EP4378059A1 - Elektromotor mit einer energy-harvesting-einrichtung - Google Patents

Elektromotor mit einer energy-harvesting-einrichtung

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EP4378059A1
EP4378059A1 EP22760694.4A EP22760694A EP4378059A1 EP 4378059 A1 EP4378059 A1 EP 4378059A1 EP 22760694 A EP22760694 A EP 22760694A EP 4378059 A1 EP4378059 A1 EP 4378059A1
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EP
European Patent Office
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electrode
electric motor
rotor
motor according
harvesting device
Prior art date
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Pending
Application number
EP22760694.4A
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French (fr)
Inventor
Heinrich Bursy
Ulrich Ammann
Christoph CHESHIRE
Stanislav PIRIIENKO
Georg Schmidt
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Voestalpine Automotive Components Dettingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Voestalpine Automotive Components Dettingen GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K7/20—Structural association with auxiliary dynamo-electric machines, e.g. with electric starter motors or exciters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/0094—Structural association with other electrical or electronic devices
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    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
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    • H02K11/35—Devices for recording or transmitting machine parameters, e.g. memory chips or radio transmitters for diagnosis
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    • H02K11/40—Structural association with grounding devices
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures

Definitions

  • the invention relates to an electric motor, in particular a synchronous motor excited by permanent magnets, with a stator, which has a stator winding for generating a rotating field in the stator, with the electric stator winding having at least one winding overhang, with a rotor, with an energy harvesting device that is designed to be the winding overhang to extract energy from the stator winding, and with a measuring device which is connected to the energy harvesting device for its electrical energy supply.
  • the invention has therefore set itself the task of changing the design of an electric motor of the type described at the outset in such a way that exact measurement data acquisition on the rotor with a self-sufficient energy supply is possible.
  • the invention solves the problem set by the features of claim 1.
  • the energy harvesting device and the measuring device are provided on the rotor, the possibility opens up of measuring data, for example of physical variables, directly on the rotor of the electric motor.
  • the energy harvesting device has at least one electrode for extracting electrical energy from an electric current forming between this electrode and the end winding as a counter-electrode Field on which electrode extends in the circumferential direction of the rotor and is arranged next to the end face of the rotor.
  • a conductor track preferably forms the electrode.
  • the conductor runs in the form of a strip, for example.
  • the electrode is provided so as to project radially from the rotor.
  • the rotor has a rotor yoke and a particularly electrically insulating conductor carrier which is attached to the rotor yoke and carries the electrode.
  • the line carrier has a circular cross-section from section on which the electrode is provided - which can further simplify the construction.
  • the section for this purpose is preferably designed as a hollow cylinder.
  • the construction of the energy harvesting device can be further simplified if the lead carrier is made of plastic on which the electrode is printed.
  • the first electrode is provided on an outside of the lead carrier in order to keep the distance between the electrode and counter-electrode too small. A comparatively strong electrical field can thus be created in order to be able to draw a sufficiently high level of electrical power from the energy harvesting device.
  • the second electrode can be seen on an inside of the lead carrier in order to protect it from damage.
  • the electrode provided on the line carrier is connected to the energy harvesting device via a flexible electrical connection line, a high level of stability can be provided even at comparatively high speeds.
  • a reference potential can be made available to the energy harvesting device if the energy harvesting device has a ground line which is electrically connected to the ground of the electric motor via the rotor.
  • a stable data transmission of measurement data can be made possible if the measurement device has a sensor and a wireless transmission device for transmitting the sensor data of the sensor.
  • a field at the end winding that is sufficient for the energy supply can arise if the electric motor has a motor control or regulation system which controls or regulates the winding voltage of the stator winding using pulse width modulation (PWM).
  • PWM pulse width modulation
  • Fig. 1 is an axial sectional view of a partially shown electric motor
  • FIG. 2 shows a sectional view along II-II through a line carrier of an energy harvesting device of the electric motor according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a three-dimensional view of the line carrier according to FIG. 2 with an electrode
  • FIG. 3a shows a three-dimensional view of the line carrier according to FIG. 2 with two electrodes
  • Fig. 4 shows a basic circuit diagram with an energy harvesting device of the synchronous machine shown in FIG. 1 with an electrode for energy generation and
  • FIG. 4a shows energy generation by the energy harvesting device with two electrodes that is different from that in FIG. 4.
  • a rotor 2 as an internal rotor and a stator 3 of an electric motor 1, namely a synchronous motor excited by permanent magnets.
  • the stator 3 has a multi-phase stator winding 4 for generating a stator rotating field whose three coils 4a, 4b, 4c each form a winding overhang 5a, 5b, 5c at both ends 6a, 6b of the stator 3.
  • the rotor 2 has a rotor yoke 7 and permanent magnets 8 provided in recesses in the rotor yoke 7 , the rotor yoke 7 consisting of a laminated core being fastened to an output shaft 9 .
  • the electric motor 1 also has an energy harvesting device 10 with an electrode 11a and with an electrical circuit 12 which is connected to the electrode 11a--as can be seen in FIG.
  • the energy harvesting device 10 draws electrical energy from the electric field 14 that forms between the electrode 11a and the winding head 5 of the stator winding 4 as a counter-electrode, in order to use this to supply a measuring device 13 with electricity Measuring device 13 is connected to the electrical outputs Ha of the energy harvesting device 10, ie connected to it.
  • the energy harvesting device 10 and the measuring device 13 are provided on the rotor 2 .
  • the electrode 11a extends essentially completely in the circumferential direction U of the rotor 2—as can be seen in FIG.
  • the electrode 11a is arranged in the axial extension of the rotor 7 or is arranged next to the end face 2a of the rotor 2 . It extends in the axial direction away from the end face 2a of the rotor.
  • the electrode 11a protrudes axially from the rotor yoke 7 up to the level of the free end of the end winding 5 at the most.
  • the electrode 11a is provided protruding radially from the rotor 2 in order to arrange this electrode 11a close to the end winding 5 and thus to maximize the electric field 14 .
  • the electrode 11a is formed by a strip-shaped strip conductor, as can be seen in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. With a simple design solution, the electrode 11a is attached to the rotor 2 with the aid of a plastic conductor carrier 15, namely on the rotor yoke 7.
  • this conductor carrier 15 connects to the end face of the rotor yoke 7 and carries the first electrode 11a on its outer side 15a, as shown in Figs. 2 and 3.
  • the line carrier 15 has a hollow-cylindrical section which is circular in cross-section. This makes it possible to provide the second electrode 11b of the electrodes 11a, 11b on an inner side 15b of the lead carrier 15—as can be seen in FIG. 3a.
  • Both electrodes 11a, 11b are thus provided opposite one another on the inside and outside 15a, 15b of the lead carrier 15.
  • the electrodes 11a, 11b are printed onto the lead frame 15.
  • the energy harvesting device 10 is connected to the first and second electrodes 11a, 11b via a flexible electrical connection line 16a, 16b.
  • the electrode 11a of the line carrier 15 is connected to a rectifier 21, namely a full-wave rectifier (two-pulse bridge rectifier circuit B2), to be precise with a first AC voltage input between the first pair of diodes d1.
  • a rectifier 21 namely a full-wave rectifier (two-pulse bridge rectifier circuit B2)
  • the energy harvesting device 10 also has a ground line 17 which is connected to the ground of the electric motor 1 via the output shaft 9, as shown schematically in FIG. This mass is connected to another second AC voltage input between the second pair of diodes d2 of the rectifier 12.
  • the measuring device 13 which is electrically supplied with electrical energy using the energy harvesting device 10, has a number of temperature sensors 18a, 18b, whose measurement data are transmitted via a wireless transmitting and receiving device 19, for example using Bluetooth technology.
  • these measurement data are transmitted to a motor controller or regulator 20 of the electric motor 1 .
  • This physical measurement data can be taken into account by the motor control or regulation 20, for example in the control/regulation of the winding voltage of the stator winding 4 by means of pulse width modulation (PWM).
  • PWM pulse width modulation
  • the capacitance that develops between the electrode 11a and the end winding 5a, 5b, 5c can reach a few pF.
  • the AC voltage signal generated at the stator winding 4 with the aid of pulse width modulation (PWM) has, in particular, high-frequency components which are produced by switching the inverter. These high-frequency components are coupled into the electrode 11a in a dominant manner and lead to a current flow in the rotor-side rectifier 21 of the energy harvesting device 10. As a result, an output voltage of sufficient magnitude is generated at the rectifier 21, which is transmitted by the DC-DC converter 22 of the energy -Harvesting-Einrich device 10 is regulated to a desired height at the output Ha to the electrical energy supply of the measuring device 13 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

Es wird ein Elektromotor (1), insbesondere permanentmagneterregter Synchronmotor, gezeigt. Um einer Statorwicklung (4) eines Stators (3) des Elektromotors (1) ausreichend Energie entziehen und zudem zuverlässige Messdaten von einem Rotor (2) des Elektromotors (1) erfassen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Energy-Harvesting-Einrichtung (10) und die Messeinrichtung (13) am Rotor (2) vorgesehen sind, wobei die Energy-Harvesting-Einrichtung (10) mindestens eine Elektrode (11a, 11b) zum Entziehen von elektrischer Energie aus einem sich zwischen dieser Elektrode (11a, 11a) und dem Wicklungskopf (5a, 5b, 5c) als Gegenelektrode ausbildenden elektrischen Feld (14) aufweist, welche Elektrode (11a, 11b) sich in Umfangsrichtung (U) des Rotors (2) erstreckt und neben der Stirnseite (2a) des Rotors (2) angeordnet ist.

Description

ELEKTROMOTOR MIT EINER ENERGY-HARVESTING-EINRICHTUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere permanentmagneterregter Synchronmotor, mit einem Stator, der eine Statorwicklung zur Erzeugung eines Statordrehfelds aufweist, wobei die elektrische Statorwicklung mindestens einen Wicklungskopf aufweist, mit einem Rotor, mit einer Energy-Harvesting-Einrichtung, die ausgebildet ist, dem Wicklungskopf der Statorwicklung Energie zu entziehen, und mit einer Messeinrichtung, die für ihre elektrische Energieversorgung mit der Energy- Harvesting-Einrichtung verbunden ist.
Stand der Technik
Aus der W02010/136052A1 ist bekannt, von einem Wicklungskopf eines Stators ei nes Elektromotors magnetische Energie zu entziehen, also „zu harvesten“, um damit eine Messeinrichtung, beispielsweise zur Temperaturmessung, elektrisch zu versor gen. Die zur Energiegewinnung vorgesehenen Energy-Harvesting-Einrichtung sowie die Messeinrichtung sind an einem stationären Teil des Elektromotors, nämlich an dessen Lagerschild, angeordnet. Diese Anordnung lässt jedoch nachteilig eine exakte Messdatenerfassung von sich drehenden Teilen des Elektromotors, beispiels weise vom Rotor, nicht zu bzw. bedarf eines vergleichsweise hohen technischen Auf wands hierfür.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Elektromotor der eingangs geschilderten Art derart konstruktiv zu verändern, dass eine exakte Messdatenerfas sung am Rotor mit autarker Energieversorgung möglich wird. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Indem die Energy-Harvesting-Einrichtung und die Messeinrichtung am Rotor vorge sehen sind, eröffnet sich die Möglichkeit, direkt am Rotor des Elektromotors Messda ten, beispielsweise von physikalischen Größen, zu erfassen. Um trotz des synchro nen Mitlaufens des Rotors mit dem Drehfeld eine ausreichende elektrische Energie versorgung sicherstellen zu können, weist die Energy-Harvesting-Einrichtung min destens eine Elektrode zum Entziehen von elektrischer Energie aus einem sich zwi schen dieser Elektrode und dem Wicklungskopf als Gegenelektrode ausbildenden elektrischen Feld auf, welche Elektrode sich in Umfangsrichtung des Rotors erstreckt und neben der Stirnseite des Rotors angeordnet ist. Dadurch kann eine ausreichende Leistung an elektrischer Energie der Energy-Harvesting-Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, um somit standfest elektrische Verbraucher am Rotor elektrisch ver sorgen zu können. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn es sich um einen perma nentmagneterregten Synchronmotor handelt und daher am Rotor keine Rotorwick lungen für eine Fremderregung vorhanden sind. Eine exakte autarke Messdatener fassung von rotorspezifischen Messgrößen, beispielsweise der Temperatur, wird auf diese Weise möglich.
Vorzugsweise bildet eine Leiterbahn die Elektrode aus. Die Leiterbahn verläuft bei spielsweise bandförmig.
Um eine vergleichsweise hohe elektrische Feldstärke zwischen Elektrode und Ge genelektrode bzw. dem Wicklungskopf sicherzustellen und hierzu den Abstand zwi schen diesen zu minimieren, kann vorgesehen sein, dass die Elektrode dem Rotor radial vorspringend vorgesehen ist.
Eine kompakte Baugröße kann erreicht werden, wenn der Rotor ein Rotorjoch und einen, insbesondere elektrisch isolierenden, Leitungsträger aufweist, der am Ro torjoch befestigt ist und die Elektrode trägt. Vorzugsweise weist der Leitungsträger einen im Querschnitt kreisringförmigen Ab schnitt auf, an dem die Elektrode vorgesehen ist - was die Konstruktion weiter verein fachen kann. Vorzugsweise ist der Abschnitt hierfür hohlzylindrisch ausgebildet.
Die Konstruktion der Energy-Harvesting-Einrichtung kann weiter vereinfacht werden, wenn der Leitungsträger aus Kunststoff besteht, auf dem die Elektrode aufgedruckt ist.
Die erste Elektrode ist auf einer Außenseite des Leitungsträgers vorgesehen, um den Abstand zwischen Elektrode und Gegenelektrode zu gering zu halten. Damit kann ein vergleichsweise starkes elektrisches Feld geschaffen werden, um für eine ausrei chend hohe elektrische Leistung von der Energy-Harvesting-Einrichtung entnehmen zu können. Die zweite Elektrode kann auf einer Innenseite des Leitungsträgers vor gesehen sein, um diese vor Beschädigungen zu schützen.
Ist die am Leitungsträger vorgesehene Elektrode über eine flexible elektrische An schlussleitung mit der Energy-Harvesting-Einrichtung verbunden, kann eine hohe Standfestigkeit selbst bei vergleichsweise hohen Drehzahlen zur Verfügung gestellt werden.
Ein Bezugspotential kann der Energy-Harvesting-Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, wenn die Energy-Harvesting-Einrichtung eine Masseleitung aufweist, die über den Rotor mit der Masse des Elektromotors elektrisch verbunden ist.
Eine standfeste Datenübertragung von Messdaten kann ermöglicht werden, wenn die Messeinrichtung einen Sensor und eine drahtlose Sendeeinrichtung zur Übermittlung der Sensordaten des Sensors aufweist.
Ein für die Energieversorgung ausreichendes Feld am Wicklungskopf kann sich er geben, wenn der Elektromotor eine Motorsteuerung oder -regelung aufweist, welche die Wicklungsspannung der Statorwicklung mittels Pulsweitenmodulation (PWM) steuert oder regelt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausfüh rungsvariante näher dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine axial geschnittene Ansicht auf einen teilweise dargestellten Elektromo tor,
Fig. 2 eine Schnittansicht nach ll-ll durch einen Leitungsträger einer Energy-Har- vesting-Einrichtung des Elektromotors nach Fig. 1,
Fig. 3 eine dreidimensionale Ansicht auf den Leitungsträger nach Fig. 2 mit einer Elektrode,
Fig. 3a eine dreidimensionale Ansicht auf den Leitungsträger nach Fig. 2 mit zwei Elektroden,
Fig. 4 ein Prinzip-Schaltbild mit einer Energy-Harvesting-Einrichtung der nach Fig. 1 dargestellten Synchronmaschine mit einer Elektrode zur Energiegewinnung und
Fig. 4a eine zur Fig. 4 veränderte Energiegewinnung der Energy-Harvesting-Einrich- tung mit zwei Elektroden.
Weg zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 sind von einem Elektromotor 1, nämlich einem permanentmagneterregten Synchronmotor, ein Rotor 2 als Innenläufer und einen Stator 3 dargestellt.
Der Stator 3 weist eine mehrphasige Statorwicklung 4 zur Erzeugung eines Stator drehfelds auf, dessen drei Spulen 4a, 4b, 4c je einen Wicklungskopf 5a, 5b, 5c an beiden Enden 6a, 6b des Stators 3 ausbilden. Der Rotor 2 weist ein Rotorjoch 7 und in Ausnehmungen des Rotorjochs 7 vorgese hene Permanentmagnete 8 auf, wobei das aus einem Blechpaket bestehende Ro torjoch 7 an einer Abtriebswelle 9 befestigt ist.
Der Elektromotor 1 weist zudem eine Energy-Harvesting-Einrichtung 10 mit einer Elektrode 11a und mit einer elektrischen Schaltung 12, die mit der Elektrode 11a ver bunden ist auf - wie in Fig. 4 zu erkennen. Die Energy-Harvesting-Einrichtung 10 ent zieht mit der Elektrode 11a dem, sich zwischen der Elektrode 11a und dem Wick lungskopf 5 der Statorwicklung 4 als Gegenelektrode ausbildenden elektrischen Feld 14, elektrische Energie, um mit dieser eine Messeinrichtung 13 elektrisch zu versor gen. Diese Messeinrichtung 13 ist an den elektrischen Ausgängen Ha der Energy- Harvesting-Einrichtung 10 angeschlossen, also mit ihr verbunden.
Die Energy-Harvesting-Einrichtung 10 und die Messeinrichtung 13 sind am Rotor 2 vorgesehen. Um trotz synchronem Mitlaufen des Rotors 2 dem Drehfeld elektrische Energie entnehmen zu können, erstreckt sich die Elektrode 11a in Umfangsrichtung U des Rotors 2 im Wesentlichen vollständig - wie in Fig. 3 zu erkennen. Zudem ist die Elektrode 11a in axialer Verlängerung des Rotors 7 angeordnet bzw. ist sie neben der Stirnseite 2a des Rotors 2 angeordnet. Sie erstreckt sich in axialer Richtung von der Stirnseite 2a des Rotors weg. Im Ausführungsbeispiel steht die Elektrode 11a dem Rotorjoch 7 axial bis höchstens auf Höhe des freien Endes des Wicklungskopfes 5 vor.
Zudem ist die Elektrode 11a radial dem Rotor 2 vorspringend vorgesehen, um diese Elektrode 11a nahe am Wicklungskopf 5 anzuordnen und damit das elektrische Feld 14 zu maximieren.
Die Elektrode 11a wird von einer bandförmig verlaufenden Leiterbahn ausgebildet, wie in Fig. 2 und Fig. 3 zu erkennen. Konstruktiv einfach gelöst, wird die Elektrode 11a am Rotor 2 mithilfe eines Leitungs trägers 15 aus Kunststoff befestigt, und zwar am Rotorjoch 7. Dieser Leitungsträger 15 schließt im Ausführungsbeispiel an die Stirnseite des Rotorjochs 7 an und trägt die erste Elektrode 11a auf seiner Außenseite 15a, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt.
Zudem weist der Leitungsträger 15 einen hohlzylindrischen Abschnitt auf, der im Querschnitt kreisringförmig ist. Dadurch wird es möglich, die zweite Elektrode 11 b der Elektroden 11a, 11b auf einer Innenseite 15b des Leitungsträgers 15 vorzusehen - wie der Fig. 3a zu entnehmen.
Beide Elektroden 11a, 11b sind damit einander gegenüberliegend auf Innen- und Au ßenseite 15a, 15b des Leitungsträgers 15 vorgesehen. Die Elektroden 11a, 11b sind auf den Leitungsträger 15 aufgedruckt.
Die Energy-Harvesting-Einrichtung 10 ist über je eine flexible elektrische Anschluss leitung 16a, 16b mit der ersten bzw. zweiten Elektrode 11a, 11b verbunden.
Die Elektrode 11a des Leitungsträgers 15, ist mit einem Gleichrichter 21, nämlich Zweiweggleichrichter (Zweipuls-Brücken-Gleichrichterschaltung B2), verbunden - und zwar mit einem ersten Wechselspannungseingang zwischen dem ersten Dioden paar d1.
Die Energy-Harvesting-Einrichtung 10 weist auch eine Masseleitung 17 auf, die über die Abtriebswelle 9 mit der Masse des Elektromotors 1 verbunden ist, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt. Diese Masse ist an einen anderen zweiten Wechselspan nungseingang zwischen dem zweiten Diodenpaar d2 des Gleichrichters 12 ange schlossen.
Werden zwei Elektroden 11a, 11b zum „Energy Harvesting“ verwendet, so ist - wie in Fig. 4a zu erkennen - die zweite Elektrode 11b (anstatt der Masse wie in Fig. 4 dar gestellt) über die Anschlussleitung 16b an den zweiten Wechselspannungseingang zwischen dem zweiten Diodenpaar d2 angeschlossen. Die mithilfe der Energy-Harvesting-Einrichtung 10 mit elektrischer Energie elektrisch versorgte Messeinrichtung 13 weist mehrere Temperatursensoren 18a, 18b auf, de ren Messdaten über eine drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 19, beispiels weise unter Verwendung einer Bluetooth-Technologie, übertragen werden.
Beispielsweise werden diese Messdaten einer Motorsteuerung oder -regelung 20 des Elektromotors 1 übermittelt. Diese physikalischen Messdaten können etwa von der Motorsteuerung oder -regelung 20 berücksichtigt werden, beispielsweise bei der Steuerung/Regelung der Wicklungsspannung der Statorwicklung 4 mittels Pulswei tenmodulation (PWM).
Jene sich zwischen der Elektrode 11a und dem Wickelkopf 5a, 5b, 5c ausbildende Kapazität kann einige pF erreichen. Das mithilfe der Pulsweitenmodulation (PWM) erzeugte Wechselspannungssignal an der Statorwicklung 4 weist insbesondere hoch frequente Anteile auf, welche durch ein Schalten des Wechselrichters entstehen. Diese hochfrequenten Anteile koppeln sich in die Elektrode 11a dominant ein und führen zu einem Stromfluss am rotorseitigen Gleichrichter 21 der Energy-Harvesting- Einrichtung 10. Dadurch wird am Gleichrichter 21 eine Ausgangsspannung in ausrei chender Höhe erzeugt, die vom DC-DC Konverter 22 der Energy-Harvesting-Einrich tung 10 auf eine gewünschte Höhe am Ausgang Ha zur elektrischen Energieversor gung der Messeinrichtung 13 geregelt wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:
1. Elektromotor, insbesondere permanentmagneterregter Synchronmotor, mit ei nem Stator (3), der eine Statorwicklung (4) zur Erzeugung eines Statordrehfelds auf weist, wobei die elektrische Statorwicklung (4) mindestens einen Wicklungskopf (5a, 5b, 5c) aufweist, mit einem Rotor (2), mit einer Energy-Harvesting-Einrichtung (10), die ausgebildet ist, dem Wicklungskopf (5a, 5b, 5c) der Statorwicklung (4) Energie zu entziehen, und mit einer Messeinrichtung (13), die für ihre elektrische Energieversor gung mit der Energy-Harvesting-Einrichtung (10) verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Energy-Harvesting-Einrichtung (10) und die Messeinrichtung (13) am Rotor (2) vorgesehen sind, wobei die Energy-Harvesting-Einrichtung (10) mindes tens eine Elektrode (11a, 11b) zum Entziehen von elektrischer Energie aus einem sich zwischen dieser Elektrode (11a, 11a) und dem Wicklungskopf (5a, 5b, 5c) als Gegenelektrode ausbildenden elektrischen Feld (14) aufweist, welche Elektrode (11a, 11b) sich in Umfangsrichtung (U) des Rotors (2) erstreckt und neben der Stirn seite (2a) des Rotors (2) angeordnet ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugs weise bandförmig verlaufende, Leiterbahn (11a) die Elektrode (11a, 11b) ausbildet.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (11a) dem Rotor (2) radial vorspringend vorgesehen ist.
4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) ein Rotorjoch (7) und einen, insbesondere elektrisch isolierenden, Leitungsträger (15) aufweist, der am Rotorjoch (7) befestigt ist, insbesondere an die sem anschließt, und die Elektrode (11a, 11b) trägt.
5. Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungs träger (15) einen im Querschnitt kreisringförmigen, insbesondere hohlzylindrischen, Abschnitt, aufweist, an dem die Elektrode (11a, 11b) vorgesehen ist.
6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsträger (15) aus Kunststoff besteht, auf dem die Elektrode (11a, 11b) aufgedruckt ist.
7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (11a) auf einer Außenseite (15a) des Leitungsträgers (15) und/oder die zweite Elektrode (11b) auf einer Innenseite (15b) des Leitungsträgers (15) vorgesehen ist.
8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die am Leitungsträger (15) vorgesehene Elektrode (11a, 11b) über eine flexible elektrische Anschlussleitung (16a, 16b) mit der Energy-Harvesting-Einrichtung (10) verbunden ist.
9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Energy-Harvesting-Einrichtung (10) eine Masseleitung (17) aufweist, die über den Rotor (2) mit der Masse des Elektromotors (1) elektrisch verbunden ist.
10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (13) einen Sensor (18a, 18b) und eine drahtlose Sendeein richtung (19) zur Übermittlung der Sensordaten des Sensors (18a, 18b) aufweist.
11. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) eine Motorsteuerung oder -regelung (20) aufweist, welche die Wicklungsspannung der Statorwicklung (4) mittels Pulsweitenmodulation (PWM) steuert oder regelt.
EP22760694.4A 2021-07-30 2022-07-29 Elektromotor mit einer energy-harvesting-einrichtung Pending EP4378059A1 (de)

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PCT/EP2022/071471 WO2023007015A1 (de) 2021-07-30 2022-07-29 Elektromotor mit einer energy-harvesting-einrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4378059A1 true EP4378059A1 (de) 2024-06-05

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21188965.4A Withdrawn EP4125190A1 (de) 2021-07-30 2021-07-30 Elektromotor mit einer energy-harvesting-einrichtung
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