DE19703655C2 - Elektrischer Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, umfassend einen Elektromotor mit vorgeschalteter Leistungselektronik, insbesondere einer Spannungsversorgungs- und Drehzahlrege­ lungseinheit, zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung variabler Amplitude und/oder variabler Frequenz für den Elek­ tromotor, wobei die Leistungselektronik bzw. die Spannungs­ versorgungs- und Regelungseinheit und der Elektromotor als gemeinsame bauliche Einheit ausgestaltet und in einem elek­ tromagnetische Strahlung abschirmenden Gehäuse integriert sind.

Derartige Antriebe sind insbesondere als Drehzahl- und/oder positionsgeregelte Servoantriebssysteme bekannt, die bei­ spielsweise zur exakten Positionierung eines zu bearbeitenden Werkstücks zum Einsatz kommen. Sie umfassen üblicherweise ei­ ne Leistungselektronik in Form einer Spannungsversorgungsein­ heit mit einem Transformator und einem Gleichrichter, mit dessen Hilfe die transformierte Spannung gleichgerichtet wird. Außerdem umfassen übliche Servoantriebssysteme ein meist als Servoeinheit bezeichnetes Regelgerät, mit dessen Hilfe die Spannungsversorgungseinheit derart angesteuert wird, daß die gleichgerichtete Spannung in Abhängigkeit von Steuersignalen einer externen Positionier-Steuerung in eine Wechselspannung mit variabler Amplitude und/oder variabler Frequenz umgewandelt wird, die dem Elektromotor zur Span­ nungsversorgung dient. Dadurch kann die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von den Steuersignalen der externen Positio­ nier-Steuerung geregelt werden. Das Regelgerät weist zu die­ sem Zweck eine Regelungseinheit auf, mit deren Hilfe Sollwer­ te für die Versorgungsspannung und Frequenz des Motors ermit­ telt und entsprechende Ansteuersignale zur Ansteuerung der Spannungs-Versorgungseinheit bereitgestellt werden. An den als Servomotor ausgestalteten Elektromotor ist meist über ei­ ne Kupplung ein Getriebe angekoppelt.

Deartige elektrische Antriebe weisen einen nicht unbeträcht­ lichen Platzbedarf auf und sind mit einem erheblichen Gewicht verbunden, wodurch sich deren Handhabung sehr erschwert. In vielen Fällen lassen sich die Antriebe nur unzulänglich gegen die Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung abschirmen. Derartige Störstrahlung ergibt sich insbesondere bei der Be­ reitstellung der Versorgungsspannung für den Servomotor, da hierbei häufig hochfrequente Wechselströme mit beträchtlicher Amplitude geschaltet werden, so daß aufwendige Abschirmmaß­ nahmen erforderlich sind, um die Abstrahlung elektromagneti­ scher Störstrahlung zu vermindern.

Aus der DE 93 05 174 U1 ist ein Antrieb mit Elektromotor und vorgeschalteter Leistungselektronik bekannt, bei dem das Ge­ häuse als Faradayscher Käfig dient, um die Störsicherheit des Antriebs zu verbessern. Elektromotor und Leistungselektronik sind axial hintereinander im Gehäuse angeordnet. Mittels ei­ nes Lüfters wird ein Kühlluftstrom außen entlang der Lei­ stungselektronik und anschließend entlang des Motors geführt. Damit ist jedoch nur eine beschränkte Kühlung, insbesondere des Motors, möglich. Als Nachteil hat sich auch der nicht un­ erhebliche Platzbedarf des Antriebs erwiesen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Antrieb der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß bei verringertem Platzbedarf eine verbesserte Kühlung des Elektromotors und der Leistungselektronik ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Antrieb der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trägerelemente zur Aufnahme elektronischer Bauelemente dem Elektromotor benachbart angeordnet sind, wobei zwischen den Trägerelementen und dem Elektromotor ein (innerer) Kühlkanal verläuft.

Der erfindungsgemäße elektrische Antrieb bildet eine kompakte Baueinheit, die einen deutlich geringeren Platzbedarf auf­ weist als die meist aus mehreren Einzelkomponenten zusammen­ gesetzten Antriebe bekannter Art. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Konstruktion durch eine sehr gute elektro­ magnetische Verträglichkeit aus, da die Leistungselektronik dem Elektromotor unmittelbar benachbart angeordnet und ge­ meinsam mit diesem von einem Gehäuse umgeben ist, das eine Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung zuverlässig verhindert. Insbesondere entfällt bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung eine separate Stromversorgungsleitung zwischen Spannungsversorgungseinheit und Servomotor. Diese Stromversorgungsleitung bildet aufgrund ihres "Antennen­ effekts" einen Hauptverursacher für elektromagnetische Stör­ strahlung. Die kompakte Ausgestaltung erleichtert außerdem die Handhabung des elektrischen Antriebs und bewirkt eine übersichtliche Ausgestaltung. Überdies hat die Ausbildung in Form einer baulichen Einheit eine geringe Störanfälligkeit zur Folge.

Erfindungsgemäß sind Trägerelemente zur Aufnahme elektroni­ scher Bauelemente dem Elektromotor benachbart angeordnet, wo­ bei zwischen den Trägerelementen und dem Elektromotor ein in­ nerer Kühlkanal verläuft. Dies ermöglicht eine sehr gute gleichzeitige Kühlung sowohl der elektrischen Bauelemente der Leistungselektronik als auch des Elektromotors.

Die vorteilhafterweise als Platinen ausgebildeten Trägerele­ mente können um den Motorblock des Elektromotors herum aufge­ baut werden, so daß sich eine besonders platzsparende Anord­ nung ergibt. Vorzugsweise umfaßt der erfindungsgemäße Antrieb ein Lüftungsaggregat, das über den inneren Kühlkanal mit Lüf­ tungsöffnungen des Gehäuses in Strömungsverbindung steht. Da­ durch kann eine besonders komprimierte Anordnung erzielt wer­ den, ohne daß es aufgrund der auftretenden Wärmeverluste zu einer Beeinträchtigung des elektrischen Antriebs kommt. Mit Hilfe des Lüftungsaggregats kann eine Kühlluftströmung er­ zeugt werden zur Kühlung sowohl der auf den Trägerelementen aufgebauten elektronischen Bauelemente der Spannungsversor­ gungs- und der Regelungseinheit als auch zur Kühlung des Elektromotors. Dadurch kann insbesondere auch die bei Brems­ vorgängen des Motors freiwerdende Energie beispielsweise über ohmsche Widerstände zuverlässig an die Kühlluftströmung abge­ geben werden.

Eine besonders effektive Kühlung insbesondere der elektri­ schen Bauelemente der Leistungselektronik kann dadurch er­ zielt werden, daß sich zwischen den Trägerelementen und dem Gehäuse ein vorzugsweise parallel zum inneren Kühlkanal ver­ laufender äußerer Kühlkanal erstreckt. Die Trägerelemente bilden somit eine Trennwand zwischen dem inneren und dem äußeren Kühlkanal, so daß die auf den Trägerelementen aufge­ bauten elektronischen Bauelemente sowohl auf ihrer dem Elek­ tromotor zugewandten Seite als auch auf ihrer dem Elektromo­ tor abgewandten Seite von Kühlluft umströmt werden. Dies hat eine äußerst wirksame Wärmeabfuhr zur Folge, so daß trotz der kompakten Bauweise auch bei hohen Motorleistungen die Funkti­ onsfähigkeit des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebs er­ halten bleibt.

Um die Wärmeabfuhr auch bei sehr niedrigen Motordrehzahlen sicherzustellen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das Lüftungsaggregat einen Lüftungsantrieb umfaßt. Dieser kann unabhängig von der Drehzahl des Elektro­ motors aktiviert werden, so daß die Kühlluftströmung auch dann erhalten bleibt, wenn der Motor mit stark reduzierter Drehzahl betrieben wird. Eine hohe Belastung bei niedrigen Drehzahlen führt zu erhöhten Wärmeverlusten in den elektri­ schen Bauelementen, diese können bei der vorteilhaften Ausge­ staltung besonders effektiv gekühlt werden. Dadurch kann ins­ besondere bei Bremsvorgängen die freiwerdende Wärmeenergie zuverlässig abgeführt werden.

Das Lüftungsaggregat ist vorteilhafterweise als Axiallüfter ausgebildet. Dies ermöglicht es, das Lüftungsaggregat stirn­ seitig am Elektromotor anzuordnen zur Erzeugung einer an der Außenseite des Motors im wesentlichen parallel zu dessen Drehachse ausgerichteten Kühlluftströmung.

Vorzugsweise umfaßt der erfindungsgemäße Antrieb eine Kühl­ luftführung zur Aufteilung der vom Lüftungsaggregat dem inne­ ren und dem äußeren Kühlkanal zugeführten Kühlluftmenge. Mit­ tels der Kühlluftführung kann sichergestellt werden, daß un­ abhängig vom Strömungsquerschnitt des inneren und des äußeren Kühlkanals beispielsweise dem inneren Kühlkanal, sofern die­ ser eine besonders starke Erwärmung erfährt, eine größere Kühlluftmenge zugeführt werden kann als dem äußeren Kühlka­ nal.

Bei einer kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Kühlluftführung ein in axialer Richtung zwischen den Trägerelementen und dem Lüftungsaggregat ange­ ordnetes, vorzugsweise den dem Lüftungsaggregat zugewandten Endbereich des Elektromotors in Umfangsrichtung umgebendes Leitblech umfaßt. Das Leitblech kann schräg zur Längsachse des beispielsweise als Servomotor ausgestalteten Elektromo­ tors ausgerichtet sein und in Form eines Trichters beispiels­ weise dem inneren Kühlkanal eine größere Kühlluftmenge zufüh­ ren als dem äußeren Kühlkanal.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Antriebs ist vorgesehen, daß die Spannungsver­ sorgungseinheit einen elektronischen Spannungsumrichter um­ faßt. Dies ermöglicht sowohl eine beträchtliche Gewichtser­ sparnis als auch eine nicht unwesentliche Verringerung des Platzbedarfs gegenüber herkömmlichen elektrischen Antrieben, bei denen üblicherweise ein Transformator mit entsprechenden Spulen zur Reduktion der Netzspannung zum Einsatz kommt.

Günstig ist es, wenn der elektronische Spannungsumrichter ei­ nen vorteilhafterweise gesteuerten Gleichrichter zur Gleich­ richtung und bevorzugt auch zur Gleichspannungswandlung einer Eingangswechselspannung auf eine gleichförmige Zwischenkreis­ spannung aufweist, sowie einen steuerbaren Wechselrichter zur Wechselrichtung der Zwischenkreisspannung auf eine Versor­ gungsspannung variabler Amplitude und/oder variabler Fre­ quenz. Die zur Drehzahleinstellung des Elektromotors erfor­ derliche variable Versorgungsspannung wird mit Hilfe des elektronischen Spannungsumrichters bereitgestellt. Hierzu er­ folgt zunächst eine Gleichrichtung der einphasigen oder drei­ phasigen Eingangswechselspannung auf eine gleichförmige Zwi­ schenkreisspannung, deren Höhe durch die Bauart des Elektro­ motors bedingt ist. Die mechanische Leistung des Motors rich­ tet sich nach dem vom Motor bereitgestellten Drehmoment, das von der Stromstärke des durch die Wicklungen des Elektromo­ tors fließenden Stroms abhängig ist. Die maximal zulässige Stromstärke wird durch die Wärmeentwicklung im Motor be­ grenzt. Kommt ein auf hohe mechanische Leistungen und damit verbunden auf hohe Stromstärken ausgelegter Elektromotor zum Einsatz, so ist es von Vorteil, eine relativ niedrige Zwi­ schenkreisspannung von beispielsweise 330 V zu verwenden.

Die Erzeugung einer Zwischenkreisspannung von beispielsweise 330 V kann durch Gleichrichtung der einphasigen Netzspannung von 235 V erfolgen oder durch Gleichrichtung und Gleichspan­ nungswandlung (DC-DC-Wandlung) einer dreiphasigen Netzspan­ nung von z. B. 410 V, wobei zur Gleichrichtung und Gleichspan­ nungswandlung vorzugsweise eine übliche B6-Diodenbrücke mit Tiefsetzsteller zur DC-DC-Wandlung von 580 V auf 330 V zum Einsatz kommen kann.

Wird ein Elektromotor mit bauartbedingter Zwischenkreisspan­ nung von ungefähr 580 V verwendet, so kann mittels des Gleichrichters die Zwischenkreisspannung durch Gleichrichtung einer dreiphasigen Netzspannung von 410 V erzeugt werden, wo­ bei vorteilhafterweise eine einfache B6-Diodenbrücke oder ei­ ne geregelte B6-Transistorenbrücke zum Einsatz kommen.

Besonders vorteilhaft ist eine Gleichrichtung mittels einer geregelten B6-Transistorenbrücke, die auch eine Energierück­ speisung ermöglicht. Hierbei können Bremswiderstände für die Energieabfuhr entfallen, und der Gesamtwirkungsgrad der An­ triebseinrichtung wird durch die Energierückspeisung erhöht.

Mittels einer geregelten elektronischen B6-Transistorenbrücke zur Gleichrichtung und Gleichspannungswandlung kann insbeson­ dere eine sinusförmige Stromaufnahme gewährleistet werden. Falls keine Energierückspeisung vorgesehen ist, können ergän­ zend Bremswiderstände zum Einsatz kommen, um überschüssige Energie in Form von Wärme abzuführen.

Eine Zwischenkreisspannung von 580 V kann auch durch Gleich­ richtung und Gleichspannungswandlung einer einphasigen Netz­ spannung von 235 V bereitgestellt werden, wobei zur Gleich­ spannungswandlung ein an sich bekannter elektronischer Hoch­ setzteller eingesetzt werden kann.

Günstig ist es, wenn der elektronische Spannungsumrichter zur Pufferung des Zwischenkreises Zwischenkreiskondensatoren um­ faßt.

Die Zwischenkreisspannung kann mittels des steuerbaren Wech­ selrichters zur Drehzahlregelung des Elektromotors auf eine Versorgungsspannung mit variabler Amplitude und variabler Frequenz umgeformt werden. Der Wechselrichter umfaßt hierbei vorzugsweise eine übliche B6-Brücke mit Transistoren und an­ tiparallel geschalteten Dioden. Durch die Wechselrichtung wird ein dreiphasiges Drehstromnetz variabler Frequenz und variabler Spannung erzeugt.

Wie bereits erwähnt, können zur Aufnahme der bei Bremsvorgän­ gen freiwerdenden Energie ohmsche Bremswiderstände vorgesehen sein oder aber eine Schaltungsanordnung zur Rückspeisung der freiwerdenden Energie ins Spannungsnetz.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Regelungseinheit zum drehzahl- und/oder drehmomentengeregel­ ten Betrieb des Elektromotors eine Regelungsschaltung umfaßt zur Ansteuerung des Wechselrichters. Istdrehzahl und/oder -strom des Motors werden hierzu mittels eines entsprechenden Drehzahlgebers bzw. einer Strommeßeinheit erfaßt. Diese Werte werden in der Regelungseinheit mit vorgebbaren Sollwerten verglichen und ein entsprechendes Ansteuerungssignal gene­ riert, das dem Wechselrichter eingegeben wird, der entspre­ chende Spannungs- und Frequenzwerte für den Motor erzeugt.

Als Elektromotor kann ein handelsüblicher Motor in Form eines Asynchronmotors oder eines permanenterregten Synchronmotors zum Einsatz kommen.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische, teilweise aufgebrochen dargestellte Seitenansicht eines erfindungs­ gemäßen elektrischen Antriebs mit angekoppel­ ter Getriebeeinheit;

Fig. 2: eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3: ein Blockschaltbild der elektrischen Ver­ schaltung des erfindungsgemäßen Antriebs.

In den Fig. 1 und 2 ist ein elektrischer Antrieb in Form eines mit dem Bezugszeichen 10 versehenen Kompaktantriebs dargestellt mit einem Elektromotor 12, dem stirnseitig ein Axiallüfter 14 benachbart ist und der von einem Gehäuse 16 umgeben ist. Das Gehäuse 16 umfaßt einen den Elektromotor 12 in Umfangsrichtung umhüllenden Gehäusemantel 18, einen Gehäu­ sedeckel in Form eines Stirnflansches 20 und einen zwischen dem Elektromotor 12 und dem Axiallüfter 14 angeordneten Ge­ häuseboden in Form eines Verbindungsflansches 22, an dem der Axiallüfter 14 gehalten ist. Der Gehäusemantel 18 ist in ra­ dialem Abstand zum Elektromotor 12 angeordnet, so daß sich zwischen den beiden Bauteilen ein Ringraum 24 ausbildet. Der Ringraum 24 nimmt insgesamt vier Trägerplatten 27, 28, 29 und 30 auf, die den Elektromotor 12 in Umfangs­ richtung vollständig umgeben und über Winkelstücke 32 mitein­ ander verbunden sind. In Längsrichtung erstrecken sich die Trägerplatten 27 bis 30 entlang der gesamten Außenseite des Elektromotors 12. Auf den Trägerplatten 27 bis 30 sind die elektronischen Bauelemente 31 einer Spannungsversorgungs- und einer Regelungseinheit montiert zur Bereitstellung einer Ver­ sorgungsspannung für den Elektromotor 12. Diese werden nach­ folgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert.

Durch die Trägerplatten 27 bis 30 wird der Ringraum 24 in ei­ nen dem Elektromotor 12 zugewandten inneren Kühlkanal 33 und einen dem Gehäusemantel 18 zugewandten äußeren Kühlkanal 34 unterteilt. Die beiden Kühlkanäle 33 und 34 stehen über einen Durchbruch 36 im Verbindungsflansch 22 mit dem Axiallüfter 14 in Strömungsverbindung, und der Stirnflansch 20 weist im we­ sentlichen koaxial zum Durchbruch 36 verlaufende Lüftungsöff­ nungen 38 auf, so daß sich vom Axiallüfter 14 durch den Durchbruch 36 hindurch entlang des inneren Kühlkanals 33 und des äußeren Kühlkanals 34, die im wesentlichen parallel zu­ einander ausgerichtet sind, in Richtung auf die Lüftungsöff­ nungen 38 eine Kühlluftströmung ausbilden kann zur Abfuhr der an den elektronischen Bauelementen 31 der Trägerplatten 27 bis 30 sowie am Elektromotor 12 auftretenden Wärme.

Auf ihre dem Axiallüfter 14 zugewandte Stirnseite ist auf die Trägerplatten 27 bis 30 ein schräg zur Längsachse des Elek­ tromotors 12 ausgerichtetes Leitblech 40 aufgesetzt, das in den Durchbruch 36 eingreift und in Richtung auf den Axiallüf­ ter 14 schräg nach außen weist, so daß die durch den Durch­ bruch 36 hindurchströmende Kühlluft im radial außenliegenden Bereich des Durchbruches 36 dem äußeren Kühlkanal 34 und im radial innenliegenden Bereich des Durchbruchs 36 dem inneren Kühlkanal 33 zugeführt wird. Das Leitblech 40 bewirkt somit eine Aufteilung der vom Axiallüfter 14 zur Verfügung gestell­ ten Kühlluftmenge.

Der Stirnflansch 20 trägt auf seiner dem Elektromotor 12 ab­ gewandten Außenseite ein Getriebe 42, das in an sich bekann­ ter und aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit einer Antriebswelle des Elektromotors 12 gekoppelt ist und auf sei­ ner dem Elektromotor 12 abgewandten Stirnseite eine Abtriebs­ welle 44 aufweist.

Der Elektromotor 12 bildet in Kombination mit den auf den Trägerplatten 27 bis 30 aufgebauten elektronischen Bauelemen­ ten 31 der Spannungsversorgungs- und der Regelungseinheit ei­ ne kompakte elektrische Antriebseinrichtung, wobei die Dreh­ zahl des Elektromotors durch die von der Spannungsversor­ gungs- in Verbindung mit der Regelungseinheit bereitgestellte Versorgungsspannung geregelt werden kann. Die elektrische Verschaltung der Spannungsversorgungs- und der Regelungsein­ heit ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.

Wie aus Fig. 3 deutlich wird, umfaßt die Spannungsversor­ gungseinheit einen Spannungsumformer 48 zur Bereitstellung einer dreiphasigen Versorgungsspannung für den Elektromotor 12. Die Regelungseinheit umfaßt eine Regelungsschaltung 50, mit deren Hilfe der Spannungsumformer 48 derart angesteuert werden kann, daß der Elektromotor 12 eine gewünschte Drehzahl und/oder ein gewünschtes Drehmoment aufweist.

Der Spannungsumformer 48 umfaßt einen Gleichrichter 52, einen Zwischenkreis 54 und einen Wechselrichter 56. Mit Hilfe des Gleichrichters 52 kann eine einphasige Netzspannung von 235 V auf eine Zwischenkreisspannung von 330 V oder eine dreiphasi­ ge Netzspannung von 410 V auf eine Zwischenkreisspannung von 580 V gleichgerichtet werden. Ergänzend kann ein Gleichspan­ nungswandler in Form eines elektronischen Tiefsetztellers oder eines elektronischen Hochsetztellers zum Einsatz kommen, so daß auch bei Verwendung einer dreiphasigen Netzspannung von 410 V eine Zwischenkreisspannung von 330 V bzw. bei Ver­ wendung einer einphasigen Netzspannung von 235 V eine Zwi­ schenkreisspannung von 580 V erzeugt werden kann. Bei den ge­ nannten Zahlenangaben handelt es sich nur um beispielhafte Angaben. Die von der Bauart des zum Einsatz kommenden Elek­ tromotors abhängige Zwischenkreisspannung kann selbstver­ ständlich auch andere Werte annehmen.

Die Gleichrichtung erfolgt mittels der elektronischen Bauele­ mente 31, wobei insbesondere eine übliche B6-Diodenbrücke und bei Bedarf ein Tiefsetzteller oder ein Hochsetzteller zum Einsatz kommen können. Die vom Gleichrichter 52 zur Verfügung gestellte Zwischenkreisspannung wird zur Pufferung an Zwi­ schenkreiskondensatoren 58 geleitet. Die an den Zwischen­ kreiskondensatoren anliegende Spannung dient als Eingangs­ spannung für den Wechselrichter 56, der ein dreiphasiges Drehstromnetz variabler Frequenz und variabler Spannung er­ zeugt, an das der Elektromotor 12 angeschlossen ist. Hierzu wird die Zwischenkreisspannung in Abhängigkeit von einem Steuerungssignal der Regelungsschaltung 50 getaktet. Die Re­ gelungsschaltung 50 umfaßt eine Signalgenerierungseinheit 62, die an einen Lage- oder Drehzahlgeber 60 angeschlossen ist und ein Drehzahl-Istsignal für eine Drehzahlregelung 64 er­ zeugt, wobei das Signal dem Istwert der Drehzahl des Elektro­ motors 12 entspricht. In der Drehzahlregelung 64 wird der Istwert der Drehzahl mit einem Sollwert verglichen, der über eine Sollwerteingabe 66 eingegeben werden kann. Die Drehzahl­ regelung 64 ist über eine Stromregelung 68 in üblicher und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellter Weise mit dem Wechselrichter 56 gekoppelt, so daß in Abhängigkeit von dem Regelsignal der Drehzahlregelung 64 die Amplitude und die Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters 56 einge­ stellt werden können.

Alternativ und/oder ergänzend zu einer Drehzahlregelung kann auch eine Drehmomentenregelung vorgesehen sein. Hierzu kann der Stromregelung 68 über eine Eingabevorrichtung 72 ein Drehmomentensollwert vorgegeben werden. Der Motor-Iststrom wird im Wechselrichter 56 erfaßt und dem Stromregler 68 zur Differenzbildung zugeführt. In Abhängigkeit von einem Diffe­ renzsignal erfolgt dann die Stromregelung in an sich bekann­ ter Weise.

Kommt als Elektromotor ein Asynchronmotor zum Einsatz, so kann bevorzugt eine an sich bekannte Vektorregelung vorgese­ hen sein. Hierzu kann dem Stromregler 68 über die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Verbindungsleitung 70 zwecks Flußbe­ rechnung ein Lage-Istwert zugeführt werden.

Da die Spannungsversorgungs- und die Regelungseinheit dem Elektromotor 12 unmittelbar benachbart angeordnet und von dem Gehäuse 16 umgeben sind, kann keine elektromagnetische Stör­ strahlung nach außen dringen. Hierzu ist das Gehäuse 16 aus einem elektrisch leitenden Material gebildet, und zusätzlich sind sowohl der Durchbruch 36 als die Lüftungsöffnungen 38 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gitter, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, überdeckt. Somit wird sichergestellt, daß aus dem Gehäuse 16 keine elektromagnetische Störstrahlung nach außen dringen kann, so daß der Kompaktantrieb 10 insgesamt eine sehr hohe elektromagnetische Verträglichkeit aufweist.

Claims (11)

1. Elektrischer Antrieb umfassend einen Elektromotor mit vorgeschalteter Leistungselektronik, insbe­ sondere einer Spannungsversorgungs- und Drehzahl­ regelungseinheit, zur Bereitstellung einer Ver­ sorgungsspannung variabler Amplitude und/oder va­ riabler Frequenz für den Elektromotor, wobei die Leistungselektronik bzw. die Spannungsversor­ gungs- und Regelungseinheit und der Elektromotor als gemeinsame bauliche Einheit ausgestaltet und in einem elektromagnetische Strahlung abschirmen­ den Gehäuse integriert sind, dadurch gekennzeich­ net, daß Trägerelemente (27, 28, 29, 30) zur Auf­ nahme elektronischer Bauelemente (31) dem Elek­ tromotor (12) benachbart angeordnet sind, wobei zwischen den Trägerelementen (27 bis 30) und dem Elektromotor (12) ein (innerer) Kühlkanal (33) verläuft.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelemente (27 bis 30) den Elektromo­ tor (12) in Umfangsrichtung umgeben.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Lüftungsaggregat (14), das über den in­ neren Kühlkanal (33) mit Lüftungsöffnungen (38) des Gehäuses (16) in Strömungsverbindung steht.

4. Antrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Trägerelementen (27 bis 30) und dem Gehäuse (16) ein äußerer Kühlkanal (34) erstreckt.

5. Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lüftungsaggregat (14) einen Lüftungsantrieb umfaßt.

6. Antrieb nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Lüftungsaggregat als Axial­ lüfter (14) ausgebildet ist.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekenn­ zeichnet durch eine Kühlluftführung (40) zur Auf­ teilung der vom Lüftungsaggregat (14) dem inneren und äußeren Kühlkanal (33 bzw. 34) zugeführten Kühlluftmenge.

8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftführung ein in axialer Richtung zwischen den Trägerelementen (27 bis 30) und dem Lüftungsaggregat (14) angeordnetes Leitblech (40) umfaßt.

9. Antrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversor­ gungseinheit einen elektronischen Spannungsum­ richter (48) umfaßt.

10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Spannungsumrichter (48) ei­ nen Gleichrichter (52) zur Gleichrichtung einer Eingangswechselspannung auf eine gleichförmige Zwischenkreisspannung aufweist sowie einen steu­ erbaren Wechselrichter (56) zur Wechselrichtung der Zwischenkreisspannung auf eine Versorgungs­ spannung variabler Amplitude und/oder variabler Frequenz.

11. Antrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regelungseinheit (60) eine Re­ gelungsschaltung (50) umfaßt zur Ansteuerung des Wechselrichters (56) in Abhängigkeit von einem Steuersignal eines Lage- und/oder Drehzahlgebers (60).