DE3204635C2

DE3204635C2 - Asynchroner Linearmotor

Info

Publication number: DE3204635C2
Application number: DE19823204635
Authority: DE
Inventors: Vasilij Ivanovi&ccaron; Novo&ccaron;erkassk Bo&ccaron;arov; Aleksandr Michailovi&ccaron; Ivanov; Evgenij Vladimirovi&ccaron; Moskau/Moskva Koza&ccaron;enko; Michall Aleksandrovi&ccaron; Kozorezov; Jurij Vladimirovi&ccaron; Novo&ccaron;erkassk Kuprianov; Leonid Ivanovi&ccaron; Moskau/Moskva Polja&scaron;ov; Vladimir Alekseevi&ccaron; Vinokurov
Original assignee: Vsesojuznyj nau&ccaron;no-issledovatel'skij, proektno-konstruktorskij i technologi&ccaron;eskij institut elektrovozostroenija, Novo&ccaron;erkassk, Rostovskaja oblast'
Priority date: 1982-02-10
Filing date: 1982-02-10
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DE3204635A1

Abstract

Der erfindungsgemäße lineare Asynchronelektromotor enthält einen Induktor mit m-phasiger Wicklung sowie einen mit dem Induktor elektromagnetisch gekoppelten Sekundärteil (2), der als Magnetleiter mit Quernuten ausgeführt ist, in denen eine m-phasige isolierte Wicklung (4) liegt. Die Wicklung (4) ist erfindungsgemäß in elektrisch unabhängige Wicklungseinheiten (5) eingeteilt, wobei in jede Phase der Wicklungseinheiten (5) wenigstens ein Kondensator (6) eingeschaltet ist. Die Erfindung kann für Antriebe von Oberflächen-Schnellverkehrsmitteln sowie für andere Transporteinrichtungen benutzt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen asynchronen Linearmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher asynchroner Linearmotor ist z. B. aus der DE-OS 23 16 679 bekannt. Der erfindungsgemäße asynchrone Linearmotor kann für Antriebe von Oberflächen-Schnellverkehrsmitteln sowie bei anderen Transporteinrichtungen benutzt werden. Für lineare Traktionsantriebe verwendet man weitgehend die bekannten asynchronen Linearmotoren in verschiedenen Ausführungen.
Der bekannte asynchrone Linearmotor (vgl. DE-OS 23 16 679) enthält einen auf der Bahn angeordneten Induktor mit einer Wicklung sowie einen geschichteten Sekundärteil mit Quernuten, in denen mindestens eine mehrphasige Wicklung mit regelbarem Widerstandswert liegt.
Dieser lineare Asynchronmotor weist ebenfalls niedrige Energiekennwerte infolge großer Blindleistung, der Entmagnetisierungswirkung des Sekundärstroms und des transversalen Randeffekts auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Energiekennwert des gattungsgemäßen asynchronen Linearmotors zu verbessern.
Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Es ist bereits bekannt (DE-PS 5 72 814), bei asynchronen Drehstrommaschinen in den Läuferstromkreis Kondensatoren einzuschalten, um einerseits die Phasenverschiebung des vom Netz entnommenen Stroms gegenüber der Netzspannung aufzuheben, andererseits den Einfluß der Eigenstreuung des Motors zu beseitigen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Energiekennwert des linearen Asynchronmotors verbessert, da die Wirkung des transversalen Randeffekts in der aktiven Zone beseitigt wird und eine kleinere Länge der Wicklungsköpfe erreicht wird, wobei auch die Zuverlässigkeit des Sekundärteils infolge der verdeckten Anordnung der Wicklungsköpfe steigt.
Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen und anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des asynchronen Linearmotors;
Fig. 2 ein Prinzipschema der Verbindung von Wicklungen der Wicklungseinheiten und von Kondensatoren im Sekundärteil;
Fig. 3 eine konstruktive Ausführung des Sekundärteils;
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Sekundärteils;
Fig. 6 einen isolierten elektrisch leitenden Wicklungsstab des Sekundärteils;
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild der Dreiphasenwicklung des Sekundärteils;
Der asynchrone Linearmotor weist einen Induktor 1 (Fig. 1) mit einer mehrphasigen Wicklung sowie einen mit dem Induktor 1 elektromagnetisch gekoppelten Sekundärteil 2 auf, der als magnetischer Leiter 3 mit Quernuten ausgeführt ist, in denen eine mehrphasige isolierte Wicklung 4 liegt. Die Wicklung 4 des Sekundärteils 2 ist in elektrisch unabhängige Wicklungseinheiten 5 optimaler Länge eingeteilt, wobei in jede Phase dieser Wicklungseinheiten 5 Kondensatoren 6 (Fig. 2) geschaltet sind. Die Kondensatoren 6 sind an die Enden C ₁, C ₂, C ₃ der Wicklung 4 angeschlossen, während die Enden C ₄, C ₅,C ₆ der Wicklung 4 zusammengeschaltet sind. Mit dem Pfeil A in Fig. 1 ist die Bewegungsrichtung des Induktors 1 bei unbeweglichem Sekundärteil 2 angedeutet, wobei auch die umgekehrte Ausführung des asynchronen Linearmotors (mit unbeweglichem Induktor) möglich ist.
Der asynchrone Linearmotor arbeitet in der folgenden Weise:
Beim Einschalten der Speisespannung für die mehrphasige Wicklung des Induktors 1 des asynchronen Linearmotors wird in den Wicklungseinheiten 5 der Wicklung 4 des mit dem Induktor 1 augenblicklich elektromagnetisch gekoppelten Sekundärteils 2 eine EMK induziert und es treten Ströme auf, deren Wechselwirkung mit dem resultierenden Magnetfluß eine Zugkraft erzeugt, die den Induktor 1 in Bewegung setzt. Infolge des großen Luftspalts (15 bis 35 mm) weist der asynchrone Linearmotor eine bedeutende Blindleistung auf. Aber die in der Wicklung 4 des Sekundärteils 2 liegenden Kondensatoren 6 (Fig. 2) kompensieren die Blindleistung und ändern die Phase des Sekundärstromes in Bezug auf die EMK-Phase, so daß letztere nun nacheilt, wobei eine Magnetisierungswirkung des Blindanteils dieses Stromes erreicht wird und sich dadurch ein höherer Wirkungsgrad des asynchronen Linearmotors ergibt.
Wird die Wicklung 4 des Sekundärteils 2 (Fig. 1) als verteilte oder konzentrierte Wicklung ausgeführt, so ergeben sich schlechtere Energiekennwerte des linearen Asynchronmotors wegen der Einwirkung des transversalen Randeffekts auf die Magnetfeldverteilung über der Breite des Induktors 1, wobei auch die Betriebszuverlässigkeit der Wicklung 4 infolge der offenen Anordnung der Wicklungsköpfe herabgesetzt wird.
Es erscheint deswegen ein Aufbau des Sekundärteils 2 vorteilhaft, bei dem in die Quernuten des Magnetleiters 3 (Fig. 3) isolierte elektrisch leitende Stäbe 7 gelegt und an der dem Induktor 1 abgewandten Seite Längsnuten 8 (Fig. 3) ausgeführt werden.
In diesen Nuten 8 werden die Kopfteile 9 (Fig. 4) der Wicklung 4 des Sekundärteils 2 angeordnet. Die Enden der isolierten Stäbe 7 werden abgebogen und durch Öffnungen 10 im Boden der Quernuten gesteckt. Alle in drei verschiedenen Niveaus ausgeführten Öffnungen 10 treten in Längsnuten 8 heraus.
Der magnetische Leiter 3 (Fig. 3, 4 und 5) kann geschichtet oder ganzteilig aus ferromagnetischem Pulver mit nichtmagnetischen Zusätzen oder aus einer schwachmagnetischen Legierung hergestellt sein.
Jeder elektrisch leitende Stab 7 weist eine Isolation 11 (Fig. 6) auf, die sich über die ganze Stablänge, ausgenommen der Enden mit den Abmessungen "B", erstreckt. Die Wicklung 4 (Fig. 7) des Sekundärteils 2 stellt eine dreiphasige (oder mehrphasige) Stabwicklung dar und enthält einen Stab 7 in jeder Nut.
Die Kopfteile 9 (Fig. 4) der Wicklung 4 sind als isolierte Verbindungsbrücken ausgeführt , die in den Längsnuten 8 an der Oberfläche "C" (Fig. 5) liegen.
Die Wirkungsweise des nach Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 aufgebauten Sekundärteils besteht in folgendem.
Beim Stromfluß durch die Wicklungsköpfe 9 der zum Sekundärteil 2 gehörenden Wicklung 4 entstehen an der dem Induktor 1 abgewandten Seite Streuflüsse, wobei an der dem Induktor 1 zugewandten Oberfläche des Sekundärteils 2 die Querkomponente des Magnetfeldes fehlt und das Magnetfeld sich über die Breite trapezförmig verteilt, ohne daß die für die üblichen Ausführungen der Sekundärteile kennzeichnende Induktionslücke in der mittleren Zone und der Induktionsanstieg in den Randzonen entstehen. Die Homogenisierung der Magnetfeldkonfiguration über der Breite und die Verkürzung der Kopfteile 9 der Wicklung 4 führen zu besseren Energiekennwerten des asynchronen Linearmotors.
Die beschriebenen technischen Lösungen verbessern die Traktions- und Energiekennwerte des asynchronen Linearmotors und erhöhen seine Zuverlässigkeit.
Nach durchgeführter Berechnung kann der Energiekennwert (Produkt aus dem Wirkungsgrad und dem Leistungsfaktor) die Größe von 0,7 bis 0,8 erreichen, wobei die Zugkraft 4 ... 6 10⁴ N/m² beträgt.

Claims

1. Asynchroner Linearmotor mit einem Induktor mit m-phasiger Wicklung und einem mit dem Induktor elektromagnetisch gekoppelten Sekundärteil, das als Magnetleiter mit Quernuten ausgeführt ist, in denen wenigstens eine m-phasige isolierte in Abschnitte eingeteilte Wicklung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (4) des Sekundärteils (2) in voneinander elektrisch isolierte m-phasige Wicklungseinheiten (5) eingeteilt ist und an jede Phase jeder Wicklungseinheit (5) wenigstens ein Kondensator (6) angeschlossen ist.

2. Asynchroner Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Induktor (1) abgewandten Seite des Magnetleiters (3) des Sekundärteils (2) Längsnuten (8) ausgeführt sind, in denen Wicklungskopfteile (9) der Wicklung (4) liegen, die mit den aktiven Teilen der Wicklung (4) durch Öffnungen (10) im Bodenteil der Quernuten in Verbindung stehen.