DE2447183A1 - Linearer induktionsmotor - Google Patents

Description

Krauss-Maff«i TF 552 Aktiengesellschaft Linearer Induktionsmotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen linearen Induktionsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art·

Bei einem bekannten linearen Induktionsmotor ("Elektrotechnische Zeitschrift", Ausgabe A, Band 94, (1973) Heft 2, Seite 97) ist ein mit einer Ringwicklung und zugeordnetem Dämpferkäfig ausgebildeter Ständer vorgesehen, welcher längs einer langgestreckten, ortsfest und im wesentlichen horizontal angeordneten ebenen Reaktionsschiene verschiebbar ist. Die Breite der Reaktionsschiene des bekannten linearen Induktionsmotors entspricht den äußeren Begrenzungen des Ständers, welche durch zwei, die einzelnen Dämpferstäbe des Dämpferkäfige miteinander elektrisch verbindende Längsleiter gebildet werden. Wie sich Jedoch gezeigt hat (Dissertation von Mosebach, "Effekte der endlichen Länge und Breite bei asynchronen Linearmotoren in Kurzständer- und Kurzläuferbauform", Technische Universität Braunschweig, Fakultät für Maschinenbau und Elektrotechnik, 1972, Seiten 25 bis 29), können Querkräfte senkrecht su den erwünschten Vorschub-

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kraft·η in Längsrichtung auftreten. Diese Querkräfte haben das Beetreben, den Ständer bei Abweichung aus der Svsaaetrielage in gleiche Richtung weiter auszulenken. Bei Vervendung des bekannten linearen Induktionsmotor β zum Antrieb einea Schwebefahrzeuges addieren sich die erwähnten Querkräfte des linearen Induktionsmotorβ su den von der Fahrbahn (Fliehkräfte) und Umwelteinflüssen (Windstöße) hervorgerufenen Störkräften in Querrich- tung, welche durch geeignete Führungseinrichtungen des Schvebefahraceugee kompensiert werden müssen. Da diese FUhrungseinrichtungen im Hinblick auf ein möglichst hohes Leistungsgewicht und einen möglichst geringen Energie· -verbrauch des Schwebefahrzeuge so klein wie möglich ausgelegt werden sollen, 1st es wünschenswert, die erwähnten Querkräfte zu verringern. Hierfür ist es bekannt (Dissertation von Lang, "Einfluß der Streufelder auf Entwurf und Betriebsverhalten asynchroner Linearmotoren¹·, Technische Universität Braunschwelg, Fakultät für Maschinenbau und Elektrotechnik, 1973 Seiten 88 bis 91), die Breite der Reaktionsschiene größer zu wählen als die Geeamtbreite des Ständers (in Fign. 1 und 2 mit '^"bezeichnet), wodurch die unerwünschten Randstreufeider vermindert werden. Eine Vergrößerung der Reaktionsschienenbreite ist jedoch aus baulichen Gründen bei Schwebefahrzeugen oftmals nicht möglieh, abgesehen von den dadurch bedingten Festigkeitsproblemen und den höheren Kosten.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin« einen linearen Induktionsmotor mn schaffen, welcher bei einer gegenüber bekannten Motoren unveränderten Reaktionsschinenbreite eine verbesserte Querst'abilität besitzt.

Die Aufgab· wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des linearen Induktionsmotors nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen linearen Induktionsmotor können die Längsleiter des Dämpferkäfigs wesentlich näher am Blechpaket des Ständers angeordnet werden als bei bekannten Motoren, so daß gegenüber diesen bei unveränderter Heaktionsschienenbreite die Gesamtbreite des Standers ohne Verlust an Motorleistung verringert werden kann, woraus wiederum eine wesentliche Verkleinerung der auftretenden Querkräfte resultiert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert· Es zeigtt

frig. 1 einen Querschnitt durch einen bekannten linearen

Induktionsmotor mit ringförmigen Spulen und suge-. . .ordnete« Dämpferkäfig und

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Pig. 2 einen Querschnitt durch «inen erfindungsgeaäßen linearen Induktionsmotor der gleichen Bauart wie der Motor nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte einseitige lineare Induktionsmotor ist aus der bereits erwähnten Literaturstelle "Elektrotechnische Zeitschrift" bekannt und weist einen Ständer 1 auf» welcher in einem Abstand s von einer Reaktionsschiene 2 angeordnet ist. Der Ständer 1 umfaßt ein lamelliertes Blechpaket 3 der Breite B, eine Vielzahl von ringförmigen Spulen 4 und eine gleiche Anzahl von jeweils einer Spule zugeordneten Dämpferstäben 5. Zwischen der Oberkante des Blechpaketes 3 und der benachbarten Unterkante jedes Dämpferstabes 5 bzw. jeder Spule k befindet eich ein freier Zwischenraum, dessen Höhe etwa der Spulenhöhe entspricht. Dies ermöglicht die Verwendung von Formspulen, was bei großen Linearmotoren unumgänglich ist. Die Dämpferstäbe 5 sind an beiden Stirnseiten des Ständers 1 Über Längsleiter 6 und 7 miteinander elektrisch verbunden und bilden zusammen mit diesen sinen Dämpferkäfig» Der Abstand zwischen den Außenkanten ύ@τ Längsleiter 6 und 7 bildet die wirksame Ständerbreite B'"% welch· im dargestellten Beispielsfalle gleich der A dar Reaktionsschiene 2 ist.

»r d®m Motor nach Fig» 1 unterscheidet sich der !sä Pig« S $βί?βοα$α2,1ο© «rflBdwagegessiiB® linear® Xnduk-

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tionsmotor zunächst durch eine geänderte Formgebung der von jeweils einer Spule k durchsetzten Nuten 8 des Blechpaketes 3 (mit strichpunktierten Linien angedeutet). Während nämlich bei dem bekannten Motor nach Fig. 1 die Nuten 8 eine konstante Abmessung in vertikaler Richtung aufweisen (konstante Höhe), ist bei de« erfindungsgemäßen Motor die Nuthöhe im Bereich der Stirnseiten des Motors, vergrößert. Dies bedeutet, daß jede Nut 8 einen mittleren horizontalen Abschnitt mit konstanter Nuthöhe sowie zwei periphere Abschnitte mit linear ansteigender Nuthöhe umfaßt. Wie aus Fig. 2 deutlich entnehmbar ist, ist der Verlauf der Spulen k in der betreffenden Nut 8 an deren Form angepaßt, so daß jede Spule U im Bereich der Nut 8 ebenfalls einen mittleren horizontalen Abschnitt sowie zwei linear ansteigende periphere Abschnitte besitzt. Infolge des linearen Anstiegs der genannten peripheren Abschnitte der Spule h können die Längsleiter 6 und 7 der Dämpferstäbe 5 in den Raum unterhalb der peripheren Abschnitte der Spulen 4 und damit sehr nahe am Blechpaket 3 angeordnet werden. Auf diese Weise verringert sich bei dem erfindungsgemäßen Motor der Abstand zwischen den Außenkanten der Längsleiter 6 und damit die wirksame Ständerbreite B* gegenüber dem bekannten Motor nach Fig. 1. Bei gleichbleibender Breite A der Reaktionsschiene 2 bedeutet dies, daß bei dem erfindungsgemäßen Motor die Reaktions schiene 2 über die Stirnflächen des Ständers 1

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übersteht, voraus neben einer Verringerung der Querkräfte (vgl, die eingange bereite erwähnte Dissertatien von Lang) auch eine Verringerung de· Streufeldes resultiert« wodurch der Leistungsfaktor (co·:) des Motors verbessert wird·

Sin weiterer Unterschied zu dem bekannten Motor nach Pig. 1 betrifft die eweiteilige Ausbildung des Blechpaketes 3 in einen unteren (3a) und einen oberen (3b) Teil, vobei der untere Teil 3a des Blechpaketee 3 mit den Nuten 8 versehen ist und der obere Teil 3b nach er» folgten Einlegen der Spulen k in den Raum zwischen dem unteren Teil 3a und dem oberen horizontalen Abschnitt der Spulen 4 eingeschoben wird. Die Teile 3a und 3b des Blechpaketes 3 werden in nicht dargestellter Weise miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt· Auf diese Weise können bei dem erfindungsgemäßen Linearmotor Formspulen verwendet werden, ohne daß der in Fig. 1 dargestellte Zwischenraum zwischen der Oberkante des Blechpaketes und der benachbarten Unterkante der Spule in Kauf genommen werden muß* Hieraus resultiert wiederum eine - bei vergleichbarer Blechpakethöhe - geringere Gesamthöhe sowie eine verringerte Streuung des erfindungsgemäßen Linearmotors.

Ee versteht «ich, daß der Erfindungsgedanke nicht auf elneeitige lineare Induktiensmotoren besohränkt ist,

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sondern in gleicher Weise auch auf doppelseitige lineare Induktionsmotoren anwendbar ist, bei denen der Ständer aus zwei epiegelsymmetrisch zu der Reaktionsschiene angeordneten Ständerhälften besteht· Es ist ferner möglich, den Nuten eine andere Form zu geben» sofern dadurch genügend Raun unterhalb der peripheren Spulenabschnitte stur Verfügung steht, um die Längsleiter möglichst nahe an dem Blechpaket anzubringen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Linearer Induktionsmotor mit wenigsten· einem, auf ®iner Seite einer Reaktionsschiene angeordneten Ständer, welcher ein mit Nuten versehenes Blechpaket, eine Wicklung aus einer Vielzahl von ringförmigen Spulen sowie einen Dämpferkäfig aus einer Vielzahl von jeweils einer Spule zugeordneten Dämpferstäben und zwei parallel zu den Stirnseiten des Ständers verlaufenden, mit den Dämpferstäben elektrisch verbundenen Längsleitern aufweist, wobei die Nuten in der der Reaktionsschiene zugewandten Blechpaketfläche quer zu der Motorlängsachse angeordnet und von jeweils einer ringförmigen Spule durchsetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (8) im Bereich der beiden Stirnseiten des Ständers (1) mit einer stetig ansteigenden Nuthöhe versehen sind«

   ο Linearer Induktionsiis®tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (8) sowie die darin angeordneten Spulenabeehnitte jeweils einen zentralen, terizonf&i orientierten Abschnitt sowie zwei periip linear ansteigend« Abschnitte umfaß«und daß

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   wählt ist, daß di· Längsleiter (6,7) im wesentlichen vollständig unterhalb des betreffenden peripheren Spulenabschnitte in unmittelbarer Nähe des Blechpaketes (3) angeordnet sind.

   3. Linearer Induktionsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel so gewählt ist, daß die Projektion jedes peripheren Spulenabsehnitts auf eine horizontale Ebene zumindest gleich der 1,5fachen Breite der Längsleiter (6, 7) und die Projektion jedes peripheren Spulenabschnitts auf eine vertikale Ebene zumindest gleioh der doppelten Höhe der Längsleiter ist.

   h. Linearer Induktionsmotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Blechpaket (3) in einer parallel zu der Reaktionsschiene (2) verlaufenden Ebene zweigeteilt ausgebildet ist·

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