DE1763864A1

DE1763864A1 - Induktionsmotor mit linear verlaufender Relativbewegung zwischen einem Primaer- und einem Sekundaerteil

Info

Publication number: DE1763864A1
Application number: DE19681763864
Authority: DE
Inventors: Bolton Hugh Robert; Prof Laithwalte Eric Roberts
Original assignee: NAT RES DEV
Current assignee: NAT RES DEV
Priority date: 1967-08-31
Filing date: 1968-08-26
Publication date: 1971-12-30
Also published as: US3648084A; FR1582251A; GB1226966A

Description

PATH ΤΤΤΑΪΤΛΤΑΙ,Τ

ing. B. HOLZEB 89 AUGSBURG

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N. 120

Augsburg, den 2J. August I968

National Research Development Corporation, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, London 3.W.I., England

Induktionsmotor mit linear verlaufender Relativbewegung zwischen einem Primär- und einem Sekundärteil

Die Erfindung betrifft Induktionsmotoren mit linear verlaufender Relativbewegung zwischen einem Primär- und einem Sekundärteil.

Solche Motoren weisen mindestens ein im allgemeinen flach ausgebildetes Primärteil mit mindestens einer, von

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wechselstromdurchflossenen Windungen gebildeten Wicklung auf, durch welches ein magnetisches Wanderfeld erzeugt wird. Das Sekundärteil hat die Form eines länglichen Streifens bzw. einer Schiene aus elektrisch leitendem Material, welcher bzw. welche bei manchen Anwendungen das unbewegte Element darstellt. Um quer zur Richtung der Vortriebskraft auftretende

Kräfte zu vermeiden, besteht das Primärteil im allgemeinen

aus zwei beiderseits des Sekundärteils angeordneten TeilstUcken,

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß das vom Primärteil erzeugte magnetische Feld dazu neigt, an den dem Sekundärteil zugewandten, zu diesem parallel verlaufenden Kanten des Primärteils merklich stärker zu sein und dadurch Sättigungserscheinungen und eine unzureichende Ausnutzung des magnetischen bzw. leitenden Materials sowohl des Primärais auch des Sekundärteils hervorzurufen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Induktionsmotoren der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart eine bessere Verteilung des magnetischen Feldes zu erzielen, ohne daß dadurch eine verwickeitere Konstruktion des Primär- bzw. des Sekundärteils erforderlich wird.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein Induktionsmotor mit linear verlaufender Relativbewegung zwischen einem

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Primär- und einem Sekundärteil durch Mittel zur Verminderung der magnetischen Feldstärke an den dem Sekundärteil zugewandten, zu diesem parallel verlaufenden Kanten des Primärteiles gekennzeichnet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erweitert sich der zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil befindliche Luftspalt in Richtung zu den Kanten des Primärteiles hin, in deren Nähe das magnetische Feld geschwächt werden soll. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die betreffenden Kanten des Primärteils abgeschrägt sind. Außerdem können die Mittel zur Verminderung der magnetischen Feldstärke die Form geschlossener elektrischer Leiterkreise haben, die in der Nähe der genannten Kanten des Primärteiles angeordnet sind. Diese geschlossenen Leiterkreise können die Form von Schleifen haben, deren Ebenen in der bzw. den Polflächenebenen des Primärteiles verlaufen. Mehrere benachbarte Leiterschleifen können jeweils zusammen in der bzw. den betreffenden Polflächenebenen verlaufende Gitterkonstruktionen bilden. Jeweils ein längslaufendes Leiterstück der jeweiligen Gitterkonstruktion kann innerhalb einer in der betreffenden Polflächenebene gebildeten Längsnut liegen, während jeweils ein anderes längslaufendes Leiterstück der betreffenden Gitterkonstruktion außerhalb des betreffenden Primärteiles in der Nähe der Kante ver-

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laufen kann, an welcher das magnetische Feld geschwächt werden soll. Die geschlossenen Leiterkreise können von dünnen, parallel zur betreffenden Polfläche des betreffenden Priraärteiles verlaufenden Streifen elektrisch leitenden Materials gebildet sein. Die Laraellenebenen der elektrisch leitenden Streifen können senkrecht zu den betreffenden Polflächenebenen verlaufen. Die elektrisch leitenden Streifen können zwischen Lamellen magnetischen Materials Zwischengeschossen sein, welch letztere den bzw. die Primärteile bilden.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die anliegende Zeichnung anhand einer Ausführungsform beispielsweise erläutert. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine Ansicht der Polfläche eines

den Primärteil eines erfindungsgemäßen Induktionsmotors darstellen den Felderregerteiles dieses Motors und

Figur 2 einen Querschnitt durch den

erfindungsgemäßen Induktionsmotor.

In den Figuren weist der den Primärteil 1 bildende Felderregerteil des Induktionsmotors ein Lamellenpaket aus magnetischem Material auf, dessen eine Oberfläche mit einer

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Anzahl von Nuten 2 versehen ist. In diesen befinden sich eine mehrphasige, gewöhnlich dreiphasige Wicklung bildende Windungen, die ein magnetisches, längs der Oberfläche des Primärteiles quer zu den Nuten laufendes Feld erzeugen. Der gesamte Induktionsmotor weist im Normalfall zwei Primärteile auf, deren Polflächen einander zugekehrt sind und zwischen denen sich ein längliches Sekundärteil aus leitendem Material befindet. Das Sekundärteil 10 kann aus einer festen Schiene, z.B. eines Eisenbahn- oder anderen ™ Geleises bestehen und die Primärteile können an einem Fahrzeug befestigt sein, das auf diesem Geleise entlangfährt.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß das in dem Primärteil erzeugte magnetische Feld dazu neigt, an den oberen und unteren Stirnflächen des Primärteiles stärker zu sein, so daß das Eisen in der Nähe der Mitte des Primärteiles nicht voll ausgenutzt ist und mit Wahrscheinlichkeit M Verluste infolge von Sättigungserscheinungen auftreten. Um diese Erscheinung zu beseitigen, ist elektrisch leitendes Material in der Nähe der oberen und unteren Stirnflächen 4 und 5 vorgesehen. Dieses Material ist so angeordnet, daß das magnetische Feld des Primärteiles in ihm Ströme erzeugt und dadurch die Stärke des magnetischen Feldes an den genannten Stirnflächen vermindert. Eine Anordnung für das

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leitende Material ist in der Figur gezeigt und besteht aus zwei leiterartigen Gittern 6 und 7. Jedes der beiden Gitter besteht jeweils aus einem Leiterstück, das längs des Primärteiles in einer länglichen, in der Nähe dieser Stirnflächen des Primärteiles befindlichen Nut liegt, und aus einem zweiten länglichen Leiterstück, das sich in der Nähe der Kante des Primärteiles befindet. Die beiden länglichen Leiterstücke sind durch kurze Querteile verbunden, die in den Nuten 2 liegen können. Es ist ersichtlich, daß jedes Gitter eine Reihe von benachbarten geschlossenen Leiterkreisen bildet, in denen jeweils durch das magnetische Feld des Primärteiles Ströme induziert werden. Diese Ströme fließen bekanntlich so, daß sie die induzierenden magnetischen Felder aufzuheben suchen, wodurch die Stärke des magnetischen Feldes an den genannten Stirnflächen dee Primärteiles vermindert wird.

Die in den Figuren gezeigte Anordnung kann dahingehend abgewandelt werden, daß die Gitter weitere längslaufende Leiterstücke aufweisen. Eine ideale Anordnung würde aus einer großen Zahl von länglichen Leiterstücken abgestufter Größe oder Leitfähigkeit bestehen. Statt gitterartiger Muster kann das leitende Material einfach aus dünnen, an der Oberfläche des Primärteiles befestigten

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Streifen bestehen. Die Dicke dieser Streifen sollte beträchtlich unter der Dicke des Sekundärteiles 10 liegen. Das beste Verhältnis der Dicke der Streifen zu der Dicke des Sekundärteiles entspricht dem Schlupf bei voller Last, obwohl zufriedenstellende Ergebnisse auch mit anderen Verhältnisses möglich sind.

Das leitende Material kann statt in Ebenen parallel zur Oberfläche des Primärteiles quer zu diesen liegen, z.B. indem zwischen die Lamellen des Primärteiles in der Nähe der Seitenkanten Kupferfolien ähnlicher Form Zwischengeschossen sind, Es ist nicht notwendig, zwischen allen jeweils benachbarten Lamellen jeweils eine Kupferfolie vorzusehen, da die gesamte Dicke des Kupfers nur ein Bruchteil der Dicke des Sekundärteils zu sein braucht. Das leitende Material sollte beiderseits der Seitenkanten des Primärteiles jeweils auf eine maximale, von diesen Seitenkanten aus nach oben und unten gemessene Tiefe von etwa 50 % der Breite des Primärteiles beschränkt sein.

Um das magnetische Feld in der Nähe der Seitenkanten des Primärteiles zu verringern, kann ein ähnliches Ergebnis wie bei Verwendung von leitendem Material auch dadurch erzielt werden, daß der Primärteil an beiden Seiten

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abgeschrägt wird, so daß sich der Luftspalt an denjenigen Stellen, an welchen die Gitter 6 und 7 der in Pig. I und 2 gezeigten Anordnung angebracht sind, nach außen hin erweitert.

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Claims

Patentansprüche

1. Induktionsmotor mit linear verlaufender Relativbewegung zwischen einem Primär- und einem Sekundärteil, gekennzeichnet durch Mittel zur Verminderung der magnetischen Feldstärke in den dem Sekundärteil (10) zugewandten, zu diesem parallel verlaufenden Kanten des Primärteiles (1).

2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verminderung der magnetischen Feldstärke die Form geschlossener elektrischer Leiterkreise haben, die in der Nähe der genannten Kanten des Primärteiles (l) angeordnet sind.

J5. Induktionsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten geschlossenen Leiterkreise die Form von Schleifen haben, deren Ebenen in der bzw. den Polflächenebenen des Primärteiles (l) verlaufen.

4. Induktionsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere benachbarte Leiterschleifen zusammen in der bzw. den betreffenden Polflächenebenen verlaufende Gitterkonstruktionen (6, 7) bilden.

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5* Induktionsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein längslaufendes Leiterstück der jeweiligen Gitterkonstruktion (6, 7) innerhalb einer in der betreffenden Polflächenebene gebildeten Längsnut (2) liegt, während jeweils ein anderes längslaufendes Leiterstück: der betreffenden Gitterkonstruktion außerhalb des betreffenden Primärteiles (l) in der Nähe der Kante verläuft, an welcher das magnetische Feld geschwächt werden soll.

6. Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die genannten geschlossenen Leiterkreise von dünnen, parallel zur betreffenden Polfläche des betreffenden Primärteils (1) verlaufenden Streifen elektrisch leitenden Materials gebildet sind.

7. Induktionsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenebenen der elektrisch leitenden Streifen senkrecht zu der betreffenden Polflächenebene verlaufen.

8. Induktionsmotor nach Anspruch 6 oder 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Streifen

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zwischen Lamellen magnetischen Materials Zwischengeschossen sind, welch letztere den bzw. die Primärteile (1) bilden.

9. Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Primärteil (l) und dem Sekundärteil (10) befindliche Luftspalt sich in Richtung zu den Kanten des Primärteiles hin erweitert, in deren Nähe das magnetische Feld geschwächt werden soll.

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