rotor rows 1 , in side view half-section view

5 elektrischer Hohlwellenantrieb, bestehend aus 4 Stück mechanisch gekoppelten, elektrischen Statorwicklungen 3 und analog 3 Stück mechanisch gekoppelten Magnetrotorreihen 1, in Draufsichtdarstellung 5 electric hollow shaft drive, consisting of 4 mechanically coupled electrical stator windings 3 and analogously 3 pieces of mechanically coupled magnetic rotor rows 1 , in plan view

Claims

Gearless electric drive motor, characterized in that this of a number of several, individual electrical stator windings 3 and a common permanently excited rotor, or from an equal number of mechanically connected, permanently excited rotor rows 1 consists. The individual electrical stator windings 3 are electrically and mechanically connected so that they can provide the sum of the individual services as total output / rated power.

Drive motor according to claim 1, characterized in that the individual electrical stator windings 3 and the corresponding magnet rotor rows 1 the described electric drive motor can be switched on and off. In the form that analogous to the required power individual electric stator windings 3 and their corresponding magnet rotor rows 1 up to the full number of individual electrical stator windings 3 with her magnetic rotor rows 1 can be switched on at full load and at idle down to the smallest number of individual electric stator windings 3 with her magnetic rotor rows 1 can be switched off.