DE2008611A1

DE2008611A1 - Linear-Synchronmotor in Kammanordnung

Info

Publication number: DE2008611A1
Application number: DE19702008611
Authority: DE
Inventors: Junpei Inagaki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-02-24
Filing date: 1970-02-24
Publication date: 1970-09-03
Also published as: GB1299956A; JPS5419962B1; FR2033037A5; DE2008611C3; US3594622A; DE2008611B2

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. KoenlQsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.

PATENTANWÄLTE TELEFON: 8AMMEL-NR. 22 5341

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BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHAUSER

β MÖNCHEN 2.

BRAUHAU3STRASSE 4/111

Case 45057-5 P/Pe

TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO., LTD. Kawasaki/Japan

Linear-Synchronmotor in Kaminanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linear-Synchronmotor und insbesondere auf einen linearen Motor mit einer Reaktionsoder Rückstoßschiene in Form von kammartig ausgebildeten Polteilen, die entlang einer Strecke oder Linie angeordnet sind.

Es gibt zwei exemplarische Arten von Linear-Motoren, einen linearen Induktionsmotor einerseits und einen linearen Syn-

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der Linear-Induktio.nsmotor unerwünschte Anlaufeigenschaften aufweist und außerdem ist es schwierig, eine größere Luftspaltlänge zwischen der Reaktionsschiene und dem Anker vorzusehen, um einen Abfall des Wirkungsgrades zu verhindern. Wird

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daher ein linearer Induktionsmotor als Antriebseinheit für elektrische Fahrzeuge vorgesehen, so sind einige Schwierigkeiten zu erwarten, die sich aus dem erwähnten schmäleren Längsluftspalt ergeben, wenn der Wagen durch ein gebogenes Schienenstück fahren soll als auch dann, wenn der Wagen etwas schaukelt oder schlinecert.

Andererseits weist der lineare Synchronmotor ebenfalls einige Probleme auf, da entweder Erregerwicklungen entlang der Schiene oder längs dieser Schiene verlegte Permanentmagnete vorgesehen werden müßten, um abwechselnd verschiedene Polaritäten der Magnetpole zu erhalten, die aufeinander folgend in Längsrichtung der Rückstoßschiene angeordnet sein müßten. Εε; erscheint zu teuer, Erregerwicklungen entlang der Schiene vorzusehen und auch die Anbringung von Permanentmagneten entlang der Schiene erscheint für die Herstellung einer solcher Rückstoßschiene zu kompliziert zu sein. Mit der letztgenannten Anordnung jedoch läßt sich leicht ein höherer Wirkungsgrad erreichen als mit der zuerst genannten, obgleich für den Längsspalt größere Breiten zulässig sind als im erstgenannten Fall.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Linear-Synchronmotor zu schaffen, bei dem längsverteilte kammartige Polteile als Rückstoßschiene verwendet werden. Der zu schaffende Linear-Synchronmotor soll bessere Leistungseigenschaften, d. h. einen besseren Wirkungsgrad aufweisen als die bekannten linearen Induktionsmotoren, obgleich die Herstellung billiger sein ooll. Da« augeßtreufce Ziel soll vor allem durcn eine zum Motor gehörende neue Erregervorrichtung erreicht werden.

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Der erfindungsgemäße Linear-Synchronmotor weist eine lineare Rückstoßschiene aus magnetischem Material a\if, die ein erstes langgestrecktes kammartiges Teil mit einem ersten langgestreckten Joch und einer Vielzahl einstückig mit dem ersten Joch verbundener Polteile aufweist, die aus dem Joch senkrecht zu dessen Längsrichtung hervorstehen und einen gegenseitigen Abstand aufweisen, so daß eine Lücke zwischen aufeinander folgenden Polen besteht. Die lineare Rückstoßschiene weist weiterhin ein ähnliches längserstrecktes zweites kammartiges Teil auf, das ein zweites längserstrecktes Joch mit einer Vielzahl zweiter Pole aufweist, wobei die Pole in ähnlicher Weise wie beim ersten längserstreckten Joch angeordnet und verteilt sind. Das erste und zweite längserstreckte Kammteil sind miteinan- % der zu einer einstückigen Gesamt.einheit so verbunden, daß entsprechende Polteile derart mit einander in Eingriff stehen, daß die Polflächen eines der Kammteile nicht in direkten Berührungskontakt mit den gegenüber liegenden Polflächen des anderen Kammteiles oder des Jochs des anderen Kammteiles gerät· Weiterhin ist eine Einrichtung zvr Gleichstromerregung der Kammteile vorgesehen, so daß alle Pole von einem der Kammteile mit positiver Polarität und die Pole des anderen Karrraiteiles mit negativer Polarität erregt werden. Des weiteren ist mindestens ein Anker mit einer Wechselstromwicklung vorgesehen, dessen Ankerfläche über mindestens zwei aneinander grenzende Polflächen der Rückstoßschiene erstreckt ist, wobei μ der Anker überdies relativ zur Rückstoßschiene dadurch bewegbar ist, daß -zwischen der Ankerfläche und mindestens zwei in Längsrichtung der Rückstoßschiene aufeinander folgenden Polflächen Luftspalten frei bleiben. Schließlich ist mindestens eine Einrichtung vorgesehen, um die Leiter der Ankerwicklung von einer V/eehselstromquelle aus zu speisen, so daß diese in vorbestimmten Folgen entsprechend den relativen Stellungen zwischen dem Anker und den Polen der Rückstoßschiene erregt

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wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert.

Fi ft. 1 zeigt in Seitenansicht eine gemäß der Erfindung ausgebildete Rückstoßschiene;

Fig. ? zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig.1;

Fig. 3 zeigt relative Zuordnungen einer Rückutoßschiene, eines Ankers, einer zugehörigen Ankerwicklung und einer für die Rückstoßschiene bestimmten Gleichstromerregereinrichtung;

Fig. 4 zeigt eine der Fig. 3 ähnliche Anordnung, jedoch in Vorderansicht in Verbindung mit einem elektrischen Fahrzeug, wobei Teile im Schnitt oder Teilschnitt gezeigt sind;

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Paar Gleichstromerregereinrichtungen und ein Ankerpaar auf gegenüberliegenden Seiten einer Rückstoßschiene einander zugeordnet sind;

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 5» wobei teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen ein dem in Fig. 4 gezeigten ähnliches Elektrofahrzeug dargestellt ist;

Fig. 8 zeigt einen Linear-Synchronmotor gemäß der Er findung in Seitenansicht;

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Fig. 9 veranschaulicht ein vereinfachtes Schaltbild, das den Ankererregerkreis des Linear-Synchronmotors verdeutlicht; und

Fig. 10 zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Rückstoßschione,

In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 10 allgemein eine Rückstoßschiene bezeichnet, die ein erst.es längserstrecktes kammartiges Teil 11 aus magnetischem Material, beispielsweise aus Gußstahl und ein zweites längserstrecktes kammair'tiges Teil aus demselben Material aufweist.

Das erste Kammteil 11 aus Gußstahl besteht weiterhin aus einem längserstreckten Joch 15 und einer Anzahl mit dem Joch einstückig verbundener Pole 14, die längs des Jochs in geeignetem gegenseitigen Abstand aufeinander folgend angeordnet sind. Das ebenfalls aus Gußstahl hergestellte Kammteil 12 weist ebenfalls ein längserstrecktes Joch 15 und eine Anzahl in gleicher Weise wie beim ersten Teil 11 entlang dem Joch verteilte Pole 16 auf. Beide Teile 11 und 12 sind so gegeneinander überlappt bzw. miteinander verzahnt, daß die Pole 14 des Teils zwischen aufeinanderfolgenden Polen 16 des anderen Teils 12 zu liegen kommen, und zwar so, daß zwischen den Polen bzw. den Polen und dem gegenüber liegenden Joch ein zickzackförmiger Luftspalt 17 frei bleibt. Der zLckzackförmige Luftspalt ist mit einem bahn- oder bandartigen nichtmagnetischen Isoliermaterial 18, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyester, Aluminium, synthetischem Kautschuk, ΰβΐοη und Kunststoff und/oder dergleichen ausgefüllt, um einen direkten Berührungskontakt zwischen den beiden Teilen 11 und 12 zu verhindern, so daß magnetische Kurzschlüsse zwischen den beiden Gliedern praktisch

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völlig ausgeschlossen sind.

Bei der Herstellung der Rückstoßschiene wird bei Verwendung eines bandartigen glasfaserverstärkten Polyestermaterial^ das Band 18 in halbhartem Zustand auf das untere Teil 12 aufgebracht. Darauf wird das obere Teil 11 darüber angeordnet urid die Anordnung wird bis auf ein vorbestiramtes Abmaß zur.ammeagepreßt. Die Anordnung wird dann zur vollständigen Aushärtung des Bandmaterials einer Wärmebehandlung unterworfen. Um die Teile 11, 12 und 18 zu einem einheitlichen Stück miteinander zu verbinden, werden vorzugsweise auf deren Flächen bzw. Oberflächen um die Pole als auch auf den Flächen der Joche zwischen den Polen viele Ausnehmungen oder Vertiefungen eingebracht.

Es ist auch leicht vorstellbar, daß die beiden Teile 11 und 12 zunächst in zugeordneter Lage zueinander gebracht v/erden, worauf die gegenseitige Verhaftung dann durch Eingießen von Aluminium in den zickzackförmigen Luftspalt 17 erfolgt. In diesem Fall werden die Ausnehmungen oder Vertiefungen vorzugsweise auf den Flächen um die Pole als auch auf den Flächen zwischen aufeinanderfolgenden Polen vorgesehen, so daß das geschmolzene Aluminium zur besseren gegenseitigen Verbindung der Teile darin eindringen kann. Es ist ohne v/eitere Erläuterungen ersichtlich, daß anstelle von Aluminium auch synthetischer Kautschuk, Beton und Kunststoff wahlweise als Verbindungs- und Befestigungsmaterial verwendet werden können.

Wie aus Fi~. 2 crcichtlich, i:inu. die Pole IG el€-5 Τ*¹"· ""· ? *^ etwas breiter als di^ übrigen Teile. Eine Begründung dafür wird weiter unten gegeben. Weiterhin werden nur die gegenüberliegenden Seiten der Pole 16 spanabhebend feinbearbeitet, z.B, geschliffen, um exakte Polflächen zu erhalten. Da nur die Pol-

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flächen seitlich von der übrigen Oberfläche des Teils 12 hervorstehen, brauchen nur die Polseiten spanabhebend feinbearbeitet zu werden, wodurch die Herstellungskosten für die Rückstoßschiene wesentlich vermindert werden können. Die Schiene ist selbstverständlich so ausrelegt, äaß auch' die Polseiten 14 des Teiles 11 in entsprechender V/^ise bearbeitet werden können. D? e spanabhebende Fndb'^aarbfⁱitun^tr der Pole kann leicht gleichzeitig nach der gegenseitigen Verbindiing der Teile bzw. der Anordnung der Rückstoßnchiene 10 vorgenommen werden.

Wie die Figuren 3 "und 4 zeigen, kann die Rückstoßschiene 10 aufrecht auf der Erdoberfläche 19 auf einer Betonunterlage bzw. einem Sockel 20 befestigt werden. Wie Fig. 4 zeigt, ist f eine Gleichstromerregereinrichtung 21 vorgesehen, die auf der Unterseite eines Wagens 22 über eine Halterung 27 nach unten hängend angeordnet ist. Die Erregereinrichtung weist einen Magnetkern 28 mit einem Schenkelpaar 23 und 24 auf, die gegen die Seiten der Joche der Rückstoßschiene zeigen und jeweils durch relativ schma. iuf. palte von der Rückstoßschiene getrennt sind. Weiterhin ist e^ne Gleichstromerregerwicklung 25 um einen Jochabschnitt 26 gewickelt, der die gegenüber liegenden Schenkel mechanisch und magnetisch miteinander verbindet.

Auf der anderen Seite ist ein Anker 29 vorgesehen, der über d einen Träger 37 an der Unterseite des Fahrzeugs herabhängt und einen linearen Ankerkern 30 aufweist, dessen eine Endfläche gegen die Polflächen der Pole 14 und 16 zeigt und von diesen Polen durch einen relativ schmalen Luftspalt getrennt ist. Der Ankerkern ist mit einer Mehrphasenankerwicklung 31 im Bereich der einen Endfläche gewickelt.

Das Fahrzeug 22 ist in bekannter Weise mit Wellen 32 und ent-

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sprechend an den Wellenenden mit Rädern 33 und 34· versehen, die auf zugeordneten Schienen 35 und 36 laufen·

Wie Fig. 3 deutlich zeigt, erstrockt sich der Ankerkern 30 des Ankers 29 in Längsrichtung der Rückstoßschiene über beispielsweise 2 Pole hinweg und die Pollänge der Pole 23 und der Gl eichst ronierregereinrichtung 21 ist ebenfalls über zwei Polpaare der Rückstoßschiene ausgedehnt. Die Länge dieser Tei le ist selbstverständlich auch frei wählbar. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur die Ankerwicklung 31 eines Phasen-Strangs gezeigt. Tatsächlich kann jedoch eine Vielzahl von Phasenwindungen vorgesehen sein. Ebenfalls aus Gründen der einfacheren Darstellung ist die Wicklung 31 in einfachstmöglicher Darstellung mit einer einzigen vollen Windung gezeigt· Es können Jedoch leicht verschiedene Wicklungsformen vorge sehen werden, beispielsweise eine Schleifenwicklung und eine Kettenwicklung als auch irgendwelche geeigneten gesehnten Wicklungen.

In Fig. 3 sind nun vier Leiter der Wicklung in der" Mitte jedes Poles angeordnet. Wird die Gleichstromerregerspule 25 von einer Gleichstromversorgungseinrichtung gespeist, die auf dem Wagen untergebracht sein kann, so fließt der von der Spule 25 ausgehende Magnetfluß über den Schenkel 23, aen zwischen dem Schenkelende 23 und einer Seite des Jochs 13 bestehenden Luftspalt, das Joch 13, die Pole 14, den zwischen den Nord polen 14 und dem Aiikerkern 30 bestehenden Luftspalt, den Ankerkern 30, den zwischen dem Ankerkern 30 und den Südpolen 16 gebildeter· Luftspalt, di <=■ püripoT - 1G₁ das Joch 15 und den zwischen einer S°ite des Jochs und dem anderen Schenkelende des Schenkels 24 gebildeten Luftspalt. Auf diese Weise werden alle Pole 14 des Teils 11 zu Nordpolen, während alle Pole

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des anderen Teils 12 zu Südpolen werden.

Es ist damit gut ersichtlich, daß bei einem wie durch Pfeile angedeuteten Stromfluß durch die Ankerwicklung die Leiter der Wicklung einer elektromagnetischen Kraft ausgesetzt wären, die den Kern 29 und Fig. 3 nach links verschieben würde. Somit läßt sich also eine Bewegung des mit dem Kern verbundenen Fahrzeugs erreichen.

Würden die Leiter der Ankerwicklung nahe an die Polkanten kommen, so würde die a\if C¹Ie Leiter der Wicklung 31 wirkende erwähnte elektromagnetische Kraft eliminiert werden und die ^ anderen Leiter der zur nächsten Phase (nicht gezeigt) gehörenden Wicklung wären der elektrodynamischen Kraft unterworfen, die eine Linksverschiebung des Ankers bewirkt.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß bei Linksverschiebung der· Wicklung 31 um eine Polteilung von der gezeigten Stelle aus der vorderste Leiter der Wicklung dem von dem Südpol ausgehenden Gleichstromfluß ausgesetzt wäre, anstelle dem von dem ursprünglichen Nordpol 14 ausgehenden Fluß. Damit würden alle Leiter der Wicklung 31 dem magnetischen Gleichfluß mit geänderter Polarität ausgesetzt sein. In diesem Fall ist es erforderlich, die Polarität des durch die Wicklung 31 flie- g ßenden Stromes zu ändern, um eine Weiterbewegung des Ankers in derselben Richtung zu bewirken.

Um die Ankerwicklung zwangsweise genau in der richtigen elektrischen WinkeleböHuiipi in beidu;;* auf die PolEurite.trii ·?.·?!? "oii aufeinander folgenden Polen ausgehenden Gleichflüsse zu führen, wird vorzugsweise die in Fig. 9 beispielsweise dargestellte Steuer- oder Regeleinheit verwendet.

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In Fig. 9 ist das Elektrofahrzeug allgemein durch einen Block 22 mit strichpunktierter Linie dargestellt, der einen einphasipen Wechselstromvollweggleichrichter 38 aufweist, dessen Wechsel stromeingangsklemmen 39 an eine Wechselstromquelle, beispielsweise eine Kombination vor. Trag- oder Streckondraht oder eine dritte Schiene und eine Har.se- oder Erdlei-unp: (nicht gezeigt) angeschlossen sind. Der Vollwegbrückengleichrichter 38 kann durch 4 Thyristoren gebildet sein, um variable Gleichspannungen für einen Dreiphasenthyristerinverter 40 mit zwangsweiser Kommutierung zu erhalten, der ebenfalls 6 Thyristoren aufweist, die in einer Dreiphasenvollwegbrückenschaltung 41 verbunden sind und weiterhin ist ein Zwangskommutierungskreis 42 angeschlossen. Dem Fachmann ist bekannt, daß der Zwangskommutierungskreis 42 eine normalerweise vom Gleichstromausgang des Gleichrichters 38 oder von einem anderen Gleichrichter aus gespeiste Kondensatoreinheit (nicht gezeigt) aufweist, um eine Ladespannung mit relativ konstantem Gleichstrompegel zu erhalten. Und weiterhin ist eine Thyristorschalteinheit vorgesehen, um zwangskommutierte Ströme von der Kondensatoreinheit an die Thyristoren der Brückenschaltung 41 zu liefern, die während deren Einschaltzuständen gelöscht sein müssen.

Die Ausgänge des Inverters 40 sind mit den Eingängen der Ankerwicklung 30 des Linear-Synchronmotors verbunden, und die Eingangsleistung des Linear-Motors kann aufgrund der Thyristersteuerung des Brückgleichrichters 38 so verändert werden, daß die Geschwindigkeiten des Elektrofahrzeuge stufenlos ineinander übergöherid vei^-Hxi.dt!i*bcii· find.

• Die Rückstoßschiene 10 wird von der an dem Wagenkörper 22 befestigten Erregereinrichtung 21 so magnetisiert, daß alter-

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nierenden Pole 14 und 16 feststehend erregt v/erden, so daß alternierend Nord- und Südpole, N und S. erzeugt werden. Die elektrische Gleichstromversorgung für die Erregereinrichtung 21 ist in vereinfachter Form als Batterie 43 dargestellt, diese jedoch kann durch eine über Wechstromeingänge 39 mit einem Wechselstrom "beaufschlagte Diodengleichrichterbrüek^nsc^al tun^ ersetzt p-edacht sein oder auch durch fine Motor-Generatoreinheit, die im oder am Wagen angebracht ist.

Um die Ankerwicklung y\ mit einer vorbestimmten genauen Stromfolge zu speisen, ist eine Winkelmeßeinrichtung 44 vorgesehen, die im allgemeinen eine Abnehmer- bzw. Sondenspule aufweist, die nahe don Poloberflächen der Rückstoßschiene 10 \ angeordnet und mit dem Warenkörper 22 fest verbunden ist. Durch die Stellung der Sondenspule tritt entweder ein nach positiver Sichten?: oder nach negativer Richtung ausschlagender Impuls jedesmal dann auf, wenn die Spule die Grenze zwischen aufeinanderfolgenden Polen 14 und 16 durchläuft. Diese Impulse werden einer Steuer- z. B. ^hyristarstmi^rschaltung 45 zugeführt, um die Gate-Elektroden der Thyristoren des Inverters 41 und damit die ZwangskotiirutierunpnBchaltuiig 42 in vorbestimrater Sequenz ru steuern. Damit läßt sich ein kontinuierlicher ruhiger Latif des Fahrzeugs erreichen.

Soll für das Elektrofahrzeug eine Hut7-bremseinrichtung vorge- g sehen werden, so ist dies leicht durch Betriebsumschaltung des Gleichrichters 3B auf Inverterbetrieb und des Inverters 41 auf Gleichrichterbetrieb ?u erreichen.

In den Figuren S, 6 und 7 ist eine v/eitere Ausführungsiorm der Erfindung veranschaulicht, wobei den Figuren 1 bis 4 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wie Fig. 6 zeigt, ist der Linear-Synchronmotor nach

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dieser Ausführungeform ebenfalls als Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug vorgesehen. Bei dieser Aueführungeform sind zwei einander gegenüber stehende lineare Anker 46 und

47 vorgesehen, die mit dem flachen Unterteil des Wagens verbunden sind. Die Rückstoßschiene 10 liegt zwischen den Ankern. Weiterhin sind zwei Paare von Gleichstromerregereinrichtungen

48 und 49 am flachen Unterteil des Wagens auf den gegenüberliegenden Seiten der Anker in Längsrichtung der Rückstoßschiene 10, wie in Pig. 5 gezeigt, angeordnet. Es ist er-

* sichtlich, daß eine der Gleichstromerregereinrichtungen 48 Ql für die Rückstoßschiene auch ein Paar einander gegenüberstehender Erregervorrichtungen 50 und 51 aufweist, die am flachen Unterteil drs Wagens befestigt sind, wobei die Rückotoßschiene 10 durch entsprechende Luftspalte getrennt zwischen diesen Erregervorrichtungen zu stehen kommt. Da bei dieser Ausführungsform die elektromagnetischen Einheiten die Gleichstroraerregerteile und die Anker in symetrischer Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten der Rückstoßschiene aufweisen, die in Mittelachsrichtung des Wagens verläuft, so ergeben sich aufgrund von Ungleichmäßigkeiten und'auf irgendwelchen Ursachen beruhenden Schwankungen der elektromagnetischen Kräfte nur geringe Dreh- oder Schlingerbewegungen des fe Wagens. Weiterhin ist es bei dieser Anordnung möglich, die auf den Wagen ausgeübten Zugkräfte auf etwa die doppelte Größe gegenüber der in Fdg. 4 beschriebenen Ausführungsform zu erhöhen.

Fig. 8 veranschaulicht eine weitere Ausführungeform der Rückstoßechip.nR 1Ω_{ hei de.r dar Vonstruktivr Aufbau xmA die Kombination von Rückstoßschiene und Ankern 50 der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform entsprechen, außer daß ein Paar von Gleichstromerregervorrichtungen 52 und 53 an gegenüberliegenden Enden der Schiene vorgesehen sind. Diese Erregervorrichtungen

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wirken so, daß der magnetische Fluß über das obere Joch 11, die damit einstückig verbundenen Pole 14, die Ankerkerne, die einstückig mit dem unteren Joch 12 verbundenen Südpole 16 und über das Joch 12 einen geschlossen Pfad beschreibt. Es ist ersichtlich, daß der Magnetfluß nur dort durchtreten kann, wo Anker 50 ^ZVL stehen kommen· Diese Ausführungsform eignet sich daher für Linear-Motoren als Antrieb für Werkzeugmaschinen, bei denen die Anker 50 auf einem begrenzten z. B. durch Anschläge begrenzten Stück der Rückstoßschiene bewegbar sind.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Schiene 10 sind zwischen entsprechenden Endflächen der Pole 14· und 16 und entsprechenden einander gegenüber stehenden Flächen der Pole 14- und 16 und der ersten und zweiten Kämmt eile 11 bzw. 12 magnetische Isolierstücke 54- und 55 vorgesehen. Die beiden Teile sind dann miteinander durch Stifte, Bolzen, Schrauben und dgl. miteinander verbunden, deren jeder in dem dem Joch gegenüber stehenden Pol durch das entsprechende magnetische Isolierstück hindurch eingreift.

Hit Bezug auf Fig. 1 wird noch angemerkt, daß magnetische Isolatoren 56 und 57 aus einem geeigneten leitenden Klebematerial, beispielsweise Polyesterharz mit Metallpulverein-Schluß oder einem anderen leitenden Verbindungsmaterial der zwischen aneinander grenzenden ersten Kommteilen 11 und 111 als auch zwischen entsprechenden aneinander grenzenden Kammteilen 12 und 112 vorgesehen sind, um magnetische Streuflüsse RwisfthfiT) aneinander grenzenden Kamiateilen zu verhindern. Damit können die durch die im Wagen untergebrachte Gleichstromerregervorrichtung bewirkten Magnetflüsse mit hohem Wirkungsgrad nur durch den Anker des Wagens selbst ohne Verluste geführt werden. .

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Die Seiten des ersten Jochs lassen sich auch als dritte
Schiene, d. h. Als Strom3ammelschiene verwenden, über die der Speisestrom für den Linear-Synchronmotor und gegebenenfalls andere Ausrüstungsteile des Wagens zugeführt werden kann.

In kurzer Zusammenfassung läßt sich die Erfindung win folgt darstellen: Es wurde ein neuer Linear-Synchronmotor beschrieben, der erste und zweite Kammteile aufweist, wobei zwischen den Kammteilen, die eine Rttckstoßschiehebilden und einem Anker ein größerer zulässiger Luftspalt vorgesehen werden kann, ohne daß Verluste der charakteristischen Eigenschaften eines solchen Motors zu befürchten sind. Da die Rückstoßschiene von einer Wagenseite aus erregt werden kann, läßt sich die zur Gleichstromerregung erforderliche Leistung und damit die Kapazität der Gleichstromerregervorrichtung beträchtlich vermindern.

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Claims

Pa tentansprüche

tssstiiaasesssrai

1·) Linear-Synchronmotor in Kammanordnung mit Rückstoßschiene, einer relativ zur Rückstoßschiene bewegbaren Ankervorrichtung und oiner Gleichstromerregereinrichtung für die Bückstoßschiene, um in Längsrichtung der Schiene abwechselnd Nord- und Südpole auszubilden, gekennzeichnet durch ein erstes Kammteil (11) aus magnetischem Material mit einem ersten Joch (13) und einer Vielzahl mit dem Joch einstückig verbundener erste Pole (14),

einem zweiten Kammteil (12) aus magnetischem Material mit einem zweiten Joch (15) und einer Vielzahl mit dem Joch einstückig verbundener zweiter Pole (16), wobei das erste und zweite Kammteil so miteinander verbunden sind, daß die kammartig angeordneten Pole in gegenseitem Einflußbereich, jedoch nicht in direktem magnetischem Kontakt miteinander stehen,

mindestens einen Anker (29) mit einer durch Wechselstrom zu speisenden Ankerwicklung (31), mit einer gegenüber der Ankerfrontfläche für mindestens ein Paar alternierender Pole der ersten und zweiten Kammteile vorgesehenen Wicklung, mit | einer für die ersten und zweiten Kammteile bestimmten Gleichetromerregrereinrichvung (21), deren Magnetfluß über das erste Joch (11), den ersten Pol des ersten Joches, den Anker (29)» den zweiten Pol des zweiten Joches und das zweite Joch (15) einen geschlossenen magnetischen Pfad durchläuft.

2· Linear-Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_t daß das erste Kammteil gegossen ist und ein erstes

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längserstrecktes Joch ir it einer Vielzahl damit einstückig verbundener erster Pole aufweist, die von diesem ersten Joch abstehen und darauf in einer Reihe in Längsrichtung des Jochs in vorbestimmtem gegenseitigen Abstand angeordnet sind, daß die zweiten Pole in gleicher Weise, wie die ersten Pole einstückig mit dem zweiten Joch verbunden sind, daß die ersten bzw. zweiten Pole gleiche Höhe aufweisen, und daß das erste und zweite Kammteil sich gegenseitig überlappen und zu einer Einheit so miteinander verbunden sind, daß die mit den vorstehenden Polen versehenen Flächen ohne direkten magnetischen Kontakt einander gegenüberstehend angeordnet sind.

5. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten längserstreckten Kammteile aus Gußstahl hergestellt sind.

4. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kammteile so ineinandergreifend angeordnet sind, daß ein zickzackförmiger Zwischenraum (17) zwischen einander gegenüber stehenden Flachen besteht, der als magnetische Isolationszwischennchicht dient und daß ein bandartiger magnetischer Isolator (18) in den ZickzackZwischenraum eingebracht ist.

5· Linear-Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der .bandartige magnetische Isolator aus Gußaluminium, glasfaserverstärktem Polyester, synthetischem Kautschuk, Beton und Kunststoffmaterial als auch aus Kombinationen der genannten Stoffe besteht oder bestehen kann.

6. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bandartige Isolator, die ersten und zweiten Kammteile einstückig miteinander verbindet.

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7· Linear-Synchronmotor nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Isolatoren zwischen den ersten und zweiten längserstreckten Kammteilen einerseits und Verbindungsvorrichtungen oder Verbindungselementen aus nichtmagnetischem Material andererseits angeordnet sind, die zwischen den Kämmtοilen vorgesehen sind und diese einstückig miteinander verbinden.

8. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstoßschiene aus einem oberen Joch mit einer damit einstückig verbundenen Gruppe erster FoIe und einem unteren Joch besteht, das eine zweite damit einstückig fj verbundene Gruppe von Polen aufweist, daß die beiden Joche einander überlappend so angeordnet sind, daß die ersten bzw. zweiten Pole aufeinander einwirken, jedoch ein direkter magnetischer Kontakt zwischen den Polen vermieden ist, daß die Rückstoßschiene so auf einer festen Bahn (20) in Hochkantstellung befestigt ist, daß das obere Joch senkrecht über dem unteren gegen die Bahn zu angeordneten Joch liegt, daß mindestens eine Gleichstromerregereinrichtung mit einem über einen Jochabschnitt (20) verbundenen Schenkelpaar (23, 24) und einer Gleichstromerregerwicklung (25) rorgeeehen ist, wobei die Schenkel so angeordnet sind, daß ein Ende gegen eine Seite des ersten Jochs und das Ende des anderen Schenkels g gegen die eine Seite des zweiten Jochs - über »inen Luftspalt getrennt - gerichtet ist, daß mindestens ein Linear- ^! anker auf der der GleichstromerregereinricLtuag gegenüber liegenden Seite der Rückstoßschiene angeordnet ist, dessen Virkfläche durch einen kleineren Lv.ftspe.lt τοη <?*τ· τ.-πΕτηητνίτίΑ- ι ten Polfläche der Rückstoßschiene getrennt let, und daß die Gleichetromerregereinrichtung und der Anker gemeinsam mit einem Körper verbunden sind, der relativ zur Rücketoßschiene bewegbar ist.

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9. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgung^einrichtung für die Gleichstromerregung mit auf dem Körper befestigt ist, daß eine Einrichtung zur Speisung der Ankerv/icklung mit WechselstroDU ebenfalls auf dem Körper angeordnet ist, und daß eine Vorrichtung zur E^stiminunr: der elektrischen Winkelstellung so auf dem Körner befestigt ift, daß rtie relativen Stellungen zwischen dem Anker und den kammförmigen Polen der Rückstoßschiene bestimmbar und als elektrische Signale abgreifbar sind, um die Ausgangsfrequenzen und Stromrichtungen der Aukgangswechselströme der Wechselstromversorgung zu steuern bzw. zu regeln.

10. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstoßschiene aus einem oberen Joch mit einer damit einstückig verbundenen Gruppe erster Pole und einem unteren Joch besteht, das eine zweite, damit einstückig verbundene Gruppe von Polen aufweist, daß die beiden Joche einander überlappend so angeordnet sind, daß die ersten bzw. «weiten Pole aufeinander einwirken, Jedoch ein direkter magnetischer Kontakt zwischen den Polen vermieden ist, daß die Rückstoßechiene so auf einer festen Bahn in Hochkantst«llung befestigt ist, daß das obere Joch senkrecht über dem unteren Joch liegt, das gegen die Bahn zu angeordnet ist, daß mindestens ein Paar Gleichstromerregereinrichtungen mit Jeweils einem über einen Jochabschnitt verbundenen Schenkelpaar und tiner Gleichstromerregerwicklung vorgesehen sind, wobei die Schenkelenden einer der Erregervorrichtungen so angeordnet sind, daß Jeweils auf einer Seite gegen die Joche der Ruckstoflschiene gerichtet sind und die Schenkelenden der andertn Gleichstromerregereinrichtung Jeweils von ler anderen Seite gegen die Joche der Ruckstoßschiene gerichtet sind, und daß mindestens ein auf gegenüber liegenden Seiten der Rückstoß-

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schiene vorgesehenes Ankerpaar so angeordnet ist, daß die Wirkflächen den Polen gegenüber stehen und daß die Anker in Längsrichtung der Schiene in einem gewissen Abstand von der^Sleichstromerregerriohtung angeordnet sind, und daß die Gleichstromerregereinrichtungen und die Anker mit einem Körper verbunden sind, der relativ zur Rückstoßschiene bewegbar ist.

11. Linear-Gynchronmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungsvorrichtunc für die Gleichstromerregervorrichtungen mit dem bewegbaren Körper verbunden ist, daß eine Einrichtung zur Speisung der Ankerwicklungen mit > Wechselstrom ebenfalls auf dem Körper angeordnet ist, und ™ daß eine Vorrichtung zur Bestimmung der elektrischen Winkelstellung so auf dem Körper befestigt ist, daß die relativen Stellungen zwischen den Ankern und den kammförmieen Polen der Rück stoß schiene bestimmbar und als elektrische Sipiiale abgreifbar sind, um die Ausgangsfrequenzen und die Stromrichtungen der AuRfrangswechselströme der Wechselstromvorrichtung zu steuern bzw. zu regeln.

12. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstoßschiene in eine Anzahl von Längsabschnitten unterteilt ist, daß ein magnetischer Isolator zwischen aneinander grenzenden Abschnitten eingebracht ist. ä der gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, daß das erste Kammteil über-der Erdoberfläche und das zweite Kammteil in Erdnähe angeordnet ist, wobei das erste Joch des ersten Kanmteils als eine Stromsanmelschiene zur Stromzuführung von einer externen feststehenden Quelle aus verwendet wird, während das zweite Jooh des zweiten Kammteils als Stromrückführleitung dient.

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13. Linear-Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gleichstroraerregereinrichtung zwischen einem Jochpaarende der Rückstoßschiene vorgesehen ist.

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