EP1052660A2 - Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären auf einen zu diesem relativ bewegbaren Schaltkreis - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären auf einen zu diesem relativ bewegbaren Schaltkreis Download PDF

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EP1052660A2
EP1052660A2 EP00107651A EP00107651A EP1052660A2 EP 1052660 A2 EP1052660 A2 EP 1052660A2 EP 00107651 A EP00107651 A EP 00107651A EP 00107651 A EP00107651 A EP 00107651A EP 1052660 A2 EP1052660 A2 EP 1052660A2
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Satis Vacuum Industries Vertriebs AG
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    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H01F2038/143—Inductive couplings for signals

Definitions

  • the present invention relates to a method for electrical energy transmission from a stationary primary circuit to one that is movable relative to it Secondary circuit and retransmission of in the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit.
  • the object of the present invention is therefore to create a method which is an electrical energy transfer from a stationary primary circuit on a movable secondary circuit relative to this Retransfer of measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit allowed in a reasonable manner today.
  • the transformer path is preferably a transformer formed with a primary coil in the primary circuit on a stationary core and with a secondary coil in the secondary circuit on a relative to stationary core movable core.
  • the digitized measurement data in the secondary circuit are then preferred a short circuit generator fed to generate current changes in the Secondary circuit, which in the primary circuit input signals for one Induce computers that are converted into usable output signals.
  • the primary coil with the stationary core and the secondary coil with the movable core is relatively linear or rotating are mutually movable.
  • the present invention relates to a device for electrical energy transmission from a stationary primary circuit to one relative to this movable secondary circuit as well as retransmission from the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit.
  • this device is characterized in that the primary circuit contact-free via a transformer with the secondary circuit is coupled, the transformer being a primary coil in the primary circuit on a stationary core and a secondary coil in the secondary circuit on a core movable relative to the stationary core, a voltage source and an evaluation device being located in the primary circuit for the induced measurement data and are in the secondary circuit Sensor means generating measurement data and a digitizing measurement data Evaluation device are located, the output signals of which generate a short circuit Taxes.
  • the primary coil with the stationary Core and the secondary coil with the movable core relatively linear or rotating are arranged to be movable relative to one another.
  • FIG. 1 to 3 shows a device for electrical energy transmission from a stationary primary circuit 1 to a movable relative to this Secondary circuit 3 and retransmission of in the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit.
  • This device is used to carry out the method according to the invention, which is an electrical energy transfer from a stationary primary circuit on a movable secondary circuit relative to this Retransfer of measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit allowed in a reasonable manner today.
  • the primary circuit 1 is connected to the secondary circuit via a transformer 2 3 coupled without contact, the transformer 2 being a primary coil 4 in the primary circuit 1 on a stationary core 5 and a secondary coil 6 in the secondary circuit 3 on a relative to the stationary Core 5 includes movable core 7, one in the primary circuit 1 Voltage source 8 and an evaluation device 9 for the induced measurement data and there are 3 sensor means generating measurement data in the secondary circuit 10 and an evaluation device 11 digitizing the measurement data are located, the output signals of which control a short-circuit generator 12.
  • the 2 receives the sensor moved with the secondary circuit 3 10 its energy transformatory from the primary circuit 1.
  • the from Measuring sensors 10 generated current and voltage measuring data then arrive the evaluation device 11, for example a computer.
  • the then in digital output signals transformed measurement data control a short-circuit generator 12, for example in the form of a transducer, which the current in the secondary circuit 3 shorts according to the measurement data history.
  • the senor can be of any type, for example a temperature sensor.
  • the secondary circuit can also have several identical or different ones Include probe.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis zeichnet sich aus, dass der Primär-Schaltkreis (1) über einen Transformator (2) mit dem Sekundär-Schaltkreis (3) berührungsfrei gekoppelt ist. Der Transformator umfasst dabei eine Primär-Spule (4) im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern (5) und eine Sekundär-Spule (6) im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern (7), wobei sich im Primär-Schaltkreis eine Spannungsquelle (8) sowie eine Auswerteeinrichtung (9) für die induzierten Messdaten befinden und sich im Sekundär-Kreislauf Messdaten erzeugende Fühlermittel (10) sowie eine die Messdaten digitalisierende Auswerteeinnichtung (11) befinden, deren Ausgangssignale einen Kurzschlusserzeuger (12) steuern. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf.
In vielen Bereichen der Technik besteht der Wunsch, elektrische Energie von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis zu übertragen, gegebenenfalls zusätzlich einer Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf, was üblich mit Bürstenanordnungen oder Funksteuerung bewerkstelligt wird.
Weder das eine noch das andere wird aber den heutigen Ansprüchen gerecht oder ist garnicht durchführbar.
So ist es beispielsweise bei Vacuum-Beschichtungsanlagen nicht möglich, die von domförmigen, in der Vacuumkammer drehenden Trägermitteln gehaltenen Substrate in unmittelbarer Nähe mit Fühlermitteln zu überwachen, da eine anwendbare Messdatenübertragung vom rotierenden Dom auf den stationären Anlageteil bisher nicht möglich war.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens, welches eine elektrische Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf in einer heute angemessenen Weise gestattet.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass im Primär-Schaltkreis eine Primärspannung erzeugt und diese transformatorisch auf den Sekundär-Schaltkreis übertragen wird; und dass dann die im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten digital umgeformt und auf dem gleichen transformatorischen Weg auf den Primär-Schaltkreis rückübertragen und dort ausgewertet werden.
Hierbei wird vorzugsweise der transformatorische Weg von einem Transformator gebildet mit einer Primär-Spule im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern und mit einer Sekundär-Spule im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern.
Bevorzugt werden dann die digitalisierten Messdaten im Sekundär-Schaltkreis einem Kurzschlusserzeuger zugeführt zur Erzeugung von Stromänderungen im Sekundär-Schaltkreis, welche im Primär-Schaltkreis Eingangssignale für einen Rechner induzieren, die in verwertbare Ausgangssignale überführt werden.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Primär-Spule mit dem stationären Kern und die Sekundär-Spule mit dem bewegbaren Kern relativ linear oder umlaufend zueinander beweg bar sind.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis.
Diese Einrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass der Primär-Schaltkreis über einen Transformator mit dem Sekundär-Schaltkreis berührungsfrei gekoppelt ist, wobei der Transformator eine Primär-Spule im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern und eine Sekundär-Spule im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern umfasst, wobei sich im Primär-Schaltkreis eine Spannungsquelle sowie eine Auswerteeinrichtung für die induzierten Messdaten befinden und sich im Sekundär-Kreislauf Messdaten erzeugende Fühlermittel sowie eine die Messdaten digitalisierende Auswerteeinrichtung befinden, deren Ausgangssignale einen Kurzschlusserzeugen steuern.
Hierbei ist es erfindungswesentlich, dass die Primär-Spule mit dem stationären Kern und die Sekundär-Spule mit dem bewegbaren Kern relativ linear oder umlaufend zueinander bewegbar angeordnet sind.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1
ein Prinzipschema einer Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis, wobei der Primär-Schaltkreis über einen Transformator mit dem Sekundär-Schaltkreis berührungsfrei gekoppelt ist;
Fig.2
einen Primär-Schaltkreis, der über einen Transformator mit dem Sekundär-Schaltkreis berührungsfrei gekoppelt istgemäss dem Prinzipschema gemäss Fig. 1; und
Fig.3
im Schnitt und in Draufsicht den Transformator mit einer Primär-Spule auf einem stationären Kern und einer Sekundär-Spule auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern, wobei die Kerne mit ihren Spulen koaxial und relativ zueinander umlaufend angeordnet sind.
Aus den Fig. 1 bis 3 geht eine Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis 1 auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis 3 sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis hervor.
Diese Einrichtung dient der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welches eine elektrische Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf in einer heute angemessenen Weise gestattet.
Hierbei ist der Primär-Schaltkreis 1 über einen Transformator 2 mit dem Sekundär-Schaltkreis 3 berührungsfrei gekoppelt, wobei der Transformator 2 eine Primär-Spule 4 im Primär-Schaltkreis 1 auf einem stationären Kern 5 und eine Sekundär-Spule 6 im Sekundär-Schaltkreis 3 auf einem relativ zum stationären Kern 5 bewegbaren Kern 7 umfasst, wobei sich im Primär-Schaltkreis 1 eine Spannungsquelle 8 sowie eine Auswerteeinrichtung 9 für die induzierten Messdaten befinden und sich im Sekundär-Kreislauf 3 Messdaten erzeugende Fühlermittel 10 sowie eine die Messdaten digitalisierende Auswerteeinrichtung 11 befinden, deren Ausgangssignale einen Kurzschlusserzeuger 12 steuern.
Wie Fig. 3 mehr im Einzelnen andeutet, sind hier und beispielsweise die Primär-Spule 4 mit dem stationären Kern 5 und die Sekundär-Spule 6 mit dem bewegbaren Kern 7 in koaxialer Anordnung und relativ umlaufend zueinander bewegbar angeordnet.
Durch diese Massnahmen wird es möglich, eine elektrische Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf in einer heute angemessenen Weise zu gestatten, indem im Primär-Schaltkreis eine Primärspannung erzeugt und diese transformatorisch auf den Sekundär-Schaltkreis übertragen wird; und dass dann die im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten digital umgeformt und auf dem gleichen transformatorischen Weg auf den Primär-Schaltkreis rückübertragen und dort ausgewertet werden.
Gemäss Fig. 2 erhält der mit dem Sekundär-Schaltkreis 3 bewegte Messfühler 10 seine Energie transformatorisch aus dem Primär-Schaltkreis 1. Die vom Messfühler 10 erzeugten Strom- und Spannungs-Messdaten gelangen dann zu der Auswerteeinrichtung 11, beispielsweise Rechner. Die dann in digitale Ausgangssignale umgeformten Messdaten steuern einen Kurzschlusserzeuger 12, beispielsweise in Form eines Transducers, welcher den Strom im Sekundär-Schaltkreis 3 gemäss dem Messdatenverlauf kurzschliesst.
Die dadurch erzeugten relativ grossen Strom- und Spannungsänderungen im Sekundär-Schaltkreis 3 induzieren im Primär-Schaltkreis äquivalente Strom- und Spannungsänderungen, die über einen Widerstand 9' und einen Transducer 9'' zu einem Rechner 9''' der Auswerteeinrichtung 9 im Primär-Schaltkreis 1 gelangen und dort in verwertbare Ausgangssignale, beispielsweise Nachregelsignale u. dgl., überführt werden.
Selbstverständlich sind im Rahmen der vorbeschriebenen Erfindung eine ganze Reihe von Modifikationen möglich, ohne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen. So kann der Messfühler beliebiger Art, etwa ein Temperaturfühler sein. Weiter kann der Sekundär-Schaltkreis auch mehrere gleiche oder unterschiedliche Messfühler umfassen. Entsprechend sind dann Auswerteeinrichtung und Kurzschlusserzeuger im Sekundär-Schaltkreis sowie die Auswerteeinrichtung im Primär-Schaltkreis auszulegen.
Es wird Schutz beansprucht wie folgt:

Claims (8)

  1. Verfahren zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Primär-Schaltkreis eine Primärspannung erzeugt und diese transformatorisch auf den Sekundär-Schaltkreis übertragen wird; und
    dass dann die im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten digital umgeformt und auf dem gleichen transformatorischen Weg auf den Primär-Schaltkreis rückübertragen und dort ausgewertet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der transformatorische Weg von einem Transformator gebildet wird mit einer Primär-Spule im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern und mit einer Sekundär-Spule im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalisierten Messdaten im Sekundär-Schaltkreis einem Kurzschlusserzeuger zugeführt werden zur Erzeugung von Stromänderungen im Sekundär-Schaltkreis, welche im Primär-Schaltkreis Eingangssignale für einen Rechner induzieren, die in verwertbare Ausgangssignale überführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Spule mit dem stationären Kern und die Sekundär-Spule mit dem bewegbaren Kern relativ linear oder umlaufend zueinander bewegbar sind.
  5. Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Primär-Schaltkreis (1) über einen Transformator (2) mit dem Sekundär-Schaltkreis (3) berührungsfrei gekoppelt ist, wobei der Transformator eine Primär-Spule (4) im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern (5) und eine Sekundär-Spule (6) im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern (7) umfasst, wobei sich im Primär-Schaltkreis eine Spannungsquelle (8) sowie eine Auswerteeinrichtung (9) für die induzierten Messdaten befinden und sich im Sekundär-Kreislauf Messdaten erzeugende Fühlermittel (10) sowie eine die Messdaten digitalisierende Auswerteeinrichtung (11) befinden, deren Ausgangssignale einen Kurzschlusserzeuger (12) steuern.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Spule mit dem stationären Kern und die Sekundär-Spule mit dem bewegbaren Kern relativ linear oder umlaufend zueinander bewegbar angeordnet sind.
  7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Sekundär-Schaltkreis (3) bewegte Messfühler (10) seine Energie transformatorisch aus dem Primär-Schaltkreis (1) erhält, dass die vom Messfühler (10) erzeugten Strom- und Spannungs-Messdaten zu der Auswerteeinrichtung (11) gelangen und dass die in digitale Ausgangssignale umgeformten Messdaten einen Kurzschlusserzeuger (12) steuern, welcher den Strom im Sekundär-Schaltkreis (3) gemäss dem Messdatenverlauf kurzschliesst.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Primär-Schaltkreis (1) induzierten äquivalenten Strom- und Spannungsänderungssignale über einen Widerstand (9') und einen Transducer (9'') zu einem Rechner (9''') der Auswerteeinrichtung (9) im Primär-Schaltkreis (1) gelangen und dort in verwertbare Ausgangssignale überführbar sind.
EP00107651A 1999-05-04 2000-04-10 Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären auf einen zu diesem relativ bewegbaren Schaltkreis Withdrawn EP1052660A3 (de)

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