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Linearer Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf einen linearen
Induktions-Motor, der einen langgestreckten, ebenen Induktor, der sich über eine
große Länge erstreckt und despen--Wicklungen ein gleitendes Magnetfeld entlang dieses
Induktors erzeugen, und einen kurzen Anker, der sich entlang des durch diesen Induktor
bestimmten Weges unter der Wirkung des gleitenden Magnetfeldes bewegen kann, das
im Anker Induktionsströme erzeugt, sowie einen magnetischen Kreis aufweist, der
den Magnetfluß des gleitenden Magnetfeldes schließt.
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Die bekannten Linearen Motoren dieser Art weisen einen Induktor auf,
der aus einer Wicklung und einem magnetischen gern besteht, der einen Teil des geschlossenen
magnetischen Kreises bildet, so daß der Luftspalt des Motors auf ein Minimum begrenzt
und deshalb seine Leistung günstig beeinflußt wird. Das magnetische Material, das
sich über die ganze hänge des Induktors erstreckt, vergrößert die Induktivität der
Wicklung und deshalb den Energieverbrauch. Er vergrößert andererseits die magnetischen
Anzugskräfte zwischen dem festen und dem beweglichen Teil des Motors, weshalb stabile
Führungen notwendig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
unter Vermeidung dieser Nachteile einen linearen Motor mit einem festen Induktor
zu schaffen, bei dem die Selbstinduktivität des Motors praktisch auf den Bereich
des beweglichen Teiles begrenzt ist und bei dem die Wirkungen der Anziehungskräfte
zwischen dem festen Teil und dem beweglichen Teil beseitigt sind. Die Lösung dieser
Aufgabe wird gemäß-der Erfindung dadurch erreicht, daß der magnetische Kreis in
seiner Gesamtheit fest mit dem kurzen Anker verbunden ist und sich etwa auf die
Länge dieses Ankers erstreckt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der magnetische
Kreis nur dort besteht, wo sich der bewegliche Teil befindet, woraus sich ergibt,
daß die Gesamtinduktivität des primären Stromkreises beträchtlich reduziert ist,
d.h. praktisch, daß bei gleichem Strom die erforderliche Spannung geringer ist.
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Außerdem bestehen praktisch keine Aueranziehungskräfte zwiscbrm der
Primärwicklung und der Sekundärwicklung, wodurch die Bedeutung der Führungsvorrichtung
verringert wird.
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Schließlich wird eine beträchtliche Verbilligung der Herstellung wegen
des Fortfalles eines Magnetkerns bei der Primärwicklung erreicht.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es infolge des
Fortfalls eines Primärkerns möglich ist, die Wicklungen besonders flach auszubilden
und bei besonderen Anwen-
Jungen für diese bedruckten Schaltungen
zu verwenden.
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Ein Ausführungsbeispiel;der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.
Ts zeigen Fig. 'i schematisch einen erfindungsgemäßen Motor mit der nur zum Teil
dargestellten Primärwicklung, 2 eine Draufsicht gemäß Fig.1, Fig. 3 einen Schnitt
nach der Linie III-III der Fig.2 und Fig. 4 eine perspektivische schematische Ansicht
des Motors gemäß Fig.1, der sich auf einer Bahn bewegt, deren Querschnitt ein umgekehrtes
T bildet.
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Gemäß den Figuren bilden die Leiter der Primärwicklung 10, die so
angeordnet sind, daß sie bei der Speisung durch eine Mehrphasenwechseistromquelle
ein gleitendes Magnetfeld erzeugen, einen festen Induktor, der sich über einen langen
Weg erstreckt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor ein Dreiphasenmotor.
Selbstverständlich kann der Motor als Mehrphasenmotor mit anderer Phasenanzahl ausgebildet
sein.
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Die Wicklung 10 ist vorteilhafterweise in Querrichtung so schmal wie
möglich ausgebildet und kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer
gedruckten Schaltung bestehen. Die feste Primärwicklung 10 arbeitet mit einem beweglichen,
aus zwei Teilen 12,12' bestehenden Gebilde zusammen. Die beiden Teile 12,12' sind
!zu beiden Seiten der Primärwicklung 10 angeordnet und bestehen aus einem magnetischen
Material.
Die Teile 12,12' sind z.B. aus einem Stapel Stahlbleche
hergestellt und mit Bohrungen zur Aufnahme von stabförmigen Sekundärleitern 14 versehen,
die mittels Kurzschlußstücken 16. zu einer Leiterform zusammengefügt sind. Diese
Ausbildung entspricht dem Käfig der bekannten sich drehenden Käfiganker-. motoren.
Diese beiden leitenden Leitern können im übrigen durch zwei massive Platten ersetzt
werden, die auf den magnetischen Kreisen angeordnet sind oder selbst von diesen
Kreisen gebildet werden.
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Der Motor arbeitet in üblicher Weise, das von der Primärwicklung 10
erzeugte gleitende Magnetfeld übt eine Kraft auf die Sekundärwicklung 14 aus, und
der magnetische Fluß schließt sich in den Teilen 32,12'.
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Infolge der Reduzierung des-Motorluftspaltes auf ein Minimum ist es
klar, daß auch die Breite der Primärspulen quer zur Längsrichtung soweit wie möglich
reduziert werden muß, weil diese keinen magnetischen Kreis aufweisen.
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Gemäß Fig.4, die ein besonderes Ausführungsbeispiel des Motors gemäß
Fig. 1 zum Antrieb eines durch ein Luftkissen getragenen Fahrzeuges zeigt, weist
die Bahn mit dem Querschnitt eines umgekehrten T eine Platte 18 und einen darauf
befestigten Steg 20 auf. Die obere Fläche der Platte 18 ist in zwei Teile. 22 und
221 aufgeteilt, zwischen denen und@der unteren Fläche des nicht dargestellten Fahrzeuges
sich Luftkissen bilden.
In dem Steg 20 befindet sich die Dreiphasenwicklung
10 des Induktors, die gestrichelt und der Einfachheit halber als einzige Wicklung
dargestellt ist.
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Der Anker besteht aus zwei starken Metallplatten 12 und 12', die zu
beiden Seiten des Steges 20 und in geringem Abstande von seinen Seitenflächen angeordnet
sind. Die Platten 12 und 12' werden mechanisch von dem Chassis des_F-ahrzeuges getragen,
das schematisch durch den Bügel 24 dargestellt ist.
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Die magnetischen Kraftlinien schließen sich in den Magnetkreisen 12,12'.
Der Luftspalt ist durch den Abstand der Platten 12,12' gegeben, zwischen denen der
Steg 20 angeordnet ist. Dieser Luftspalt wird vorteilhafterweise klein gehalten,
weshalb auch der Steg 20 dünn sein muß. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 weist
der Anker keine Wicklungen auf, der lineare Motor ist ein Induktionsmotor, der an
sich bekannt ist und dessen Wirkungsweise deshalb nicht im einzelnen erklärt zu
werden braucht.
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Der Anker kann selbstverständlich die üblichen Wicklungen aufweisen,
und ein solcher linearer Motor kann z.B. dadurch synchronisiert werden, daß diese
Bekundärwicklungen.durch einen Gleichstrom gespeist werden.
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Es ist leicht einzusehen, daß*die Gesamtinduktivität des Primärstromkreises
wegen des Fortfalls von Eisen nahezu auf seiner gesamten Länge klein ist, wodurch
sich ein geringer Energieverbrauch ergibt.