Aktive Luftspaltregelung von Antrieben in linearen Transportsystemen (PDF)

Der Linearmotor, eine Sonderbauform eines elektrischen Antriebes, eignet sich aufgrund seiner Geometrie gut für den Einsatz in Transportsystemen. Als Direktantrieb wird dabei eine Motorhälfte am Fahrzeug angebracht, die andere in den Fahrweg eingelassen. Der Luftspalt des Motors ist damit direkt mechanischen Toleranzen und Verformungen der Anlage ausgesetzt. Als Abhilfe wird der Luftspalt relativ groß gewählt, was jedoch einem guten Wirkungsgrad und einer hohen Kraftdichte entgegen wirkt.
Alternativ wird in dieser Arbeit eine Regelung des Luftspaltes untersucht. Es wird ein Verfahren entwickelt, welches die in einem Elektromotor ohnehin vorhandenen Normalkräfte zur Regelung ausnutzt. Für die Luftspaltregelung ist somit kein separates Magnetlager erforderlich. Das vorgestellte analytische Rechenmodell erlaubt die Berechnung der Vortriebs- und Normalenkräfte in Abhängigkeit von Amplitude und Phasenlage der einzelnen Strangströme. Anschließend wird an einem Beispiel eine Simulation der Luftspaltregelung entworfen und durchgeführt.
Mit der Regelung ist der Übergang zu kleineren Luftspalten möglich, was den Einsatz alternativer Motorgeometrien erlaubt. Betrachtet werden Polyphasige Synchronmaschinen (PPSM) die bei kleinen Luftspalten über hohen Ausnutzungsgrad und hohe Kraftdichte verfügen.