CN108631540B - 用于控制长定子直线电机的传送单元的法向力的方法 - Google Patents

用于控制长定子直线电机的传送单元的法向力的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108631540B
CN108631540B CN201810233538.5A CN201810233538A CN108631540B CN 108631540 B CN108631540 B CN 108631540B CN 201810233538 A CN201810233538 A CN 201810233538A CN 108631540 B CN108631540 B CN 108631540B
Authority
CN
China
Prior art keywords
force
normal
normal force
transport
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810233538.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108631540A (zh
Inventor
A·韦伯
F·斯潘朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B&R Industrial Automation GmbH
Original Assignee
B&R Industrial Automation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by B&R Industrial Automation GmbH filed Critical B&R Industrial Automation GmbH
Publication of CN108631540A publication Critical patent/CN108631540A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108631540B publication Critical patent/CN108631540B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/02—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting detecting dangerous physical condition of load carriers, e.g. for interrupting the drive in the event of overheating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/03—Electric propulsion by linear motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/003—Crossings; Points
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/06—Means to sense or control vehicle position or attitude with respect to railway
    • B60L13/08—Means to sense or control vehicle position or attitude with respect to railway for the lateral position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/12—Stator flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • H02P25/062—Linear motors of the induction type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • H02P25/064—Linear motors of the synchronous type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/02—Control or detection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/006—Controlling linear motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

为了减少通过引导长定子直线电机形式的传送装置的传送单元引起的机械负载并且尽管如此在所有的运行状态下确保传送单元可靠地保持在传送装置的传送轨道上，规定：所述作用到传送单元上的法向力(FNn)利用用于控制法向力(FNn)的控制器(Rk)控制，并且该控制器(Rk)确定与传送单元(Tn)配合作用的驱动线圈(7、8)的驱动电流(iAn)的形成法向力的电流分量(iAnd)，使得作用到传送单元(Tn)上的法向合力(FΣNn)作为法向力(FNn)、在法向方向(N)上由驱动磁体(4、5)引起的磁力(FMn)以及在法向方向(N)上作用到传送单元(Tn)上的外部的力(FEn)的总和至少等于在法向方向(N)上预先给定的保持力(FNnmin)。

Description

用于控制长定子直线电机的传送单元的法向力的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在通过传送装置预先给定的传送轨道的轨道区段上控制作用到传送装置的传送单元上的法向力的方法，所述传送装置为长定子直线电机形式，在所述轨道区段上仅在所述传送单元的一侧上设置有长定子直线电机的驱动线圈并且所述传送单元在所述侧上通过引导元件保持在传送轨道上。
背景技术
在长定子直线电机中沿传送轨道位置并排地固定地设置有多个构成定子的电驱动线圈。在传送单元上设有若干个驱动磁体(要么作为永磁体要么作为电线圈或短路绕组)，这些驱动磁体与所述驱动线圈配合作用。由于驱动磁体和驱动线圈的(电)磁场配合作用，推进力作用到传送单元上，该推进力使传送单元向前运动。所述长定子直线电机可以构造为同步电机(自励或他励)或构造为异步电机。通过操纵单个驱动线圈以控制磁通量，所述推进力的数值受到影响并且传送单元能够以所希望的方式沿传送轨道被移动。在此也可能的是，沿传送轨道设置多个传送单元，所述传送单元的移动能够单独地且彼此无关联地被控制，其方式为分别与传送单元配合作用的驱动线圈通常通过施加电压被通电。长定子直线电机的特点尤其是在于：在运动(位置、速度、加速度)的整个工作范围上更好以及更灵活的使用、沿传送轨道对传送单元的单独调节/控制、改善的能量利用、由于磨损件数量减少而降低维护成本、传送单元的简单更换、高效的监控和故障检测以及沿传送轨道产品流的优化。这种长定子直线电机的示例可以从WO2013/143783A1、US6,876,107B2、US2013/0074724A1或WO2004/103792A1中得到。
由于由驱动线圈所产生的磁通量，除在传送单元的运动方向上的推进力外原则上也可以产生横向于移动方向的法向力。为此，类似于旋转的电动机，具有在运动方向上的电流分量(通常也称作q分量)和在法向方向上的电流分量(即横向于移动方向，通过也称作d分量)的电流可以被施加到作用的驱动线圈上。在此，在运动方向上的电流分量对产生推进力负责。这例如在Khong、P.C.等人在IEEE Transactions on Industry Applications上发表的“Magnetic Guidance of the Mover in a Long-Primary Linear Motor”，第47卷第3期2011年五月/六月，第1319-1327页中说明。在Khong的文章中说明一种长定子直线电机，该长定子直线电机具有沿运动方向观察设置在两侧的驱动线圈，并且在两侧上的法向力被用于使传送单元定中心以便在中间引导。为此，为零的传送单元与中心的横向额定偏差被输送给法向力的调节装置。
但在具有设置在一侧的驱动线圈的长定子直线电机中，在正常运行中避免有针对性地产生法向力，因为驱动电流的d分量没有引起推进力以及因此构成损耗或在给定的构造中减少可实现的推进力。因此在长定子直线电机的这种构造中法向力是不利的。因此，在具有仅在一侧设置的驱动线圈的长定子直线电机中尝试仅施加驱动电流的q分量。
DE1963505A1说明一种线性感应电机，该感应电机在道岔区域中使用法向力，以便使在道岔上的传送单元沿一个或另一个轨道区段继续移动。在道岔区域中在两侧也设置有驱动线圈，以便能够相应地引导在道岔的岔口上的传送单元。在此，在道岔上的法向力在一侧上被减少或被完全消除，从而得到横向磁合力。在此，所述法向力因此有针对性地在道岔的区域中产生或受到影响，以便控制在道岔上的传送单元。但出于上述原因，沿其它的在其上再次设置有仅在一侧设置的驱动线圈的轨道区段，人们再次力求避免法向力。类似的情况也能够由EP3109998A1得出。
但传送单元当然也必须可靠地被保持在传送轨道上，以便所述传送单元在沿传送轨道运动期间不会落下。这尤其是适用于这样的轨道区段，在所述轨道区段上仅设置有单侧的传送轨道(在该传送轨道上也设置有驱动线圈)。在此可设想复杂的机械导向装置，以确保可靠的保持。在此不利的是，这种机械导向装置必须被设计用于最差的运行状态(传送单元的装载、速度、加速度、位置等)。因此，所述导向装置以及保持装置是复杂的并且在多数情况下是尺寸过大的。在较简单地实施传送单元在传送轨道上的引导时，通常在法向方向上需要保持力，以便将传送单元可靠地保持在传送轨道上。
由于在导向装置上作用的导向力也产生运行噪声并且传送单元也不能平稳地运转，这又会导致振荡和振动。尤其是首先在考虑具有多个传送单元的大型安装设备时，运行噪音可能会觉察为非常不愉快的。
传送单元的驱动磁体与长定子直线电机的定子的铁部分或传送轨道的导向结构配合作用并在法线方向上产生磁力。所述磁力可以被看作是辅助保持力，但在许多情况下本身不足以将传送单元在所有的运行状态下可靠地保持在传送轨道上。因此也必须设置有附加的用于导向和保持传送单元的装置。这可以不是用于驱动的附加永磁体，或者又是附加的机械导向装置或保持装置。但二者使得传送单元又更复杂。与之相反，如果磁力太大，那么其可能通过所产生的高法向力由于高摩擦力而机械地加载传送单元和/或传送轨道，这可能导致磨损增加。
然而基本问题是，传送单元在具有仅在一侧设置的驱动磁体的轨道区段上的导向必须始终被设计用于最坏的运行状态，以便能够将传送单元始终可靠地保持在传送轨道上。这需要高的力来引导传送单元，所述力由于高摩擦力而机械加载传送单元和/或传送轨道，这可能导致磨损增加以及不愉快的振动和运行噪声。
发明内容
本发明的任务是给出一种用于控制传送单元的方法，利用该方法可能的是，减少通过引导传送单元引起的机械负载并且尽管如此在所有的运行状态下确保传送单元可靠地保持在传送轨道上。
按照本发明，所述任务通过如下方式来解决，即，法向力利用用于控制法向力的控制器来控制，其中，所述控制器确定与传送单元配合作用的驱动线圈的驱动电流的形成法向力的电流分量，使得作用到传送单元上法向合力作为法向力、在法向方向上由驱动磁体引起的磁力以及在法向方向上作用到传送单元上的外部的力的总和至少等于在法向方向上预先给定的保持力。通过控制法向力(也可理解为简单的开环控制)，作用到传送单元上的法向合力可以被影响，从而在法向力中作用到传送单元上所产生的力从数量上看不大于所需的力并且也不小于所需的力。因此能够减少在传送单元的引导元件上的机械负载并且也能够减少运行噪声并且提高传送单元的运转平稳性。
这能够通过前馈控制非常容易地实现，其方式为：用于控制法向力的控制器由在驱动电流的形成法向力的电流分量与用于控制法向力的额定值之间已知的函数关系来确定驱动电流的形成法向的电流分量。为此，例如额定通量能够被规定为用于控制法向力的额定值，并且形成法向力的电流分量能够作为所述额定通量与在法向方向上已知感应率的商被计算，这很容易被执行。
与之相反，当在用于控制法向力的控制器中借助法向力控制器由用于控制法向力的额定值与用于控制法向力的实际值之间的差值来确定形成法向力的电流分量时，可以提高控制质量。
有利地，在用于控制法向力的控制器中借助于预控制根据用于控制法向力的额定值确定预控制电流，并且借助法向力控制器由用于控制法向力的额定值与用于控制法向力的实际值的差值确定控制电流，并且形成法向力的电流分量作为所述预控制电流和控制电流的总和被确定。因此也能够有效地校正不可避免的法向力波动，以此还能进一步提高运转平稳性。在此有利的是，借助传送单元的位置相对于传送轨道的已知关系来确定预控制电流，因为所述关系能够简单地被确定。
法向力的控制能够简单地结合到对传送单元运动的控制中，其方式为：在用于控制传送单元的向前力的控制器中确定形成向前力的电流分量并且将与传送单元配合作用的驱动线圈的驱动电流确定为由形成向前力的电流分量与形成法向力的电流分量形成的矢量总和，并且将所述驱动电流转换成线圈电压，该线圈电压被施加到与传送单元配合作用的驱动线圈上。
附图说明
接下来参考附图1至14进一步阐述本发明，所述附图示例性地、示意性地但不限制地示出本发明的有利实施方案。其中：
图1示出长定子直线电机形式的传送装置的一种实施方案，
图2示出传送区段和传送单元的构造的详细视图，
图3示出在传送轨道的一个位置上在法向方向上的横截面，
图4示出作用到传送单元上的力在法向方向上的示图，
图5示出在传送轨道的不同位置上作用到传送单元上的力在法向方向上的示图，
图6至图9示出用于使传送单元运动的控制装置的各实施形式，
图10示出控制传送单元的运动的一种按照本发明的扩展方案，包括用于控制法向力的控制器，
图11示出用于控制法向力的控制器的一种按照本发明的实施形式，
图12示出用于控制法向力的控制器的另一种按照本发明的实施形式，
图13示出根据相对于传送轨道的位置所述磁通量的一种示例性的变化过程，以及
图14示出用于控制法向力的控制器带有预控制的另一种实施形式。
具体实施方式
在图1中示例性地示出长定子直线电机形式的传送装置1。该传送装置1包括若干个传送区段TSk(k在此是代表所有存在的传送区段TS1、TS2、TS3……的索引)，出于清楚的原因示例性地仅表示其中的传送区段TS1……TS7。传送区段TSk分别设置在传送轨道的一侧上。所述传送区段TSk构成不同的轨道区段，例如直道、具有不同角度和半径的弯道、道岔等，并且能够非常灵活地组合在一起，以构成传送装置1的传送轨道。因此，所述传送区段TSk一起构成传送轨道，传送单元Tn(n在此是代表所有存在的传送单元T1、T2、T3、T4……的索引)能够沿该传送轨道被移动。所述模块化的构造能够实现传送装置1的非常灵活的构造。在此，所述传送区段TSk当然设置在未进一步示出的位置固定的支承结构上。
沿传送装置1的传送轨道(该传送轨道基本上由传送区段TSk的纵向方向得出)也可设置若干个工作站S1...S4，在这些工作站中操作利用传送传元Tn传送的构件。所述工作站S1例如可以被构造为运入和/或运出站，已完成加工的构件在其中被取出并且待加工的构件被转移给传送单元Tn上。在工作站S2…S4中，可对构件实施任意的加工步骤。在此，传送单元Tn也可以在用于加工的工作站S1...S4中(例如在用于填充空瓶的填充站中)停顿或者(例如在用于热处理构件的调温站中)穿过，可选地也能以与在工作站S1...S4之间的速度不同的速度通过。
所述传送装置1构造为长定子直线电机，在该传送装置中传送区段TSk以本身已知的方式构成长定子直线电机的长定子的相应一部分。因此，沿传送区段TSk在纵向方向上以已知的方式设置有多个构成定子的位置固定设置的电驱动线圈7、8(在图1中出于清楚的原因仅示出用于传送区段TS1、TS2、TS4、TS5、TS6、TS7的电驱动线圈)，所述驱动线圈能够与在传送单元T1……Tn上的驱动磁体4、5(在图1中出于清楚的原因仅示出用于传送单元T6的驱动磁体)配合作用。这示例性地在图2中示出细节。驱动磁体4、5能够构造为电磁铁(励磁线圈)和/或构造为永磁体。所述驱动线圈7、8优选设置在铁磁芯13(例如铁叠片组)的齿12上。但驱动线圈7、8当然也能够构造成无芯的。由于所述布置结构也能直接看出，由于磁阻变化以及由于驱动磁体4、5的布置结构，所述磁通量根据传送单元Tn的位置在纵向方向上沿传送区段TSk变化。
沿传送轨道也可以给出多个轨道区段，在这些轨道区段上在两侧设置传送区段TSk，并且传送单元Tn在所述传送区段之间移动(例如传送区段TS1、TS4)。如果传送单元Tn在两侧上(沿运动方向观察)装配有驱动磁体4、5，则传送单元Tn也能够同时与设置在两侧的传送区段TSk配合作用。因此，当然在总量上也能够产生更大的推进力FVn。但对于本发明考虑如下轨道区段，在所述轨道区段上仅在一侧上设置传送区段TSk或(例如在传送区段TS5上)设置驱动磁铁7、8。
图3示出这样的轨道区段的横截面(横向于纵向方向)，该轨道区段具有在传送轨道的一侧上的传送区段TSk以及在其上移动的传送单元Tn。但对于本发明无关的是，传送区段TSk或驱动线圈7、8设置哪一侧上。在此，传送单元Tn包括基体2和设置在基体上的构件容纳部3，其中，该构件容纳部3原则上可以设置在基体2上的任意位置上、尤其是也可以设置在下侧上用于悬置的构件。在基体2上在传送单元Tn的朝向传送区段TSk的一侧上设置有长定子直线电机的若干个驱动磁体4。如在图3中示出的，但也可以在相对置的侧上设置有若干个驱动磁体5。传动部段TSk设置在固定的支承结构6上或本身构成固定的支承结构6的一部分。在传送区段TSk上或一般地在由传送区段TSk构成的传送轨道上设置有长定子直线电机的驱动线圈7、8。所述传送单元Tn这样构造，使得驱动磁体4相对于驱动线圈7设置，从而驱动磁体4能够与驱动线圈7配合作用以产生推进力FVn。因此，传送单元Tn能够沿传送轨道在前进方向V上移动。当然，在传送单元Tn上也还设置有(在此出于清楚的原因仅示出的)引导元件9，例如滚子、车轮、滑动面、导向磁体等，以便尤其是也在静止状态下沿着传送轨道引导并且保持传送单元Tn。在此，传送单元Tn的引导元件9为了引导与传送轨道、例如固定的支承结构6或传送区段TSk配合作用，例如在传送区段中引导元件9在传送轨道上支承、钩入、在其上滑出或滚动等。在驱动线圈7与驱动磁体4之间构造有气隙，该气隙另外通过引导元件9被调节和保持。
所述驱动磁体4、5同样可以用作可能附加的引导元件9，以便将传送单元Tn保持在传送轨道上。驱动磁体4、5例如将磁性吸引力作用到导向结构6和/或驱动线圈7的铁磁部分(例如铁芯)上。所述磁力FMn尝试将传送单元Tn朝向传送轨道牵拉并且因此在法向方向N上引起保持力，在传送单元Tn移动时该保持力也满足保持功能。在两侧设置有驱动磁体4、5和驱动线圈7、8的情况下，在此出现的磁性吸引力当然能够在传送单元Tn的两侧上抵消。
传送单元Tn的引导元件9在与传送轨道15的配合作用中保证，传送单元Tn被保持在传送轨道15上。在传送装置1的运行中，每个传送单元Tn必须在传送轨道15的任意位置上、在任意时刻以及在任意运行状态下可靠地被保持在传送轨道15上。根据传送单元Tn以及传送轨道15、尤其是引导元件9的结构上的实施形式，需要在法向方向N上最小的保持力，以防止传送单元Tn从传送轨道上落下。优选地，引导元件9和/或导向结构6的与之配合作用的部件简单地构造并且用于维持气隙并且承接作用的法向力，以及为此将传送单元Tn至少保持在静止状态下并且防止传送单元Tn从传送轨道上落下。通常、但不是必须的，所述保持力将传送单元Tn朝向传送轨道15牵拉。在此，“简单地构造”尤其是也意味着，通过所述引导元件9没有产生如下大的力，该力例如由于在支座、导向装置等上出现的摩擦、负载使传送轨道和/或传送单元Tn的机械构件受载或导致高的运行噪声。
当传送单元Tn被移动时，但在法向方向N上附加的外部力FEn能够作用到传送单元Tn上。在法向方向N上的外部力FEn例如可以根据传送单元Tn在传送轨道上的位置(例如传送轨道、弯道等的斜率或倾斜度)和/或根据传送单元Tn的当前运行状态(例如速度、加速度、负载状态等)出现。例如，所述外部力由在弯道中的加速力或离心力引起。所述由于传送单元Tn移动引起的力当然也可能受到传送单元Tn的质量以及因此尤其是也受到传送单元Tn的负载的影响。如果例如具有高的负载以及高的速度的传送单元Tn在弯道中行驶，则高的离心力作用为外部力FEn，该外部力可能导致，传送单元Tn尽管存在有引导元件9仍从传送轨道上落下，这当然在所进行的运行中一定要避免。出现外部力FEn的另一个例子是例如传送在容器中的液体的传送单元Tn。在传送单元Tn移动、尤其是加速时，容器中的液体可能晃动，其中，由此非常显著的外部力FEn可能出现在传送单元Tn上。传输单元Tn的不对称负载也可能在运动时将外部力FEn施加到传送单元Tn上。所期望的简单的引导元件9由于作用的外部力FEn可能不再足以将传送单元Tn在传送轨道15的所有位置上可靠地保持在传送轨道上。
另一方面，如已经提到的那样，磁力FMn也可能在法向方向N上作用到传送单元Tn上，该磁力由驱动磁体4在与驱动线圈7和/或传送区段TSk和/或支承结构6的铁磁部分配合作用中引起。所述磁力FMn将传送单元Tn通常朝向传送轨道15牵拉。
因此，法向合力FΣNn作为所有在法向方向N上的力(以适当的符号)的总和作用到传送单元Tn上。根据法向合力FΣNn的方向(指向传送轨道15或远离所述传送轨道定向)，法向合力FΣNn可以尝试将传送单元Tn从传送轨道15上提起或朝向传送轨道15牵拉。在远离传送轨道15定向的法向合力FΣNn的情况下，传送单元Tn例如可能从传送轨道15上落下，这当然在任何情况下要避免。但法向合力FΣNn必须在任何情况下被引导元件9承接。因此，所述引导元件9和/或传送轨道15的与之配合作用的部分至今这样构造，使得传送单元Tn始终能够可靠地被保持在传送轨道15上，因此引导元件9在多数情况下是显著地尺寸过大的。由此，所述引导元件9和/或与之配合作用的部分但也强烈受载(例如由于摩擦)，因为相应的力必须在法向方向N上作用。
为了能够简单地保持引导元件9、能够将引导元件9上的负载保持低并且尽管如此能够将传送单元Tn在任何情况下可靠地保持在传送轨道15上，现在根据本发明规定，这样调节由驱动线圈7、8所引起的法向力FNn，使得作用到传送单元Tn上的法向合力FΣNn等于预先给定的所需要的最小保持力FNnmin。因此，朝向传送轨道15或远离传送轨道的过高的法向合力FΣNn能够被补偿。
这借助图4阐述。所述推进力FVn作用到传送单元Tn上，以便将该传送单元沿前进方向V移动。附加地，可选地磁力FMn在法向方向N上作用，该磁力由驱动磁体4在与驱动线圈7和/或传送区段TSk和/或支承结构6的铁磁部分配合作用中引起。根据传送单元Tn的位置或运行状态，外部力FEn作用到传送单元Tn上。附加地，通过用驱动电流iA的d分量iAd给与传送单元Tn配合作用的驱动线圈7通电，法向力FNn作用到传送单元Tn上。因此，法向合力FΣNn作为所有在法向方向N上作用的力的总和、即FΣNn＝Σ(FNn、FMn、FEn)作用到传送单元Tn上，其中，所述力当然必须设有适当的标记。所述法向合力FΣNn应该在数值和方向上至少等于一个预先给定的保持力FHnmin，即FΣNn≥FHnmin。在此，所述预先给定的保持力FHnmin是在法向方向N上的力，该力被需要用于将传送单元Tn可靠地保持在传送轨道上。因为传送轨道、传送单元Tn和引导元件9的结构构造是已知的，人们可以假设所需要的保持力FHnmin是已知的并且给定的。
因此可能的是，通过法向力FNn有针对性地影响作用到传送单元Tn上的法向合力FΣNn。在弯道中，所述法向力FNn例如能够反向于作用的离心力的方向作为外部力FEn产生，以减弱或者甚至补偿该离心力的作用。晃动液体的作用可以在规划传送轨道15时(在那里也提前规划负载和运动的类型)被估算，并且在临界点(例如在加速度起作用或可能起作用的点上)上可以产生用于减弱或补偿外部力FEn所需的法向力FNn。沿直线轨道，或者当没有外部力FEn作用时，作用的磁力FMn可以通过法向力FNn被部分抵消，以便通过减少的法向合力FΣNn减小引导元件9上的负载。因此，在引导元件9上和/或在传送轨道上的机械负载能够减小，这也对传送单元Tn的寿命或维修间隔期具有积极的影响。此外，因此也能够减少传送单元Tn的运行噪声和振动。例如参照图5阐释用于有针对性地使引导元件9解除负载的这种非常特别有利的使用情况。
两个传送单元Tn、Tn+1沿在所示的实施例中由两个传送区段TSk、TSk+1构成的传送区段15移动。所述第一传送区段TSk是直线的轨道区段。在所述轨道区段中设有传送单元Tn，该传送单元在此以恒定的速度vn沿运动方向V(传送轨道的纵向方向)被移动。所述传送单元Tn由未示出的引导元件9保持在传送轨道15上、即在传送区段TSk上。由在传送单元Tn上的驱动磁体4在与传送轨道15配合作用中产生的磁力FMn(例如永磁性的吸引力)作用到传送单元Tn上。例如在法向方向N上没有外部力FEn作用在所述直线的轨道区段中。因此，在所述轨道区段中可以产生法向力FNn，该法向力减少磁力FMn以使引导元件9解除负载并且减少运行噪声。在此，所述法向力FNn这样被调节，使得法向合力FΣNn(法向力FNn与磁力FMn的总和)至少对应于预先给定的所需的保持力FHnmin。
接着的传送区段TSk+1构造为弯道。当传送单元Tn+1以速度vn+1移动通过所述弯道时，离心力作为外部力FEn+1作用到该传送单元Tn+1上，所述离心力尝试将传送单元Tn+1从传送区段TSk+1上提起。在此，现在可以使用法向力FNn+1，以减弱离心力的作用并且因此确保作用的法向合力FΣNn(法向力FNn+1、磁力FMn+1和外部力FEn+1的总和)，所述法向力至少对应于预先给定的保持力FHn+1min。如果所述离心力不太高，也可以使用法向力FNn+1，以进一步减弱朝传送轨道15方向的过高的法向合力FΣNn+1，只要不低于预先给定的保持力FHn+1min。在所述情况下，引导元件9也被解除负载并且运行噪声被降低。
以已知的方式，通过调节或控制用于每个传送单元Tn的驱动线圈7、8的电定子电流iA，产生推进力Fvn，该推进力使传送单元Tn在前进方向V上沿传送区段TSk、也就是说沿传送轨道15移动。在此当然仅需要的是，给正好与传送单元Tn、尤其是与其驱动磁体4、5配合作用的驱动线圈7、8通电。在此，对于各个传送单元Tn，所产生的推进力当然不必是相同的。施加到相应驱动线圈7、8中的定子电流iA当然也不必是一样大的。因此，每个所述传送单元Tn可以单独地(位置、速度、加速度)并且与其它传送单元Tn无关地(除了避免可能的碰撞)沿着传送轨道15被移动。因为长定子直线电机的所述基本原理是充分已知的，在此不再详细讨论。
为此目的，传送区段TSk或设置在其上的驱动线圈7可以通过分段控制单元11k来调节，如例如在图5中说明的那样。因此，处于传送区段TSk中的传送单元Tn由所属的分段控制单元11k来调节。基本上这意味着，所述分段控制单元11k这样调节所属传送区段TSk的驱动线圈7，使得位于其上的传送单元Tn通过推进力FVn以所希望的方式(位置、速度加速度)沿传送区段TSk被移动。在此当然可能的是，多个传送单元也能够同时沿传送区段TSk被移动。如果传送单元Tn从传送区段TSk移动到紧接着的传送区段TSk+1中，则传送单元Tn的调节也以有序的方式传送到紧接着的传送区段TSk+1的分段控制单元11k+1上。传送单元Tn的通过传送装置1实现的运动能够在与所述分段控制单元11k连接的上一级系统控制单元10中被监控和控制。所述系统控制单元10例如通过位置预先设定值(用于控制的额定值)控制各个传送单元Tn的通过传送装置1实现的运动。为此，传送单元Tn的当前位置当然也以合适且已知的方式被检测并且被传送至系统控制单元10和/或分段控制单元11k。
但传送轨道15当然不是必须由各单个传送区段TSk构成，而是也可以实现连续的构造。同样也可以仅设置唯一的调节所有驱动线圈7的分段控制单元11k。分段控制单元11k也能够被集成到系统控制单元10中。
但为了传送单元Tn的移动，设置在两侧的驱动线圈7、8(如果存在的话)不是必须同时通过施加定子电流iA被通电。原则上足够的是，作用到传送单元Tn上用于移动的推进力FVn仅借助一侧的驱动线圈7或8以及在传送单元Tn的所属侧上的驱动磁体4或5产生。在需要大的推进力FVn的传送轨道的轨道区段上例如在斜坡、重的负载的情况下或在传送单元Tn加速的区域中，两侧(如果存在的话)的驱动线圈7、8可以被通电(例如在图1中的传送区段A9)，以此所述推进力FVn可以增大。同样可设想，在传送轨道的某个传送区段中，导向结构6仅构造在一侧，或者在某个传送区段中导向结构6虽然构造在两侧，但仅在一侧装备有驱动线圈7、8。这也在图1中示出，其中示出具有两侧的导向结构6的轨道区段以及具有仅一侧的导向结构6的轨道区段。
长定子直线电机的传送单元Tn沿前进方向V的控制是充分已知的并且参照图6(现有技术)简要阐述。在控制的每个时间步骤中(例如每1毫秒)由系统控制单元10预先给定用于传送单元Tn的额定值SGn、例如额定位置Psoll和/或额定速度Vsoll。确定传送单元Tn的当前的实际值IGn、例如实际位置Pist和/或实际速度Vist。实际值IGn可以借助合适的传感器来测量，可以由其它已知的变量例如借助传送单元Tn的运动模型计算，或者可以在观察器中估算。额定值SGn和实际值IGn之间的差值被供应给在相应分段控制单元11k中的控制器Rk，该控制器由此借助所实施的控制律(例如PI控制器或PID控制器)计算被控变量StGn(例如待施加到作用的驱动线圈7、8上的用于给驱动线圈7、8通电的线圈电压us)，其被施加在受控系统、在此是传送装置1上。如果多个传送单元Tn同时通过传送区段TSk运动，则多个控制器Rk也能够(每个传送单元Tn一个控制器)例如在所属的分段控制单元11k中可以是互相无关联地激活的。
控制器Rk通常但不是必然构造为控制器级联，如参考图7(现有技术)用位置p作为额定值SGn阐述。额定值SGn与实际值IGn(实际位置)之间的差值被供应给位置控制器RL，该位置控制器将传送单元Tn的待调节的速度vn计算作为用于速度控制器RV的额定值SGvn。所述额定值SGvn与实际值IGvn(在此为实际速度)的差值被供应给速度控制器RV，该速度控制器计算定子电流iA的所需的形成推进力的电流分量iAnq作为用于控制器RI的额定值SGin。额定值SGin和实际值IGin的差值(在此例如是实际电流)被供应给电流控制器RI，该电流控制器计算作为被控变量StGn的线圈电压us。
众所周知，对于传送单元Tn的运动所需的推进力FVn由定子电流iAn的形成推进力的电流分量iAnq(q分量)形成。未用于向前运动的法向力FNn由定子电流iAn的形成法向力的电流分量iAnd(d分量)形成。因此，所述定子电流iAn是具有q分量和d分量的电流矢量，其中，所述d分量至今通常被设定为零或者仅用于触发道岔，例如在开头所述的EP3109998A1中说明的那样。所述定子电流iAn对应于一侧的作用到传送单元Tn上的驱动线圈7(或8)的所有线圈电流iS的矢量总和电流。
因此，形成推进力的电流分量iAnq足以用于传送单元Tn正常的向前移动。在电动机中以及也在长定子直线电机中，多个驱动线圈7、8当然同时作用用于使传送单元Tn运动。假设不存在d分量，则形成推进力的电流分量iAnq对应于一侧的作用到传送单元Tn上的驱动线圈7(或8)的所有线圈电流iS的矢量总和电流。因此，在控制器Rk中计算出的形成推进力的电流分量iAnq必须仍被划分到实际作用的驱动线圈7上。在此，根据传送单元Tn的已知位置以及传送轨道的已知构造在任何时间知道哪个驱动线圈7与传送单元Tn配合作用。
例如，用于电流控制器RI的由速度控制器RV计算的额定值SGin(也就是说电流)能够在转换单元20中被划分到作用的j个驱动线圈7上(例如借助类似使用的逆帕克变换(inverse Park transform))，如在图8中示出。被划分的额定值SGin然后被供应给用于每个作用的驱动线圈7的j个单个的电流控制器RI，所述电流控制器然后计算要施加到各单个驱动线圈7上的线圈电压uSj。替代地，然而由电流控制器RI计算的额定值StGn(线圈压uS)也可以而后被划分，如在图9中示出。在此，转换单元20也可以与控制器Rk分离。
然后，作用的j个驱动线圈7(或8)的单独的线圈电压uSj可以通过驱动线圈电子仪器(未示出)被施加到驱动线圈7上。
传送单元Tn的控制现在按照本发明被扩展，其方式为不仅形成推进力的电流分量iAnq被控制(如之前)，而且定子电流iA的形成法向力的电流分量iAnd也被控制。在此目的是，如上所述并且与推进力FVn无关地在传送装置1所进行的运行中控制作用到传送单元Tn上的法向合力FΣNn(横向于推进力FVn)。法向力FNn的控制本身仅如下轨道区段感兴趣，在所述轨道区段上仅在传送轨道15的一侧(沿前进方向V观察)上设置有传送线圈7(或8)(例如在图1的A4)。在具有设置在两侧的驱动线圈(例如在图1中的A9)的轨道区段上，作用的法向力部分地抵消(尤其是磁力FMn)，并且法向合力也能够由两个引导元件9承接，由此机械负载也减半。此外，在这样的区段上的传送单元Tn也不能从传送轨道15上落下。
为了控制法向力FNn，需要知道在传送轨道15的特定位置上在法线方向N上作用到传送单元Tn上的力。所述外部力FEn例如可以借助合适的传感器被确定。例如，在法线方向N上的加速度可以通过在传送单元Tn上的加速度传感器测量，由此作为外部力FEn的动态的力可以作为传送单元Tn的已知质量(包括装载物)与在法线方向N上加速度的乘积被计算。但也可以提供一模型，以便根据已知数值计算外部力FEn。例如，模型可以由传送轨道15(例如弯道)的已知曲率半径、在前进方向V上的速度和传送单元Tn的质量(包括同样可以假定是已知的装载物)来确定作为外部力FEn的离心力。但所述外部力FEn例如也可以在规划传送装置1时被配置，即在传送轨道15的特定位置上特定的出现的外部力FEn可以被假定、计算、模拟等并且针对该位置被存储。在规划传送装置1时，通常也规划传送单元Tn的运动，以此出现在某个轨道区段上的外部力FEn能够被估算并且能够被存储以控制法向力FNn。
所述作用的磁力FMn同样可以被假定是已知的。因为传送装置1的构造是已知的，磁力FMn例如能够被测量、模拟或计算。
预先给定的所需的保持力FHnmin或者等同地待设定的额定法向合力FΣNnsoll可以作为用于控制的额定值，并且法向力FNn可以通过控制器Rk被调节，以便在任何时刻或在传送轨道15的任何位置上确保法向合力FΣNn总是等于或至少不低于预先给定的保持力FHnmin。在该情况下，所述磁力FMn以及可选地外部力FEn对于控制器Rk也必须是已知的，这些力被供应给控制器Rk或在控制器Rk中被确定。与此等效的，额定法向力FNnsoll也可以作为额定值被输送给控制器Rk，该额定法向力待被设定以便达到预先给定的保持力FHmin。在所述情况下磁力FMn以及可选地外部力FEn在上级单元中、例如在系统控制单元10中或分段控制单元11k中被考虑。在最简单的情况下，额定法向力FNnsoll也可以根据经验(例如基于实验)被预先给定，该额定法向力足够用于至少在一个轨道区段中确保维持预先给定的保持力FHnmin。在此，甚至连磁力FMn和可选地外部力FEn不是必须已知的，因为可以直接针对额定法向力FNnsoll进行控制。控制器Rk例如可以集成到分段控制单元11k中，在以下在不限制一般性的情况下以其为出发点。此外，在以下以控制器Rk得到额定法向力FNnsoll作为额定值为出发点。
用于控制传送单元Tn的控制器Rk现在被分成用于控制推进力FVn的控制器Rq和用于控制法向力FNn的控制器Rd，如在图10中示出的那样。在此，所述控制器Rq对应于推进力FVn的传统控制器，例如上面参照图6至图9所说明的。但所述控制器Rq的具体设计对于按照本发明控制法向力FNn不起作用。如之前，由上级单元、例如系统控制单元10预先给定利用控制器Rq用于控制推进力FVn的额定值SGqn以及利用控制器Rd用于控制法向力FNn的额定值SGdn。用于控制法向力FNn的额定值SGdn优选是额定法向力FNnsoll或者等同地是在气隙中的额定磁通量ψnsoll。在此计算的形成推进力的电流分量iAnq和形成法向力的电流分量iAnd被一起作为定子电流iAn的电流矢量传送给电流控制器RI，该电流控制器RI再次计算要施加的线圈电压uSj。如上所述，转换单元20可以设置在电流控制器RI的前面或后面。
在最简单的情况下，在额定法向力FNnsoll或与之等同的额定磁通量ψnsoll与形成法向力的电流分量iAnd之间的已知关系f能够被考虑，以便在一种前馈调节中控制用于传送单元Tn的法向力FNn，如在图11中所示的。同样，也能够直接预先给定用于形成法向力的电流分量iAndsoll的额定值。在所述情况下，所述函数关系f由单位函数给出。由于传送装置1的预先给定且已知的构造，所以在法向力FNn(或磁通量ψ)和形成法向力的电流分量iAnd之间的关系f可以被提前确定(例如被计算、模拟或测量)并且可以被假定为是已知的。这种关系f在控制器Rd中例如作为数学函数或模型执行。具有在法线方向N上已知感应率LSd的简单关系例如能够以该形式
Figure GDA0003571897280000171
写入。
反馈法向力控制器RN(例如简单的PI控制器或PID控制器)也可以被执行以代替简单的前馈控制，该反馈法向力控制器由用于控制法向力FNn的预先给定的额定值SGdn(额定法向力FNnsoll或额定磁通量ψnsoll亦或额定法向合力FΣNnsoll)计算所需的形成法向力的电流分量iAnd，如在图12中示出的那样。为此需要的实际值IGdn(例如当前作用在气隙中的磁通量ψ)可以被测量或在观察器中由其它测量值(例如当前线圈电流和当前线圈电压)被估算。
基于传送轨道和传送单元Tn的已知构造，基于驱动磁体4作用的磁通量ψx可以作为传送单元Tn相对于传送轨道15的位置x(见图2)的函数在传送单元Tn的长度上(或在驱动磁体4、5的长度上)被提前确定。例如，磁通量ψx的所述变化过程能够提前被测量(例如通过测量感应电压(EMK电压)及其积分)被模拟(例如在FEM模拟中或通过磁阻网络)或者也可以通过通量观察器被估算。该磁通量ψx的示例性变化过程在图13中示出。
所述变化过程能够被存储，例如存储在控制器Rk中或者在分段控制单元11k中，并且能够在控制器Rd中使用，以便因此执行用于法向力控制器RN的预控制。例如可以执行
Figure GDA0003571897280000172
形式的简单的预控制律，其涉及预先给定的额定通量ψnsoll、作为传送单元Tn的位置(这可以从图13中的变化过程中推断出)的函数的通量变化过程ψ(x)与在d方向上已知的感应率LSd。当然，即使没有如在图13中的变化过程，也能够实现其它合适的预控制律。具有预控制VS的控制器Rd便可以如在图14中示出的那样被执行。
在此，额定磁通量ψnsoll被预先给定作为额定值SGdn。额定磁通量ψnsoll被供应给预控制VS，该预控制VS由此例如如上所述计算预控制电流iVS。在所述实施例中，实际磁通量ψnist作为实际值IGdn在观察器21中被估算。额定磁通量ψnsoll与实际磁通量ψnist之间的控制差值被供应给法向力控制器RN，该法向力控制器仅需要通过控制电流iRN控制小的控制偏差。
当在预控制VS中根据位置考虑磁通量的变化过程时，所述通量变化通过预控制得以补偿。因此，与之相关的法向力变化能够简单地得到补偿，这还能够进一步提高传送单元Tn的运转平稳性。

Claims (7)

1.一种用于在通过传送装置(1)预先给定的传送轨道(15)的轨道区段上控制作用到传送装置(1)的传送单元(Tn)上的法向力(FNn)的方法，所述传送装置为长定子直线电机形式，在所述轨道区段上仅在所述传送单元(Tn)的一侧上设置有长定子直线电机的驱动线圈(7、8)并且所述传送单元(Tn)在所述侧上通过引导元件(9)保持在传送轨道(15)上，在法向方向(N)上的外部力(FEn)作用到传送单元(Tn)上，其中，在传送单元(Tn)上的若干个驱动磁体(4、5)与若干个驱动线圈(7、8)配合作用以产生法向力(FNn)，并且所述法向力(FNn)利用用于控制法向力(FNn)的控制器(Rk)控制，其特征在于，该控制器(Rk)确定与传送单元(Tn)配合作用的驱动线圈(7、8)的驱动电流(iAn)的形成法向力的电流分量(iAnd)，使得作用到传送单元(Tn)上的法向合力(FΣNn)作为法向力(FNn)、在法向方向(N)上由驱动磁体(4、5)引起的磁力(FMn)以及在法向方向(N)上作用到传送单元(Tn)上的外部力(FEn)的总和至少等于在法向方向(N)上预先给定的保持力(FNnmin)，所述预先给定的保持力(FNnmin)是在法向方向(N)上的力，该力被需要用于将传送单元(Tn)可靠地保持在传送轨道(15)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于控制法向力(FNn)的控制器(Rk)由在驱动电流(iA)的形成法向力的电流分量(iAnd)与用于控制法向力(FNn)的额定值(SGdn)之间已知的函数关系(f)确定驱动电流(iAn)的形成法向力的电流分量(iAnd)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将额定通量(ψnsoll)规定为用于控制法向力(FNn)的额定值(SGdn)，并且形成法向力的电流分量(iAnd)作为所述额定通量(ψnsoll)与在法向方向(N)上已知的感应率(LSd)的商被计算。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于控制法向力(FNn)的控制器(Rk)中借助法向力控制器(Rd)由在用于控制法向力(FNn)的额定值(SGdn)与用于控制法向力(FNn)的实际值(IGdn)的差值确定形成法向力的电流分量(iAnd)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于控制法向力(FNn)的控制器(Rk)中借助于预控制根据用于控制法向力(FNn)的额定值确定预控制电流(iVS)，并且借助法向力控制器(Rd)由用于控制法向力(FNn)的额定值(SGdn)与用于控制法向力(FNn)的实际值(IGdn)的差值确定控制电流(iRn)，并且形成法向力的电流分量(iAnd)作为所述预控制电流(iVS)和控制电流(iRn)的总和被确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预控制电流(iVS)借助传送单元(Tn)的位置(x)相对于传送轨道(15)的已知关系被确定。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在用于控制传送单元(Tn)的向前力(FVn)的控制器(Rq)中确定形成向前力的电流分量(iAnq)并且将与传送单元(Tn)配合作用的驱动线圈(7、8)的驱动电流(iAn)确定为由形成向前力的电流分量(iAnq)与形成法向力的电流分量(iAnd)形成的矢量总和，并且将所述驱动电流(iAn)转换成线圈电压(US)，该线圈电压被施加到与传送单元(Tn)配合作用的驱动线圈(7、8)上。
CN201810233538.5A 2017-03-21 2018-03-21 用于控制长定子直线电机的传送单元的法向力的方法 Active CN108631540B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50226/2017A AT519664B1 (de) 2017-03-21 2017-03-21 Verfahren zur Regelung der Normalkraft einer Transporteinheit eines Langstatorlinearmotors
ATA50226/2017 2017-03-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108631540A CN108631540A (zh) 2018-10-09
CN108631540B true CN108631540B (zh) 2022-08-19

Family

ID=61655610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810233538.5A Active CN108631540B (zh) 2017-03-21 2018-03-21 用于控制长定子直线电机的传送单元的法向力的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10246266B2 (zh)
EP (3) EP4049886B1 (zh)
CN (1) CN108631540B (zh)
AT (1) AT519664B1 (zh)
CA (1) CA2998706A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3063983A1 (fr) * 2017-03-17 2018-09-21 C.E.R.M.E.X. Constructions Etudes Et Recherches De Materiels Pour L'emballage D'expedition Dispositif de transfert d'objets
AT520088B1 (de) * 2017-06-29 2019-01-15 B & R Ind Automation Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Transporteinrichtung in Form eines Langstatorlinearmotors
EP3489175B1 (de) * 2017-11-24 2020-02-26 B&R Industrial Automation GmbH Transporteinrichtung in form eines langstatorlinearmotors mit wendeabschnitt
EP3501878B1 (de) * 2017-12-22 2022-07-13 B&R Industrial Automation GmbH Transporteinrichtung in form eines langstatorlinearmotors
EP3569528B1 (de) * 2018-05-16 2020-07-29 Schneider Electric Industries SAS Transportsystem
MX2021014199A (es) 2019-05-21 2022-01-31 Westrock Packaging Systems Llc Sistema de medicion de producto de paso flexible.
CN113891845B (zh) * 2019-05-28 2023-10-20 B和R工业自动化有限公司 运输装置
CN114502471A (zh) 2019-07-30 2022-05-13 安海斯-布希英博有限公司 物品拾取和处理设备
AT523102A1 (de) 2019-10-31 2021-05-15 B & R Ind Automation Gmbh Transporteinrichtung in Form eines Langstatorlinearmotors
AT523101A1 (de) 2019-10-31 2021-05-15 B & R Ind Automation Gmbh Transporteinrichtung in Form eines Langstatorlinearmotors
CN110950003B (zh) * 2019-11-26 2021-05-14 歌尔股份有限公司 一种线性传送系统及其控制方法
US11472638B2 (en) * 2020-02-07 2022-10-18 Canon Kabushiki Kaisha Conveyance apparatus, production system, and method for manufacturing article
CN111806246A (zh) * 2020-03-20 2020-10-23 同济大学 一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法
US20240030797A1 (en) 2020-09-03 2024-01-25 B&R Industrial Automation GmbH Method for operating a linear motor
CN112380670B (zh) * 2020-10-13 2023-08-29 中国科学院电工研究所 基于虚拟动子的分段供电直线感应电机建模方法、系统
AT524046B1 (de) 2020-12-01 2022-02-15 B & R Ind Automation Gmbh Transporteinrichtung in Form eines Langstatorlinearmotors
CN112572816A (zh) * 2020-12-30 2021-03-30 肖瑞文 一种脉冲磁震弹射器
CN113965135B (zh) * 2021-10-19 2023-10-20 北京航空航天大学 一种直线电机无位置传感器控制系统
GB2614439A (en) * 2021-11-29 2023-07-05 Chaabi Faycal Transportation systems
WO2023126356A1 (de) 2021-12-27 2023-07-06 B&R Industrial Automation GmbH Stromsymmetrieregelung
CN117002267B (zh) * 2023-10-07 2023-12-12 西南交通大学 一种新型短定子磁浮列车系统及控制方法
CN117021962B (zh) * 2023-10-07 2024-01-19 成都尚华电气有限公司 一种基于短定子直线电机驱动的列车、系统及控制方法
CN117200536B (zh) * 2023-11-07 2024-01-16 深圳市艾姆克斯科技有限公司 一种直线电机及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10241471A1 (de) * 2002-09-04 2004-03-25 Fachhochschule Jena Verfahren zur getrennten Steuerung der Vorschubkraft und der Normalkraft eines Induktionsmotors
CN103181073A (zh) * 2010-10-26 2013-06-26 村田机械株式会社 离散配置线性电动机
CN103998358A (zh) * 2011-09-09 2014-08-20 维斯公司 传送设备
US20160380562A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.M.B.H. Method and long stator linear motor for transferring a transport unit at a transfer position

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1596424A (zh) 1968-12-26 1970-06-15
DE4133114C2 (de) * 1991-10-05 1996-11-21 Michael Rupp Fördersystem für Stückgut
EP1547230B1 (en) 2002-06-05 2017-03-22 Jacobs Automation, Inc. Controlled motion system
CN1791527A (zh) 2003-05-21 2006-06-21 希尔霍尔茨传送电梯瑞士股份公司 导轨装置、道岔和具有磁致伸缩的传感器的输送装置
US9032880B2 (en) 2009-01-23 2015-05-19 Magnemotion, Inc. Transport system powered by short block linear synchronous motors and switching mechanism
DE202012013152U1 (de) 2012-03-27 2015-02-11 Beckhoff Automation Gmbh Statorvorrichtung für einen Linearmotor und lineares Transportsystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10241471A1 (de) * 2002-09-04 2004-03-25 Fachhochschule Jena Verfahren zur getrennten Steuerung der Vorschubkraft und der Normalkraft eines Induktionsmotors
CN103181073A (zh) * 2010-10-26 2013-06-26 村田机械株式会社 离散配置线性电动机
CN103998358A (zh) * 2011-09-09 2014-08-20 维斯公司 传送设备
US20160380562A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.M.B.H. Method and long stator linear motor for transferring a transport unit at a transfer position

Also Published As

Publication number Publication date
CA2998706A1 (en) 2018-09-21
EP3978300A1 (de) 2022-04-06
EP3385110A1 (de) 2018-10-10
EP3385110B1 (de) 2022-10-05
US20180273304A1 (en) 2018-09-27
EP4049886B1 (de) 2023-07-19
AT519664B1 (de) 2018-09-15
CN108631540A (zh) 2018-10-09
US10246266B2 (en) 2019-04-02
EP4049886A1 (de) 2022-08-31
EP3978300B1 (de) 2023-03-08
AT519664A4 (de) 2018-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108631540B (zh) 用于控制长定子直线电机的传送单元的法向力的方法
CN109217616B (zh) 用于运行运输装置的方法及其应用和运输装置及其应用
US10917027B2 (en) Method and long stator linear motor for transferring a transport unit at a transfer position
JP4097848B2 (ja) エレベータ案内装置
JP7452952B2 (ja) 移行位置における運搬ユニットを移行するための方法と長固定子リニアモータ
US10689227B2 (en) Electric linear motor
JP2020025436A5 (zh)
KR101197257B1 (ko) 정지 성능이 향상된 자기부상 이송 시스템
KR20200011897A (ko) 충돌 모니터링 및 이송 유닛을 갖는 롱 스테이터 선형 모터를 작동하는 방법
JP2019221131A (ja) 長固定子リニアモータの短絡ブレーキ
CN110498236B (zh) 输送系统
KR101764861B1 (ko) 액티브 완충 스프링을 갖는 자기부상 열차
CN115967250A (zh) 线性电机系统
WO2012056843A1 (ja) 離散配置リニアモータの乗り移り制御装置
JPH072456A (ja) エレベータの走行案内装置
KR20090083183A (ko) 철도차량용 선형유도전동기의 공극제어 시스템
CN112299208A (zh) 用于乘客或货物的输送机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant