Loading…
Untersuchung stationärer Betriebsgrößen des Drehstromasynchron-Linearmotors für Synchrongeschwindigkeiten unter 3m/s
Kleemann, Dietmar
Drehstromasynchron-Linearmotoren (DLM) werden kommerziell mit der kleinsten Synchrongeschwindigkeit von 3,0m/s angeboten. Die Stillstandskraft des DLM mit der kleinsten Baugröße liegt bei ca. 30N, so dass damit eine Glasschiebetür mit einer Masse bis 20kg angetrieben werden kann. Bei der üblichen Beharrungsgeschwindigkeit der Glasschiebetür von 0,5m/s sinkt der Wirkungsgrad auf 3 bis 3,5% ab. Bei der Geschwindigkeit von 1,5m/s beträgt er 8,5%. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, ob ein DLM mit einer Synchrongeschwindigkeit von 1,845m/s zu besseren Betriebseigenschaften bei der Anpassung an einen Schiebetürantrieb führt. Dafür ist bei Betrieb an einem 50Hz-Drehstromnetz eine Polteilung von 18,45mm mit Zahnbreiten von 3mm oder darunter erforderlich. Die Lösung besteht in einer neuen Bauweise, bei der die Zähne als Blechpakete in um 90° zum Jochblechpaket angeordnete 3 mm tiefe Nuten gepresst werden. Für den Funktionsnachweis wurde ein neunpoliger Linearmotor mit dem dafür entwickelten Programm DLMCALC berechnet, als Prototyp gebaut und dessen stationäre Kennlinien gemessen. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: Die berechneten stationären Kennlinien der Schubkraft, des Stroms, des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors über der Geschwindigkeit wichen an einzelnen Punkten maximal um 4% von den Messwerten ab. Der zusätzliche Bedarf an magnetischer Durchflutung ist mit 1,2% marginal. Der optimierte DLM erreicht bei einem Schlupf von 0,5 einen Wirkungsgrad von 6,0%, bei der von 39 mm auf 49mm erhöhten Statorbreite 7,0%. Eine vergleichende Antriebsberechnung für eine Glasschiebetür zeigt, dass die Verluste des optimierten Prototyps kleiner sind als die des DLM mit der Synchrongeschwindigkeit von 3,0m/s. Die Arbeit enthält Hinweise für die Dimensionierung von DLM mit einer Synchrongeschwindigkeit von unter 2m/s.
