DE3300313A1 - Arrangement for switching-voltage damping on commutators of small machines - Google Patents

Abstract

The invention relates to an arrangement for switching-voltage damping on commutators of small machines up to about 10 W. The object exists for such small machines of creating an arrangement which operates virtually without losses and which permits real dimensioning of the damping elements essentially without any increase in volume. The object is achieved according to the invention in that the commutator, with its laminates, is connected to the electrodes of a multiple capacitor which is wound in a spiral shape, the number of electrodes in the multiple capacitor corresponding to the number of laminates in the commutator. <IMAGE>

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung zur Schalt spannung sbe dämpfung an Kommutatoren von Kleinmaschinen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bedampfung von Schaltspannungen, die beim Stromwendevorgang am Eommutator von Gleichstrommaschinen entstehen. Die Anordnung ist insbesondere für die Anwendung bei kleinen Gleichstrommaschienen im Leistungsbereich bis 10 W geeignet, deren Kommutatoren mehr als drei Lamellen aufweisen.Arrangement for switching voltage sbe attenuation on commutators of small machines Field of application of the invention The invention relates to an arrangement for vapor deposition of switching voltages generated during the current reversal process on the eommutator of DC machines develop. The arrangement is particularly suitable for use in small DC machines Suitable in the power range up to 10 W with commutators with more than three lamellas exhibit.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Bedämpfung der Schalt spannungen und damit zur Verringerung des Verschleißes am Kommutierungssystem sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden.Characteristic of the known technical solutions for damping the Switching voltages and thus to reduce wear on the commutation system various measures have already been proposed.

Prinzipiell sind die nachfolgend beschriebenen Lösungen bekannt.In principle, the solutions described below are known.

Eine Gruppe von Lösungen wendet für die Schaltspannw1gsbedampfung nur Kondensatoren an, die parallel zu den sich öffnenden Kontakten Kommutatorlamelle - Bürste liegen. Diese Maßnahmen, wie sie in der DR-PS 142 562, DPK 21 d1 39 beschrieben sind, erfordern aedoch bei externer Kondensatoranordnung Zusatzbürsten oder bei Integrierung in den Anker der Gleichstrommaschine erhebliche axiale Baulänge und hohen Schaltungsaufwand zum Verbinden der Einzelkapazitäten mit den Kommutatorlamellen. In der DR-PS 395 372, DPK 21 d¹ 39 ist vorgeschlagen worden, zur Unterdräckung von Zahnfluktuation s spannungen, die ebenfalls zum 3ür stenfeuer beitragen, in die Ausgleichsleitungen Kondensatoren einsuschalten, die vorteilhaft im Radstern untergebracht sind bzw. die Ausgleichsleitungen selbst als Eondensatoren auszubilden. Diese Maßnahme, die nur an mehrpoligen Gleichstronmaschinen angewandt werden kann, bedämpft die Schaltspannungen zwischen benachbarten Lamellen nicht. Gleichzeitig wird die Funktion der Ausgleichsleitungen, da sie galvanisch getrennt werden, nur noch bei frequenzbehafteten Spannungen wirksam.One group of solutions applies to switching voltage vaporization only capacitors that are parallel to the opening contacts of the commutator bar - Brush lying. These measures, as described in DR-PS 142 562, DPK 21 d1 39 require additional brushes or with an external capacitor arrangement Integration into the armature of the direct current machine and considerable axial length high circuit complexity for connecting the individual capacitances with the commutator bars. In DR-PS 395 372, DPK 21 d¹ 39 has been proposed to suppress Tooth fluctuation s tensions, which also contribute to the 3ür stenfeuer, Connect capacitors in the compensating lines, which are advantageous in the wheel spider are housed or the compensating lines themselves to be designed as capacitors. This measure, which can only be used on multipole DC machines, does not dampen the switching voltages between adjacent slats. Simultaneously the function of the compensating lines, since they are galvanically separated, only still effective with voltages subject to frequency.

In einer anderen Gruppe von Lösungen zur Bedampfung der Schalt spannungen werden verlustbehaftete Bauelemente verwendet. Dazu gehören Widerstände, Varistoren, Zenerdioden, die einzeln oder in Kombination mit Kondensatoren eingesetzt werden.In a different group of solutions for steaming the switching voltages Lossy components are used. These include resistors, varistors, Zener diodes that are used individually or in combination with capacitors.

In dem DE-GM 1 873 206, DPK 21 d1 39 ist die Anordnung von diskreten Widerständen vorgeschlagen, die vor der Montage zu einem Ring zusammengelötet werden. Gemäß der DE-OS 1 929 984, IPK H 02 K, 13/10 ist es auch bekannt, die diskreten Widerstände durch einen mit Widerstandsmaterial beschichteten Ring zu ersetzen oder in die Zwischenräume der Eommutatorlamellen Widerstandsmaterial einzubringen.In DE-GM 1 873 206, DPK 21 d1 39, the arrangement of discrete Suggested resistors that are soldered together to form a ring before assembly. According to DE-OS 1 929 984, IPK H 02 K, 13/10 it is also known to use the discrete To replace resistors with a ring coated with resistance material or to introduce resistance material into the spaces between the eommutator lamellae.

Eine weitere Variante der Schaltspannungsbedämpfung ist in der DE-OS 2 336 643 beschrieben, wonach auf einem Ring aus halbleitendem Material Widerstände und Eondensatoren realisiert sind.Another variant of the switching voltage damping is in the DE-OS 2 336 643, according to which resistors are placed on a ring of semiconducting material and capacitors are realized.

Während die Beschaltungen 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. B. die nach der DE OS 2 336 643, sind durch ihren konstruktiven Aufbau auf die Anwendung an Kommutatoren mit 3 Lamellen, bei denen die 3etriebsspannung gleich der Lamellenspannung ist, festgelegt.While the circuits are made up of discrete components, in particular if there are more than three commutator bars, this leads to considerable technological expenditure lead and their placement on the runner is extremely problematic, are in the commutator integrated arrangements due to the heat generation in their application and limited effect. Some versions, such as B. according to DE OS 2 336 643, are due to their structural design use on commutators with 3 lamellas, where the operating voltage is the same as the lamellar voltage, set.

Ziel der Erfindung Die Erfindung bezweckt bei derartigen Anordnungen bei optimaler Bedampfung der Schaltspannungen den Aufwand und den Platzbedarf auf ein Minimum zu reduzieren.Object of the Invention The invention aims in such arrangements with optimal vaporization of the switching voltages on the effort and the space requirement reduce to a minimum.

DarleFung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Bedämpfung von Schaltspannngen für kleine Gleichstronmaschinen mit Kondensatoren zu schaffen, die für Lommutatoren mit mehr als drei Lamellen geeignet ist und im wesentlichen ohne zusätzliche Volumina eine reelle Dimensionierung zuläßt.Understanding the essence of the invention The object of the invention is based on an arrangement for damping switching voltages for small DC machines with capacitors that are suitable for lommutators with more than three lamellas and essentially allows 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 with its lamellas directly with the electrodes of a spiral wound multiple capacitor is connected, the number of electrodes of the multiple capacitor at least the number of lamellas of the commutator.

In einer Ausfübrungsforn 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 use the electrodes of the multiple capacitor to be designed as commutator bars at their ends.

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

Wird die Erfindung an einem eisenlosen Glockenläufer angewandt, kann der als Scheibe ausgebildete Mehrfachkondensator als Tragscheibe für die Läuferwicklung verwendet werden. Mit der erfindungsgernäßen Anordnung zur Bedämpfung der Schaltspannungen ist die Möglichkeit gege- ben, mit geringstem technologischen Aufwand praktisch ohne zusätzliche Verluste im Dämpfungselement selbst die Schalt spaxinnng sspitzen und damit das verschleißfördernde Birstenfeuer weitestgehend zu unterdrucken.If the invention is applied to an ironless bell runner, can the multiple capacitor designed as a disk as a support disk for the rotor winding be used. With the arrangement according to the invention for damping the switching voltages the possibility is given ben, with the least amount of technological effort the switching spaxinnng practically without additional losses in the damping element itself peaks and thus largely suppressing the wear-inducing flame.

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 production of Film capacitors, which enable the implementation of relatively large capacities on the smallest Allows space, it is possible when using the arrangement according to the invention, to dimension the capacitors in the size actually required. That is achieved in particular that in the arrangement according to the invention only one electrode per lamella is required. When using conventional components 2 electrodes per lamella, i. H. a complete capacitor is required.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1: einen Kommutator mit einem Mehrfachkondensator im Querschnitt Fig. 2s einen eisenlosen Glockenläufer mit Xehrfachkondensator im Längsschnitt In Figur 1 ist auf einen Tragkörper 1, der die Wellenbohrung 2 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 Herstellung dieses Kommutators mit Bedämpfungsanordnung kann durch Spritzgießen erfolgen, wobei der mit den Lamehlen 5 verbundene Mehrfachkondensator ein vorgefertigtes Einlegeteil ist. Der Tragkörper 1 und der Lamellenkörper 4 sind an den Stirnseiten verbunden und bilden somit ein einheitliches Spritzgußteil. Es sind auch andere Herstellungsverfahren möglich. Z. B. 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.Exemplary embodiment The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail. The associated drawing shows in Fig. 1: a commutator with a multiple capacitor in cross section Fig. 2s an ironless bell-shaped rotor with X multiple capacitor in longitudinal section In Figure 1 is on a support body 1, the the shaft bore 2 contains a multiple capacitor arranged, which consists of nine foils 3, which are wound in parallel spirally. The ends of each other insulated foils 3 penetrate a lamellar support body 4 and are each with a lamella 5 connected. The manufacture of this commutator with a damping arrangement can be done by injection molding, the multiple capacitor connected to the laminations 5 is a prefabricated insert. The support body 1 and the lamellar body 4 are connected at the end faces and thus form a single injection-molded part. It are other manufacturing processes are also possible. For example, the Foils 3 provided with a coating at their ends by galvanic processes, even be designed as lamellae 5. Another option is to use the To metallize lamellar support body 4 itself and the lamellae 5 by known chemical Establish deposition processes.

In Figur 2 ist ein eisenloser Glockenläufer einer Gleichstrommaschine dargestellt. Auf einer Welle 6 ist eine Urgscheibe 7 für die Läuferwicklung 8 angeordnet. Die Eragscheibe 7 ist als Mehrfachfolienkondensator 9 ausgebildet. Die Folien 3 des Mehriachkondensators 9 sind parallel spiralförmig gewickelt und stirnseitig über nicht näher dargestellte Anschlußelemente mit dem Kommutator 10 verbunden.In Figure 2 is an ironless bell-shaped rotor of a DC machine shown. A primary disk 7 for the rotor winding 8 is arranged on a shaft 6. The chopping disk 7 is designed as a multiple film capacitor 9. The slides 3 of the multiple capacitor 9 are spirally wound in parallel and on the end face Connected to the commutator 10 via connection elements not shown in detail.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Tragkörper 2 Wellenbohrung 3 Folie 4 Lamellentragkörper 5 Lamelle 6 Welle 7 Tragscheibe 8 Läuferwicklung 9 Mehrfachfolienkondensator 10 Kommutator LeerseiteList of the reference symbols used 1 support body 2 shaft bore 3 Foil 4 Lamella support body 5 Lamella 6 Shaft 7 Support disc 8 Rotor winding 9 Multiple foil capacitor 10 commutator Blank page

Claims (5)

Erfindiin sansoruch 1. Anordnung zur Bedampfung der Schaltspannungen, insbesondere von Kleinmaschinenkommutatoren mit Sondensatoren, 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.Invention sansoruch 1. Arrangement for evaporation of the switching voltages, in particular of small machine commutators with probe sensors, characterized in that that the commutator with its lamellas with the electrodes of a spiral wound Multiple capacitor is connected, the number of electrodes of the multiple capacitor at least corresponds to the number of lamellas on 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 commutator bars. 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 designed as a disk and is arranged axially next 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 used as a support disk for the rotor winding of an ironless bell rotor will.