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EP1884011A1 - Elektrische antriebsmaschine - Google Patents

Elektrische antriebsmaschine

Info

Publication number
EP1884011A1
EP1884011A1 EP06763217A EP06763217A EP1884011A1 EP 1884011 A1 EP1884011 A1 EP 1884011A1 EP 06763217 A EP06763217 A EP 06763217A EP 06763217 A EP06763217 A EP 06763217A EP 1884011 A1 EP1884011 A1 EP 1884011A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
machine according
drive machine
drive
windings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06763217A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Huth
Jan Weigel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1884011A1 publication Critical patent/EP1884011A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/0094—Structural association with other electrical or electronic devices

Definitions

  • the invention relates to an electric drive machine according to the preamble of claim 1.
  • a drive machine is constructed in particular according to the principle of a synchronous machine (SM) or asynchronous machine (ASM) or reluctance machine and can serve as a linear or Drehan- drive.
  • SM synchronous machine
  • ASM asynchronous machine
  • reluctance machine can serve as a linear or Drehan- drive.
  • Electric drive machines consist of a stator and a moving rotor. It is u.U. required electrical energy on the rotor, for example - to control the drive power by separate power supply of the rotor, such. As excitation power at electrically excited synchronous machine, double-fed asynchronous machine.
  • auxiliary energy for loading and unloading during transport tasks, clamping of workpieces or tools, for a sensor system, e.g. Temperature, location, etc., for data transmission systems.
  • SM synchronous machine
  • ASM asynchronous machine
  • reluctance machine including specific subtypes
  • Such an energy transfer system must be integrated into the work machine or grown separately.
  • the required power is transmitted, for example, by means of sliding contacts, towing cables (with a limited travel path / angle).
  • SM synchronous machine
  • linear inductive energy transfer systems This principle is described for example in DE 42 36 340 Al.
  • the above-mentioned disadvantages are avoided because the necessary energy is transmitted inductively to the rotor, but the motor and energy transfer functions are provided by a combined electric machine with a common active part and a combined power converter.
  • Essential here is the realization of the common active part by a suitable choice of the winding parameters of motor and power transmission winding system. This enables a decoupled operation of inductive energy transfer and engine operation.
  • the motor and power transmission windings are introduced as separate windings in a common active part.
  • a diode bridge can be used for this purpose.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an electric drive machine with separate inductive energy transmission of the prior art
  • FIG. 2 shows the spatial separation of engine and energy transmission system
  • FIG. 3 engine and energy transmission system with shared active part and combined converter
  • FIG. 4 shows embodiments with separate windings in the common active part, wherein FIG. 4A shows the case of an asynchronous or synchronous machine with excitation winding and FIG. 4B the case of a PM synchronous machine, FIG. 4A shows the case of an asynchronous or synchronous machine with excitation winding and FIG. 4B the case of a PM synchronous machine, FIG. 4A shows the case of an asynchronous or synchronous machine with excitation winding and FIG. 4B the case of a PM synchronous machine, FIG.
  • FIG. 5 Stator and rotor with combined motor (“M”) and energy transmission (“E”)
  • FIG. 6 shows the stator and rotor with their corresponding air gap fields of the energy transmission
  • FIG. 7 shows an asynchronous machine with a power transmission system in the rotor and stator
  • FIG. 8 shows an IPM synchronous machine with cup-shaped or straight magnets in the rotor and an Laufer energy transfer winding
  • FIG. 9 shows an IPM synchronous machine with radially arranged magnets in the rotor and a rotor
  • FIG. 10 shows a full-pole synchronous machine with integrated electrical energy transmission system
  • 11 shows a salient pole synchronous machine with integrated electrical energy transmission system
  • FIG. 10 shows a full-pole synchronous machine with integrated electrical energy transmission system
  • 11 shows a salient pole synchronous machine with integrated electrical energy transmission system
  • FIG. 12 shows a PM synchronous machine with surface magnets and integrated energy transmission system
  • FIG. 13 shows a synchronous reluctance machine with integrated energy transmission system
  • FIG. 14 shows a single-phase equivalent circuit of the energy transmission path for stationary operation
  • FIGS. 1 and 2 show the state of the art, as it has already been mentioned essentially in the introduction. Further explanations are given below.
  • FIGS. 7 to 12 show different machines and in particular FIGS. 14 and 15 show the voltage decoupling.
  • FIG. 1 shows a drive motor 5 which is connected to a three-phase system 1 and to which a system 10 for energy transmission is assigned.
  • the motor 5 is driven by a power converter actuator 2/3 of a rectifier 2 and an inverter 3, wherein the rectifier is controlled by a servo controller 4.
  • the motor 5 and the power transmission system 10 are coupled via a rotating shaft 6 and possibly to a position detecting system 7.
  • the sensor technology can be extended by the function "Actual speed value acquisition.”
  • sub-FIGS. 2A and 2B once define an engine system M consisting of a stator 50 with a stator winding 51 arranged therein and a rotor 60 with individual permanent magnets 61-63 arranged thereon.
  • a coil arrangement 56 with the number of pole pairs P E is present in the stator 55 and a coil arrangement with the same number of pole pairs P E is present in the rotor 65. This is transmitted in a known manner over the air gap ⁇ 2 away inductively electrical energy and is available on the rotor.
  • FIG. 3 shows an arrangement which is improved according to the invention:
  • a power converter 20 is present, which consists in detail of a rectifier 21 and two inverters 22 and 23 connected to the DC voltage intermediate circuit.
  • the first inverter 22 is responsible for the motor ("M") and the second inverter for power transmission ("E"). Both inverters 22 and 23 act on a prime mover M / E, which is also designated 25.
  • the prime mover 25 has an output shaft 26 which rotates at the rotational speed n.
  • the motor 25 is in turn connected to the inverter 22 via a servo controller 24.
  • the motor is connected to a position detection system in the feedback branch to the servo controller 24.
  • 29 is present as electric load simulation R L.
  • FIG. 3 It is essential in FIG. 3 that the engine and energy transmission system have a common active part.
  • the structural realization is shown in two alternatives. In this case, both times the stator is constructed as an active part with a 3-phase motor (M) winding 1 of the number of pole pairs p M and a 3-phase energy transmission winding 1 of the pole pair number p E.
  • M 3-phase motor
  • E energy transfer
  • FIG. 4A a motor (M) winding 2 and an energy transfer (E) winding 2 are located in the rotor 60.
  • the motor rotor excitation is provided by permanent magnets, while a winding of the pole pair number p E the energy transfer serves. This is explained below:
  • E is an asynchronous machine with a wound rotor, which is suitably used as a transformer depending on the energy transmission frequency at a slip ⁇ 1.
  • M is preferably designed as a synchronous machine (SM), but can also be used as an asynchronous machine (ASM) be executed with wound rotor.
  • winding parameters of the separate "E” and “M” windings should be selected in such a way that a substantial decoupling of the motor and energy transfer function is ensured.
  • Positive pole pair numbers V M are positive circulating waves with symmetrical feed, negative corresponding negative negative rotating waves.
  • a rotor air gap field caused by direct current or permanent magnets contains all the odd multiples of the number of base pole pairs p M.
  • the individual amplitudes can be influenced, for example, by suitable shaping of the pole shoes in a salient pole machine, by suitable distribution of the exciter winding in slots in a solid pole machine or by suitable pole coverage or variable magnet thickness in a PM synchronous machine with surface magnets.
  • the energy transmission system is an asynchronous machine with a wound rotor, wherein the stator and rotor windings are usually designed as all-hole windings.
  • the air gap field generated by the stator winding (E winding 1) contains the number of rotating field pole pairs.
  • the rotor (E winding 2) responds to a stator air gap field of the pole pair number v E with rotor air gap fields of the pole pair numbers:
  • Figure 5 shows specifically for an example with synchronous machine with surface magnet, the assignment of the windings:
  • a motor winding and a power transmission winding are arranged in the stator associated with each other.
  • a power transmission winding is present in the rotor surface permanent magnets.
  • FIG. 6 shows that stator 50 and rotor 60 are associated with one another with their corresponding air gap fields in a defined manner. The decoupling will be described below in detail described:
  • the number of pole pairs of the energy transfer can be u.Uu. also select smaller than the number of motor pole pairs.
  • FIGS. 7 to 13 show the possible construction of different drive machines.
  • the stator and the rotor are shown, which are separated by an air gap ⁇ .
  • the individual strand windings of the engine system on the one hand and the power transmission system on the other hand clarified.
  • a M + and A M ⁇ are shown for the motor system, while spacers result for the other two phases of the 3-pole machine.
  • Figure 7 shows an asynchronous machine with a power transmission winding system in the rotor and in the stator, which are each arranged in the groove bottom.
  • 110 designate the stator and 150 the rotor of an asynchronous machine (ASM) 100.
  • ASM asynchronous machine
  • stator 110 and rotor 150 individual slots 111, 111 ',... And 151, respectively, predetermined by the electrical parameters of the drive machine. 151 ', ... introduced.
  • the windings 115 of the motor system on the one hand and the windings 155 of the power transmission system on the other hand are introduced.
  • phase windings which are marked in the legend with A M , B M and C M and furthermore windings of the energy transmission system with the designation A E , B E , C E. While the windings 115 of the motor system are arranged near the surface, the windings 155 of the energy transmission system are located both in the rotor 150 and in the stator 110 in the groove base.
  • FIGS. 8 to 13 Corresponding arrangements in principle result from FIGS. 8 to 13 especially for the synchronous machines, different types of such synchronous machines being illustrated.
  • FIGS. 8, 9 and 12 no windings, but permanent magnets (PM) are incorporated in the rotor for the excitation of the motor function.
  • PM permanent magnets
  • FIG. 8 shows a so-called IPM synchronous machine 200 with cup-shaped or straight permanent magnets 255, in which the energy transmission windings in the groove base and in the rotor are arranged on the surface in the active part. Between the permanent magnets areas of non-magnetic material are arranged.
  • the stator 210 is formed as shown in FIG.
  • FIG. 9 shows an IPM synchronous machine 300 with radially arranged permanent magnets 355 at a distance T pM in the rotor 350 and energy transmission windings 155.
  • FIG. 10 shows a full-pole synchronous machine 400 with stator 410 and rotor 450.
  • stator 410 With regard to the stator 410, reference is made to FIGS. 8 and 9.
  • windings for generating magnetic fields for the magnetic poles are further disposed in grooves adjacent to the windings of the motor system and the power transmission system. The necessary windings are indicated by their field directions through the hatchings A F + and A F ⁇ .
  • FIG. 11 shows a salient-pole synchronous machine 500 with stator 510 and rotor 550 and energy transmission windings, which are arranged in the grooves of the poles.
  • FIG. 12 shows a synchronous machine with surface magnets 600 with stator 610 and rotor 650 and energy transfer windings arranged in the stator 610 on the surface.
  • the windings are in the grooves under the permanent magnets.
  • m E- phase supply of the power transmission stator winding with a separate inverter WR for energy transfer energy can be transmitted via a rotating field.
  • the energy transfer system operates as an asynchronous machine with a slip s, which depends on the engine speed and the feed frequency fi.
  • FIG. 13 shows a reluctance machine with stator 710 and rotor 750 as well as additional energy transfer windings.
  • the reluctance machine is very similar to the salient pole machine. However, the drive torque of the machine is brought here from the reluctance of the machine due to distinct poles.
  • FIG. 14 shows an equivalent circuit diagram of the energy transmission path corresponding to an asynchronous machine. It is assumed that stationary operation and a fundamental wave model reproduced. Only one phase is shown.
  • the equivalent circuit is composed of the stator and rotor resistance Ri and R '2, the primary leakage reactances Xi ⁇ , the secondary leakage reactance X' 2 ⁇ and the main reactance Xi h .
  • the secondary-side component characteristics are converted to the gear ratio of the numbers of turns on the stator side, s denotes the slip between the energy transmission field and the rotor.
  • the power flow in the energy transmission system is shown below:
  • Pi e denote the i Energy appreciatedtragungsstator- the winding electrically supplied power, P C ui ohmic Stator, the Ps - air gap power, the slip s, P2ei the electrically dissipated in the rotor power, the stator current Ii.
  • the stator winding is supplied with the power Pi e i:
  • the ohmic power loss P C ui is applied to the stator, so that the air gap power Ps is transmitted across the air gap. This in turn splits into a proportion of mechanical Power P meC h and the proportion s'P ⁇ .
  • This power minus the ohmic power loss P C u 2 in the rotor resistors is dissipated as electrical supply power P e i2.
  • the efficiency of the energy transfer increases independently of the parameters of the energy transfer (X ⁇ i, X ' ⁇ 2 f Xih ⁇ Ri, R' 2, RL) with increasing slip s. Therefore, the energy transfer machine suitably runs with negative sequence supply in countercurrent braking operation s> l. This also creates a corresponding braking torque. In the case of co-system supply, the voltage induced in the rotor is lower and a driving torque develops.
  • the advantage lies in the single-phase supply of the energy transmission system, but with pulsating transmitted power.
  • Figures 15 and 16 show the decoupling of the transmitted energy, in which case the respective associated rotor side circuit is shown.
  • FIG. 15 and in FIG. 16 the principle representation according to FIG. 4 is assumed. Shown here is that the rotor-side energy transmission windings at DC are turned on.
  • a three-phase diode bridge 140 with six diodes 141, 141 'and a capacitance 145 is illustrated for this so that a DC voltage can be delivered.
  • the full bridge is more (m E ) -phasic.
  • the latter circuit allows only rectifier operation or unidirectional power flow from the stator to the rotor. Excessive energy may be required. be converted into heat with the help of a chopper in an electrical resistance.
  • FIG. 16 shows the rotor-side connection of a generally m E- phase self-commutated converter.
  • This circuit allows DC and inverter operation, or a bidirectional power flow.
  • the DC intermediate circuit serves as an energy store, from which several components moving with the rotor can be fed, possibly via DC / DC or DC / AC converters.
  • three-phase current consumers can also be connected directly to the rotor winding.
  • a first advantageous application of the drive machine described above with reference to various examples is given in permanent magnet drives, preferably as rotating PM torque direct drives.
  • a second advantageous application is possible with permanent magnet linear direct drives.

Landscapes

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Abstract

Bekannt ist eine elektrische Antriebsmaschine aus einem Stator und einem Läufer, die zusammen ein Antriebssystem bilden, dem für bestimmte Anwendung ein Energieübertragungssystem zugeordnet ist. Vorgeschlagen wird, die elektrischen Wicklungen des Antriebssystems und des Energieübertragungssystems in einem gemeinsamen Aktivteil (50, 60) einzubringen, wobei die Antriebsfunktion und die Energieübertragungsfunktion voneinander unabhängig sind.

Description

Beschreibung
Elektrische Antriebsmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Antriebsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Antriebsmaschine ist insbesondere nach dem Prinzip einer Synchronmaschine (SM) oder Asynchronmaschine (ASM) oder Reluktanzmaschine aufgebaut und kann als Linear- bzw. Drehan- trieb dienen.
Elektrische Antriebsmaschinen bestehen aus einem Stator und einem bewegten Läufer. Dabei ist u.U. elektrische Energie auf dem Läufer erforderlich, beispielsweise - zur Steuerung der Antriebsleistung durch separate Speisung des Läufers, wie z. B. Erregerleistung bei elektrisch erregter Synchronmaschine, doppelt gespeiste Asynchronmaschine .
- als Hilfsenergie zum Be- und Entladen bei Transportauf- gaben, Spannen von Werkstücken oder Werkzeugen, für eine Sensorik, z.B. Temperatur, Lage, etc., für Datenübertragungssysteme .
Zur Energieübertragung bei Antriebsmaschinen ist ein geeigne- tes Energieübertragungssystem erforderlich. Da die Antriebsmaschine je nach Anwendung als Synchronmaschine (SM) oder Asynchronmaschine (ASM) oder Reluktanzmaschine einschließlich spezifischer Untertypen ausgelegt sind, ist für deren Auslegung eine Reihe von Parametern zu berücksichtigen (s. bspw. Lehrbuch K. Vogt et al . „Elektrische Maschinen", VEB Verlag Berlin 1974, insbesondere Hauptabschnitt C: 'Entwurf rotierender elektrischer Maschinen' ) .
Ein derartiges Energieübertragungssystem muss in die Arbeits- maschine integriert oder separat angebaut werden. Beim Stand der Technik wird die erforderliche Leistung beispielsweise mittels Schleifkontakten, Schleppkabel (bei begrenztem Ver- fahrweg/-winkel) übertragen. Es ist auch bekannt, ein se- parates EnergieübertragungsSystem mit räumlich getrenntem Aktivteil vorzusehen, z. B. die Erregermaschine in einer Synchronmaschine (SM) , oder lineare induktive Energieübertragungssysteme. Dieses Prinzip wird beispielsweise in der DE 42 36 340 Al beschrieben.
Inhärente Probleme dieser bekannten Problemlösungen sind:
- zusätzlich erforderlicher Bauraum/Masse für das Energieübertragungssystem: Bei Schleppkabeln ist die bewegte Schleppkabelmasse sogar variabel.
- Verschleiß, Reibung, Verschmutzung.
Von obigem Stand der Technik ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine zu schaffen, bei der neben dem Antrieb gleichermaßen eine geeignete Energieübertragung vorhanden ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der Erfindung sind die oben genannten Nachteile vermieden, da die notwendige Energie induktiv auf den Läufer übertragen wird, die Motor- und Energieübertragungsfunktionen aber von einer kombinierten Elektromaschine mit gemeinsamem Aktivteil und kombiniertem Stromrichter erbracht werden. Wesentlich ist dabei die Realisierung des gemeinsamen Aktivteils durch geeignete Wahl der Wicklungsparameter von Motor- und Energieübertragungswicklungssystem. Dadurch ist ein ent- koppelter Betrieb von induktiver Energieübertragung und Motorbetrieb möglich.
Bei der Erfindung sind zwar nicht die Teilsysteme jeweils optimal, sondern vielmehr das Gesamtsystem hinsichtlich Bau- raum/Masse und Wirkungsgraden paretooptimal ausgelegt. Die Motor- und Energieübertragungswicklungen sind dabei als getrennte Wicklungen in ein gemeinsames Aktivteil eingebracht. Bei der Erfindung lässt sich vorteilhafterweise läuferseitig mit einem Stromrichterstellglied eine Gleichspannung auskoppeln. Im einfachsten Fall kann dafür eine Diodenbrücke verwendet werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung
Figur 1 ein Blockschaltbild einer elektrischen Antriebsmaschine mit separater induktiver Energieübertragung des Standes der Technik
Figur 2 die räumliche Trennung von Motor- und Ener- gieübertragungssystem,
Figur 3 Motor- und Energieübertragungssystem mit gemeinsamem Aktivteil und kombiniertem Umrichter,
Figur 4 Ausführungen mit getrennten Wicklungen im ge- meinsamen Aktivteil, wobei FIG 4A den Fall einer Asynchron- oder Synchronmaschine mit Erregerwicklung und FIG 4B den Fall einer PM Synchronmaschine wiedergibt,
Figur 5 Stator und Läufer mit kombinierter Mo- tor(,,M")- und Energieübertragungs („E") -
Funktion bei Oberflächen (PM) -Magneten,
Figur 6 Stator und Läufer mit ihren korrespondierenden Luftspaltfeldern der Energieübertragung,
Figur 7 eine Asynchronmaschine mit einem Energieüber- tragungssystem im Läufer und Ständer,
Figur 8 eine IPM-Synchronmaschine mit schalenförmigen oder geraden Magneten im Läufer und einer Laufer-EnergieübertragungsWicklung,
Figur 9 eine IPM-Synchronmaschine mit radial angeord- neten Magneten im Läufer und einer Läufer-
EnergieübertragungsWicklung,
Figur 10 eine Vollpol-Synchronmaschine mit integriertem elektrischem Energieübertragungssystem, Figur 11 eine Schenkelpol-Synchronmaschine mit integriertem elektrischen Energieübertragungssystem,
Figur 12 eine PM-Synchronmaschine mit Oberflächenmagneten und integriertem Energieübertragungssystem,
Figur 13 eine synchrone Reluktanzmaschine mit integriertem EnergieübertragungsSystem,
Figur 14 ein einphasiges Ersatzschaltbild der Energieübertragungsstrecke für stationären Betrieb,
Figur 15 die lauferseitige Spannungsauskopplung mit einer mE=3-phasigen Diodenbrücke und
Figur 16 die lauferseitige Spannungsauskopplung mit einem mE=3-phasigen selbstgeführten Gleich-/ Wechselrichter .
Die Figuren 1 und 2 zeigen den Stand der Technik, wie er einleitend im Wesentlichen bereits erwähnt wurde. Weitere Erläuterungen erfolgen weiter unten.
Aus den Figuren 2 bis 6 ergibt sich das Prinzip der Erfindung. Die weiteren Figuren zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungssysteme, wobei die Figuren 7 bis 12 unterschiedliche Maschinen und speziell die Figuren 14 und 15 die Span- nungsauskopplung zeigen.
Die Figuren 1 und 2 umfassen den Stand der Technik. In Figur 1 ist ein an einem Drehstromnetz 1 angeschalteter Antriebsmotor 5 dargestellt, dem ein System 10 zur Energieübertragung zugeordnet ist. In bekannter Weise wird der Motor 5 von einem Stromrichterstellglied 2/3 aus einem Gleichrichter 2 und einem Wechselrichter 3 angesteuert, wobei der Gleichrichter von einem Servoregler 4 angesteuert wird. Der Motor 5 und das Energieübertragungssystem 10 sind über eine Drehwelle 6 und u.U. mit einem Lageerfassungssystem 7 gekoppelt. Die Sensorik kann zusätzlich noch um die Funktion „Drehzahlistwert- Erfassung" erweitert werden. Weiterhin ist eine elektrische Last 9 vorhanden. Nicht dargestellt ist die mechanische Last an der Abtriebswelle.
Es wird somit eine Antriebsmaschine realisiert. In der Figur 2 wird in den Teilfiguren 2A und 2B einmal ein Motorsystem M definiert, das aus einem Stator 50 mit darin angeordneter Ständerwicklung 51 und aus einem Läufer 60 mit darauf angeordneten einzelnen Permanentmagneten 61- 63 besteht. Im zugehörigen Energieübertragungssystem E gemäß der Figur 2b ist im Stator 55 eine Spulenanordnung 56 mit der Polpaarzahl PE und im Läufer 65 eine Spulenanordnung mit der gleichen Polpaarzahl PE vorhanden. Damit wird in bekannter Weise über den Luftspalt Ö2 hinweg induktiv elektrische Energie übertragen und steht auf dem Läufer zur Verfügung.
Wesentlich ist in Figur 2, dass im Motorsystem und im davon räumlich getrennten Energieübertragungssystem E im Allgemeinen unterschiedliche, optimale Luftspalte δi und 62 vorliegen.
Die Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäß verbesserte Anordnung: Hier ist ein Stromrichter 20 vorhanden, der im Einzelnen aus einem Gleichrichter 21 und zwei an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossenen Wechselrichtern 22 und 23 besteht. Der erste Wechselrichter 22 ist für den Motor („M") zuständig und der zweite Wechselrichter für die Energieübertragung („E") . Beide Wechselrichter 22 und 23 wirken auf eine Antriebsmaschine M/E ein, die auch mit 25 bezeichnet ist. Die Antriebsmaschine 25 hat eine Abtriebswelle 26, die mit der Drehzahl n rotiert. Der Motor 25 ist wiederum über einen Ser- voregler 24 mit dem Wechselrichter 22 verbunden. Der Motor ist mit einem Lageerfassungssystem im Rückkoppelzweig an den Servoregler 24 angeschlossen. Weiterhin ist 29 als elektrische Lastnachbildung RL vorhanden.
Wesentlich ist in Figur 3, dass Motor und Energieübertragungssystem ein gemeinsames Aktivteil aufweisen. Dies wird anhand Figur 4 verdeutlicht. In Figur 4 ist die konstruktive Realisierung in zwei Alternativen dargestellt. Dabei ist beide Male der Stator als Aktivteil mit einer 3-phasigen Motor (M) - Wicklung 1 der Polpaarzahl pM und einer 3-phasigen Energieübertragungs-Wicklung 1 der Polpaarzahl pE aufgebaut. In Figur 4A befindet sich im Läufer 60 eine Motor (M) -Wicklung 2 und eine Energieübertra- gungs (E) -Wicklung 2. In der Teilfigur gemäß Figur 4B wird die Motor-Läufererregung durch Permanentmagnete bereitgestellt, während eine Wicklung der Polpaarzahl pE der Energieübertra- gung dient. Dies wird nachfolgend erläutert:
Im Läufer 60 ist eine Energieübertragungswicklung erforderlich, u.U. auch eine weitere, sekundäre Motorwicklung. Das Energieübertragungssystem ist wiederum mit „E", das Motorsys- tem mit „M" bezeichnet. Bei „E" handelt es sich grundsätzlich um eine Asynchronmaschine mit gewickeltem Läufer, die als Übertrager je nach Energieübertragungsfrequenz geeigneterweise bei einem Schlupf ≥l eingesetzt wird. „M" ist vorzugsweise als Synchronmaschine (SM) ausgeführt, kann aber auch prinzi- piell als Asynchronmaschine (ASM) mit gewickeltem Läufer ausgeführt sein.
Die Wicklungsparameter der getrennten „E"- und „M"- Wicklungen sind so zu wählen, dass eine weitgehende Entkopplung der Motor- und Energieübertragungsfunktion sichergestellt wird.
Die beste Entkopplung bzgl. des Antriebsmoments/der Antriebskraft ist dann möglich, wenn das Wicklungssystem der Energieübertragung mit einem Wechselfeld bei Schlupf s=l gespeist wird. Dabei pulsiert aber die elektrische Leistung. Bei Dreh- stromspeisung ist die Übertragung elektrischer Leistung konstant, allerdings wird dabei ein wenn auch geringes Antriebsmoment bereitgestellt. Die Energieübertragung ist aber stets unabhängig von der Speisung des Motorsystems. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil für die Funktionsweise der neuen An- triebsmaschine, was im nachfolgend verdeutlicht wird.
1. „M"-Funktion :
Die Ständerwicklung (M Wicklung 1) ist im allgemeinen Fall (PM-SM) als sog. Bruchlochwicklung der Lochzahl qM = z/n mit der Grundpolpaarzahl pM ausgeführt und erzeugt die Drehfeld- polpaarzahlen :
Positive Polpaarzahlen VM sind bei symmetrischer Speisung positiv umlaufende Wellen, negative entsprechend negativ umlaufende Wellen.
Ein durch Gleichstrom oder Permanentmagnete (PM) hervorgeru- fenes Läuferluftspaltfeld beinhaltet in der Regel alle ungeradzahligen Vielfachen der Grundpolpaarzahl pM.
μM=pM (l+2-g2>; g2 =0,1,2,... (2)
Dabei sind die einzelnen Amplituden zum Beispiel durch geeignete Formung der Polschuhe bei einer Schenkelpolmaschine, durch geeignete Verteilung der Erregerwicklung in Nuten bei einer Vollpolmaschine oder durch geeignete Polbedeckung oder variable Magnetdicke, bei einer PM-Synchronmaschine mit Ober- flächenmagneten, beeinflussbar.
2. „E"-Funktion:
Beim Energieübertragungssystem handelt sich grundsätzlich um eine Asynchronmaschine mit gewickeltem Läufer, wobei Ständer- und Läuferwicklung üblicherweise als Ganzlochwicklungen ausgeführt werden. Das von der Ständerwicklung (E Wicklung 1) erzeugte Luftspaltfeld beinhaltet die Drehfeldpolpaarzahlen.
Es gilt für die Mitsystemspeisung:
vE=pE+2-mE-pE-g'1- ; g\ =0,±l,±2,... (3>1) und für Gegensystemspeisung:
vE=-pE+2mE pE g'1- ; g\ =0,±l,i2,. [3.2)
Der Läufer (E Wicklung 2) reagiert auf ein Ständerluftspaltfeld der Polpaarzahl vE mit Läuferluftspaltfeldern der Polpaarzahlen:
μE = vE + 2 mE pE gV ; g'2 = 0 +l +2,... (4)
Figur 5 zeigt speziell für ein Beispiel mit Synchronmaschine mit Oberflächenmagneten die Zuordnung der Wicklungen: Hier sind im Stator eine Motorwicklung und eine Energieübertragungswicklung einander zugeordnet angeordnet. Im Läufer sind Oberflächen-Permanentmagnete für die Erregung angeordnet, wobei weiterhin eine Energieübertragungswicklung vorhanden ist.
Konkret gilt, dass die Polpaarzahlen einer dreisträngigen (mM = 3) Synchronmaschine SM mit PM Oberflächenmagneten und einer ebenfalls dreisträngigen (mE = 3) Energieübertragungswicklung die folgenden Ungleichungen erfüllen müssen:
K = 4, A K ≠ (6)
durchiteübar geradeoder durch 3 teilbar
Ungleichungen stets erfüllt für gerade— — = 2 ■ x\x e {l,2,...} (8)
Figur 6 zeigt, dass Stator 50 und Läufer 60 mit ihren korrespondierenden Luftspaltfeldern in definierter Weise einander zugeordnet sind. Die Entkopplung wird nachfolgend im Einzel nen beschrieben:
3. Entkopplung:
Für eine Entkopplung von „M"- und „E"-Funktion, unabhängig von Mit- oder Gegensystemspeisung der „E"-Funktion, muss eine Entkopplung bezüglich der „M"- und „E"- Primärwicklungen
KW und bezüglich des Läuferluftspaltfeldes M≠k gewährleistet sein.
Darüber hinaus gilt für beide Wicklungssysteme dieselbe Nutzahl .
Ni = 2'mM'pM'qM = 2'mE'pE'qE (5)
Eine mögliche Ausführung des M-Systems und E-Systems mit ihren Parametern Strangzahl m, Nutzahl Nl, Polpaarzahl p und Lochzahl q ist in nachfolgender Tabelle wiedergegeben:
Die Anordnung der einzelnen Strangwicklungen in Ständer und Läufer ergibt sich aus nachfolgendem Strang-Zonenplan. Es ist eine Polteilung der E-Wicklung gezeigt:
Für den Entwurf einer rotierenden elektrischen Maschine gilt grundsätzlich: Für große Luftspalte δ zwischen Primär- und Sekundärteil ist die Polteilung des Energieübertragungssystems hinsichtlich einer starken magnetischen Kopplung und demzufolge einem hohen Wirkungsgrad möglichst groß zu wählen. Bei der Synchronmaschine mit Oberflächenmagneten ist die PoI- paarzahl der Energieübertragung aufgrund des großen effektiven Luftspalts aus Magnethöhe und eigentlichem Luftspalt bei gegebener Motorpolpaarzahl kleiner als die Motorpolpaarzahl zu wählen.
Bei Antriebsmaschinen (sowohl ASM als auch SM) mit vergrabe- nen Magneten (IPMSM) , Schenkelpol- und Vollpol-SM mit kleinem Spalt zwischen Primär- und Sekundärteil lässt sich die Polpaarzahl der Energieübertragung u.U. auch kleiner als die Motorpolpaarzahl wählen.
Die Figuren 7 bis 13 zeigen den möglichen Aufbau unterschiedlicher Antriebsmaschinen. Dabei ist jeweils der Stator und der Läufer dargestellt, die über einen Luftspalt δ getrennt sind. Durch unterschiedliche Schraffuren werden die einzelnen Strangwicklungen des Motorsystems einerseits und des Energie- Übertragungssystems andererseits verdeutlicht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird dabei für das Motorsystem nur jeweils eine Phase mit Schraffuren für AM + und AM ~ dargestellt, während sich für die andern beiden Phasen der 3poligen Maschine jeweils Platzhalter ergeben.
Im Einzelnen zeigt Figur 7 eine Asynchronmaschine mit einem Energieübertragungs-Wicklungssystem im Läufer und im Ständer, welche jeweils im Nutgrund angeordnet sind.
In der Figur 7 bedeuten 110 der Stator und 150 der Läufer einer Asynchronmaschine (ASM) 100. Im Stator 110 und im Läufer 150 sind - jeweils durch die elektrischen Parameter der Antriebsmaschine vorgegeben - einzelne Nuten 111, 111', ... und 151, 151', ... eingebracht. In die Nuten 111, 111', ... bzw. 151, 151', ... sind die Wicklungen 115 des Motorsystems einerseits und die Wicklungen 155 des Energieübertragungssystems andererseits eingebracht. Für ein dreiphasiges System sind jeweils drei Strangwicklungen vorhanden, die in der Legende mit AM, BM und CM gekennzeichnet sind sowie weiterhin Wicklungen des EnergieübertragungsSystems mit der Bezeichnung AE, BE, CE. Während die Wicklungen 115 des Motorsystems ober- flächennah angeordnet sind, befinden sich die Wicklungen 155 des Energieübertragungssystems sowohl im Läufer 150 als auch im Ständer 110 jeweils im Nutgrund.
Im Prinzip entsprechende Anordnungen ergeben sich aus den Fi- guren 8 bis 13 speziell für die Synchronmaschinen, wobei verschiedene Typen derartiger Synchronmaschinen dargestellt sind. In Figur 8,9 und 12 sind im Läufer für die Erregung der Motorfunktion keine Wicklungen, sondern Permanentmagnete (PM) eingebaut .
Figur 8 zeigt eine so genannte IPM-Synchronmaschine 200 mit schalenförmigen oder geraden Permanentmagneten 255, bei der im Aktivteil die Energieübertragungswicklungen im Nutgrund und im Läufer an der Oberfläche angeordnet sind. Zwischen den Permanentmagneten sind Bereiche aus amagnetischem Material angeordnet. Der Stator 210 ist entsprechend dem in Figur 7 ausgebildet .
Figur 9 zeigt eine IPM-Synchronmaschine 300 mit radial ange- ordneten Permanentmagneten 355 im Abstand TpM im Läufer 350 und Energieübertragungswicklungen 155.
In Figur 10 ist eine Vollpol-Synchronmaschine 400 mit Stator 410 und Läufer 450 dargestellt. Bezüglich des Stators 410 wird auf die Figuren 8 und 9 verwiesen. An der Oberfläche des Läufers 450 sind in Nuten neben den Wicklungen des Motorsystems und des Energieübertragungssystems weiterhin Wicklungen zur Erzeugung von Magnetfeldern für die magnetischen Pole angeordnet. Die dafür notwendigen Wicklungen sind mit ihren Feldrichtungen durch die Schraffüren AF + und AF ~ angedeutet.
Figur 11 zeigt eine Schenkelpol-Synchronmaschine 500 mit Stator 510 und Rotor 550 sowie Energieübertragungswicklungen, die in den Nuten der Pole angeordnet sind.
Um die Schenkel 555 des Rotors 550 befindet sich jeweils eine Erregerwicklung 556, während der Stator 510 entsprechend den vorangehenden Figuren ausgebildet ist.
Insgesamt wird aus den Figuren 7 bis 11 deutlich, dass die Polteilung der Motorwicklungen größer ist als die der Energieübertragungswicklungen. Das ist möglich aufgrund des klei- nen Luftspalts zwischen Läufer und Ständer. Dennoch kann die magnetische Kopplung der Energieübertragung auf Kosten der Kopplung der Motorfunktion erhöht werden, indem die Polteilung der Energieübertragung weiter erhöht wird.
In Figur 12 ist eine Synchronmaschine mit Oberflächenmagneten 600 mit Stator 610 und Läufer 650 und Energieübertragungswicklungen gezeigt, die im Stator 610 an der Oberfläche angeordnet sind. Im Läufer 650 liegen die Wicklungen in den Nuten unter den Permanentmagneten.
Durch mE -phasige Speisung der Energieübertragungsstatorwicklung mit einem separaten Wechselrichter WR zur Energieübertragung kann Energie via Drehfeld übertragen werden. Das Energieübertragungssystem arbeitet als Asynchronmaschine mit einem Schlupf s, der von der Motordrehzahl und der Speisefrequenz fi abhängt .
In Figur 13 ist eine Reluktanzmaschine mit Stator 710 und Läufer 750 sowie zusätzlichen Energieübertragungswicklungen dargestellt. Die Reluktanzmaschine besitzt große Ähnlichkeit mit der Schenkelpolmaschine. Das Antriebsmoment der Maschine wird hier aber aus der Reluktanz der Maschine aufgrund ausgeprägter Pole geholt.
Figur 14 gibt ein Ersatzschaltbild der Energieübertragungsstrecke entsprechend einer Asynchronmaschine wieder. Es ist der stationäre Betrieb vorausgesetzt und ein Grundwellenmodell wiedergegeben. Dabei ist nur eine Phase dargestellt. Die Ersatzschaltung setzt sich zusammen aus dem Stator- und Läuferwiderstand Ri und R' 2, der primären Streureaktanzen Xiσ, der sekundären Streureaktanz X'2σ und der Hauptreaktanz Xih. Die sekundärseitigen Bauelementkenngrößen sind dabei mit dem Übersetzungsverhältnis der Windungszahlen auf die Ständerseite umgerechnet, s bezeichnet den Schlupf zwischen dem Energieübertragungsfeld und dem Läufer.
Aus dem Ersatzschaltbild ist Folgendes ablesbar: Je größer der Schlupf (—>Gegensystemspeisung) , desto größer ist die se- kundärseitig abgreifbare Spannung (Leerlauf: U' 2 =s*Xih*Iμ).
Der Leistungsfluss im Energieübertragungssystem ist nachfol- gend dargestellt:
Dabei kennzeichnen Piei die der Energieübertragungsstator- Wicklung elektrisch zugeführte Leistung, PCui die ohmschen Statorverluste, Ps die - Luftspaltleistung, s den Schlupf, P2ei die im Läufer elektrisch abgeführte Leistung, Ii den Statorstrom. Der Statorwicklung wird die Leistung Piei zugeführt: Im Stator fällt die ohmsche Verlustleistung PCui an, sodass die Luftspaltleistung Ps über den Luftspalt übertragen wird. Diese spaltet sich wiederum auf in einen Anteil mechanischer Leistung PmeCh und den Anteil s'Pδ. Diese Leistung abzüglich der ohmschen Verlustleistung PCu2 in den Läuferwiderständen wird als elektrische Versorgungsleistung Pei2 abgeführt.
Es lässt sich zeigen, dass der Wirkungsgrad der Energieübertragung unabhängig von den Parametern der Energieübertragung (Xσi, X' σ2fXihΛ Ri, R' 2, RL) mit wachsendem Schlupf s ansteigt. Daher läuft die Energieübertragungsmaschine geeigneterweise mit Gegensystemspeisung im Gegenstrombremsbetrieb s>l . Dabei entsteht auch ein entsprechendes Bremsdrehmoment. Bei Mitsys- temspeisung ist die im Läufer induzierte Spannung geringer und es entsteht ein antreibendes Drehmoment.
Durch Anschluss einer einsträngigen Energieübertragungs-ASM an eine Wechselspannung entsteht in der Maschine ein Wechselfeld (Lehrbuch G. Müller „Elektrische Maschinen", VEB Verlag Technik Berlin; 1967; insbesondere Hauptabschnitt B: 'Der stationäre Betrieb der rotierenden elektrischen Maschinen' ) . Dieses Wechselfeld lässt sich in ein Mit- und ein Gegensystem zerlegen. Mitkomponente und Gegenkomponente der Grundwellenfelder sind für s=l gleich groß, so dass zwar keine mechanische Leistung übertragen wird, sich aber dennoch am Läufer ebenfalls einphasig eine Wechselspannung abgreifen lässt. Bei Bewegung sind Mit- und Gegenkomponenten der Grundwellenfelder nicht gleich, es kommt drehrichtungsunabhängig zu einem geringen Antriebsmoment.
Der Vorteil liegt in der nur einphasigen Einspeisung des Energieübertragungssystems, dafür mit pulsierender übertrage- ner Leistung.
Die Figuren 15 und 16 zeigen die Auskopplung der übertragenen Energie, wobei hier die jeweils zugehörige läuferseitige Be- schaltung dargestellt ist.
In Figur 15 und in Figur 16 wird jeweils von der Prinzipdarstellung gemäß Figur 4 ausgegangen. Gezeigt ist hier, dass die läuferseitigen Energieübertragungswicklungen an Gleich- richter angeschaltet sind.
Speziell in Figur 15 ist dafür eine 3-phasige Diodenvollbrü- cke 140 mit sechs Dioden 141, 141' und einer Kapazität 145 dargestellt, so dass eine Gleichspannung abgegeben werden kann. Im Allgemeinen ist die Vollbrücke mehr (mE) -phasig.
Letztere Schaltung gestattet nur Gleichrichterbetrieb bzw. unidirektionalen Leistungsfluss vom Stator zum Läufer. Über- schüssige Energie muss u.U. mit Hilfe eines Choppers in einem elektrischen Widerstand in Wärme umgesetzt werden.
In Figur 16 ist die läuferseitige Anschaltung eines im Allgemeinen mE-phasigen selbstgeführten Stromrichters dargestellt. Beispielhaft ist eine dreiphasige (mE=3) Vollbrücke wiedergegeben, die aus Dioden 151, 151' sowie abschaltbaren Leistungshalbleitern 152 und einer Kapazität 155 besteht. Es ergibt sich eine regelbare, hochsetzbare Gleichspannung. Diese Schaltung gestattet Gleich- und Wechselrichterbetrieb, bzw. einen bidirektionalen Leistungsfluss .
Werden speziell einphasige Energieübertragungssysteme verwendet, kann eine einphasige Vollbrücke in H-Schaltung oder eine Halbbrückenschaltung zum Einsatz kommen.
Bei den angegebenen Beispielen dient der Gleichspannungszwischenkreis als Energiespeicher, aus dem mehrere mit dem Läufer bewegte Komponenten, u.U. über DC/DC- oder DC/AC-Wandler, gespeist werden können. Alternativ können Drehstromverbrau- eher auch direkt an die Läuferwicklung angeschlossen werden. Die Frequenz f2 ist dann aber abhängig vom Schlupf s. Bei geeigneter schlupfabhängiger Steuerung der Frequenz fi = f2/s lässt sich auch eine weitgehend konstante Läuferfrequenz f2 erzielen.
Die anhand der Figuren 7 bis 13 beschriebenen Ausführungsbeispiele waren insbesondere rotierende Asynchron- oder Synchronmaschinen. Das gleiche Prinzip gilt auch für Linearmoto- ren, wie es insbesondere anhand der Lineardarstellungen in Figur 2 und Figur 4 angedeutet ist oder auch für Reluktanzmaschinen .
Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Beispiele werden nachfolgend zusammengefasst :
- Es liegt eine reduzierte Masse bzw. ein reduzierter Bauraum bei weitgehend unabhängiger Funktionalität von Energieübertragung und Motorfunktion vor. - Es erfolgt eine kontaktlose Übertragung von elektrischer
Energie auf ein bewegtes System als integraler Bestandteil der Antriebs- bzw. Motorfunktion.
- Es ist ein kombinierter Umrichter für Motor- und Energieübertragungsfunktion vorhanden, ein gemeinsamer Spannungs- zwischenkreis ist möglich.
Eine erste vorteilhafte Anwendung der vorstehend anhand verschiedener Beispiele beschriebenen Antriebsmaschine ist bei Permanentmagnet-Antrieben, vorzugsweise als rotierende PM- Torque-Direktantriebe, gegeben. Eine zweite vorteilhafte Anwendung ist bei Permanentmagnet-Linear-Direktantrieben möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Antriebsmaschine aus einem Stator und einem Läufer, die ein Antriebssystem bilden, dem ein Energieüber- tragungssystem zur elektrischen Energieversorgung auf dem bewegten Teil zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen des Antriebssystems und des Energieübertragungssystems in einem gemeinsamen Aktivteil (50, 60) untergebracht sind, wobei die Antriebsfunktion und die Energieübertragungs- funktion weitgehend von einander unabhängig sind.
2. Antriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung elektrischer Energie induktiv ausgeführt ist .
3. Antriebsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der entkoppelte Betrieb der Teilfunktionen durch eine geeignete Wahl der Wicklungsparameter der Wicklungen von Motorsystem („M") einerseits und Energieübertragungs- System („E") andererseits erreicht ist.
4. Antriebsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor- und Energieübertragungsfunktion vom Aktivteil (50, 60) und einem damit kombi- nierten Stromrichter (20) erbracht wird.
5. Antriebsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtsystem („M"+"E") hinsichtlich Bauraum/Masse bei gleichzeitig hohen Wirkungsgraden der Teilfunktionen optimiert ist.
6. Antriebsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Motorfunktion nach dem Wirkprinzip der Synchronmaschine (SM) .
7. Antriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregung der Synchronmaschine durch Permanentmagnete (255) erzielt wird, wobei im Läufer (250) nur Wicklungen (155) des EnergieübertragungsSystems (E) untergebracht sind. (FIG 8)
8. Antriebsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (250, 350) mit vergrabenen Permanentmagneten ausgeführt ist (FIG 8, 9) .
9. Antriebsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (650) Oberflächen-Permanentmagneten (656) enthält. (FIG 12) .
10. Antriebsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregung durch wenigstens eine Motor-Läuferwicklung (115) aufgebracht wird, wobei sich auf dem Läufer (150, 250, 350, 450, 550, 650, 750,) zusätzlich wenigstens eine Energieübertragungswicklung (155) befindet. (FIG 7 - FIG 13)
11. Antriebsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer als Schenkelpol-Läufer ausgeführt (550) ist (FIG 11) .
12. Antriebsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer als Vollpol-Läufer (450) ausgeführt ist
(FIG 10) .
13. Antriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Motorfunktion nach dem Wirkprinzip der Asynchronmaschine (ASM) , wobei sich im Läufer (150) neben den Energieübertragungswicklung (155) Motorwicklungen (115) vor- handen sind. (FIG 7)
14. Antriebsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Motorfunktion nach dem Wirkprinzip einer Reluktanzmaschine, wobei im Läufer (750) nur Energieüber- tragungswicklungen (155) vorhanden sind. (FIG 13)
15. Antriebsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (140, 150) zum läufersei- tigen Auskoppeln der Spannung vorhanden sind.
16. Antriebsmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (140, 150) einen m-phasigen Stromrichter (m=l - 3) beinhalten
17. Antriebsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für einen unidirektionalen Leistungsfluss elektrischer Energie der Stromrichter als m-phasige Dioden-Voll- brücke (140) ausgeführt ist (m=3) oder für m=l auch als Dioden-Halbbrücke .
18. Antriebsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für einen bidirektionalen Leistungsfluss elektri- scher Energie der Stromrichter selbstgeführt ist.
19. Antriebsmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass für einen bidirektionalen Leistungsfluss elektrischer Energie der Stromrichter als m-phasige Vollbrücke (150) mit abschaltbaren Leistungshalbleitern (151, 151', 151") ausgeführt ist (m=3—>) oder für m=l auch als Halbbrücke.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113740728A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 北京机械设备研究所 一种弧线电机驱动的负载模拟器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007014659A1 (de) 2007-03-27 2008-10-09 Siemens Ag Elektrische Antriebsmaschine
DE102007014661A1 (de) * 2007-03-27 2008-10-09 Siemens Ag Elektrische Antriebsmaschine, insbesondere als Antrieb für eine Galette
DE102007046513A1 (de) 2007-09-28 2009-04-23 Siemens Ag Elektrische Antriebsmaschine
DE102008019644A1 (de) * 2008-04-18 2009-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Antriebsmaschine
DE102008020656A1 (de) 2008-04-24 2009-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Antriebsmaschine
US10093491B2 (en) * 2016-08-02 2018-10-09 Asm Technology Singapore Pte Ltd Wireless signal transmission in a pick-and-place apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB966024A (en) * 1960-11-11 1964-08-06 English Electric Co Ltd Improvements relating to apparatus for generating alternating current
US3371235A (en) * 1965-05-12 1968-02-27 Westinghouse Electric Corp Component support and interconnection arrangement in a rotating rectifier exciter
US3401328A (en) * 1966-05-20 1968-09-10 Gen Electric Brushless synchronous machine system
DE4236340C2 (de) * 1992-10-28 1994-11-10 Daimler Benz Ag Anordnung zur induktiven Übertragung von Energie
US5663605A (en) * 1995-05-03 1997-09-02 Ford Motor Company Rotating electrical machine with electromagnetic and permanent magnet excitation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006125764A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113740728A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 北京机械设备研究所 一种弧线电机驱动的负载模拟器
CN113740728B (zh) * 2020-05-28 2023-08-01 北京机械设备研究所 一种弧线电机驱动的负载模拟器

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