DE3423403A1 - Electric asynchronous motor - Google Patents
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Abstract
Description
Elektrischer AsynchronmotorAsynchronous electric motor
Beschreibung: Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Asynchronmotor nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 4. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen asynchronen Drehstrommotor, der als Positionierantrieb einsetzbar ist.Description: The present invention relates to an asynchronous motor according to the preambles of the independent claims 1 to 4. In particular, relates the present invention is based on an asynchronous three-phase motor that acts as a positioning drive can be used.
Für Positioniereinri-chtungen und andere technische Anwendungen, bei denen es darauf ankommt, mit hoher Geschwindigkeit, hohen Arbeitskräften und großer Genauigkeit zwei Teile zueinander zu verschieben, werden häufig Gleichstrommotore verwendet. Gleichstrommotore sind zwar für solche Aufgaben gut geeignet, da sie über eine gute Regelfähigkeit verfügen, haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ teuer sind, einen aufwendigen Regelkreis benötigen und eine kurze Lebensdauer haben.For positioning devices and other technical applications, at who matter, with high speed, high manpower and large DC motors are often used for the accuracy of moving two parts relative to one another used. DC motors are well suited for such tasks because they have a good ability to regulate, but have the disadvantage that they are relatively are expensive, require a complex control loop and have a short service life.
Gleichfalls wird häufig ein Drehstrommotor mit Käfigläufer bzw. mit Kurzschlußrotor für Antriebszwecke eingesetzt. Ein solcher Drehstrommotor arbeitet als Asynchronmotor und wird daher vor allem auf solchen Gebieten eingesetzt, wo es lediglich von Bedeutung ist, eine einfache Leistungsquelle zu haben, jedoch unerheblich ist, mit welcher Drehzahl der Rotor arbeitet. Will man einen derartigen, mit Schlupf behafteten Drehstrommotor als Antrieb für eine Positioniereinrichtung verwenden, so ist es nötig, dem Motor mit einer variablen Speisestromfrequenz zu betreiben. Für die Erzeugung eines frequenzveränderlichen Speisestroms ist ein äußerst aufwendiger, teuerer und in der Regel leistungsstarker Frequenzumformer nötig.A three-phase motor with a squirrel cage rotor or with Short-circuit rotor used for drive purposes. Such a three-phase motor works as an asynchronous motor and is therefore mainly used in areas where it only matters to have a simple source of power, but it doesn't matter is the speed at which the rotor works. If you want one with a slip use a damaged three-phase motor as a drive for a positioning device, so it is necessary to operate the motor with a variable supply current frequency. An extremely complex, more expensive and usually a powerful frequency converter is required.
Brauchbare Eigenschaften als Positionierantrieb hat ein mit einem Asynchronläufer ausgerüsteter Drehstrom motor nur dann, wenn er eine mechanische Bremse aufweist, die den Läufer des Asynchronmotors bei Erreichen einer gewünschten Winkellage des Asynchronläufers anhält. Ohne eine derartige Bremse genügen bereits geringe, auf die Welle des Drehstrommotors einwirkende Drehmomente, um den Positionierantrieb wieder aus der gewünscht-en Lage zu bringen. Soll ein derartiger Asynchronmotor in seiner Drehrichtung umgeschaltet werden, so muß die Drehrichtung des Statorfeldes umgeschaltet werden. Eine derartige Feldumschaltung ist, wie dem Fachmann bekannt ist, unerwünscht, da sie nur mit hohen Schaltleistungen zu bewerkstelligen ist. Darüberhinaus verfügt ein als Asynchronmotor ausgeführter Drehstrommotor nur über mangelhafte Langsamlaufeigenschaften, so daß eine exakte Einstellung eines Positionierantriebs mit einem Asynchronmotor nur über ein Getriebe möglich ist. Die Kombination einer elektrischen Steuerung mit einem mechanisch zu steuernden Getriebe ist jedoch für viele Anwendungsfälle zu aufwendig.A with a has useful properties as a positioning drive Asynchronous rotor equipped three-phase motor only if it is a mechanical one Has brake that the rotor of the asynchronous motor when reaching a desired Angular position of the asynchronous rotor stops. Without such a brake it is enough low torques acting on the shaft of the three-phase motor to control the positioning drive to bring back out of the desired situation. Should such an asynchronous motor be switched in its direction of rotation, the direction of rotation of the stator field must be switched. Such a field switching is known to the person skilled in the art is undesirable because it can only be achieved with high switching capacities. In addition, a three-phase motor designed as an asynchronous motor only has poor low-speed properties, so that an exact setting of a positioning drive with an asynchronous motor is only possible via a gearbox. The combination of a electrical control with a mechanically controlled transmission is however for many use cases too complex.
Gute Einstellergebnisse in Positionierantrieben werden regelmäßig mit Schrittmotoren erreicht. Jedoch haben Schrittmotore einerseits einen sehr hohen Preis, der ihren Einsatz häufig verhindert, und andererseits eine bei industriellen Anwendungen begrenzte Leistung von etwa einem 1/2 KW. Darüberhinaus haben industrielle Schrittmotoren den Nachteil, bei hohen Drehzahlen nur unsicher zu positionieren.Good setting results in positioning drives are regular achieved with stepper motors. However, on the one hand, stepper motors have a very high level Price, which often prevents their use, and on the other hand one with industrial Applications limited power of about a 1/2 KW. They also have industrial Stepper motors have the disadvantage that they can only be positioned uncertainly at high speeds.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen asynchronen Drehstrommotor so weiterzubilden, daß er als Positionierantrieb einsetzbar ist.The present invention is in contrast to this prior art the underlying task of developing an asynchronous three-phase motor so that it can be used as a positioning drive.
Diese Aufgabe wird bei den Motoren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 4 jeweils durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils dieser Ansprüche gelöst.This task is carried out with the engines according to the preambles of the claims 1 to 4 each solved by the features of the characterizing part of these claims.
Zum Stand der Technik wird der Vollständigkeit halber auf nachfolgend aufgeführte Druckschriften hingewiesen, in denen bereits Motoren beschrieben sind, die zwei Stator-Rotor-Sätze haben: GB-PS 20 43 359, US-PS 35 71 693, US-PS 35 39 891, AT-PS 46 682, US-PS 30 17 553, GB-PS 1 270 247, GB-PS 975 102, EP-A- 084717, DE-PS 515 130, EP-A- 049 106, US-PS 42 27 187, DE-OS 25 56 272, DE-OS 30 20 660, EP-A- 037 307.For the sake of completeness, the prior art is described below indicated publications in which motors are already described, which have two stator-rotor sets: GB-PS 20 43 359, US-PS 35 71 693, US-PS 35 39 891, AT-PS 46 682, US-PS 30 17 553, GB-PS 1 270 247, GB-PS 975 102, EP-A-084717, DE-PS 515 130, EP-A-049 106, US-PS 42 27 187, DE-OS 25 56 272, DE-OS 30 20 660, EP-A-037 307.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Grundkonzeption, durch zwei voneinander unabhängige Wicklungssätze, die sowohl statorseitig als auch läufer- bzw. rotor-seitig angeordnet sein können, gegenläufige Felder zu erzeugen, und durch steuerbaren Kurzschluß in den jeweils diesen Wicklungssätzen gegenüberliegenden Wicklungssätzen, die wiederum sowohl Rotor- bzw. Läufer- oder Statorwicklungssätze sein können, bzw. durch Steuerung der Belastung der letztgenannten Wicklungssätze, die Drehrichtung bzw.The present invention is based on the basic concept through two independent winding sets, which are used both on the stator side and on the rotor side or can be arranged on the rotor side to generate opposing fields, and through controllable short circuit in each of these winding sets opposite Winding sets, which in turn are rotor, rotor or stator winding sets can be, or by controlling the load on the last-mentioned winding sets, the direction of rotation or
Verschiebungsrichtung und das Drehmoment bzw. die Zugkraft der Motoren zu steuern.Direction of displacement and the torque or the tensile force of the motors to control.
Der in Anspruch 1 näher beschriebene elektrische Asynchronmotor verfügt über zwei Statoren, die jeweils eine Mehr-.The electrical asynchronous motor described in more detail in claim 1 has via two stators, each with a multiple.
zahl von Statorwicklungen aufweisen, die elektromagnetische Drehfelder erzeugen. üblicherweise wird sowohl der erste Stator wie auch der zweite Stator mit je drei Statorwicklungen ausgerüstet sein. Jedem Stator ist jeweils ein Rotor zugeordnet, der mindestens eine Rotorwicklung hat.have number of stator windings, the electromagnetic rotating fields produce. usually both the first stator and the second stator be equipped with three stator windings each. Each stator has a rotor assigned, which has at least one rotor winding.
Die beiden Rotoren sind mechanisch miteinander gekoppelt.The two rotors are mechanically coupled to one another.
Wenn diese Kopplung derart ausgeführt ist, daß sich die Rotoren gleichsinnig drehen, so werden die Statorwicklungen derart verschaltet, daß sich die von ihnen erzeugten Drehfelder entgegengesetzt drehen. Wenn die mechanische Kopplung des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor derart ist, daß sich die Rotoren entgegengesetzt zueinander drehen, so sind die Statorwicklungen des ersten und zweiten Stators derart verschaltet, daß die von ihnen erzeugten Drehfelder eine gleiche Drehrichtung haben. An die erste Rotorwicklung und an die zweite Rotorwicklung ist jeweils eine steuerbare Last angeschlossen. Hierunter muß nicht unbedingt eine rein Ohm t sche Last verstanden werden, denn es kann, wie nachfolgend näher erläutert wird, als Last ein elektronischer Schalter verwendet werden, der die Rotorwicklungen mit einem veränderlichen Tastverhältnis kurzschließt. Unter Tastverhältnis sei hier das Verhältnis der Kurzschlußzeit zur Leerlaufzeit einer Rotorwicklung verstanden. Der Asynchronmotor mit den Merkmalen des Anspruches 1 kann durch Variation der auf die mindestens eine erste Rotorwicklung wirkenden ersten Last gegenüber der auf die mindestens eine zweite Rotorwicklung wirkenden zweiten Last in seiner Drehrichtung sowie in seinem Drehmoment gesteuert werden. Wird beispielsweise nur die erste Rotorwicklung kurzgeschlossen, während die zweite Rotorwicklung unbelastet bleibt, so läuft der Asynchronmotor in der Drehrichtung, die durch das vom ersten Stator erzeugte Drehfeld vorgegeben ist. Entsprechend kann der Motor aus der durch die Drehrichtung des ersten Drehfeldes gegebenen Drehrichtung abgebremst werden, in dem die erste Rotorwicklung von der ersten Last abgekoppelt wird und die zweite Rotorwicklung belastet wird. Damit wirkt auf das Rotorpaar ein durch das zweite Drehfeld erzeugte Drehmoment ein.If this coupling is carried out in such a way that the rotors move in the same direction rotate, the stator windings are interconnected in such a way that the of them rotate generated rotating fields in the opposite direction. If the mechanical coupling of the first rotor with the second rotor is such that the rotors are opposite rotate with respect to each other, so are the stator windings of the first and second stator interconnected so that the rotating fields generated by them have the same direction of rotation. There is one controllable each on the first rotor winding and one on the second rotor winding Load connected. This does not necessarily have to be understood as a purely ohmic load because it can, as will be explained in more detail below, an electronic load as a load Switches are used that control the rotor windings with a variable duty cycle shorts. Here, the duty cycle is the ratio of the short-circuit time to the Understood idle time of a rotor winding. The asynchronous motor with the features of claim 1 can by varying the at least one first rotor winding first load acting on the at least one second rotor winding acting second load controlled in its direction of rotation and in its torque will. For example, only the first rotor winding is short-circuited while the second rotor winding remains unloaded, the asynchronous motor runs in the direction of rotation, which is given by the rotating field generated by the first stator. Accordingly can the motor from the direction of rotation given by the direction of rotation of the first rotating field be braked by decoupling the first rotor winding from the first load and the second rotor winding is loaded. This acts on the rotor pair torque generated by the second rotating field.
Wird die erste bzw. zweite Last pulsförmig an die erste bzw. zweite Rotorwicklung angeschaltet, so kann durch .Variation der Pulsbreite, der Pulsfrequenz bei konstanter Pulsbreite, durch Wahl der Phase etc. eine beliebige, stufenlos einstellbare Steuerung des Drehmomentes des Asynchronmotors vorgenommen werden. Ein-derartiger Motor erlaubt Richtungsänderungen im Millisekundenbereich bei einfacher und genauer Positionierung und guter Regelfähig- keit, ohne daß ein Umschalten der Drehstromversorgung der Statorwicklungen nötig wäre.If the first or second load is pulsed to the first or second When the rotor winding is switched on, by varying the pulse width, the pulse frequency with a constant pulse width, by choosing the phase, etc. any, infinitely adjustable Control of the torque of the asynchronous motor can be made. One of those Motor allows changes of direction in the millisecond range with easier and more precise Positioning and good controllability without switching the three-phase supply of the stator windings would be necessary.
Erfindungsgemäß kann der Asynchronmotor auch die in Anspruch 2 aufgeführten Merkmale haben. Ein derartiger Asynchronmotor verfügt über einen ersten und zweiten Stator mit jeweils wenigstens einer Statorwicklung sowie über einen ersten und zweiten Rotor, die mechanisch-miteinander verbunden sind. Die Rotoren verfügen jeweils über eine Mehrzahl von Rotorwicklungen. Die Drehrichtungen der Drehfelder sind entgegengesetzt, wenn die Rotoren derart mechanisch gekoppelt sind, daß sie sich gleichsinnig drehen, und gleichgerichtet, wenn die Rotoren aufgrund ihrer mechanischen Kopplung eine entgegengesetzte Drehrichtung zueinander aufweisen. Mindestens eine erste Statorwicklung ist an eine erste steuerbare Last und mindestens eine zweite Statorwicklung an eine zweite steuerbare Last angeschlossen. Zwar ist es bei einem derartigen Motor erforderlich, die Netzspannung zum Erregen der von den Rotorwicklungen erzeugten Drehfelder über Schleifringe zuzuführen, doch hat ein derartiger Motor den enormen Vorteil, daß die gesamte Steuerelektronik im Stator des Motors angeordnet werden kann.According to the invention, the asynchronous motor can also be those listed in claim 2 Have characteristics. Such an asynchronous motor has a first and a second Stator each with at least one stator winding and a first and a second Rotors that are mechanically connected to each other. The rotors each have a plurality of rotor windings. The directions of rotation of the rotating fields are opposite, if the rotors are mechanically coupled in such a way that they rotate in the same direction, and rectified when the rotors due to their mechanical coupling a have opposite directions of rotation to each other. At least one first stator winding is to a first controllable load and at least one second stator winding to a second controllable load connected. It is true that with such a motor it is necessary the mains voltage to excite the rotating fields generated by the rotor windings To feed slip rings, but such a motor has the enormous advantage that the entire control electronics can be arranged in the stator of the motor.
Die in den Ansprüchen 3 und 4 beschriebenen asynchronen Linearmotoren stellen eine Übertragung des in Anspruch 1 und 2 beschriebenen -Motorprinzips auf den Linearmotor dar.The asynchronous linear motors described in claims 3 and 4 provide a transfer of the engine principle described in claims 1 and 2 the linear motor.
Auch derartige Linearmotoren ermöglichen eine gute Positionierung, eine schnelle Richtungsänderung der Läuferbewegung ohne Umschalten der Drehstromversorgung, erfordern nur eine billige Steuerungselektronik und haben eine lange Lebensdauer. In Übereinstimmung mit den in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Rotations-Asynchronmotoren können auch die Linearmotoren nach den Ansprüchen 3 und 4 durch Impulsfolgen schnell gesteuert werden. Vorteilhafterweise ist die Einrichtung zum mechanischen Koppeln der Rotoren gemäß Anspruch 5 eine Welle.Such linear motors also enable good positioning, a quick change of direction of the rotor movement without switching the three-phase power supply, only require cheap control electronics and have a long service life. In accordance with the rotary induction motors characterized in claims 1 and 2 can also the linear motors according to claims 3 and 4 quickly by pulse trains being controlled. The device is advantageously used for mechanical Coupling the rotors according to claim 5 a shaft.
Die in Anspruch 6 beschriebene Weiterbildung der erfindungsgemäRen Motoren hat gegenüber einer steuerbaren Ohmschen Last den. Vorteil; zu einem besonders hohen Motorwirkungsgrad zu führen, da der elektronische Schalter lm Idealfall keinen Durchlaßwiderstand hat und somit keine Verlustleistungen verursacht.The development of the invention described in claim 6 Motors has the opposite to a controllable ohmic load. Advantage; to one special To lead high engine efficiency, since the electronic switch ideally no Has forward resistance and thus does not cause any power loss.
Vorteilhafterweise werden die elektronischen Schalter gemäß Anspruch 7 von einer Steuerschaltung angesteuert.Advantageously, the electronic switches according to claim 7 controlled by a control circuit.
Die in Anspruch 8 beschriebene Weiterbildung des Motors gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, daß die erste und zweite Last außerhalb des Rotors angeordnet sein kann.The development of the engine described in claim 8 according to claim 1 has the advantage that the first and second loads are arranged outside the rotor can be.
Bei der in Anspruch 9 beschriebenen Weiterbildung des Motors gemäß Anspruch 1 entfallen die häufig relativ schnell verschleißenden Schleifringe zwischen Rotorwicklung und der Steuerschaltung, da die Ubertragungsstrecke zwischen Stator und Rotor als optische Strecke ausgeführt ist. Beispielsweise kann die Steuerschaltung für jede-Last eine in ihrer Helligkeit gesteuerte Leuchtdiode aufweisen, mit der ein sich mit dem Rotor drehender Fototransistor angesteuert wird, der entweder selbst die erste oder zweite Last darstellt oder der ein für hohe Ströme ausgelegtes Halbleiterschaltelement steuert.In the development of the motor described in claim 9 according to Claim 1 eliminates the often relatively quickly wearing slip rings between Rotor winding and the control circuit, as the transmission path between the stator and the rotor is designed as an optical path. For example, the control circuit for each load have a light-emitting diode controlled in its brightness, with which a phototransistor rotating with the rotor is controlled, which either itself represents the first or second load or a semiconductor switching element designed for high currents controls.
Anspruch 10 beschreibt eine einfache Verbindung der Rotorwicklungen des Motors nach Anspruch 2 mit der Drehstromversorgung.Claim 10 describes a simple connection of the rotor windings of the motor according to claim 2 with the three-phase power supply.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Rotationsmotoren ist in Anspruch 11 beschrieben. Aufgrund der von der Meßeinrichtung ermittelten Information über die Winkellage können die erste und zweite Last derart angesteuert werden, daß eine Abweichung zwischen Soll-Wert und Ist-Wert der Winkellage des Rotors kompensiert wird.A preferred development of the rotary motors is claimed 11 described. Based on the information determined by the measuring device about the angular position, the first and second load can be controlled in such a way that compensates for a deviation between the target value and the actual value of the angular position of the rotor will.
Anspruch 12 betrifft eine Abwandlung der in Anspruch 11 beschriebenen Meßeinrichtung für den Fall eines Linearmotors.Claim 12 relates to a modification of that described in claim 11 Measuring device for the case of a linear motor.
ZweckmäßigerweiSe ist die MeBeinrichtung gemäß Anspruch 13 ausgeführt, da die digitale Erfassung der Lage des Läufers bzw. Rotors eine einfache Signalauswertung ermöglicht.The measuring device is expediently designed according to claim 13, since the digital detection of the position of the rotor or rotor is a simple signal evaluation enables.
Eine automatische Nachführung der Lage des Läufers bzw.An automatic tracking of the position of the carriage resp.
Rotors in die gewünschte Soll-Lage wird mit einer Schaltung gemäß Anspruch 14 ermöglicht. Vorzugsweise wird man die Sehaltung so ausführen, daß bei geringer Abweichung der Soll-Lage von der Ist-Lage des Läufers bzw. Rotors die Wicklung des Motorteils, der die gewünschte Drehrichtung liefert, nur mit einer geringen Last beaufschlagt wird, während bei starker Abweichung der Soll-Lage von der Ist-Lage ein ständiger Kurzschluß an der entsprechenden Wicklung erzeugt wird, um ein schnelles, jedoch im Grenzbereich weiches Nachführen des Asynchronmotores zu ermöglichen.Rotors in the desired target position is with a circuit according to Claim 14 allows. The attitude will preferably be carried out in such a way that at slight deviation of the nominal position from the actual position of the rotor or rotor the winding of the motor part that delivers the desired direction of rotation, only with a small one Load is applied, while in the case of a strong deviation of the target position from the actual position a permanent short-circuit is generated on the corresponding winding in order to achieve a fast, however, to enable soft tracking of the asynchronous motor in the limit area.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines ersten Asynchronmotors, und Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines zweiten Asynchronmotors.Preferred embodiments of the present invention become explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It 1 shows a circuit diagram of a first asynchronous motor, and FIG. 2 shows a Circuit diagram of a second asynchronous motor.
Der in Fig. 1 gezeigte elektrische Asynchronmotor hat einen ersten Stator 1 und einen zweiten Stator 5-. Der erste Stator 1 verfügt über drei erste Statorwicklungen 2, 3, 4. Der zweite Stator hat drei zweite Statorwicklungen 6, 7 und 8. Dem ersten Stator 1 ist ein erster Rotor 9 zugeordnet, während dem zweiten Stator 5 ein zweiter Rotor 13 zugeordnet ist. Der erste Rotor 9 verfügt über drei erste Rotorwicklungen 10, 11, 12. Der zweite Rotor 13 v-erfügt über drei zweite Rotorwicklungen 14, 15, 16.The asynchronous electric motor shown in Fig. 1 has a first Stator 1 and a second stator 5-. The first stator 1 has three first Stator windings 2, 3, 4. The second stator has three second stator windings 6, 7 and 8. A first rotor 9 is assigned to the first stator 1, while the second A second rotor 13 is assigned to the stator 5. The first rotor 9 has three first rotor windings 10, 11, 12. The second rotor 13 has three second ones Rotor windings 14, 15, 16.
Die beiden Rotoren stehen über eine Welle 17 in Drehverbindung.The two rotors are in rotary connection via a shaft 17.
Auf der Welle 17 sind drei Schleifringe 18 bis 20 angeordnet, die eine elektrische Verbindung zu den feststehenden Bürsten 21 bis 23 herstellen. Jede Rotorwicklunge 10 bis 12, 14 bis 16 des ersten und zweiten Rotors 9, 13 ist über in gleicher Richtung gepolte Dioden 24, 26, 28, 30, 32 und 34 an den ersten Schleifring angeschlossen.On the shaft 17 three slip rings 18 to 20 are arranged, the Establish an electrical connection to the stationary brushes 21 to 23. Every Rotor winding 10 to 12, 14 to 16 of the first and second rotors 9, 13 is over diodes 24, 26, 28, 30, 32 and 34 polarized in the same direction to the first slip ring connected.
Im Vergleich zu diesen Dioden rückwärts gepolte Dioden verbinden die Rotorwicklungen 10 bis 12 des ersten Rotors 9 mit dem zweiten Schleifring 19, während in ähnlicher Weise durch gleichfalls rückwärts gepolte Dioden die Rctorwicklungen 14 bis 16 des zweiten Rotors 13 an den .dritten Schleifring 20 angeschlossen sind. Zwischen den Bürsten 21, 22 des ersten und zweiten Schleifrings 18, 19 sowie zwischen den Bürsten 21, 23 des ersten und dritten Schleifrings 18, 20 sind die Kollektor-Emitter-Strecken von zwei Schalttransistoren geschaltet. Diese Transistoren dienen lediglich als Sinnbilder für elektronische Schaltelemente, die einen Kurzschluß bzw. Leerlauf zwischen den jeweiligen Bürstenpaaren 21, 22; 21, 23 erzeugen können.Compared to these diodes, reverse polarity diodes connect the Rotor windings 10 to 12 of the first rotor 9 with the second slip ring 19, while in a similar way through reverse-polarized diodes the rectifier windings 14 to 16 of the second rotor 13 are connected to the third slip ring 20. Between the brushes 21, 22 of the first and second slip ring 18, 19 and between the brushes 21, 23 of the first and third slip rings 18, 20 are the collector-emitter paths switched by two switching transistors. These transistors only serve as a Symbols for electronic switching elements that have a short circuit or open circuit between the respective pairs of brushes 21, 22; 21, 23 can generate.
Selbstverständlich können derartige elektronische Schaltelemente als Thyristoren oder als Triacs ausgeführt sein.Of course, such electronic switching elements as Thyristors or triacs.
Diese elektrischen Schaltelemente 36, 37 bilden die erste bzw. zweite Last für die ersten Rotorwicklungen 10 bis 12 bzw. zweiten Rotorwicklungen 14 bis 16. Der Schaltzustand der Schaltelemente 36, 37 wird durch pulskettenförmige Signale bestimmt, die diesen Schaltelementen von einer Steuerschaltung 39 zugeführt werden. Auf der Welle 17 des Motors ist eine Winkelmeßeinrichtung 38 angeordnet.These electrical switching elements 36, 37 form the first and second, respectively Load for the first rotor windings 10 to 12 and second rotor windings 14 to 16. The switching state of the switching elements 36, 37 is determined by pulse-chain signals which are fed to these switching elements from a control circuit 39. An angle measuring device 38 is arranged on the shaft 17 of the motor.
Üblicherweise ist eine derartige Winkelmeßeinrichtung 38 als optoelektronischer Impulsgeber ausgeführt, der beispielsweise eine bestimmte digitale Signalkombination erzeugt, die die Winkellage der Welle 17 darst.ellt. Das von der Winkelmeßeinrichtung 38 erzeugte, den Winkel darstellende Digitalsignal wird der Steuerschaltung 39 zugeführt, die ihrerseits aufgrund dieses Digitalsignales und einer ihr zugeführten Information über die Soll-Winkellage geeignete Steuersignale für die Schaltelemente 36, 37 erzeugt. Ein derartiges Steuersignal kann beispielsweise eine Pulskette von Pulsen mit konstanter Impulslänge sein, wobei bei ansteigender Abweichung der Soll-Winkellage von der Ist-Winkel lage des Rotors eine ansteigende Pulsfrequenz gewählt wird, um somit das Tastverhältnis des Steuersignals bei ansteigender Winkelabweichung zu erhöhen. Dem Fachmann ist jedoch klar, daß ebenfalls eine Pulsbreitenmodulation zur Steuerung der Schaltelemente verwendet werden kann.Such an angle measuring device 38 is usually an optoelectronic one Pulse generator running, for example, a certain digital signal combination generated, which darst.ellt the angular position of the shaft 17. That from the angle measuring device 38 generated digital signal representing the angle is fed to the control circuit 39, in turn based on this digital signal and information supplied to it Suitable control signals for the switching elements 36, 37 are generated via the target angular position. Such a control signal can, for example, be a pulse train of pulses with constant Be pulse length, with increasing deviation of the target angular position from the Actual angular position of the rotor an increasing pulse frequency is selected to thus to increase the duty cycle of the control signal with increasing angular deviation. However, it is clear to the person skilled in the art that pulse width modulation can also be used for control the switching elements can be used.
Ein abweichendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt. Der in Fig. 2 gezeigte Asynchronmotor verfügt über einen ersten Stator 1 und einen zweiten Stator 5. Der erste Stator 1 hat eine erste Statorwicklung 2. Der zweite Stator 5 hat eine zweite Statorwicklung 6. Dem ersten Stator ist ein erster Rotor 9 zugeordnet, der über drei erste Rotorwicklungen 10, 11 und 12 verfügt. Dementsprechend hat der zweite Stator 5 einen ihm zugeordneten Rotor 13, der ebenfalls über drei zweite Rotorwicklungen 14, 15 und 16 verfügt. Die beiden Rotoren 9, 13 sind über eine Welle 17 miteinander verbunden. Auf der Welle 17 sind drei Schleifringe 18, 19 und 20 angeordnet, die mit Bürsten 21, 22 und 23 an eine dreiphasige Drehstromversorgung angeschlossen sind. Die Wicklungen des ersten und zweiten Rotors 9, 13 sind derart an die Schleifringe 18 bis 20 angeschlossen, daß die von den Rotoren erzeugten Drehfelder eine entgegengesetzte Drehrichtung haben. In Ubereinstimmung mit dem in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Ausfürungs- beispiel ist an die Welle 17 eine Winkelmeßeinrichtung 38 angeschlossen, die ein die Winkellage der Welle 17 darstellendes Digitalsignal erzeugt, das einer Steuerschaltung 39 zugeführt wird. Die Steuerschaltung 39 steuert den Ein- bzw. Aus-Schaltzustand der Schaltelemente 36, 37, die an die erste Statorwicklung 2 bzw. an die zweite Statorwicklung 6 angeschlossen sind.A different embodiment is shown in FIG. Of the Asynchronous motor shown in Fig. 2 has a first stator 1 and a second Stator 5. The first stator 1 has a first stator winding 2. The second stator 5 has a second stator winding 6. A first rotor 9 is assigned to the first stator, which has three first rotor windings 10, 11 and 12. Accordingly, the second stator 5 a rotor 13 assigned to it, which also has three second Rotor windings 14, 15 and 16 has. The two rotors 9, 13 are on a shaft 17 connected to each other. On the shaft 17 there are three slip rings 18, 19 and 20 arranged with brushes 21, 22 and 23 to a three-phase three-phase power supply are connected. The windings of the first and second rotors 9, 13 are such connected to the slip rings 18 to 20 that the rotating fields generated by the rotors have an opposite direction of rotation. In accordance with that relating to Fig. 1 described execution example is on the shaft 17 a Angle measuring device 38 connected, which represents the angular position of the shaft 17 A digital signal is generated which is fed to a control circuit 39. The control circuit 39 controls the on or off switching state of the switching elements 36, 37, which are connected to the first stator winding 2 or to the second stator winding 6 are connected.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843423403 DE3423403A1 (en) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | Electric asynchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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ID=6239102
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