DE2240704C3 - Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Linearmotor) synchroner Bauart - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektro- sehen Feldes unter Berücksichtigung der Eintrittsdynamischen Wanderfeldmotor (Linearmotor) syn- geschwindigkeit des massiven magnetischen Reakchroner Bauart, bei dem die Erregung des Maschi- tionszahnes berechnen. Die zusätzliche Vormagnetinenfeldes durch eine besondere Gleichstrom-Erreger- sieningszone kann entweder als massives Teil seitlich wicklung erfolgt, die zusätzlich zu der das Wander- 50 an den in Bewegungsrichtung liegenden Rändern des feld erzeugenden, in einem Blechpaket angeordneten Blechpaketes mit der mehrphasigen Wechsels:rommehrphasigen Wechselstromwicklung auf dem In- wicklung angesetzt werden oder kann auch aus duktor (Primärteil) angeordnet ist, und bei dem das Blechen aufgebaut sein, die einstückig mit den Sekundärsystem abwechselnd massive magnetische Blechen des Blechpaketes ausgestanzt sind. Je nach-Abschnitte (Reaktionszähne) und unmagnetische Ab- 55 dem, ob es sich um einen synchronen Linearmotor schnitte aufweist. Der Abstand zwischen den Mitten handelt, der in einer oder in beiden Bewegungsrichder magnetischen Abschnitte ist jeweils gleich der tungen betrieben wird, wird man die zusätzliche, doppelten Polteilung der mehrphasigen Wechsel- gleichstromerregte Vormagnetisierungszone auf nur Stromwicklung des Induktors. Ein derartiger Wander- einer oder auf beiden Rändern des Blechpaketes vorfeldmotor ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 60 sehen.

41 613 bekannt. Dabei gibt es verschiedene mög- Zur Erzeugung des Gleichflusses in dem zusätzliche Bauformen für diese synchronen Linearmoto- liehen Joch wird man im allgemeinen die Gleichren: So kann der Induktor auf einer oder auf beiden stromerregerspule des synchronen Linearmotors Seiten des Sekundärsystems angeordnet sein. selbst verwenden, man kann aber auch für jedes Joch

Allen Linearmotoren synchroner Bauart gemein- 65 eine eigene Gleichstromwicklung vorsehen. Um einen sam ist die als Randeffekt bezeichnete Erscheinung, Einfluß des Wanderfeldes auf den Gleichfluß in der daß beim Eintreten eines massiven magnetischen Vormagnetisierungszone zu vermeiden, kann zwi-Abschnittes des Sekundärteiles (Reaktionszahn) in sehen der zusätzlichen Vormagnetisierungszone und

dem Blechpaket mit der mehrphasigen Wechselstromwicklung ein Luftspalt vorgesehen sein.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der Zeichnung näher erläutert. Die F i g. 1 und 3 zeigen, schematisch im Längsschnitt dargestellt, Ausführungsbeispiele der Erfindung. In F i g. 2 ist der Verlauf des sich im massiven magnetischen Reaktionszahn auftauenden Feldes Φ, sowie des durch die Wirbelströme erzeugten Feldes <P_W bei Eintritt in das Blechpaket mit der Vormagnetisierungszone dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen doppelseitigen elektrischen Linearmotor 1 synchroner Bauart. Bei diesem besteht das Sekundärsystem aus abwechselnd aufeinanderfolgenden massiven magnetischen Reaktionszähnen 2, die jeweils in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, wodurch die unmagnetischen Abschnitte des Sekundärsystems gebildet werden.

Auf jeder Seite des Sekundärsystems ist ein Induktor 3 angeordnet, der aus dem Blechpaket 4 besteht, in dessen Nuten 5 die nicht dargestellte mehrphasige Wechselstromwicklung liegt. Außerdem trägt der Induktor 3 die Gleichstromerregerwicklung 6, die noch ein am Rücken des Blechpaketes 4 befindliches Joch 7 umschließt. An jedem in Bewegungsrichtung liegenden Rand des Blechpaketes 4 ist außerdem eine zusätzliche Vormagnetisierungszone 8 angeordnet, deren Bleche mit den Blechen des Blechpaketes 4 einstückig ausgestanzt ist, derart, daß ein Luftspalt 9 verbleibt. Die zusätzliche Vormagnetisierungszone 8 wird von der üleichstromerregerwicklung 6 miterregt. In ihr entsteht daher ein reines Gleichfeld Φ,, das durch den Luftspalt 9 von dem eigentlichen Maschinenfeld, das aus dem Gleichfeld Φ ₌' und dem Wanderfeld Φ^ zusammengesetzt ist, getrennt ist.

Die Anordnung wirkt nun folgendermaßen (siehe dazu Fig. 2):

Beim Eintritt (zur Zeit t = o) eines massiven magnetischen Reaktionszahnes 2 in dem von den Induktoren 3 bedeckten Bereich tritt dieser zunächst in das reine Gleichfeld Φ, der Vonnagnestierungszone8 ein. Da sich in dem massiven Reaktionszahn 2 das Feld Φ₂ erst allmählich aufbauen muß, entstehen in ihm Wirbelströme, deren entgegengerichteter Fluß Φ_ν den Aufbau des Feldes Φ₂ verzögern will. Die Länge der Vormagnetisierungszone 8 in Bewegungsrichtung ist nur* in Abhängigkeit von den Dimensionen des Reaktionszahnes 2 (der Abstand von Zahnmitte zu Zahnmitte ist gleich der doppelten Polteilung der mehrphasigen Wechselstromwicklung und die Zahnlänge in Bewegungsrichtung ist kleiner oder gleich der Polteilung) und der Eintrittsgeschwindigkeit ν so gewählt, daß dieser verzögernde Einfluß der entstehenden Wirbelströme abgebaut ist. Tritt

ίο danach (zur Zeit t = 1) also der nun ein Gleichfeld Φ, aufweisende magnetische Reaktionszahn 2 in den Bereich des eigentlichen Maschinenfeldes (Φ_ und Φ J) ein, so wird die gewünschte maximale Schubkraft ohne den störenden Randeffekt erreicht, der durch die Vormagnetisierungszone 8 aus dem Bereich des eigentlichen Maschinenfeldes herausgezogen wurde. Der Wirkungsgrad des Linearmotors ist dadurch verbessert, die durch den Randeffekt entstehenden Verluste sind allerdings gleich geblieben.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten synchronen Linearmotorr. Für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszeichen beibehalten. Es handelt sich hier um einen einseitigen synchronen Linearmotor 1, bei dem nur ein Induktor 3 auf einer Seite des Sekundärsystems vorhanden ist. Die zusätzlichen Vormagnetisierungszonen 8 sind bei diesem Ausführungsbeispiel massiv ausgebildet. Sie sind auf jedem in Bewegungsrichtung liegenden Rand des Blechpaketes 4 mit den Nuten 5 für die nicht dargestellte mehrphasige Wechselsiromwicklung angeordnet und zwischen dem Blechpaket 4 und den Vormagnetisierungszonen 8 verbleibt der Luftspalt 9. Die massiven Vormagnetisierungszonen 8 haben eine eigene, von Gleichstrom durchflossene Erregerwicklung 10, deren Fluß in Richtung des Erregerflusses verläuft und die so ausgelegt ist, daß der Randeffekt im massiven Reaktionszahn 2 bei Eintritt in das Feld des Blechpaketes 4 bereits abgebaut ist. Die Gleichstromerregerwicklung 6 ist allein für die Erregung des Maschinenfeldes dimensioniert. Im übrigen ist die Wirksamkeit der Anordnung beim Eintritt der massiven Reaktionszähne 2 in den Bereich des Induktors 3 die gleiche wie beim vorher beschriebenen Ausführungs-

beispiel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

das Maschinenfeld, insbesondere in das von der PatentansDriiche- Gleichstrom-Erregerwicklung erzeugte Gleichfeld Patentansprüche. ^^ ^ Amucgdes FeIdes wirbelströme erzeugt

1. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (U- werden, die das Wanderfeld abdampfen, wodurch nearmotor) synchroner Bauart, bei dem die Erre- 5 die Schubkraft des Lmeamotors verringert wird,
gung des Maschinenfeldes durch eine besondere Ein derartiger Randeffekt tritt auch dann auf,

Glekhstrom-Erregerwicklung erfolgt, die zusatz- wenn, wie aus der deutschen Offenlegungsschrift Hch zu der das Wanderfeld erzeugenden, in einem 2129 027 bekamt, die Erregung auf dem Sekundär-Blechpaket angeordaeten mehrphasigen Wech- system angeordnet ist, allerdings ist der Randeffekt sektromwicklung auf dem Induktor (Primärteil) io hier etwas verringert. Da aber bei Anwesenheit des angeordnet ist, und bei dem das Sekundärsystem Induktors das Feld in den Polen großer ist als bei abwechselnd massive magnetische Abschnitte Abwesenheit des Induktors, entsteht beim Eintreten (Reaktionszähne) und unmagnetische Abschnitte des Poles in den Induktor em Feldanstieg, dem Wiraufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beiströme entgegenwirken wollen,
zumindest an dem in Bewegungsrichtung vorn- xs Der vorliegenden Erfindung hegt die Aufgabe zuliegenden Rand des Blechpaketes (4) eine zusatz- gründe, die Leistung eines elektrischen Wanderfeldliche, gleichstromerregte Vormagnetisierungs- motors (Lineannotors) synchroner Bauart zu verzone (8) angeordnet ist, deren Fluß in Richtung bessern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem des Erregerflusses verläuft. elektrodynamischen Wanderfeldmotor (Linearmotor)

2. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Li- ao synchroner Bauart der eingangs beschriebenen Art nearmotor) synchn ier Bauart nach Anspruch 1, gemäß der Erfindung zumindest an dem in Bewedadurch gekennzc hnet, daß die zusätzhche, gungsrichtung vornliegenden Rand des Blechpaketes gleichstromerregte Vormagnetisierungszone (8) eine zusätzliche, gleichstromerregte Vormagnetisiemassiv ausgebildet Nt. rungszont: angeordnet, deren Fluß in Richtung des

3. Elektrodynam scher Wanderfeldmotor (Li- a₅ Erregerflusst·.=, verläuft. Auf diese Weise tritt der nearmotor) synchroner Bauart nach Anspruch 1, massive magnetische Abschnitte des Sekundärteiles dadurch gekennzek tinet, daß die Bleche der zu- (Reaktionszahn) zunächst in das reine Gleichfeld der sätzlichen, gleichs romerregten Vormagnetisie- zusätzlichen Vormagnetisierungszone ein. Durch den rungszone (8) mit d-m Blechen des Blechpaketes Aufbau des Feldes von Null bis zu seinem Maximal-(4) einstückig ausgemünzt sind. 3o wert werden dabei im einlaufenden massiven magne-

4. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Li- tischen Abschnitt Wirbelströme erzeugt; die den Aufnearmotor) synchroner Bauart nach Anspruch 2 bau des Feldes verzögern. Die Länge der zusätzlichen oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vormagnetisierungszone wird in Bewegungsrichtung der Vormagnetisierungszone (8) und dem Blech- des Linearmotor so gewählt, daß sie ausreicht, die paket (4) ein Luftspalt (9) vorgesehen ist. 35 Wirbelströme abzubauen. Damit werden zwar die

5. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Li- auftretenden Verluste nicht verringert, jedoch wird nearmotor) synchroner Bauart nach Anspruch 1, das die mehrphasige Wechselstromwicklung durchdadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Vor- setzende Wanderfeld nicht mehr durch den Randmagnetisierungszone (A) von einer eigenen Gleich- effekt verkleinert, so daß größere Schubkräfte und Stromwicklung (10) erregt ist. 4° somit ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden.

Die erforderliche Mindestlänge der zusätzlichen Vormagnetisierungszone in Bewegungsrichtung läßt

sich aus. den Abmessungen des massiven magnetischen Reaktionszahncs nach bekannten Formeln 45 über die Zeitkonstante beim Aufbau eines magneti-