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    • 专利摘要:
    Esist ein Motor unter Verwendung eines Permanentmagenten geschaffen,bei dem die Ausgangsschubkraft durch Erhöhen einer Magnetsättigungsgrenzeverbessert ist und eine Verringerung des Magnetflusses verhindertist und die Erzeugung von Wärme durchHemmen der Erzeugung eines Wirbelstroms in einem Magnetpol gehemmtist. Ein N-Magnetpol (5) ist so ausgebildet, dass seine Breite mitzunehmendem Abstand von einem Stator (1) auf einer Seite des N-Pol-Magnetjochs(3a) zunimmt, und ein S-Magnetpol (6) ist so ausgebildet, dass seineBreite mit zunehmendem Abstand vom Stator (1) auf einer Seite einesS-Pol-Magnetjochs (3b) zunimmt. Bei dieser Konstruktion ist dieSättigungsgrenze desMagnetflusses an einer Jocheintrittsstelle, bei der es sich um einenVerbindungsabschnitt zwischen dem N-Magnetpol und dem N-Pol-Magnetjochhandelt, erhöht,und die Motorschubkraft ist verbessert.
    公开号:DE102004025660A1
    申请号:DE200410025660
    申请日:2004-05-26
    公开日:2004-12-16
    发明作者:Yoichi Kawai
    申请人:Okuma Corp；
    IPC主号:H02K21-44
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Motor unter Verwendung eines Permanentmagneten,spezieller eine füreinen Linearmotor geeignete Motorkonstruktion.
    [0002] Die 13 ist ein Diagramm, daseinen Synchron-Linearmotor gemäß der einschlägigen Technik zeigt.Die 14, 15, 16 und 17 sind Diagramme, die einenLinearmotor gemäß der einschlägigen Technik zeigen,wie sie durch die vorliegende Anmelderin im japanischen Patent Nr.3,344,645 offenbart ist und die eine Lösung bestimmter Probleme inZusammenhang mit einem Synchron-Linearmotor darstellt. Die 15 ist ein Diagramm, daseinen Schnitt AA in der 14 zeigt,und die 16 ist ein Diagramm,das einen Schnitt BB in der 14 zeigt.Die 17 ist ein Diagramm,das einen von der Seite (Seitenansicht) und von unten (Unteransicht)gesehenen Läufer 3 zeigt.
    [0003] Nunwerden Eigenschaften eines Synchron-Linearmotors gemäß der einschlägigen Technikbeschrieben. In der 13 repräsentiertdie Bezugszahl 63 einen Läufer, die Bezugszahl 67 repräsentiertim Läufer 63 vorhandeneSchlitze, die mit S1–S12dargestellt sind, und in den Schlitz 67 ist eine zweipoligeDreiphasen-Wechselspannungswicklung eingewickelt, wie sie typischerweisebei einem rotierenden Induktionsmotor verwendet wird. Die Bezugszahl 65 repräsentierteinen Läufer-Polzahn,die Bezugszahl 61 repräsentierteinen Stator, und die Bezugszahl 64 repräsentiertPermanentmagnete, wie sie auf einer Fläche des Stators vorhanden sind,in der N- und S-Poleabwechselnd platziert sind.
    [0004] ImAllgemeinen kann eine durch eine Windung einer Wicklung des Motorserzeugte Kraft F gemäß der FlemingschenRegel als F = B·I·L repräsentiertwerden, wobei B die Magnetflussdichte ist, I der Strom ist und Ldie effektive Längeeiner elektrischen Leitung ist. In ähnlicher Weise kann die LeistungP als P = F·dX/dtrepräsentiertwerden, wobei X die Position des Läufers in der Bewegungsrichtungist und dX/dt die Geschwindigkeit desselben ist.
    [0005] Elektrischist die Leistung P durch P = V·I= dφ/dt·I repräsentiert,wobei V die Spannung ist und φ dermagnetische Fluss ist, wie er mit einer Windung der Wicklung verknüpft ist.Wenn eine Änderungder magnetischen Energie innerhalb des Linearmotors vernachlässigt wird,kann aus den oben angegebenen Formeln die Gleichung P = F·dX/dt= dφ/dt·I hergeleitetwerden, und eine vom Linearmotor erzeugte Schubkraft F ist F = dφ/dX·I. Dievom Linearmotor erzeugte Schubkraft F ist daher proportional zurpositionsbezogenen Änderungsratedφ/dX desmit der Wicklung verknüpftenMagnetflusses φ.
    [0006] Daherist, was jedoch nicht dargestellt ist, wenn eine Konstruktion einesLäufersund eines Stators ähnlichwie sie in der 13 dargestelltist, bei einem zweipoligen Linearmotor vom Permanentmagnettyp verwendetwird, das erzeugte Schubmoment T, d. h die positionsbezogene Änderungsratedφ/dX desmit der Wicklung verknüpftenMagnetflusses φ nahezudirekt proportional zur Magnetflussdichte B.
    [0007] In ähnlicherWeise ist, wenn ein Linearmotor, wie er in der 13 dargestellt ist, so konfiguriert wird,dass eine Windung der Wicklung am Schlitz S2 von der Vorderseitedes Blatts zur Rückseitedesselben gewunden wird und am Schlitz S8 von der Rückseitedes Blatts zur Vorderseite desselben gewunden wird, wenn sich derLäufer 63 umein kleines Stück ΔX nach rechtsbewegt, die positionsbezogene Änderungsratedφ/dX desMagnetflusses, der mit der vom Schlitz S2 zum Schlitz S8 gewundenenWicklung verknüpftist, beinahe Δφ/ΔX. Die kleine Änderungdes Magnetflusses Δφ ist soeine Zunahme des Magnetflusses des N-Pols entsprechend einer kleinenPositionsänderung ΔX des zwischendie Schlitze S2 und S8 eingebetteten Läufer-Polzahns 65,und es kann eine großepositionsbezogene Änderung Δφ/ΔX des Magnetflusseserzielt werden. Daher ist, vereinfacht ausgedrückt, die positionsbezogene Änderungsrate Δφ/ΔX des Magnetflussesnäherungsweisedas 5- bis 6-fache derjenigen eines zweipoligen Linearmotors vomMagnetflusstyp, wie oben beschrieben, und auch die ausgegebene Schubkraftist ungefährdas 5- bis 6-fache derjenigen eines zweipoligen Linearmotors vomPermanentmagnettyp. Ein derartiger Feinstverstell-Linearmotor unterVerwendung eines Permanentmagneten zeigt die Eigenschaft, dass ervon Haus aus übereine großeSchubkraft verfügt.Jedoch beträgtdie Ansteuerfrequenz zum kontrollierbaren Ansteuern dieses beispielhaften Motorsungefährdas 6-fache derjenigen bei einem zweipoligen Linearmotor vom Permanentmagnettyp, wobeiim Allgemeinen wegen der Grenze der Ansteuerfrequenz und der Induktivität der Wicklungkeine Hochgeschwindigkeitsansteuerung möglich ist.
    [0008] Andererseitsexistiert bei einem Synchron-Linearmotor gemäß der einschlägigen Technikein Problem dahingehend, dass der Magnetfluss jedes Permanentmagneten 64 nichteffektiv genutzt werden kann. Wenn z. B. der Magnetfluss im Läufer-Polzahn zwischenden Schlitzen S2 und S3 betrachtet wird, steht der Läufer-Polzahn 65 demN-Pol des Permanentmagneten 64 mit einer kleinen Lücke dazwischengegenüber,und im Läufer-Polzahn 65 existiert einMagnetfluss des N-Pols. Jedoch streut gleichzeitig auch der Magnetflussder S-Pole zu beiden Seiten aus unmagnetischen Abschnitten aus,wie dem Zwischenraum zwischen Läufer-Polzähnen 65,und demgemäß existierenviele Komponenten, überdie der Magnetfluss zwischen den Polen N und S schließt, ohneden Stator zu durchlaufen. Diese Komponente des Magnetflusses desN-Pols, die zum S-Pol schließt,ohne den Stator zu durchlaufen, trägt nichts zum Antriebsvorgangbei. Im Ergebnis wird der Magnetfluss des N-Pols im Läufer-Polzahn 65 zwischenden Schlitzen S2 und S3 nicht ausreichend genutzt. Aus einem ähnlichenGrund kann in den anderen Läufer-Polzähnen 65 keinausreichender effektiver Magnetfluss erzielt werden, was zum Problem dahingehendführt,dass die Motorschubkraft selbst dann verringert ist, wenn der Motorstromgeeignet zugeführtwird.
    [0009] Einanderes Problem besteht darin, dass zwar die maximale Magnetflussdichteeiner elektromagnetischen Stahlplatte des Läufer-Polzahns 65 einengroßenWert von ungefähr1,7 Tesla aufweist, die maximale magnetische Dichte des Stator-Magnetpolsjedoch selbst dann ungefähr1,0 Tesla beträgt, wennein Seltenerdmetall mit großermagnetischer Restflussdichte verwendet wird. Daher besteht ein Problemdahingehend, dass die Magnetflussdichte konstruktionsmäßig nichterhöhtwerden kann. Jedoch besteht der Wunsch, das Motorschubmoment durchErhöhender Magnetflussdichte jedes Magnetpols im Stator 61 zuerhöhen.
    [0010] Einanderers Problem besteht darin, dass dann, wenn der Linearmotoreinen relativ großenVerstellbereich aufweist, seine Kosten deutlich erhöht sind,da die im Stator 61 untergebrachte Magnetflussmenge proportionalzur Längedes Motorverstellbereichs ist. Ein anderes Problem ist dasjenige, dassdann, wenn der Linearmotor beim Vorschubantrieb einer Werkzeugmaschineund dergleichen verwendet wird, in der Umgebung um ihn herum Eisenpulveroder dergleichen vor handen sein kann, weswegen der Permanentmagnet 64 sorgfältig abgedecktwerden muss, um ein Anhaften des Eisenpulvers oder dergleichen zuverhindern. Es existiert auch ein Problem dadurch, dass, da dieLänge des magnetischenAbschnitts relativ groß ist,die Kosten der erforderlichen Abdeckung erhöht sind. Als Nächstes wirdder Linearmotor gemäß der einschlägigen Technikbeschrieben, wie er in den 14, 15, 16 und 17 dargestelltist und von der vorliegenden Anmelderin im japanischen Patent Nr.3344645 offenbart wurde, um die Probleme in Zusammenhang mit demoben beschriebenen Synchron-Linearmotor zu lösen.
    [0011] Gemäß den 14 und 17 verfügt ein Läufer 3 über dreiPaare von Läufer-Magnetpolen 4a, 4b und 4c mitjeweils drei Paaren von N-Magnetpolen 5, S-Magnetpolen 6 undHilfsmagneten 10 zwischen einem N-Magnetpol 5 undeinem S-Magnetpol 6, die entlang der Bewegungsrichtungdes Läufers 3 vorhandensind. Wie es in der 17 dargestelltist, sind der N-Magnetpol 5, der S-Magnetpol 6 undder Hilfsmagnet 10 so platziert, dass abwechselnd ein N-und ein S-Pol vorhanden sind. Wie es in den 15 und 16 dargestelltist, verfügender N-Magnetpol 5 und der S-Magnetpol 6 jeweils über Strukturen 5a und 5b bzw.Strukturen 6a und 6b. Die Strukturen 5a und 6b entsprechendem N-Hilfsmagnetpol bzw. dem S-Hilfsmagnetpol, wie sie im japanischenPatent Nr. 3344645 beschrieben sind.
    [0012] Umjeden der Läufer-Magnetpole 5 und 6 ist einedreiphasige Wechselstromwicklung 16 gewunden. In diesenFiguren sind Wicklungen der Phase U durch die Bezugszahlen SU1 undSU2 repräsentiert, Wicklungender Phase V sind in diesen Figuren durch die Bezugszahlen SV1 undSV2 repräsentiert,und Wicklungen der Phase W sind in diesen Figuren durch die BezugszahlenSW1 und SW2 repräsentiert.Alle Läufer-Magnetpole 4a, 4b und 4c sindan Positionen platziert, die jeweils um einen elektrischen Winkelvon 120° inBezug auf den Polzahn 2 des Stators 1 versetztsind.
    [0013] DenLäufer 3 bildendeelektromagnetische Stahlplatten bilden in den 15 und 16 ein N-Pol-Magnetjoch 3a undein S-Pol-Magnetjoch 3b, unddiese Strukturen sind jeweils magnetisch mit dem N-Magnetpol 5 unddem S-Magnetpol 6 verbunden. Für den Läufer-Magnetpol 4a inder 17 ist ein Querschnittdes S-Pol-Magnetjochs 3b dargestellt, um das Verständnis für die Formdes Läufers 3 zuerleichtern.
    [0014] ImLäufer 3 istein gemeinsamer Permanentmagnet 13 platziert, der magnetischmit dem N-Pol-Magnetjoch 3a und dem S-Pol-Magnetjoch 3b verbundenist. Wenn der dreiphasigen Wechselstromwicklung 16 in einemLinearmotor gemäß der einschlägigen Technik,der so konstruiert ist, wie es oben beschrieben ist, ein Strom zugeführt wird,werden die drei Paare von Läufer-Magnetpolen 5 und 6 abhängig vonder Anlegerichtung betreffend die Wicklungen für die Phase U, die Phase Vund die Phase W entweder zu einem N- oder einem S-Pol erregt, undes wird ein großerMagnetpol in Form eines N- oder eines S-Pols gebildet. Ein jedender Läufer-Magnetpole 5 und 6 undden gemeinsamen Permanentmagneten 13 durchlaufender Magnetfluss 19 läuft aufdie Seite des Stators 19 durch, und es wird ein dreidimensionalerMagnetpfad gebildet. Dabei wird entsprechend den Positionen desLäufers 3 und desStators 1 eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, unddurch den Läufer 3 wirdeine Schubkraft ausgegeben.
    [0015] Nunwird der Verlauf des Magnetflusses detaillierter beschrieben. Wennein Strom von der Phase U an die Phase V und die Phase W geliefertwird, d. h., wenn ein Strom so zugeführt wird, dass SU1, SV2 undSW2 positiv werden und SU2, SV1 und SW1 negativ werden, wird derLäufer-Magnetpol 4a inder 14 ein S-Pol, unddie Läufer-Magnetpole 4b und 4c werdenN-Pole. Wie es durch den Magnetfluss 19 dargestellt ist,fließtder Magnetfluss vom S-Pol-Magnetjoch 3b auf der Rückseitedes Läufer-Magnetpols 4a zumN-Pol-Magnetjoch 3a auf der Vorderseite der Läufer-Magnetpole 4b und 4c und dannvon der Vorderseite der N-Magnetpole 5 der Läufer-Magnetpole 4b und 4c zumStator. Schließlich kehrtder Magnetfluss vom S-Magnetpol 6 des Läufer-Magnetpols 4a zumS-Pol-Magnetjoch 3b zurück, undes ist ein dreidimensionaler Magnetpfad gebildet. Bei diesem Prozesswirkt eine Kraft in der durch den Pfeil in der 14 dargestellten Richtung an der Grenzezwischen dem Läufer 3 unddem Stator 1, und der Stator 3 bewegt sich nachrechts.
    [0016] Wieoben beschrieben, bilden beim Linearmotor gemäß der einschlägigen Technik,wie er in den 14–17 dargestellt ist, die N-Magnetpole 5 unddie S-Magnetpole 6, wie sie in den Läufer-Magnetpolen 4a, 4b und 4c vorhandensind, einen gemeinsamen Magnetpol, wenn den Wicklungen ein Stromzugeführtwird. Abweichend vom Synchron-Linearmotor gemäß der anderen einschlägigen Technikist die Motorschubkraft verbessert, da kein Streumagnetfluss existiert,durch den ein Magnetfluss zwischen einem N- und einem S-Pol geschlossenwird, ohne dass er den Stator durchläuft.
    [0017] Darüber hinausist es durch Zuführeneines Magnetflusses sowohl vom gemeinsamen Permanentmagneten 13 alsauch vom Hilfsmagneten 10 möglich, die Magnetflussdichteauf ungefähr1,7 Tesla zu erhöhen,was dem Sättigungs-Magnetflussder elektromagnetischen Stahlplatte entspricht, und so ist es möglich, ander Oberflächedes Läufers 3 einen großen Magnetflussund damit eine großeSchubkraft zu erzeugen.
    [0018] Fernerist es durch Anbringen sowohl des Permanentmagneten als auch derWicklungen 16 auf der Seite des Läufers 3 möglich, für den Stator 1 eine einfacheKonstruktion zu erzie len, bei der elektromagnetische Stahlplattenaufgeschichtet sind, anstatt dass die Konstruktion eines Synchron-Linearmotors gemäß der einschlägigen Technikvorläge,bei der ein teurer Permanentmagnet auf der Seite des Stators 1 mitgroßemHub verwendet wird. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, dieMotorkosten zu senken, und da im Stator 1 kein Permanentmagnetvorhanden ist, haften keine Kleinteilchen wie Späne an, und die Beständigkeitgegen Umgebungseinflüssekann verbessert werden.
    [0019] BeimLinearmotor gemäß der obenbeschriebenen einschlägigenTechnik bestehen jedoch Nachteile wie diejenigen, die als Nächstes beschrieben werden.
    [0020] DieQuerschnittsflächeder Eintrittsstellen 14 und 15 der Joche, wiesie in den 15 und 16 dargestellt sind, sindauf ungefährdie Hälfteder Querschnittsflächeder Grenze zwischen dem Läufer 3 der N-und S-Magnetpole 5 und 6 und dem Stator 1 verringert.Daher besteht ein Problem dahingehend, dass der Magnetfluss in diesemGebiet in Sättigung gehtund die Motorschubkraft verringert ist.
    [0021] Außerdem wurdeals Material fürden Läufer 3,wie es beim Linearmotor gemäß der einschlägigen Technikverwendet wurde, eine Konstruktion verwendet, bei der elektromagnetischeStahlplatten in Richtungen aufgeschichtet sind, wie sie im N-Pol-Magnetjoch 3a undim S-Pol-Magnetjoch 3b in der 15 gekennzeichnet sind, um die Erzeugungvon Eisenverlusten im Hochgeschwindigkeitsbereich zu verringern.Wie oben beschrieben, schneidet, wenn einer derartigen Wicklung 16 desunter Verwendung elektromagnetischer Stahlplatten hergestelltenLäufers 3 einStrom zugeführtwird, der Magnetfluss die elektromagnetischen Platten quer zur Schichtrichtung,wie es in den 14–16 dargestellt ist, und erwird als dreidimensionaler Magnetpfad innerhalb des Läufers 3 unddes Stators 1 erzeugt. Dabei ändert sich, wenn ein der Dreiphasenwicklung 16 zugeführter Strom geändert wird,um den Linearmotor anzutreiben, der quer zur Schichtrichtung derelektromagnetischen Stahlplatten erzeugte Magnetfluss, insbesondere naheden N- und den S-Magnetpolen 5 und 6 des Läufers 3 deutlich.Im Ergebnis verbleibt bei dieser Technik ein Problem dahingehend,dass in den die Magnetpole 5 und 6 bildenden elektromagnetischen Stahlplattenein Wirbelstrom fließt,entsprechend dem elektrischen Widerstand der elektromagnetischenStahlplatten Eisenverluste erzeugt werden und im Motor eine unerwünschte Wärmemengeerzeugt wird.
    [0022] Außerdem bestand,da der oben beschriebene Wirbelstrom dem die Magnetpole 5 und 6 durchsetzendenMagnetfluss entgegenwirkt, ein Problem dahingehend, dass der durchjeden der Magnetpole 5 und 6 verlaufende Magnetflussverringert ist und die Motorschubkraft verringert ist. In ähnlicherWeise würde,da quer zur Richtung, in der die elektromagnetischen Stahlplattenaufgeschichtet sind, ein Magnetfluss erzeugt wird, eine unmagnetischeIsolierbeschichtung, wie sie auf eine Fläche jeder die Magnetpole 5 und 6 unddie Magnetjoche 3a und 3b des Läufers 3 bildendeelektromagnetische Stahlplatte aufgetragen wird, und eine Luftschichtzwischen den elektromagnetischen Stahlplatten als magnetisch isolierenderAbschnitt wirken, woraus sich ein Problem ergäbe, da die Ausgangsschubkraftverringert wäre,da der durch jeden der Magnetpole 5 und 6 laufendeMagnetfluss verringert wäre.
    [0023] DieErfindung wurde dazu erdacht, die oben beschriebenen Probleme zulösen,und durch sie ist in vorteilhafter Weise ein Linearmotor geschaffen,bei dem eine Motorschubkraft mittels einer Konstruktion verbessertist, die eine Sättigungdes Magnetflusses um Jocheintrittsstellen 14 und 15 herumverhindert, wobei die Wärmeerzeugungim Motor verringert ist und die Motorschubkraft mittels einer Konstruktion verbessertist, bei der ein Magnetfluss in einer Richtung rechtwinklig zurSchichtrichtung der elektromagnetischen Stahlplatten an den Magnetpolen 5 und 6 desLäufers 3 erzeugtwird.
    [0024] Umdie oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist gemäß einerErscheinungsform der Erfindung ein Linearmotor unter Verwendungeines Permanentmagneten geschaffen, wobei dieser Linearmotor mitFolgendem versehen ist: einem Läufermit einem gemeinsamen Permanentmagneten, der entlang einer Bewegungsrichtungdes Motors angeordnet ist, einem N-Pol-Magnetjoch und einem S-Pol-Magnetjoch,die zu beiden Seiten des gemeinsamen Permanentmagneten vorhandensind und diesen einbetten, mehreren N-Magnetpolen und S-Magnetpolen,die magnetisch mit den Magnetjochen gekoppelt sind und rechtwinkligzur Bewegungsrichtung des Motors so platziert sind, dass ein N-Polund ein S-Pol abwechselnd platziert sind, einem zwischen dem N-Magnetpolund einem benachbarten S-Magnetpol vorhandenen Hilfsmagneten sowieeiner Wechselstromwicklung, die auf die mehreren N-Magnetpole undS-Magnetpole gewickelt ist; und einem Stator, der so installiertist, dass zwischen ihm und dem Läuferein vorbestimmter Zwischenraum gebildet ist, und der an einer demLäufergegenüberstehendenFläche über eineAnzahl vorstehender und vertiefter Abschnitte verfügt; wobeider N-Magnetpol des Läufersso ausgebildet ist, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vomStator auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs zunimmt; und der S-Magnetpoldes Läufersso ausgebildet ist, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vomStator auf der Seite des S-Pol-Magnetjochs zunimmt.
    [0025] Gemäß eineranderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein Linearmotor unterVerwendung eines Permanentmagneten ge schaffen, wobei dieser Linearmotormit Folgendem versehen ist: einem Läufer mit einem gemeinsamenPermanentmagneten, der entlang einer Bewegungsrichtung des Motorsangeordnet ist, einem N-Pol-Magnetjoch und einem S-Pol-Magnetjoch,die zu beiden Seiten des gemeinsamen Permanentmagneten vorhandensind und diesen einbetten, mehreren N-Magnetpolen und S-Magnetpolen,die magnetisch mit den Magnetjochen gekoppelt sind und rechtwinkligzur Bewegungsrichtung des Motors so platziert sind, dass ein N-Polund ein S-Pol abwechselnd platziert sind, einem zwischen dem N-Magnetpolund einem benachbarten S-Magnetpol vorhandenen Hilfsmagneten sowieeiner Wechselstromwicklung, die auf die mehreren N-Magnetpole undS-Magnetpole gewickelt ist; und einem Stator, der so installiertist, dass zwischen ihm und dem Läuferein vorbestimmter Zwischenraum gebildet ist, und der an einer demLäufergegenüberstehendenFläche über eineAnzahl vorstehender und vertiefter Abschnitte verfügt; wobeiein gezahnter Kern, der aus mehreren aufeinander geschichteten elektromagnetischenStahlplatten hergestellt ist, in einer Richtung rechtwinklig zurBewegungsrichtung des Motors in den N-Magnetpol und den S-Magnetpoldes Läuferseingesetzt ist.
    [0026] Gemäß dieserKonstruktion kann der Magnetfluss gleichmäßig entlang dem gezahnten Kernzu den Magnetjochen 3a und 3b verlaufen, und er schneidetdie elektromagnetischen Stahlplatten nicht. Im Ergebnis ist eineVerringerung des Magnetflusses verhindert, und die Ausgangsschubkraftkann verbessert werden, wobei weiterhin die Erzeugung von Eisenverlustenaufgrund eines Wirbelstroms gehemmt werden kann, so dass die imMotor erzeugte Wärmeverringert ist.
    [0027] Gemäß eineranderen Erscheinungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass, imLinearmotor, der gezahnte Kern aus einem Block aus magnetischem Materialanstatt aus geschichteten elektromagnetischen Stahlplatten besteht.
    [0028] 1 ist ein Diagramm, daseinen Linearmotor gemäß einerersten bevorzugten Ausführungsformder Erfindung zeigt.
    [0029] 2 ist ein Diagramm, daseinen Schnitt C-C des Linearmotors in der 1 zeigt.
    [0030] 3 zeigt eine Seitenansichtund eine Unteransicht des Läufersdes Linearmotors in der 1.
    [0031] 4 ist ein Diagramm, daseinen Linearmotor gemäß einerzweiten bevorzugten Ausführungsformder Erfindung zeigt.
    [0032] 5 ist ein Diagramm, daseinen Schnitt D-D des Linearmotors in der 4 zeigt.
    [0033] 6 zeigt eine Seitenansichtund eine Unteransicht des Läufersdes Linearmotors in der 4.
    [0034] 7 ist ein Diagramm, daseinen zweiphasigen Linearmotor gemäß einer bevorzugten Ausführungsformder Erfindung zeigt.
    [0035] 8 ist ein Diagramm, daseinen Linearmotor unter Verwendung eines bogenförmigen Hilfsmagneten gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung zeigt.
    [0036] 9 ist ein Diagramm, daseinen Linearmotor unter Verwendung eines gebogenen Hilfsmagnetengemäß einerbevorzugten Ausführungsformder Erfindung zeigt.
    [0037] 10 ist ein Diagramm, daseine Anordnung mehrerer Linearmotoren gemäß einer bevorzugten Ausführungsformder Erfindung zeigt.
    [0038] 11 ist ein Diagramm, daseinen Rotationsmotor zeigt, der durch Modifizieren des Linearmotorsder ersten bevorzugten Ausführungsformder Erfindung konfiguriert wurde.
    [0039] 12 ist ein Diagramm, daseinen Rotationsmotor zeigt, der durch Modifizieren des Linearmotorsder zweiten bevorzugten Ausführungsform derErfindung konfiguriert wurde.
    [0040] 13 ist ein Diagramm, daseinen Synchron-Linearmotor gemäß einereinschlägigenTechnik zeigt.
    [0041] 14 ist ein Diagramm, daseinen Linearmotor gemäß einereinschlägigenTechnik zeigt.
    [0042] 15 ist ein Diagramm, daseinen Schnitt A-A des Linearmotors in der 14 zeigt.
    [0043] 16 ist ein Diagramm, daseinen Schnitt B-B des Linearmotors in der 14 zeigt.
    [0044] 17 zeigt eine Seitenansichtund eine Unteransicht des Läufersdes Linearmotors in der 14.
    [0045] Nunwerden bevorzugte Ausführungsformen derErfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
    [0046] Die 1, 2 und 3 zeigeneinen Permanentmagnet-Linearmotor gemäß einer ersten bevorzugtenAusführungsformder Erfindung. Die 2 istein Diagramm, das einen Schnitt C-C in der 1 zeigt, und die 3 ist eine Seitenansicht und eine Unteransichteines Läufers 3 inder 1. Die erste bevorzugteAusführungsformwird nun unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 beschrieben.
    [0047] Inden 1, 2 und 3 repräsentiertdie Bezugszahl 3 einen Läufer, die Bezugszahl 3a repräsentiertein N-Pol-Magnetjoch und die Bezugszahl 3b repräsentiertein S-Pol-Magnetjoch. Das N-Pol-Magnetjoch 3a und das S-Pol-Magnetjoch 3b werden durchAufschichten elektromagnetischer Stahlplatten hergestellt. Die Bezugszahl 16 repräsentierteine dreiphasige Wechselstromwicklung, die Symbole SU1 und SU2 repräsentierenWicklungen der Phase U, die Symbole SV1 und SV2 repräsentierenWicklungen der Phase V und die Symbole SW1 und SW2 repräsentierenWicklungen der Phase W. Die Bezugszahl 5 repräsentierteinen N-Magnetpol, die Bezugszahl 6 repräsentierteinen S-Magnetpol und die Bezugszahl 10 repräsentierteinen Hilfs-Magnetpol. Das N-Pol-Magnetjoch 3a und dasS-Pol-Magnetjoch 3b sind mit näherungsweise gleicher Breitean der Grenze zu einem Stator 1 ausgebildet. Jedoch istder N-Magnetpol so ausgebildet, dass seine Breite mit zunehmendemAbstand vom Stator 1 auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a zunimmtund seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 aufder Seite des S-Pol-Magnetjochs 3b abnimmt. Indessen ist derS-Magnetpol 6 so ausgebildet, dass seine Breite mit zunehmendemAbstand vom Stator 1 auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a abnimmtund seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 auf derSeite des S-Pol-Magnetjochs 3b zunimmt. Die 3 zeigt, dass die N-Magnetpole 5 unddie S-Magnetpole 6 mit der abwechselnden Reihenfolge eines N-,eines S-Pols usw. angeordnet sind. Wie es in der 2 dargestellt ist, ist innerhalb desLäufers 3 ein gemeinsamerPermanentmagnet 13 vorhanden, der magnetisch mit dem N-Pol-Magnetjoch 3a unddem S-Pol-Magnetjoch 3b gekoppelt ist. In den N-Magnetpol 5 undden S-Magnetpol 6 ist ein gezahnter Kern 18 eingesetzt.In der 1 ist der gezahnteKern 18 dadurch konfiguriert, dass mehrere elektromagnetischeStahlplatten in einer Richtung rechtwinklig zur Schichtrichtungder die Magnetjoche 3a und 3b bildenden elektromagnetischenStahlplatten aufgeschichtet sind.
    [0048] Wennin der dreiphasigen Wechselstromwicklung 16 in der 1 ein Strom von der PhaseU zur Phase V und zur Phase W geliefert wird, wird ein Magnetflusswie der in der 1 dargestellteMagnetfluss 19 erzeugt. Dieser Magnetfluss schneidet denLäufer 3 undden Stator 1 dreidimensional, um einen dreidimensionalenMagnetpfad zu bilden. Dies ist ähnlichwie beim unter Bezugnahme auf die 14–17 beschriebenen Linearmotorgemäß der einschlägigen Technik.Bei der Struktur der 1 konzentriertsich, wie es in der 2 dargestelltist, der vom Stator 1 zum Läufer 3 erzeugte Magnetfluss 19 anJocheintrittsstellen 14 und 15 des S-Pol-Magnetjochs 3b,wenn der Magnetfluss vom S-Magnetpol 6 zum S-Pol-Magnetjoch 3b verläuft. Dajedoch der N-Magnetpol 5 so ausgebildet ist, dass er mitzunehmendem Abstand vom Stator 1 auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a breiterwird, und da der S-Magnetpol 6 so ausgebildet ist, dasser mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 auf der Seite des S-Pol-Magnetjochs 3b breiterwird, ist die Sättigungsgrenzefür denMagnetfluss fürdie Jocheintrittsstellen 14 und 15 größer, unddie Motorschubkraft ist verbessert.
    [0049] Außerdem versuchtbei der in der 2 dargestelltenStruktur der Magnetfluss, innerhalb des vom Stator 1 zumLäufer 3 verlaufendenMagnetflusses 19, der von der Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a verläuft, querzur Schichtrichtung der den N-Magnetpol 5 bildendenelektromagnetischen Stahlplatten zu fließen, jedoch fließt, da dergezahnte Kern 18 in einer Richtung rechtwinklig zur Schichtrichtungder den N-Magnetpol 5 bildenden elektromagnetischen Stahlplattengeschichtet ist, der Magnetfluss nicht quer zur Schichtrichtungder elektromagnetischen Stahlplatten, sondern er verläuft stattdessengleichmäßig durchden gezahnten Kern 18 zum S-Pol-Magnetjoch 3b. Im Ergebnisschneidet der Magnetfluss die elektromagnetischen Stahlplatten nicht,und es kann eine Verringerung des Magnetflusses verhindert werden,und im Ergebnis ist die erzeugte Ausgangskraft verbessert.
    [0050] Wennsich der Magnetfluss ändert,während derMotor betrieben wird, wird zwischen den elektromagnetischen Stahlplattenein großerWirbelstrom erzeugt, da die elektromagnetischen Stahlplatten durcheine Isolierbeschichtung gegeneinander isoliert sind, die auf eineFlächeder den gezahnten Kern 18 bildenden elektromagnetischenStahlplatten aufgetragen ist, und demgemäß sind Eisenverluste verhindert,die durch den Wirbelstrom hervorgerufen werden und dem elektrischenWiderstand der elektromagnetischen Stahlplatten entsprechen, unddie im Motor erzeugte Wärmemengeist verringert.
    [0051] Andererseitswird, obwohl der Magnetfluss 19 auch quer zur Schichtrichtungder elektromagnetischen Stahlplatten um den gemeinsamen Permanentmagneten 13 herumverläuft,da die Änderung desMagnetflusses in diesem Teil aufgrund des starken Magnetfelds desgemeinsamen Permanentmagneten 13 klein ist, nur eine geringeWärmemengeerzeugt, und demgemäß sind Gegenmaßnahmen,wie sie im gezahnten Kern 18 ergriffen sind, überflüssig.
    [0052] Die 4, 5 und 6 zeigeneinen Linearmotor gemäß einerzweiten bevorzugten Ausführungsform derErfindung. Die 5 istein Diagramm, das einen Schnitt D-D in der 4 zeigt, und die 6 ist eine Seiten- und eine Unteransichteines Läufers 33. Ähnlich wiebei der ersten bevorzugten Ausführungsform wirdbei diesem Motor zwischen dem Läufer 33 und demStator 31 ein dreidimensionaler Magnetpfad erzeugt, jedochverfügtder Linearmotor gemäß der zweitenbevorzugten Ausführungsform über eineandere Konfiguration als der Linearmotor gemäß der ersten Ausführungsform.Nun wird die zweite bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahmeauf die 4, 5 und 6 beschrieben.
    [0053] Inden 4, 5 und 6 repräsentiertdie Bezugszahl 33 einen Läufer, die Bezugszahl 33a repräsentiertein N-Pol-Magnetjoch und die Bezugszahl 33b repräsentiertein S-Pol-Magnetjoch. Das N-Pol-Magnetjoch 33a und dasS-Pol-Magnetjoch 33b werden durch Aufschichten elektromagnetischer Stahlplattenhergestellt. Die Bezugszahl 46 repräsentiert eine dreiphasige Wechselstromwicklung, undin den 4, 5 und 6 sind Symbole dargestellt, die die PhaseU, die Phase V und die Phase W kennzeichnen. Die Bezugszahl 35 repräsentierteinen N-Magnetpol, die Bezugszahl 36 repräsentierteinen S-Magnetpol und die Bezugszahl 40 repräsentierteinen Hilfs-Magnetpol. Das N-Pol-Magnetjoch 33a und dasS-Pol-Magnetjoch 33b sind so konfiguriert, dass sie ineinem Grenzabschnitt zu einem Stator 31 beinahe dieselbeBreite aufweisen. Der N-Magnetpol 35 istso ausgebildet, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Stator 31 aufder Seite des N-Pol-Magnetjochs 33a zunimmt und seine Breitemit zunehmendem Abstand vom Stator 31 auf der Seite desS-Pol-Magnetjochs 33b abnimmt. Andererseits ist der S-Magnetpol 36 soausgebildet, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Stator 31 auf derSeite des N-Pol-Magnetjochs 33a abnimmt und seine Breitemit zunehmendem Abstand vom Stator 31 auf der Seite desS-Pol-Magnetjochs 33b zunimmt.Die 6 zeigt, dass dieN-Magnetpole 35 unddie S-Magnetpole 36 so platziert sind, dass sich ein N-,ein S-Pol usw. abwechseln. Wie es in der 5 dargestellt ist, ist im Läufer 33 eingemeinsamer Permanentmagnet 13 platziert, der magnetisch mitdem N-Pol-Magnetjoch 33a unddem S-Pol-Magnetjoch 33b gekoppelt ist.
    [0054] Außerdem istin den N-Magnetpol 35 und den S-Magnetpol 36 eingezahnter Kern 48 eingesetzt. In der 4 ist der gezahnte Kern 48 entweder durchAufschichten mehrerer elektromagnetischer Stahlplatten in einerRichtung rechtwinklig zur Schichtrichtung der die Magnetjoche 33a und 33b bildendenelektromagnetischen Stahlplatten hergestellt, oder er ist aus einemBlock magnetischen Materials hergestellt.
    [0055] ZuKonstruktionsunterschieden zwischen dem Linearmotor der 4 und demjenigen der erstenbevorzugten Ausführungsformgehörtes, dass als dreiphasiger Wechselstrom 46 eine verteilte Wicklungverwendet ist und eine Feinstverstellstruktur verwendet ist, beider die Schrittweite von Magnetpolen des Läufers 33 und derjenigenvon Magnetpolen des Stators 31 verschieden ist.
    [0056] Wennder dreiphasigen Wechselstromwicklung des Linearmotors gemäß der zweitenbevorzugten Ausführungsform,wie er oben beschrieben ist, ein Strom zugeführt wird, werden mehrere Paarevon Magnetpolen 35 und 36 mit einem N- und einem S-Poldurch die magnetomotorische Kraft der Wicklung 46 abhängig vonder Anlegerichtung betreffend die Wicklungen für die Phase U, die Phase Vund die Phase W entweder zu einem N- oder einem S-Pol erregt. Dann bildetsich im Läufer33 vom N-Magnetpol 35 überdas N--Pol-Magnetjoch 33a, den Magnetpol des gemeinsamenPermanentmagneten 13, das S-Pol-Magnetjoch 33b,den S-Magnetpol 36 und den Stator 31 zurück zum N-Magnetpol 35 eindreidimensionaler Magnetpfad. Dabei wird im Läufer 33 eine Schubkrafterzeugt, da entsprechend den Positionen des Läufers 33 und des Stators 31 eineKraft aus einer Differenz des magnetischen Widerstands erzeugt wird.
    [0057] Nunwird der Verlauf des Magnetflusses detaillierter beschrieben. Wennein Strom von der Phase U an die Phase V oder die Phase W geliefertwird, werden die in der 4 dargestelltendrei Paare von Magnetpolen 35 und 36 entwederzu einem N- oder einem S-Pol erregt, und es werden, wie es durcheinen Magnetfluss 29 dargestellt ist, zwei dreidimensionaleMagnetpfade erzeugt, die vom S-Magnetpol 36 des Läufers 33 über dasS-Pol-Magnetjoch 33b und den gemeinsamen Permanentmagneten 13 aufder Rückseiteund dann überdas N-Pol-Magnetjoch 33a aufder Vorderseite zum N-Magnetpol 35 sowie ferner durch denStator 31, um zum S-Magnetpol 36 zurückzukehren,verlaufen. Dann wird in einer durch einen Pfeil dargestellten Richtung,wie im Grenzabschnitt zwischen dem Läufer 33 und dem Stator 31 inder 4 veranschaulicht,eine Kraft erzeugt, und der Läufer 33 bewegtsich nach links.
    [0058] Wiebeschrieben, ist, obwohl beim Motor der zweiten bevorzugten Ausführungsformeine Feinstverstellstruktur verwendet ist, die in den 4, 5 und 6 dargestellteKonfiguration, bei der ein gemeinsamer Permanentmagnet 13,das N-Pol-Magnetjoch 33a, das S-Pol-Magnetjoch 33b,der N-Magnetpol 35, der S-Magnetpol 36 und derStator 31 mit vorstehenden und vertieften Abschnitten vorhandensind und der dreiphasigen Wechselstromwicklung 46 ein Stromzugeführtwird, um einen dreidimensionalen Magnetpfad vom N-Magnetpol 35 über das N-Pol-Magnetjoch 33a,den gemeinsamen Permanentmagneten 13, das S-Pol-Magnetjoch 33b,den S-Magnetpol 36 und den Stator 31 zurück zum N-Magnetpol 35 zubilden, ähnlichwie die bei der ersten bevorzugten Ausführungsform. Daher ist es unter Verwendungeiner Konstruktion, bei der die Breite des N-Magnetpols 5 desLäufers 33 mitzunehmendem Abstand vom Stator 31 auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs 33a zunimmt,die Breite des S-Magnetpols 36 mit zunehmendem Abstandvom Stator 31 auf der Seite des S-Pol-Magnetjochs 33b zunimmtund ein gezahnter Kern 18 in den N-Magnetpol 35 undden S-Magnetpol 36 eingesetzt ist, möglich, Vorteile ähnlich denjenigenzu erzielen, die durch die Konfiguration gemäß der ers ten bevorzugten Ausführungsformgeschaffen werden.
    [0059] Wiebeschrieben, kann die Erfindung unabhängig vom Wicklungsverfahrender Wicklung 46 oder von der Platzierung der Magnetpole 35 und 36 dadurchangewandt werden, dass ein Linearmotor mit einem Läufer 33 miteinem gemeinsamen Permanentmagneten 13, einem N-Pol-Magnetjoch 33a,einem S-Pol-Magnetjoch 33b,einem Hilfsmagneten 40, einem N-Magnetpol 35 undeinem S-Magnetpol 36 sowie einem Stator mit vorstehendenund vertieften Abschnitten bereitgestellt wird und der Wechselstromwicklung 46 einStrom zugeführtwird, um einen dreidimensionalen Magnetpfad vom N-Magnetpol 35 durchdas Magnetjoch 33a, den gemeinsamen Permanentmagneten 13,das S-Pol-Magnetjoch 33b, denS-Magnetpol 36 und den Stator 31 zurück zu N-Magnetpol 35 zubilden.
    [0060] Beider ersten und der zweiten bevorzugten Ausführungsform, wie sie oben beschriebensind, ist es auch möglich,einen Block aus magnetischem Material als gezahnten Kern 18 oder 48 zuverwenden. Wenn jedoch ein Block aus magnetischem Material verwendetwird, wird ein großerWirbelstrom erzeugt, wenn sich der Magnetfluss ändert, und daher kann in einemHochgeschwindigkeitsbereich kein effektiver Wärmeverringerungseffekt durchEinsetzen des gezahnten Kerns 18 oder 48 erwartetwerden. Jedoch ist die Motorschubkraft verbessert, da keine Verringerungdes Magnetflusses aufgrund einer isolierenden Beschichtung und einerLuftschicht wie im Fall geschichteter elektromagnetischer Stahlplattenauftritt. Infolgedessen ist es wünschenswert,dass bei Niedergeschwindigkeitsbetrieb, bei dem die Erzeugung einesWirbelstroms kein wesentliches Problem darstellt, ein Motor unterVerwendung eines Blocks aus magnetischem Material im gezahnten Kern 18 oderim gezahnten Kern 48 verwendet wird.
    [0061] Daein magnetisches Material kommerziell verfügbar ist, das als Block magnetischenMaterials geeignet ist und das überdie Eigenschaft verfügt,die Erzeugung eines Wirbelstroms dadurch zu hemmen, dass ein elektrischisolierender Film eingefügtwird, um Stahlteilchen einzuschließen, ist es möglich, ein derartigesMaterial zu verwenden, um die Wärmeerzeugungim Hochgeschwindigkeitsbereich zu verringern und Vorteile ähnlich denjenigenzu erzielen, wie sie durch den gezahnten Kern 18 oder 48 erzieltwerden können,der durch Aufschichten elektromagnetischer Stahlplatten hergestelltwird.
    [0062] Esist auch möglich,auf unabhängigeWeise nur die Konfiguration zu verwenden, bei der die Breite desN-Magnetpols 5 oder 35 mit zunehmendem Abstandvom Stator 1 oder 31 auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a oder 33a zunimmtund mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 oder 31 aufder Seite des S-Pol-Magnetjochs 3b oder 33b abnimmt, oderunabhängigeine Konfiguration zu verwenden, bei der ein gezahnter Kern 18 oder 48 inden N-Magnetpol 5 oder 35 und den S-Magnetpol 6 oder 36 eingesetztist, wobei auf unabhängigeWeise diejenigen Vorteile erzielt werden, die den jeweiligen Konfigurationenzugeordnet sind.
    [0063] Selbstwenn ein Linearmotor mit einer Konstruktion hergestellt wird, wiesie in der 7 dargestelltist, bei der die Läufer-Magnetpole 4a und 4b unterden drei Läufer-Magnetpolen 4a, 4b und 4c bei derersten bevorzugten Ausführungsformverwendet werden und bei der der Antrieb mittels einer zweiphasigenWechselstromwicklung dadurch erfolgt, dass ein Strom von der PhaseU an die Phase V der Wicklung geliefert wird, d. h. durch Einstellenvon SU1 und SV2 auf Positiv und SU2 und SV1 auf Negativ, ist es möglich, denLäufer-Magnetpol 4a alsS-Pol und den Läufer-Magnetpol 4b alsN-Pol einzustellen und mittels eines Magnetflusses vom S-Magnetpol 6 durch dasS-Pol-Magnetjoch 3b, den gemeinsamen Permanentmagneten 13,das N-Pol-Magnetjoch 3a, den N-Magnetpol 5 undden Stator 1 zurückzum S-Magnetpol einen dreidimensionalen Magnetpfad, wie durch denMagnetfluss 19 dargestellt, ähnlich wie bei der ersten bevorzugtenAusführungsform,auszubilden. Daher ist es möglich,die vorliegende Erfindung ähnlichwie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform anzuwenden.
    [0064] Die 8 und 9 zeigen Linearmotoren, bei denen dieBreite des N-Magnetpols mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 aufder Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a zunimmt und die Breitedes S-Magnetpols 6 mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 aufder Seite des S-Pol-Magnetjoch 3b zunimmt, ähnlich wiebei den oben beschriebenen Konfigurationen der ersten und der zweitenbevorzugten Ausführungsform,wobei ein N-Pol-Hilfsmagnet und ein S-Pol-Hilfsmagnet andere Formenals bei der ersten und der zweiten bevorzugten Ausführungsform aufweisen.
    [0065] Die 8 zeigt einen Linearmotorunter Verwendung bogenförmigerHilfsmagnete 30 und 32. Ein Vorteil des VerwendensbogenförmigerHilfsmagnete 30 und 32 besteht darin, dass dieQuerschnittsflächendes N-Magnetpols 5 und des S-Magnetpols im Vergleich zumN-Magnetpol 5 und zum S-Magnetpol 6 bei der erstenbevorzugten Ausführungsformvergrößert werdenkönnen.Mit dieser Konstruktion könnendie Magnetsättigungsgrenzendes N-Magnetpols 5 und des S-Magnetpols 6 erhöht werden,wenn ein Magnetfluss vom Stator 1 zum Läufer 3 erzeugt wird, waseinen Motor mit größerer Schubkraftals bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ermöglicht.
    [0066] Die 9 zeigt einen Linearmotor,bei dem die rechteckigen Hilfsmagnete der ersten und zweiten bevorzugtenAusführungsformin eine "V"-Form gebogen sind,die der in der 8 dargestelltenBogenform ähnlichist. Wie beschrieben, ist es möglich, Hilfsmagnete 30 und 32 mitverschiedenen Formen zu verwenden, um die Erfindung anzuwenden,und Vorteile, wie sie ähnlichmit der Erfindung erzielt werden, können selbst mit Hilfsmagneten 30 und 32 andererFormen erzielt werden.
    [0067] Wiees im japanischen Patent Nr. 3344645 offenbart ist, ist es auchmöglich,die Erfindung bei einem Motor anzuwenden, bei dem mehrere Motoren unterVerwendung eines Permanentmagneten 13, wie oben allgemeinhinsichtlich der ersten und der zweiten bevorzugten Ausführungsformbeschrieben, in einer Richtung rechtwinklig zur Bewegungsrichtungdes Motors aufeinander geschichtet sind. Außerdem können die Konstruktionen derersten und der zweiten bevorzugten Ausführungsform für einen Motorvom Rotationstyp modifiziert werden, wie es in den 11 und 12 dargestelltist. Der in der 11 dargestellteMotor ist ein solcher, bei dem zwei Linearmotoren der in der 1 dargestellten ersten bevorzugtenAusführungsformbogenförmigausgebildet und aufeinanderfolgend verbunden sind. Ähnlich wiebei der Konstruktion der 1 istder N-Magnetpol 5 so ausgebildet, dass seine Breite mitzunehmendem Abstand vom Stator 1 auf der Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a zunimmtund seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 aufder Seite des S-Pol-Magnetjochs 3b abnimmt. Der S-Magnetpol 6 istso ausgebildet, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Stator 1 aufder Seite des N-Pol-Magnetjochs 3a abnimmt und seine Breitemit zunehmendem Abstand vom Stator 1 auf der Seite desS-Pol-Magnetjochs 3b zunimmt. Hinsichtlich der Anzahl verbundenerKonstruktionen ist, wenn eine gerade Anzahl von Konstruktionen aufeinanderfolgendverbunden wird, der Motor um 180° symmetrisch,was zu einem Gleichgewicht zwischen Kräften in radialer Richtung führt, wiesie zwischen dem Läufer 53 unddem Stator 51 erzeugt werden, so dass keine Schwingungenoder Geräuschedurch unausgeglichene radiale Belastungen erzeugt werden. Daherist zwar bei der Erfindung die Anzahl verbundener Konstruktionennicht beschränkt,jedoch ist es bevorzugt, dass die Anzahl verbundener Konstruktioneneine gerade Anzahl ist.
    [0068] DasBetriebsprinzip des Motors der 11 istdem der ersten bevorzugten Ausführungsform ähnlich,wobei jedoch Unterschiede zwischen linearem und rotierendem Betriebbestehen. Wenn ein Strom von der Phase U an die Phase V und diePhase W einer dreiphasigen Wechselstromwicklung geliefert wird, ähnlich wiebei der ersten bevorzugten Ausführungsform,wird eine Kraft erzeugt, die den Rotor in der Uhrzeigerrichtungverdreht. Daher ist es möglich,die Erfindung dann anzuwenden, wenn die erste bevorzugte Ausführungsformbei einem Motor von rotierendem Typ angewandt wird.
    [0069] Derin der 12 dargestellteMotor ist ein solcher, bei dem vier Linearmotoren der in der 4 dargestellten zweitenbevorzugten Ausführungsform bogenförmig ausgebildetund in Reihe verbunden sind. Das Betriebsprinzip des in der 12 dargestellten Motorsist identisch mit dem bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform.Daher kann die Erfindung dann angewandt werden, wenn die zweitebevorzugte Ausführungsformbei einem Motor von rotierendem Typ angewandt wird.
    [0070] Wiebeschrieben, ist es unter Verwendung einer Konstruktion, bei derdie Breite des N-Magnetpols mit zunehmendem Abstand vom Stator aufder Seite des N-Pol-Magnetjochs zunimmt und die Breite des S-Magnetpolsmit zunehmendem Abstand vom Stator auf der Seite des S-Pol-Magnetjochszunimmt, möglich,eine Sättigungdes Magnetflusses nahe den Jocheintrittsstellen 14 und 15 zuverhindern. Außerdemwerden durch Anbringen eines gezahnten Kerns im N-Magnetpol undim S-Magnetpol in solcher Weise, dass der Magnetfluss am Magnetpoldes Läufers ineiner Richtung rechtwinklig zur Schichtrichtung der elek tromagnetischenStahlplatten erzeugt wird, die Erzeugung eines Wirbelstroms undeine Verringerung des Magnetflusses aufgrund einer Isolierbeschichtungund einer Luftschicht zwischen elektromagnetischen Stahlplattenverhindert. Demgemäß ist esmöglich,einen Motor unter Verwendung eines Permanentmagneten zu schaffen,wobei die Wärmeerzeugungim Motor verringert ist und die Motorschubkraft verbessert ist.
    权利要求:
    Claims (3)
    [1] Motor unter Verwendung eines Permanentmagneten,wobei der Motor mit Folgendem versehen ist: – einemLäufermit einem gemeinsamen Permanentmagneten, der entlang einer Bewegungsrichtungdes Motors angeordnet ist, einem N-Pol-Magnetjoch und einem S-Pol-Magnetjoch,die zu beiden Seiten des gemeinsamen Permanentmagneten vorhandensind und diesen einbetten, mehreren N-Magnetpolen und S-Magnetpolen,die magnetisch mit den Magnetjochen gekoppelt sind und rechtwinkligzur Bewegungsrichtung des Motors so platziert sind, dass ein N-Polund ein S-Pol abwechselnd platziert sind, einem zwischen dem N-Magnetpolund einem benachbarten S-Magnetpol vorhandenen Hilfsmagneten sowieeiner Wechselstromwicklung, die auf die mehreren N-Magnetpole undS-Magnetpole gewickelt ist; und – einem Stator, der so installiertist, dass zwischen ihm und dem Läuferein vorbestimmter Zwischenraum gebildet ist, und der an einer demLäufergegenüberstehendenFläche über eineAnzahl vorstehender und vertiefter Abschnitte verfügt; wobei – der N-Magnetpoldes Läufersso ausgebildet ist, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Statorauf der Seite des N-Pol-Magnetjochs zunimmt; und – der S-Magnetpoldes Läufersso ausgebildet ist, dass seine Breite mit zunehmendem Abstand vom Statorauf der Seite des S-Pol-Magnetjochs zunimmt.
    [2] Motor unter Verwendung eines Permanentmagneten, wobeider Motor mit Folgendem versehen ist: – einem Läufer mit einem gemeinsamenPermanentmagneten, der entlang einer Bewegungsrichtung des Motorsangeordnet ist, einem N-Pol-Magnetjoch und einem S-Pol-Magnetjoch,die zu beiden Seiten des gemeinsamen Permanentmagneten vorhandensind und diesen einbetten, mehreren N-Magnetpolen und S-Magnetpolen,die magnetisch mit den Magnetjochen gekoppelt sind und rechtwinkligzur Bewegungsrichtung des Motors so platziert sind, dass ein N-Polund ein S-Pol abwechselnd platziert sind, einem zwischen dem N-Magnetpolund einem benachbarten S-Magnetpol vorhandenen Hilfsmagneten sowieeiner Wechselstromwicklung, die auf die mehreren N-Magnetpole undS-Magnetpole gewickelt ist; und – einem Stator, der so installiertist, dass zwischen ihm und dem Läuferein vorbestimmter Zwischenraum gebildet ist, und der an einer demLäufergegenüberstehendenFläche über eineAnzahl vorstehender und vertiefter Abschnitte verfügt; wobei – ein gezahnterKern, der aus mehreren aufeinander geschichteten elektromagnetischenStahlplatten hergestellt ist, in einer Richtung rechtwinklig zurBewegungsrichtung des Motors in den N-Magnetpol und den S-Magnetpoldes Läuferseingesetzt ist.
    [3] Motor nach Anspruch 2, bei dem der gezahnte Kernaus einem Block magnetischen Materials und nicht aus aufeinandergeschichteten elektromagnetischen Stahlplatten besteht.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-03-24| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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