DE2451559A1

DE2451559A1 - Elektrodynamischer wanderfeldmotor (linearmotor) synchroner bauart

Info

Publication number: DE2451559A1
Application number: DE19742451559
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl Ing Buchberger; Reinmar Hussel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1974-10-28
Filing date: 1974-10-28
Publication date: 1976-04-29
Also published as: JPS5166422A

Description

Blektrodynamischer EJanderfeldmotor (Linearmotor) synchroner Bauart Zusatz zum Patent . ... ... (Armeldung P 22 40 704.1) Das Hauptpa-tent . ... ... (Patentanmeldung P 22 40 70S.1) betrifft einen elektrodynamischen Wanderfeldmotor (Linearmotor) synchroner Bauart, bei dem die Erregung des Maschinenfeldes durch eine besondere Gleichstrom-Erregerwi.cklung erfo1.gt 5 die zusätzlich zu der das Wandefel erzeugenden, in einem Blechpaket angeordneten mehrphasigen Wechselstromwicklung auf dem Induktor (Prima eil) angeordnet is , und bei dem das Sekundärsystem abwechselnd massive magnetische (Reaktionszahn) und unmagnetische Abschnitte auSweist 5 wobei der Abstand zwischen den Mitten der massiven magnetischen Abschnitte die doppelte Polteilung der mehrphasigen Wechselstromsicklung des Induktors beträgt, und bei dem ferner an der Stirnseite des Blechpaketes, zumindest auf der in Schubrichtung vorn liegenden Stirnseite, ein zusätzliches, gleichstromerregtes Joch angeordnet ist. Der massive magnetische Abschnitt des Sekundärteiles (Reaktionszahn) tritt somit zunächst in das reine Gleichfeld des zusätzlichen Joches ein. Durch den Aufbau des Feldes von Null bis zu seinem Maximalwert werden dabei im einlaufenden massiven Abschnitt Wirbelströme erzeugt, die den Ausbau des Feldes verzögern. Die Länge des zusätzlichen Joches ist aber in Bewegungsrichtung des Linearmotors so gewählt, daß sie ausreicht, die Wirbelströme abzubauen. Beim Eintritt des Reaktionszahnes in das Blechpaket des Induktors sind somit im Reaktionszahn keine Wirbelströme mehr vorhanden, die das Wanderfeld abdämpfen, so den größere Schubkräite und ein besserer Wirkungsgraa erzielt werden.
Die Induzierung der Wirbelströme im massiven Reaktionszahn erfolgt in Abhängigkeit von der Flußänderung des Feldes. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Größe dieser Wirbelströme zu verringern. Zur Lösung dieser Aufgabe weist gemäß der Erfindung der Luftspalt des gleichstromerregten Joches veränderliche Weiten auf, die von der größten Weite auf der dem Blechpaket des Tnduktors abgewandten Seite auf den Wert der normalen Maschinnluftspal'wei.te zurückgehen. Beim Eintreten des Reaktionszahnes in den Bereich des gleichstromerregten Joches ist also zunächst der Luftspalt verhältnismäßig groß und geht dann allmählich auf den normalen Maschinenluftspalt zurück. Dadurch wird die Flußänderung des Feldes verringert, so daß das Feld im Reaktionszahn langsamer aufgebaut wird. Entsprechend werden weniger Wirbelströme induziert, ihre dämpfende W;ikdn'g auf das Feld nimmt daher ab, so dann der Maximalwert des Feldes im Reaktionszahn schneller erreicht wird. Die auftretenden Verluste sind damit geringer und man erzielt somit eine Wirkungsgradverbesserung.
Außerdem kann nun die Breite des gleichstromerregten Joches kleiner gewählt werden, wodurch sich eine Material- und Gewichtsersparung ergibt.
Es ist besonders zweckmäßig, die Weiten des Luftspaltes des gleichstromerregten Joches nach einer e-Funktion abnehmen zu lassen. Der Feldanstieg folgt dann ebenfalls einer e-Fundion, wodurch sich eine Vergleichmäßigung der induzierten Wirbelströme ergibt.
Es ist ausreichend, wenn die gleichstromerregten Joche nur auf einem Teil ihrer Länge die unterschiedlichen Luftspaltweiten aufweisen, nämlich im Bereich der Einlaufkante.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur schematisch im Längsschnitt dargestellt. rxiese zeigt einen doppelseitigen elektrischen Linearmotor 1 synchroner Bauart. Bei diesem besteht das Sekundärsystem aus abwechselnd aufein--anderfolgenden, massiven magnetischen Reaktionszähnen 2, die jeweils im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Reaktionszähnen 2 entspricht angenähert ihrer Breite, derart, daß der Abstand zwischen den Mitten der massiven magnetischen Abschnitte die doppelte Polteilung der nicht dargestellten mehrphasigen Wechselstromwicklung des Induktors 3 beträgt.
Bei einem doppelseitigen Linearmotor 1 ist auf jeder Seite des Sekundärsystems ein Induktor 3 angeordnet. Dieser besteht aus einem Blechpaket 4, an dessen Nuten 5 die nicht dargestellte mehrphasige Wechselstromwicklung liegt. Außerdem trägt der Induktor 3 die Gleichstromerregerwlcklung 6, die noch ein am Rück*-n des Blechpaketes 4 befindliches, massives Joch 7 uschliel, An jeder Stirnseite des Blechpaketes 4 ist außerdem ein zusätzliches Joch 8 angeordnet, das an den Blechen des Blechpaketes 4 angestanzt ist, derart, daß ein Buftspalt 9 verbleibt. Das zusätzliche Joch 8 wird von der Gleichstromerregerwicklung 6 miterregt. In ihm entsteht daher ein reines Gleichfeld, das durch den Luftspalt 9 von dem eigentlichen Naschinenfeld, das aus dem Gleichfeld und den; Wanuerfeld zusammengesetzt ist, getrennt ist.
Das gleichstromerregte Joch 8 ist von der Außenkante 10, d. h.
von der dem Blechpaket 4 abgewandten Seite her auf seiner dem Sekundarsystem zugewandten Kante abgerundet, z. B. nach einer e-Funktion. Dies bedeutet, daß der Luftspalt 11 im Bereich des gleichstromerregten Joches 8 veränderliche Weiten aufweist, die von der größten Weite an der Außenkante 10 bis zu dem Wert des normalen Naschinenluftspaltes 12 zurückgehen.
Die Anmeldung wirkt nun folgendermaßn: Beim Eintritt eines massiven magnetischen Reaktionszahnes 2 in das Gleichfeld der Joche 8 baut sich in diesem das Magnetfeld erst sehr langsam auf, da der Luftspalt 11 zunächst sehr groß ist und erst allmählich zurückgeht. Proportional zu diesem langsamen Feldanstieg werden auch im massiven Reaktionszahn 2 geringere Wirbelströme induziert. Dadurch ist aber ihre dämpfende Wirkung auf den entsprechend den veränderlichen Luftspaltweiten verlangsamten Feldanstieg geringer, so daß dadurch das Feldmaximum inFesamt schneller erreicht wird als bei konstanten, dem ltaschinenluftspalt 12 entsprechenden Luftspaltweiten des Joches 8. Die Breitc des Joches 8 kann entsprechend kürzer gewählt werden, da dieses nur die Aufgabe hat, das Feld bis auf seinen Maximalwert aufbauen zu lassen, um den störenden Randeffckt aus dem Bereich des eigentlichen Maschinenfeldes herauszuziehen.
1 Figur 3 Ansprüche

Claims

Pat entansprüche ?. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Linearmotor) synchroner Bauart, bei dem die Erregung des Maschinenfeldes durch eine besondere Gleichstrom-Erregerwicklung erfolgt, die zusätzlich zu der das Wanderfeld erzeugenden, in einem Blechpaket angeordneten mehrphasigen Wechselstromwicklung auf dem Induktor (Primärteil) angeordnet ist, und und Lui dem das Sekundärsystem abwechselnd massive magnetische (Reaktionszahn) -wnd unmagnetische Abschnitte aufweist, wobei der Abstand zwischen den Mitten der massiven magnetischen Abschnitte die doppelte Polteilung der mehrphasigen Wechselstromwicklung des Induktors beträgt, und bei dem ferner an der Stirnseite des Blechpaketes, zumindest auf der in Schubrichtung vorn liegenden Stirnseite, ein vusätzliches, gleichstromerregtes Joch angeordnet ist, r.ech Patent . ... ... (P 22 40 704.1 = VPA 72/3778), dadurch gekennzeictlet, daß der Luftspalt (11) des gleichstromerregten Joches (8) veränderliche Weiten aufweist, die von der größten Weite auf der dem Blechpaket (4) des Induktors (3) abgewandten Seite auf den Wert der normalen Maschinenluftspaltweite (12) zurückgehen.
2. Elektroiynamischer Wanderfeldmotor (Linearmotor) synchroner Bauart nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiten des Luftspaltes (11) des gleichstromerregten Joches (8) nach einer e-Funktion abnehmen.
3. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Linearmotor) synchroner Bauart nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichstromerregten Joche (8) nur auf einem Teil ihrer Länge unterschiedliche Luftspaltweiten aufweisen. Leerseite