[發明專利]直線同步電動機

在審

• 申請號: 201280060220.2
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN104272568A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 弗雷德里?！けR瑟;鄭清華
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯電梯股份公司
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及一種直線同步電動機，該直線同步電動機包括一個長形定子(1)和一個轉子(2)，該長形定子具有多個線圈繞組(S)，該轉子在該直線同步電動機的縱向方向(x)上具有相繼的多個磁鐵(3)，其中該長形定子(1)是由多個長形定子區段(4)形成的，這些長形定子區段各自具有在該縱向方向(x)上相繼安排的多個線圈繞組(S)并且彼此是由間隙(5，5’)分開的。根據本發明，對于相繼的多個長形定子區段(4)而言，一個長形定子區段(4)和一個毗鄰間隙(5)在各自情況下的總長度(LG)是恒定的，其中在該轉子(2)的所有磁鐵(3)上在該縱向方向(x)上測量出的長度(LL)是該總長度(LG)的一個整數倍。

本發明涉及一種直線同步電動機，該直線同步電動機具有一個長形定子并且具有一個動子，該長形定子具有多個線圈繞組，該動子在該直線同步電動機的縱向方向上具有相繼的多個磁鐵，其中該長形定子是由多個長形定子區段形成的，這些長形定子區段各自具有在該縱向方向上相繼安排的并且彼此是由間隙分開的多個線圈繞組。本發明還涉及該直線同步電動機的多種優選用途。

在實踐中直線同步電動機被用作各種各樣應用的并且具有廣泛的不同尺寸的驅動裝置。除了機床或定位系統中線性驅動推進裝置之外，直線同步電動機還可以被用于如磁懸浮鐵路的運輸系統。

具體地講，在短行程的情況下，使用的是短定子直線電動機，其中作為位置固定部件的行程路徑裝配有多個具有交變極性的磁鐵。該電動機的第一部分則由移動部件的驅動繞組形成，例如是沿著一條行程路徑移動的交通工具。短定子直線電動機通常被使用在機床中的直線驅動裝置中，其中為推進提供的交變場可以例如通過一個可移動的纜線來供應給該移動部件。例如從文件EP 1056 187 A1中已知一種短定子直線電動機。在僅具有短行程的短定子直線電動機的情況下，裝配有多個磁鐵的位置固定部件通常被制造為單一的連貫部分。

然而，如果試圖以高的速度覆蓋較對長的距離，則在實際中使用的是長形定子同步電動機。例如，從期刊ZEVrail，2003年10月的特刊，第10頁至16頁已知一種直線同步電動機，該直線同步電動機具有帶線圈繞組的長形的定子并且具有一個動子。在所述類型的長形定子同步電動機的情況下，作為位置固定部件的長形定子是分成多個部分制造的并且然后被安裝。即使所述長形定子區段是以非常高的精度來安排的，在整個電動機距離上局部的不連續性仍是不可避免的。相應地，在縱向方向上相繼安排的這些長形定子區段之間提供間隙，這些間隙對于這些長形定子區段的安裝、維護和更換并且對于使得可以補償例如可能歸因于在長度上的熱變化或支撐結構的移動的膨脹和變形是必要的。相對于長形定子的這些線圈繞組的在沒有間隙的其他情況下的等距安排，這些間隙引起偏差，該偏差在直線同步電動機的運行過程中導致力的變動，這也被稱作力的波動。這種力的變動可能以沖擊或振動的形式導致相當大地損失舒適性，其中還會出現增大的機械和電氣負載。

為了使這種擾動最小化，嘗試通過優化構造來使這些相繼的長形定子區段之間的間隙保持得盡可能小。然而，即使在設計方面作出相對大的努力，所描述的力的變動仍不能被完全消除。

文件WO 2009/146821 A1涉及減小直線同步電動機中的力的變動，其中出于補償目的而提出了電子控制。通過這樣的電子補償，可以抑制基于直線同步電動機幾何形狀的力的變動，其結果是該幾何形狀可以維持不變。

文件US 3 712 240A描述了一種不同屬類的異步電動機，其中簡單的導電板、例如鋁板被提供作為第二元件。為了允許一致的驅動動作，旨在于使第一元件和第二元件之間的重疊度始終是恒定的。在文件US 3 712 240中，沒有提供磁鐵，使得由多個單獨的磁鐵導致的力的下降的問題不會出現。

針對這種背景，本發明的目的是限定一種直線同步電動機，該直線同步電動機具有一個長形定子并且具有一個動子，該長形定子具有多個線圈繞組，其中相繼的多個長形定子區段之間保持有間隙，并且其中，同時避免了由這些間隙導致的力的變動。