WO2008015147A1 - Linear motor with a three-dimensional tooth structure - Google Patents

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WO2008015147A1 PCT/EP2007/057696 EP2007057696W WO2008015147A1 WO 2008015147 A1 WO2008015147 A1 WO 2008015147A1 EP 2007057696 W EP2007057696 W EP 2007057696W WO 2008015147 A1 WO2008015147 A1 WO 2008015147A1
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Zeljko Jajtic
Maximilian Klaus
Christian Volmert
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Abstract

The invention relates to an electrical machine, in particular a linear motor (1) having a primary part (2), wherein e) the primary part (2) is intended for arrangement with a secondary part (7) and the primary part (2) and the secondary part (7) are separated from one another by a first air gap (δ1), f) the primary part (2) is formed at least from a laminated core (3), with the laminated core having a multiplicity of individual laminates in layers, g) the primary part having a first width (btot), with the width (btot) extending transversely with respect to the movement direction (R) of the primary part (2), h) with the primary part having at least one flux-guiding element (10), in order to reduce the force ripple, adjacent to one or both end faces (S1, S2), with the flux-guiding element (10) having a second width (b10) which is less than the width (btot)(b10 < btot) such that the flux-guiding element (10) extends only over sub-areas of the width (btot) of the primary part (2).

Description

Beschreibungdescription
Linearmotor mit dreidimensionaler ZahnstrukturLinear motor with three-dimensional tooth structure
Die Erfindung betrifft ein Primärteil für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Linearmotor, wobei das Primär¬ teil zur Anordnung mit einem Sekundärteil vorgesehen ist und Primärteil und Sekundärteil durch einen ersten Luftspalt von¬ einander beabstandet sind, das Primärteil zumindest aus einem Blechpaket gebildet ist, wobei das Blechpaket eine Vielzahl von geschichteten Einzelblechen aufweist, das Primärteil eine erste Breite aufweist, die sich quer zur Bewegungsrichtung des Primärteils erstreckt, und an einer oder beiden Stirnsei¬ ten zumindest ein flussführendes Element zur Reduktion der Kraftwelligkeit aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Linearmotor mit einem derartigen Primärteil.The invention relates to a primary part for an electrical machine, in particular a linear motor, wherein the primary ¬ part is provided for arrangement with a secondary part and the primary part and secondary part are spaced by a first air gap of ¬ , the primary part is formed at least from a laminated core, said the laminated core having a plurality of laminated individual sheets, the primary part has a first width which extends transversely to the direction of movement of the primary part, and at least on one or both Stirnsei ¬ th a flux guiding element for reducing the force ripple. Furthermore, the invention relates to a linear motor with such a primary part.
Linearmotoren weisen ein Primärteil und ein Sekundärteil auf. Dem Primärteil steht insbesondere das Sekundärteil gegenüber. Das Primärteil ist zur Bestromung mit elektrischem Strom vorgesehen. Das Sekundärteil weist beispielsweise Permanentmag¬ nete oder bestrombare Wicklungen auf. Sowohl das Primärteil als auch das Sekundärteil weisen aktive magnetische Mittel zur Generierung magnetischer Felder auf.Linear motors have a primary part and a secondary part. The primary part is in particular the secondary part opposite. The primary part is intended to be supplied with electric current. The secondary part has, for example Permanentmag ¬ designated or energizable windings. Both the primary part and the secondary part have active magnetic means for generating magnetic fields.
Permanenterregte Linearmotoren weisen konstruktionsbedingt Kraftschwankungen auf, welche sich nachteilig auf Gleichlauf und Dynamik auswirken. Die Kraftschwankungen lassen sich zum Teil auf eine kleinere induzierte Spannungen in den Randspu- len zurückführen.Permanently excited linear motors have design-related force fluctuations, which adversely affect synchronization and dynamics. The force fluctuations can be partly attributed to a smaller induced stress in the peripheral coils.
Um den magnetischen Fluss von Erregerfeld des Sekundärteils und Hauptfeld des Primärteils zu führen, werden beim aktiven Teil, d.h. beim wicklungstragenden Teil, des Motors üblicher- weise gezahnte Bleche verwendet. Zwischen den Erregerpolen und der gezahnten Struktur des Hauptfeldes findet eine magne¬ tische Wechselwirkung statt, die zu parasitären Rastkräften, auch passive Kraftwelligkeit genannt, führt. Die Folge sind Vibrationen, unruhiger Lauf sowie Schleppfehler bei Bearbeitungsprozessen. Des Weiteren sind die induzierten Spannungen, d.h. die elektromotorischen Kräfte (EMK), in der Anfangs- und Endspule an den Stirnseiten des Primärteils aufgrund eines fehlenden magnetischen Rückschlusses in der Regel geringer ausgeprägt als in den mittleren Spulen. Dies hat zur Folge, dass der Motor keine symmetrisch induzierte Spannung besitzt und sich neben Krafteinbußen eine zusätzliche stromabhängige Kraftwelligkeit , auch aktive Kraftwelligkeit genannt, ergibt.In order to guide the magnetic flux of exciting field of the secondary part and the main field of the primary part, toothed plates are usually used in the active part, ie in the winding-carrying part of the motor. Between the exciter poles and the toothed structure of the main field, a magnetic ¬ tables interaction takes place, which leads to parasitic locking forces, also called passive force ripple. The result is Vibrations, restless running and tracking errors in machining processes. Furthermore, the induced voltages, ie the electromotive forces (EMF), in the start and end coil at the end faces of the primary part due to a lack of magnetic return usually are less pronounced than in the middle coil. This has the consequence that the motor has no symmetrically induced voltage and in addition to losses of force an additional current-dependent force ripple, also called active force ripple results.
Aus der US 6 831 379 B2 ist ein Linearmotor bekannt, dessen Primärteil an den Stirnseiten des Blechpakets zu den Haupt¬ zähnen zusätzliche Hilfszähne aufweist, wobei die Hilfszähne von dem Luftspalt zwischen Primär- und Sekundärteil durch ei- nen zusätzlichen Luftspalt beabstandet sind. Dadurch wird die passive Kraftwelligkeit des Linearmotors, d.h. die Rastkraft, reduziert .From US 6,831,379 B2, a linear motor is known, whose primary part at the end faces of the laminated core of the main ¬ teeth having additional auxiliary teeth, said auxiliary teeth are spaced from the air gap between primary and secondary part through egg NEN additional air gap. This reduces the passive force ripple of the linear motor, ie the latching force.
Nachteilig dabei ist, dass zwar die Rastkraft des Linearmo- tors reduziert ist, das Primärteil jedoch keine symmetrisch induzierten Spannungen in den einzelnen Wicklungen bzw. Spulen aufweist, d.h. es findet keine Reduzierung der aktiven Kraftwelligkeit statt.A disadvantage is that although the latching force of the linear motor is reduced, the primary part has no symmetrically induced voltages in the individual windings or coils, i. There is no reduction of active force ripple.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen gattungsgemäßen Linearmotor derart weiterzubilden, dass neben der Reduzierung der Rastkräfte auch eine Symmetrierung der elektromotorischen Kräfte stattfindet.Object of the present invention is therefore to develop a generic linear motor such that in addition to the reduction of the detent forces and a balancing of the electromotive forces takes place.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprü¬ chen zu entnehmen.The object is solved by the features of claims 1 and 10. Advantageous developments are given in the Unteransprü ¬ chen.
Im Unterschied zu rotierenden Maschinen besitzen Linearmoto- ren naturgemäß Endbereiche, in welchem der elektromagnetische Teil des Motors endet. Wird ein Linearmotor beispielsweise in Kurzstatorbauweise ausgeführt, ergeben sich für das Primär¬ teil zwei Endbereiche, die im Einflussbereich des Sekundär- teils liegen. Die Enden des Primärteils wechselwirken mit dem Sekundärteil derart, dass dies einen maßgeblichen Einfluss auf die aktive Kraftwelligkeit und die passive Rastkraft hat.In contrast to rotating machines, linear motors naturally have end regions in which the electromagnetic part of the motor ends. Is a linear motor constructed, for example in short stator, will be apparent to the primary part two end portions in the area of influence of secondary partly lie. The ends of the primary interact with the secondary part in such a way that this has a significant influence on the active force ripple and the passive latching force.
Das erfindungsgemäße elektrische Maschine, die insbesondere als Linearmotor ausgebildet ist, weist ein Primärteil auf, das zur Anordnung mit einem Sekundärteil vorgesehen ist, wobei Primärteil und Sekundärteil durch einen ersten Luftspalt voneinander beabstandet sind. Das Sekundärteil weist eine Folge von durch Permanentmagneten gebildeten Polen auf. DasThe electric machine according to the invention, which is designed in particular as a linear motor, has a primary part, which is provided for arrangement with a secondary part, wherein the primary part and the secondary part are spaced from each other by a first air gap. The secondary part has a series of poles formed by permanent magnets. The
Primärteil ist aus einem oder mehreren Blechpaketen gebildet, wobei das Blechpaket aus einer Vielzahl von Blechen aufgebaut ist. Das Primärteil weist eine Vielzahl von Nuten und Zähnen auf, wobei die Nuten zur Aufnahme der Primärteil-Wicklungen oder Spulen dienen. Die Wicklungen sind beispielsweise als eine Drei-Phasen-Wicklung eines Drehstromnetzes bzw. eines dreiphasigen Wechselstromes ausgebildet. Weiterhin weist das Primärteil eine Breite auf, auch Gesamtbreite genannt, welche sich quer zur Bewegungsrichtung des Primärteils erstreckt. Daneben weist das Primärteil noch eine axiale Länge auf, die sich in Bewegungsrichtung des Primärteils erstreckt.Primary part is formed from one or more laminated cores, wherein the laminated core is constructed from a plurality of sheets. The primary part has a plurality of grooves and teeth, wherein the grooves serve to receive the primary part windings or coils. The windings are designed, for example, as a three-phase winding of a three-phase network or of a three-phase alternating current. Furthermore, the primary part has a width, also called total width, which extends transversely to the direction of movement of the primary part. In addition, the primary part still has an axial length which extends in the direction of movement of the primary part.
Die Linearmotoren sind insbesondere mit Bruchlochwicklungen und Zahnspulen im Primärteil ausgebildet, wobei die Nuttei- lung des Primärteils ungleich der Polteilung des Sekundärteils ist. Beispielsweise beträgt das Verhältnis von Nuttei¬ lung zu Polteilung (Nutteilung/Polteilung) = 8/12, 10/12, 11/12, 13/12, 14/12, 16/12.The linear motors are formed in particular with Bruchlochwicklungen and tooth coils in the primary part, wherein the Nuttei- ment of the primary part is not equal to the pole pitch of the secondary part. For example, the ratio of Nuttei ¬ ment to pole pitch (slot pitch / pole pitch) = 8/12, 10/12, 11/12, 13/12, 14/12, 16/12.
An einer oder beiden Stirnseiten der Bleche bzw. des Blechpakets ist jeweils zumindest ein flussführendes Element zur Re¬ duktion der Kraftwelligkeit angeordnet. Das flussführende E- lement selbst weist ebenso eine Breite auf, auch zweite Brei¬ te genannt, die sich ebenso wie die Gesamtbreite des Primär- teils quer zur Bewegungsrichtung des Primärteils erstreckt. Erfindungsgemäß ist die zweite Breite zumindest eines fluss¬ führenden Elements kleiner als die Gesamtbreite des Primär- teils ausgebildet, so dass die Breite an einer oder beiden Stirnseiten des Primärteils reduziert ist.At least one flux guiding element for Re ¬ production of the force ripple is in each case arranged on one or both faces of the sheets or of the laminated core. The flux-guiding e lement itself also has a width, also called the second slurry ¬ te extending well as the total width of the primary part transversely to the direction of movement of the primary part. According to the invention, the second width of at least one flow- guiding element is smaller than the total width of the primary partly formed, so that the width is reduced at one or both end sides of the primary part.
Das flussführende Element oder die flussführenden Elemente erstrecken sich somit an einer oder beiden Stirnseiten nicht über die gesamte Breite des Primärteils, sondern nur über Teilbereiche. Über die Gesamtbreite betrachtet, weist das flussführende Element demnach Lücken auf.The flow-guiding element or the flux-guiding elements thus do not extend over one or both end faces over the entire width of the primary part, but only over partial regions. Viewed over the entire width, the flux-guiding element therefore has gaps.
Die Struktur des flussführenden Elements kann durch unterschiedliche Einzelbleche, die abwechselnd oder in Gruppen pa¬ ketiert sind, realisiert werden. So weisen beispielsweise die mittleren Bleche einzelne flussführende Elemente auf, wodurch sich ein mittig angeordnetes gesamtes flussführendes Element ergibt.The structure of the flux guiding element, by different individual sheets which are ketiert alternately or in groups pa ¬ be realized. Thus, for example, the middle plates on individual flux-conducting elements, resulting in a centrally arranged overall flux guiding element.
Durch die Ausbildung von nur teilweisen flussführenden Elementen kann die Anpassung zwischen passiver und aktiver Kraftwelligkeit gemäß den entsprechenden Anforderungen an den Linearmotor vorgenommen werden.Due to the formation of only partially flux guiding elements, the adaptation between passive and active force ripple can be made according to the requirements of the linear motor.
Die reduzierte zweite Breite des flussführenden Elements kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Blechpaket unterschiedliche Bleche aufweist. Es besteht die Möglichkeit, nicht jedes Blech mit einem flussführenden Element zu verse¬ hen. Beispielsweise weist nur jedes zweite Blech ein fluss¬ führendes Element auf. Bei einteiligen Primärteilen, d.h. Primärteilen mit nur einem Blechpaket, ist es möglich, dass jedes Blech nur ein flussführendes Element an einem Endbe- reich des Bleches aufweist. Die einzelnen Bleche können dann beispielsweise so zum Blechpaket zusammengefügt werden, dass durch Drehen der einzelnen Bleche das flussführende Element einmal nach links oder nach rechts ausgerichtet ist. Die Kraftwelligkeit ist damit gegenüber den bisher bekannten Mög- lichkeiten ausreichend reduziert.The reduced second width of the flux guiding element can be realized, for example, in that the laminated core has different sheets. There is the possibility, not every sheet with a flux-guiding element to be sent ¬ hen. For example, only every second sheet has a flow ¬ leading element. In the case of one-piece primary parts, ie primary parts with only one laminated core, it is possible for each metal sheet to have only one flux-conducting element at one end region of the metal sheet. The individual sheets can then be joined together, for example, to the laminated core, that by rotating the individual sheets, the flux-guiding element is aligned once to the left or to the right. The force ripple is thus sufficiently reduced compared to the previously known possibilities.
Das flussführende Element ist an den Stirnseiten der einzel¬ nen Bleche bzw. des gesamten Blechpakets angebracht und be- findet sich an bzw. neben der jeweils letzten Nut bzw. des letzten bewickelten Zahns des Primärteils. Das flussführende Element selbst trägt keine Wicklung oder Spule.The flux-guiding element is attached to the end faces of the single ¬ NEN sheets or of the entire laminated core and loading can be found at or next to the respective last groove or the last wound tooth of the primary part. The flux guiding element itself carries no winding or coil.
Durch die Anbringung eines solchen flussführenden Elements ist, neben der Reduktion der passiven Kraftwelligkeit , auch eine Reduktion der aktiven Kraftwelligkeit möglich. Die indu¬ zierten Spannungen in den wicklungstragenden Endzähnen des Primärteils werden angehoben, wobei hierbei Ziel eine mög- liehst gleichförmige EMK in allen Spulen des Primärteils ist.By attaching such a flux guiding element, in addition to the reduction of the passive power ripple, also a reduction of the active force ripple is possible. The indu ¬ ed voltages in the winding-supporting end teeth of the primary part are raised, this goal is a possible lent uniform EMF in all coils of the primary part.
Das Primärteil weist mehrere Zähne mit einer Zahnlänge auf. Das flussführende Element kann entsprechend seiner Breite un¬ terschiedliche Längen aufweisen. Die Länge des flussführenden Elements kann einerseits der Zahnlänge entsprechen, d. h. Zähne und flussführendes Element weisen die gleiche Länge auf. Andererseits kann die Länge des flussführenden Elements kleiner als die Zahnlänge ausgebildet sein. In diesem Fall ist das flussführende Element durch einen zusätzlichen Luft- spalt zum normalen Luftspalt zwischen Primär- und Sekundärteil beabstandet.The primary part has several teeth with a tooth length. The flux-guiding element may have according to its width un ¬ terschiedliche lengths. On the one hand, the length of the flux-conducting element can correspond to the tooth length, ie teeth and flux-guiding element have the same length. On the other hand, the length of the flux guiding element may be smaller than the tooth length. In this case, the flux guiding element is separated by an additional air gap to the normal air gap between the primary and secondary part.
Die Wahl der Länge des flussführenden Elements ist abhängig von der Breite des flussführenden Elements. Je breiter das flussführende Element über die Gesamtbreite des Primärteils ausgebildet ist, desto kürzer kann es ausgebildet sein. Je schmäler das flussführende Element ausgebildet ist, desto mehr sollte sich die Länge der Zahnlänge annähern. Anhand dieser Parameter kann direkt auf die Kraftwelligkeit des Pri- märteils Einfluss genommen werden.The choice of the length of the flux guiding element depends on the width of the flux guiding element. The wider the flux guiding element is formed over the entire width of the primary part, the shorter it can be formed. The narrower the flux guiding element is formed, the more the length of the tooth length should approach. These parameters can be used to directly influence the force ripple of the primary part.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das flussführende Element so ausgebildet, dass es teilweise oder ganz an einer benach¬ barten Wicklung oder Spule zum Wärmeaustausch anliegt. Da- durch findet eine verbesserte Kühlung der Wicklung oder Spule statt. Vorteilhafterweise ist das Blechpaket zusammen mit dem fluss¬ führenden Element einteilig ausgebildet. Das flussführende Element wird bereits bei Anfertigung der Bleche ausgebildet, d.h. es liegt ein einteiliger Blechschnitt vor, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung der Einzelbleche mit flussführenden Elementen möglich ist.In a further embodiment, the flux-guiding element is designed so that it partially or completely rests on a neigh ¬ beaten winding or coil for heat exchange. This results in improved cooling of the winding or coil. Advantageously, the laminated core is integrally formed together with the flux ¬ leading element. The flux guiding element is already formed when manufacturing the sheets, ie there is a one-piece sheet metal section, whereby a simple and cost-effective production of the individual sheets with flux-conducting elements is possible.
Blechpaket mit flussführendem Element können auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei das flussführende Element kraft-, Stoff- oder formschlüssig am Blechpaket anbringbar ist. Das flussführende Element ist durch geeignete Verbindungen, wie beispielsweise durch Kleben, Schrauben, Einhaken oder durch eine Schwalbenschwanzverbindung am Blechpaket angebracht. Das flussführende Element kann auch an das Blechpaket geklemmt oder geklipst sein.Laminated core with flux-guiding element can also be formed in two parts, wherein the flux-guiding element force, material or positive fit on the laminated core can be attached. The flux guiding element is attached by suitable connections, such as by gluing, screwing, hooking or by a dovetail connection to the laminated core. The flux guiding element can also be clamped or clipped to the laminated core.
Weiterhin weist das flussführende Element zu dem bzw. den be¬ nachbarten bewickelten Zähnen des Blechpakets einen Abstand auf. Vorteilhafterweise wird der Abstand des flussführenden Elements zum benachbarten bewickelten Zahn so gewählt, dass dieser der Polteilung des Sekundärteils entspricht, damit ei¬ ne möglichst hohe Flussverkettung mit der oder den letzten Spulen des Primärteils und somit eine gewollte Anhebung der induzierten Spannung der letzten Spule erfolgt.Furthermore, the flux-guiding element to the or to be wound ¬ adjacent teeth of the laminated core to a distance. Advantageously, the distance of the flux guiding element to the adjacent wound tooth is selected so that it corresponds to the pole pitch of the secondary part, so ei ¬ ne highest possible flux linkage with the last coil or coils of the primary and thus a deliberate increase in the induced voltage of the last coil.
Für eine bauraumoptimierte Ausführung des Linearmotors werden eine minimale Breite des flussführenden Elements selbst sowie ein möglichst geringer Abstand des flussführenden Elements von dem bzw. den benachbarten bewickelten Zähnen angestrebt. Daraus resultiert, dass der optimale Abstand des flussführen¬ den Elements von dem bzw. den benachbarten Zähnen kleiner als die Polteilung des Sekundärteils ist.For a space-optimized design of the linear motor, a minimum width of the flux-conducting element itself and the smallest possible distance of the flux-guiding element from the or the adjacent wound teeth are sought. As a result, the optimal distance of the flux lead ¬ the element from the respectively adjacent teeth is smaller than the pole pitch of the secondary part.
Wird beispielsweise eine hohe Anziehungskraft zwischen Pri- mär- und Sekundärteil angestrebt, beispielsweise zwecks einer Vorspannkraft bei einer Luftlagerung, ist eine größere den Magneten zugewandte Fläche des flussführenden Elements vor¬ teilhaft. In diesem Fall wird die Ausdehnung des flussführen- den Elements in Bewegungsrichtung groß gewählt und der opti¬ male Abstand des flussführenden Elements von dem bzw. den benachbarten Zähnen ist größer als die Polteilung des Sekundärteils .For example, if a high force of attraction between the primary and secondary part aimed at, for example for the purpose of a biasing force at an air bearing, a larger magnet facing surface of the flux guiding element before ¬ geous. In this case, the extent of the flow- the elements selected in the direction of movement and the opti ¬ male distance of the flux guiding element of the or the adjacent teeth is greater than the pole pitch of the secondary part.
Vorzugsweise ist die dem Luftspalt zugewandte Fläche des flussführenden Elements gerundet. Das flussführende Element weist beispielsweise mit einem vorgebbaren Radius abgerundete Ecken auf. Diese Maßnahme trägt zur Reduktion der Rastkräfte bei.Preferably, the air gap facing surface of the flux guiding element is rounded. The flux-guiding element has, for example, rounded corners with a predeterminable radius. This measure contributes to the reduction of the cogging forces.
Das Primärteil des Linearmotors kann aus mehreren in Bewe¬ gungsrichtung hintereinander angeordneten Blechpaketen bestehen. Demnach weisen die mittig angeordneten Blechpakete keine flussführenden Elemente auf, sondern es sind erfindungsgemäß lediglich flussführende Elemente an den jeweiligen Enden, also den Stirnseiten des Primärteils angeordnet. Dabei wird beispielsweise durch Drehen eines Bleches mit rechtsseitigem Element ein Blech mit linksseitigem Element, so dass an den Stirnseiten dieser Primärteile lückenlose Elemente vorhanden sind. Bei Primärteilen mit nur einem Blechpaket, also eintei¬ ligen Primärteilen, können an jeder Stirnseite des Blechpakets flussführende Elemente vorgesehen sein.The primary part of the linear motor may consist of several successively arranged in BEWE ¬ supply direction laminated cores. Accordingly, the centrally arranged laminated cores have no flux-conducting elements, but according to the invention, only flux-guiding elements are arranged at the respective ends, that is to say the end faces of the primary part. In this case, for example, by turning a sheet with rechtsseitigem element a sheet with left-sided element, so that on the front sides of these primary parts gapless elements are present. For primary components with only one plate package, so eintei ¬ time primary parts, flux guiding elements can be provided on each end face of the laminated core.
Das flussführende Element dient zur Reduktion der Rastkraft über die Länge des Primärteils und zur Erhöhung der Nutzkraft des Linearmotors. Weiterhin werden die Gleichlaufeigenschaf- ten des Motors deutlich verbessert.The flux guiding element serves to reduce the latching force over the length of the primary part and to increase the useful force of the linear motor. Furthermore, the synchronous characteristics of the engine are significantly improved.
Das erfindungsgemäße Primärteil ist vorzugsweise für einenThe primary part according to the invention is preferably for a
Linearmotor vorgesehen. Das Primärteil kann aber auch in rotatorischen Maschinen eingesetzt werden, wobei der Stator Endbereiche aufweist, wie beispielsweise segmentierte roato- rische Motoren.Linear motor provided. However, the primary part can also be used in rotary machines, the stator having end regions, such as, for example, segmented tubular motors.
In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu- tert . Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:In the following description, further features and details of the invention will be explained in more detail in connection with the attached drawings on the basis of exemplary embodiments. tert. In this case, features and relationships described in individual variants can in principle be applied to all exemplary embodiments. In the drawings show:
FIG 1 eine perspektivische Ansicht eines Linearmotors und eines Primärteils mit einer ersten Ausgestaltung eines flussführenden Elementes; FIG 2 eine perspektivische Ansicht eines Primärteils mit einer zweiten Ausgestaltung des flussführenden EIe- mentes.1 shows a perspective view of a linear motor and a primary part with a first embodiment of a flux-conducting element; 2 shows a perspective view of a primary part with a second embodiment of the flux-guiding EIe- Mentes.
FIG 1 zeigt eine Seitenansicht eines prinzipiell dargestell¬ ten Synchronlinearmotors 1, der ein oder mehrere Blechpakete 3 aufweist, deren jeweilige Bleche parallel zur Zeichenebene geschichtet sind und die das Primärteil 2 bilden. Die Bewe¬ gungsrichtung des Linearmotors 1 ist durch den Pfeil R ange¬ geben. Nicht gezeigte Wicklungen umschließen die Zähne 5 des Primärteils 2 derart, dass sich in einer Nut 6 unterschiedli¬ che Wicklungen befinden. Weiterhin weist der Linearmotor 1 das Sekundärteil 7 mit den Permanentmagneten 8 auf. Das Se¬ kundärteil 7 ist auf einem nicht näher dargestellten Maschinenbett positioniert. Die Permanentmagnete 8 sind mit der Polteilung τM angeordnet. Die Polteilung τM kann sich aber auch durch elektrische Erregung einer im Sekundärteil 7 ange- ordneten Erregerwicklung ausbilden. Primärteil 2 und Sekundärteil 7 sind durch den Luftspalt δ voneinander beabstandet. An den Stirnseiten Si und S2 des Blechpakets 3 sind jeweils flussführende Elemente 10 zur Reduktion der Kraftwelligkeit angeordnet .1 shows a side view of a basically dargestell ¬ th synchronous linear motor 1, which has one or more laminated cores 3, the respective sheets are layered parallel to the plane and which form the primary part 2. The BEWE ¬ supply direction of the linear motor 1 is attached give ¬ by the arrow R. Windings not shown enclose the teeth 5 of the primary part 2 such that there are 6 different? ¬ che windings in a groove. Furthermore, the linear motor 1, the secondary part 7 with the permanent magnet 8. The Se ¬ secondary part 7 is positioned on a machine bed, not shown. The permanent magnets 8 are arranged with the pole pitch τ M. However, the pole pitch τ M can also be formed by electrical excitation of an excitation winding arranged in the secondary part 7. Primary part 2 and secondary part 7 are spaced apart by the air gap δ. At the end faces Si and S 2 of the laminated core 3 each flux-guiding elements 10 are arranged to reduce the force ripple.
Weiterhin weist das Primärteil 2 eine Breite bges auf, auch Gesamtbreite genannt, welche sich quer zur Bewegungsrichtung R des Primärteils 2 erstreckt.Furthermore, the primary part 2 has a width b ges , also called overall width, which extends transversely to the direction of movement R of the primary part 2.
Die flussführenden Elemente 10 selbst weisen ebenso eineThe flux guiding elements 10 themselves also have one
Breite bio auf, auch zweite Breite genannt, die sich ebenso wie die Gesamtbreite bges des Primärteils 2 quer zur Bewe¬ gungsrichtung R des Primärteils 2 erstreckt. Erfindungsgemäß ist die zweite Breite bio des oder der fluss¬ führenden Elemente 10 kleiner als die Gesamtbreite bges des Primärteils 2 ausgebildet, so dass die Breite bges an den bei¬ den Stirnseiten Si, S2 des Primärteils 2 jeweils reduziert ist .Width bio on, also called the second width, which extends as well as the total width b tot of the primary part 2 transversely to the ¬ movement direction R of the primary part 2. According to the invention the second width bio of or the flow ¬ leading elements 10 is smaller than the total width b ges of the primary part 2 is formed so that the width b ges at ¬ the end faces of Si, S 2 of the primary section 2 is in each case reduced at the.
Die flussführenden Elemente 10 erstrecken sich somit an den beiden Stirnseiten Si, S2 nicht über die gesamte Breite bges des Primärteils 2, sondern nur über Teilbereiche. Über die Gesamtbreite bges betrachtet, weist das flussführende Element 10 demnach Lücken auf.The flux guiding elements 10 thus does not extend to the two end faces of Si, S 2 over the entire width b ges of the primary part 2, but only over partial areas. Viewed over the total width b ges , the flux-conducting element 10 accordingly has gaps.
Die Länge lio der flussführenden Elemente 10 entsprechen der Zahnlänge I5 der übrigen Zähne 5.The length lio of the flux-guiding elements 10 correspond to the tooth length I5 of the remaining teeth 5.
Weiterhin weist das flussführende Element 10 zu dem benach¬ barten bewickelten Zahn 5 des Blechpakets 3 einen Abstand τF auf, der kleiner als die Polteilung τM des Primärteils ist.Furthermore, the flux-guiding element 10 to the Benach ¬ disclosed wound tooth 5 of the laminated core 3 at a distance τ F, which is smaller than the pole pitch τ M of the primary part.
FIG 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des flussführenden E- lements. Die Länge lio des flussführenden Elements 10 ist kleiner als die Zahnlänge I5 ausgebildet. Gut zu erkennen ist, dass die Breite bio größer als in FIG 1 ausgebildet ist, so dass eine kürzere Ausbildung des flussführenden Elements 10 sinnvoll ist. Dadurch wird trotz der kürzeren Länge lio der flussführenden Elemente 10 ein ausreichender magnetischer Fluss erreicht. In diesem Fall ist das flussführende Element 10 durch einen zusätzlichen Luftspalt δ2 zum normalen Luftspalt δi zwischen Primär- und Sekundärteil 2, 7 beabstandet. 2 shows a further embodiment of the flux-guiding element. The length lio of the flux guiding element 10 is smaller than the tooth length I5 formed. It can be clearly seen that the width bio is greater than in FIG. 1, so that a shorter design of the flux-guiding element 10 makes sense. As a result, despite the shorter length lio of the flux guiding elements 10, a sufficient magnetic flux is achieved. In this case, the flux-guiding element 10 by an additional air gap δ 2 to the normal air gap δi between the primary and secondary part 2, 7 spaced.

Claims

Patentansprüche claims
1. Primärteil (2) für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Linearmotor (1), wobei a) das Primärteil (2) zur Anordnung mit einem Sekundärteil1. primary part (2) for an electrical machine, in particular for a linear motor (1), wherein a) the primary part (2) for arrangement with a secondary part
(7) vorgesehen ist und Primärteil (2) und Sekundärteil (7) durch einen ersten Luftspalt (δi) voneinander beabstandet sind, b) das Primärteil (2) zumindest aus einem Blechpaket (3) ge- bildet ist, wobei das Blechpaket eine Vielzahl von ge¬ schichteten Einzelblechen aufweist, c) das Primärteil eine erste Breite (bges) aufweist, wobei sich die Breite (bges) quer zur Bewegungsrichtung (R) des Primärteils (2) erstreckt, d) das Primärteil an einer oder beiden Stirnseiten (Si, S2) zumindest ein flussführendes Element (10) zur Reduktion der Kraftwelligkeit aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das flussführendes Element (10) eine zweite Breite (bio) aufweist, die kleiner als die Breite (bges) ausgebildet ist(7) is provided and primary part (2) and secondary part (7) by a first air gap (δi) are spaced from each other, b) the primary part (2) at least from a laminated core (3) is formed, wherein the laminated core a plurality having from GE ¬ coated individual plates, c) the primary part has a first width (b GES), wherein the width (b GES) transversely (to the direction R) of the primary part (2), d) the primary part at one or both end faces (Si, S 2 ) has at least one flux guiding element (10) for reducing the force ripple, characterized in that the flux guiding element (10) has a second width (bio) which is smaller than the width (b ges )
(bio < bges) t derart, dass sich das flussführende Element (10) nur über Teilbereiche der Breite (bges) des Primärteils (2) erstreckt .(bio <bges) t such that the flux-conducting element (10) extends only over partial regions of the width (b ges ) of the primary part (2).
2. Primärteil (2) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Primärteil (2) mehrere Zähne (5) mit einer Zahnlänge (I5) aufweist, wobei die Länge (lio) des flussführenden Elements (10) der Zahnlänge (I5) ent¬ spricht .Second primary part (2) according to claim 1, characterized in that the primary part (2) a plurality of teeth (5) having a tooth length (I 5 ), wherein the length (lio) of the flux-conducting element (10) of the tooth length (I 5 ) ent ¬ speaks.
3. Primärteil (2) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Primärteil (2) mehrere Zähne (5) mit einer Zahnlänge (I5) aufweist, wobei die Länge (lio) des flussführenden Elements (10) kleiner als die Zahn- länge (I5) ist, so dass das flussführende Element (10) durch einen zweiten Luftspalt (δ2) vom Sekundärteil beabstandet ist . 3. primary part (2) according to claim 1, characterized in that the primary part (2) a plurality of teeth (5) having a tooth length (I 5 ), wherein the length (lio) of the flux-conducting element (10) is smaller than the tooth length (I 5 ), so that the flux guiding element (10) is spaced from the secondary part by a second air gap (δ 2 ).
4. Primärteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das fluss¬ führende Element (10) zumindest teilweise an einer benachbar¬ ten Wicklung oder Spule (4) anliegt.4. primary part (2) according to one of claims 1 to 3, ¬ characterized in that the flux ¬ leading element (10) at least partially against an adjacent ¬ th winding or coil (4).
5. Primärteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Blechpa¬ ket (3) mit dem flussführenden Element (10) einteilig oder zweiteilig ausgebildet ist.5. primary part (2) according to one of claims 1 to 4, since ¬ characterized in that the Blechpa ¬ ket (3) with the flux-conducting element (10) is formed in one piece or in two parts.
6. Primärteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das fluss¬ führende Element (10) kraft-, Stoff- oder formschlüssig am Blechpaket (3) anbringbar ist.6. primary part (2) according to one of claims 1 to 5, since ¬ characterized in that the flux ¬ leading element (10) non-positively, material or positively on the laminated core (3) is attachable.
7. Primärteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das fluss¬ führende Element (10) durch einen vorgebbaren Abstand (τF) von einem benachbarten Zahn (5) des Primärteils (2) beabstan- det ist, wobei für den Abstand (τF) gilt: τF = τM, wobei τM die Polteilung des Sekundärteils (7) ist.7. primary part (2) according to one of claims 1 to 6, ¬ characterized in that the flux ¬ guiding element (10) by a predetermined distance (τ F ) of an adjacent tooth (5) of the primary part (2) spaced apart is, wherein for the distance (τ F ) applies: τ F = τ M , where τ M is the pole pitch of the secondary part (7).
8. Primärteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das fluss- führende Element (10) durch einen vorgebbaren Abstand (τF) von einem benachbarten Zahn (5) des Primärteils (2) beabstan¬ det ist, wobei für den Abstand (τF) gilt: τF < τM oder τF > τM, wobei τM die Polteilung des Sekundärteils (7) ist.8. primary part (2) according to one of claims 1 to 6, ¬ characterized in that the flux-guiding element (10) by a predetermined distance (τ F ) of an adjacent tooth (5) of the primary part (2) beabstan ¬ det is, wherein for the distance (τ F ) applies: τ FM or τ F > τ M , where τ M is the pole pitch of the secondary part (7).
9. Primärteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die dem Luftspalt (δi) zugewandte Fläche und/oder Ecken des flussfüh¬ renden Elementes (10) mit einem vorgebbaren Radius abgerundet ausgebildet sind.9. primary part (2) according to one of claims 1 to 8, as ¬ by in that the air gap (.DELTA.I) facing surface and / or corners of the flussfüh ¬ leaders element (10) are rounded with a predetermined radius.
10. Linearmotor (1) mit mindestens einem Primärteil (2) und mindestens einem Sekundärteil (7), wobei Primärteil (2) und Sekundärteil (7) durch einen ersten Luftspalt (δi) voneinan- der beabstandet sind und das Primärteil (2) zumindest aus ei¬ nem Blechpaket (3) gebildet ist, wobei das Blechpaket eine Vielzahl von geschichteten Einzelblechen aufweist und das Primärteil an einer oder beiden Stirnseiten (Si, S2) zumin¬ dest ein flussführendes Element (10) zur Reduktion der Kraft- welligkeit aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , dass der Linearmotor (1) ein Primärteil (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. 10. linear motor (1) having at least one primary part (2) and at least one secondary part (7), wherein primary part (2) and secondary part (7) by a first air gap (δi) voneinan- is spaced apart, and the primary part (2) at least from the egg ¬ nem laminated core (3) is formed, wherein the laminated core having a plurality of laminated individual sheets and the primary part least at ¬ at one or both end faces (Si, S 2) a flux guiding element (10) for reducing the force ripple, dadurchgekennzeich ¬ net, that the linear motor (1) has a primary part (2) according to one or more of claims 1 to 9.
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