CN110611458A - 长定子直线电机的短路制动 - Google Patents

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Abstract

为了能够实现长定子直线电机(1)的运输单元的可靠的制动，其中，长定子直线电机(1)的多个(m)驱动线圈(Sm)在正常运行中这样被通电，使得与运输单元(2)耦合的磁场沿着运动方向(x)运动，以便使运输单元(2)沿着运动方向(x)运动，按照本发明在运输单元(2)的制动过程中切换到调节的短路模式(M)中，在该短路模式中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分至少在第一时间区段上在短路中运行。

Description

长定子直线电机的短路制动
技术领域
本发明涉及一种用于操控长定子直线电机的多个驱动线圈的方法，其中，所述驱动线圈在正常运行中这样地被通电，使得与运输单元耦合的磁场沿着运动方向运动，以便使运输单元沿着该运动方向运动。本发明同样涉及一种长定子直线电机，其包括多个驱动线圈和至少一个运输单元，其中，所述驱动线圈这样地由通过线圈调节器控制的长定子直线电机控制装置通电，使得与运输单元耦合的磁场沿着运动方向运动，以便使运输单元沿运动方向运动。
背景技术
为了符合现代的灵活的物流单元的要求，长定子直线电机(LLM)增加地作为常规的循环输送带使用、例如作为旋转线性传动单元、例如在输送带上的旋转的发动机的备件使用。长定子直线电机的特征在于在整个工作区域上的较好的和较灵活的利用。因此可以利用速度和加速度从零直到最大值的范围。此外作为优点列举可运动的运输单元(往返运输工具)的单独的调节或控制、改善的能量利用、基于较小数量的磨损件的维修费的减少、运输单元的简单的替换、有效率的监控和较简单的故障探测、通过除去电流空位地电流的接收的优化。
长定子直线电机的定子包括许多沿运输单元的运动方向并排设置的驱动线圈，所述驱动线圈一起形成长定子直线电机的定子。所述驱动线圈单独或成组地被操控，其中，在长定子直线电机的运行中经常也希望或需要，改变驱动线圈的极性、即电流方向。通过操控驱动线圈产生运动的磁场，该运动的磁场与在长定子直线电机的运输单元上的激励磁体(通常永磁体)共同作用，以便产生作用到运输单元上的推进力并且因此使运输单元沿着定子运动。为了对驱动线圈通电以用于产生磁场，通常提供在第一运行电位与第二运行电位之间的运行电压。这样的长定子直线电机在不同的设计中充分已知，例如由WO2013/143783A1、US 6,876,107 B2、US 2013/0074724 A1或WO2004/103792 A1已知，以只指出一些。
操控驱动线圈并且能够实现线圈电压的极性的改变的可能性是使用全桥，如其在US 2006/0220623 A1中公开的那样。运行电压在此分别施加到全桥的第一和第二支路上，驱动线圈切换到全桥的横向支路上。通过合适地操控全桥的四个开关(双极晶体管、MOSFET、IGBT等)，可以到驱动线圈上将希望的、或通过线圈调节预定的线圈电压以希望的极性和高度施加到驱动线圈上。为了可以单独地操控驱动线圈，每个驱动线圈必须设有全桥。然而这意味着，每个驱动线圈需要四个开关。在当然高数量的长定子直线电机定子的驱动线圈的情况下，因此由于高数量的开关而产生高的费用和高的电路技术的耗费。
AT 518 721A1公开代替全桥而使用半桥，其中，半桥的中点分别与驱动线圈的第一接头连接。驱动线圈的第二接头连接至调节点，并且通过调节单元将在调节点上的实际电位调节到预定的电位。因此，尽管使用半桥，仍可以将正的和负的线圈电压施加到驱动线圈上。
可以希望的是，对运输单元快速制动。在例外情况下、例如在长定子直线电机的区域中的人员安全的危险、系统超载、电压过高但也例如损失位置或速度信息时，例如可能需要，引入立即的紧急停车，因此运输单元的所有或一部分(例如一定的区域中的所有运输单元)必须被置于停止运行中。US 2012/193172例如公开特别地安装在直线发动机上的制动线圈，以用于产生制动作用。但这样的附加的制动绕线提高结构的耗费和用于长定子直线电机的费用并且因此是不希望的。
发明内容
本发明的任务是，以简单的方式能够实现长定子直线电机的运输单元的可靠的制动。
该任务按照本发明通过如下方式解决，即在运输单元的制动过程中切换到调节的短路模式中，在该短路模式中，所述驱动线圈中的至少一部分至少在第一时间区段上在短路中运行。所述任务同样通过一种短路调节器解决，该短路调节器在运输单元的制动过程中将所述驱动线圈中的至少一部分至少在第一时间区段上短路。在引入运输单元的制动过程之后，通常相关的驱动线圈切换成无电流(原则上对应于空载)，以便使运输单元不再主动继续运动。然而运输单元在没有合适的动作的情况下沿长定子直线电机的定子以小的减速继续运动直到停止运行(基于运输单元在运输路段上的希望的低摩擦的支撑或引导)，这是不希望的，因为运输单元通常应该非常迅速地被置于停止运行中。在运输单元的继续运动中，通过激励磁体本身产生运动的磁场。该磁场随运输单元沿着定子运动并且因此也具有运输单元的速度。在此该磁场也与定子的驱动线圈共同作用，这在驱动线圈的端子打开时没有效果。然而与运输单元磁性耦合的驱动线圈在端子短路时通过电磁力(EMK)分别感应出线圈短路电流。该线圈短路电流按照洛伦兹定律抑制由运输单元引起的磁场，因此运输单元相对迅速地被制动。因此驱动线圈中的至少一部分的短路优选在整个制动过程期间、即直到运输单元停止运行被维持。这意味着，第一时间区段在整个制动过程上延伸，其中，所述短路可以在运输单元停止运行之后被取消。当第一时间区段较短地选择时，则运输单元可以至少制动到非关键的速度，运输单元然后可以从所述速度例如“缓慢滑行到停止”。
有利地，在调节的短路模式中，所述驱动线圈中的至少一部分至少在第二时间区段上在空载中运行。在短路中，相关的线圈端子闭合，在空载中，相关的线圈端子打开。在合适地选择第一和第二时间区段时，可以这样调节(作为分别流过的线圈短路电流总和的)短路电流，使得沿力方向实现较大的电流分量(即笛卡尔的场定向的dq坐标系中的q方向)。因此提高短路电流的份额，该短路电流抑制起推进运动作用的场方向，因此取得比在持久短路中更大的制动作用并且因此运输单元还较快速地停止运行。因此即使在较小的短路电流时仍可以取得较高的制动力和因此运输单元的较好的和较迅速的制动。此外，实现较小的电流负载和较小的场削弱。较小的场削弱还决定较小的法向力减少，因此也许附加地可以阻止，运输单元在确定的速度时、例如在运输路段的弯道区域中可能从定子升起。
有利地，确定全部流过驱动线圈的短路电流并且借助预定的关系式确定具有最大的形成推进力的短路电流分量icq的理论短路电流。在调节的短路模式中，可以在短路电流小于理论短路电流的短路阶段中，使所述驱动线圈中的至少一部分在短路中运行。在短路电流达到或超过理论短路电流的空载阶段中，所述驱动线圈中的至少一部分可以在空载中运行。
但在调节的短路模式中在短路电流小于理论短路电流乘以一个因数的短路阶段中，可以使所述驱动线圈中的至少一部分在短路中运行。在短路电流等于或超过理论短路电流乘以一个因数的混合阶段中，所述驱动线圈中的至少一部分交替地在短路和空载中运行。在短路电流等于或超过理论短路电流乘以项2减去因数a的空载阶段中，所述驱动线圈中的至少一部分在空载中运行。
优选地，预定的关系式f对应于：其中Ψ对应于主磁通并且L对应于不饱和的电感，并且所述关系式可以由在多相的供给时的定子电压方程导出。
在混合阶段中，所述驱动线圈中的至少一部分可以分别交替地在短路时间间隔上在短路中运行并且在空载时间间隔上在空载中运行，其中，短路时间间隔的持续时间相对于空载时间间隔的持续时间确定并且有利地通过带有误差偏差的三阶多项式来计算。
此外，所述因数可以选择为0.85，其引起特别良好的制动作用，如也在实际中所证实的那样。
完全特别有利的是，仅与运输单元磁性耦合的驱动线圈切换到调节的短路模式中。因此，不是整个长定子直线电机的所有驱动线圈必须被切换到短路模式中。因此，例如可以按照需要也制动仅一个运输单元，对此其他的运输单元不由制动过程涉及。
为此，与运输单元磁性耦合的驱动线圈可以借助位置传感器来确定。这可以是有利的，即本来就已经有位置传感器设置在长定子直线电机上。
但是，与运输单元磁性耦合的驱动线圈也可以通过在相应的驱动线圈中感应出的线圈短路电流来识别。该感应出的线圈短路电流能够推断出与运输单元的磁性的耦合。
当然也可以按照期望将其他的驱动线圈切换到调节的短路模式中，例如确定数量的驱动线圈，所述驱动线圈沿运动方向处于运输单元之前等。
制动过程的持续时间除了选择第一或第二时间区段之外也与运输单元的质量以及与结合到运输单元上的附加的质量(待运输物料、工件、…)和/或运输单元的速度有关。在制动过程期间释放的能量主要在绕组阻抗中(铜损)和在铁(主要涡电流损耗)中转化为热量。
短路可以针对长定子直线电机控制单元的不同的设计方案意味着不同的开关位置。如果长定子直线电机控制单元包括全桥，如在US2006/0220623A1中那样，为每个驱动线圈分别具有四个开关，则可以在短路阶段或短路时间间隔中的调节的短路期间切换无间隙的短路。然而，如果长定子直线电机控制单元包括半桥，其为每个驱动线圈具有上面的和下面的开关(参看AT518721A1)，则在短路阶段或短路时间间隔中调制所述短路。这意味着，半桥的上面的开关与半桥的下面的开关交替地接通，优选以比例50/50。然而在此上面的开关和下面的开关不允许同时接通。
附图说明
以下参考图1至7更详细地阐述本发明，所述附图示例性地、示意性且非限制地示出本发明有利的设计方案。在此：
图1示出长定子直线电机构造；
图2a示出用于操控驱动线圈的全桥；
图2b示出用于操控驱动线圈的半桥；
图3示出形成力矩的短路电流、形成场的短路电流和由多个重叠的线圈综合的短路电流的时间上的变化曲线；
图4示出制动力作为短路电流的函数的近似；
图5示出对于短路时间间隔和空载时间间隔的典型的切换模式；
图6a和6b示出短路时间间隔关于短路电流和误差偏差的变化曲线；
图7示出多个线圈的第一和第二短路电流和产生的第一和第二制动力的时间上的变化曲线。
具体实施方式
图1示出长定子直线电机2的简单的实例。长定子直线电机2在此设计为封闭的运输路段20。在运输路段20上沿运输单元1的运动方向x相继地设有多个m驱动线圈Sm，所述驱动线圈在正常运行中在(只针对一些驱动线圈Sm示出的)线圈调节装置R的控制下分别以线圈电流im通电，以便产生运动的磁场。此外，设有长定子直线电机控制单元4，其在这里是线圈调节装置R的集成的组成部分。以im表征的箭头在此当然仅示意性地可见。驱动线圈Sm也可以以其他方式与控制单元连接以便以线圈电流im对驱动线圈Sm通电，如进一步在下面借助图2a、2b示例性地示出的那样。不仅线圈调节装置R而且长定子直线电机控制单元4均可以设计为合适的硬件(也相同的)和/或设计为在适合的硬件上运行的软件。长定子直线电机控制单元4为每个驱动线圈Sm具有全桥VB(包括四个开关)或半桥HB(包括两个开关)并且也可以包括多个子单元，所述子单元也可以直接设置在驱动线圈Sm上。通过长定子直线电机控制单元4的全桥VB或半桥HB的开关的开关位置，驱动线圈Sm在正常运行中被供以线圈电流im或与线圈电流im断开。
沿运动方向x并排设置的驱动线圈Sm设置在运输路段20上的位置固定的保持结构3上(仅在图1中示出)。运输单元1沿着运输路段20沿运动方向x运动，并且为此分别以合适的方式在静止设置的运输路段20上被引导和保持。
运输单元1具有沿运动方向x侧向设置的第一磁体M1并且如在图1中示出的那样还可以具有侧向设置的磁体M2，该磁体可以沿横向于运动方向x的横向方向处于第一磁体M1的对面。如果运输单元1在两侧上分别具有第一磁体M1或第二磁体M2，则可以与此配合地(沿运动方向x看)在运输路段20的两侧上分别设置驱动线圈Sm，所述驱动线圈与相应的磁体M1、M2共同作用以便引起运输单元1的运动。为了运动，优选只在磁体M1、M2的区域中的驱动线圈Sm由线圈调节装置R供以电流，其中，该区域也可以包括处于运输单元1之前和/或之后的驱动线圈Sm。不言而喻地也可以使多于一个运输单元1沿运输路段20运动，其中，可以通过对在运输单元1的区域中的驱动线圈Sm的相应的通电使每个运输单元1与其他的运输单元1(在方向、位置、速度和加速度上)无关地运动。为了确定运输单元1在定子上的位置并且因此确定当前要通电的沿运输路段处于运输单元1附件的线圈Sm，例如可以设置电流传感器。
运输路段20可以在此按照应用和需要任意成形并且可以具有封闭的和/或打开的路段区段。运输路段20不必处于一个平面中，而是可以也任意地在空间中被引导。通常，运输路段20包括多个组合而成的运输分段，所述运输分段分别包括一定数量的驱动线圈Sm。同样地也已知转辙器，以便将运输单元1从第一运输路段20引导到第二运输路段20上。对于运输单元1的运动所需要的推进力众所周知地由定子电流iA的形成推进力的电流分量iq(q分量)形成。定子电流iA是具有q和d分量(形成法向力的电流分量)的电流矢量并且对应于作用到运输单元1上的驱动线圈Sm的所有线圈电流im的矢量的总电流。因此，为了使运输单元1正常地向前运动，形成推进力的电流分量iq(q分量)就足够。不用于向前运动的法向力由定子电流iA的形成法向力的电流分量id(d分量)形成。在长定子直线电机中，通常多个驱动线圈Sm同时作用到运输单元1上，以便实现沿运动方向x的运动。当不存在d分量时，则形成推进力的电流分量iq对应于作用到运输单元1上的驱动线圈Sm的所有线圈电流im的矢量的总电流。在线圈调节器R中计算的形成推进力的电流分量iq因此还必须换算成和划分成驱动线圈Sm的实际起作用的线圈电流并且将其施加在驱动线圈上，这是充分已知的。长定子直线电机2的基本的工作原理充分已知，因此在这里不对其进一步讨论。
在制动过程的范围中，运输单元1可以被制动，其方式为：将例如与运输单元1共同作用的对应的驱动线圈Sm或所有驱动线圈Sm或例如沿运动方向设置的驱动线圈Sm等短路。为此使例如长定子直线电机控制单元4的全桥VB/半桥HB的开关置于合适的部位中，这可以通过短路调节器K发起。但当然还可以以另一种方式产生所述短路，例如通过并联于驱动线圈Sm的开关。“短路”在使用长定子直线电机控制装置4中的全桥的情况下可以意味着无间隙的短路。
图2a示出用于以线圈电流im对驱动线圈Sm通电的全桥VB。驱动线圈Sm具有第一线圈接头Sm1和第二线圈接头Sm2。全桥VB包括两个主支路，其中，第一主支路包括两个开关S11、S21，这两个开关串联地处于运行电压Ub上，该运行电压通过在全桥VB的输入端子上的第一运行电位Ub1和第二运行电位Ub2的差形成。第二主支路也包括两个开关S11‘、S21‘，这两个开关串联地处于运行电压Ub上。在第一主支路的第一开关S11与第二开关S21的连接点之间存在横向支路的第一横向接头Q1。相当地，在第二主支路的第一开关S11‘与第二开关S21‘的连接点之间存在横向支路的第二横向接头Q2。驱动线圈Sm的第一线圈接头Sm1与第一横向接头Q1连接，驱动线圈Sm的第二线圈接头Sm2与第二横向接头Q2连接。通过用长定子直线电机控制装置4(在这里未表示)合适地操控开关S11、S21、S11‘、S21‘，可以在第一线圈接头Sm1与第二线圈接头Sm2之间施加相同的电位，而线圈电流流过。在无间隙的短路中，因此开关S11和S11‘接通(在开关S21和S21‘打开时)或开关S21、S21‘接通(在开关S11、S11‘打开时)。
也可以由长定子直线电机控制装置4操控半桥HB，以便以线圈电流im对驱动线圈Sm通电，例如在图2b中示出的那样。在此放弃全桥VB的第二主支路，因此运行电压Ub仅施加在第一主支路上、在第一输入端子A1与第二输入端子B1之间并且在第一输入端子与第二输入端子之间串联连接的第一开关S11和第二开关S21上。在第一开关S11与第二开关S21之间的连接点称为中点C1并且与驱动线圈Sm的第一接头Sm1连接。驱动线圈Sm的第二接头L12例如处于在调节点C上的由电位调节单元预定的电位Ux。通常，所有的(在这里未表示的)驱动线圈Sm的第二接头Sm2与调节点C连接并且被调节到电位Ux上，该电位通常对应于运行电压Ub的一半。
在使用半桥HB时不可能通过这两个开关S11和S12来使驱动线圈Sm直接短路，因为开关S11和S21从不允许同时闭合。因此，为了不能使运行电压Ub短路，在使用半桥HB时设置“PWM短路”。PWM短路意味着，半桥HB的分别上面的开关S11和下面的开关S21交替地接通，例如借助在周期持续时间T上的50/50节拍。因此，在驱动线圈Sm的两个接口Sm1、Sm2上存在着相同的电位Ux——类似于在图2a中示出的全桥VB，其中在无间隙的短路中这两个线圈接头Sm1、Sm2处于第一运行电位Ub1或第二运行电位Ub2上。在交换半桥HB的闭合的/打开的开关时，可以维持最小的保护时间，以便清除也许存在的剩余电荷。
PWM短路任何时刻都不对应于无间隙的短路，然而可以通过线圈电压在切换周期上的时间上的积分作为短路解释。在此时相关的驱动线圈Sm当然不再由调节单元R供以线圈电流im。然而在与运输单元1耦合的驱动线圈Sm中基于沿运动方向x的继续运动分别基于通过EMK(电磁力)感应出的电压而产生线圈短路电流icm。
因为定子电流iA(在dq坐标系中)对应于所有的线圈电流的矢量的总电流，短路电流ic(在dq坐标系中)也作为线圈短路电流icm的矢量的总和得出。图3示出在制动过程期间的持久的短路时短路电流ic的时间上的变化曲线。可看出，短路电流ic从制动时刻O开始包括具有振荡特性的定子的短路电流ic的典型的变化曲线。这样在超瞬态的变化曲线之后出现瞬态的变化曲线，紧接着最后跟着大致恒定的变化曲线，所述变化曲线再次最后下降并且趋向零。该下降通过如下方式引起：驱动的电磁力(EMK)减少，因为运输单元1的速度在该时刻已经是小的。
同样在图3中示出短路电流ic的形成推进力的短路电流分量icq和形成场的、即沿场方向指向的短路电流分量icd的变化曲线。形成推进力的短路电流分量icq在此以相同的方式负责用于制动运输单元1，形成推进力的电流分量iq在正常运行中负责用于使运输单元1沿运动方向x运动。因此值得期望的是，将形成推进力的短路电流分量icq在调节的短路模式M的期间附加地放大或最大化。形成推进力的短路电流分量icq的这种放大通过合适地选择短路和空载阶段来实现。
可以形成在形成推进力的电流分量iq作为整个短路电流ic的函数之间的关系的评估，而不需要关于位置或角度的附加的信息。为此从形成用于多相供电的定子电压方程出发。定子方程按照速度求解并且假定静态的情况(即没有在时间上的改变，这再次表示速度零)。在考虑关系的情况下按照求解定子方程。永磁体的磁通Ψ可以大致假定为恒定。由此确定的关系使用到力方程中，紧接着按照短路电流ic导出力方程。将导出的力方程设为零对应于形成推进力的电流分量iq相对于整个短路电流ic的优化的关系，即形成推进力的电流分量iq的最大化。由此可以导出用于优化的理论短路电流ic_soll的关系式f：
具有最大的形成推进力的短路电流分量icq的优化的理论短路电流ic_soll因此可以基于定子电压方程按照关系式f：确定。
用于电感L和磁通Ψ的对应的值例如可以通过试验确定。
在图4中对于运输单元1的一定的速度示出制动力Fb作为短路电流ic的函数的近似关系，其中，在横坐标上记录短路电流ic并且在纵坐标上记录起作用的制动力Fb。优化的理论短路电流ic_soll同样标出并且表示短路电流ic，该短路电流产生最大的制动力Fb，因为形成推进力的短路电流分量icq最大化。
为了在制动过程的开始，但也在制动过程开始之后的每个周期中确定实际短路电流ic，可以使所有驱动线圈Sm、一个分段的驱动线圈Sm或只与运输单元1耦合的驱动线圈Sm(只要已知)在短的时间段上短路。短路电流ic可以作为测量出的线圈短路电流icm的矢量的总和来计算。
图5示出典型的周期T，在该周期中短路时间间隔tc_ks和空载时间间隔tc_ll交替。周期T在这里示例性地假定为恒定，但当然也可以变化。
在使用全桥VB(参考图2a)时，开关S11、S21、S11‘、S21‘在空载时间间隔tc_ll中打开并且在用于无间隙的短路的短路时间间隔tc_ks中开关S21和S21‘或开关S11和S11‘接通。在空载时间间隔tc_ll中，全桥VB的所有四个开关S11、S21‘、S11‘、S21均打开。在使用半桥HB(参考图2b)时，开关S11和S21在空载时间间隔tc_ll打开中并且在短路时间间隔tc_ks中分别交替地、例如以50/50比例闭合。
作为临界情况可设想短路时间间隔tc_ll(即在周期T的高度中的空载时间间隔tc_ll)为零或在周期T的高度中的短路时间间隔tc_ll(并且因此空载时间间隔tc_ll)为零。然而短路时间间隔tc_ll应该尤其是在半桥HB的PWM短路中有利地不为零，而是稍微大于零，优选在最小的保护时间中。
短路时间间隔tc_ks与空载时间间隔tc_ll的正确的比例的选择可以借助短路调节器K实施，该短路调节器可以连接于调节单元R上游(如在图1中表示)，或可以是调节单元R的集成的组成部分。
有利地，在调节的短路模式M中设置三个阶段A、B、C。短路电流ic小于理论短路电流ic_soll乘以因数a：ic<ic_soll·a的短路阶段A中，与运输单元1共同作用的驱动线圈Sm中的至少一部分在每个周期持续时间T上、即持久地在短路中运行，因为实际短路电流ic小于理论短路电流ic_soll。这可以在使用长定子直线电机控制装置4中的全桥VB时表示无间隙的短路，或在使用长定子直线电机控制装置4中的半桥HB时意味着“PWM短路”。这意味着，在每个周期持续时间T内的短路阶段A中，短路时间间隔tc_ks最大化并且空载时间间隔ic_ll最小化。在此，短路时间间隔tc_ks可以在整个周期持续时间T上延伸，因此空载时间间隔tc_ll为零。可以基本上为短路阶段A设置用于空载阶段tc_ll的最小的持续时间(即用于短路阶段tc_ks的最大的持续时间)，所述最小的持续时间可以对应于预先确定的最小的保护时间。例如对于25μs的周期持续时间T，空载阶段tc_ll的最小的持续时间可以对应于预先确定的最小的保护时间、例如500ns。
在短路电流ic等于或超过理论短路电流ic_soll乘以因数a：ic≥ic_soll·a并且有利地小于理论短路电流ic_soll乘以(2-a)：ic<ic_soll·(2-a)的混合阶段B中，驱动线圈Sm中的至少一部分交替地在短路和空载中运行。这意味着，在周期T中短路时间间隔tc_ks和空载时间间隔tc_ll交替。尤其是对于混合阶段B，在一个周期T内的短路时间间隔tc_ks和空载时间间隔tc_ll的相应的持续时间可以通过带有误差偏差e_ic的三阶多项式来计算。误差偏差e_ic描述短路电流ic与理论短路电流ic_soll的偏差。
在短路电流ic等于或超过理论短路电流ic_soll乘以项(2–a)：ic≥ic_soll·(2-a)的空载阶段C中，所述驱动线圈Sm中的至少一部分在空载中运行。通过短路调节器K，空载时间间隔tc_ll最大化并且短路时间间隔tc_ks最小化。在此，空载时间间隔tc_ll可以在整个周期持续时间T上延伸，因此短路时间间隔tc_ks为零。然而也可以设置大于零的最小的短路时间间隔tc_ks或小于周期持续时间T的最大的空载时间间隔tc_ll。如果例如选择零的因数a，则仅使用混合阶段B。
如果例如选择一的因数a，则当短路电流ic小于理论短路电流ic_soll时，所述运行在短路阶段A中进行，并且当短路电流ic等于或大于理论短路电流ic_soll时，所述运行在空载阶段C中进行。在这种特别情况中，与此对应地不具有混合阶段B。
因数a可以提前确定或预定，其中，a＝0.85的因数对于长定子直线电机的短路电流调节证实为特别有利。从空载阶段A至混合阶段B的界限对于因数a＝0.85以虚线在图4中标绘，同样地还有从混合阶段B至短路阶段C的界限。
有利地，在混合阶段B中，所述驱动线圈Sm中的至少一部分分别交替在短路时间间隔tc_ks上在短路中运行并且在空载时间间隔tc_ll上在空载中运行，其中，确定短路时间间隔tc_ks的持续时间相对于空载时间间隔tc_ll的持续时间。
在图6a中示出短路电流ic关于空载阶段tc_ll的变化曲线，其中，短路阶段A经由混合阶段B切换到空载阶段C中。在这里，空载时间间隔tc_ll即使在短路阶段A中也不完全为零，因为设有用于空载阶段tc_ll的最小的持续时间。图6b示出从空载阶段C经由第二阶段B到第一短路阶段A中的关于空载阶段tc_ll的误差偏差e_的变化曲线。因为为了在混合阶段B中针对误差偏差e_ic计算空载时间间隔tc_ll和短路时间间隔tc_ks而使用三阶多项式，所以可以对于短路电流ic实现到混合阶段B和从该混合阶段中出来的柔和的过渡，因此短路电流ic的噪声可以保持小。备选地也可能的是，不设置混合阶段B并且剧烈地从短路阶段A切换到空载阶段C中或相反地切换。
图7示出用于持久的或50/50-PWM-短路的第一短路电流ic1和按照本发明产生的第二短路电流ic2的时间上的变化曲线。对于第一短路电流ic1选择最大的短路阶段tc_ks，即持久的阶段A。在图7的下面的部分中是由第一短路电流ic1造成的第一制动力Fb1的时间上的变化曲线和由第二短路电流ic2造成的第二制动力Fb2的时间上的变化曲线。可看出的是，第二制动力Fb2尤其是直接在制动过程开始之后高于第一制动力Fb1，尽管第二短路电流ic2小于第一短路电流ic1，这由按照本发明提高的形成推进力的短路电流分量icq造成。此外，第二短路电流ic2的振荡特性得到改善。
按照调节的短路模式M来操控的驱动线圈Sm的选择可以基本自由地进行。这样所有驱动线圈Sn或驱动线圈Sn的一部分可以切换到调节的短路模式M中。可以有利地将与运输单元T1磁性耦合的驱动线圈Sm切换到调节的短路模式M中。
哪个驱动线圈Sm与运输单元1耦合，可以通过运输单元1的当前的位置来确定。该位置识别可以借助合适的位置传感器来进行，所述位置传感器可以已经设置在长定子直线电机上，例如在AT 519 238A1中说明的那样。
但也可以识别，哪些驱动线圈Sm在短路的状态中引导线圈短路电流icm(其被测量)。由此可以推断出，哪些驱动线圈Sm与运输单元1磁性耦合。
如果识别出，在制动过程期间运输单元1这样继续运动，使得另一个处于运动方向x中的驱动线圈Sm与运输单元1耦合(例如因为感应出线圈短路电流icm)，则该驱动线圈Sm可以同样切换到短路模式M中。这通常导致，驱动线圈Sm相反于运动方向x不再与运输单元1耦合，因此该驱动线圈不再必须保留在短路模式M中。然而，驱动线圈Sm相反于运动方向x不再与运输单元1耦合，可以同样通过位置传感器或线圈短路电流icm的非感应来识别。可以识别，最后的相反于运动方向x耦合的驱动线圈Sm不再与运输单元1耦合，因此可以推断出，下一个处于运动方向x中的线圈Sm代替最先提到的驱动线圈Sm在短路模式M中运行。
有利地，可以通过短路调节器K将短路电流ic例如限定到阈值icmax。这可以通过从短路切换到空载中的方式来实现。因此，可以调节(平均的)短路电流ic——只要在运输单元1中存在足够的动能。

Claims (13)

1.一种用于操控长定子直线电机(1)的多个(m)驱动线圈(Sm)的方法，其中，所述驱动线圈(Sm)在正常运行中这样地被通电，使得与运输单元(2)耦合的磁场沿着运动方向(x)运动，以便使运输单元(2)沿着该运动方向(x)运动，其特征在于，在运输单元(2)的制动过程中切换到调节的短路模式(M)中，在该短路模式中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分至少在第一时间区段上在短路中运行。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在调节的短路模式(M)中，使所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分至少在第二时间区段上在空载中运行。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，确定全部流过驱动线圈(Sm)的短路电流(ic)，借助预定的关系式(f)来确定理论短路电流(ic_soll)，该理论短路电流具有最大的形成推进力的短路电流分量icq，在调节的短路模式(M)中
-在短路电流(ic)小于理论短路电流(ic_soll)的短路阶段(A)中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分在短路中运行，
-在短路电流(ic)达到或超过理论短路电流(ic_soll)的空载阶段(C)中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分在空载中运行。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，确定全部流过驱动线圈(Sm)的短路电流(ic)，借助预定的关系式(f)来确定理论短路电流(ic_soll)，该理论短路电流具有最大的形成推进力的短路电流分量icq，在调节的短路模式(M)中
-在短路电流(ic)小于理论短路电流(ic_soll)乘以一个因数(a)的短路阶段(A)中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分在短路中运行，
-在短路电流(ic)等于或超过理论短路电流(ic_soll)乘以一个因数(a)并且小于理论短路电流ic_soll乘以项2-a的中间阶段(B)中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分交替地在短路和空载中运行，并且
-在短路电流(ic)等于或超过理论短路电流(ic_soll)乘以项2-a的空载阶段(C)中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分在空载中运行。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在混合阶段(B)中，所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分分别交替在短路时间间隔(tc_ks)上在短路中运行和在空载时间间隔(tc_ll)上在空载中运行，其中，确定短路时间间隔(tc_ks)的持续时间和空载时间间隔(tc_ll)的持续时间。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，在混合阶段(B)中，短路时间间隔(tc_ks)的持续时间相对于空载时间间隔(tc_ll)的持续时间通过带有误差偏差(e_ic)的三阶多项式来计算。
7.按照权利要求4至6之一所述的方法，其特征在于，所述因数(a)选择为0.85。
8.按照权利要求3至7之一所述的方法，其特征在于，所述预定的关系式如下，其中，Ψ作为主磁通和L作为不饱和的电感。
9.按照权利要求2至7之一所述的方法，其特征在于，仅与运输单元(1)磁性耦合的驱动线圈(Sm)切换到调节的短路模式(M)中。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述与运输单元(1)磁性耦合的驱动线圈(Sm)借助位置传感器来确定。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述与运输单元(1)磁性耦合的驱动线圈(Sm)通过在相应的驱动线圈(Sm)中感应出的线圈短路电流(icm)来识别。
12.一种长定子直线电机(2)，其包括多个(m)驱动线圈(Sm)和至少一个运输单元(1)，其中，所述驱动线圈(Sm)这样地由通过线圈调节器(R)控制的长定子直线电机控制装置(4)通电，使得与运输单元(1)耦合的磁场沿着运动方向(x)运动，以便使运输单元(1)沿运动方向(x)运动，其特征在于，设有短路调节器(K)，该短路调节器在运输单元(1)的制动过程中使驱动线圈(Sm)中的至少一部分至少在第一时间区段上短路。
13.按照权利要求12所述的长定子直线电机(2)，其特征在于，所述短路调节器(K)连接在线圈调节器(R)上游并且在制动过程中指示线圈调节器(R)使所述驱动线圈(Sm)中的至少一部分至少在一个时间区段上短路。
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