CN120601807A - 用于运行线性马达的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于运行线性马达的方法。为了以简单但有效的方式补偿线性马达(1)中的齿槽效应，规定至少在穿梭机(Tn)沿着定子(2)的一个移动方向(x、y)上的齿槽力(F_Cx、F_Cy)被确定为至少一个穿梭机(Tn)在至少一个移动方向(x、y)上相对于定子(2)的相对位置的函数，并且同时穿梭机(Tn)的区域中的驱动线圈(ASi)未通电，所确定的齿槽力(F_Cx、F_Cy)被存储在控制单元(10)中，并且在于由控制单元(10)使用由未通电的驱动线圈(ASi)确定的在至少一个移动方向(x、y)上的齿槽力(F_Cx、F_Cy)，以在线性马达(1)的运行期间，根据在线性马达(1)的运行期间补偿齿槽力(F_Cx、F_Cy)的穿梭机(Tn)与定子(2)之间的相对位置来补偿齿槽力(F_Cx、F_Cy)。

Description

用于运行线性马达的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有至少一个穿梭机和定子的线性马达的方法，而多个驱动线圈被布置在定子上，并且多个驱动磁体被布置在穿梭机上，或者多个驱动磁体被布置在定子上，并且多个驱动线圈被布置在穿梭机上，而在线性马达的运行期间，穿梭机区域中的驱动线圈在控制单元的控制下被通电，以产生电磁场，该电磁场与由驱动磁体产生的驱动磁场相互作用，以便生成沿着定子移动穿梭机的推进力。本发明还涉及具有至少一个穿梭机和定子的对应线性马达，而多个驱动线圈被布置在定子上，并且多个驱动磁体被布置在至少一个穿梭机上，或者多个驱动磁体被布置在定子上，并且多个驱动线圈被布置在至少一个穿梭机上，而设置线性马达的控制单元，该控制单元被布置为在线性马达的运行期间使至少一个穿梭机的区域中的驱动线圈通电，以产生电磁场，该电磁场与由驱动磁体产生的驱动磁场相互作用，以便生成沿着定子移动至少一个穿梭机的推进力。

背景技术

线性马达是成熟的运输系统，其中马达的移动部分，经常被称为穿梭机，借助于电磁力沿着轨道被推进。在线性马达中，驱动磁体(通常是永磁体)与通电驱动线圈生成的电磁场相互作用。这种相互作用生成推进力，使穿梭机沿着轨道被移动。已知有不同类型的线性马达。在所谓的短定子线性马达中，驱动线圈被布置在穿梭机上，驱动磁体沿着轨道被布置。在所谓的长定子线性马达中，驱动线圈沿着轨道被布置，驱动磁体被布置在穿梭机上。在这类线性马达中，穿梭机可以沿着轨道被移动，也就是说，轨道限定了移动方向。在平面马达中，作为线性马达的另一种类型，驱动磁体或驱动线圈被布置在移动平面中。平面马达允许穿梭机在移动平面中在两个方向上的移动。

利用线性马达，通过控制与相应驱动磁体相互作用的驱动线圈的通电，多个穿梭机可以同时并且彼此独立地移动(除了关于避免碰撞)。这意指不需要总是以某种方式对所有驱动线圈通电，而是只需要对与驱动磁体相互作用的驱动线圈通电。通过向驱动线圈施加驱动线圈电压而生成的电驱动线圈电流来对驱动线圈进行通电。改变驱动线圈电压会改变驱动线圈电流以及所生成的驱动电磁场。这允许控制穿梭机的移动。

长定子线性马达的示例可以在WO2013/143783A1、US6,876,107B2、US2013/0074724A1或WO2004/103792A1中找到。例如，US9,202,719B2公开了平面马达的基本结构和运行。

众所周知，在这类线性马达中，可以出现所谓的齿槽效应。这类齿槽效应的原因是位置相关的磁阻(磁性电阻)差异。这造成位置相关(齿槽效应)的力差，该力差试图将穿梭机移动到作用磁场达到最小能量状态的位置。在线性马达的运行期间，齿槽效应代表了作用在穿梭机上的干扰，其影响穿梭机的移动，尤其是在穿梭机的速度较低时。

为了补偿齿槽效应，已知的是扭曲驱动磁体或驱动线圈缠绕在其上的齿。由于上述效应的平均化，这造成齿槽效应的减少。这种方法的缺点是，由于平均效应，不仅齿槽力减小，而且推进力也减小，这是不期望的。除此之外，偏斜的驱动磁体或驱动线圈更难以生产，这造成线性马达的成本更高。

还有一些已知的方法，旨在补偿齿槽效应。US6,922,025B2描述了齿槽效应误差在线性马达的运行期间被测量，然后被用于通过马达控制来补偿齿槽效应。在US11,718,482B2中，线性马达的控制的电流参考和反馈信号被用于确定穿梭机在沿轨道的某个位置处受到的齿槽力。每次穿梭机沿着轨道的相同长度行进时，齿槽力被存储并且被用于补偿齿槽效应。在这两种情况下，均需要在线性马达的运行期间测量某些信号，并且使用测量的信号来补偿齿槽效应。这增加了控制线性马达所需的计算能力，也增加了控制的复杂性。

发明内容

本发明的一个目的是以简单但有效的方式补偿线性马达的运行期间的齿槽效应。

该目通过将至少在穿梭机沿着定子的一个移动方向上的齿槽力确定为穿梭机在至少一个移动方向上相对于定子的相对位置的函数，而穿梭机区域中的驱动线圈未通电来实现，该目的通过将所确定的齿槽力存储在控制单元中来实现，并且该目的通过由控制单元使用在至少一个移动方向上所存储的齿槽力，根据线性马达的运行期间穿梭机与定子之间的相对位置来补偿线性马达的运行期间的齿槽力来实现。根据本发明，在没有对驱动线圈通电的情况下，可以简单地确定齿槽力。这样，在没有有效驱动线圈的磁影响的情况下确定齿槽效应，这简化了确定齿槽力的方式。尽管采用了这种简化的方法，但是齿槽效应可以在线性马达的运行期间得到充分补偿。与没有齿槽补偿的情况相比，这至少显著地改善了穿梭机的移动。

此外，当还确定横向于沿着定子的移动方向的方向上的齿槽力而穿梭机区域中的驱动线圈未通电时，可以改善齿槽补偿。这允许附加地补偿横向方向上的齿槽效应。

当至少一个移动方向上的齿槽力和/或横向方向上的齿槽力被附加地确定为至少一个穿梭机到定子上的另外的相邻穿梭机的距离的函数时，齿槽补偿可以被显著地改善。定子上相邻穿梭机的磁场会显著地相互影响，这类影响很容易以这种方式考虑。

当定子在至少一个移动方向上包括段间隙时，齿槽效应也是显著的，在线性马达的运行期间，穿梭机跨过该段间隙移动。还可以通过将齿槽力确定为段间隙长度的函数来考虑这类段间隙。这也允许在线性马达的运行期间考虑不同间隙长度的段间隙。

在齿槽补偿的特别简单的实施方式中，齿槽补偿单元计算作为齿槽力的倒数的补偿信号，并且将该补偿信号叠加到穿梭机的移动控制器的力设定值上。

这一目的也可以通过上面开头提到的线性马达来实现，而所述线性马达被配置为根据权利要求1至14中任一项所述的方法来运行。

附图说明

下面参考图1至图10更详细地描述本发明，图1至图10通过示例示出了本发明的示意性并且非限制性的有利实施例。在附图中：

图1是长定子线性马达的示例性实施例，

图2是平面马达的示例性实施例，

图3a和图3b是平面马达的可能实施例的不同视图，

图4和图5是线性马达的定子的不同区段的实施例，

图6和图7示出了线性马达的定子的不同区段的确定的齿槽力，

图8是用于具有齿槽补偿的穿梭机的移动控制器的示例性实施例，

图9是用于具有齿槽补偿的穿梭机的移动控制器的另一个实施例；以及

图10示出了本发明的齿槽补偿的效应。

具体实施方式

如下所述，本发明涉及线性马达1。线性马达1包括多个i个驱动线圈ASi，这些驱动线圈ASi至少暂时由驱动线圈电压V_ASi通电，用于产生驱动电磁场，该驱动电磁场与线性马达1的驱动磁体4相互作用，用于驱动线性马达1的至少一个穿梭机Tn。一般而言，驱动线圈由ASi表示，其中“i”是一个索引，以便在必要时能够区分驱动线圈，并且当没有指定特定的驱动线圈时，使用附图标记ASi。线性马达1可以用于在穿梭机Tn上传送物体O。这类线性马达1在图1中以长定子线性马达的形式示例性地示出。在图2中，线性马达1被设计为平面马达。在这两种情况下，驱动线圈ASi被布置在线性马达1的定子2上，并且驱动磁体4被布置在穿梭机Tn上。但是也可以是相反的方式，即驱动线圈ASi被布置在穿梭机Tn上，并且驱动磁体4被布置在定子2上。在这种情况下，将有沿着定子2被布置的驱动磁体4。

为了更好地理解本发明，下面参照图1、图2和图3a、图3b解释作为长定子线性马达和平面马达的线性马达1的基本众所周知的原理和结构。

参考图3a和图3b，通过示例性实施例解释了作为线性马达1的示例的平面马达(PLM)的众所周知的原理和设计。图3a以部分剖开的平面图示出了平面马达，并且图3b以部分剖开的侧视图示出了平面马达。平面马达具有至少一个定子段Sm。“m”被用作索引，以便能够区分不同的定子段，其中，一般而言，当没有指定特定的定子段时，使用参考符号Sm。定子段(一个或多个)Sm形成具有移动平面3的PLM的定子2。至少一个穿梭机Tn可在移动平面3中至少二维地在对应于例如坐标系的X轴线和Y轴线的两个主移动方向上移动。“n”被用作索引，以便能够区分不同的穿梭机，其中，一般而言，当没有特定的穿梭机被寻址时，使用参考标记Tn。移动平面3可以在空间中以任何方式被定向，但是通常形成平坦的表面。为了简单起见，在图3a中仅示出了一个定子段Sm。当然，多个定子段Sm(形状可以不同)通常彼此相邻地被布置，以便形成定子2和更大的移动平面3(如图2所示)。结果，PLM可以具有模块化工作空间，穿梭机Tn可以在该工作空间中移动，该工作空间由定子段Sm的装置限定。不同形状和尺寸的移动平面3可以通过以期望的方式布置定子段Sm来实现。在定子2的移动平面3中，若干个穿梭机Tn自然也可以同时并且彼此独立地移动。例如，甚至可以使用不同尺寸或形状的穿梭机Tn来运输穿梭机Tn上的不同物体O。应当注意，可用工作空间不一定对应于由定子段Sm形成的完整移动平面3。例如，一些或所有穿梭机Tn有可能被阻止进入移动平面3的特定区域。

具有若干个驱动线圈AS1的第一线圈组SG1以及具有若干个驱动线圈AS2的第二线圈组SG2被布置在每个定子段Sm上，第一线圈组SG1限定了第一主移动方向H1，该第二线圈组SG2限定了第二主移动方向H2。第一线圈组SG1的驱动线圈ASi在特定方向上彼此相邻地被布置，在这种情况下，在笛卡尔坐标系的X方向上。第二线圈组SG2的驱动线圈ASi在特定方向上彼此相邻地被布置，在这种情况下，是笛卡尔坐标系的Y方向。如图3a所示，第一线圈组SG1和第二线圈组SG2的驱动线圈AS1、AS2优选地相对于彼此被布置，使得两个主移动方向彼此正交。

至少一个驱动磁体4被布置在至少一个穿梭机Tn上，其在穿梭机Tn的区域中与两个线圈组SG1、SG2中的至少一个的驱动线圈ASi电磁地相互作用，用于移动穿梭机Tn。通常，若干个驱动磁体4也以不同的极性被布置在穿梭机Tn上。为此目的，PLM穿梭机Tn一般具有主体9，驱动磁体4被布置在主体9的下侧(面向移动平面3)上，如图3b所示。在图3a中，主体9被示出为大部分剖开，以便能够看到驱动磁体4的装置。如图3b所示，驱动磁体4被布置在若干个磁体组MGa、MGb中。驱动磁体4通常以交替的极性被布置，如图3a所指示。驱动磁体4也可以在不同的磁体组MGa、MGb中不同地被定向。

在所示的示例中，两个第一磁体组MGa和两个第二磁体组MGb被布置在穿梭机Tn上。每个穿梭机Tn的单个第一磁体组MGa和单个第二磁体组MGb基本上足以在移动平面3中在两个方向上移动穿梭机Tn。当然，每个穿梭机Tn也可以布置多于两个第一磁体组MGa和多于两个第二磁体组MGb。已知磁体组MGa、MGb有许多不同的装置，如一维装置、二维装置、Halbach装置等。

利用如图3a和图3b所示的PLM，定子段Tn在两个主移动方向上的基本上不受限制的移动是可能的，例如在定子段2的移动平面3中。在这种情况下，可以例如仅沿着X轴线或仅沿着Y轴线移动穿梭机Tn。穿梭机Tn自然可以同时在两个主移动方向上被移动，例如，沿着位于移动平面3中的具有X坐标和Y坐标的任何可能的二维移动路径P移动，如图3a中穿梭机Tn所示。当然，对于不同的穿梭机Tn可能有不同的移动路径P。但是也可以至少在有限的范围内使用其他四个自由度(在竖直方向Z上的平移移动和围绕三个轴线X、轴线Y、轴线Z的旋转)。

驱动线圈ASi也可以一个被布置在另一个上方(此处，在Z方向上)。在根据图3b的实施例中，第一线圈组SG1的驱动线圈AS1在垂直于移动平面3的方向上(此处，在Z方向上)相比于第二线圈组SG2的驱动线圈AS2更靠近移动平面3被布置。已知有许多不同的驱动线圈布置，如单层装置、人字形布置、双层布置等。

在平面马达的运行中，在可能的实施例中，通过与穿梭机Tn相互作用的第一驱动线圈AS1的对应激活，在第一主移动方向上生成移动磁场。在第一主移动方向上的移动磁场主要与第一磁体组(一个或多个)MGa的驱动磁体4电磁相互作用，以便在第一主移动方向H1上移动相应的穿梭机Tn。类似地，通过激活与穿梭机Tn相互作用的第二驱动线圈AS2，在第二主移动方向上生成基本上移动的磁场，该基本上移动的磁场主要与第二磁体组(一个或多个)MGb的驱动磁体4电磁相互作用，以便在第二主移动方向上移动穿梭机Tn。根据穿梭机Tn区域中的驱动线圈AS1、AS2的激活，移动磁场被叠加，结果穿梭机Tn可以在移动平面3中沿着预先指定的二维移动路径P以期望的方式移动。如上所述，也可以实现更多自由度的移动。

驱动线圈ASi通常以这样一种方式通过通电来激活，即力也在Z轴方向上作用在穿梭机Tn上，利用该力穿梭机Tn被保持悬浮在移动平面3上方，用于生成空气间隙L(图3b)(当穿梭机Tn处于静止时也是可能的)。

作为线性马达1的另外的示例，如图1所示，长定子线性马达(LLM)与平面马达的不同之处主要在于，驱动线圈ASi沿着定子2彼此相邻地被布置，使得移动平面被缩小到由定子2的几何形状限定的移动轨迹。LLM还包括形成定子2的至少一个定子段Sm。

为了清楚起见，用于沿着LLM的定子2引导穿梭机Tn和/或将穿梭机Tn保持在定子2上的众所周知的引导结构没有在图1中示出。这类引导结构可以根据期望和需要来设计，例如使用辊子。

因此，长定子线性马达由定子2和多个穿梭机Tn(n>1)组成，穿梭机Tn可以沿着定子2移动。“n”被用作索引，以便能够区分不同的穿梭机，其中，一般而言，当没有指定特定的穿梭机时，使用参考标记Tn。为了移动，驱动线圈ASi(i>1)被布置在定子2上，在沿着定子2的移动方向上一个接一个被布置。为了清楚起见，图1中仅示出了若干个驱动线圈ASi。然而，众所周知，驱动线圈ASi沿着长定子线性马达的整个移动区域被布置。至少一个驱动磁体4，通常是永磁体排列形式的若干个驱动磁体，被布置在穿梭机Tn上。为了清楚起见，图1中仅暗示了这一点。驱动磁体4面向定子2上的驱动线圈ASi，并且通过空气间隙与驱动线圈ASi分开。

定子2可以由单个定子段Sm(m>1)组成，每个定子段Sm上有多个驱动线圈ASi，如图1所示。定子2也可以由单个定子区段SAj(j≥1)组成(如图2所示)，它们可以经由开关W互连并且形成定子2。“j”被用作索引，以便能够区分不同的定子区段，其中，一般而言，当没有指定特定的定子区段时，使用附图标记SAj。定子区段SAj又可以由多个定子区段Sm组成。在开关W处，穿梭机Tn可以从一个定子区段SAj切换到另一个定子区段SAj+1，并且可以在定子区段SAj+1上继续其移动。

可以通过施加驱动线圈电压V_ASi来对驱动线圈ASi通电，并且由此生成驱动电磁场，该驱动电磁场与穿梭机Tn的驱动磁体4相互作用，以生成作用在运输单元Tn上的力。该力然后用作推进力，用于在期望的方向上沿着定子2移动穿梭机Tn。

在LLM中，也可以将驱动线圈ASi布置在定子2的两侧上，如在移动方向上所看到的，并且穿梭机Tn的驱动磁体4可以在其间移动(如图1中的运输单元Tn所示)。如果从移动方向看，驱动磁体4也被设置在穿梭机Tn的两侧上，则通过在两侧对驱动线圈ASi通电，作用在穿梭机Tn上的力(也是不同的力)也可以在两侧上同时被生成。利用这类装置，电磁开关W特别地也可以在线性长定子线性马达上被实施。

如在开始时已经提到的，线性马达1也可以被设计为使得驱动线圈ASi被布置在穿梭机Tn上，并且驱动磁体4被布置在线性马达1的定子2上。

设置了控制单元10，线性马达1的驱动线圈ASi利用该控制单元10被控制用于通电，以便产生用于移动穿梭机Tn的驱动电磁场。本质上，这意指所需的驱动线圈ASi在控制单元10的控制下被通电，使得任何穿梭机Tn在移动平面3(PLM)中或者沿着定子2(LLM)执行期望的移动路径P，并且具有期望的移动轮廓(例如速度、加速度)。在PLM的情况下，移动路径P不仅限于主移动方向上的移动，还可以指定其他四个自由度上的移动。在LLM的情况下，移动路径P还可以包括由开关W连接的不同定子区段SAj。移动路径P可以被限定，例如，用于利用线性马达1作为其中集成了线性马达1的机器中的运输设备来实施运输任务。线性马达1的驱动线圈ASi由控制单元10控制，使得穿梭机Tn沿着期望的移动路径P并且以期望的移动轮廓移动。为此，控制单元10不仅控制移动路径P，而且控制移动的动态特性，尤其是在任何时间点的速度、加速度、急动。

穿梭机Tn的移动的实际值AV，例如实际位置(也是穿梭机Tn的实际取向)或实际速度，通常也在控制单元10中用于执行或控制穿梭机Tn的移动。为此，合适的传感器，例如位置传感器PS，也可以被布置在定子2上或沿着定子2被布置，传感器的检测的测量变量作为穿梭机Tn的移动的实际值AV被传输到控制单元10，或者在控制单元10中从检测的测量变量确定移动的实际值AV。

为了能够确定穿梭机Tn在定子2上的位置，位置传感器PS可以被布置在定子2上，如图1或图2的示例，为了清楚起见，仅示出了一些位置传感器PS。位置传感器PS将检测到的位置信号例如作为实际值AV提供给控制单元10。然而，已知的无传感器位置检测也可以在LLM以及PLM中被实施，以便检测穿梭机Tn的位置。

位置传感器PS可以检测穿梭机Tn的磁场，例如从驱动磁体4发出的磁场，或者从穿梭机Tn上的特定位置磁体发出的磁场。这类位置传感器PS可以被设计为例如磁致伸缩传感器、磁阻传感器或霍尔传感器，尽管当然存在能够检测磁场的其他类型的传感器。然而，检测不同物理变量的传感器当然也是可能的，例如光学或感应传感器。

电力电子器件15(图1)可以被设置在线性马达1中，以生成驱动线圈ASi的驱动线圈电压V_ASi。控制单元10可以控制功率电子器件15，以便以期望的方式通电驱动线圈ASi，尤其是利用所需的电驱动线圈电流。

控制单元10也可以被设计为分布式控制器(如图1所示)，例如具有多个线圈控制单元5，例如每个定子段Sm一个线圈控制单元5，以及例如经由通信网络7连接到多个线圈控制单元5的上级系统控制单元6。例如，系统控制单元6可以实施穿梭机Tn的移动，并且为穿梭机Tn预先指定目标点，以便根据移动路径P和根据期望的移动轮廓(移动动态)来移动穿梭机Tn，从而执行期望的运输任务。也可以在系统控制单元6中实施对穿梭机Tn的碰撞监控和避免。可以设置线圈控制单元5，以便将系统控制单元6的规格转换为驱动线圈电压V_ASi。然而，分成线圈控制单元5和系统控制单元6仅仅是示例性的。一般而言，设置控制单元10，该控制单元控制驱动线圈ASi，以便生成穿梭机Tn的期望移动。然而，如何设计该控制单元10，例如以由多个互连控制器组成的级联控制器的形式或者作为单个控制器，对于本发明来说是无关紧要的。

控制单元一般而言可以被实施为基于微处理器的硬件，例如计算机、微控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑控制器(PLC)等，在这些硬件上运行用于实施相应功能的相应控制程序。作为集成电路的实施例，例如专用集成电路(ASCI)或现场可编程门阵列(FPGA)，也是可以想到的。

图4示出了作为线性马达1的示例的LLM的定子2的区段。示出了两个定子段Sm、Sm-1。每个定子段Sm具有多个齿11、12。在图4的示例中，有主齿11，驱动线圈ASi被布置在主齿11上。在图4的实施例中，齿11、12被布置在定子2上，但是当驱动线圈ASi在穿梭机Tn上时，也可以被布置在穿梭机Tn上。在两个主齿11之间设置了没有驱动线圈ASi的副齿12，但是所述副齿11只是任选的。为了清楚起见，图4中仅示出了一些驱动线圈ASi。两个主齿11之间在移动方向x上的距离是齿距τ_n，该齿距通常是恒定的。齿距τ_n由线性马达1的设计限定，并且是已知的。还示出了穿梭机Tn，该穿梭机具有磁体间距为τ_p的驱动磁体4的装置。磁体间距τ_p由线性马达1的设计来限定，并且是已知的。在两个相邻的定子段Sm、Sm-1之间可以有定子间隙SG。定子间隙SG影响间隙区域的磁场。定子间隙SG可以任选地至少部分地填充有定子间隙填充物SGF(如图4所示)，以便提供穿梭机Tn从一个定子段Sm-1到下一个定子段Sm的平滑过渡。定子间隙填充物SGF通常是导磁材料，以防止定子间隙SG中的磁场快速下降。在平面马达的情况下，与图4所示相同的基本上适用于两个方向。图5示出了LLM定子2的弯曲区段。

对于本发明，在线性马达1的正常运行开始之前，驱动线圈Asi未通电，因此不产生驱动磁场。图4和图5的实施例中的驱动磁体4是永磁体，但是也可以是电磁体的形式(将被通电)。驱动磁体4生成驱动磁场。该驱动磁场与定子2的导磁部件相互作用，例如与铁定子齿11、12和连接定子齿11、12的铁轭相互作用。这种磁相互作用造成取决于穿梭机Tn相对于定子2的位置作用在穿梭机Tn上的齿槽力F_C(x,y,z)(该符号代表齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的任何一个或任何组合)，因为穿梭机Tn倾向于采取使作用磁场的能量最小化的位置，该作用磁场的能量受到穿梭机Tn相对于定子2的位置的影响。例如，齿槽力F_C(x,y,z)作用在移动方向x上，并且也作用在横向方向z上。在平面马达的情况下，也在第二移动方向y上。在移动方向x上的齿槽力F_Cx试图将穿梭机Tn移动到最小能量位置。横向方向上的齿槽力F_Cz影响穿梭机Tn与定子2之间的吸引力，或者在平面马达的情况下，穿梭机Tn被保持悬浮在定子上方的力。这意指齿槽力F_C(x,y,z)不是恒定的，而是作为穿梭机Tn相对于定子2的相对位置的函数而变化。这种变化的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz可以借助于线性马达1的模型或者借助于模拟来测量或者确定。作为模型，可以使用线性马达1的众所周知的有限元模型(FEM)或众所周知的磁阻模型。例如在WO2022/049026A1中描述了磁阻模型。

齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz可以通过在穿梭机Tn上提供加速度传感器，并且通过手动地或利用搬运设备(如机器人或第二从动穿梭机Tn)移动穿梭机Tn来测量，该搬运设备与第一穿梭机具有足够的距离，以避免在用于测量的穿梭机区域中沿着定子2在给定的方向x、y、z上对线圈通电。齿槽效应可以通过改变加速度来检测，例如用加速度传感器来测量。在已知穿梭机Tn的质量的情况下，根据穿梭机Tn相对于定子2的相对位置，检测到的加速度可以被转换为齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。当使用搬运设备时，可以在搬运设备上设置力传感器，该力传感器测量从动穿梭机与驱动搬运设备之间的作用力。由此测得的力也是作用的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的测量值。

在LLM的情况下，LLM的结构可以用于测量齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。在LLM的区段中，在穿梭机Tn的两侧(如在移动方向x上所见)具有驱动线圈ASi，并且穿梭机Tn在穿梭机Tn的两侧(如在移动方向x上所见)具有驱动磁体4，通过通电这一侧上的驱动线圈ASi，一侧可以被用于推进穿梭机Tn沿着定子2移动，并且另一个未通电的侧可以被用于测量齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。在这种情况下，LLM本身就是移动穿梭机Tn的搬运设备。

测量作用在穿梭机Tn上的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的另一种可能性是通过适当地通电穿梭机Tn区域中的驱动线圈ASi来使穿梭机Tn达到特定的速度。当达到该速度时，驱动线圈ASi被关闭，并且穿梭机Tn被允许通过作用的摩擦力而停止。获得穿梭机Tn的加速度，在这种情况下，该加速度应当对应于摩擦力和齿槽力。利用线性马达的已知摩擦模型，该摩擦模型模拟定子上的导向结构与穿梭机Tn之间的摩擦，可能取决于穿梭机Tn的速度，可以获得齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。在这种情况下，加速度也可以从测量的位置和/或速度计算，或者通过使用被安装在穿梭机Tn上的加速度传感器计算。

由于未通电的驱动线圈ASi，线性马达1的模型只需模拟多个驱动磁体4与线性马达1的导磁部件的磁相互作用，即定子2的部件或穿梭机Tn的部件。

例如，FEM通过将线性马达1的各个部件细分成称为有限元的更小、更简单的部件，以已知的方式模拟线性马达1。磁场变量，如磁通量密度或磁场强度，可以针对每个有限元进行数值计算，而有限元通过边界条件进行耦合。结果，磁场变量可以沿着给定的几何尺寸确定，这又允许计算起作用的磁力，例如齿槽力F_C。FEM是众所周知的，不需要更详细的解释。

由于具有定子2和穿梭机Tn的线性马达1的几何形状和材料是已知的，所以可以使FEM模型适应线性马达1的特定实施例。这也允许计算线性马达1的不同实施例或线性马达1的不同穿梭机Tn的齿槽力F_C。

因为根据本发明不需要通电驱动线圈ASi来确定齿槽力F_C，所以借助于线性马达1的模型计算齿槽力F_C可以离线进行，并且可以利用需要比在线计算线性马达1的运行期间的模型可能需要更多计算能力的模型，如FEM。

在具有多个定子段Sm的线性马达1中，在穿梭机Tn的移动方向上相邻段Sm之间的段间隙SG不必相等。由于公差，在形成定子2的段Sm的尺寸以及段SM的装置中，段间隙SG在穿梭机Tn的移动方向上的长度GL可以变化。在确定的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz中也可以考虑段间隙SG的这类变化。当使用用于确定齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的模型时，可以容易地考虑这类几何影响，并且所确定的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz也可以取决于穿梭机Tn的移动方向x、y、z上的某个段间隙SG来确定和存储。然后可以确定定子装置的段间隙SG的实际长度GL，例如在线性马达1处测量，然后还可以取决于穿梭机Tn的移动方向上的实际段间隙SG来补偿齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。

段间隙SG的实际长度GL也可以在线性马达1的运行期间使用例如可用的位置传感器PS来获得。通过使用在段间隙SG(如图4所示)的每一侧(如在移动方向x上所见)上的段间隙SG旁边的位置传感器PS的值，有可能利用穿梭机Tn的已知尺寸和设计，尤其是穿梭机Tn上的位置磁体的装置和位置，来计算实际的段间隙SG。为此，穿梭机Tn被定位在间隙处，使得位于段间隙SG的两侧上的位置传感器PS提供位置传感器值。

存在另一种可能性，即利用在段间隙SG的两侧(如在移动方向x上所见)的两个位置传感器PS来确定段间隙SG的实际长度GL。在这种情况下，位置传感器PS不一定必须是紧邻段间隙SG的传感器。至少一个穿梭机Tn被定位在段间隙SG的一侧(如在移动方向x上所见)，并且第一次测量该位置。至少一个穿梭机Tn被定位在段间隙SG的另一侧(如在移动方向x上所见)，并且第二次测量该位置。第一位置与第二位置之间的差是段间隙SG的实际段间隙长度GL的度量。该差值对应于两个位置传感器PS之间的距离，该距离是从定子2的已知几何形状得知的。第一位置与第二位置之间的差异可以与由定子2的已知几何形状给出的预期差异进行比较。差值之间的偏差是由于段间隙SG的变化的长度GL，这允许确定段间隙SG的实际长度GL。这也可以通过不同的位置传感器PS和使用若干个确定的段间隙SG的实际长度GL的平均值来完成。

还有另一种确定段间隙SG的实际长度GL的可能性。在这种方法中，段间隙SG的第一侧(如在移动方向x上所见)上的第一驱动线圈ASi被用作发射线圈，而段间隙SG的另一侧(如在移动方向x上所见)上的第二驱动线圈ASi+1被用作接收线圈。发射线圈由特定的线圈电压V_ASi驱动，使在接收线圈中感应电压的电磁场。可以测量感应电压，并且感应电压的某些特性，如振幅、相位、频率成分、积分、斜率等，可以与段间隙SG的长度相关。当接收线圈被切换到开环时，可以使用电压传感器在接收线圈处测量感应线圈电压。备选地，接收线圈中的电流被控制为零，并且由电流控制器施加的对应于感应电压的电压被监控。许多这类确定的平均值，也可能使用切换的发射和接收线圈，可以增加信噪比(SNR)，这改善了段间隙SG的确定。也可以通过使用由相同的特定线圈电压V_ASi驱动的若干个发射线圈来提高SNR。SNR也可以通过在确定期间将穿梭机Tn或导磁部件放置在段间隙SG上方或者通过将磁性部件放置在段间隙SG中来提高，因为这减小了电磁场的空气间隙，并且提高了关于段间隙SG的实际长度GL的传输信号的灵敏度。磁性部件优选地至少部分地被放置在相邻段Sm的铁轭之间的间隙中，或者在与铁轭相对的齿11的轴向末端的区域中。

在线性马达1的运行期间确定实际的段间隙SG也将允许补偿由于段Sm的热膨胀引起的变化的段间隙SG。为此，可以确定与段间隙SG相邻的段Sm的温度，例如用温度传感器测量，并且可以确定段Sm的热膨胀，例如使用段的热模型，该热模型将段Sm在移动方向上的长度作为温度的函数。

对于平面马达，当然可以以与上述相同的方式在两个移动方向x、y上确定段间隙SG。

此外，两个穿梭机之间的耦合效应可能会对确定的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz产生影响。当两个相邻的穿梭机Tn、Tn+1在定子2上彼此靠近地被定位时，这通常是线性马达1的运行期间的情况。相邻穿梭机Tn、Tn+1的驱动磁场相互影响，这也影响了齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。考虑这类耦合对齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的影响是特别有利的。使用模型来确定齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz这当然可以很容易地在前面完成，通过在模型中考虑第二个穿梭机Tn+1。然后可以模拟相邻穿梭机Tn、Tn+1的距离对穿梭机Tn的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的影响，以及对直线和/或曲线区段的影响，并且齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz不仅可以取决于穿梭机Tn相对于定子2的相对位置来确定，还可以取决于到第二个相邻穿梭机Tn+1的距离来确定。在线性马达1的运行期间，所有穿梭机Tn的位置是已知的，这允许不仅取决于穿梭机Tn相对于定子2的相对位置，而且取决于到第二相邻穿梭机Tn+1的距离来补偿齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。

图6示出了作为穿梭机Tn相对于定子2在移动方向x上的位置的函数，图4和图5的线性马达1在移动方向x和横向于移动方向x的横向方向Z上的确定的(测量的、根据模型计算的、模拟的)齿槽力F_Cx、F_Cz。在这种情况下，作用磁场不受定子段间隙SG的影响，这意指穿梭机Tn足够远离定子段间隙SG。例如，在横向方向Z上的力F_Cz是将穿梭机Tn保持在定子2上的吸引力。在线性马达1的运行期间，其中穿梭机Tn区域中的驱动线圈ASi被通电，在移动方向x上的齿槽力F_Cx是作为推进力的干扰的力，在运行期间穿梭机Tn利用该推进力沿着定子2被移动。在图6中，实线示出了直定子区段的齿槽力F_Cx、F_Cz(如图4所示)，并且虚线示出了弯曲定子区段的齿槽力F_Cx、F_Cz(如图5所示)。在弯曲区段中，移动方向x是弯曲区段的切线。

从图6中还可以看出，对于线性马达1的给定设计，如驱动磁体4、空气间隙L、导磁部件、材料等的装置，齿槽力F_Cx、F_Cz呈周期性地变化。由于线性马达1的磁性装置的磁阻力是齿槽力F_Cx、F_Cz的原因，所以变化周期或者是主齿距τ_n，例如当只有主齿11时是15mm，或者是当两个相邻主齿之间有副齿12时是主齿距Tn的一半。这使得齿槽力F_Cx、F_Cz仅需要针对非常短的长度被确定(测量、根据模型计算、模拟)，通常仅针对齿距τ_n的长度或一半长度被确定，因为当穿梭机Tn沿着定子2移动时齿槽力F_Cx、F_Cz将简单地重复。

图7示出了针对穿梭机Tn在段间隙SG上的过渡所确定的(测量的、根据模型计算的、模拟的)齿槽力F_Cx、F_Cz，同样针对直定子区段(实线)和弯曲区段(虚线)，除了定子2或定子段Sm内的齿槽力F_Cx、F_Cz之外，还可以任选地确定齿槽力F_Cx、F_Cz。同样在这种情况下，在齿槽力F_Cx、F_Cz的曲线中可以看到主齿距Tn或主齿距Tn的一半(在副齿12的情况下)，但是在这种情况下，齿槽力F_Cx、F_Cz需要被确定用于完整的过渡，即直到穿梭机Tn已经完全跨过段间隙SG。然而，可以使用对称性来确定段间隙SG区域中的齿槽力F_Cx、F_Cz。在这种情况下，仅确定跨过段间隙SG的半个过渡的齿槽力F_Cx、F_Cz就足够了。例如，可以确定齿槽力F_Cx、F_Cz，直到穿梭机Tn在移动方向x上的中心和段间隙SG在移动方向x上的中心被对齐。对于剩余的过渡，可以使用对称性。在移动方向上的过渡区域中的齿槽力F_Cx是点对称的，而在横向方向上的齿槽力F_Cz是轴线对称的。但是在这种情况下，齿槽力F_Cx、F_Cz只需要针对相当短的长度被确定(与定子2或甚至定子段Sm的整个长度相比)，基本上比驱动磁体4或驱动线圈ASi在穿梭机Tn上的装置的长度或一半长度稍长一点。

在平面马达作为线性马达1的情况下，类似地，也可以获得在附加移动方向y上的齿槽力F_Cy，该齿槽力F_Cy是穿梭机Tn在该方向y上的位置的函数。

当线性马达1不运行时，对于给定的线性马达1设计，齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz被预先确定，并且被存储在线性马达1的控制单元10中。齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz可以通过具有给定分辨率(例如0.1mm)的查找表来存储。例如，分辨率可以匹配位置传感器PS的分辨率。也可以在查找表中的值之间进行插值。还可以在所确定的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的曲线中拟合数学函数，如给定阶的多项式或正弦和余弦函数(傅立叶方法)，并且使用该数学函数来确定某个位置x处的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz。这将减少控制单元10中所需的存储。

如上所述，穿梭机Tn的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz另外进一步根据其他影响，如移动方向上的段间隙SG长度、相邻的其他穿梭机等，并且其他影响也可以被考虑。齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz也将根据这类附加的影响而被存储。

除了确定直线区段和曲线区段中的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz之外，还可以仅确定直线区段或曲线区段中的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz，并且将所确定的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz转换为具有给定和已知关系的其他类型的区段。这类关系可以从不同类型的定子区段中确定的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz来确定。已经发现，直线区段的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz乘以某一因子，例如乘以4，是曲线区段中的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz的良好近似值。倍增因子可以取决于弯曲区段的曲率。因此，知道了这种关系，对于单一类型的区段(例如，直的或弯曲的)，所存储的齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz就足够了。

对于本发明，至少确定一个移动方向x上的齿槽力F_Cx。对于平面马达，优选地，确定两个移动方向x、y上的齿槽力F_Cx、F_Cy。此外，也可以确定横向z上的齿槽力F_Cz。

对于不同的定子区段，例如对于直的定子区段和/或弯曲的定子区段，以及不同的弯曲区段(例如，具有不同的曲率)，所确定的齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy可以被存储在控制单元10中。还可以为不同的穿梭机Tn或定子1的不同几何形状或不同的空气间隙l存储所确定的齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy。

然后，控制单元10使用这样确定的具有未通电驱动线圈ASi的齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy来补偿线性马达1的运行期间的齿槽效应。这将参照图8进行解释。

在这方面，“用于补偿”意指与没有齿槽补偿的线性马达1的运行相比，齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy对穿梭机Tn的移动的影响至少减小了。由于齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy是由未通电的驱动线圈ASi确定的，所以驱动电磁场对齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy的任何影响均没有反映出来。因此，本发明的方法通常不会完全消除齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy的影响。但是本发明的方法允许对齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy建模，而不需要线性马达1的运行参数，例如实际线圈电流或线圈电压值，或者例如控制器的当前位置误差。所需要的只是知道穿梭机Tn相对于定子2的位置，这可以在线性马达1的运行期间一直得到保证。这使得根据本发明的齿槽效应的补偿更加容易，并且在线性马达1的运行期间需要更少的计算能力。

图8示例性地示出了具有移动控制器20的控制单元10，用于控制线性马达1的穿梭机Tn的移动。移动控制器20在控制单元10中被实施，例如作为在控制单元10的计算机硬件上运行的控制软件。例如，移动控制器20可以实施穿梭机Tn的位置控制、速度控制或力控制。控制单元10接收用于控制穿梭机Tn移动的设定点SP。设定点SP可以是设定点位置或者设定点速度或者穿梭机Tn的设定点力，或者任何其他合适的设定点。控制单元10还接收穿梭机Tn移动的实际值AV，例如来自位置传感器PS的实际位置或穿梭机Tn的实际速度。通常在闭环控制中，控制误差CE被确定为设定点SP与实际值AV之间的差。像众所周知的PID控制器或任何其他合适类型的控制器一样，移动控制器20计算操纵变量MP，以便减小控制误差CE。操纵变量MP被用于在用于驱动穿梭机Tn的穿梭机Tn的区域中通电有源驱动线圈ASi，并且例如通常是每个有源驱动线圈ASi的驱动线圈电压V_ASi或驱动线圈电流。

控制单元10优选地包括齿槽补偿单元21，该齿槽补偿单元21确定补偿信号CS，该补偿信号CS被叠加到移动控制器20的输出值上，在这种情况下被叠加到操纵变量MP上，或者备选地被叠加到设定点SP上(在图8中以虚线示出)。“叠加”基本上意指补偿信号CS的值以某种方式“加”到移动控制器20的输出值上，这可以通过任何基本的算术运算来完成，如求和或相乘。

补偿信号CS在齿槽补偿单元21中由确定和存储的齿槽力F_C(x,y,z)形成。在图8中，类似计算机存储器的数据存储单元22被设置在控制单元10中，如上所述，所确定的齿槽力F_C(x,y,z)被存储在该数据存储单元中。为了能够取决于穿梭机Tn相对于定子2的相对位置读出齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz，齿槽补偿单元21可以通过例如位置传感器PS被提供穿梭机Tn的实际位置，如图8的实施例所示。

具有或不具有定子段间隙SG的相邻段中存储的齿槽力F_C(x,y,z)被有利地一起被修正，以避免补偿信号CS的突然变化。补偿信号CS的这类突然变化会引起控制器的设定点值的突然变化，这进而造成控制器的不期望的(过度)反应。

齿槽补偿单元21可以被实施为在控制单元10的基于微处理的硬件上运行的软件，然而也可以被实施为独立的硬件，如基于微处理器的硬件或集成电路。

通常，这类移动控制器20针对每个移动方向x、y、z来实施。对于LLM，这可以例如利用众所周知的dq坐标系来实现，其中q分量负责沿着定子2在移动方向X上的移动，而d分量负责横向方向z。控制器20然后将确定电q电流和电d电流，它们利用众所周知的帕克变换被变换为有源驱动线圈ASi的线圈电流。为此，齿槽补偿单元21可以根据齿槽力F_Cx、F_Cz和已知的马达常数(力等于马达常数乘以电流)将补偿信号CS确定为电补偿电流。然后，作为补偿信号CS的补偿电流被叠加到操纵变量MP上，在这种情况下，该操纵变量MP也是用于驱动线圈ASi的电流。

众所周知，移动控制器20也可以被实施为包括若干个连续控制器的级联控制器。这在图9中示例性地被示出。在该示例中，移动控制器20包括位置控制器PC，该位置控制器后面是速度控制器SC，该速度控制器后面是电流控制器IC。位置控制器PC接收位置设定点并且计算设定点速度SPS作为位置控制器的输出值。速度控制器SC接收设定点速度SPS作为输入值，并且计算用于随后的电流控制器IC的力设定点SPF作为输出值。电流控制器IC确定有源驱动线圈ASi的线圈电压V_ASi或线圈电流作为移动控制器20的操纵变量MP。在这类级联控制器中，补偿信号CS基本上可以被叠加在级联控制器中的一个的输入值或输出值上。叠加补偿信号CS的位置当然确定了补偿信号CS的特征在于哪个物理量，如位置、速度、力或电流(电压)。由于用于控制穿梭机Tn的移动的物理量以已知的方式彼此相关，所确定和所存储的齿槽力F_C(x,y,z)可以简单地被转换为每个所需的物理量。例如，该力可以借助于已知的马达常数转换为电流。变化的力造成穿梭机速度的变化。例如，变化的速度可以被转换为变化的位置。

在图9的示例中，补偿单元21确定齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy的倒数作为补偿信号CS，并且补偿信号CS被叠加在力设定点SPF(速度控制器SC的输出)上。然后，后续电流控制器在其输入端处接收变化的力设定点，从而通电驱动线圈ASi，使得齿槽效应被补偿。然而，补偿信号CS(在正确的物理量中)也可以被叠加在控制器级联中的每个输入值或输出值上，如图9中虚线所示。

通常，控制是时间离散的。这意指移动控制器20在给定的时间步长内确定操纵变量MP，通常在毫秒至微秒的范围内。补偿信号CS然后也被确定并且以时间离散的方式被叠加到期望的信号上。

齿槽补偿单元21必须确保补偿信号CS对应于穿梭机Tn与定子2之间的实际相对位置，以便补偿正确的位置相关的齿槽力F_Cx、F_Cz、F_Cy。为此，补偿信号CS也可以从位置传感器PS接收实际位置，如图8或图9所示。在更简单的方法中，齿槽补偿单元21可以简单地获得设定点位置，该设定点位置与实际位置的差异仅在于控制误差(在图9中用虚线指示)。齿槽补偿单元21也可以从移动控制器20或控制单元10的其他组件获得实际位置。

如上所述，齿槽力F_Cx、F_Cy、F_Cz可以以附加的依赖性被存储，如定子间隙SG长度或与相邻穿梭机的距离。在这种情况下，补偿单元21也可以接收附加的数据，这允许补偿单元21确定这类附加的依赖性。补偿单元21可以例如接收相邻穿梭机Tn+1的位置或段间隙长度，或者允许补偿单元21确定这些量的数据。

图10示出了示例性实施例的本发明的效应。在图10中，假设线性马达1的轨道由三个定子段Sm形成，在两个相邻段之间具有定子段间隙SG。第一段(在图10中从左到右)是一个曲线段，它以一定的曲率开始，在该段的末端过渡到一个直线区段。下面的段与第一个段相反，即在段的末端处过渡到曲线区段的直线区段。第三段是45度曲线。对于这一示例，如上所述确定移动方向x上的齿槽力F_Cx(图10)。所确定的齿槽力F_Cx的倒数被用作补偿信号CS，并且被叠加到速度控制器SC的设定点值SPF上(如图9所示)。在图10顶部，控制误差CE被描绘为具有齿槽补偿(实线)和没有齿槽补偿(虚线)。可以看出，在所示的示例中，齿槽效应尤其存在于弯曲区段和定子段间隙SG中，而在直线区段中不太明显。齿槽力F_Cx的补偿造成所有区段中控制误差CE的减小。

发明人发现，本发明的齿槽力F_C(x,y,z)的补偿在线性马达1的运行期间可以需要更高的线圈电流。在曲线区段尤其如此。更高的驱动线圈电流造成更高的损耗、更高的分段温度以及可能推进力的限制(因为齿槽补偿需要更大的电流)。因此，限制齿槽补偿速度或者在穿梭机Tn的给定速度以上切断补偿可以是有利的。齿槽补偿的速度相关减少可以容易地线性完成，或者以任何其他合适的方式完成，随着速度的增加减少补偿信号CS。

当然，速度相关的补偿也可以以不同的方式进行。例如，可以存储与速度相关的齿槽力F_C(x,y,z)。

本发明的另外的优点是，施加补偿信号CS的点的灵活性允许补偿齿槽效应，即使当位置控制器PC和速度控制器SP被关闭时，如图9所示，因为电流控制器IC仍将接收补偿信号CS形式的输入。例如，这允许对穿梭机Tn移动进行手动示教。当穿梭机Tn沿着定子2手动地被移动时(在这种情况下，位置控制器PC和速度控制器SP将被关闭)，移动穿梭机Tn的人会感觉到齿槽力，这使得例如在定子2上的穿梭机Tn的某个位置进行示教更加困难。当在这类手动示教运行期间生成补偿信号CS时，驱动线圈Asi将被通电，但是仅用于补偿齿槽力F_C(x,y,z)。这不会妨碍手动示教，但是会使穿梭机Tn的移动更平稳，从而便于实现这一功能。

从上面可以明显看出，利用未通电的驱动线圈Asi来确定齿槽力F_C(x,y,z)的穿梭机Tn不一定是在线性马达1的运行期间补偿齿槽力F_C(x,y,z)的穿梭机Tn。在本发明的一个实施例中，齿槽力F_C(x,y,z)是为某一穿梭机Tn确定的，并且所确定的齿槽力F_C(x,y,z)仅用于在线性马达1的运行期间补偿同一穿梭机Tn的齿槽力F_C(x,y,z)。在另一个实施例中，对于某一穿梭机Tn确定齿槽力F_C(x,y,z)，并且在线性马达1的运行期间，所确定的齿槽力F_C(x,y,z)被用于补偿另一穿梭机Tn的齿槽力F_C(x,y,z)，并且可能还用于同一穿梭机Tn。在本发明的又一实施例中，齿槽力F_C(x,y,z)由若干个穿梭机Tn确定，并且所确定的齿槽力F_C(x,y,z)的平均值在线性马达1的运行期间被用于补偿穿梭机Tn的齿槽力F_C(x,y,z)。

Claims (15)

1.一种用于运行具有至少一个穿梭机(Tn)和定子(2)的线性马达(1)的方法，其中多个驱动线圈(ASi)被布置在所述定子(2)上，并且多个驱动磁体(4)被布置在所述至少一个穿梭机(Tn)上，或者多个驱动磁体(4)被布置在所述定子(2)上，并且多个驱动线圈(ASi)被布置在所述至少一个穿梭机(Tn)上，而在所述线性马达(1)的运行期间，在控制单元(10)的控制下，在所述至少一个穿梭机(Tn)的区域中的所述驱动线圈(ASi)被通电，以产生电磁场，所述电磁场与由所述多个驱动磁体(4)产生的驱动磁场相互作用，以便生成沿着所述定子(2)移动所述穿梭机(Tn)的推进力，其特征在于，至少在所述穿梭机(Tn)沿着所述定子(2)的一个移动方向(x、y)上的齿槽力(F_Cx、F_Cy)被确定为所述至少一个穿梭机(Tn)在所述至少一个移动方向(x、y)上相对于所述定子(2)的相对位置的函数，而所述穿梭机(Tn)的所述区域中的所述驱动线圈(ASi)未通电，所确定的齿槽力(F_Cx、F_Cy)被存储在所述控制单元(10)中，并且由所述控制单元(10)使用由未通电的驱动线圈(ASi)确定的在所述至少一个移动方向(x、y)上的所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)，以在所述线性马达(1)的运行期间，根据在所述线性马达(1)的运行期间补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)的穿梭机(Tn)与所述定子(2)之间的相对位置来补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，齿槽力(F_Cz)附加地在横向于沿着所述定子(2)的移动方向(x、y)的方向(z)上被确定，而在所述至少一个穿梭机(Tn)的所述区域中的所述驱动线圈(ASi)未通电，并且使用由未通电的驱动线圈(ASi)确定的横向方向(z)上的所述齿槽力(F_Cz)补偿在穿梭机(Tn)的横向方向(z)上的所述齿槽力(F_Cz)，在所述线性马达(1)的运行期间为所述穿梭机补偿所述齿槽力(F_Cz)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述至少一个移动方向(x、y)上的所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)和/或在所述横向方向(z)上的所述齿槽力(F_Cz)由未通电的驱动线圈(ASi)确定为所述至少一个穿梭机(Tn)到所述定子(2)上的另外的相邻穿梭机(Tn+1)的距离的函数，并且由所述控制单元(10)使用所确定的齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)，以在所述线性马达(1)的运行期间，进一步根据在所述线性马达(1)的运行期间补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的穿梭机(Tn)与所述定子(2)上的另外的相邻穿梭机(Tn+1)之间的所述距离补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动线圈(ASi)被布置在主齿(11)上，而两个相邻的主齿(11)在所述至少一个移动方向(x、y)上相隔齿距(τ_n)，并且至少针对在所述至少一个移动方向(x、y)上对应于所述齿距(τ_n)的长度确定所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)，或者所述驱动线圈(ASi)被布置在主齿(11)上，其中副齿(12)位于两个相邻的主齿(11)之间，而两个相邻的主齿(11)在所述至少一个移动方向(x、y)上相隔齿距(τ_n)，并且至少针对在所述至少一个移动方向(x、y)上对应于所述齿距(τ_n)一半的长度确定所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述定子(2)包括在所述至少一个穿梭机(Tn)沿着所述定子(2)的所述至少一个移动方向(x、y)上的段间隙(SG)，并且所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)被附加地确定并且被存储在所述控制单元(10)中，用于所述至少一个穿梭机(Tn)跨过所述段间隙(SG)的过渡，并且当补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的穿梭机(Tn)在所述线性马达(1)的运行期间移动跨过段间隙(SG)时，由所述控制单元(10)使用所确定的齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)，以补偿所述线性马达(1)的运行期间的所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)，所确定的齿槽力用于所述至少一个穿梭机(Tn)跨过所述段间隙(SG)的过渡。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)至少针对所述至少一个穿梭机(Tn)跨过所述段间隙(SG)的过渡的一半被确定，并且通过使用对称性针对所述过渡的另一半被确定。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，针对在所述至少一个移动方向(x、y)上的所述段间隙(SG)的不同长度(GL)确定所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)，所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)作为所述段间隙(SG)的所述长度(GL)的函数被存储在所述控制单元(10)中，并且当补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的穿梭机(Tn)跨过段间隙(SG)过渡时，由所述控制单元(10)使用所存储的齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)，以在所述线性马达(1)的运行期间，根据在所述线性马达(1)的运行期间的所述段间隙(SG)的实际段间隙长度(GL)补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述线性马达(1)的所述运行期间或开始时，所述至少一个穿梭机(Tn)被定位在所述段间隙(SG)之上，使得传感器间隙(SG)的两侧上的位置传感器(PS)检测所述至少一个穿梭机(Tn)的位置，并且所述实际段间隙长度(GL)由所述位置以及所述至少一个穿梭机(Tn)的已知几何形状确定，所述位置由两个所述位置传感器(PS)确定。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述线性马达(1)的运行期间或开始时，所述至少一个穿梭机(Tn)被定位在所述段间隙(SG)的第一侧上，并且所述至少一个穿梭机(Tn)的第一位置由第一位置传感器(PS)确定，并且所述至少一个穿梭机(Tn)被定位在所述段间隙(SG)的第二侧上，并且所述至少一个穿梭机(Tn)的第二位置由第二位置传感器(PS)确定，所述第一位置与所述第二位置之间的差是所述段间隙(SG)的实际长度(GL)的度量。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述线性马达(1)的所述运行期间或开始时，位于所述段间隙(SG)的第一侧上的第一驱动线圈(ASi)被用作发射线圈，并且位于所述段间隙(SG)的相对侧上的第二驱动线圈(ASi+1)被用作接收线圈，所述发射线圈由产生电磁场的给定线圈电压驱动，所述电磁场在所述接收线圈中感应电压，并且所述感应电压被测量并且以已知关系与所述段间隙(SG)的所述段间隙长度(GL)相关。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，齿槽补偿单元(21)使用所存储的齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)来确定补偿信号(CS)，所述补偿信号在所述线性马达(1)的运行期间在所述控制单元(10)中被使用，以影响用于对有源驱动线圈(ASi)通电的操纵变量(MP)，以便补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，移动控制器(20)根据补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的穿梭机(Tn)的移动的给定设定值(SP)计算所述操纵变量(MP)，并且所述齿槽补偿单元(21)将所述补偿信号(CS)叠加到所述操纵变量(MP)或所述设定值(SP)上。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述齿槽补偿单元(21)将所述补偿信号(CS)计算为所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的倒数，并且所述齿槽补偿单元(21)将所述补偿信号(CS)叠加到所述移动控制器(20)的力设定值(SPF)上。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，在所述线性马达(1)的运行期间，所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的所述补偿取决于补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy、F_Cz)的所述穿梭机的速度，而所述补偿随着速度的增加而减少。

15.一种具有至少一个穿梭机(Tn)和定子(2)的线性马达，多个驱动线圈(ASi)被布置在所述定子(2)上，并且多个驱动磁体(4)被布置在所述至少一个穿梭机(Tn)上，或者多个驱动磁体(4)被布置在所述定子(2)上，并且多个驱动线圈(ASi)被布置在所述至少一个穿梭机(Tn)上，而所述线性马达(1)的控制单元(10)被设置为被布置为在所述线性马达(1)的运行期间对所述至少一个穿梭机(Tn)的区域中的所述驱动线圈(ASi)通电，以产生电磁场，所述电磁场与由所述驱动磁体(4)产生的驱动磁场相互作用，以便生成沿着所述定子移动所述至少一个穿梭机(Tn)的推进力，其特征在于，存储单元(22)被设置在所述控制单元(10)中，所述存储单元存储所述至少一个穿梭机(Tn)沿着所述定子(2)的移动方向(x、y)上的齿槽力(F_Cx、F_Cy)，所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)被确定为所述至少一个穿梭机(Tn)在所述至少一个移动方向(x、y)上相对于所述定子(2)的相对位置的函数，而在所述至少一个穿梭机(Tn)的所述区域中的所述驱动线圈(ASi)未通电，并且所述控制单元(10)被布置为使用由未通电的驱动线圈(ASi)确定的在所述至少一个移动方向(x、y)上的所存储的所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)，以在所述线性马达(1)的运行期间，根据在所述线性马达(1)的运行期间补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)的穿梭机(Tn)与所述定子(2)之间的相对位置来补偿所述齿槽力(F_Cx、F_Cy)。