DE2029462A1

DE2029462A1 - Linear machine with repulsion effect for single-phase alternating current

Info

Publication number: DE2029462A1
Application number: DE19702029462
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. 1000 Berlin. P Harz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1970-06-09
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1972-04-06
Also published as: DE2029462C3; DE2029462B2

Description

Liearmaschine mit Repulsionswirkung für einphasigen Wechselstrom Es sind Linearmotoren bekannt geworden, die mit einem Wanderfeld arbeiten, das durch einen Drehstrom in der Erstwicklung des Motors gebildet wird und in der kurzgeschlossenen Zweitwicklung, die auch aus einer fortlaufenden flachen Schiene aus Eisen oder einem anderen Metall bestehen kann, Strome erzeugt, die der Kräftebildung und damit der Bewegung von Ständer und Läufer des Motors gegeneinander dienen. 3iese Ausführungsiorm des Linearmotors entspricht im wesentlichen einem aufgeschnittenen und in die Ebene abgewickelten Drehstrommotor, die Erstwicklung ist wie bei diesem in Nuten untergebracht und muß über mindestens drei Zuleitungen gespeist werden. Man kann zwar einen solchen Motor auch an ein Einphasennetz anschließen, dann benötigt man aber wie bei einem Rinphaseninduktionsmotor zum Anfahren einen Kondensator oder eine Drosselspule, um ein phasenverschobenes Feld in einer Phase zu erzeugen.Liear machine with repulsion effect for single-phase alternating current Es linear motors have become known that work with a traveling field that is caused by a three-phase current is formed in the first winding of the motor and in the short-circuited Second winding, which also consists of a continuous flat rail made of iron or a other metal can exist, generates currents that generate forces and thus the Serve movement of the stator and rotor of the motor against each other. 3 this implementation of the linear motor corresponds essentially to a cut open and in the plane unwound three-phase motor, the first winding is housed in slots like this one and must be fed via at least three supply lines. One can indeed Also connect the motor to a single-phase network, but then you need it as with one Rin-phase induction motor for starting a capacitor or a choke coil, to create a phase shifted field in one phase.

Im Betrieb kann dann auf diese Anfahrhilfe verzichtet werden. Grundsätzlich arbeitet aber der Motor mit einem Wanderfeld, dessen Geschwindigkeit der Frequenz des zugeführten Stromes entspricht, und wenn die Geschwindigkeit des Motorläufers von dieser Geschwindigkeit abweicht, tritt in der Zweitwicklung Schlupfleistung auf, die nutzlos in /;ärme umgesetzt wird.This traction help can then be dispensed with during operation. Basically but the motor works with a traveling field, the speed of which depends on the frequency of the supplied current and if the speed of the motor rotor deviates from this speed, slip power occurs in the secondary winding on, which is uselessly converted into /; poor.

Die vorliegende Brfindung zeigt wie man diese Nachteile vPrrneidet; Zu diesem Zweck wird von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß in einer in einem einphasigen lechselfeld befindlichen kurzgeschlossenen Windung Ströme erzeugt werden, die bewirken, daß die Windung aus dem Bereich dieses Feldes herausbewegt wird. Ist die Windung z.B. drehbar, so stellt sie sich so ein, daß ihre Wicklungsachse zu der des Wechselfeldes senkrecht steht. Ein bekanntes Beispiel für diese Wirkung ist der Repulsionsmotor, bei dem der Läufer über einen Stromwender und Bürsten einachsig kurzgeschlossen lind die Läuferwicklungsachse durch die Bürsten in einem bestimmten, einstellbaren Winkel zur Ständerwicklungsachse festgehalten wird, wodurch dann die gewünschte Drehmomentbildung eintritt. Wegen der schwierigen Stromwendung konnten diese Maschinen nicht für größere Leistungen ausgeführt werden. Neuerdings ist der Repulsionsmotor in der Weise verwirklicht worden, daß man die Läuferwicklung einphasig dauernd kurzschließt und die Ständerwicklungsachse elektronisch weiterschaltet.The present invention shows how to avoid these disadvantages; For this purpose use is made of the known fact that in an in A short-circuited winding located in a single-phase alternating field generates currents which cause the winding to move out of the range of this field will. If the winding is rotatable, for example, it adjusts itself so that its winding axis to that of the alternating field is perpendicular. A well-known example of this effect is the repulsion motor in which the rotor is uniaxial via a commutator and brushes short-circuited and the rotor winding axis through the brushes in a certain, adjustable angle to the stator winding axis is held, which then the desired torque generation occurs. Because of the difficult reversal of the current these machines are not designed for greater performance. Lately it is Repulsion motor has been realized in such a way that the rotor winding is single-phase short-circuits continuously and electronically advances the stator winding axis.

Kann sich die obengenannte kurzgeschlossene Windung, die auch eine flache Metallplatte sein kann, nur senkrecht zur Achse des l!echselfeldes bewegen, so wird eine Kraft in dieser Richtung auf sie ausgeübt, die sie dem Einfluß des Wechselfeldes zu entziehen versucht.Can the above short-circuited turn, which is also a can be flat metal plate, only move perpendicular to the axis of the smiley field, in this way a force is exerted on them in this direction, which makes them subject to the influence of the Tried to withdraw alternating field.

Diese Repulsionswirkung wird nun erfindungsgemäß dazu benutzt, einen einphasigen Linearmotor geradlinig in beiden Richtungen zu betreiben.This repulsion effect is now used according to the invention to a single-phase linear motor to operate in a straight line in both directions.

Bei einer Ilinearmaschine mit Repulsionswirkung für einphasigen Wechselstrom wird gemäß der Erfindung von einer mit konstanter Frequenz gespeisten Erstwicklung in einem, wie bei einem Umspanner, jedoch mit Luftspalt ausgeführten, ortsfesten bzw.In the case of an ilinear machine with repulsion effect for single-phase alternating current is, according to the invention, from a primary winding fed at a constant frequency in a stationary, like a transformer, but with an air gap respectively.

beweglichen Blechpaket ein Wechselfluß erzeugt, wobei der Querschnitt des Blechpaketes am Luftspalt als Polfläche gilt, unter der sich die bewegliche bzw. ortsfeste Zweitwicklung vorbeibewegt, die in Form von flachen Metallplatten (Wicklungsplatten), vorzugsweise mit rechteckigem Querschnitt von der Größe der Polfläche ausgeführt sind und in Abstand von etwa einer Polteilung um von einander isoliert aufeinander folgen, und die Erstwicklung führt nur Strom, solange die Wicklungeplatten bei ihrer Bewegung unter der Polfläche hindurch diese bei generatorischem Arbeiten abschirmen, ist während der übrigen Zeit dagegen stromlos.movable laminated core generates an alternating flow, the cross-section of the laminated core at the air gap is considered to be the pole face under which the movable or stationary secondary winding moved past in the form of flat metal plates (Winding plates), preferably with a rectangular cross-section the size of the Pole face are executed and at a distance of about one pole pitch from each other follow one another in isolation, and the first winding only carries current as long as the winding plates when they move under the pole face this when working as a generator shield, is on the other hand currentless during the rest of the time.

Es wird also als Erstwicklung eine einphasig gespeiste Spulenwicklung verwendet, in deren Wechselfeld senkrecht zu dessen Achse und geradlinig eine rechteckigeMeta llplatte als Zweitwicklung ein- und austreten kann. Beim Eintreten der Zweitwicklung in den Bereich des Wechselfeldes, den man als Polfläche bezeichnen kann, wird auf die Zweitwicklung eine der gewollten Bewegungsrichtung entgegengesetzte Kraft ausgeübt. Dies dauert unter ständiger Zunahme des Stromes in Erst- und Zweitwicklung solange, bis die Zweitwicklung die ganze Polfläche bedeckt. dies entspricht beim Repuisionsmotor der sogenannten Eurzschlußstellung, -in der das ;,rehmoment trotz hoher Stromaufnahme Null ist.So the first winding is a single-phase fed coil winding used, in their alternating field perpendicular to its axis and in a straight line a rectangular meta llplatte can enter and exit as a secondary winding. When the second winding occurs in the area of the alternating field, which can be called the pole face, is on the second winding exerts a force opposite to the intended direction of movement. With a constant increase in the current in the first and second winding, this lasts as long as until the secondary winding covers the entire pole face. this corresponds to the Repuisionsmotor the so-called Eurzschlussstellung, -in which the;, torque despite high power consumption Is zero.

Sobald aber die Zweitwicklung aus der Kurzschlußstellung in der gewünschten Richtung weiterwandert, gibt sie auf ihrer Rückseite ein Stück der Polfläche frei, so daß der Wechselfluß durch diese Teilfläche hindurchtreten kann. Der übrige Teil der Polfläche wird durch den in der Zweitwicklung induzierten Strom abgeschirmt, so daß nur der für die Spannungsabfälle des Zweitstromes erforderliche Fluß die Zweitwicklung durchsetzt. Die. hohe Induktion in der freigewordenen Polfläche und der entsprechende Strom in der Zweitwicklung ergeben eine Kraft, die die Zweitwicklung nunmehr in der gewünschten Richtung vorwärts treibt, bis sie bei abnehmender Treibkraft die ganze Polfläche freigegeben hat, was der sogenannten Leerlaufstellung entspricht. Der Fluß kann sich jetzt ungehindert über die ganze Polfläche ausdehnen.But as soon as the secondary winding from the short-circuit position in the desired Moves further in the direction, it releases a piece of the pole face on its rear side, so that the alternating flux can pass through this partial area. The remaining part the pole face is shielded by the current induced in the secondary winding, so that only the flow required for the voltage drops of the second current is the Second winding interspersed. The. high induction in the exposed pole face and the corresponding current in the secondary winding results in a force that the secondary winding now drives forward in the desired direction until it decreases with decreasing driving force has released the entire pole face, which corresponds to the so-called idle position. The river can now expand unhindered over the entire pole face.

Die Zweitwicklung durchläuft demnach zwei Lcerlaufstellungen, die erste, wenn ihre Vorderseite die Polfläche erreicht und die zweite, wenn inre Rückseite die Polfläche verläßt. Man braucht nun nur dafür zu sorgen, daß die Erstwicklung vom Netz abgeschaltet wird, wenn die Zweitwicklung die erste Leerlaufstellung erreicht und erst wieder zugeschaltet wird, wenn sie die Kurzschlußstellung mehr oder weniger lang verlassen hat. Dies bereitet aber keine Schwierigkeiten, wenn die Erstwicklung elektronisch zu- und abgeschaltet wird. Es ergibt sich dabei der Vorteil, daß die im Luftspalt jeweils gespeicherte magnetische Energie stets wieder an das Netz zurückgeliefert wird und in der Zweitwicklung außer der Stromwärme keine weiteren Verluste auftreten, weil keine Schlupfleistung vorhanden ist. Man kann daher bei allen Geschwindigkeiten mit gleicher Prequenz und auch mit gleichbleibender Spannung arbeiten, wobei die entwickelte Schubkraft davon abhängt,.bei welcher Polflächenbedeckung die Erstwicklung zu- und abgeschaltet wird. Man kann natürlich die elektronische Steuerung stets bei der gleichen Polflächenbedeckung freigeben und mit Spannungssteuerung, z.B. mittels Stufenumspanner-, arbeiten.The secondary winding therefore goes through two Lceraufstellierungen, the first when its front side reaches the pole face and the second when its rear side leaves the pole face. You only need to ensure that the initial development is disconnected from the mains when the secondary winding reaches the first idle position and is only switched on again when the short-circuit position is more or less long left. But this does not cause any problems when the initial development is switched on and off electronically. It results the The advantage is that the magnetic energy stored in the air gap is always restored is returned to the network and in the secondary winding none other than the electricity further losses occur because there is no slip power. One can therefore at all speeds with the same frequency and also with the same frequency Tension work, whereby the developed thrust depends on the pole face coverage at which the primary winding is switched on and off. You can of course use the electronic one Always enable control with the same pole face coverage and with voltage control, e.g. by means of a step transformer.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert: Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht und Fig. 2 in Seitenansicht senkrecht zur Bewegungsrichtung das Blechpaket 1 eines Umspanner mit einem Luftspalt in der Mitte des rechten Schenkels.In the following, the invention is illustrated with reference to that shown in FIGS. 1 to 6 Exemplary embodiments explained in more detail: Fig. 1 shows a perspective view and 2 shows the laminated core 1 of a transformer in a side view perpendicular to the direction of movement with an air gap in the middle of the right thigh.

Zu beiden Seiten des Luftspaltes ist die unterteilte Erstwieklung 2, 3 angeordnet, die über die Thyristoren 4, 5 an ein Einphasennetz angeschlossen ist. Die Zweitwicklung wird durch eine Anzahl, im Beispiel durch drei, rechteckige flache Metallplatten ('iicklungsplatten) 6,7,8, z.B. aus Eisen oder I(upfer gebilde, deren Fläche etwa der Polfläche des Blechpaketes entspricht und die in der Bewegungsrichtung einen gegenseitigen festen Abstand etwa von der Länge der Polfläche haben. Je nach dem jeweiligen Verwendungszweck sind die Teile der Zweitwicklung 6,7,8 ortsfest angeordnet und das Blechpaket 1 mit der Erstwicklung 2,3 bewegt sich oder umgekehrt.On both sides of the air gap is the subdivided first weight 2, 3 arranged, which are connected to a single-phase network via the thyristors 4, 5 is. The second winding is made rectangular by a number, in the example by three flat metal plates (wrapping plates) 6,7,8, e.g. made of iron or copper whose area corresponds approximately to the pole area of the laminated core and that in the direction of movement have a mutual fixed distance approximately equal to the length of the pole face. Depending on The parts of the secondary winding 6, 7, 8 are stationary for the respective purpose arranged and the laminated core 1 moves with the first winding 2, 3 or vice versa.

Das Blechpaket 1 mit der Erstwicklung 2,3 sei im dargestellten Ausführungsbeispiel ortsfest und die Zweitwicklung 6,7,8 beweg--lich und die Wicklungsplatte 7 habe eine Stellung zur Polfläche des Blechpaketes wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wo 2/3 der Blechpaket-Polfläche im linken Bereich durch die Wicklungsplatte 7 abgeschirmt und nur 1/3 im rechten Bereich frei sind. Für den durch Kreuze und Punkte angedeuteten Durchflutungsaugenblick kann sich der Hauptfluß in der durch Pfeile angedeuteten Richtung nur über die rechte, nicht abgeschirmte Polfläche schließen, während die Wicklungsplatte 7 nur von einem leinen Pluß durchsetzt wird, der die durch Kreuz und Punkt angedeutete Gegendurchflutung hervorruft.The laminated core 1 with the first winding 2, 3 is in the illustrated embodiment stationary and the second winding 6, 7, 8 movable and the winding plate 7 a position to the pole face of the laminated core as shown in Fig. 2, where 2/3 of the Laminated core pole face in the left area through the winding plate 7 shielded and only 1/3 free in the right area. For that by crosses and Points indicated flow instant can be the main flow in the through Arrows indicated direction only close over the right, unshielded pole face, while the winding plate 7 is penetrated only by a linen plus that the causes counterflow indicated by the cross and dot.

Bei der angegebenen Richtung von Strom und Feld wird auf die gricklungsplatte 7 eine Kraft ausgeübt, die sie in der durch den Pfeil angegebenen Richtung nach links treibt.In the indicated direction of the current and field it is on the grinder plate 7 exerted a force which it directed in the direction indicated by the arrow drifts left.

Hat die Rückseite der Wicklungsplatte 7 die linke Seite der Polfläche erreicht (Fig. 3), so ist die Vorderseite der Wicklungsplatte 8 an der rechten Seite der Polfläche von 1 angekommen und die beiden Thyristoren 4 und 5 werden solange gesperrt, bis die Wicklungsplatte 8 die Lage der Wickiungsplatte 7 in Fig. 2 eingenommen hat bzw. davor oder dahinter je nach der gewünschten Anttiebskraft, die man erreichen will. Bezeichnet man in Sig. 2 die Polbreite mit b und hat die Rückseite der Wicklungsplatte 7 einen abstand x von der rechten Längsseite der-Polfläche, so ist die Erstwicklung über den Weg b - x eingeschaltet und über den Weg b + x ausgeschaltet. Je kleiner demnach x ist, desto länger ist die Wicklung ein- und desto kürzer bleibt sie ausgeschaltet.Has the back of the winding plate 7 the left side of the pole face reached (Fig. 3), the front of the winding plate 8 is on the right side the pole face of 1 arrived and the two thyristors 4 and 5 are as long as locked until the winding plate 8 has taken the position of the winding plate 7 in FIG has or before or after depending on the desired driving force that you achieve want. In Sig. 2, the pole width is denoted by b and the reverse side of the winding plate is used 7 a distance x from the right long side of the pole face, so is the first winding switched on via path b - x and switched off via path b + x. The smaller therefore x is, the longer the winding is on and the shorter it remains off.

Die Polbreite b entspricht beim umlaufenden Repulsionsmotor einem Winkel von 1800 und der Höchstwert des Drehmomentes tritt etwa bei einem Winkel von 1500 auf. Demgemäß würde beim Linear-Repulsionsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung die Erstwicklung über etwa 83 % der Polteilung ein- und über etwa 117 ffi ausgeschaltet sein.The pole width b corresponds to a rotating repulsion motor Angle of 1800 and the maximum value of the torque occurs approximately at an angle from 1500 to. Accordingly, in the linear repulsion motor according to the present invention Invention the first winding over about 83% of the pole pitch and over about 117 ffi must be turned off.

Um nun den Ausfall an Antriebskraft während der Ausschaltzeit der Erstwicklung zu vermeiden, kann man ein zweites Blechpaket vorsehen, bei dem die Lage der bei ihm durchlaufenden Wicklungsplatte um eine ganze Polteilung oder um ein Mehrfaches daran räumlich versetzt ist. So zeigt Fig. 3 ein zweites Blechpaket 9, das um drei Polteilungen = 5400 gegenüber dem Blechpaket 1 verse-tzt ist und dessen Polfläche durch die Wicklungsplatte 6 voll abgeschirmt ist, während sich unter der Polfläche des Blechpaketes 1 keine Wicklungsplatte befindet, so daß sich hier der Fluß ungehindert ausbilden kann. Während der Zeit, in der in der Wicklungsplatte 6 von der Wicklung des Blechpaketes 9 etwa vom Winkel 1500 an Ströme erzeugt werden, die die Wicklungsplatte von links nach rechts bewegen, kann sich die Wicklungsplatte 8 unter die Polfläche des Blechpaketes 1 schieben, dessen Wicklung abgeschaltet st, so daß diese Wicklung schon kurze Zeit,nachdem die Wicklungsplatte 6 in die feldfreie Zone gekommen ist, eingeschaltet werden, etwa beim Winkel 180° der Polteilung des Blechpaketes 1, so daß nunmehr von diesem und der Wicklungsplatte 8 die Antriebskräfte für den Zweitteil geliefert werden. Über eine kurze Zeit 300 = 1800 - 100 bei der Polteilung des Blechpaketes 1 sind die Wicklungen beider Blechpakete 1 und 9 ausgeschaltet, so daß während dieser Zeit keine Kräfte auf den Zweitteil ausgeübt werden.In order to avoid the loss of drive power during the switch-off time of the To avoid first winding, a second laminated core can be provided in which the Position of the winding plate passing through it by a whole pole pitch or around a multiple of it spatially is offset. 3 shows a second laminated core 9, which is three pole pitches = 5400 compared to laminated core 1 is offset and its pole face is fully shielded by the winding plate 6 is, while there is no winding plate under the pole face of the laminated core 1, so that the river can develop unhindered here. During the time in of the winding plate 6 from the winding of the laminated core 9 approximately from the angle 1500 Currents can be generated that move the winding plate from left to right the winding plate 8 slide under the pole face of the laminated core 1, whose Winding switched off st, so that this winding a short time after the winding plate 6 has come into the field-free zone, be switched on, approximately at an angle of 180 ° the pole pitch of the laminated core 1, so that now from this and the winding plate 8 the driving forces for the second part are supplied. Over a short period of time 300 = 1800 - 100 with the pole pitch of the laminated core 1 are the windings of both laminated cores 1 and 9 switched off, so that no forces on the second part during this time be exercised.

Man kann dies vermeiden, wenn man mehrere, räumlich gegeneinander.You can avoid this if you have several, spatially against each other.

versetzte Blechpakete vorsieht, wie dies in Fig. 4 mit drei Blechpaketen 1,9,10 gezeigt ist. Hier sind über eine doppelte Polpaarteilung = 7200 drei Blechpakete 1,9,10 mit ihren Erstwicklungen und einem gegenseitigen Abstand von 600 verteilt, und man erreicht auf diese Weise, daß stegs mindestens ein Blechpaket wirksam ist.provides offset laminated cores, as shown in FIG. 4 with three laminated cores 1,9,10 is shown. Here there are three sheet metal stacks over a double pole pair division = 7200 1,9,10 distributed with their first windings and a mutual distance of 600, and in this way one achieves that web at least one laminated core is effective.

Das Blechpaket 9'soll nur andeuten, daß sich das tatsächlich vorhandene Blechpaket 9 in der gleichen Stellung gegenüber einer Wicklunosplatte des Zweittei].es befindet imd die Aufgabe der nicht benötigten Blechpaketes 91 übernimmt.The laminated core 9 'is only intended to indicate that the actually present Laminated core 9 in the same position opposite a winding plate of the second part] .es is located imd takes over the task of the laminated core 91 which is not required.

In dem in den Piguren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt sich der Zweitteil von rechts nach links, wenn die Erstwicklungen der Blechpakete 1,9,10 in einer Stellung der Wicklungsplatten eingesenaltet werden, in der sich die linken Seiten der Wicklungsplatten jeweils etwa beim Winkel 1500 oder weniger der zugehörigen Polteilung der Blechpakete befinden, Die Wicklungen werden ausgeschaltet, wenn die linken Seiten den Winkel00 erreicht haben oder auch schon vorher.Moved in the embodiment shown in Figures 3 and 4 the second part turns from right to left when the first windings the Laminated cores 1, 9, 10 are sunk in one position of the winding plates, in which the left sides of the winding plates are each approximately at an angle of 1500 or less of the associated pole pitch of the laminated cores, the windings are switched off when the left sides have reached the angle 00 or also already before.

Der Verlauf der Kraft über dem Polwinkel beim Anfahren ist in Fig. 5 angedeutet, er entspricht etwa dem Verlauf des Drehmomentes beim Repuisionsmotor über dem Bürstenwinkel. Man kann auch hier das Mehrfache des Nennwertes erreichen. Zur Umkehr der Bewegunggrichtung werden die Wicklungen eingeschaltet, wenn die rechten Seiten der Wicklungsplatten etwa den Winkel 300 erreicht haben und beim Winkel 1800 abgeschaltet.The course of the force over the pole angle when starting is shown in Fig. 5 indicated, it corresponds approximately to the curve of the torque in the Repuisionsmotor above the brush angle. Here, too, a multiple of the nominal value can be achieved. To reverse the direction of movement, the windings are switched on when the right Sides of the winding plates have reached approximately the angle 300 and at angle 1800 switched off.

Man kann auch die Erstwicklungen, wie im Beispiel von Fig. 4, gleichmäßig an ein Drehstromnetz anschließen, die Wirkungsweise der Maschine bleibt hierbei trotzdem die eines einphasigen Repulsions-Linearmotors, die drei Phasen des Drehstromnetzes werden lediglich seitlich nacheinander-einphasig belastet.You can also make the first windings, as in the example of FIG. 4, evenly Connect to a three-phase network, the machine's mode of operation remains the same nevertheless that of a single-phase repulsion linear motor, the three phases of the three-phase network are only loaded laterally one after the other in one phase.

Der einfache Aufbau und der geringe Aufwand, namentlich bei der benötigten Elektronik läßt vielerlei Anwendungen dieser Maschinenart zu. Man kann sie z.B. für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge verwenden, weil im Gegensatz zu bekannten Linearmotoren nur eine Oberleitung benötigt wird. Man wird in diesem Fall die licklungsDlatten des Zweitteiles ortsfest anordnen und den Erstteil auf dem Fahrzeug unterbringen. Die einfache Anordnung der Erstwicklungen läßt. ihre Ausführung als Hochspannungswicklung zu. Man kann die Maschine wie normale Repulsionsmotoren mit konstanter Spannung (bei konstanter Frequenz) betreiben, doch ist auch eine Änderung der Spannung über einen Umspanner möglich. Man erhält dann kleinere Blindleistung beim Anfahren. Auch Umschalten von Wicklungsteilen ist möglich0 Man kann die Maschine auch für Förderanlagen aller Art verwenden, wobei die ,Blechpakete ortsfest sein können und der Zweitteil in Form einer Flachkette ausgeführt sein kann. Es ist dann nur darauf zu achten, daß die mechanischen Verbindungen mit. den Wicklungsplatten keine Kurzschlußwindungen bilden, weil sonst der Wechselfluß in jeder Stellung des Zweitteiles gegenüber dem Erstteil kurzgeschlossen wäre und die llirkung als Repulsionsmaschine nicht zustande käme. Auch generatorisches Arbeiten ist möglich, wenn man die Steuerung für eine bestimmte 3ewegungsriclltung, z.B. nach rechts, beibehält, dieLastkraft aber größer als die Motorkraft werden läßt, so daß der Zweitteil nach links durchgezogen wird. Zum Bremsen bei gleichbleibender Bewegungsrichtung wird die Steuerung auf die entgegengesetzte Richtung gestellt.The simple structure and the low effort, especially when it comes to the required Electronics allow many applications of this type of machine. You can e.g. use for vehicles, especially rail vehicles, because in contrast to known ones Linear motors only one overhead line is required. In this case one becomes the lapping battens of the second part in a fixed position and place the first part on the vehicle. The simple arrangement of the first windings leaves. their execution as high-voltage winding to. The machine can be operated like normal repulsion motors with constant voltage operate (at constant frequency), but there is also a change in voltage about a transformer possible. You then get smaller reactive power when starting up. Even Switching parts of the winding is possible 0 You can do the machine can also be used for conveyor systems of all kinds, with the sheet metal stacks being stationary can and the second part can be designed in the form of a flat chain. It is then just make sure that the mechanical connections with. the winding plates do not form short-circuit turns, because otherwise the alternating flow in every position of the The second part would be short-circuited compared to the first part and the effect as a repulsion machine would not come about. Generator work is also possible if the control is used for a certain direction of movement, e.g. to the right, maintains the load force but can be greater than the engine power, so that the second part pulled through to the left will. To brake while the direction of movement remains the same, the controller opens put the opposite direction.

Die Steuerung der Thyristoren wird zweckmäßig von der Stellung der Wicklungsplatten zum Blechpaket abhängig gemacht, z.3. durch Lichtschranken, die von den vorbeilaufenden Wicklungsplatten unterbrochen werden, oder durch Schwingkreise, die von den Platten verstimmt werden. Durch Verschiebung dieser Signalgeber gegenüber dem Blechpaket kann der Polteilungswinkel bestimmt werden, bei dem die Thyristoren gezündet und gesperrt werden.The control of the thyristors is expedient from the position of the Winding plates made dependent on the laminated core, e.g. 3. through light barriers that interrupted by the passing winding plates, or by resonant circuits, which are detuned by the records. By shifting this signal transmitter opposite the stack of laminations can be used to determine the pole pitch angle at which the thyristors be ignited and blocked.

Eine weitere Anwendungsgemöglichkeit des Erfindungsgedankens bestelit bei Webstühlen für die Hin- und Herbewegung des Schützen, der die Spule des Schußfadens trägt, oder an dessen Stelle eines Greifers, der den Schußfaden von einer außerhalb der 1rebebahn befindlichen Spule abzieht. Um Schützen und Greifer in ihrer für den Webevorgang zweckmäßigsten Form zu lassen, werden die Beschleunigungs- und Bremskräfte auf sie zweckmäßig mit Hilfe einer besonderen Vorrielitung übertragen, die auch den Zweitteil des Linearmotors darstellt.Another possible application of the concept of the invention is bestelit in looms for the reciprocating movement of the shuttle who holds the bobbin of weft thread carries, or in its place of a looper, which the weft thread from an outside pulls off the coil located in the 1rebebahn. To shooters and grabs in their for the To let the weaving process take the most expedient form, the acceleration and braking forces appropriately transferred to them with the help of a special supply line, which too represents the second part of the linear motor.

Fig. 6 zeigt schematisch dargestellt eine solche Anordnung für die Hin- und Herbewegung eines Webstuhl-Schützen. Der Schützen 11 wird senkrecht zur Bildebene hin- und herbewegt. Er wird für das Beschleunigen bzw. Verzögern von einer Vorrichtung 12 aufgenommen, die zweckmäßig aus Leichtmetall besteht und an beiden Seiten flache Flügel 13, 14 hat, die die Aufgabe der obengenannten Wicklungsplatten übernehmen. Sie ragen in den Luft spalt je eines Blechpaketes 15, 16 mit zugehörigen Erstwicklungen 17, 18 und 19, 20, deren Polflächen sie bei Beginn der Beschleunigung mit einem Polteilungswinkel von etwa 1500 sie etwa zu 83 °> bedecken. Beim Einschalten der Erstwicklungen (über Thyristoren) wird die Vorrichtung 12 mit dem Stützen 11 beispielsweise aus der Bildebene herausgeschleudert. Durch ein zweites Paar von Wicklungsplatten im kbstand von einer Polteilung entgegen der Bewegungsrichtung kann die -Vorrichtung durch Wiedereinschaltung der Erstwicklungen nach einer Pause von etwa einer Polteilung erneut beschleunigt werden.Fig. 6 shows schematically such an arrangement for the Reciprocation of a loom shuttle. The shooter 11 will perpendicular moved back and forth to the image plane. It is used to accelerate or decelerate a device 12 added, which is expediently made of light metal and on has flat wings 13, 14 on both sides, which perform the task of the above-mentioned winding plates take over. They protrude into the air gap each of a laminated core 15, 16 with associated First windings 17, 18 and 19, 20, the pole faces of which they are at the start of acceleration with a pole pitch angle of about 1500 they cover about 83 °>. When switching of the first windings (via thyristors) the device 12 with the supports 11 for example thrown out of the picture plane. By a second pair of Winding plates at a distance of one pole pitch against the direction of movement the device can be switched on again after a pause be accelerated again by about one pole pitch.

Statt dessen kann die Vorrichtung 12 auch nur mit einem Paar von Wicklungsplatten ausgeführt und durch ein zweites, in entsprechendem Abstand angeordnetes Paar von Blechpaketen, ähnlich wie im Beispiel nach Fig. 3 erneut beschleunigt werden. Am anderen Ende der Webebahn wird der Schützen durch eine gleiche Vorrichtung wie 12 aufgefangen und in den Blechpaketen abgebremst, um dann in entgegengesetzter Richtung wieder beschleunigt zu werden. Die Vorrichtung muß in der jeweils erreichten Endlage nach Beendigung des Beschleunigungsvorganges festgehalten werden damit sie für den kommenden Bremsvorgang bereitsteht. Auch hier macht sich der Vorteil bemerkbar, daß im Zweitteil nur die für die Aufrechterhaltung des Stromes benötigten Verluste und keine Schlupfleistung auftreten, wie das bei Wanderfeldmotoren beim Abweichen vom Synchronismus der Fall ist.Instead, the device 12 can use just a pair of winding plates executed and by a second, spaced apart pair of Laminated stacks, similar to the example shown in FIG. 3, are accelerated again. At the at the other end of the web is the shuttle by a device similar to 12 caught and braked in the laminated core, then in the opposite direction to be accelerated again. The device must be in the end position reached after the end of the acceleration process are held so that they are for the coming braking process is ready. Here, too, the advantage is noticeable, that in the second part only the losses required to maintain the current and no slip power occurs, as is the case with traveling-field motors when deviating from synchronism is the case.

In ähnlicher Weise können auch and-ere Arbeitsmaschinen mit gradliniger Bewegung, z.B. Hobelmaschinen, angetrieben werden.In a similar way, other work machines can also use straight-line Movement, e.g. planing machines, are driven.

Entsprechend der Einschaltdauer von etwa 42 % innerhalb einer Periode - zwei Polteilungen, geht die Ausnützung der Maschine auf etwa 65 % zurück, d.h. sie muß für die gleiche Leistung wie eine Maschine für 100 % Einschaltdauer um etwa 50 % größer bemessen werden. Dieser Nachteil wird aber durch den einfachen Aufbau, die wirtschaftliche Fertigung und die einfache zugehörige Elektronik bei weitem aufgehoben.Corresponding to the duty cycle of around 42% within one period - two pole pitches, the utilization of the machine goes back to about 65%, i.e. for the same performance as a machine for 100% duty cycle, it must be around 50% larger. This disadvantage is however due to the simple structure, the economical production and the simple associated electronics by far canceled.

9 Ansprüche 6 Figuren9 claims 6 figures

Claims

New claim 1 linear machine with repulsion effect for single-phase 13 alternating current, characterized in that it is fed by a constant frequency First winding (2, 7) in one like a transformer, but with an air gap, stationary or

movable laminated core (1) an alternating flow is generated, the Cross-section of the laminated core at the air gap is considered the pole face under which the Movable or fixed secondary winding moves past, which are in the form of flat metal plates (6, 7, 8) (winding plates), preferably with a rectangular cross-section from the Size of the pole face are executed and at a distance of about one pole pitch and isolated from each other and that furthermore the first winding (2, 3) temporarily is currentless and only carries current as long as the pole face of the winding plates (6, 7, 8) is shielded when moving past, the shielded pole face decreases from an adjustable maximum value to zero when working with a motor regenerative work, on the other hand, increases from zero to an adjustable maximum value.

Claims 1. Linear machine with repulsion action for single-phase Alternating current, characterized in that it is fed by a constant frequency First winding (2,3) in one, like a transformer, but with an air gap, stationary or movable laminated core (1) an alternating flow is generated, the Cross-section of the laminated core at the air gap is considered the pole face under which the Movable or fixed secondary winding moves past, which are in the form of flat metal plates (6,7,8) (winding plates), preferably of rectangular cross-section the size the pole face are executed and at a distance of about one pole pitch and from each other isolated one after the other and that furthermore the brush winding (2,3) only carries current9 as long as the winding plates (6,7,8) move under the pole face Shield these when working as a generator and against it during the rest of the time is de-energized.

2. Linear machine according to claim 1, characterized in that a second laminated core (9) with first winding at a distance of one or one odd Multiples of a pole pitch on the same winding plates (6,7,8) of the second part works.

3. Linear machine according to claim 1, characterized in that two or more laminated cores (1,9,10) with first windings (2,3) on the same winding plates (6,7,8) of the second part act, the laminated cores (1,9,10) spatially arranged in this way are that they are switched on staggered in time and in this way the force effect equalize on the winding plates (6,7,8) of the second part.

4. Linear machine according to claim 1 to 3, characterized in that -that the first windings (2,3) are switched by thyristors (4,5 )0

5. Linear machine according to Claim 4, characterized in that d <'? Ss the thyristors (4,5) depending on the mutual, adjustable Ilciec von Blec} package (1) and winding plates (6,7,8) (3csteut? rt, e.g. by light barriers or Resonant circuits that are influenced by the winding plates (6,7,8).

6. Linear machine according to claim 1 to 5, characterized in that it is operated with constant voltage.

7. Linear machine according to claim 1 to 5, characterized in that it is operated with adjustable voltage, if necessary with winding changeover.

8. Linear machine according to claim 1 to 7 with a stationary second part (second winding) and movable first part (laminated core (1) with first winding, (2,3) for operation of Rail vehicles, elevators, etc., characterized in that the winding plates (6,7,8) of the secondary winding are arranged along the rail line etc. and in the air gap of the first parts on the vehicles, elevator cabins, etc. protrude.

9. Linear machine according to claim 1 to 7 with a stationary first part and movable second part, especially for accelerating and decelerating the shooter or the gripper in looms, characterized in that the conventionally designed Protect (11) or gripper with the aid of a device (12) accelerated or decelerated which acts as the second part of the linear machine and only the path for acceleration and delay going through.

L e r s e i t e