DE3012917C2

DE3012917C2 - Asynchronous linear motor

Info

Publication number: DE3012917C2
Application number: DE19803012917
Authority: DE
Inventors: Aleksandr Alekseevi&ccaron; Rostov-na-Donu &Scaron;irikov; Sergei Stepanovi&ccaron; Chantimirov; Aleksandr Dmitrievi&ccaron; Popov; Vladimir Aleksandrovi&ccaron; Solomin
Original assignee: ROSTOVSKIJ-NA-DONU INSTITUT INZENEROV ZELEZNODOROZNOGO TRANSPORTA ROSTOV-NA-DONU SU
Current assignee: ROSTOVSKIJ-NA-DONU INSTITUT INZENEROV ZELEZNODOROZNOGO TRANSPORTA ROSTOV-NA-DONU SU
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1980-04-02
Publication date: 1984-03-08
Also published as: DE3012917A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen linearen Asynchronmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher linearer Asynchronmotor ist aus der DE-OS 28 51 038 bekannt.The present invention relates to a linear asynchronous motor according to the preamble of Claim 1. Such a linear asynchronous motor is known from DE-OS 28 51 038.

Bei dieser bekannten Ausbildung besteht der Induktor aus einem Eisenkörper mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von geschichteten Kernen und aus einer mehrphasigen konzentrierten Wicklung, deren Spulen in Reihen angeordnet sind. Das Sekundärelement besitzt einen elektrisch leitenden Teil auf einem magnetisch leitenden Grundkörper.In this known design, the inductor consists of an iron body with a first and a second group of laminated cores and a multi-phase concentrated winding, whose Coils are arranged in rows. The secondary element has an electrically conductive part on one magnetically conductive body.

Die geschichteten Kerne der ersten Gruppe sind in einer ersten Richtung, nämlich rechtwinkling zur Verschiebungsrichtung des Induktors angeordnet, und miteinander durch die geschichteten Kerne der zweiten Gruppe verbunden, die in einer zweiten, rechtwinklig zur ersten Richtung verlaufenden Richtung angeordnet sind, d. h. in der Verschiebungsrichtung des Induktors des linearen Asynchronmotors. Jede Spule der mehrphasigen konzentrierten Wicklung umfaßt einen der Stäbe eines geschichteten Kernes aus der ersten Gruppe und einen der Stäbe eines geschichteten Kernes aus der zweiten Gruppe.The layered cores of the first group are in a first direction, namely at right angles to Displacement direction of the inductor arranged, and interconnected by the layered cores of the second Group connected arranged in a second direction perpendicular to the first direction are, d. H. in the direction of displacement of the inductor of the asynchronous linear motor. Each coil of polyphase concentrated winding comprises one of the bars of a layered core from the first Group and one of the rods of a layered core from the second group.

Die geschichteten Kerne beider Gruppen sind von kammartiger Gestak und weisen wenigstens vier Nuten zur Unterbringung der Wicklungsspulen auf. Die Bauhöhe und das Gewicht des bekannten linearen Asynchronmotors sind dabei verhältnismäßig hoch.The layered cores of both groups are of a comb-like structure and have at least four grooves to accommodate the winding coils. The overall height and weight of the well-known linear Asynchronous motors are relatively high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen linearen Asynchronmotor mit einer solche Konstruktion des Induktors zu schaffen, daß eine Verringerung von dessen Abmessungen und Gewicht gelingtIt is an object of the invention to provide a linear asynchronous motor with such a construction to create the inductor that a reduction in its dimensions and weight is achieved

Ausgehend von einem linearen Asynchronmotor der gattungsgemäßigen Bauart wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Eine zweckmäßige Weiterbildung dieses Vorschlags ergibt sich aus Patentanspruch Z Based on a linear asynchronous motor of the generic type, this object is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of claim 1. An expedient development of this proposal results from claim Z

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen weiter erläutert; in den Zeichnungen zeigtThe invention is explained below through the description of an exemplary embodiment with reference to the drawings further explained; in the drawings shows

F i g. 1 — konstruktives Ausführungsschema des linearen Asynchronmotors gemäß der Erfindung;F i g. 1 - constructive execution scheme of the linear asynchronous motor according to the invention;

Fig.2 — Phasenverteilung einer Dreihphasenspannungsquelle zwischen den Dreiphasen.wicklungsspulen von F i g. 1 gemäß dar Erfindung.Fig. 2 - Phase distribution of a three-phase voltage source between the three-phase winding coils of FIG. 1 according to the invention.

Der lineare Asynchronmotor enthält einen Induktor 1 (Fig. 1) mit einem Eisenkörper, der aus einer ersten Gruppe von geschichteten Kernen 2 und aus einer zweiten Gruppe von geschichteten Kernen 3 ausgeführt ist, und mit einer mehrphasigen konzentrierten Wicklung 4, deren Spulen 5 reihenweise angeordnet sind, sowie ein Sekundärelement 6, das einen elektrisch leitenden Teil 7 besitzt, der auf einem magnetisch leitenden Teil 8 angeordnet ist, und mit einem Spalt <5 relativ zum Induktor 1 liegt.The linear asynchronous motor contains an inductor 1 (Fig. 1) with an iron body, which consists of a first Group of layered cores 2 and executed from a second group of layered cores 3 is, and with a multi-phase concentrated winding 4, the coils 5 of which are arranged in rows, and a secondary element 6, which has an electrically conductive part 7, which is on a magnetically conductive part 8 is arranged, and is with a gap <5 relative to the inductor 1.

Der Induktor 1 verschiebt sich in der durch einen Pfeil Dangedeuteten Richtung.The inductor 1 moves in the direction indicated by an arrow Indicated direction.

Die geschichteten Kerne 2 der ersten Gruppe sind in der ersten Richtung, d. h. senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Induktors 1, angeordnet, und miteinander durch die geschichteten Kerne 3 der zweiten Gruppe verbunden, die in der zweiten Richtung, d. h. in der Verschiebungsrichtung des Induktors 1 angeordnet sind.The layered cores 2 of the first group are in the first direction, i.e. H. perpendicular to the direction of displacement of the inductor 1, arranged, and with each other connected by the layered cores 3 of the second group oriented in the second direction, i.e. H. in the Displacement direction of the inductor 1 are arranged.

Jeder geschichtete Kern 2 aus der ersten Gruppe besitzt vier Nuten, die zwischen fünf Stäben 9 liegen, die durch ein Joch 10 verbunden und in denen die Spulen 5 untergebracht sind.Each layered core 2 from the first group has four grooves that lie between five rods 9, the connected by a yoke 10 and in which the coils 5 are housed.

leder geschichtete Kern 3 aus der zweiten Gruppe ist Π-förmig ausgebildet und aus zwei Stäben 11 und einem Joch 12 ausgeführt. Dabei ist die Zahl der geschichteten Kerne 3 der zweiten Gruppe zwischen jedem Paar von angrenzenden geschichteten Kernen 2 gleich fünf.leather-layered core 3 from the second group is Π-shaped and consists of two rods 11 and one Yoke 12 executed. Here, the number of layered cores is 3 of the second group between each pair of adjacent layered cores 2 are equal to five.

Zweckmäßig werden die Randkerne 2 so ausgeführt, daß ihre in der zweiten Richtung gemessene Dicke die Dicke der übrigen Kerne 2 um die Größe des in der zweiten Richtung gemessenen Maßes eines Stabes 11 eines geschichteten Kernes 3 übersteigt.The edge cores 2 are expediently designed so that their thickness measured in the second direction is the Thickness of the remaining cores 2 by the size of the dimension of a rod 11 measured in the second direction of a layered core 3 exceeds.

Diese Ausführung der Randkerne 2 führt dazu, daß alle Spulen 5 der mehrphasigen konzentrierten Wicklung 4 gleich ausgeführt werden, was wiederum die Fertigungsgerechtheit des Induktors 1 erhöht.This design of the edge cores 2 means that all coils 5 of the multi-phase concentrated winding 4 are executed the same, which in turn increases the manufacturing accuracy of the inductor 1.

Jede Spule 5 der mehrphasigen konzentrierten Wicklung 4 der Randreihen, die in der ersten Richtung liegen, umfaßt einen der Stäbe 9 eines geschichteten Kernes 2 und einen der Stäbe 11 eines geschichteten Kernes 3, während jede Spule 5 der mehrphasigenEach coil 5 of the polyphase concentrated winding 4 of the edge rows running in the first direction lie, comprises one of the rods 9 of a layered core 2 and one of the rods 11 of a layered core Core 3, while each coil 5 of the polyphase

konzentrierten Wicklung 4 der übrigen Reihen einen der Stäbe 9 eines geschichteten Kernes 2 und je einen Stab 11 von zwei Kernen 3 umfaßt.concentrated winding 4 of the remaining rows one of the bars 9 of a layered core 2 and one each Rod 11 is comprised of two cores 3.

In Fig.2 ist die Phasenverteilung einer Dreiphasenspannungsquelle zwischen den Spulen der konzentrierten Dreiphasenwicklung dargestellt, wobei A, B, C als Bezeichnung der Phasen der Dreiphasenspannungsquel-Ie dienen.2 shows the phase distribution of a three-phase voltage source between the coils of the concentrated three-phase winding, A, B, C serving as designations for the phases of the three-phase voltage source.

Ft bezeichnet die Zugkraft des linearen Asynchronmotors, Fi, Ft bezeichnen die Kräfte, die vom linearen Asynchronmotor in der ersten Richtung erzeugt werden. Die Spulen 5 (Fig. 1) der mehrphasigen konzentrierten Wicklung 4 jeder Reihe, die in der zweiten Richtung liegt, besitzen eine gerade (fortlaufende) Phasenfolge der Phasen A (F i g. 2), B, C. 1 ■-, Ft denotes the tensile force of the linear asynchronous motor, Fi, Ft denote the forces that are generated by the linear asynchronous motor in the first direction. The coils 5 (Fig. 1) of the multi-phase concentrated winding 4 of each row, which lies in the second direction, have an even (continuous) phase sequence of phases A (Fig. 2), B, C. 1 ■ -,

Die Spulen 5 (F i g. 1) der mehrphasigen konzentrierten Wicklung 4 jeder. Reihe, die in der ersten Richtung liegt, besitzen bis zur Reihenmitte eine direkte Phasenfolge der Phasen A (Fig.2), B, C, nach der Reihenmitte aber besitzen sie die umgekehrte Phasen- 2» folge der Phasen A, B, C. The coils 5 (Fig. 1) of the polyphase concentrated winding 4 each. A row in the first direction has a direct phase sequence of phases A (Fig. 2), B, C up to the middle of the row, but after the middle of the row they have the reverse phase sequence of phases A, B, C.

Der vorliegende lineare Asynchronmotor arbeitet auf die folgende Weise. Zur Verschiebung des Induktors 1 (F i g. 1) in der durch den Pfeil D angedeuteten Richtung wird die konzentrierte Dreihpasenwicklung 2 des 2^ Induktors 1 an die Dreiphasenspannungsquelle mit entsprechender Phasenverteilung der Phasen A (Fig.2), B, Cder Dreiphasenspannungsquelle zwischen den Spulen 5 (Fig. 1) der konzentrierten Dreiphasenwicklung 4 angeschlossen. Hierbei werden magnetische jn Felder erzeugt, die in der Richtung wandern, die zur Verschiebung des Induktors 1 entgegengesetzt ist, und als Folge der Arbeit des gesamten Spulensystems der mehrphasigen konzentrierten Wicklung 4 des Induktors 1 entstehen. Ferner entstehen auch nach entgegenge- r> setzten Seiten wandernde magnetische Felder, die durch die Spulen 5 jeder Reihe, die in der ersten Richtung liegt, erzeugt werden.The present asynchronous linear motor operates in the following manner. To move the inductor 1 ( Fig. 1) in the direction indicated by the arrow D , the concentrated three-phase winding 2 of the 2 ^ inductor 1 is connected to the three-phase voltage source with a corresponding phase distribution of phases A (Fig. 2), B, C of the three-phase voltage source between the coils 5 (Fig. 1) of the concentrated three-phase winding 4 connected. Here, magnetic fields are generated which migrate in the direction opposite to the displacement of the inductor 1 and arise as a result of the work of the entire coil system of the multi-phase concentrated winding 4 of the inductor 1. Furthermore, magnetic fields migrating to opposite sides also arise, which are generated by the coils 5 of each row which lies in the first direction.

Die magnetischen Wanderfelder überqueren den elektrisch leitenden Teil 7 des Sekundäre'ementes 6 und induzieren in diesem elektromotorische Kräfte, die das Fließen im elektrisch leitenden Teil 7 des Sekundäreiementes 6 von Wirbelströmen bewirken, die mit den magnetischen Feldern des Induktors 1 des linearen Asynchronmotors in Zusammenwirkung treten. Infolge der Zusammenwirkung der in der zur Verschiebung des Induktors 1 entgegengesetzten Richtung wandernden magnetischen Felder mit den Strömen des elektrisch leitenden Teils 7 des Sekundärelementes 6 entstehen Zugkräfte F_T (Fig.2), die in der zweiten Richtung wirken, und die Levitationskräfte des linearen Asynchronmotors. Bei der Zusammenwirkung der in den entgegengesetzten Richtungen wandernde Felder mit den Strömen des elektrisch leitenden Teils 7 (F i g. 1) des Sekundärelementes 6 werden Kräfte- F₁ (F i g. 2) und F2 erzeugt, die nach den entgegengesetzten Seiten gerichtet sind, einander ausgleichen und bei Fehlen von seitlichen Störungen, die auf den !'iduktor 1 (Fig. 1) einwirken, keinen Einfluß auf den Betrieb des linearen Asynchronmotors ausüben.The traveling magnetic fields cross the electrically conductive part 7 of the secondary element 6 and induce electromotive forces in it, which cause eddy currents to flow in the electrically conductive part 7 of the secondary element 6, which interact with the magnetic fields of the inductor 1 of the linear asynchronous motor . As a result of the interaction of the magnetic fields migrating in the opposite direction to the displacement of the inductor 1 with the currents of the electrically conductive part 7 of the secondary element 6, tensile forces F _T (FIG. 2), which act in the second direction, and the levitation forces of the linear asynchronous motor arise . When the fields migrating in the opposite directions interact with the currents of the electrically conductive part 7 (FIG. 1) of the secondary element 6, forces F ₁ (FIG. 2) and F2 are generated which are directed towards the opposite sides are, compensate each other and in the absence of lateral disturbances that act on the! 'iduktor 1 (Fig. 1), have no influence on the operation of the linear asynchronous motor.

Wenn unter der Einwirkung von irgendwelchen zufälligen seitlichen Störungen, beispielsweise einem starker· Seitenwind, eine Verschiebung des Induktors 1 in der ersten Richtung erfolgt, so wird das Gleichgewicht der Kräfte Fi (F i g. 2) und F2 gestört, da ein Teil des Induktors 1 (Fig. 1) über die Grenzen des Sekundärelementes 6 verschoben wird, wobei der Induktor 1 (Fig. 1) des linearen Asynchronmotors unter der Einwirkung der entstehenden Stabilisierungskraft, die der Differenz der Kräfte Fi (F i g. 2) und F2 gleich ist, in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, d. h. sich von selbst stabilisiert. Dabei ist die Größe dieser Stabilisierungskraft der Kraftgröße der seitlichen Störung proportional.If the inductor 1 is displaced in the first direction under the influence of any random lateral disturbances, for example a strong crosswind, the equilibrium of the forces Fi (FIG. 2) and F2 is disturbed because part of the inductor 1 (Fig. 1) is shifted beyond the limits of the secondary element 6, the inductor 1 (Fig. 1) of the linear asynchronous motor under the action of the resulting stabilizing force, which is equal to the difference between the forces Fi (Fig. 2) and F2 returns to its original state, ie stabilizes itself. The size of this stabilizing force is proportional to the size of the force of the lateral disturbance.

Auf diese Weise erlaubt es die vorliegende Erfindung, die Querstabilisation des Induktors in bezug auf das Sekundärelement des linearen Asynchronmotors zu erzielen.In this way, the present invention allows the transverse stabilization of the inductor with respect to the To achieve secondary element of the linear asynchronous motor.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Linear asynchronous motor, whose inductor consists of an iron body with a first and a second group of layered cores and from a multi-phase concentrated winding with there is a series of coils and its secondary element is an electrically conductive one Has part on a magnetically conductive base body, the layered cores of the first Group are arranged in the first direction, at least four grooves for accommodating the Have coils of multi-phase concentrated winding and layered together by Cores of the second group are connected, which are shown in ΐϊ are arranged in the second direction perpendicular to the first direction,

wherein each coil of the multiphase concentrated winding comprises one of the bars of at least one layered core from the first group and one> o of the bars of at least one layered core from the second group,
and wherein the coils of each row have direct phase sequence in the second direction, characterized in that each layered core (3) of the second group is U-shaped,

the number of layered cores (3) of the second group between each pair of the adjacent layered cores (2) of the first group is one greater than the number of grooves in the layered cores (2) of the first group,
wherein the coils (5) of the multi-phase concentrated winding (4) of each row, which lies in the first direction, have a direct phase sequence up to the middle of the row, while they have reversed phase sequence after the middle of the row.

2. Linear asynchronous motor according to claim 1, characterized in that in the second Direction measured thickness of the layered edge cores (2) of the first group is the thickness of the remaining layered cores (2) of the first group around the dimension of a rod (11) of the layered Core (3) of the second group, measured in the second direction, exceeds.