[发明专利]直线同步电动机

说明书

本发明涉及一种直线同步电动机，该直线同步电动机包括一个长形定子(1)和一个转子(2)，该长形定子具有多个线圈绕组(S)，该转子在该直线同步电动机的纵向方向(x)上具有相继的多个磁铁(3)，其中该长形定子(1)是由多个长形定子区段(4)形成的，这些长形定子区段各自具有在该纵向方向(x)上相继安排的多个线圈绕组(S)并且彼此是由间隙(5，5’)分开的。根据本发明，对于相继的多个长形定子区段(4)而言，一个长形定子区段(4)和一个毗邻间隙(5)在各自情况下的总长度(LG)是恒定的，其中在该转子(2)的所有磁铁(3)上在该纵向方向(x)上测量出的长度(LL)是该总长度(LG)的一个整数倍。

本发明涉及一种直线同步电动机，该直线同步电动机具有一个长形定子并且具有一个动子，该长形定子具有多个线圈绕组，该动子在该直线同步电动机的纵向方向上具有相继的多个磁铁，其中该长形定子是由多个长形定子区段形成的，这些长形定子区段各自具有在该纵向方向上相继安排的并且彼此是由间隙分开的多个线圈绕组。本发明还涉及该直线同步电动机的多种优选用途。

在实践中直线同步电动机被用作各种各样应用的并且具有广泛的不同尺寸的驱动装置。除了机床或定位系统中线性驱动推进装置之外，直线同步电动机还可以被用于如磁悬浮铁路的运输系统。

具体地讲，在短行程的情况下，使用的是短定子直线电动机，其中作为位置固定部件的行程路径装配有多个具有交变极性的磁铁。该电动机的第一部分则由移动部件的驱动绕组形成，例如是沿着一条行程路径移动的交通工具。短定子直线电动机通常被使用在机床中的直线驱动装置中，其中为推进提供的交变场可以例如通过一个可移动的缆线来供应给该移动部件。例如从文件EP 1056 187 A1中已知一种短定子直线电动机。在仅具有短行程的短定子直线电动机的情况下，装配有多个磁铁的位置固定部件通常被制造为单一的连贯部分。

然而，如果试图以高的速度覆盖较对长的距离，则在实际中使用的是长形定子同步电动机。例如，从期刊ZEVrail，2003年10月的特刊，第10页至16页已知一种直线同步电动机，该直线同步电动机具有带线圈绕组的长形的定子并且具有一个动子。在所述类型的长形定子同步电动机的情况下，作为位置固定部件的长形定子是分成多个部分制造的并且然后被安装。即使所述长形定子区段是以非常高的精度来安排的，在整个电动机距离上局部的不连续性仍是不可避免的。相应地，在纵向方向上相继安排的这些长形定子区段之间提供间隙，这些间隙对于这些长形定子区段的安装、维护和更换并且对于使得可以补偿例如可能归因于在长度上的热变化或支撑结构的移动的膨胀和变形是必要的。相对于长形定子的这些线圈绕组的在没有间隙的其他情况下的等距安排，这些间隙引起偏差，该偏差在直线同步电动机的运行过程中导致力的变动，这也被称作力的波动。这种力的变动可能以冲击或振动的形式导致相当大地损失舒适性，其中还会出现增大的机械和电气负载。

为了使这种扰动最小化，尝试通过优化构造来使这些相继的长形定子区段之间的间隙保持得尽可能小。然而，即使在设计方面作出相对大的努力，所描述的力的变动仍不能被完全消除。

文件WO 2009/146821 A1涉及减小直线同步电动机中的力的变动，其中出于补偿目的而提出了电子控制。通过这样的电子补偿，可以抑制基于直线同步电动机几何形状的力的变动，其结果是该几何形状可以维持不变。

文件US 3 712 240A描述了一种不同属类的异步电动机，其中简单的导电板、例如铝板被提供作为第二元件。为了允许一致的驱动动作，旨在于使第一元件和第二元件之间的重叠度始终是恒定的。在文件US 3 712 240中，没有提供磁铁，使得由多个单独的磁铁导致的力的下降的问题不会出现。

针对这种背景，本发明的目的是限定一种直线同步电动机，该直线同步电动机具有一个长形定子并且具有一个动子，该长形定子具有多个线圈绕组，其中相继的多个长形定子区段之间保持有间隙，并且其中，同时避免了由这些间隙导致的力的变动。