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Synchroner elektrischer Linearmotor Aus der DT-PS 2 040 986 ist ein
synchroner elektrischer Linearmotor bekannt, dessen Primärteil (Induktor) mit einer
Gleichstrom-Erregerwicklung versehen ist, die geteilt jeweils am Blechpaketrücken
angeordnet ist, und aus zwei durch ein Joch am Blechpaketrücken miteinander verbundenen
Blechpaketen besteht, die auf der dem Sekundärteil zugewandten Seite in offene Nuten
liegende Leiter einer mehrphasigen Wechselstromwicklung tragen. Das Sekundärsystem
des Linearmotors weist dagegen abwechselnd massive magnetische (Reaktionszähne)
und unmagnetische Abschnitte auf, wobei der Abstand zwischen den Mitten der massiven
magnetischen Abschnitte die doppelte. Polteilung der mehrphasigen Wechstromwicklung
des Induktors beträgt. Damit ein derartiger synchroner elektrischer Linearmotor
mit unterteilten Blechpaketen funktionsfähig ist, ist es bekanntlich erforderlich,
daß die Leiter der das Wanderfeld erzeugenden mehrphasigen Wechselstromwicklung
in den einzelnen Teilen des Bechpaketes jeweils um eine Polteilung versetzt angeordnet
sind. Dies kann dadurch erfolgen, daß bei einem sich über die gesamte Breite der
beiden Blechpakete erstreckenden Reaktionszahn der in dem einen Blechpaket liegende
erste Leiterteil gegenüber dem in dem anderen Blechpaket liegende andere Leiterteil
jedes Leiters der mehrphasigen Wechselstromwicklung um eine Polteilung versetzt
ist. Man kann aber auch statt der Leiter der mehrphasigen Wechselstromwicklung die
magnetischen Abstände im Sekundärsystem des Linearmotors in ihrer Breite in den
Blechpaketteilen entsprechende Teilabschnitte unterteilen
und diese
gegenseitig um eine Polteilung zueinander versetzt anordnen. Weiterhin besteht noch
die Möglichkeit, auch die Blechpakete selbst zueinander um eine Polteilung zu versetzen,
wenn die Reaktionszähne und die einzelnen Leiter gerade durchgehend ausgebildet
sind.
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Es ist weiterhin bekannt, einen derartigen synchronen elektrischen
Linearmotor synchron dadurch anzufahren, daß die mehrphasige Wechselstromwicklung
über einen Umrichter mit Strömen wechselnder Frequenz gespeist wird. Da jedoch die
Leiter der mehrphasigen Wechselstromwicklung in- offene Nuten liegen, entstehen
starke Nutoberwellen, wodurch beim synchronen Anfahren des Linearmotors gerade bei
kleinen Frequenzen eine unerwünschte, ruckende Bewegung des Linearmotors verursacht
werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen synchronen
Linearmotor, der zum synchronen Anfahren über einen Umrichter mit Strömen wechselnder
Frequenz gespeist wird, so auszubilden, daß dieses synchrone Anfahren bis zu kleinen
Frequenzen herab möglichst ruckfrei erfolgt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem synchronen
elektrischen Linearmotor, dessen Primärteil (Induktor) mit einer Gleichstrom-Erregerwicklung
versehen ist und aus zwei durch ein Joch am Blechpaketrücken miteinander verbundene
Blechpakete besteht, die auf der dem Seku-ndärteil zugewandten Seite in offene Nuten
liegende Leiter einemehrphasigen Wechselstromwicklung tragen, während dessen Sektu?därsystem
abwechselnd massive magnetische (Reaktionszahn) und unmagnetische Abschnitte aufweist,
wobei der Abstand zwischen den Mitten der massiven magnetischen Abschnitte die doppelte
Polteilung der mehrphasigen Wechselstromwicklung des Induktors beträgt, und bei
dem die sich über beide Blechpakete erstreckenden Leiter der mehrphasigen Wechselstromwicklung
so
angeordnet sind, daß jeweils ein magnetischer Abschnitt unter
dem einen Blechpaket mit dem einen Leiterteil gegenüber dem anderen Blechpaket mit
dem anderen Leiterteil und entsprechenden magnetischen Abschnitt eine Versetzung
um eine Polteilung aufweist, wobei entweder die Leiterteile oder die magnetischen
Abschnitte oder die Blechpakete versetzt sein können.
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Gemäß der Erfindung ist zusätzlich zwischen beiden Blechpaketen noch
eine weitere Versetzung um eine Nutteilung vorgenommen.
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Dadurch erhält man eine Abdämpfung der Nutoberwellen, wodurch die
Schubleistung des Linearmotors im Bereich kleiner Frequenzen verbessert wird. Diese
weitere Versetzung um eine Nutteilung kann durch eine Veränderung der Wicklungsschritte
bzw. des Wieklungsaufbaus oder durch gegenseitige Verschiebung der beiden Blechpakete
des Induktors erreicht werden. Dies ist unabhängig davon, ob die normale Verschiebung
zwischen beiden Blechpaketen um eine Polteilung dadurch erreicht wird, daß bei einem
sich über die gesamte Breite des Induktors erstreckenden Reaktionszahn jeweils die
in den einzelnen Blechpaketen angeordneten Leiterteile jedes Leiters gegeneinander
um eine Polteilung versetzt sind oder ob die Reaktionszähne der Breite jedes Blechpaketes
eiÜprechend unterteilt und die Teilabschnitte gegenseitig um eine Polteilung zueinander
versetzt sind.
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Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der Fig. 1.- 4 der Zeichnung
näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Reaktionszahn und den
Induktor eines synchronen elektrischen Linearmotors, die Fig. 2 zeigt ebenfalls
im Schema die vom Reaktionszahn her gesehene Ansicht auf die beiden Blechpakete
des Induktors, wobei der Wicklungsaufbau der mehrphasigen Wechselstromwicklung in
bekannter Weise vorgenommen ist. In den Fig. 3 und 4 sind ebenfalls vom Reaktionszahn
her gesehene Ansichten auf die beiden Blechpakete des Induktoros im Schema dargestellt,
jedoch zeigen diese Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Der synchrone elektrische Linearmotor 1 hat einen aus zwei Blechpaketen
2 und 3 bestehenden Induktor 4. Beide Blechpakete 2 und 3 sind untereinander durch
das Joch 5 verbunden, auf dem die Gleichstrom-Erregerwicklung 6 angeordnet ist.
Der Sekundärteil des synchronen Linearmotors 1 besteht aus massiven magnetischen
Reaktionszähnen 7, die abwechselnd mit unmagnetischen Abschnitten angeordnet sind.
Dabei beträgt der Abstand zwischen den Mitten der massiven magnetischen Reaktionszähne
7 die doppelte Polteilung der mehrphasigen Wechselstromwicklung 8, die in offene
Nuten 9 auf der dem Sekundärteil zugewandten Seite der Blechpakete 2 und 3 liegt.
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Damit ein derartig aufgebauter synchroner Linearmotor 1 mit zwei Blechpaketen
2 und 3 funktionsfähig ist, sind die einzelnen Leiter 10 der das Wanderfeld erzeugenden
mehrphasigen Wechselstromwicklung 8 in den beiden Blechpaketen 2 und 3 jeweils um
eine Polteilung versetzt (siehe Fig. 2). Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Polteilung drei Nutteilungen 13 beträgt, haben die einzelnen Leiter 10 der mehrphasigen
Wechselstromwicklung 8 also eine derartige Form, daß der Leiter 10 nah dem z.B.
in der dritten Nut 9 des Blechpaketes 2 liegenden Leiterteil 11 im Bereich zwischen
beiden Blechpaketen unterhalb der Erregerwicklung 6 so abgekröpft ist, daß der in
dem anderen Blechpaket 3 liegende Leiterteil 12 in der sechsten Nut 9 liegt, diese
ist also gegenüber der dritten Nut 9 des Leiterteiles 11 um eine Polteilung versetzt.
Bei einem derartigen bekannten Wicklungsaufbau der mehrphasigen Wechselstromwicklung
8 ergibt sich aber bei einem synchronen Anfahren des synchronen Linearmotors 1 mit
Hilfe einer Speisung der mehrphasigen Wechselstromwicklung 8 über einen Umrichter
mit Strömen wechselnder Frequenz der Nachteil, daß bei kleinen Frequenzen eine ruckende
Bewegung auftritt. Dieser Nachteil läßt sich durch einen Wicklungsaufbau gemäß der
Erfindung vermeiden, wie er in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Für.gleiche Teile
sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind die Leiter 10 der mehrphasigen Wechselstromwicklung 8 in den Raum zwischen
beiden Blechpaketen 2 und 3 so abgekröpft, daß der Leiterteil 12 im Blechpaket 3
gegenüber dem Leiterteil 11 im Blechpaket 2 nur um eine Polteilung minus eine Nutteilung
13 versetzt angeordnet ist. Der Leiterteil 11 liegt also z.B. im Blechpaket 2 in
der dritten Nut 9 und der Leiterteil 12 im Blechpaket 3 in der fünften Nut 9.
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Durch diese Veränderung des Wicklungsschrittes-bei den Leitern 10
erreicht man eine Abdämpfung der Nutoberwellen und somit ein ruckfreies synchrones
Anfahren des Linearmotors auch bei kleinen Frequenzen.
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Eine andere Möglichkeit der Versetzung um eine Nutteilung 13 besteht,
wie in Fig. 4 gezeigt, darin, daß die beiden Blechpakete 2 und 3 gegeneinander um
eine Nutteilung 13 versetzt sind. Im Blechpaket 3 liegt daher jeweils der Leierteil
12 des einzelnen Leiters 10 der mehrphasigen Wechselstromwicklung 8 in einer Nut
9, z.B. der dritten, die gegenüber der entsprechenden Nut 9 im Blechpaket 2, in
welche sich der Leiterteil 11 befindet, um eine Polteilung versetzt ist, z.B.
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der sechsten. Durch die Verschiebung des Blechpaketes 3 gegenüber
dem Blechpaket 2 entspricht somit die Abkröpfung der Leiter 10 der in Fig. 2 gezeigten.
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Die Erfindung läßt sich entsprechend mit gleichem Vorteil auch dann
anwenden, wenn auf beiden Seiten des Reaktionszahnes des synchronen Linearmotors
Primär systeme mit unterteilten Bleshpaketen angeordnet sind. Auch eine entsprechende
Anwendung auf mehr als zweifach unterteilte Blechpakete ist moglich.
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5 Ansprüche 4 Figuren