DE4407385A1

DE4407385A1 - Linear reluctance motor

Info

Publication number: DE4407385A1
Application number: DE19944407385
Authority: DE
Inventors: Steffen Loesch; Gerhard Schubert; Heinz Schneider; Thomas Sommer; Hans Engelhardt
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH; Jenoptik AG
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1994-03-05
Filing date: 1994-03-05
Publication date: 1995-09-07

Abstract

A linear reluctance motor has a grooved stator facing the pole shoes of the rotor. The pole shoes are made of soft magnetic material, separated by permanent magnetic material, and carry coils. The coils are fed with two-phase AC, there being a phase angle of ninety degrees between the coils. The pole shoes have grooved faces which match the grooves in the stator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reluktanzantrieb, der als Nuten aufweisende Antriebsteile einen Stator und diesem zugewandte Polschuhe eines Läufers enthält und der zum Transport zu bewegender Objekte in linearer Richtung oder in der Ebene dient.The invention relates to a reluctance drive which has grooves Drive parts a stator and this facing pole pieces of a rotor contains and the objects to be moved for transport in the linear direction or in the Level serves.

Derartige Antriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinreichend bekannt. So beschreibt z. B. die Patentschrift DE 31 28 834 einen Linearmotor, bei dem ein Stator mit einer Vielzahl von Nuten mit konstanter Periode versehen ist. Dem Stator zugewandt und durch einen schmalen Luftspalt getrennt, ist ein Läufer angeordnet, der aus einem Permanentmagneten, Kernen mit Spulen und einer Vielzahl ausgeprägter weichmagnetischer Polschuhe besteht. Die Polschuhe weisen auf ihren Oberflächen wie der Stator eine Vielzahl von Nuten mit gleicher konstanter Periode aber mit Phasenverschiebung untereinander auf.Such drives are already well known from the prior art. So describes e.g. B. the patent DE 31 28 834 a linear motor in which a Stator is provided with a plurality of constant period slots. The stator a runner is arranged facing and separated by a narrow air gap, that of a permanent magnet, cores with coils and a multitude pronounced soft magnetic pole shoes. The pole pieces point to theirs Surfaces like the stator have a large number of slots with the same constant period but with phase shift among themselves.

Stator und Läufer sind magnetisch so konstruiert, daß durch Ein- und Ausschalten der Wickelströme der Spulen in einzelnen Bereichen die Magnetkräfte (Permanentmagnet) verstärkt oder geschwächt werden. In der Folge bewegt sich der Läufer durch die erzeugte Vorschubkraft in Längsrichtung des Stators.The stator and rotor are magnetically designed so that they can be switched on and off the winding currents of the coils in individual areas the magnetic forces (Permanent magnet) can be strengthened or weakened. As a result, the moves Runner due to the generated feed force in the longitudinal direction of the stator.

Da diese Vorschubkraft bekannterweise mit kleinerwerdender Nutungsperiode wächst, ist man bemüht, diese ständig zu verringern. Bei herkömmlichen mechanischen Verfahren steigen dabei frühzeitig die Kosten nicht unerheblich, wobei im Submillimeterbereich der Technik die Grenzen gesetzt sind.As this feed force is known to decrease with the period of use is growing, efforts are made to continuously reduce it. With conventional mechanical processes, the costs rise significantly at an early stage, whereby the limits are set in the submillimeter range of technology.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, diese Grenzen im Submillimeterbereich ohne größeren finanziellen und technischen Aufwand weiter herabzusetzen.It is therefore the object of the invention to overcome these limits in the submillimeter range without further financial and technical effort.

Die Erfindung wird durch einen Reluktanzantrieb gelöst, der als Nuten aufweisende Antriebsteile einen Stator und diesem zugewandte Polschuhe eines Läufers enthält, wobei die Polschuhe Teile von Weicheisenkernen sind, zwischen denen eine Trennung durch permanentmagnetisches Material erfolgt und die von stromdurchflossenen Spulen umgeben sind. Die Nuten sind in weichmagnetisches Material eingearbeitet, das auf ebenen, einander zugewandten Flächen der Antriebsteile aufgebracht ist.The invention is achieved by a reluctance drive, which has grooves Contains a stator and pole pieces of a rotor facing it, the pole pieces being parts of soft iron cores, between which one Separation takes place by means of permanent magnetic material and that of current-carrying coils are surrounded. The grooves are in soft magnetic Material incorporated on flat, facing surfaces of the Drive parts is applied.

Dadurch ist es möglich, konventionelle Verfahren zur Erzeugung der Nutenstrukturen durch moderne Bearbeitungsverfahren, z. B. Belichtung mit anschließendem Ätzprozeß oder numerisch gesteuertes Präzisionsschleifen zu ersetzen, mit denen eine weitere Herabsetzung der Nutungsperiode möglich ist.This makes it possible to use conventional methods to generate the Groove structures through modern machining processes, e.g. B. exposure with subsequent etching process or numerically controlled precision grinding replace with which a further reduction of the usage period is possible.

Außerdem sind diese Verfahren auf Anlagen zur Mikrostrukturierung von elektronischen Bauelementen und Feinstleiterplatten, wie flat panels oder ähnlichen kostengünstig durchzuführen.In addition, these processes are based on systems for microstructuring electronic components and fine printed circuit boards, such as flat panels or the like to perform inexpensively.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, auch kompliziertere Polteilungen effektiv herstellen zu können, wie sie z. B. für Drehtische oder sphärische Tischkonstruktionen benötigt werden.Another advantage of the invention is that also more complicated pole pitches to be able to produce effectively, such as. B. for rotary tables or spherical Table constructions are needed.

Die Teilungen können mit einer derartigen Genauigkeit erzeugt werden, daß sie auch als Basis für Meßsysteme verwendet werden können.The divisions can be generated with such accuracy that they too can be used as the basis for measuring systems.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing become.

Die Figur zeigt einen Reluktanzantrieb mit erfindungsgemäßer Nutung von Antriebsteilen.The figure shows a reluctance drive with inventive grooving of Drive parts.

Getrennt durch einen Luftspalt 1 ist einem Stator 2 ein Läufer 3 benachbart, der aus Polschuhen 4, 5 eines Weicheisenkernes 6 und Polschuhen 7, 8 eines Weicheisenkernes 9 besteht. Die Weicheisenkerne 6, 9 sind durch permanentmagnetisches Material 10 voneinander getrennt und tragen Spulen 11, 12, die bekannterweise von Wechselströmen mit um π/2 gegeneinander versetzten Phasen durchflossen sind. Nuten 13, 14 mit gleicher Nutungsperiode sind in weichmagnetisches Material eingearbeitet, das durch Klebeschichten 15, 16 fest mit ebenen Flächen der Polschuhe 4, 5 und 7, 8 sowie des Stators 2 verbunden ist.Separated by an air gap 1 , a stator 2 is adjacent to a rotor 3 , which consists of pole pieces 4 , 5 of a soft iron core 6 and pole pieces 7 , 8 of a soft iron core 9 . The soft iron cores 6 , 9 are separated from one another by permanent magnetic material 10 and carry coils 11 , 12 , which are known to be flowed through by alternating currents with phases offset by π / 2. Grooves 13 , 14 with the same grooving period are worked into soft magnetic material, which is firmly connected by adhesive layers 15 , 16 to flat surfaces of the pole shoes 4 , 5 and 7 , 8 and the stator 2 .

Eine ebenfalls nach dem Stand der Technik hinreichend bekannte Phasenverschiebung der Nuten 13 gegeneinander, die aus Übersichtsgründen der Figur nicht zuentnehmen ist, beträgt, bezogen auf den Polschuh 4, für den Polschuh 5 den Wert π, den Polschuh 7 den Wert 3π/2 und den Polschuh 8 den Wert π/2.A phase shift of the grooves 13 with respect to one another, which is also sufficiently known from the prior art and which cannot be seen from the figure for reasons of clarity, is, based on the pole shoe 4 , the value π for the pole shoe 5 , the pole shoe 7 the value 3π / 2 and the Pole shoe 8 has the value π / 2.

Die Klebeschichten 15, 16 können so dünn gehalten werden (einige Mikrometer), daß der mit diesen Schichten verbundene Verlust an Vorschubkraft klein ist gegenüber dem Gewinn an Vorschubkraft durch hinreichende Verringerung der Nutungsperiode.The adhesive layers 15 , 16 can be kept so thin (a few micrometers) that the loss of feed force associated with these layers is small compared to the gain in feed force due to a sufficient reduction in the period of use.

Claims

Reluctance drive, which contains a stator as the drive parts with grooves and pole shoes of a rotor facing the stator, the pole shoes being parts of soft iron cores, between which a separation takes place by means of permanent magnetic material and which are surrounded by current-carrying coils, characterized in that the grooves ( 13 , 14 ) are incorporated into soft magnetic material which is applied to flat, mutually facing surfaces of the drive parts.