Allgemeines über den linearen Synchronmotor ILSM

Ein linearer Synchronmotor ILSM besteht im Prinzip aus zwei unbeweglichen, sich parallel gegenüberliegenden linearen Schienen als Stator und einem zwischen diesen beiden Schienen linear beweglichen Teil als Läufer. Der Stator ist auf seiner ganzen Länge mit Dauermagneten versehen, und zwar so, dass sich auf jeder Schienenseite immer ein Nordpol und ein Südpol gegenüberliegen. Entlang jeder einzelnen Schiene sind die Dauermagneten ebenfalls so angeordnet, dass wechselseitig am Nordpol eines Dauermagneten ein Südpol des nächsten Nachbarmagneten anliegt. Der bewegliche Teil als Läufer ist mit zwei Elektromagneten ausgestattet, deren Spulen während der Linearbewegung umgepolt werden können. Die beiden Elektromagneten sind geometrisch so angeordnet, dass, wenn ein Elektromagnet genau deckungsgleich mit einem Permanentmagnet des Stators ist, so überdeckt der zweite Elektromagnet des Läufers zwei Permanentmagneten des Stators je zur Hälfte.

Prinzip des Antriebs

Das lineare Antriebsprinzip des linearen Synchronmotors ILSM beruht auf der elektromagnetischen Erscheinung der Anziehung von ungleichnamigen Magnetpolen und der Abstoßung von gleichnamigen Magnetpolen. Da es sowohl in der Elektromagnettechnik als auch bei Dauermagneten keine einzelnen Magnetpole, sondern immer nur Magnetpolpaare mit Nord- und Südpol gibt, braucht es eine genau gesteuerte Umpolung der Läuferwicklungen.

Wenn der eine Elektromagnet des Läufers mit seinem Nordpol den Nordpol eines Permanentmagneten des Stators und den Südpol vom Nachbarmagneten des Stators je zur Hälfte überdeckt, so wird bei Stromfluss der Läufer linear weitergezogen.

 

Auswirkungen einer angelegten Wechselspannung

Jeder elektrische Leiter, der von einem Strom durchflossen wird, baut um den Leiter ein elektromagnetisches Feld auf. Dieses Magnetfeld wird um ein Vielfaches verstärkt, wenn der Leiter als Spule mit vielen Windungen ausgeführt wird. Eine an die Spule angelegte Netzspannung von 220 V Wechselstrom und einer Frequenz von 50 Hz führt zu einem ständigen Magnetpolwechsel an den beiden Enden der Spule. Bei einer Frequenz von 50 Hz wird ändert das Magnetfeld der Spule pro Sekunde seine Polung von Nord- auf Südpol und umgekehrt.

 

Anpassung der linearen Geschwindigkeit an die elektromagnetische Umpolung

Wenn die beiden Elektromagneten des Läufers und die Permanentmagneten des Stators gerade so zueinander stehen, dass sich gleichnamige Pole direkt gegenüberliegen, wird bei Stromzufuhr der Läufer aus dem Magnetfeld des gerade sich in der Nähe befindlichen Dauermagneten aus dessen Magnetfeld herausgedrückt. Im weiteren Verlauf der linearen Bewegung des Läufers erfolgt eine Umpolung der Stromzufuhr, sodass auch die Magnetfelder der beiden Elektromagneten ihre Richtung ändern. Mit dieser Magnetfeldänderung ist auch eine Änderung der Kraftwirkung des Läufers verbunden. Der Läufer wird ein Stück weit in das Magnetfeld des nächsten Permanentmagneten hineingezogen.

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Eigenschaften und Anwendungen des linearen Synchronmotors ILSM

Der lineare Synchronmotor ILSM hat folgende Vorzüge:

 

  • Man erreicht mit ihm Bewegungen mit einer hohen Dynamik.
  • Mit ihm sind hohe Beschleunigungen realisierbar.
  • Es ist eine hohe Präzision und eine hohe Wiederholgenauigkeit möglich.
  • Ein linearer Synchronmotor ILSM ist auch für große Hublängen geeignet.

Aufgrund seiner Vorzüge wird der lineare Synchronmotor ILSM in der Halbleiterproduktion, Medizintechnik, Laborautomation, Bildschirmherstellung und in der optischen Industrie eingesetzt.

 

Fazit

Ein linearer Synchronmotor ILSM ist in seinem technischen Aufbau eine Abwandlung des Synchronmotors, seinem Stator und seinem im Zentrum rotierenden Läufer. Stellt man sich sowohl den um seine Symmetrieachse rotierenden Läufer als auch den um seinen Umfang stillstehenden Stator als lineare Abwicklung vor, so erhält man im Prinzip einen linearen Synchronmotor ILSM.

Die rotierende Bewegung des Ankers beim Synchronmotor wird mit dieser Abwicklung in eine geradlinige Bewegung beim linearen Synchronmotor ILSM umgewandelt.