DE2040986C - Elektrodynamischer Wanderfeldmotor (Linearmotor) - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrodynamischen WanderleldmotOT (linearmotor), bei dem die Erregung des Muchinenfehks durch eine

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magnetische ma irasnägfieütebe Äbtcnnitie aufweitt* *s

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del Induktors Es handelt sich also um einen elektrodynamischen Wanderfeldmotor ILineasmotor) synchroner Bauart, ms er z. B. in der ETZ-A, 1953, S. 14, beschrieben Bit. Bd diesem bekannten Uneannator ist die Erregerwicklung auf einem Joch angeordnet, welches zmi getrennte Blechpakete trägt, in denen gemeinsam dfe Mehrphasenwicklung zur Eizeugung des Wanderfeldes liegt Das Sekundärsystem mit seinen abwechselnd magnetischen und nnmagneäschen Abscfanüten steht dieser MehrobasemwicHnng nnd den Oberflächen der Blechpakete mit einem Luftspalt gegenüber. Durch iSese besondere Formgebung des Induktors (Primärteil) induziert der durch die Erregerwicklung fließende !Gleichstrom einen Magnetfluß lings des Luftspaües, φϊ das Sekundärsystem durchsetzt, ohne besondere Fuhrungskräfte auszuüben, so daß sich das Sekundärsystem beliebig seitlich längs des Luftspaltes verlagern kann. Dies beeinträchtigt aber den praktischen Einsatz eines derartigen Liaeannotors, so daß man bei der bekannten Anordnung eine besondere Führungsschiene mit einem Fuhrungsmagneten vorgesehen hat, um die Lage des Sekundärsystems und des Induktors gegeneinander festzulegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem derartigen Wanderfeldmotor synchroner Bauart durch eine besondere Ausbildung des Indukto/s (Primärteil) insgesamt eine Vereinfachung des Aufbaues und eine Gewichtsersparnis zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Er findung der Induktor (Primärteil) aus jeweils durch ein Seitenjoch gehaltenen, auf den entgegengesetzte■·,> Seiten des Sekundärsystems angeordneten Blechpak c ten, welche die mehrphasige Wechselstromwicklung tragen und in ihrer Höhe unterteilt sind, wobei jede-Blechpaketteil von einer Erregerwicklung umfaiit ist, die von einem Gleichstrom derart durchflossen ist, daß sich der magnetische Fluß über das Seitenjoch schließt. Dadurch wird jeweils der gesamte, von den Erregerwicklungen erzeugte Magnetfluß entlang der Blechpaketteile in unterschiedlichen Richtungen quer über den Luftspalt des elektrodynamischen Wanderfeldmotors geführt, so daß das die Blechpaketteile verbindende Joch in seinem Mittelteil von der Rückführung des Flusses entlastet ist. Dieser Mittelteil des Joches braucht also hinsichtlich seines Querschnittes nur für seine mechanischen Beanspruchungen bemessen zu sein, wodurch sich eine wesentliche Gewichtsersparnis ergibt, ohne daß das Seitenjoch in seinen Abmessungen vergrößert zu werden braucht. Außerdem übt der quer zur Luftspaltfläche verlaufende Magnetfluß eine selbsttätige Führung des Induktors gegenüber dem Sekundärsystem aus, so daß besondere Maßnahmen für diese Führung entfallen können.

Damit ein derartiger Wanderfeldmotor mit unterteilten Blechpaketen funktionsfähig ist, ist es erforderlich, daß die Leiter der das Wanderfeld erzeugenden mehrphasigen Wecheetaromwicklung in den einzelnen reiten des Blechpakete· jeweils um eine Pol·

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: in zwei Richtungen durchsetzende magne- m bei einer emseftjgen LußgpaltänderBag em^egengesetzte, sich aufhebende magnetische "Züge hervorruft.

Zar Vergräßeiang der Leistung des etektrodyna- S ,mischen Wanderfeldmotors und des von tun abge- ^ebenen Drehmomentes empfiehlt es ach, jeweils mehrere Motoren nebeneinander anzuordnen, denen Induktoren ein gemeinsames Joch zusammenfaßt. Dabei werden nur die seitüchen TeBe des Joches zur *» Führung äe& Magnetflusses ausgenutzt, während der mittlese Teil zur Befestigung der Bkehpakeaefle dient

Es empfiehlt sich, die magnetischen Abschnitte des Sekundärsystems untereinander durch nicht magnetisches Material zu verbinden. Sie können z.B. is einer oder mehreren Schienen ans Beton eingebettet sein.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele a» näher erläutert Fig. i bzw. 3 zeigen jeweils einen im Schema dargestellten Querschnitt durch den gemäß der Erfindung ausgebildeten elektrodynamischen Wanderfeldmotor, während in den F i g. 2 bzw. 4 eine Längsansicht auf den Sekundärteil dargestellt ist »5

Der elektrische linearmotor 1 ist aus zwei nebeneinanderliegenden Motoren gebildet Der Induktor !(Primärteil) besteht aus einem gemeinsamen Joch mit dem Mittelteil 2 und den Seitenjochen 3. Zwischen den Seitenjochen 3 liegen mehrere Blechpakete, die 3» in ihrer Höhe in zwei gleich große Teile Aa und Ab unterteilt sind und die jeweils von einer Erregerwicklung 5 umfaßt sind, die wie angedeutet von Gleichstrom durchflossen wird.

Da es sich um zwei nebeneinanderliegende Motoren handelt, lassen die Blechpaketteile Aa und Ab zwei Luftspalte 6 frei, an deren Seitenflanken in offenen Nuten die Leiter der mehrphasigen Wechselstromwicklung 7 angeordnet sind. Die in der Mitte zwischen den beiden Luftspalten 6 liegenden Blechpaketteile Aa' und AV sind untereinander durch einen Teil S aus unmagnetischem Material verbunden und über einen weiteren Teil 9, ebenfalls aus unmagnetischem Material, am Mittelteil 7. des Joches befestigt.

Der Sekundärteil 10 des elektrodynamischen Wanderfeldmotori! 1 gemäß der Erfindung ist wicklungsfrei ausgebildet und besteht aus in die Luftspalte 6 hineinragende» magnetischen und unmagnetischen Abschnitten, deren Länge der Polteilung T₀ der mehrphasigen Wechselstromwicklung 7 entspricht Die magnetischen Abschnitte des Sekundärteils 10 werden jeweils von Eisenquadern lie, 115 gebildet, deren Höhe der Höhe der Blechpaketteile 4 a und 4fr entspricht Die in ihrer Höbe dem unteren Blech- u paket 4 β entsprechenden Bisenquader 11a sind gegenüber den im oberen Blechpaket 46 in ihrer ÜShe enfcpjBchendeA Etsenqnadem Ub m Längsnchtung des Lattspaltes 6 um diePolteilung T_p gegeneinander versetzt Säe sind jeweils über unmagnetische Tefle He bzw. VLb an einer ortsfesten, beide Sekundärsysteme 10 verbindenden Betonschiene 13 befestigt Durch diese versetzte Anordnung der den einzelnen Blechpaketteilen zugeordneten magnetischen Abschnitte des Sekundärsystems 10 kann die mehrphasige Wechselstromwiddung 7 ans Wicklungsstäben bestehen, die in beiden Blechpaketteüen 4a bzw. Ab in einer durchlaufenden Not angeordnet

Durch die voa Gleicbsttom durchflossenen Erregerwicklungen 5 wird in dem Induktor des linearmotors I ein magnetischer FiBB Φ erzeugt, dessen Verlauf in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist Der magneäsche FIuB Φ verläuft jeweils quer durch die Luftspalte 6 und schließt sich über die Seitenjoche 3. Da man voraussetzen kann, daß dieser magnetische Fluß Φ in den Luftspalten 6 praktisch nur in den Bereichen vorhand«! ist in welchen der weitaus größte Teil des Abstandes zwischen den Blechpaketteüen 4 a bzw. Ab durch die Eisenquader 11a bzw. 11b des Sekundärsystems 10 überbrückt ist, wird auf den beweglich .ingeordneten Induktor e^;r~ Kraft ausgeübt, die eine Relativbewegung zwischen dem beweglich angeordneten Induktor und dem ortsfest angeordneten Sekundärsystem 19 hervorruft. Diese Kräfte sind proportional der Luftspaltfläche des Induktors, der Luftspaltinduktion und dem Strombelag der mehrphasigen Wechselstromwicklung 7.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der jeweils aus zwei nebeneinanderliegenden Motoren gebildete Linearmotor 1 Blechpaket- enthält, die über ihrer Höhe in drei Bkchteilpakete 4a, Ab und 4c unterteilt sind und van denen jeder Teil wiederum von einer ringförmigen Erregerwicklung 5 umschlossen ist. Für gleiche Teile sind jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet.

Bei dieser Ausfühningsform erhält man ebenfalls in allen Blechpaketteilen 4a, Ab, Ac in einer durchgehenden Nut angeordnete Leiter der mehrphasigen Wechselstromwicklungen 7, wenn die magnetischen Abschnitte des Sekundärsystems 10, wie in F i g. 4 dargestellt, jeweils in Eisenquader 11a, Ub, Uc unterteilt sind, die in der Höhe den jeweiligen Blechpaketteüen 4a, 46, Ac entsprechen, und jeweils die Quader, in denen der Magnetfluß Φ, dessen Verlauf in F i g. 3 in gestrichelter Weise angedeutet ist in einer Richtung verläuft gegen die Quader, in denen er in der anderen Richtung verläuft, um eine Polteilung Γ, gegeneinander versetzt sind. Die Stromrichtung der die Erregerwicklungen 5 durchfließenden Gleichströme ist, wie angedeutet, so gewählt, daß sich der erzeugte magnetische FIuB ♦ nur über die Seitenjoche 3 schließt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   . 1, MektrodynaHnscher Wanderfeldmotor (linearmotor]), bei dem die Erregung des Maschinen- feldes dutch eine besondere Eiregerwicfcluiig erfolgt, welche nut Gleichstrom gespeist wird und 731CTtTrHcIi zur das WanderfeM erzeugendes mehrphasigen Wecfaselstromwickmog auf dem Induktor (Primärtefl) angebracht ist, and das »o abwechselnd magnetische and i d

   y g

   unmagnetische Abschnitte aufweist, deren Länge dsr Polteilung der mehrphasigen Wechselstromwickiung des Induktors (Primärteil) entspricht, dadurchg^kennzeichnet,daBder Induktor (Priraärteü) ans jeweils durch ein Seitenpoch <3) gehaltenem, auf des entgegengesetzten Settee des Sekundärsystems (10) angeordneten Blechpaketen {4a, 4d% 4b, 4If) besteht, welche die mehrphasige Wechselstromwicklung (7) tragen ao und in ihrer Höhe unterteilt sind, und daß jeder Blechpaketteil (4a 4b. 4c) von einer Erregerwicklung (5) umfaßt ist, die von einem Gleichstrom derart durchflossen ist, daß sich der magnetische Fluß Φ über das Seitenjoch (3) schließt. as
2. 2. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschnitte im Sekundärsystem (10) in ihrer Höhe in den Blechpaketteilen (4 a, 46, 4c) entsprechende Teilabschnitte (lla, 116, lic) 3« unterteilt und diese gegenseitig um eine Polteilung (T_n) zueinander versetzt angeordnet sind.
3. 3. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Teilabschnitte (Ho, lic) der magnetischen Abschnitte des Sekundärsystems (10) untereinander durch unmagnetisches Material (12 c) verbunden sind.
4. 4 Elektrodynamischer Wanderfeldmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Leiter der mehrphasigen Wechselstromwicklung (7) in den einzelnen Blechpaketteilen {4 a, 4 b, 4 c) jeweils um eine Polteilung (T„) versetzt angeordnet sind.
5. 5. Elektrodynamischer Wanderfeldmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Induktoren (Primärteile), die Linearmotoren synchroner Bauart bilden, durch ein gemeinsames loch zusammengefaßt sind.