DE102007041420A1 - Lineare elektrische Maschine - Google Patents

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DE102007041420A1
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Gerhard Dittes
Hans Dr. Graf
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

Sekundärteil einer linearen elektrischen Maschine bestehend aus einem Blechpaket und darauf angebrachten Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, dass in den Luftspalt zwischen Primär- und Sekundärteil der Maschine ein Zwischenlageteil eingebracht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine lineare elektrische Maschine.
  • Synchrone Linearmotoren, die aus einem mit Permanentmagneten bestückten Sekundärteil und einem elektromagnetischen Primärteil bestehen sind allgemein bekannt. Diese Linearmotoren werden häufig als hochdynamische Servomotoren eingesetzt. Durch verbesserte Steuertechnik sind Positioniergenauigkeiten möglich, die dazu führen, dass systembedingte Störgrößen einen immer bedeutenderen Einfluss haben.
  • Mit steigenden Anforderungen an die Motoren treten unerwünschte Nebeneffekte immer deutlicher in den Vordergrund. Wie alle Synchronmotoren weist auch der synchrone Linearmotor eine gewisse Kraftwelligkeit auf. Die Ursache der Welligkeit beruht dabei auf der Wechselwirkung zwischen Magnetpolkanten und Primärteilnuten. Dies bedingt einen periodischen Verlauf über eine Nutteilung, weshalb dieser Verlauf auch als 'Nutwelligkeit' bezeichnet wird. Da die gesamte Kraft Polkraft und Nutkraft umfasst, umfasst die Welligkeit der Kraft daher auch die 'Nutwelligkeit' und die 'Polwelligkeit'.
  • Die Welligkeit der Kraft führt zu einer Bewegungsungenauigkeit der herkömmlichen Synchron-Linearmotoren, was besonders bei Verwendung solcher Motoren als Präzisionssteller unerwünscht ist. Für die exakte Positionierung, wie sie von Maschinen- und Anlagenherstellern gefordert wird, können die Effekte der Welligkeit so störend sein, dass der Einsatz eines Linearmotors nicht möglich ist und somit seine Vorteile nicht genutzt werden können.
  • Zur Verminderung der Kraftwelligkeiten wird in der DE 195 28 043 vorgeschlagen, am vorderen und hinteren Stirnbereich des Primärteils mit dem Winkel β abgeschrägte Flächen anzubringen. Die Fertigung dieser abgeschrägten Flächen ist jedoch aufwendig und kompliziert. Zum Aufbau des Blechpakets ist eine der Paketbreite entsprechend große Anzahl unterschiedlich gestanzter Einzelbleche notwendig, was keine einfache und kostengünstige Fertigung zulässt.
  • Aus der EP 1 359 661 A2 ist ein rotatorischer Motor bekannt, bei dem sich zwischen Rotor und Stator ein weichmagnetischer Zylindermantel befindet, der Schlitze im Bereich der Magnete aufweist. Dieser Aufbau kann zu starken Verschmutzungen des Motors führen, bedingt durch Partikel, die durch die Schlitze eindringt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Synchron-Linearmotor weiterzubilden, wobei die Bewegungsgenauigkeit verbessert sein soll, eine Schutzwirkung erzielt werden soll und der Motor in einfacher und kostengünstiger Weise zu fertigen sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Maschine nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale sind, dass die lineare elektrische Maschine, insbesondere ein Linearmotor, umfassend zumindest ein Primärteil und ein Sekundärteil, wobei das Primärteil bestrombare Wicklungen umfasst, wobei das Sekundärteil zumindest in Bewegungsrichtung angeordnete Permanentmagnete umfasst, wobei zwischen Primär- und Sekundärteil ein Luftspalt vorgesehen ist, in welchem zumindest ein Zwischenlageteil vorgesehen ist, wobei im Zwischenlageteil verdünnte Bereiche, also Verdünnungsbereiche, vorgesehen sind.
  • Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil die Abschnitte des Magnetfeldverlaufs in Bewegungsrichtung mit großem Feldgradienten verschmiert. Ein weiterer Vorteil ist, dass das vollflächige Zwischenlageteil einen Schutz des Motors gegen eindringende Fremdkörper bietet. Überraschend ist bei der Erfindung, dass die Vorschubkraft nur wenig verringert wird, jedoch die Kraftwelligkeit stark verringerbar ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das Zwischenlageteil auf dem Primärteil und/oder auf dem Sekundärteil vorsehbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Art der Verschmierung durch die entsprechende Position des Zwischenlageteils bestimmbar ist. Bei Befestigung des Zwischenlageteils am stationären Motorteil ist vorteiligerweise die Masse am bewegbaren Teil gering und somit die Dynamik des Motors erhöht. Bei Befestigung des Zwischenlageteils am bewegbaren Motorteil ist vorteiligerweise der Materialaufwand gering.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Zwischenlageteil durch Magnetkraft auf den Permanentmagneten anbringbar. Von Vorteil ist dabei, dass keine zusätzlichen Befestigungsmittel notwendig sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind für das Zwischenlageteil Sicherungsmittel zum Festlegen der Montageposition und/oder Halten des Zwischenlageteils vorsehbar. Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil ortsfest mit der Maschine verbindbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Sicherungsmittel als umgeformte, insbesondere umgebördelte, Randbereiche des Zwischenlageteils, und/oder als Klebstoff und/oder als Schrauben, Nieten, Stifte oder dergleichen, und/oder als Schweißstellen ausführbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Befestigung an den jeweiligen Linearmotor anpassbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verdünnungsbereiche entsprechend der Anordnung der Permanentmagnete anordenbar. Von Vorteil ist dabei, dass das Magnetfeld in den Bereichen der Permanentmagnete minimal geschwächt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Form der Verdünnungsbereiche und/oder das Material des Zwischenlageteils unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Magnetfeldes zwischen Primärteil und Sekundärteil derart bestimmbar, dass die Kraftwelligkeiten verringerbar.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verdünnungsbereiche jeweils rechteckig ausführbar. Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verdünnungsbereiche derart ausführbar, dass sie in Bewegungsrichtung vor und hinter der in Draufsicht erscheinenden, in gleicher Ebene der Darstellung der Verdünnungsbereiche dargestellten Magnetoberfläche keine Flächenanteile aufweisen. Vom Primärteil auf das Sekundärteil gesehen, sind dabei also die Verdünnungsbereiche anders ausgeführt als die Form der Permanentmagnete. Zur Verringerung der Welligkeit erstrecken sich die Verdünnungsbereiche vorteiligerweise in Bewegungsrichtung auch vor und hinter die Bereiche der Magnete. Das Zwischenlageteil ist dabei nicht in der gleichen Ebene wie die Magnete angeordnet sondern zwischen den Magneten und dem Primärteil. Von Vorteil ist dabei, dass die Welligkeit derart reduziert wird, dass weiche Übergänge erreichbar sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verdünnungsbereiche derart ausführbar, dass sie in Bewegungsrichtung vor und hinter der in Draufsicht erscheinenden, in gleicher Ebene der Darstellung der Verdünnungsbereiche dargestellten Magnetoberfläche keine Flächenanteile aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass die Welligkeit reduziert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Berandung der Verdünnungsbereiche jeweils glatte, stetig differenzierbare, geradlinige und/oder kreisförmige Randlinienabschnitte. Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die vorderen und hinteren Flächenanteile der Verdünnungsbereich den gleichen Flächenwert. Von Vorteil ist dabei, dass eine Schwächung des Magnetfeldes symmetrisch erfolgt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verdünnungsbereiche jeweils symmetrisch zur Bewegungsrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass eine Schwächung des Magnetfeldes bewirkt wird, die unerwünschte Schwankungen in Seitwärtsrichtung des Motors reduziert, insbesondere somit das Ruckeln senkrecht zur Bewegungsrichtung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verdünnungsbereiche jeweils von geradlinigen und/oder kreisförmigen Randlinienabschnitten umrandet. Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Flächenanteile der Verdünnungsbereiche geradlinig und/oder kreisförmig berandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Verdünnungsbereiche in Bewegungsrichtung einen periodischen Verlauf der Verdünnung auf, wobei die Periodenlänge einem Abstand zwischen zwei Magneten entspricht, insbesondere dem Abstand zwischen zwei benachbarten Magneten. Von Vorteil ist dabei, dass Maschinen unterschiedlicher Länge nach demselben Muster herstellbar sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die zum Luftspalt hingewandte Oberfläche des Zwischenlageteils eben ausführbar. Von Vorteil ist dabei, dass diese Oberfläche leicht reinigbar ist und Luftwirbel verringerbar sind, also die Luftströmung laminarer oder zumindest weniger turbulent.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die zu den Magneten hingewandte Seite des Zwischenlageteils uneben, insbesondere der Form der Magnete entsprechend. Von Vorteil ist dabei, dass der Raum zwischen den Magneten für das Zwischenlageteil nutzbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Zwischenlageteil ein beidseitig ebenes Blech, insbesondere Blech aus ferromagnetischem Material und/oder Stahlblech, insbesondere also der Verdünnungsbereich maximal ist. Von Vorteil ist dabei, dass, dass das Zwischenlageteil einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Zwischenlageteil ein Kunststoffgussteil, das magnetisierbare Partikel enthält, insbesondere Ferritpartikel. Von Vorteil ist dabei, dass ein rausparendes Design herstellbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Zwischenlageteil aus Kunststoff direkt auf ein Maschinenteil, insbesondere Primärteil und/oder Sekundärteil, aufgebracht, insbesondere aufgegossen. Von Vorteil ist dabei, dass ein Verbundteil herstellbar ist.
  • Wichtiges Merkmal bei dem Verfahren zur Herstellung und/oder Nachrüstung einer linearen Maschine ist, dass ein Zwischenlageteil in einen vorhandenen Linearmotor eingebaut wird. Von Vorteil ist dabei, dass die vorhandenen Motorkomponenten auf einfache Weise um ein Bauteil zur Reduzierung der Nutwelligkeit erweiterbar ist.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren ist der Luftspalt zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil auf zwei feste Größen einstellbar, wobei ein erster Luftspalt eingestellt wird, wenn kein Zwischenlageteil verwendet wird, wobei ein zweiter Luftspalt eingestellt wird, wenn ein Zwischenlageteil eingefügt wird. Von Vorteil dabei ist, dass bei der Konstruktion der Maschine beide Verwendungsmoden, nämlich mit und ohne Zwischenlageteil, berücksichtigbar sind.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren sind Maschinen in mindestens zwei Varianten aus einem Baukasten herstellbar, wobei der Baukasten zumindest ein Primärteil, ein Sekundärteil, ein Zwischenlageteil und ein erstes und zweites Fahrwerk umfasst, wobei das Fahrwerk zwischen Primärteil und Sekundärteil vorgesehen ist und eine schienengeführte Relativbewegung zwischen Primärteil und Sekundärteil ermöglicht, wobei die erste Variante aus dem Primärteil, dem Sekundärteil, und dem ersten Fahrwerk hergestellt ist, so dass ein erster Luftspalt vorgesehen ist zwischen Primärteil und Sekundärteil, wobei die zweite Variante aus dem Primärteil, dem Sekundärteil, dem Zwischenlageteil und dem zweiten Fahrwerk hergestellt ist, so dass ein zweiter Luftspalt vorgesehen ist zwischen Primärteil und Sekundärteil, wobei das Zwischenlageteil im zweiten Luftspalt angeordnet ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass aus standardisierten Einzelkomponenten zahlreiche Varianten herstellbar sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die optimale Form der Ausnehmungen durch eine inverse Simulation der elektromagnetischen Eigenschaften des Sekundärteils bestimmbar. Von Vorteil ist dabei, dass das Design der Ausnehmungen an die Geometrie der Motorkomponenten und die elektromagnetischen Wechselwirkungen zwischen den Komponenten anpassbar ist. Dabei ist die Ausnehmung derart bestimmbar, dass eine starke oder sogar maximale Reduktion der Welligkeit bei trotzdem großer oder sogar maximaler Vorschubskraft des Motors erreichbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird das für den Motortyp geeignete Material zur Herstellung des Zwischenlageteils durch eine inverse Simulation der elektromagnetischen Eigenschaften des Sekundärteils bestimmt. Somit sind auch die Materialeigenschaften zusätzlich berücksichtigbar. Insbesondere ist das Zwischenlageteil aus kostengünstigem weichmagnetischem Material, beispielsweise Blech, herstellbar.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Zwischenlageteil in einen bestehenden Linearmotor mit geringem Aufwand nachrüstbar. Von Vorteil ist dabei, dass der bestehende Motor beibehalten werden kann und dass die Welligkeit trotzdem kostengünstig reduzierbar ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen im Zwischenlageteil als Verdünnungsbereiche ausgeführt, wobei das Zwischenlageteil sowohl aus homogenem magnetisierbarem Material variabler Dicke als auch aus variabel magnetisierbarem Material homogener Dicke herstellbar ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • 1
    Sekundärteil
    2
    Primärteil
    3
    Montageplatte
    4
    Führungsschiene
    5
    Grundplatte
    6
    Zwischenlageteil
    7
    Flanschfläche
    8
    Führungswagen
    9
    Permanentmagnete
    10a-e
    verschieden ausgeprägte Ausnehmungen
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
    In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Linearmotor in Schnittansicht gezeigt.
  • Die 2 zeigt verschieden ausgeprägte Ausnehmungen 10a bis 10e für einen jeweiligen erfindungsgemäßen Linearmotor in Draufsicht.
  • Der Linearmotor in 1 besteht aus einem Primärteil 2. Dieses umfasst den Stator, welcher ein Blechpaket und zugehörige, miteinander verschaltete Wicklungen umfasst, die nicht dargestellt sind.
  • Das Primärteil 2 ist gehalten von einer Montageplatte 3.
  • Die Montageplatte 3 dient außerdem zur Ableitung zumindest der durch ohmsche Verluste in den Wicklungen entstandenen Wärme des Motors. Zusätzlich sind auf der dem Sekundärteil 1 abgewandten Seite der Montageplatte 3 Nuten vorgesehen, in denen mittels Nutensteinen Lasten angebracht werden können, die der Linearmotor bewegen soll.
  • Das Sekundärteil 1 ist auf einer Grundplatte 5 montiert. Auf der Grundplatte 5 sind die Führungsschienen 4 angebracht, auf denen Führungswagen 8 bewegbar angeordnet sind. Die Führungswagen 8 sind mit dem Primärteil 2 verbunden.
  • Der Stator ist mit einer Vergussmasse vergossen, um den Wärmefluss zu verbessern. Je größer die Oberfläche der Montageplatte 3 ausgeführt ist, beispielsweise durch Einbringen von Kühlrippen, desto besser ist die Wärmeabfuhr zur Umgebung hin bewirkbar. Außerdem wird die Abfuhr der Wärme aus dem Stator an die Montageplatte 3 durch Vergrößerung der Flanschfläche 7, also der Kontaktfläche zwischen Primärteil 2 und Montageplatte 3, verbessert.
  • Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Führungswagen 8 mit dem Primärteil 2 derart verbunden, dass diese Verbindung der Führungswagen 8 am Primärteil 2 als Loslager zur Kompensation von Wärmeausdehnung ausgeführt ist. Somit wird die Bewegungsgenauigkeit verbesserbar.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 umfasst das Sekundärteil 1 in Reihe angeordnete Permanentmagnete, welche in zueinander abwechselnder Magnetisierungsrichtung angeordnet sind.
  • Zwischen dem Sekundärteil 1 nach 1 und dem Primärteil 2 befindet sich ein Luftspalt, in den das erfindungsgemäße Zwischenlageteil 6 eingebracht ist.
  • Da das Sekundärteil 1 mit Permanentmagneten versehen ist, ist zur Befestigung des Zwischenlageteils 6 auf dem Sekundärteil 1 kein zusätzliches Befestigungsmittel notwendig, da es durch die Magnetkräfte der Permanentmagnete zu diesen hingezogen wird. Das Zwischenlageteil 6 ist zusätzlich gegen Verrutschen gesichert. Dies ist durch Umbördeln der Randbereiche des Teiles oder auch durch zusätzliche Befestigungsmittel, wie Nieten, Schrauben oder Stifte, und/oder durch Klebeverbindung ausführbar.
  • Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagnete in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet.
  • Die Permanentmagnete sind durch das Zwischenlageteil 6 abgedeckt. Dieses Zwischenlageteil 6 bewirkt eine Glättung des durch die Permanentmagnete erzeugten Magnetfeldverlaufs in Bewegungsrichtung. Somit ist die Kraftwelligkeit bei der Bewegung des Primärteils 2 reduziert und auch die entsprechenden Effekte beim Bewegen der Aufbauten oder Lasten.
  • Bei verschiedenen weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist das Zwischenlageteil 6 verschieden ausgeprägte Ausnehmungen auf. Zur Darstellung sind in 2 verschiedene Sorten von Ausnehmungen 10a bis 10e in Draufsicht gezeigt, die dann für die verschiedenen Ausführungsbeispiele verwendbar sind.
  • Zum besseren Verständnis ist in 2 auch ein Sekundärteil 1 hinzugefügt. Somit ist auch die relative Lage der jeweiligen Ausnehmungen (10a bis 10e) zu den Magneten darstellbar.
  • Die Permanentmagnete 9 sind gestrichelt dargestellt.
  • Derartige Ausnehmungen (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) bewirken, dass das Magnetfeld einerseits zwar geglättet wird, jedoch der jeweilige Spitzenwert des Magnetfeldverlaufs in Bewegungsrichtung nicht oder nur unwesentlich vermindert wird. Die erreichbare Vorschubskraft ist daher nur wenig reduziert und trotzdem eine gleichförmigere Bewegung erreichbar.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen, wie in 10a dargestellt rechteckig und parallel über den Permanentmagneten 9 platziert. Hiermit wird in einfachster Weise der Magnetfeldverlauf zwischen jeweils zwei Permanentmagneten 9 geglättet.
  • In weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind die Ausnehmungen (10b bis 10e) derart ausgeführt, dass sie in Bewegungsrichtung vor und hinter der in Draufsicht erscheinenden, in gleicher Ebene der Darstellung der Ausnehmungen dargestellten Magnetoberfläche Flächenanteile aufweisen.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen, wie in 10b dargestellt als Parallelogramm ausbildbar. Die schräge Anordnung sorgt für eine Verschmierung des Welligkeitseffektes über den Laufweg des Sekundärteils 1 und somit zu einer verbesserten Bewegungsgenauigkeit. Wesentlich ist bei dieser Anordnung, dass die genannten Flächenanteile und sogar die Ausnehmung 10b selbst geradlinig berandet sind. Somit ist die Fertigung einfach und kostengünstig. Statt eines Parallelogramms sind bei weiteren Ausführungsbeispielen auch Rechtecke einsetzbar oder andere Polygone.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Berandung der Ausnehmungen, wie in 10c dargestellt pfeilförmig, also auch geradlinig ausbildbar, wobei diese Ausnehmung 10c symmetrisch zur Bewegungsrichtung angeordnet ist.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Berandung der Ausnehmungen, wie in 10d dargestellt mit kreisförmigen Anteilen ausgebildet, wobei diese Ausnehmung 10d symmetrisch zur Bewegungsrichtung angeordnet ist.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Berandung der Ausnehmungen, wie in 10e dargestellt mit beliebigen glatten Anteilen ausgebildet, wobei glatte stetig differenzierbare Funktionsverläufe zum Einsatz kommen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Anordnung der Permanentmagnete 9 auf dem Sekundärteil 1 schräg, also mit einem von 90° verschiedenen Winkel zur Bewegungsrichtung, ausführbar, wobei die optimale Form der Ausnehmungen (10a bis 10e) an der Lage der Permanentmagnete 9 orientiert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Anordnung der Ausnehmungen (10a bis 10e) derart, dass in einer gemeinsamen Projektionsebene der Permanentmagnete 9 und der Ausnehmungen (10a bis 10e) in der Draufsicht, die Flächenanteile der Ausnehmungen (10a bis 10e), die über die Projektionsflächen der Permanentmagnete 9 hinausragen, in Bewegungsrichtung vor und hinter den Permanentmagneten 9 gleich groß sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Symmetrie eine einheitlichen Verbesserung der Kraftwelligkeit bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Maschine bewirkt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Form der Ausnehmungen (10a bis 10e) durch inverse Simulation des Magnetfeldes in der Maschine bestimmt. Zur Optimierung werden die Parameter Kraftentwicklung, Welligkeit und Luftspalthöhe variiert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zur Optimierung des Zwischenlageteiles 6 die magnetischen Eigenschaften des Primärteils 2 einbezogen.
  • Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Zwischenlageteil 6 anstatt am Sekundärteil 1 am Primärteil 2 befestigbar. In Weiterbildung ist auch zusätzlich ein solches Teil am Sekundärteil 1 befestigbar.
  • Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Reduzierung der Kraftwelligkeit anstatt mittels der Ausnehmungen (10a bis 10e) auch über einen entsprechenden Dickenverlauf des Zwischenlageteils 6 in Bewegungsrichtung ausführbar.
  • Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Reduzierung der Kraftwelligkeit anstatt mittels der Ausnehmungen (10a bis 10e) auch über verdünnte Bereiche, also Verdünnungsbereiche, vorgesehen. Die Verdünnung ist durch die Zusammenstellung von Materialien unterschiedlicher Magnetisierbarkeit durchführbar. Von Vorteil ist dabei, dass das Zwischenlageteil mit konstanter Dicke und Breite ausführbar ist.

Claims (26)

  1. Lineare elektrische Maschine, insbesondere Linearmotor, umfassend zumindest ein Primärteil und ein Sekundärteil, wobei das Primärteil bestrombare Wicklungen umfasst, wobei das Sekundärteil zumindest in Bewegungsrichtung angeordnete Permanentmagnete umfasst, wobei zwischen Primär- und Sekundärteil ein Luftspalt vorgesehen ist, in welchem zumindest ein vollflächiges Zwischenlageteil vorgesehen ist wobei im Zwischenlageteil verdünnte Bereiche, also Verdünnungsbereiche, vorgesehen sind.
  2. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenlageteil auf dem Primärteil vorgesehen ist.
  3. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenlageteil auf dem Sekundärteil vorgesehen ist.
  4. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenlageteil durch die Magnetkraft der Permanentmagnete auf dem Sekundärteil gehalten ist.
  5. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungsmittel zum Festlegen der Montageposition und/oder Halten des Zwischenlageteils vorgesehen sind.
  6. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmittel – als umgeformte, insbesondere umgebördelte, Randbereiche des Zwischenlageteils, – und/oder als Klebstoff – und/oder als Schrauben, Nieten, Stifte oder dergleichen, – und/oder als Schweißstellen ausgeführt sind.
  7. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche entsprechend der Anordnung der Permanentmagnete angeordnet sind.
  8. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Verdünnungsbereiche und/oder das Material des Zwischenlageteils unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Magnetfeldes zwischen Primärteil und Sekundärteil derart bestimmt sind, dass die Kraftwelligkeiten verringert sind.
  9. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche jeweils rechteckig ausgeführt sind.
  10. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche derart ausgeführt sind, dass sie in Bewegungsrichtung vor und hinter der in Draufsicht erscheinenden, in gleicher Ebene der Darstellung der Verdünnungsbereiche dargestellten Magnetoberfläche keine Flächenanteile aufweisen.
  11. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche derart ausgeführt sind, dass sie in Bewegungsrichtung vor und hinter der in Draufsicht erscheinenden, in gleicher Ebene der Darstellung der Verdünnungsbereiche dargestellten Magnetoberfläche Flächenanteile aufweisen.
  12. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung der Verdünnungsbereiche jeweils glatte, stetig differenzierbare, geradlinige und/oder kreisförmige Randlinienabschnitten umfasst.
  13. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen und hinteren Flächenanteile der Verdünnungsbereich den gleichen Flächenwert aufweisen.
  14. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche jeweils symmetrisch zur Bewegungsrichtung sind.
  15. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche jeweils von geradlinigen und/oder kreisförmigen Randlinienabschnitten umrandet sind.
  16. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenanteile geradlinig und/oder kreisförmig berandet sind.
  17. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsbereiche in Bewegungsrichtung einen periodischen Verlauf der Verdünnung aufweisen, wobei die Periodenlänge einem Abstand zwischen zwei Magneten entspricht, insbesondere dem Abstand zwischen zwei benachbarten Magneten.
  18. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Luftspalt hingewandte Oberfläche des Zwischenlageteils eben ausgeführt ist.
  19. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Magneten hingewandte Seite des Zwischenlageteils uneben ist, insbesondere der Form der Magnete entsprechend verläuft.
  20. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenlageteil ein beidseitig ebenes Blech, insbesondere Blech aus ferromagnetischem Material und/oder Stahlblech, ist, insbesondere also die Verdünnungsbereich maximal ist.
  21. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenlageteil ein Kunststoffgussteil ist, das magnetisierbare Partikel enthält, insbesondere Ferritpartikel.
  22. Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenlageteil aus Kunststoff direkt auf ein Maschinenteil, insbesondere Primärteil und/oder Sekundärteil, aufgebracht, insbesondere aufgegossen, ist.
  23. Verfahren zur Herstellung und/oder Nachrüstung einer Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenlageteil in einen vorhandenen Linearmotor eingebaut wird.
  24. Verfahren zur Herstellung einer Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil auf zwei feste Größen eingestellt wird, wobei ein erster Luftspalt eingestellt wird, wenn kein Zwischenlageteil verwendet wird, wobei ein zweiter Luftspalt eingestellt wird, wenn ein Zwischenlageteil eingefügt wird.
  25. Verfahren zur Herstellung einer Maschine in mindestens zwei Varianten aus einem Baukasten, wobei der Baukasten zumindest ein Primärteil, ein Sekundärteil, ein Zwischenlageteil und ein erstes und zweites Fahrwerk umfasst, wobei das Fahrwerk zwischen Primärteil und Sekundärteil vorgesehen ist und eine schienengeführte Relativbewegung zwischen Primärteil und Sekundärteil ermöglicht, wobei zur Bildung einer ersten Variante ein erster Luftspalt zwischen Primärteil und Sekundärteil erreicht, indem das erste Fahrwerk zwischen Primärteil und Sekundärteil angeordnet wird, wobei zur Bildung einer zweiten Variante ein zweiter Luftspalt zwischen Primärteil und Sekundärteil erreicht, indem das zweite Fahrwerk zwischen Primärteil und Sekundärteil angeordnet wird, wobei das Zwischenlageteil in dem zweiten Luftspalt vorgesehen wird.
  26. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Luftspalt gleich groß oder unterschiedlich groß sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102729198A (zh) * 2012-06-20 2012-10-17 苏州速腾电子科技有限公司 法兰面保护治具

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CN102729198A (zh) * 2012-06-20 2012-10-17 苏州速腾电子科技有限公司 法兰面保护治具

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