Browse Prior Art Database

Geber für Elektromotoren mit stroboskopischem Messprinzip

IP.com Disclosure Number: IPCOM000200032D
Original Publication Date: 2010-Oct-12
Included in the Prior Art Database: 2010-Oct-12
Document File: 4 page(s) / 254K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Die Einhaltung einer gewünschten Drehzahl eines Elektromotors ist maßgeblich für eine Vielzahl von Produktionsprozessen, speziell unter Nutzung von Produktions- und Werkzeugmaschinen sowie Robotern, welche drehzahlgeregelte Elektromotoren zum Antreiben von Maschinen- bzw. Anlagenachsen benutzen. Elektromotoren werden aber auch zum Antrieb von Fahrzeugen beispielsweise von Elektroautos benutzt. Dort ist ebenfalls die Regelung bzw. Einhaltung der jeweiligen Drehzahl nötig. Bei drehzahlgeregelten Elektromotoren werden Geber eingesetzt, welche die Istdrehzahl des Motors erfassen. Durch geeignete Regelung der Bestromung des Motors kann auf diese Weise bei Abweichung von der Solldrehzahl diese wieder erreicht werden, d.h. die Abweichung von Soll- zu Istdrehzahl kann minimiert werden.

This text was extracted from a PDF file.
This is the abbreviated version, containing approximately 38% of the total text.

Page 01 of 4

(This page contains 01 pictures or other non-text object)

(This page contains 00 pictures or other non-text object)

Geber für Elektromotoren mit stroboskopischem Messprinzip

Idee: Dr. Werner Eberlein, DE-Erlangen

Die Einhaltung einer gewünschten Drehzahl eines Elektromotors ist maßgeblich für eine Vielzahl von Produktionsprozessen, speziell unter Nutzung von Produktions- und Werkzeugmaschinen sowie Robotern, welche drehzahlgeregelte Elektromotoren zum Antreiben von Maschinen- bzw. Anlagenachsen benutzen. Elektromotoren werden aber auch zum Antrieb von Fahrzeugen beispielsweise von Elektroautos benutzt. Dort ist ebenfalls die Regelung bzw. Einhaltung der jeweiligen Drehzahl nötig. Bei drehzahlgeregelten Elektromotoren werden Geber eingesetzt, welche die Istdrehzahl des Motors erfassen. Durch geeignete Regelung der Bestromung des Motors kann auf diese Weise bei Abweichung von der Solldrehzahl diese wieder erreicht werden, d.h. die Abweichung von Soll- zu Istdrehzahl kann minimiert werden.

Zum Bau von Gebern werden vielfältige physikalische Effekte bzw. Prinzipien genutzt. So gibt es beispielsweise optische, induktive, kapazitive und magnetostriktive Geber. Insbesondere die hohen Anforderungen an die Regelbarkeit der Drehzahl beim Einsatz von Servomotoren erfordern bisher oftmals optische Geber, die relativ aufwändig zu fertigende Maßverkörperungen in Form von auf einer Scheibe radial angeordneten Maßstrichen beinhalten. Diese Maßstriche werden in einem aufwändigen Produktionsprozess hochgenau auf Glasscheiben aufgebracht. Des Weiteren können beispielsweise Verschmutzungen oder Unwuchten die Genauigkeit des Gebers negativ beeinflussen. Insgesamt führen diese hohe Anforderungen auch zu entsprechend hohen Geberpreisen.

Es wird nun ein Geber vorgeschlagen, welcher kostengünstig herzustellen und robust ist. Dazu wird ein Messverfahren nach dem stroboskopischen Prinzip verwendet. Grundprinzip des stroboskopischen Effekts sind kurze Beleuchtungszeiten sich schnell bewegender Objekte. Es gibt bereits physikalische Messapparaturen, die Lichtblitze im Femtosekundenbereich erzeugen können. Diese Messapparaturen eignen sich jedoch nicht für kostengünstige Konstruktionen. Daher wird vorgeschlagen, relativ einfach aufgebaute LED-Lampen (LED: Light Emitting Diode) zu nutzen, die Leuchtblitze in der Größenordnung von 300 Nanosekunden erzeugen können. Wesentliches Merkmal der Lösung ist es, mittels derartiger LED-Lampen kostengünstig sehr kurze Leuchtzeiten für den Einsatz mit einfach zu produzierenden Gebern zu realisieren und dabei beispielsweise stroboskopische Effekte als Messprinzip zu nutzen.

In Abbildung 1 ist ein Elektromotor (1) über die Rotorwelle (2) des Motors mit einem Geber (3) verbunden. Diese Verbindung kann in vielfältiger Weise erfolgen, beispielsweise direkt gekoppelt oder über eine Umlenkung und/oder ein Getriebe oder dergleichen. Der Geber (3) ermittelt die Motordrehzahl und übermittelt diese dem Antr...