linearmotor

[jensemann.de]

Hallo Leute,

ich habe mir vorgenommen ein kleines kompaktes linearantriebssystem zu entwickeln um z.B. einen Transrapid im format H0 zum Fahren zu bewegen.

Das System sollte ein kurzstatorsystem sein. Dies bedeutet, dass sich die Permanentmagnete am Zug und die Wicklungen in der Fahrbahn befintet.

Und nun zu dem Problem:
Mit welchem Verfahren werden die Spulen angesteuert (PWM, sinusbewertete PWM, normale Sinusspannung Stromgesteuert). Diese Angabe ist besonderst wichtig, um einen ersten Versuchsaufbau zu finden, in welchem das Messystem und die Umrichtertechnik auf ihr zusammenspiel optimiert werden.

Kann mir hier jemand weiterhelfen?

[Manf]

Kannst Du noch etwas zum Projekt sagen? Aufwand, Preis...
So ganz einfach wird das nicht mit der Stabilität der Schwebehöhe.
Oder geht es nur um den Linearmotor auch mit Schienenfahrzeug?
Manfred

Hallo Manfred,
danke für deine Promte Rückmeldung.

Einige Worte zum Projekt: Hier soll es einfach nur darum gehen den gesamt Zusammenhang zu begreifen und die grauen Zellen mal wider zu aktivieren. Da ich ein Bastler binn möchte ich im Prinziep so wenig zukaufen wie möglich. Soll heißen Dreh und Fräßteile weden von Freunden gefertigt, GFK-Teile fertige ich selber, auch die Wicklungen werde ich wol selber fertigen. Was es natürlich zu kaufen gibt und preislich in einer guten Relation steht wede ich natürlich zukaufen.
Die Schwebehöhe möchte ich zunächst vernachlässigen und das Fahrzeug auf Rollen oder Schinen stellen. Dies wird dann wahrscheinlich die nächste Aufgabenstellung. Zuerst muß das ding fahren und zwar in der Geschwindigkeit die der Bediener wählt zusätslich soll es auf einer Stelle stehen können und die Fahrtrichtung ändern.
Gruß

jensemann.de

[Manf]

Schätze doch mal wie groß der Abstand zwischen den Motorteilen sein soll, der Spalt also. Das kommt auf die Qualität der Schiene an und die Steifigkeit der Aufhängung...
Was für eine Schiene, Modelleisenbahn?
Manfred

Hallo Manfred

Ich denke jeder Abstand duerfte fuer "jensemann.de" akzeptabel sein, solange das System steuerbar ist wie er es schildert und so preiswert wie moeglich. Mit seinem Hinweis auf Rollen oder Schienen wuerde ich vermuten das selbst das Schweben im ersten Schritt nicht seine wesentliche Zielsetzung ist, aber vielleicht in Zukunft gewuenscht sein duerfte.

Hellmut als Gast

Hallo Manfred,
ich denke Helmut hat das Proplem schon gut erkannt.
Aber trotzdem: der Abstand zwischen Mangnet und Spule sollte bei ca. 1-1,5 mm liegen. Die Schiene wird selber gebastelt, also den gegebenheiten angepasst.

gruß

jensemann.de

[Manf]

Wicklungen auf der Fahrbahn stand oben, das ist dann schon eine gewisse Investition. Polabstand im Bereich der Spaltbreite? Zahl der Pole pro Wicklung? (siehe Bild vom Schrittmotor) Streckenlänge?
Wie sieht es mit einer Kreibahn aus?

Gibt es denn einen entscheidende Motivation, die ganze Arbeit und Investition zu machen?
Gibt es eine zentrale Idee, eine spezielle Vereinfachung?, sonst wird die Realisierung leicht zur Quälerei.

Manfred

Hallo Manfred und wer noch da drausen ist,

Eine Wicklung könnte ja Theoretisch aus ein oder zwei Windungen bestehen. Heute dachte ich noch einmal über das gesammtproblem nach und bin in einigen Punkten einen Schritt weiter gekommen:
1. Um das System regeln zu können (Geschwindigkeit anfahren, usw.) ist es wichtig, die Geschwindigkeit zu messen. die Geschwindigkeit kann aber nicht an einer Motorwelle abgegriffen werden, da diese ja nicht vorhanden ist. Also z.B. magnetisch. Dazu wird am Fahrzeug ein Kleines Magnet befestigt und auf der Fahrbahn in relativ kurzen Abständen Unipolare Transistoren. Nun Kann Die Geschwindigkeit ermittelt werden.
2. Die Komutierung der Spulen, also dass was normalerweise bei den Kohlebürsten passiert. Über die Frage wie genau das Funktioniert konnte ich mir noch keine Gedanken machen aber eines sei vorab überlegt: die Frage der Drehrichtung. Aus diesem Grunde, wird wohl die Geschwindigkeitsabfrage um eine zweite Spur ergänzt werden müssen, damit beim ersten "Zucken" des Systems erkannt werden kann, in welche richtung es sich bewegt.
3. bei z.B. 3-Phasigem betrieb kann ja nicht jede dritte Spule immer zur gleichen Zeit mit Spannung versorgt werden. Aus diesem Grunde erscheint mir auch noch eine Possitionsbestimmung von Vorteil (Abschnitteinteilung der Strecke). dies Könnte durch eine dritte Spur bei der Geschwindigkeitsabfrage zu lösen sein.

Beispiel:

Spur 1:- - - - - - - - - - - - -
Spur 2: - - - - - - - - - - - - -
Spur 3: - -


Gruß

jensemann.de

[Manf]

Ein Linearmotor ist so ein bischen wie ein abgerollter normaler runder Motor. Zu diesem klassischen Motor gibt es ja schon einige Realisierungen, wenn man sich einfach an denen orientiert?

Man kann natürlich auch einen Linearmotor völlig neu erfinden und sehen welchem runden System er nachher entspricht. Ich fürchte allerdings, dass die Entwicklung von Elektromotoren nur recht schmale Felder für Verbesserungen offen gelassen hat.

Speziell zur Positionsbestimmung: Hier hatte man von Anfang an (1850) das Problem, daß man die Position des Rotors von außen abfragen muß. Man hat es zunächst mit Schleifern und mit Kommutator gelöst. Bei "brushless" Gleichstrommotoren ist man dan etwa 130 Jahre später auf elektronische Positionsbestimmung mit Magnetsensoren und elektronische Umpolung umgestiegen.
(Die ersten Computer mit "brushless" Lüftern haben wir wegen zu starker Geräuschentwicklung beim Umpolen zurückgegeben. Die ganzen Computer wegen den Lüftern. Das waren Geräusche!)

Aber zurück zum Thema! Gibt es bevorzugtes klassiches Motorprinzip für die Bahn? Synchron, asynchron, Schrittmotor, 3-Phasen ...
Manfred

im Prinzip gibt es von mir kein bevorzugtes System. Die Frage ist wie kann ich das Kommutationsproblem am einfachsten realisieren, denn die müste ja in den Umrichter integriert werden. Also welche umrichtertechnik wähle ich nur?

[Manf]

Hätte man eine ringförmige Bahn auf einem ringförmigen Gleis, dann könnte man analog zum Motor alle Spulen der Schiene ansteuern.
Ist die Bahn kürzer als das Gleis, dann geht das immer noch aber es ist nicht effizient.
Man braucht dann eher einen Detektor, der angibt wann der Wagen den (für die gewünschte Richtung) optimalen Einschaltpunkt für die Spule überfährt und die Spule einschalten soll, entsprechendes fürs Abschalten.
Das ginge auch elekromechanisch mit Schleifbrücken, besser optisch oder magnetisch.
Ist der Sensor dann besser auf der Schiene oder auf dem Wagen und wie geht die Übertragung auf die Schiene wenn der Sensor auf dem Wagen ist?
Ich nehme aber leicht zuviel vorweg und will lieber die Zielrichtung vom Owner hören.

Manfred