專利名稱：線性電動機內(nèi)的定子模塊的設(shè)置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性電動機內(nèi)的定子模塊的設(shè)置。
背景技術(shù)：
線性電動機本身公知。為可以測定轉(zhuǎn)子的位置，線性電動機的定子通常具有霍爾 傳感器方式的路徑傳感器。通?；魻杺鞲衅髋c線性電動機的定子這樣整體構(gòu)成，使其設(shè)置 在這種定子的線圈之間。這樣做的缺點是，霍爾傳感器為防止磁場影響必須被屏蔽。這種 磁場影響由于定子內(nèi)的電流通流的線圈繞組并由于定子的可能存在的磁性保持體而出現(xiàn)。 問題現(xiàn)在在于確保路徑傳感器此外必須能夠檢測線性電動機的轉(zhuǎn)子。由此這種定子的構(gòu)造 相當昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，減少或者消除上述缺點。 該目的借助權(quán)利要求1的線性電動機得以實現(xiàn)。具有優(yōu)點的進一步構(gòu)成在從屬權(quán) 利要求中予以說明。 在具有定子和至少一個轉(zhuǎn)子的依據(jù)本發(fā)明的線性電動機中，定子具有至少兩個定 子模塊。每個定子模塊具有線圈系統(tǒng)，并且在各自定子模塊的縱向延伸上觀察，至少在一個 末端上具有路徑傳感器。也就是說，路徑傳感器與各自的線圈系統(tǒng)分開構(gòu)成。這樣做的優(yōu) 點在于制造方面，線圈系統(tǒng)和路徑傳感器可以彼此獨立制造和檢查。此外更加簡單實現(xiàn)路 徑傳感器的電磁屏蔽，因為它不必設(shè)置于線圈系統(tǒng)的內(nèi)部。路徑傳感器和線圈系統(tǒng)可以裝 入一個外殼內(nèi)，外殼從它那方面提供所述的屏蔽，也就是說防止該線圈系統(tǒng)的磁場影響和 需要時防止其他定子模塊線圈系統(tǒng)的可能的影響。每個定子模塊沿各自轉(zhuǎn)子的移動路徑設(shè) 置在相應定子模塊的區(qū)域內(nèi)。每個路徑傳感器具有檢測區(qū)，在其內(nèi)部只要轉(zhuǎn)子至少一部分 處于檢測區(qū)內(nèi)，路徑傳感器就可以檢測轉(zhuǎn)子。每個線圈系統(tǒng)具有互作用區(qū)，在其內(nèi)部，只要 轉(zhuǎn)子的至少一部分處于互作用區(qū)內(nèi)，線圈系統(tǒng)就在通流時與轉(zhuǎn)子相互作用且將其沿驅(qū)動方 向推壓。至少兩個定子模塊和至少一個轉(zhuǎn)子這樣設(shè)置，使至少一個轉(zhuǎn)子的一部分總是至少 處于路徑傳感器的檢測區(qū)內(nèi)且該轉(zhuǎn)子的另一部分總是至少處于至少兩個定子模塊的線圈 系統(tǒng)的互作用區(qū)內(nèi)。由此保證總是可以測定至少一個轉(zhuǎn)子的位置，并且轉(zhuǎn)子可以借助定子 總是向驅(qū)動方向上運動。 至少兩個定子模塊的兩個直接相鄰設(shè)置的定子模塊最好與其路徑傳感器的彼此 定向相關(guān)，關(guān)于另一直接相鄰設(shè)置的定子模塊，依據(jù)至少一個轉(zhuǎn)子的長度、依據(jù)至少一個轉(zhuǎn) 子的移動路徑，并依據(jù)線性電動機驅(qū)動力關(guān)于轉(zhuǎn)子的移動路徑的預先確定的分布而設(shè)置。 此外，兩個直接相鄰設(shè)置的定子模塊最好帶有彼此靠近的路徑傳感器。 優(yōu)選地，至少兩個定子模塊的兩個直接相鄰設(shè)置的定子模塊依據(jù)至少一個轉(zhuǎn)子的 長度、依據(jù)至少一個轉(zhuǎn)子的移動路徑，并依據(jù)線性電動機的驅(qū)動力的關(guān)于至少一個轉(zhuǎn)子的 移動路徑的預先確定的分布彼此具有距離。
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路徑傳感器最好借助霍爾傳感器形成。 線性電動機此外最好具有控制電路，其與至少兩個定子模塊聯(lián)接并用于接收或讀 入路徑傳感器的檢測信號、在路徑傳感器的檢測信號基礎(chǔ)上測定至少一個轉(zhuǎn)子與定子相關(guān) 的位置且依據(jù)至少一個轉(zhuǎn)子的所測定的位置控制至少兩個定子模塊。由此例如可以測定出 轉(zhuǎn)子到達端位并且需要時斷開定子。 控制電路此外最好用于在下述情況下斷開至少兩個定子模塊之一的至少一個線 圈系統(tǒng)控制電路測定出各自轉(zhuǎn)子的所測定出的位置相當于低于該轉(zhuǎn)子到所述一個線圈系 統(tǒng)的互作用區(qū)內(nèi)預先確定部分中的預先確定的第一推入深度。因此檢查，轉(zhuǎn)子被推壓進入 各自線圈系統(tǒng)互作用區(qū)的哪部分。這樣做是需要的，以便例如在需要轉(zhuǎn)子從端位推壓到該 相應線圈系統(tǒng)的互作用區(qū)且經(jīng)過該互作用區(qū)的情況下，可以防止斷開各自的線圈系統(tǒng)。斷 開線圈系統(tǒng)的優(yōu)點是，盡可能減少浪費能量。 控制電路此外用于在下述情況下斷開至少兩個定子模塊之一的至少一個線圈系 統(tǒng)控制電路測定出轉(zhuǎn)子的所測定出的位置相當于至少一個轉(zhuǎn)子預先確定的端位。這樣做 是需要的，以保證定位至少一個轉(zhuǎn)子的端位，從而各自線圈系統(tǒng)在接通后可以總是還將至 少一個轉(zhuǎn)子例如向相反的方向上驅(qū)動或運動。 作為附加或者選擇，控制電路此外可以用于在下述情況下接通至少兩個定子模塊 之一的至少一個線圈系統(tǒng)，也就是對其進行通流控制電路測定出各自轉(zhuǎn)子的所測定出的
位置相當于至少一個轉(zhuǎn)子到所述一個線圈系統(tǒng)的互作用區(qū)內(nèi)預先確定的第二推入深度或 者相當于超過該第二推入深度。這樣做特別適用的是，至少一個轉(zhuǎn)子從另一定子模塊推壓 進入所述一個線圈系統(tǒng)的互作用區(qū)且不希望立即接通這個線圈系統(tǒng)。這項措施用于定子不 至于不必要地以空程工作并因此浪費能量。 依據(jù)本發(fā)明，第一和第二推入深度可以相同。因此各自的線圈系統(tǒng)可以在至少一 個轉(zhuǎn)子與各自線圈系統(tǒng)相關(guān)的基本上一個以及相同位置上接通或斷開。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點來自優(yōu)選實施方式的下列說明。其中
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的第一實施方式定子模塊的設(shè)置；
圖2示出依據(jù)本發(fā)明的第二實施方式定子模塊的設(shè)置；
圖3示出依據(jù)本發(fā)明的第三實施方式電子組件的設(shè)置；以及
圖4示出依據(jù)本發(fā)明的第四實施方式定子模塊的設(shè)置。
具體實施例方式
線性電動機1具有轉(zhuǎn)子2和定子10。 轉(zhuǎn)子2最好由一排永久磁鐵形成，它們沿借助該轉(zhuǎn)子運動的部件3的移動路徑延 伸。在永久磁鐵直接相鄰的情況下，最好一個利用北極側(cè)和另一個利用南極側(cè)靠近線性電 動機1的定子10設(shè)置。作為選擇，轉(zhuǎn)子2可以借助可磁化的部件形成。轉(zhuǎn)子2最好位置固 定地設(shè)置在沿移動路徑運動的部件3上面或旁邊或者其懸掛裝置的上面或旁邊。如果待運 動部件3借助在一個或者多個導軌上引導的滑車懸掛，那么轉(zhuǎn)子2可以位置固定安裝在各 自滑車靠近定子10的面旁邊或者安裝在連接滑車的型材的靠近定子10的面上。
定子位置固定例如安裝在支承型材上或者安裝在該支承型材里面。定子10具有 至少兩個定子模塊ll，它們各自具有至少一個路徑傳感器12，在所屬定子模塊11的縱向延 伸上觀察，路徑傳感器在其一端上構(gòu)成或設(shè)置。每個定子模塊11此外具有線圈系統(tǒng)13，在 各自定子模塊11的縱向延伸上觀察，線圈系統(tǒng)與各自至少一個路徑傳感器12連接設(shè)置。在 各自定子模塊ll的縱向延伸上觀察，線圈系統(tǒng)13、13各自由一排依次設(shè)置的線圈形成，線 圈依據(jù)一種接線圖利用繞組線纏繞和彼此間錯接。路徑傳感器12各自最好借助霍爾傳感 器形成。 概念互作用區(qū)是指交變磁場的空間延伸，在其內(nèi)部只要該轉(zhuǎn)子2至少部分處于這 種空間延伸的內(nèi)部，交變磁場就與轉(zhuǎn)子2驅(qū)動相互作用?；プ饔脜^(qū)可與單個線圈或者也可 與定子模塊11的全部線圈系統(tǒng)13相關(guān)。交變磁場借助給定子模塊11的通流，也就是給其 線圈系統(tǒng)13通電流并因此給其單個線圈通電流而形成。 概念檢測區(qū)是指一個區(qū)域的空間延伸，在該區(qū)域內(nèi)部，只要轉(zhuǎn)子2至少部分處于 該延伸的內(nèi)部，路徑傳感器12就能夠檢測到該轉(zhuǎn)子。 附圖僅示出對本發(fā)明重要的部件。附圖示出轉(zhuǎn)子2或待運動部件3處于轉(zhuǎn)子2最 大可能的第一端位上。附圖符號2'和3'表示待運動部件3或轉(zhuǎn)子2處于轉(zhuǎn)子2最大可 能的第二端位上。端位之間的距離確定各自轉(zhuǎn)子2的最大移動路徑。轉(zhuǎn)子2必須滿足以下 條件-轉(zhuǎn)子2的長度>各自兩個直接相鄰設(shè)置的定子模塊11的線圈系統(tǒng)13相互作用 區(qū)之間的距離最大值-轉(zhuǎn)子2的長度>各自兩個直接相鄰設(shè)置的路徑傳感器12的檢測區(qū)之間的距離最 大值 只要轉(zhuǎn)子2的移動路徑不是環(huán)形構(gòu)成，就可以確定轉(zhuǎn)子2最大可能的端位。轉(zhuǎn)子2 各最大可能的端位于是與各自定子模塊11相關(guān)，該定子模塊僅與另外一個定子模塊11直 接相鄰設(shè)置。該各自的定子模塊11因此是與定子IO相關(guān)的末端定子模塊11。如果在這種 末端定子模塊11的同時形成定子10的末端的一個末端上設(shè)置末端線圈系統(tǒng)13，那么轉(zhuǎn)子 2與該末端定子模塊11相關(guān)這樣在所分配的最大可能端位上定位，使其從與末端線圈系統(tǒng) 13直接相鄰的末端路徑傳感器12向末端線圈系統(tǒng)13的方向上延伸地設(shè)置，并恰好仍處于 該末端路徑傳感器12的檢測區(qū)內(nèi)。如果在這種末端定子模塊11的所述末端上設(shè)置末端路 徑傳感器12，那么轉(zhuǎn)子2與該末端定子模塊11相關(guān)在所分配的最大可能端位上這樣定位， 使其從與末端路徑傳感器12直接相鄰設(shè)置的末端線圈系統(tǒng)13向末端路徑傳感器12的方 向上延伸設(shè)置，并恰好仍處于該末端線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)。 最大可能端位之間的距離因此是最大可能的移動路徑距離，在最大可能的移動路 徑距離內(nèi)轉(zhuǎn)子2并因此待運動部件3可以運動，而轉(zhuǎn)子2不會從路徑傳感器的檢測區(qū)移出 和/或者取消與定子10的驅(qū)動相互作用。 在環(huán)形移動路徑的情況下，這一點正如圓形滑動門上的情況那樣，不可能有最大 端位。在這里設(shè)置有其他解決方案。例如，端位借助末端止擋開關(guān)或者對例如借助路徑傳 感器12所測定的轉(zhuǎn)子2或待運動部件3的位置進行評估并接著進行線性電動機1的相應 控制而實現(xiàn)。 在附圖中，驅(qū)動并因此各自所示轉(zhuǎn)子2的運動從左至右進行。
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依據(jù)圖1A所示本發(fā)明的第一實施方式，定子模塊11 、 11各自具有最好一個線圈系 統(tǒng)13和路徑傳感器12并出于圖示說明的目的具有相同的結(jié)構(gòu)。路徑傳感器12、12在定子 模塊11、11彼此靠近的末端上構(gòu)成。定子模塊11、11各自沿待運動部件3示例性的線性移 動路徑的區(qū)域在各自定子模塊ll的區(qū)域內(nèi)延伸。在所示的設(shè)置中，定子模塊11、11相互對 接，也就是說，它們彼此具有非常小的距離或者沒有距離。在縱向延伸上觀察，各自定子模 塊11的形狀最好與待運動部件3的移動路徑在各自定子模塊11區(qū)域內(nèi)的分布相應。
圖1A下面所示的曲線圖示意示出線性電動機1的驅(qū)動力F關(guān)于轉(zhuǎn)子2的移動路 徑距離s的分布。 圖1A下面所示的曲線圖示意示出線性電動機1的與移動路徑距離s相關(guān)的驅(qū)動 力F。轉(zhuǎn)子2的運動開始時，也就是在所示的第一端位上，轉(zhuǎn)子2與左側(cè)線圈系統(tǒng)13的所有 線圈相互作用。 在線圈系統(tǒng)13、13或者首先僅左側(cè)線圈系統(tǒng)13連續(xù)通流的前提下，轉(zhuǎn)子2向圖1A 中右側(cè)運動期間，只要轉(zhuǎn)子處于所有這些線圈的互作用區(qū)內(nèi)，線性電動機1的驅(qū)動力F就提 高到左側(cè)線圈系統(tǒng)13的所有線圈可以施加到轉(zhuǎn)子2上的力。 因此，線性電動機1的驅(qū)動力F直至轉(zhuǎn)子2的下述位置保持不變，在該位置中右側(cè) 的線圈系統(tǒng)13與轉(zhuǎn)子2即將相互作用，因為轉(zhuǎn)子2的長度大于或者等于左側(cè)定子模塊11 和右側(cè)路徑傳感器12的長度總和。 如果轉(zhuǎn)子2進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)，那么只要轉(zhuǎn)子2仍處于左側(cè)線圈 系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，右側(cè)線圈系統(tǒng)13與轉(zhuǎn)子2相互作用的線圈內(nèi)的交變磁場 就提高左側(cè)線圈系統(tǒng)13的驅(qū)動力F。也就是說，線性電動機的驅(qū)動力F隨著轉(zhuǎn)子2的持續(xù) 運動提高。 在轉(zhuǎn)子2即將開始從左側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈互作用區(qū)，也就是首先從圖1A中的 左側(cè)線圈中出來之前，達到線性電動機1的最大驅(qū)動力F。根據(jù)圖1A中所示轉(zhuǎn)子2的長度， 該轉(zhuǎn)子已經(jīng)處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)。轉(zhuǎn)子2在持續(xù)運動時從左側(cè)線 圈系統(tǒng)13的越來越多的線圈的互作用區(qū)中運動出來，從而導致線性電動機1的驅(qū)動力F降 低。如果轉(zhuǎn)子2從左側(cè)線圈系統(tǒng)13本身的互作用區(qū)中出來，那么線性電動機1的驅(qū)動力F 保持不變，因為轉(zhuǎn)子2已經(jīng)處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)。
在圖1A所示的設(shè)置中，因此形成一種通過最大可能的移動路徑對稱的驅(qū)動力分 布，其中，線性電動機1的驅(qū)動力F到移動路徑的約一半一直上升并且因此轉(zhuǎn)子2的速度上 升以及此后下降。 圖1B示出圖1A的設(shè)置，區(qū)別在于轉(zhuǎn)子2的長度等于左側(cè)定子模塊11的長度和右 側(cè)定子模塊11的路徑傳感器12長度的總和。這一點意味著，只要轉(zhuǎn)子2從左側(cè)線圈系統(tǒng) 13的線圈的互作用區(qū)中出來，就以相同的程度進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13線圈的互作用區(qū)。因此 在線圈系統(tǒng)13之間的過渡區(qū)內(nèi)可以達到線性電動機1幾乎恒定分布的驅(qū)動力F，這樣通過 轉(zhuǎn)子2的整個移動路徑形成線性電動機1的驅(qū)動力F幾乎恒定的分布。最大可能的移動路 徑與圖1A的設(shè)置相比較短。 圖1C示出圖1A的設(shè)置，區(qū)別在于定子模塊11、11彼此相距設(shè)置。定子模塊11、 11之間的最大距離通過下述必要性確定，即轉(zhuǎn)子2必須總是處于線圈系統(tǒng)13、13至少之一 的互作用區(qū)內(nèi)和路徑傳感器12、12至少之一的檢測區(qū)內(nèi)。轉(zhuǎn)子2運動時，其首先保持在左側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)。在經(jīng)過轉(zhuǎn)子2預先確定的移動路徑距離后，轉(zhuǎn)子逐 漸從左側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈的互作用區(qū)出來，但仍未處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)。 這一點在轉(zhuǎn)子2持續(xù)運動時導致線性電動機1的驅(qū)動力F下降。在轉(zhuǎn)子2即將離開左側(cè)線 圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)時，它進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)。在運動的該階段，驅(qū)動力F 幾乎不變。在持續(xù)運動的情況下，轉(zhuǎn)子2現(xiàn)在離開左側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)并進入右側(cè) 線圈系統(tǒng)13越來越多線圈的互作用區(qū)，這樣導致線性電動機1的驅(qū)動力F處于上升中。如 果轉(zhuǎn)子2處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，那么現(xiàn)在線性電動機1的驅(qū)動力F 在轉(zhuǎn)子2持續(xù)運動時保持不變。 在圖1C所示的設(shè)置中，因此也形成通過最大可能移動路徑對稱的驅(qū)動力分布，其 中，線性電動機1的驅(qū)動力F直至移動路徑的約一半并因此轉(zhuǎn)子2的速度首先基本上不變， 此后下降，重新上升并在移動路徑的最后區(qū)域內(nèi)重新保持不變。采用這種設(shè)置可以實現(xiàn)相 對的最大移動路徑。 圖1D示出圖1B和圖1C中所示設(shè)置的組合。也就是說，定子模塊11、 11彼此具有 距離。轉(zhuǎn)子2的長度等于左側(cè)定子模塊11的長度、定子模塊11、11彼此的距離和右側(cè)定子 模塊11的路徑傳感器12長度的總和。由此類似于圖1B的設(shè)置，達到線性電動機1的驅(qū)動 力F中幾乎恒定的分布。但最大可能的移動路徑與圖1B的設(shè)置相比更長。
圖1E示出圖1A的設(shè)置，區(qū)別在于轉(zhuǎn)子2的這種長度使其完全容納在左側(cè)線圈系 統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)和左側(cè)路徑傳感器12的檢測區(qū)內(nèi)。這一點意味著，轉(zhuǎn)子2在開始運動的 情況下已經(jīng)從左側(cè)線圈系統(tǒng)11線圈的互作用區(qū)中出來，雖然它尚未處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13 的互作用區(qū)內(nèi)。只要轉(zhuǎn)子2尚未處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)，線性電動機1的驅(qū)動 力F就因此下降。如果轉(zhuǎn)子2進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)，那么線性電動機1的驅(qū) 動力F就基本上保持不變，只要轉(zhuǎn)子2尚處于左側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)。如果轉(zhuǎn)子2 從左側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)出來，這一點就導致線性電動機1的驅(qū)動力F上升。由此可 以運行，在這種運行中線性電動機1的驅(qū)動力F并因此轉(zhuǎn)子2的速度與最大可能的移動路 徑相關(guān)在開始和結(jié)束時最大，而在移動路徑的中間區(qū)域內(nèi)變小且在預先確定的移動路徑距 離上幾乎不變。 圖1F示出圖1E的設(shè)置，區(qū)別在于定子模塊11、11彼此相距設(shè)置。驅(qū)動力下降到 小于圖1E所示設(shè)置的線性電動機1的最小驅(qū)動力F。但線性電動機1的驅(qū)動力F在比圖 1E所示設(shè)置短的移動路徑距離上保持不變并此后重新上升。也就是說，定子模塊11、11之 間的距離確定線性電動機1的最小驅(qū)動力F及其與轉(zhuǎn)子2最大可能的移動路徑相關(guān)的不變 性。 圖2A所示依據(jù)本發(fā)明第二實施方式的設(shè)置與圖1A所示設(shè)置的區(qū)別在于，路徑傳 感器12、12設(shè)置在定子模塊11、11彼此遠離的末端上。因為定子模塊11、11彼此實際上沒 有距離，所以定子模塊11、11形成虛擬的唯一定子模塊ll，其在兩個末端上具有各自一個 路徑傳感器12及設(shè)置在其間的線圈系統(tǒng)13。 轉(zhuǎn)子2的運動開始時，該轉(zhuǎn)子逐漸進入首先左側(cè)和此后右側(cè)線圈系統(tǒng)13、 13的線 圈的越來越多的互作用區(qū)，這樣導致線性電動機1的驅(qū)動力F并因此轉(zhuǎn)子2的速度上升。只 要此后轉(zhuǎn)子2既處于左側(cè)也處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13、13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，線性電動機1 的驅(qū)動力F就幾乎不變。從確定的移動路徑距離起，轉(zhuǎn)子2開始離開首先左側(cè)和此后右側(cè)線圈系統(tǒng)13、13的線圈的互作用區(qū)，這樣導致線性電動機1的驅(qū)動力F下降。
在圖2A所示的設(shè)置中，與轉(zhuǎn)子2的移動路徑距離s相關(guān)的開始和結(jié)束驅(qū)動力F相 當于下述的驅(qū)動力F，該驅(qū)動力根據(jù)僅一個線圈與轉(zhuǎn)子2的與該線圈相互作用絕對需要的 部分之間的相互作用產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子2的長度影響線性電動機1與移動路徑距離s相關(guān)可以達 到的最大驅(qū)動力F的恒定的持續(xù)時間。在圖2A所示的設(shè)置中，因此形成一種經(jīng)過最大可能 的移動路徑觀察對稱的驅(qū)動力分布。 圖2B示出圖2A的設(shè)置，區(qū)別在于定子模塊11、11彼此相距設(shè)置。定子模塊11、 11之間的距離在取決于轉(zhuǎn)子2的移動路徑距離s情況下以這種方式影響線性電動機1驅(qū)動 力F的分布，即只要轉(zhuǎn)子2處于左側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)部，但尚未處于右 側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)，線性電動機1的驅(qū)動力F就保持不變。相同內(nèi)容適用于這種 情況，即轉(zhuǎn)子2在其運動的分布上不再處于左側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)，但處于右側(cè)線 圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)。也就是說，線性電動機1的驅(qū)動力F在取決于轉(zhuǎn)子2的 移動路徑距離s情況下上升或下降的曲線段，依據(jù)圖2B的曲線圖具有各自在移動路徑距離 s預先確定的段A&或A&上的恒定驅(qū)動力F的段。段ASl、 A&通過電子組件ll、ll彼 此的距離確定。也就是說，段ASl、 A&隨著定子模塊之間的距離變大而變大。
驅(qū)動力分布也與最大可能的移動路徑相關(guān)對稱。 圖3A所示依據(jù)本發(fā)明第三實施方式的設(shè)置與圖1A所示設(shè)置的區(qū)別在于，右側(cè)定 子模塊11以180°這樣旋轉(zhuǎn)設(shè)置，使左側(cè)的定子模塊11利用路徑傳感器側(cè)的末端靠近右側(cè) 線圈體13的線圈側(cè)末端設(shè)置。 轉(zhuǎn)子2的運動開始時，左側(cè)線圈系統(tǒng)13的所有線圈與轉(zhuǎn)子2相互作用，這樣導致 線性電動機1的圖3A曲線圖中所示驅(qū)動力F上升。只要轉(zhuǎn)子2尚未處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13 的互作用區(qū)內(nèi)，驅(qū)動力F就基本上保持不變。如果轉(zhuǎn)子2進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū) 內(nèi)，那么只要轉(zhuǎn)子2仍處于左側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，驅(qū)動力F就逐漸上升 到最大值。在此期間轉(zhuǎn)子2逐漸進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)。只要轉(zhuǎn)子2 處于左側(cè)和右側(cè)線圈系統(tǒng)13、13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，線性電動機1的驅(qū)動力F就保持 不變。如果現(xiàn)在轉(zhuǎn)子2在持續(xù)運動情況下從左側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈越來越多的互作用區(qū) 出來，那么線性電動機l的驅(qū)動力F下降。如果轉(zhuǎn)子2從左側(cè)線圈系統(tǒng)的互作用區(qū)出來，而 它仍處于右側(cè)線圈系統(tǒng)13的所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，那么線性電動機1的驅(qū)動力F基本上 保持不變。在持續(xù)運動的情況下，轉(zhuǎn)子2從右側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈的越來越多的互作用區(qū) 出來，這樣導致驅(qū)動力F下降。 正如從圖3A的曲線圖中可看到的那樣，驅(qū)動力F與轉(zhuǎn)子2的移動路徑距離s相關(guān) 的曲線具有非對稱的形狀。在曲線上升分支線的區(qū)域內(nèi)，驅(qū)動力F與相同長度的移動路徑 距離s的一段相關(guān)，變化大于曲線下降分支線的區(qū)域內(nèi)。 圖3B示出圖3A的設(shè)置，區(qū)別在于定子模塊11、 11彼此相距設(shè)置。轉(zhuǎn)子2的長度 最好等于左側(cè)和右側(cè)線圈系統(tǒng)13、13的長度、左側(cè)定子模塊11路徑傳感器12的長度以及 定子模塊11、11彼此距離的總和。轉(zhuǎn)子2運動時，其已經(jīng)處于左側(cè)線圈系統(tǒng)13的所有線圈 的互作用區(qū)內(nèi)。轉(zhuǎn)子2首先保持在左側(cè)線圈系統(tǒng)13所有線圈的互作用區(qū)內(nèi)，這樣導致線性 電動機1的驅(qū)動力F不變。如果轉(zhuǎn)子2開始進入右側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈的互作用區(qū)，那么 它以相同的程度從左側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈的互作用區(qū)出來，從而線性電動機1的驅(qū)動力F繼續(xù)幾乎保持不變。如果轉(zhuǎn)子2在持續(xù)運動情況下逐漸從右側(cè)線圈系統(tǒng)13的線圈的互作 用區(qū)出來，那么這一點導致線性電動機l的驅(qū)動力F下降。 在這種設(shè)置中，因此在相對大的最大可能的移動路徑中，可以在絕大部分移動路 徑上實現(xiàn)線性電動機1幾乎不變的驅(qū)動力F。 圖4所示的實施方式與圖3所示的區(qū)別在于，線圈系統(tǒng)垂直地鏡面對稱地設(shè)置。也 就是說，路徑傳感器12、12在圖4A和圖4B中取代右側(cè)設(shè)置在各自定子模塊11的各自左側(cè) 的末端上。線性電動機1驅(qū)動力F的分布與圖3A和3B的實施方式相關(guān)各自鏡面對稱相反 分布。 采用定子模塊11的上述設(shè)置因此可以實現(xiàn)不同的驅(qū)動力分布。
這些附圖示出定子模塊11、11的設(shè)置，這些設(shè)置各自表明轉(zhuǎn)子2各自最大可能的 端位之間線性電動機1的相應驅(qū)動力F的分布。不言而喻，可以設(shè)置有線性電動機1的一 種控制邏輯電路，實際端位借助其偏移，從而使線性電動機1驅(qū)動力F的曲線在附圖曲線圖 中坐標軸s上預先確定的位置切斷。 不言而喻，取代一種類型的定子模塊11、11，可以設(shè)置有不同類型的定子模塊11、 ll，也就是說，定子模塊11具有不同的線圈系統(tǒng)13、13。單個定子模塊11、11的線圈系統(tǒng) 13、13可以長度不同，也就是說，具有不同數(shù)量的線圈。 此外線圈的繞組可以不同。例如，線圈可以無繞組或者完全缺失，從而各自的線圈 系統(tǒng)13具有空隙。 作為附加，至少一個定子模塊11兩端上具有各自一個路徑傳感器12，這樣與該定 子模塊11相關(guān)形成圖2A的驅(qū)動力分布。 如果線性電動機1具有兩個以上的定子模塊11、11，那么可以設(shè)想各自兩個定子 模塊11、11彼此所示設(shè)置的所有組合。各自所選擇的組合僅取決于線性電動機1驅(qū)動力F 所要求的分布。 上面在至少兩個定子模塊11的線圈系統(tǒng)13、13始終通流的前提下對線性電動機1 進行了說明。但一個線圈系統(tǒng)13以空載工作，也就是說，如果轉(zhuǎn)子未以確定的程度處于各 自線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)內(nèi)的話，則純屬浪費能量。也由于各自線圈系統(tǒng)中的空載運行且 電流因此上升，例如對該線圈系統(tǒng)還會由于熱形成而造成損壞。由于高電流需求，此外需要 相當大的電源，更不用說能量浪費。 因此線性電動機1依據(jù)一種具有優(yōu)點的進一步構(gòu)成，此外具有控制電路，其與至 少兩個定子模塊11、11聯(lián)接并用于接收或讀入路徑傳感器12、12的檢測信號。在檢測信號 的基礎(chǔ)上，控制電路測定至少一個轉(zhuǎn)子2與定子10相關(guān)的位置并依據(jù)轉(zhuǎn)子2的所測定出的 位置控制至少兩個定子模塊11、 11的線圈系統(tǒng)13、 13。 控制電路最好用于在下述情況下分別斷開至少兩個定子模塊11、11的每個線圈 系統(tǒng)13，即控制電路測定出轉(zhuǎn)子2在轉(zhuǎn)子2的所測定出的位置上低于到各自線圈系統(tǒng)13的 互作用區(qū)的預先確定部分上的預先確定的第一推入深度。由此防止各自定子模塊11不希 望的空載運行并避免損壞。此外，由此可以使用比較小的電源，這樣有助于節(jié)省開支。此外 可以利用斷開，使線性電動機1的驅(qū)動力F的曲線與預先確定的要求相配合。例如，通過自 動斷開裝置可以防止驅(qū)動力F在圖1A中所示的設(shè)置中上升到曲線圖中間的最大值和/或 者降低最大值。
控制電路此外可以用于在下述情況下斷開至少兩個定子模塊11、 11之一的至少一個線圈系統(tǒng)13，即控制電路測定出轉(zhuǎn)子2的所測定出的位置相當于至少一個轉(zhuǎn)子2預先確定的端位。這一點特別是在端位不能借助定子模塊11、11確定的環(huán)形移動路徑情況下使用。第二種使用情況是實際端位與最大可能的端位不相應。例如在圖2A所示的設(shè)置中，驅(qū)動力F在轉(zhuǎn)子2的運動開始時過小。為改變這一點，圖2A中的端位相向運動，依據(jù)線性電動機1的驅(qū)動力F對應曲線圖中所示的曲線，這一點意味著較大的開始和結(jié)束驅(qū)動力。
控制電路此外最好用于在下述情況下接通至少兩個定子模塊11、 11之一的至少一個線圈系統(tǒng)13，即控制電路測定出轉(zhuǎn)子2在轉(zhuǎn)子2的所測定出的位置上達到或者超過到各自線圈系統(tǒng)13的互作用區(qū)預先確定部分內(nèi)預先確定的第二推入深度。這一點用于向斷開的線圈系統(tǒng)13供給電流，以保證各自轉(zhuǎn)子2的繼續(xù)運動。
第一和第二推入深度最好相同。 附圖中所示的設(shè)置各自是極端情況，也就是說，定子模塊11、11彼此沒有距離或者具有最大距離。不言而喻，定子模塊11之間可以具有處于其間的其他任何距離。
在這種小距離的情況下，所介紹的借助控制電路的自動斷開和接通裝置是特別有意義的。例如在圖1D所示的設(shè)置中，在定子模塊彼此距離較小的情況下，可以達到線性電動機1驅(qū)動力F幾乎不變的曲線。定子模塊彼此的較小距離此外意味著各自的轉(zhuǎn)子2可以比較短實施的可能性，這樣有助于節(jié)省材料和特別是在使用大功率磁鐵的情況下節(jié)省開支。各自的轉(zhuǎn)子2不一定非得在待運動部件3的整個寬度上構(gòu)成。 此外，兩個直接相鄰的定子模塊11、11之間的距離為附加的裝置、例如像煙霧信號傳感裝置提供空間。 這里所介紹的轉(zhuǎn)子2只要具有永久磁鐵就可以這樣構(gòu)成，使其在一排永久磁鐵中具有間隙，這些間隙可以借助由可磁化材料組成的中間件填充。附圖標記1線性電動機2轉(zhuǎn)子2,轉(zhuǎn)子3滑動門扇3,滑動門扇10定子11定子模塊12路徑傳感器13線圈系統(tǒng)F驅(qū)動力s移動路徑距離A s丄移動路徑距離s的As2移動路徑距離s的
權(quán)利要求
線性電動機(1)，具有定子(10)和至少一個轉(zhuǎn)子(2)，其中，所述定子(10)具有至少兩個定子模塊(11、11)；其中，每個定子模塊(11)具有線圈系統(tǒng)(13)并且在各自定子模塊(11)的縱向延伸上觀察至少在一個末端上具有路徑傳感器(12)；其中，每個定子模塊(11)沿所述轉(zhuǎn)子(2)的移動路徑設(shè)置在各自定子模塊(11)的區(qū)域內(nèi)；其中，每個路徑傳感器(12)各自具有一個檢測區(qū)，在所述檢測區(qū)內(nèi)部，只要所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的一部分處于檢測區(qū)內(nèi)，所述路徑傳感器(12)就可以檢測轉(zhuǎn)子(2)；其中，每個線圈系統(tǒng)(13、13)各具有一個互作用區(qū)，在所述互作用區(qū)內(nèi)部，只要所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的一部分處于互作用區(qū)內(nèi)，所述線圈系統(tǒng)(13)就在通流時與所述轉(zhuǎn)子(2)相互作用并且將所述轉(zhuǎn)子(2)沿驅(qū)動方向推壓；其中，設(shè)置及構(gòu)成所述至少兩個定子模塊(11、11)和所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)，使得所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的一部分總是至少處于路徑傳感器(12)的所述檢測區(qū)內(nèi)，且所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的另一部分總是至少處于線圈系統(tǒng)(13)的互作用區(qū)內(nèi)。
2. 按權(quán)利要求l所述的線性電動機(l)，其中，對于所述至少兩個定子模塊(IIUI)中 的兩個直接相鄰的定子模塊(11、11)，與這兩個定子模塊的路徑傳感器(12)的彼此定向相 關(guān)地關(guān)于另一直接相鄰的定子模塊(11)進行設(shè)置，設(shè)置要依據(jù)所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的長 度、依據(jù)所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的移動路徑，并依據(jù)所述線性電動機(1)的驅(qū)動力(F)關(guān)于 所述轉(zhuǎn)子(2)的移動路徑距離(s)的預先確定的分布。
3. 按權(quán)利要求2所述的線性電動機(l)，其中，所述至少兩個直接相鄰的定子模塊(11、 11)帶有彼此靠近的路徑傳感器(12)。
4. 按權(quán)利要求2或3所述的線性電動機(l)，其中，所述至少兩個定子模塊(11)中的 兩個直接相鄰的定子模塊(IIUI)依據(jù)所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的長度、依據(jù)所述至少一個 轉(zhuǎn)子(2)的所述移動路徑，并依據(jù)所述線性電動機(1)的所述驅(qū)動力(F)關(guān)于所述至少一 個轉(zhuǎn)子(2)的所述移動路徑距離(s)的所述預先確定的分布而彼此具有距離。
5. 按前述權(quán)利要求之一所述的線性電動機(l)，其中，所述路徑傳感器(12、12)借助霍 爾傳感器形成。
6. 按前述權(quán)利要求之一所述的線性電動機(l)，還具有控制電路，所述控制電路與所 述至少兩個定子模塊(IIUI)聯(lián)接并用于接收或讀入所述路徑傳感器(12、12)的檢測信 號、測定所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)相對于所述定子(10)的位置、和依據(jù)所述至少一個轉(zhuǎn)子(2) 的所測定的位置控制所述至少兩個定子模塊(IIUI)的所述線圈系統(tǒng)(13、13)。
7. 按權(quán)利要求6所述的線性電動機(l)，其中，所述控制電路還用于在所述控制電路測 定出所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的所測定出的位置相應于低于預先確定的所述至少一個轉(zhuǎn)子 (2)到所述線圈系統(tǒng)(13)的所述互作用區(qū)的預先確定部分中的第一推入深度時，斷開所述 至少兩個定子模塊(IIUI)之一的至少一個線圈系統(tǒng)(13)。
8. 按權(quán)利要求6或7所述的線性電動機(l)，其中，所述控制電路還用于在所述控制電 路測定出所述轉(zhuǎn)子(2)的所測定出的位置相應于所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的預先確定的端位 時，斷開所述至少兩個定子模塊(IIUI)之一的至少一個線圈系統(tǒng)(13)。
9. 按權(quán)利要求6至8之一所述的線性電動機(l)，其中，所述控制電路還用于在所述控 制電路測定出所述至少一個轉(zhuǎn)子(2)的所測定出的位置相應于預先確定的所述至少一個 轉(zhuǎn)子(2)到所述線圈系統(tǒng)(13)的所述互作用區(qū)內(nèi)的第二推入深度或者相應于超過所述第 二推入深度時，接通所述至少兩個定子模塊(IIUI)之一的至少一個線圈系統(tǒng)(13)。
10.按權(quán)利要求9所述的線性電動機(l)，其中，所述第一推入深度和第二推入深度相同。
全文摘要
公開了一種線性電動機(1)，其包括定子(10)和至少一個轉(zhuǎn)子(2)，其中，定子(10)具有至少兩個定子模塊(11、11)。每個定子模塊(11)具有線圈系統(tǒng)(13)并且在各自定子模塊(11)的縱向延伸上觀察至少在一個末端上具有路徑傳感器(12)。每個定子模塊(11)沿各自轉(zhuǎn)子(2)的移動路徑設(shè)置在各自定子模塊(11)的區(qū)域內(nèi)。每個路徑傳感器(12)具有檢測區(qū)，在該檢測區(qū)內(nèi)，只要轉(zhuǎn)子(2)至少部分處于檢測區(qū)內(nèi)，路徑傳感器就可以檢測轉(zhuǎn)子。每個線圈系統(tǒng)(13)具有互作用區(qū)，在該互作用區(qū)內(nèi)，只要轉(zhuǎn)子(2)至少一部分處于互作用區(qū)內(nèi)，線圈系統(tǒng)(13)就在通流時與轉(zhuǎn)子(2)相互作用并且將轉(zhuǎn)子沿驅(qū)動方向推壓。至少兩個定子模塊(11、11)和至少一個轉(zhuǎn)子(2)這樣設(shè)置，使至少一個轉(zhuǎn)子(2)的一部分總是至少處于路徑傳感器(12)的檢測區(qū)內(nèi)且該轉(zhuǎn)子(2)的另一部分總是至少處于至少兩個定子模塊(11、11)的線圈系統(tǒng)(13)的互作用區(qū)內(nèi)。
文檔編號H02K11/00GK101779370SQ200880103360
公開日2010年7月14日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
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