CN1425216A - 用于磁悬浮车的直线驱动的直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于磁悬浮车的直线驱动的直线电机，包括多个成一排设置的感应器支座(15)，其具有垂直于纵向方向的相互基本上等间距的许多槽(14)；以及至少三条直线电机电线(1、2、3)，其成曲折形绕成绕组(16)并部分地设置于槽(14)中，其中绕组(16)具有以间距(A)设置的绕组头(16.1、16.2、16.3)；其中技术问题，即能够连续地和低成本地制造绕组，这样来解决，即加长至少三条直线电机电线(1、2、3)的绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)在两相邻设置的感应器支座(15)之间的一个中断点(100)处之长度(A′)。
Description
本发明涉及一种用于磁悬浮车的直线驱动的直线电机，其包括多个成一排设置的感应器支座，其具有垂直于纵向方向的相互基本上等间距的许多槽；以及至少三条直线电机电线，其成曲折形绕成绕组并部分地设置于槽中，其中绕组具有以间距A设置的绕组头。
一直线电机的三相交流电绕组包括三条成曲折形安装的直线电机电线，其产生一电磁移动场。直线电机用于例如远程快速运输的磁悬浮车的驱动。
一直线电机的交流电绕组的制造和安装利用安装在行驶轨道上的安装车来实现(DE 3737719 A1)。
绕组周期的长度由感应器包的槽/齿的几何形状预定并且沿行驶轨道支座的长度几乎是不变的。然而，感应器不能在行驶轨道的全长上制成和/或安装成统一体或具有统一的几何形状，而且出现制造公差。此外，行驶轨道具有中断，其例如由于桥式结构上的接缝用以补偿内轨道与外轨道的长度差或由于长度补偿件(用于温度的变化)所决定的。
虽然在绕组的制造和安装中可以计及对公称尺寸的偏差，但这只可能是就这些偏差从开始起就已知的程度上考虑。在电机绕组的整个使用寿命期间，由于热膨胀和动载荷出现的在中断点的长度变化导致绕组头沿行驶轨道纵向方向的膨胀载荷和压缩载荷。
作为这种载荷的可能影响列举如下：降低关于操作电流导电率、操作或噪声电压的稳定性和机械—几何装配尺寸耐久性等的功能稳定性。
微小的长度公差可以通过绕组头或电线的弹性特性来补偿。这例如在具有长达6m的地面水平的板式行驶轨道的情况下是可能的。在更大的长度时增加了长度公差，电机绕组不再能用统一的尺寸连续地制造。在绕组导电方面采取特别措施是必要的。也曾考虑，为了热的和/或动力长度补偿，利用一膨胀环将电机绕组安装在一中断点处。但这具有明显的缺点。绕组不可能连续地制造。装配机在每一中断点出现静止状态以便定尺寸剪断电线和装配电线导电装置。这要求多的材料消耗(移动场电线、夹子、固定导轨等)。特别是安装机在每一中断点的静止状态是极有妨碍的。
因此本发明从这个技术问题出发，提供一种用于直线电机电线在各感应器支座之间的中断点处的绕组成形，其避免上述缺点并且能够连续地和低成本地制造绕组。
上述技术问题通过具有权利要求1的特征的直线电机这样来解决，即，加长至少三条直线电机电线的绕组头16.1′、16.2′、16.3′在两相邻设置的感应器支座之间的一个中断点处之长度A′。其他的结构由从属权利要求中得到。本发明的要点在于，曲折部分的绕组头在中断点处不是按规则而是加长地成形出来。
在按照本发明的曲折部分在一中断点处的成型中，将绕组头的长度沿行驶轨道的纵向方向延伸，使其基本上补偿静态长度偏差。在两相邻的行驶轨道支座之间的膨胀间隙的动力长度变化中产生的膨胀载荷和压缩载荷又作用到加长的电线部分上。因此载荷总的来说变得较小并且可以由绕组头的弹性特性吸收。
存在多种可能性来实现加长的绕组头的曲折。按优选的方式，至少三条直线电机电线的加长的绕组头的长度加长基本上相同的量。借此确保在跨过中断点以后又以相同的相位组合设置。
此外建议，为了简化加长的绕组头的制造，绕组头根据待补偿的中断点的长度以预定的间距加长。这意味着当待补偿的长度差位于一预定的间距内时，绕组头的长度加长一配置的预定数值。因而充分地补偿长度差，而不必要在绕组头中承受过大的机械应力，同时通过只需将制造加长的绕组头的装置对预定的长度差设置而简化加长的绕组头的制造。
此外有意义的是将相邻的三相的绕组头共同构成在感应器支座的一侧。为了更好的可接近性，建议将加长的绕组头构成在感应器支座的外侧，即不在行驶轨道的内侧。
因此，可以沿整个的直线电机部分连续地制造和安装绕组，而不出现中断。在同时的其他的专利申请中建议，槽/齿的几何形状在制造曲折绕组的过程中通过一测量装置就地测量并按照测得的槽/齿的几何形状精确地成形曲折部分。于是利用本发明易于用测量装置接近和测量中断点，并且全自动地、配合与位置精确地分别成形和安装本发明的“加长的”曲折构成。
按照本发明的加长的绕组头在使用寿命期间由于持久的交变的载荷(膨胀和压缩)可能丧失其形状稳定性并且下沉。在这种情况下绕组头可能凸出自由空间以外，该自由空间由磁悬浮车的滑块的搭接构成。凸出自由空间以外的绕组头在磁悬浮车驶过时可能被触及和损坏。
因此应该固定住绕组头。为了将加长的绕组头固定在一中断点处，因此建议在行驶轨道支座上安装附加的固定元件如固定带或板。但其花费是较多的。
本发明的另一结构在于，为绕组头在中断点处提供一简单的和可低成本制造的附加固定并且其中包括多个未占用的槽。为此，固定件应该可以嵌入各个未占用的槽中，这些槽可以固定绕组头或将绕组头支承在其上面。
为此，建议至少一个预制的刚性杆可靠地嵌入一个或多个未被绕组占用的定子槽中，可以将加长的绕组头支承在其上面。这些装配嵌杆可以在绕组建立后立即提供。
本发明的一个实施例示于附图中。其中：
图1示出在包括一中断点的行驶轨道下面的视图；
图2示出同一位置的侧视图；
图3示出侧视图的一个剖面；以及
图4示出固定杆的详图。
图1和2中示出直线电机电线1、2、3在两感应器支座15之间的一接口或膨胀间隙的位置的卷绕过程。一膨胀间隙构成中断点100。在中断点100的前后定子槽14由曲折形绕组16相互紧接地占用。一卷绕周期或一绕组头16.1、16.2和16.3具有长度A。
图2中可特别看到曲折部分的压弯。压弯是必要的，因为绕组头16.1、16.2和16.3相互交叠。通过绕组头16.1、16.2和16.3的相互交叠可以最佳地塞满存在的空间。
在中断点处，按照本发明将绕组头16.1′、16.2′和16.3′加长地构成在行驶轨道的外侧(标记11为行驶轨道的中心)，其中其通过建议的措施保持周期长度A′。其中周期长度A′大致相当于周期长度A的三倍，后者又相当于槽14相互间距的三倍。通过周期长度A′为周期长度A的倍数的构造，尽管有中断点100，也实现了连续不受妨碍地沿行驶轨道的相分布。显然，可被依循的周期长度A的倍数的精确程度取决于中断点的宽度。然而在任何情况下，通过在中断点的后方的槽的适当选择可以达到使周期长度A′对周期长度A的倍数的偏差小于两槽14间的间距。
在图1中—如已说明的—示出直线电机电线1、2、3的加长的绕组头16.1′、16.2′和16.3′设置在感应器支座15的面向行驶轨道外侧的一侧。因此简化了加长的绕组头16.1′、16.2′和16.3′的可接近性。在这种情况下每一直线电机电线1、2和3在接连的绕组之间获得一较大的间距。反之，也可能例如全部的槽由绕组占用而在感应器支座的一侧或另一侧使加长的绕组头加长。于是在这种情况下只需要使绕组头加长中断点100的长度。然后在中断点100的后方可以按现今的顺序设置直线电机电线1、2、3的绕组16。如果中断点100只涉及微小的间隙，则由直线电机电线1、2和3产生的电磁移动场可达到几乎是连续的过渡。
由于在图1的中断点100附近保留几个空槽14，至少一个没有占用的槽可以安装一固定元件40，其用作加长的和压弯的绕组头16.1′、16.2′和16.3′的支承。
图3中放大地示出图2中的设置的剖面B-B。绕组头16.1′、16.2′和16.3′位于一自由空间内，其向外(S)由侧向导轨而向下(U)由磁悬浮车的滑块构成。一圆柱形固定杆40从感应器外侧插入感应器包15的一个槽14中，在其上支承下面的绕组头16.1′。图3中示出另外两个绕组头16.2′和16.3′支承在该下面的绕组头上。为达到所述目的，任何其他的绕组头固定或支承方式也是可行的。
固定杆40由环氧树脂构成为成型件并可靠地安装于定子槽14中。固定杆40在其一端和大致在其中间具有两凸缘43和44，其间距稍大于槽长度。两凸缘43与44彼此间的间距限定成使其可取得精确而可靠的安装位置。各凸缘的宽度49小于槽14的直径。当插入时凸缘43、44处于向下(向槽开口侧)的一个位置。插入以后将固定杆转动约180°。此时凸缘43和44从槽开口转向槽底面。固定杆40沿纵向方向由凸缘43和44固定。在感应器的外侧，一接地线10固定于一弹簧槽中。接地线的功能和重要性在德国专利DE 196 20 222.1 C1中已有详细介绍。
图4中示出固定杆40上的凸缘44的详图。凸缘44的宽度49小于固定杆的直径45。凸缘44有斜槽47，从而当其在弹簧槽50的后面(图3)扭转时由于其可弹性变形而嵌入在弹簧槽的后面的最终位置并因而防止其反转。
Claims (10)
1.用于磁悬浮车的直线驱动的直线电机，包括：
多个成一排设置的感应器支座(15)，其具有垂直于纵向方向的、相互基本上等间距的槽(14)；以及
至少三条直线电机电线(1、2、3)，其成曲折形绕成绕组(16)并部分地设置于槽(14)中；
其中绕组(16)具有以间距A设置的绕组头(16.1、16.2、16.3)；
其特征在于，加长至少三条直线电机电线(1、2、3)的绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)在两相邻设置的感应器支座(15)之间的一中断点(100)处的长度(A′)。
2.按照权利要求1所述的直线电机，其特征在于，至少三条直线电机电线(1、2、3)的绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)的长度(A′)以基本上相同的量加长。
3.按照权利要求1或2所述的直线电机，其特征在于，绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)的长度(A′)根据待补偿的中断点(100)的长度以预定的间距加长。
4.按照权利要求1至3之一项所述的直线电机，其特征在于，绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)的长度(A′)基本上相当于间距(A)的倍数。
5.按照权利要求1至4之一项所述的直线电机，其特征在于，直线电机电线(1、2、3)的加长的绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)设置在感应器支座(15)的同一侧。
6.按照权利要求5所述的直线电机，其特征在于，加长的绕组头(16.1′、16.2′、16.3′)设置在感应器支座(15)的面向行驶轨道外侧的一侧。
7.按照权利要求1至6之一项所述的直线电机，其特征在于，在至少一个未被一绕组(16)占用的感应器支座(15)的槽(14)中嵌入一加长的绕组头(16.1′、1 6.2′、16.3′)用的固定元件(40)。
8.按照权利要求7所述的直线电机，其特征在于，所述固定元件(40)可靠地嵌入。
9.按照权利要求7或8所述的直线电机，其特征在于，所述固定元件为一圆柱形固定杆(40)。
10.按照权利要求7至9之一项所述的直线电机，其特征在于，所述固定元件(40)由非金属材料构成。
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