DE19500095A1

DE19500095A1 - Switched linear reluctance motor

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Publication number: DE19500095A1
Application number: DE19500095A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Loeffler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-04
Filing date: 1995-01-04
Publication date: 1996-07-11
Also published as: DE29502620U1

Abstract

The electromagnetic linear drive has the rotor made of a periodic comb-like structure with soft magnetic iron poles occupying half a pole pitch, whereas the stator has poles in pairs, with the same width and pitch as the rotor, but spaced from each other by slightly more than a rotor pole pair pitch. If there are 2n stator poles in a pole group, there are (2n+1) stator poles aligning with (2n+2) rotor poles, so that the spacing between pairs of stator poles is (2n+3)/(2n-1) times the pole width, or the ratio of rotor to stator pole pair pitch is 1-1/(2n). The stator windings are switched with diodes.

Description

Elektrische Antriebe für rotierende wie für geradlinige Bewegungen basieren in der Mehrzahl auf dem elektrodynamischen Prinzip, nach dem ein stromdurchflossener Leiter eine Kraftwirkung erfährt, wenn er in ein Magnetfeld gebracht wird (Lorentzkraft). Bei praktisch ausgeführten Motoren stellen Spulen den stromdurchflossenen Leiter dar und das erregende Magnetfeld kann durch Permanentmagnete oder Elektromagnete erzeugt werden. Abhängig von der Art der Felderzeugung und der mechanischen Ausführung ergeben sich die bekannten Motortypen vom permanentmagneterregten Gleichstrommotor bis zum Synchron- oder Schrittmotor.Electric drives for rotating and straight movements are based in the majority on the electrodynamic principle, according to the current-carrying conductor experiences a force effect when it is in a Magnetic field is brought (Lorentz force). With practically executed Motors are coils the current-carrying conductor and that Exciting magnetic field can be created by permanent magnets or electromagnets be generated. Depending on the type of field generation and the mechanical design, the known engine types result from permanent magnet DC motor up to synchronous or Stepper motor.

Das elektromagnetische Prinzip, nach dem ferromagnetisches Material in einem Magnetfeld Kraftwirkungen erfährt, wird in Aktuatoren, Relais, und Hubmagneten angewendet. Zur Erzeugung kontinuierlich rotierender oder geradliniger Bewegungen mit großen Bewegungsbereichen wird das elektromagnetische Prinzip jedoch bisher kaum eingesetzt, obwohl es wegen des einfacheren mechanischen Aufbaus und des Wegfalles eines magnetischen Kreises gegenüber dem elektrodynamischen Prinzip durchaus Vorteile besitzt, die die Nachteile der notwendigen elektronischen Kommutierung und der quadratischen Strom-Kraft-Kennlinie aufwiegen. Es lassen sich damit sowohl rotierende Motoren, als auch ein- oder zweiachsige Linearantriebe realisieren. Bekannt sind die sogenannten "switched reluctance motors".The electromagnetic principle, according to the ferromagnetic material in a magnetic field experiences force effects, is in actuators, relays, and Solenoids applied. To generate continuously rotating or rectilinear movements with large ranges of movement will So far, however, the electromagnetic principle has hardly been used, although it is because the simpler mechanical construction and the elimination of a magnetic Circle compared to the electrodynamic principle has the disadvantages of the necessary electronic commutation and the quadratic current-force characteristic curve. It can be thus both rotating motors as well as single or two-axis Realize linear drives. The so-called "switched" are known reluctance motors ".

Beim "switched reluctance motor" besitzen Stator und Läufer Polstrukturen konstanter, gleicher Breite. Die Abstände zwischen den Polen unterscheiden sich für Stator und Läufer um den Faktor 1/n. Dabei ist n die Anzahl gleichzeitig erregter Pole (Phasen). Diese Anordnung besitzt zwei Nachteile: Das Feld jeder Spule schließt sich erst über ein um 2n Pole entferntes Polpaar. Über den gesamten Abstand zwischen diesen beiden Polen muß der Weicheisenrückschluß im Stator und Läufer vom Feld der erregten Spule magnetisiert werden. Das zu magnetisierende Eisenvolumen und die damit verbundenen Verluste sind entsprechend groß. Eine weitere Vergrößerung des Eisenvolumens ist erforderlich, weil sich die Felder mehrerer erregter Pole in den Stegen zwischen je zwei Polen überlagern. Um Sättigungserscheinungen zu vermeiden, ist dort ein entsprechend größerer Eisenquerschnitt nötig. Diese Nachteile können durch die erfindungsgemäße Ausführung des Motors vermieden werden.In the "switched reluctance motor", the stator and rotor have pole structures constant, equal width. The distances between the poles differ for the stator and rotor by a factor of 1 / n. Here is n the number of simultaneously excited poles (phases). This arrangement has Two disadvantages: The field of each coil only closes by a 2n Pole removed pole pair. Over the entire distance between these two Poland must have the soft iron inference in the stator and rotor from the field of excited coil are magnetized. The volume of iron to be magnetized and the associated losses are correspondingly large. Another Increasing the iron volume is necessary because of the fields overlay several excited poles in the webs between two poles. To avoid signs of saturation, there is a corresponding larger iron cross section necessary. These disadvantages can be overcome by the Execution of the engine according to the invention can be avoided.

Die Erfindung betrifft einen Motor nach dem elektromagnetischen Prinzip, der keine Permanentmagnete benötigt, der die oben geschilderten Nachteile des "switched reluctance motors" vermeidet und der durch geeignete Kommutierung und Kennlinienlinearisierung eine sehr einfache Veränderung von Drehzahl bzw. Geschwindigkeit ermöglicht. Er kann deshalb ähnlich einem permanentmagneterregten Gleichstrommotor für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine hohe Dynamik erforderlich ist und Drehzahl bzw. Geschwindigkeit nur durch Verändern des Stromes auf einfache Weise gesteuert werden können. Dazu gehören als Beispiele Servoantriebe und Positionierantriebe, aber auch Torquemotoren als rotierende oder Linearmotoren als geradlinige Direktantriebe ohne mechanische Getriebe.The invention relates to a motor based on the electromagnetic principle, who does not need permanent magnets, has the disadvantages described above of the "switched reluctance motor" and by using suitable Commutation and characteristic linearization a very simple change speed or speed. It can therefore be similar a permanent magnet excited DC motor for applications where high dynamics are required and speed or Speed simply by changing the current in a simple way can be controlled. Examples include servo drives and Positioning drives, but also torque motors as rotating or Linear motors as straight-line direct drives without mechanical gears.

Das Prinzip des Motors basiert auf einem Elektromagneten mit konstanter Luftspaltbreite, aber veränderbarem Luftspaltquerschnitt. Die Kräfte im magnetischen Feld sind stets so gerichtet, daß im felderfüllten Raum ein Zustand minimalen magnetischen Widerstandes entsteht. Dies ist bei maximaler Überdeckung von Stator- und Läuferpolen der Fall. Führen in Fig. 1 die Spulen 1-1′, 2-2′ und 3-3′ Strom, so wird der Läufer nach rechts bewegt. Ein zyklisches Weiterschalten des Stromes bewirkt eine kontinuierliche Vorschubkraft. Die Laufrichtung kann durch die Schaltfolge der Wicklungen geändert werden, sie ist von der Stromrichtung unabhängig.The principle of the motor is based on an electromagnet with a constant air gap width but a variable air gap cross section. The forces in the magnetic field are always directed so that a state of minimal magnetic resistance occurs in the field-filled space. This is the case with maximum overlap of stator and rotor poles. Run the coils 1-1 ', 2-2 ' and 3-3 'in Fig. 1, the rotor is moved to the right. Cyclical switching of the current causes a continuous feed force. The direction of rotation can be changed by the switching sequence of the windings, it is independent of the current direction.

Die Kommutierung, also das zyklische Weiterschalten des Stromes zum nächsten Spulenpaar, kann nicht in konventioneller Weise durch Schleifbürsten ausgeführt werden. Die Richtung der Vorschubkraft hängt nicht von der Polarität des Stromes in der Erregerspule ab, da die Feldkräfte unabhängig von der Stromflußrichtung stets auf eine Verringerung des magnetischen Widerstandes zielen. Durch Umpolen des Stromes kann deshalb auch keine Umkehr der Bewegungsrichtung erreicht werden. Im Beispiel nach Fig. 1 wird bei erregten Wicklungen 1-1′, 2-2′, 3-3′ der Läufer nach rechts bewegt. Um eine kontinuierliche Vorschubkraft nach rechts zu erhalten, wird beim Erreichen völliger Überdeckung von Stator- und Läuferpolen 1-1′ der Strom nach 4-4′ weitergeschaltet (Fig. 1 zeigt diesen augenblicklichen Zustand), schließlich von 2-2′ nach 5-5′ usw.The commutation, i.e. the cyclical switching of the current to the next pair of coils, cannot be carried out in a conventional manner using grinding brushes. The direction of the feed force does not depend on the polarity of the current in the excitation coil, since the field forces always aim to reduce the magnetic resistance regardless of the direction of current flow. The polarity of the current cannot therefore be reversed. In the example of FIG. 1, the rotor is moved to the right when the windings are excited 1-1 ', 2-2 ', 3-3 '. In order to obtain a continuous feed force to the right, when the stator and rotor poles are completely covered 1-1 ', the current is switched to 4-4 ' ( Fig. 1 shows this current state), finally from 2-2 'to 5- 5 ′ etc.

Die Spulenfelder jedes Polpaares überlagern sich und schließen sich auf kürzestmöglichem Weg, wie in Fig. 1 am Beispiel des Polpaares 2-2′ gezeigt ist. Das von Spule 2 erzeugte Feld nimmt im Stator den Weg über den Steg zwischen den Polen 2 und 2′, passiert Statorpol 2′, Luftspalt und Läuferpol 2′ um über dem Steg zwischen 2′ und 2 im Läufer, Läuferpol 2, Luftspalt und Statorpol 2 den Rückschluß zu finden. Das Feld von Spule 2′ überlagert sich auf gleichem Weg.The coil fields of each pole pair overlap and close in the shortest possible way, as shown in Fig. 1 using the example of the pole pair 2-2 '. The field generated by coil 2 takes the path in the stator over the bridge between poles 2 and 2 ', passes stator pole 2 ', air gap and rotor pole 2 'to over the bridge between 2 ' and 2 in the rotor, rotor pole 2 , air gap and stator pole 2 to find the conclusion. The field of coil 2 'overlaps in the same way.

Will man bei der in Fig. 1 dargestellten Position eine Richtungsumkehr des Läufers erreichen, so müssen anstelle der dunkel markierten, die jeweils um 3 Polpaare versetzten Spulen erregt werden, also anstelle von 1 -1′ das Spulenpaar 4-4′, anstelle von 2-2′ 5-5′ usw. Dann entsteht unabhängig von der Stromrichtung eine nach links gerichtete Vorschubkraft. Für die Umkehr der Vorschubkraft aus einer gegebenen Läuferposition sind das Einschalten eines anderen Spulenpaares und die Umkehr der Schaltfolge der Wicklungen erforderlich. Dies läßt sich mit Schleifbürsten nicht erreichen, da diese in jeder Position eine richtungsunabhängig eindeutige Zuordnung zwischen Stromquelle und Wicklung herstellen, während beim erfindungsgemäßen Antrieb in jeder Läuferposition ein anderes Spulenpaar Strom führen muß, je nach gewünschter Laufrichtung.If you want to achieve a reversal of direction of the rotor in the position shown in Fig. 1, so instead of the darkly marked, each offset by 3 pole pairs coils must be excited, i.e. instead of 1 -1 'the coil pair 4-4 ', instead of 2 -2 ′ 5-5 ′ etc. Then, regardless of the direction of the current, there is a feed force directed to the left. In order to reverse the feed force from a given rotor position, it is necessary to switch on another pair of coils and to reverse the switching sequence of the windings. This cannot be achieved with abrasive brushes, since in each position they produce a unique association between the current source and the winding, whereas with the drive according to the invention, a different pair of coils must carry current in each rotor position, depending on the desired direction of rotation.

Bekannt von z. B. kollektorlosen permanenterregten Gleichstrommotoren ist die elektronische Kommutierung, bei der Positionssensoren, z. B. Hallgeneratoren, die Position von Läufer zu Stator detektieren und Halbleiterschalter, die fest mit den einzelnen Wicklungen verbunden sind, die Ströme schalten. Diese Methode, bei der die gewünschte Laufrichtung, die augenblickliche Läuferposition und die dafür erforderlichen stromführenden Wicklungen frei miteinander verknüpft werden können, ist für elektromagnetische Antriebe ebenfalls einsetzbar.Known from z. B. is brushless permanent magnet DC motors electronic commutation, with position sensors, e.g. B. Hall generators that detect the position from rotor to stator and Semiconductor switches, which are firmly connected to the individual windings, switch the currents. This method, in which the desired direction of travel, the current runner position and the necessary ones current-carrying windings can be freely linked together can also be used for electromagnetic drives.

Gegenüber der bei den sog. "switched reluctance motors" üblichen Kommutierung ergibt sich für die in Fig. 1 gezeichnete erfindungsgemäße Polanordnung jedoch eine Vereinfachung. Jeweils 2n = 6 Polpaare des Läufers bilden eine Gruppe, innerhalb der benachbarte Polpaare um 1/n gegeneinander verschoben sind. 3 Positionen voneinander entfernte Polpaare sind also um exakt eine Polbreite versetzt. Wie oben gezeigt wurde, muß zur Richtungsumkehr des Läufers innerhalb einer Gruppe anstelle des augenblicklich erregten Polpaares das um 3 Positionen versetzte Polpaar eingeschaltet werden. Es wurde bereits erläutert, daß die Bewegungsrichtung des Läufers nicht von der Stromrichtung abhängt. Man kann deshalb innerhalb einer Gruppe die um 3 Positionen versetzten Polpaare über Gleichrichter so mit der Stromquelle verbinden, daß ein positiver Strom nur durch das Polpaar a-a′ fließt, während ein negativer Strom nur durch (a+3) - (a+3)′ fließt. Auf diese Weise ist es wie bei einem permanentmagneterregten Gleichstrommotor möglich, die Laufrichtung durch Polaritätsumkehr des Stromes zu ändern. Damit läßt sich der erfindungsgemäße Motor wie ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor steuern.Compared to the commutation customary in the so-called "switched reluctance motors", however, there is a simplification for the pole arrangement according to the invention shown in FIG. 1. Each 2n = 6 pole pairs of the rotor form a group within which neighboring pole pairs are shifted by 1 / n against each other. 3 pole pairs spaced apart from each other are thus offset by exactly one pole width. As shown above, to change the direction of the rotor within a group, the pole pair shifted by 3 positions must be switched on instead of the currently excited pole pair. It has already been explained that the direction of movement of the rotor does not depend on the direction of the current. It is therefore possible to connect the pole pairs offset by 3 positions to the current source via rectifiers in such a way that a positive current only flows through the pole pair aa ′, while a negative current only through (a + 3) - (a + 3) ′ flows. In this way, as with a permanent magnet excited DC motor, it is possible to change the running direction by reversing the polarity of the current. The motor according to the invention can thus be controlled like an electronically commutated direct current motor.

Fig. 2 zeigt am Beispiel der Wicklungen 1-1′ und 4-4′ eine elektronische Schaltung zur Kommutierung nach dem erfindungsgemäßen Prinzip. 1 und 4 stellen die Reihenschaltungen der Wicklungen 1-1′ bzw. 4-4′ dar. Die Dioden 12, 13 sorgen dafür, daß jede Wicklung nur vom Strom in einer Richtung durchflossen werden kann. Mit dem Umpolen des Stromes wird automatisch auch zwischen den Wicklungen 1 und 4 umgeschaltet, was einer Umkehr der Laufrichtung des Motors entspricht. Der Widerstand 14 dient zur Strommessung, der Verstärker 11 stellt mit seiner Beschaltung den Stromregler dar. Der Verstärker 8 ist als Inverter geschaltet, der die Steuerspannung für den Motor U_st invertiert. Je nach augenblicklicher Stellung der Statorpole 1 und 4 zu den Läuferpolen ist einer der Schalter 9, 10 geschlossen. Die Steuerspannung U_st gelangt entweder direkt oder über den Inverter 8 zum Stromregler, wodurch die positionsabhängige Auswahl der zu erregenden Wicklung erfolgt. Gesteuert werden die Schalter von Positionssensoren am Stator. Das Steuersignal U_k wechselt zwischen zwei Zuständen jeweils dann, wenn die Pole von Stator und Läufer exakt einander gegenüber oder auf Lücke stehen. In Fig. 1 entspricht die für 1 und 4 gezeichnete Stellung diesem Kommutierungszeitpunkt. Fig. 2 shows the example of the windings 1-1 'and 4-4 ' an electronic circuit for commutation according to the principle of the invention. 1 and 4 represent the series connections of the windings 1-1 'and 4-4 '. The diodes 12 , 13 ensure that each winding can only flow through the current in one direction. With the polarity reversal of the current, there is also an automatic switch between windings 1 and 4 , which corresponds to a reversal of the running direction of the motor. The resistor 14 is used for current measurement, the amplifier 11 represents the current regulator with its wiring. The amplifier 8 is connected as an inverter, which inverts the control voltage for the motor U _st . Depending on the current position of the stator poles 1 and 4 relative to the rotor poles, one of the switches 9 , 10 is closed. The control voltage U _st reaches the current regulator either directly or via the inverter 8, as a result of which the position-dependent selection of the winding to be excited takes place. The switches are controlled by position sensors on the stator. The control signal U _k changes between two states when the poles of the stator and rotor are exactly opposite one another or at a gap. In Fig. 1, the position shown for 1 and 4 corresponds to this commutation time.

Der Vorteil dieser Kommutierungsart beruht auf dem Wegfall von Hochstromschaltern und der Möglichkeit, den zeitlichen Übergang des Stromes von einer zur anderen Wicklung zu beeinflussen und damit "weich" zu gestalten. So können induktive Spannungsspitzen unterdrückt und Störungen weitgehend vermieden werden.The advantage of this type of commutation is based on the elimination of High current switches and the ability to change the timing of the To influence current from one to the other winding and thus "soft" to design. So inductive voltage peaks can be suppressed and Disruptions are largely avoided.

Eine Alternative zur Gewinnung des Positionssignales, die sich mit Vorteil bei elektromagnetischen Antrieben einsetzen läßt, ist die Verwendung der veränderlichen Induktivität eines Polpaares während der Bewegung. Der Vorteil ist der Wegfall von Positionssensoren und deren genauer Justierung: Die relative Position zwischen Stator- und Läuferpolen kann aus der Induktivitätsänderung in dem einem Wicklungspaar zugeordneten magnetischen Kreis abgeleitet werden.An alternative to obtaining the position signal that deals with The advantage of using electromagnetic drives is that Using the variable inductance of a pole pair during the Move. The advantage is the elimination of position sensors and their exact adjustment: the relative position between stator and Rotor poling can result from the change in inductance in one winding pair associated magnetic circuit can be derived.

Die Induktivität beginnt mit einem Minimalwert, wenn die Pole einer Gruppe von Läufer und Stator auf Lücke stehen. Sie steigt linear bis zu einem Maximum an, das bei Überdeckung der Pole erreicht wird, um dann wieder linear auf den Minimalwert abzufallen. Geht man davon aus, daß der magnetische Widerstand des Eisenkreises klein gegen den magnetischen Widerstand des Luftspaltes ist, so ergibt sich für die Induktivität L im magnetischen Kreis eines Polpaares folgende Näherung:The inductance begins with a minimum value if the poles are one Group of runners and stator standing on gap. It rises linearly up to a maximum that is reached when the poles are covered, and then to decrease linearly again to the minimum value. If one assumes that the magnetic resistance of the iron circle small against the magnetic Resistance of the air gap is, so for the inductance L im magnetic circuit of a pole pair the following approximation:

Dabei sind w die Windungszahl, µo die Permeabilitätskonstante, a·b die Überdeckungsfläche von Stator- und Läuferpol, entsprechend dem Luftspaltquerschnitt und 1 Luftspaltlänge gleich dem Abstand zwischen den Polen.Here w is the number of turns, µo the permeability constant, a · b the Coverage area of the stator and rotor poles, corresponding to the Air gap cross section and 1 air gap length equal to the distance between the Poland.

Die Induktivität ändert sich proportional zu a, wenn a den vom Läuferpol überdeckten Anteil der Statorpolbreite darstellt. Alle übrigen die Induktivität beeinflussenden Größen der Formel können als konstant angenommen werden.The inductance changes proportionally to a if a is that of the rotor pole represents covered portion of the stator pole width. All the rest of them Inductance-influencing variables of the formula can be considered constant be accepted.

Der mit einem Wicklungspaar, z. B. 1-1′, verknüpfte magnetische Kreis stellt eine Reihenschaltung dar aus einem Widerstand R_m, der die Verluste repräsentiert und der Induktivität L. Fließt durch die Spule ein Wechselstrom I konstanter Amplitude und konstanter Frequenz f und mißt man die Spannung, die zur Aufrechterhaltung des konstanten Stromes notwendig ist, so erhält man ein Signal, das der Überdeckung der Stator- und Läuferpole a proportional ist: The with a pair of windings, e.g. B. 1-1 ', linked magnetic circuit represents a series circuit of a resistor R _m , which represents the losses and the inductance L. Flows through the coil, an alternating current I of constant amplitude and constant frequency f and one measures the voltage to Maintaining the constant current is necessary, a signal is obtained which is proportional to the overlap of the stator and rotor poles a:

Sorgt man durch die Wahl einer ausreichend hohen Frequenz f dafür, daß der induktive Anteil des Klammerausdruckes groß ist gegen R_L, so gilt für U:If, by choosing a sufficiently high frequency f, the inductive part of the bracketed expression is large against R _L , the following applies for U:

Zur Bestimmung des Kommutierungszeitpunktes können die Maxima bzw. Minima des dreieckförmigen Spannungsverlaufes verwendet werden. Die Extrema können jedoch abgeflacht sein, womit die Unsicherheit groß werden kann. Eine wesentliche Erhöhung der Genauigkeit bei der Bestimmung der Kommutierungsposition ermöglicht das folgende Verfahren. Fig. 3 zeigt den Induktivitätsverlauf für 3 aufeinanderfolgende Polpaare, z. B. 4-4′, 5-5′, 6-6′, sowie die Summe der Meßspannungen 5-5′ und 6-6′.The maxima or minima of the triangular voltage curve can be used to determine the commutation time. However, the extremes can be flattened, which can increase the uncertainty. The following procedure enables a significant increase in the accuracy when determining the commutation position. Fig. 3 shows the inductance curve for 3 successive pole pairs, z. B. 4-4 ', 5-5 ', 6-6 ', and the sum of the measuring voltages 5-5 ' and 6-6 '.

Addiert man die in den Kreisen 5-5′ und 6-6′ nach der oben beschriebenen Methode gewonnenen Meßspannungen und subtrahiert davon eine Gleichspannung, so erhält man den Wert Null für die Kommutierungsposition der Wicklungen 1-1′/4-4′. Eine einstellbare Gleichspannung ermöglicht eine kontinuierliche Verschiebung der Kommutierungsposition und damit eine Optimierung. Bei diesem Verfahren werden die für die Krafterzeugung jeweils inaktiven Wicklungspaare zur Positionsmessung verwendet.If one adds the measuring voltages obtained in circles 5-5 'and 6-6 ' according to the method described above and subtracts a DC voltage from them, one obtains the value zero for the commutation position of the windings 1-1 '/ 4-4 '. An adjustable DC voltage enables the commutation position to be continuously shifted and thus optimized. In this method, the winding pairs that are inactive for the generation of force are used for position measurement.

Die Vorschubkraft eines Reluktanzmotors gehorcht der BeziehungThe reluctance of a reluctance motor obeys the relationship

Die Motorkraft ist proportional dem Quadrat des Stromes I, Proportionalitätsfaktor ist ein Quotient aus Konstanten, die nur durch die Motorgeometrie bestimmt werden. Für eine gute Regelbarkeit ist ein linearer Zusammenhang zwischen Strom und Kraft erforderlich. Deshalb wird in den Leistungsverstärker (Fig. 2, Verstärker 11) ein Linearisierungsglied in Form eines Wurzelnetzwerks integriert.The motor force is proportional to the square of the current I, the proportionality factor is a quotient of constants that are only determined by the motor geometry. A linear relationship between current and force is required for good controllability. A linearization element in the form of a root network is therefore integrated in the power amplifier ( FIG. 2, amplifier 11 ).

Die Wurzelfunktion kann in bekannter Weise z. B. in Form eines Diodennetzwerkes realisiert werden, siehe dazu z. B. Tietze/Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", Kapitel "Funktionsnetzwerke".The root function can in a known manner, for. B. in the form of a Diode network can be realized, see z. B. Tietze / Schenk "Semiconductor circuit technology", chapter "Functional networks".

Claims

1.Electromagnetic drive for movements along a line, in one plane or rotating, which generates the feed force according to the principle of an electromagnet as an attractive force between two soft iron parts, which are called stator and rotor and are movable relative to one another, one of which excites coils and the other electrically is passive and both soft iron parts have periodic structures (pole pitches) and the poles are excited in such a sequence that there is a continuous force in the desired direction, characterized in that one of the relatively movable parts of the drive, z. B. the runner, has a periodic comb structure of soft iron poles and spaces of equal width, while the other part, for. B. the stator has poles divided into groups of two, the width and spacing of which corresponds to that of the constant rotor pitch, the groups of two have a constant, but 1 / n greater distance from each other, so that the relative positions of the stator to rotor poles after 2n Repeat pole groups, with n as the number of simultaneously active pole groups or phases.

2. Device according to claim 1, characterized by that for commutation by n pole groups in the direction of movement separate windings via diodes are connected that the arbitrary winding x only in one, the Winding (x + n) only in the opposite direction from the current can be flowed through, where n is the number active at the same time Represents pole groups or phases, so that to reverse the Direction of movement required switching of the excitation by (x + n) Poles only by reversing the polarity of the excitation current can be reached.

3. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by that the relative movement between the stator and rotor periodically changing inductance with single pole pairs linked magnetic circles measured and their course to Determination of the times for commutation is used.

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by that the coil current required to generate the feed force a test signal is superimposed, e.g. B. an AC voltage constant amplitude and frequency that is in line with the Excitation coil lying measuring resistor a signal component generated proportional to the inductance of the excitation coil.