[发明专利]初级部件和具有推力波动补偿的直线电机

说明书

技术领域

本发明涉及直线电机的一种初级部件，其中该初级部件具有用于产生第一磁场的第一装置和用于产生第二磁场的第二装置，其中第一装置和第二装置这样来布置，即能够使得第一磁场与第二磁场相叠加。此外，本发明还涉及一种具有这种初级部件的直线电机。

背景技术

直线电机具有初级部件和次级部件，其中初级部件和次级部件相互面对地放置，并通过气隙相互间隔开。该初级部件预设为用于电流馈电。

存在着这样的可能性，即初级部件和次级部件都具有用于产生磁场的有源的装置。在这种情况中，例如初级部件具有可馈电的绕组，和次级部件具有永磁体。

此外还存在着这样的可能性，即初级部件具有多个用于产生磁场的有源的装置，并且次级部件不具有这样的装置。

由DE 102004045992A1已知了一种电机，其中初级部件具有该电机的所有磁源。例如，该初级部件具有一个可馈电的绕组以及永磁体，然而次级部件仅仅例如设计为齿状的铁反应轨。

与旋转工作的电机不同的是，直线电机自然地具有端侧区域，电机的电磁部分终止在该区域中。如果直线电动机例如以短定子结构形式来设计，也就是说，该初级部件相对于较长的次级部件设计为较短的部件，对于初级部件来说则产生两个端侧区域，这两个端侧区域位于次级部件的影响区域中。初级部件的端侧与次级部件这样来相互作用，即这对于有源的推力波动和无源的推力波动，也称为定位力，产生了决定性的影响。

寄生的定位力称为无源的推力波动，其由于初级部件和次级部件之间的磁性的相互作用而出现。后果就是振动、不平静的运转以及在加工过程中的随动误差(Schleppfehler)。

此外，由于缺少磁轭，故一般来说与在中间的线圈中相比，感应电压，也就是说电动势(EMK)在初级部件的端面上的起始线圈和末端线圈中较少呈现。这造成了：电机不具有对称的感应电压，并且除了力损失之外，出现了附加的、依赖于电流的推力波动，这种推力波动称为有源的推力波动。

例如由DE 102005004380A1已知了一种具有推力波动补偿的直线电动机。为了实现上述的推力波动补偿，在此建议，在该直线电动机的初级部件的端面上分别设计具有可预定的宽度的推力波动补偿齿，其中该推力波动补偿齿通过一个附加的气隙与正常的气隙间隔开并且与其相邻的齿之间具有一个间隔，该间隔与其余的齿彼此之间的间隔是不同的。

发明内容

本发明的目的在于，改进一种具有多个用于产生磁场的有源装置的初级部件，以及改进一种具有这种初级部件的直线电机，它们具有减小的有源的和无源的推力波动，也就是说定位力(Rastkraft)。

该目的通过权利要求1的特征来实现。从属权利要求给出了有利的改进方案。

该初级部件具有用于产生第一磁场的第一装置，和用于产生第二磁场的第二装置，其中第一装置和第二装置布置成能够使得第一磁场与第二磁场相叠加。初级部件设置为与次级部件一起布置，其中初级部件和次级部件通过第一气隙相互间隔开。

根据本发明，初级部件在其一个和/或两个端面上具有用于减小推力波动的导磁通(flussfuehrende)元件。特别地，在初级部件的两个端面的每个端面上都布置了用于减小推力波动的导磁通元件。

该导磁通元件设计为具有用于产生磁场的装置，其中该装置与初级部件的用于产生磁场的第一或第二装置相对应。

通过布置导磁通元件可以减小有源的和特别是无源的推力波动，也就是说定位力。提高在初级部件的支撑绕组的端侧齿中的感应电压，其中在这里的目的是实现初级部件的绕组的尽可能均一的电动势(EMK)。

有利的是，用于产生第一磁场的第一装置设计为单相的或者多相的绕组。特别地，初级部件具有齿绕线圈形式的三相绕组用于连接至三相电网。用于产生第二磁场的第二装置设计为永磁体材料，特别是设计为一体的或者多部分构成的永磁体。

在本发明的有利的设计方案中，初级部件可以借助于可预定的数量的齿轮模块来形成，其中每个齿轮模块具有至少一个永磁体以及一个齿绕线圈。借助于单个的齿轮模块，可以根据所期望的结构形式和长度，模块化地来装配初级部件。所期望数量的齿轮模块例如借助于夹子相应地连接在一起。在初级部件中，每个齿轮模块特别借助于作为用于减小涡流的板叠的电工钢片来设计。

位于初级部件的端面上的、用于减小推力波动的导磁通元件设计为端侧齿轮模块并且具有至少一个永磁体。该端侧齿轮模块在其结构形式上基本上与初级部件的其余的齿轮模块相对应。它们的区别在于：端侧齿轮模块不支撑绕组，也就是说其不具有齿绕线圈。