DE2918317C2 - Linearer Asynchronmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen linearen Asynchronmotor, der einen Induktor mit einer konzentrierten Mehrphasenwicklung sowie ein stromleitendes Sekundärelement enthält, das in der Nähe des Induktors mit einem Luftspalt in bezug auf einen Eisenkörper -to angeordnet ist. der aus Gruppen von geschichteten Kernen ausgeführt ist. bei denen die Schichtungsrichtung senkrecht zur Laufrichtung des Magnetfeldes is· und deren jeder aus durch ein Joch verbundenen Schenkeln gebildet ist. wobei die geschichteten Kerne in jeder Gruppe auf einer Kreislinie gegeneinander verschoben sind.

Aus der Fachliteratur (Proceedings IEE. Band 118. Nr. 12 vom Dezember 1971. Seiten 1761 bis 1767) ist ein linearer Asynchronmotor dieser Art bekannt, der aus einer Reihe einander, unter Freilassung eines Luftspalts für das Sekundärelement zugewandten »C«-förmigen Kernen besteht.

Aus der DE-OS 15 53 086 ist eine lineare Drehstrominduktionspumpe zum Umwälzen elektrisch leitender Flüssigkeiten bei hoher Temperatur bekannt, bei der der wärmeisolierte, durch die umgewälzte Flüssigkeit durchflossene Kanal, zwischen dem ein magnetisches Wanderfeld bildenden Induktoren untergebracht ist. wobei mehrere Induktoren längs des Kanals aufgestellt sind, und jeder Induktor einen Kern mit einer . einphasigen; \^igk^giUnd^Me[ Pö|$ri au/y^eist; die an ,,_i;, einander gegenüberliegende'k.anal\väridie herangeführt *-■ sind, Und die Indüklörwicklungen an vom Kanal relativ weit entfernten Kernteilen angeordnet sindi Dabei ist vorgesehen, daß die Kerne rahmenartig mit Dreieck* öder Viereckform und auch bogenförmig ausgebildet sind.

Aus der DE-AS 17 63 585 ist ein linearer Asynchronmotor bekannt, dessen Eisenkörper aus drei Gruppen von geschichteten Kernen ausgeführt sind, die auf einer Kreislinie um 120° gegeneinander verschoben sind.

Die bekannten linearen Asynchronmotoren dieser Art weisen einen relativ geringen Wirkungsgrad und eine unzureichend hohe Zugkraft auf, was auf die ungleichmäßige Verteilung der Durchflutung im Luftspalt zwischen den Enden der Schenkel ur>d dem stromleitenden Sekundärelement zurückzuführen ist," weil jeweils die aktive Zone Zahnform aufweist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen linearen Asynchronmotor mit einer Induktorausbildung zu schaffen, die eine sinusförmige Verteilung der Durchflutung im Luftspalt zwischen den Enden der Schenkel und dem stromleitenden Sekundärelement in Laufrichtung des wandernden Magnetfeldes durch Ausbildung einer zahnlosen aktiven Zone gewährleistet. Dies wird bei einem linearen Asynchronmotor der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede Gruppe von Kernen mindestens drei in einer Ebene liegende geschichtete Kerne einschließt und daß in jeder Gruppe die in der senkrecht zur Laufrichtung des Magnetfeldes stehenden Ebene liegenden Symmetrieachsen der Kerne auf einer Kreislinie gegeneinander um einen Sollwinkel a. versetzt sind, die geschichteten Kerne einer jeden nachfolgenden Gruppe mit ihren Schenkeln anliegend an den geschichteten Kernen einer jeden vorhergehenden Gruppe ausgeführt, und in jeder nachfolgenden Gruppe der geschichteten Kerne die in der senkrecht zur Laufrichtung des Magnetfeldes stehenden Ebene liegenden Symmetrieachsen der geschichteten Kerne um die Symmetrieachsen der geschichteten Kerne der vorhergehenden Gruppe um einen Winkel versetzt sind, der gleich dem halben Sollwinkel α ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet es. die Zugkraft und den Wirkungsgrad des linearen Asynchronmotors zu erhöhen, weil die aktiven Zonen des Induktors keine Zähne aufweisen und die Djrchflüang im Luftspalt nach einem .Sinusgesetz verteilt ist. Die Erhöhung des Wirkungsgrades gestattet es. die Betriebskosten des linearen As> nchronmotors zu senken

Die F.rfindung soll nachs'ehend an Hand eines Ausftihrungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen naher erläutert werden. Es zeigt

F 1 g. I die Gesamtansicht eines Induktors eines linearen Asynchronmotors gemäß der Erfindung;

F ig. 2 die Gesam'ansicht eines linearen Asvnchronmotors in einer tür Laufrichtung eines Magnetfeldes senkrecht liegenden Fbenc.

Der Induktor 1 (Fig. 1) des linearen Asynchronmn tOiS enthält eine konzentrierte Mehrphasenwicklung 2 und einen aus π Gruppen von geschichteten Rahmen-Kernen 3i bis 1„ ausgeführten F.isenkorper. worin π eine ganze Zahl ist. wobei in der Regel η = 4 bis 12 in Abhängigkeit von den erforderlichen Parametern des Induktors 1 gewählt wird leder /te geschichtete Kern 3 ist aus durch ein loch 5 verbunder.en Schenkeln 4 (1 = 1.

2 n) gebildet. Die Schichningsrichtung eines jeden

geschichteten Kernes Ji bis J_Ä ist senkrecht ^u der durch

,i.eineriiPfeil 6 angedeuteten Laufrichtung eines Magnet-

ifeidepDie zu einer Gruppe gehörenden Schächteikerrie 3a beispielsweise die Kerne 3| der ersten Gruppe; sind in der Weise angeordnet, daß deren in einer zur Laufrichtung 6 des Magnetfeldes senkrechten Ebene liegende Symmetrieachsen 1 einen Söllwinkel <x bilden.

Der Winkelwert λ wird durch die Anzahl der

geschichteten Kerne J, ;c=,,gelegt. die cir.er /-ten Gruppe angehören. Die Schenkel 4 der geschichteten Kerne 3? einer (beispielsweise der zweiten) Gruppe liegen dicht an den Schenkeln 4 der Schachtelkerne 3| und 3₃ der benachbarten Gruppen an und sind zum Beispiet durch Bolzen 7 verbunden, wobei sich in Laufrichtung 6 des Magneifeldp-s keine Zähne aufweisende aktive Zonen T des Induktors 1 ausbilden.

Aus der die Gesamtansicht ?ines linearen Asynchronmotors in einer zur Laufrichtung (Pfeilrichtung 6) (Fig. 1) eines Magnetfeldes senkrecht liegenden Ebene darstellenden Fig.2 ist ersichtlich, daß der lineare Asynchronmotor auch ein eine zylindrische Form aufweisendes und innerhalb des Induktors 1 angeordnetes stromleitendes SekunJärelement 8 (Fig.2) (bei- f5 spielsweise Metall, Elektrolyt usw.) enthält. Diese Zeichnung (F i g. 2) zeigt eine gegenseitige Anordnung der geschichteten Kerne 3| bis 3„ in den entsprechenden Gruppen. Die geschichtete Kerne 3i der ersten Gruppe sind, wie bereits erwähnt, gegeneinander in der Weise zugeordnet, daß deren in einer zur Laufrichtung 6 (Fig. 1) des Magnetfeldes senkrecht stehenden Ebene liegenden Symmetrieachsen / einen Sollv.inke! <x (Fig.2) bilden. Die Schachtelkerne 3₂ der nachfolgenden (im gegebenen Fall der zweiten) Gruppe sind derart angeordnet, daß deren in einer zur Laufrichtung 6 (Fig. 1) des Magnetfeldes senkrecht stehenden Ebene liegenden Symmetrieachsen /um die Achsen (Fig.2) der Schachtelkerne 3i der vorhergehenden (ersten) Gruppe um einen Winkel gleich dem halben Sollwinkel α versetzt und die Symmetrieachsen /der Schachtelkerne 33 (Fig. 1) der dritten Gruppe gleichfalls bezüglich der Symmetrieachsen / der Schachtelkerne 3₂ der zweiten Gruppe um einen a/2 betragenden Winkel usw. versetzt sind.

Dank derartiger Anordnung der Schachtelkerne 3i bis 3„ wird es auch möglich, ein dichtes Anliegen der Schenkel 4 der Schachtelkerne 3| bis 3„ der benachbarten Gruppen zwecks Ausbildung einer zahnlosen aktiven Zone T zu verwirklichen.

Der lineare Asynchronmotor arbeitet wie folgt.

Beim Anschluß einer konzentrierten Mehrphasenwicklung 2 des Induktors 1 an eine (nicht eingezeichnete) Wechselspannungsquelle wird ein in Pfeilrichtung 6 wanderndes und das stromleitende Sekundäreiement 8 (Fig. 2) schneidendes Magnetfeld aufgebaut. Die Komponenten des wandernden Magnetfeldes schließen quer zur Laufrichtung. Hierbei werden im stromleitenden Sekundäreiement 8 elektromotorische Kräfte induziert, die im stromleitenden Sekundärelement 8 mehrphasige Wirbelströme fließen lassen, die mit dem wandernden Magnetfeld des Induktors 1 in Wechselwirkung treten. Infolge dieser Wechselwirkung wird eine Zugkraft des linearen Asynchronmotors entwickelt, die das stromleitende Sekundärelement 8 in Pfeilrichtung 6 (Fig. I) verschiebt. Dadurch, daß die aktiven Zonen 7' keine Zähne besitzen, wird die Verteilung der Durchflutung in einem Luftspalt zwischen dem Induktor 1 (Fig.2) und dem stromleitenden Sewundärelement 8 gleichmäßig (sinusoidal). Durch die gleichmäßige Verteilung der Durchflutung wird die Zugkraft des linearen Asynchronmotors und folglich auch sein Wirkungsgrad erhöht.

Die vorliegende Erfindung gestattet es also, die Zugkraft und den Wirkungsgrad des linearen Asynchronmotors zu erhöhen. Darüber hinaus ist die Konstruktion des linearen Asynchronmotors wesentlich vereinfacht, weil die geschichteten Kerne 3| bis 3„ des Induktors 1 in keinem Stahlrohr angeordnet zu werden brauchen, was durch einen Querschluß des Magnetflusses bedingt ist.

Der erfindungsgemäße lineare Asynchronmotor ist unkompliziert im Aufbau und fertigungsfreundlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Linearer Asynchronmotor, der einen induktor mit einer konzentrierten Mehrphasenwicklung sowie ein stromleitendes Sekiindärelemeni enthält, das in der Nähe des Induktors mit einem Luftspalt in bezug auf einen Eisenkörper angeordnet ist, ösr aus Gruppen von geschichteten Kernen ausgeführt ist, bei denen die Schichtungsrichtung senkrecht zur Laufrichtung des Magnetfeldes ist und deren jeder aus durch ein Joch verbundenen Schenkeln gebildet ist, wobei die geschichteten Kerne in jeder Gruppe auf einer Kreislinie gegeneinander verschoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Kernen mindestens drei in einer Ebene liegende geschichtete Kerne (3,) einschließt und daß in jeder Gruppe die in der senkrecht zur Laufrichtung (6) des Magnetfeldes stehenden Ebene liegenden Symmetrieachsen (l)der Kerne (3! bis 3„) auf einer Kreislinie gegeneinander um einen Sollwinkel α versetzt sind, die geschicJimen Kerne (3,) einer jeden nachfolgenden Gruppe mit ihren Schenkeln (4) anliegend an den geschichteten Kernen (3, _,) einer jeden vorhergehenden Gruppe ausgeführt, und in jeder nachfolgenden Gruppe der geschichteten Kerne die in der senkrecht zur Laufrichtung (6) des Magnetfeldes stehenden Ebene liegender, Symmetrieachsen (I) der geschichteten Kerne (3,) um die Symmetrieachsen (I) der geschichteten Kerne (3, _ ;) der vorhergehenden Gruppe um einen Winkel versetzt sind, der gleich dem halben Sollwinkel χ ist.