DE29716553U1 - Elektronisch kommutierter Motor für den Einsatz im Dentalbereich und in der medizinischen und allgemeinen Fußpflege mit integrierter Steuerelektronik - Google Patents

Description

US/MS1/2

Titel:

Elektronisch kommutierter Motor für den Einsatz im Dentalbereich und in der medizinischen sowie allgemeinen Fußpflege mit integrierter Steuerelektronik.

Stand der Technik:

Antriebsaggregate für die bezeichneten Applikationsfelder werden üblicherweise mittels mechanisch kommutierter, gleichstrombetriebener Kollektormotore realisiert. Auf Grund der geforderten geringen mechanischen Abmessungen werden diese Motoren in aller Regel im Betrieb weit über die Grenzen der zugesichterten Eigenschaften der Motorenhersteller belastet. Die im tatsächlichen Betrieb entstehenden hohen spezifischen Belastungen am Kommutator führen zu relativ geringen Standzeiten der verwendeten Motoren.

Als Alternative bietet sich der elektronisch kommutierte Motor an. Dabei erfolgt die Kommutierung nicht durch mechanisch realisierte Schalter, sondern durch eine Anordnung von verschleißfreien Halbleiter-Brückenschaltungen. Dabei steht in dieser Anordnung die eisenlose Wicklung still, es rotiert der Permanentmagnet in dem elektronisch erzeugten Drehfeld. Die Rückmeldung der Rotorlage erfolgt zum Beispiel durch drei im Motor eingebaute Magnetsensoren. Die Auswertung der Signale und die Ansteuerung des Motors übernimmt ein vom Motor getrenntes Elektronikteil. Diese Elektronik bestimmt die Richtung, Stärke und Rotationsgeschwindigkeit des Motordrehfeldes .

Der Motor ist mit dem Steuerteil über ein mehradriges Kabel verbunden, das die Betriebsströme des Motors leitet und die von den Magnetsensoren erzeugten Signale zurückleitet. Die Mindestlänge des verwendeten Kabels zwischen Steuerteil und Motor beträgt etwa 2 m. Um eine möglichst geringe Behinderung durch das Anschlußkabel zu erfahren, muß dieses von seinem Außendurchmesser so gering wie möglich gehalten werden. Bei den erforderlichen geringen Abständen zwischen den stromführenden Motorleitungen und den relativ hochohmigen Signalleitungen kommt es zu nur schwer beherrschbaren Verkopplungen zwischen diesen, die umso größer werden, je höher die Motordrehzahl ist.

ÜS/MS1/3

Wird der Motor nicht durch sinusförmige Ströme sondern durch pulsbreitenmodulierte Ströme betrieben, entstehen wegen der steilen Flanken und dem großen Störfrequenzspektrum weitere Kopplungsfaktoren. Zu dem wirken die langen Anschlußkabel wie Antennen, die zu einer ungewollten elektromagnetischen Abstrahlung führen und die elektromagnetische Verträglichkeit mit anderen Geräten nicht gewährleisten.

Problem:

Der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die es verhindert, daß eine Kopplung zwischen den motorstromführenden Leitungen und den von den Magnetsensoren erzeugten Signale auftritt und die darüber hinaus dafür sorgt, daß die elektromagnetische Abstrahlung auf ein Minimum beschränkt bleibt.

Lösung:

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch aufgeführten Merkmalen gelöst.

Erreichte Vorteile:

Mit der Erfindung wird erreicht, daß die in der Steuerelektronik erzeugten Motorströme direkt an den Motor über etwa 15 mm lange Leiterbahnen geschaltet sind. Damit wird die Steuerelektronik integraler Bestandteil des Motors. Durch die geringen Längen der Versorgungsleitungen und der Signalleitungen wird eine Verkopplung sicher vermieden. Eine elektromagnetische Abstrahlung wird durch die völlige metallische Kapselung von Steuerelektronik und Motor weitestgehend verhindert. Darüber hinaus wirkt der elektronisch kommutierte Motor nach außen hin wie ein Gleichstrommotor, der lediglich über zusätzliche Steuerleitungen für die Bestimmung der Drehrichtung und der Drehzahl verfügt.

US/MS1/4

Beschreibung eines Ausführungsbeispieles:

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand Figur 1 bis 2 erläutert. Es zeigen:

Figur 1 den Querschnitt durch eine real ausgeführte Motorkonstruktion für die weiter oben beschriebenen
Applikationsfeider

Figur 2 den real ausgeführten Motor in seiner Außenansicht.

In Figur 1 ist der elektrisch kommutierte Motor mit Motoreinheit (5), und Raum für Kommutierungselektronik mit Leistungsteil (2) dargestellt. Die Kopplung der beiden Komponenten
erfolgt lösbar an der Trennstelle Motor und Steuerelektronik (3). Mechanisch verbunden sind Motor und Steuerelektronik
durch eine metallische Hülse (4) die der Anordnung die erforderliche Stabilität gibt und für einen elektrisch abgeschlossenen
Raum sorgt. Über den Abgang für Stromversorgung und Steuerleitungen (1) erfolgt der Anschluß an ein entsprechendes
Netzteil.

Claims (1)

1. QS/MS1/1

   Schutzansprüche:

   Elektronisch kommutierter Motor für den Einsatz im Dentalbereich und in der medizinischen sowie allgemeinen Fußpflege

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Kommutierungs- und Leistungselektronik baulich integraler Bestandteil des gesamten Antriebsaggregates ist.