DD205586A1 - ARRANGEMENT FOR SWITCH VOLTAGE DAMPING ON COMMUTATORS OF SMALL MACHINES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schaltspannungsbedaempfung an Kommutatoren von Kleinmaschinen bis etwa 10 W. Es besteht fuer derartige Kleinmaschinen die Aufgabe, eine praktisch verlustfrei arbeitende Anordnung zu schaffen, die im wesentlichen ohne zusaetzliche Volumina eine reelle Dimensionierung der Bedaempfungselemente zulaesst.Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem der Kommutator mit seinen Lamellen mit den Elektroden eines spiralfoermig gewickelten Mehrfachkondensators verbunden ist, wobei die Elektrodenzahl des Mehrfachkondensators der Lamellenzahl des Kommutators entspricht.The invention relates to an arrangement for Schalttspannungsbedaempfung on commutators of small machines up to about 10 W. It is for such small machines the task of creating a virtually lossless operating arrangement, which essentially without additional volumes a real dimensioning of Bedaempfungselemente zulaesst.Erfindungsgemaess the task is solved in that the commutator with its lamellae is connected to the electrodes of a spiral-wound multiple capacitor, the number of electrodes of the multiple capacitor corresponding to the lamellar number of the commutator.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung zur Schaltspannungsbedämpfung an Kommutatoren von IQeinmaschinenArrangement for switching voltage damping on commutators of IQeinmaschinen

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bedämpfung von Schaltspannungen, die beim Stromwendevorgang am Kommutator von Gleichstrommaschirien entstehen.The invention relates to an arrangement for damping switching voltages, which arise during the current reversal process at the commutator of DC machines.

Die Anordnung ist insbesondere für die Anwendung bei kleinen Gleichstrommaschinen im Leistungsbereich bis 10 r! geeignet, deren Kommutatoren mehr als drei Lamellen aufweisen.The arrangement is particularly suitable for use with small DC machines in the power range up to 10 r! suitable, the commutators have more than three lamellae.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions

Zur Bedämpfung der Schaltspannungen und damit zur Verringerung des Verschleißes am Kommutierungssystem sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden. Prinzipiell sind die nachfolgend beschriebenen Lösungen bekannt.To dampen the switching voltages and thus to reduce the wear on the commutation various measures have already been proposed. In principle, the solutions described below are known.

Eine Gruppe von Lösungen wendet für die Schaltspannungsbedämpfung nur Kondensatoren an, die parallel zu den sich öffnenden Kontakten Kommutatorlamelle - Bürste liegen. Biese !.laßnahmen, wie sie in der LIl-PS 142502, DPK 21d 39 beschrieben sind, erfordern jedoch bei externer Kondensatoranordnung Zusatzbürsten oder bei Integrierung in den Anker der Gleichstrommaschine erhebliche axiale Baulän^e und hohen SchaltungsaufwandOne set of solutions uses only capacitors for the switching voltage attenuation that are parallel to the opening commutator blade - brush contacts. Tiese!. Admissions, as described in the LIl-PS 142502, DPK 21d 39, however, require in external capacitor arrangement additional brush or when integrated into the anchor of the DC machine considerable axial Baulän ^ e and high circuit complexity

31.MRL1982*ÜOOU2731.MRL1982 * ÜOOU27

zum Verbinden der Einzelkapazitäten mit den Kommutatorlamellen. In der DR-PS 395372, DPK 21d¹39 ist vorgeschlagen worden, zur Unterdrückung von Zahnfluktuationsspannungen, die ebenfalls zum Bürstenfeuer "beitragen, in die Äusgleichsleitungen Kondensatoren einzuschalten, die vorteilhaft im Radstern untergebracht sind bzw. die Äusgleichsleitungen selbst als Kondensatoren auszubilden. Diese Maßnahme, die nur an mehrpoligen.Gleichstrommaschinen angewandt werden kann, bedämpft die Schalt spannungen zwischen benachbarten Lamellen nicht. Gleichzeitig wird die Funktion der Äusgleichsleitungen, da sie galvanisch getrennt werden, nur noch bei frequenzbehafteten Spannungen wirksam.for connecting the individual capacities with the commutator bars. It has been proposed in DR-PS 395 372, DPK 21d ¹ 39, to suppress in the equalizing lines capacitors which are advantageously accommodated in the wheel star and / or form the equalizing lines themselves as capacitors in order to suppress tooth fluctuation voltages which also contribute to the brush fire , which can only be used on multi-pole DC machines, does not dampen the switching voltages between adjacent lamellae At the same time, the function of the equalizing cables, since they are galvanically isolated, is only effective with frequency-sensitive voltages.

In einer anderen Gruppe von Lösungen zxlt Bedämpfung der' Schaltspannungen werden verlustbehaftete Bauelemente verwendet.In another group of solutions zxlt damping of 'switching voltages are used lossy devices.

Dazu gehören Widerstände, Varistoren, .Zeiierdioden, die einzeln oder in Kombination mit Kondensatoren eingesetzt werden.These include resistors, varistors, .Zeiierdioden, which are used individually or in combination with capacitors.

In dem DE-GM 1373206, DPK 21d¹39 ist die Anordnung von diskreten Widerständen vorgeschlagen, die vor der Montage zu einem Ring zusammengelötet werden. Gemäß der DE-OS 1929 984, IPK H02K, 13/10 ist es auch bekannt, die diskreten Widerstände durch einen.mit Widerstandsmaterial beschichteten Ring zu ersetzen oder in die Zwischenräume der Kommutatorlamellen Widerstandsmaterial einzubringen. Eine weitere Variante der Schaltspannungsbedämpfung ist in der DE-OS 2336643 beschrieben, wonach auf einem Ring aus halbleitendem Material Widerstände und Kondensatoren realisiert sind.In DE-GM 1373206, DPK 21d ¹ 39 the arrangement of discrete resistors is proposed, which are soldered together prior to assembly into a ring. According to DE-OS 1929 984, IPK H02K, 13/10, it is also known to replace the discrete resistors by a coated with resistance material ring or introduce resistance material in the interstices of the commutator. Another variant of the switching voltage damping is described in DE-OS 2336643, according to which resistors and capacitors are realized on a ring of semiconducting material.

Während die 3eschaltungen aus diskreten Bauelementen, insbesondere bei mehr als drei Kommutatorlamellen, zu erheblichen technologischen Aufwendungen führen und auch deren Unterbringung am Läufer äußerst problematisch ist, sind in den Kommutator integrierte Anordnungen durch die Wärmeentwicklung in ihrer Anwendung und Wirkung begrenzt. Manche Ausführungen, wie z. 3. die nach der DE-OS 2336643, sindWhile the 3 circuits of discrete components, especially in more than three commutator, lead to significant technological expenses and their placement on the runner is extremely problematic, integrated arrangements in the commutator by the heat generation in their application and effect are limited. Some versions, such. 3. according to DE-OS 2336643, are

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durch ihren konstruktiven Aufbau auf die Anwendung an Kommutatoren mit 3 Lamellen, bei denen die Betriebsspannung gleich der Lamellenspannung ist, festgelegt,due to their structural design, they are designed for use on commutators with 3 fins, where the operating voltage is equal to the lamella voltage.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezweckt bei derartigen Anordnungen bei optimaler Bedänpfung der Schaltspannungen den Aufwand und den Platzbedarf auf ein Minimum zu reduzieren*The invention aims at such arrangements with optimal damping of the switching voltages to reduce the effort and space requirements to a minimum *

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anordnung zur Bedämpfung von Schaltspannungen für kleine Gleichstrommaschinen mit Kondensatoren zu schaffen, die für Kommutatoren mit mehr als drei Lamellen geeignet ist und im wesentlichen ohne zusätzliche Volumina eine reelle Dimensionierung zuläßt.The invention has for its object to provide an arrangement for damping switching voltages for small DC machines with capacitors, which is suitable for commutators with more than three fins and essentially allows a real dimensioning without additional volumes.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kommutator mit seinen Lamellen direkt mit den Elektroden eines spiralförmig gewickelten Mehrfachkondensators verbunden ist, wobei die Elektrodenzahl des Mehrfachkondensators zumindest der Lamellenzahl des Kommutators entspricht.According to the invention the object is achieved in that the commutator is connected with its lamellae directly to the electrodes of a helically wound multiple capacitor, wherein the number of electrodes of the multiple capacitor at least equal to the number of lamellae of the commutator.

In einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Mehrfachkondensator koaxial im Kommutator angeordnet» Dabei ist es möglich, die Elektroden des Mehrfachkondensators an ihren Enden als Kommutatorlamellen auszubilden.In one embodiment of the invention, the multiple capacitor is arranged coaxially in the commutator »It is possible to form the electrodes of the multiple capacitor at their ends as Kommutatorlamellen.

In einer anderen Ausführungsform ist der Mehrfachkondensator als Scheibe ausgebildet und asial neben dem Kommutator angeordnet.In another embodiment, the multiple capacitor is formed as a disc and arranged asial next to the commutator.

V/ird die Erfindung an einem eisenlosen Glockenläufer angewandt, kann der als Scheibe ausgebildete Mehrfachkondensator als Tragscheibe für die Lauferwicklung verwendet v/erden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Bedämpfung der Schaltspannungen ist die Möglichkeit gegeben, mit geringstem technologischen Aufwand praktisch ohne zusätzliche Verluste im Dämpfungselenient selbst die Sc'haltspannungs'spitzeh' und damit das versch.lei.3fordernde Bürstenfeuer weitestgehend zu unterdrücken.If the invention is applied to an ironless bell-type rotor, the disc-shaped multiple capacitor can be used as a carrier for the rotor winding. With the arrangement according to the invention for damping the switching voltages, there is the possibility of suppressing, with the least technological effort, practically without additional losses in the attenuation element itself, the voltage voltage 'peak' and hence the potential of a scratching brush fire.

Durch den technischen Fortschritt auf dem Gebiet der Herstellung von Folienkondensatoren,. welche die Realisierung relativ großer Kapazitäten auf kleinstem Raum ermöglicht, ist es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, die Kondensatoren in der tatsächlich erforderlichen Größe zu dimensionieren* Das wird insbesondere dadurch erreicht, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur eine 'Elektrode je Lamelle benötigt wird. Bei Anwendung konventioneller Bauelemente werden je Lamelle 2 Elektroden, d. h. ein kompletter Kondensator benötigt.Due to the technical progress in the field of the production of film capacitors ,. which allows the realization of relatively large capacities in the smallest space, it is possible when using the inventive arrangement to dimension the capacitors in the actual size required * This is achieved in particular by the fact that in the inventive arrangement only one 'electrode per blade is needed. When using conventional components, 2 electrodes per lamella, i. H. a complete capacitor is needed.

AusführunggbeispielAusführunggbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows in

Fig. 1: einen Kommutator mit einem Mehrfachkondensator im QuerschnittFig. 1: a commutator with a multiple capacitor in cross section

Fig, 2: einen eisenlosen Glockenläufer mit MehrfachkondensatorFig. 2: an ironless bell runner with multiple capacitor

im Längsschnittin longitudinal section

In Figur 1 ist auf einen Tragkörper 1, der die Wellenbohrung enthält, ein Mehrfachkondensator angeordnet, der aus neun Folien 3 besteht, die parallel spiralförmig aufgewickelt sind. Die Enden der gegeneinander isolierten Folien 3 durchdringen einen Lamellentragkörper 4 und sind jeweils mit einer Lamelle 5 verbunden. Die Hersteilung dieses Kommutators mit Bedämpfungsanordnung kann durch Spritzgießen erfolgen, wobei der mit den Lamellen 5 verbundene Mehrfachkondensator ein vorgefertigtes Einlegeteil ist. Der Tragkörper 1 und der Lamellentragkörper 4 sind an den Stirnseiten verbunden und bilden somit ein einheitliches Spritzgußteil, Ss sind auch andere Herstellungsverfahren möglich. Z. 3, können die Folien 3 durch galvanische Verfahren an ihren Enden mit einer Beschichtung versehen, selbst als Lamellen 5 ausgebildet sein· Eine andere Möglichkeit besteht darin,den Lamellentragkörper 4 selbst zu metallisieren und die Lamellen 5 durch bekannte chemische Abscheidungsverfahren herzustellen.In FIG. 1, a multiple capacitor, which consists of nine foils 3, which are wound in a parallel spiral shape, is arranged on a support body 1 which contains the shaft bore. The ends of the mutually insulated foils 3 penetrate a lamella support body 4 and are each connected to a lamella 5. The Hersteilung this commutator with damping arrangement can be done by injection molding, wherein the multiple capacitor connected to the fins 5 is a prefabricated insert. The support body 1 and the Lamellentragkörper 4 are connected to the end faces and thus form a single injection molded part, Ss are other manufacturing methods possible. 3, the foils 3 can be provided with a coating at their ends by means of electroplating processes, themselves being designed as lamellae 5. Another possibility is to self-laminate the lamella support body 4 and to produce the lamellae 5 by known chemical deposition methods.

In Pigur 2 ist ein eisenloser Glockenläufer einer Gleichstrommaschine dargestellt, Auf einer Welle 6 ist eine Tragscheibe 7 für die Läuferwicklung 8 angeordnet. Die Tragscheibe 7 ist als Mehrfachfolienkondensator 9 ausgebildet. Die H¹OIien 3 des Mehrfachkondensators 9 sind parallel spiralförmig gewickelt und stirnseitig über nicht näher dargestellte Anschlußelemente mit dem Kommutator 10 verbunden.In Pigur 2 an ironless bell runner of a DC machine is shown, on a shaft 6, a support plate 7 for the rotor winding 8 is arranged. The support disk 7 is formed as a multiple film capacitor 9. The H ¹ OIien 3 of the multiple capacitor 9 are spirally wound in parallel and frontally connected via not shown connecting elements to the commutator 10.

Claims (5)

Erfindung; sanspruchInvention; sanspruch 1. Anordnung zur Bedämpfung der Schaltspannungen, insbesondere von Kleinmaschinenkommutatoren mit Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator mit seinen Lamellen mit den Elektroden eines spiralförmig gewickelten Mehrfachkondensators verbunden ist, wobei die Elektrodenzahl des Mehrfachkondensators zumindest der Lamellenzahl des Kommutators entspricht.1. An arrangement for damping the switching voltages, in particular small machine commutators with capacitors, characterized in that the commutator is connected with its fins to the electrodes of a spirally wound multiple capacitor, wherein the number of electrodes of the multiple capacitor at least equal to the number of fins of the commutator. 2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkondensator koaxial im Kommutator angeordnet ist.2. Arrangement according to item 1, characterized in that the multiple capacitor is arranged coaxially in the commutator. 3. Anordnung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Mehrfachkondensators als Kommutatorlamellen ausgebildet sind»3. Arrangement according to item 2, characterized in that the electrodes of the multiple capacitor are designed as Kommutatorlamellen » 4. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkondensator als Scheibe ausgebildet und axial neben dem Kommutator angeordnet ist.4. Arrangement according to item 1, characterized in that the multiple capacitor is formed as a disc and arranged axially adjacent to the commutator. 5. Anordnung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachkondensator als Tragscheibe für die Läuferwicklung eines eisenlosen Glockenläufers verwendet wird.5. Arrangement according to item 4, characterized in that the multiple capacitor is used as a support disk for the rotor winding of an ironless bell rotor. .Hierzu 1 SeiteFor this 1 page