e & i Elektrotechnik und Informationstechnik

, Volume 135, Issue 2, pp 170–176 | Cite as

Modellbildung eines lagerlosen reluktanten Rotations-Linear-Motors sowie experimentelle Untersuchung einer Basisvariante der Lageregelung in sechs Freiheitsgraden

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Zusammenfassung

Der lagerlose reluktante Rotations-Linear-Motor ist ein neuartiger Antrieb und ermöglicht unabhängig voneinander sowohl magnetisches Schweben als auch Translation und Rotation eines ferromagnetischen Rotors. Zusammen mit der kompakten, einfachen und robusten Bauform ermöglicht dieser Motor ein großes Spektrum an neuen Einsatzgebieten. Durch die große Vielfalt an Bewegungsmöglichkeiten und die Verkopplungen vieler physikalischer Größen des Systems ist die benötigte Regelung der Rotorlage in allen sechs Freiheitsgraden wesentlich komplexer als die Regelung konventioneller Antriebe. Es wurde daher zunächst eine theoretische Modellbildung des Motors mit geeigneten Vereinfachungen durchgeführt. Anschließend wurde eine Basisvariante der Regelung der Rotorlage in allen sechs Freiheitsgraden entwickelt, mit der der Motor erfolgreich vollständig in Betrieb genommen werden konnte. Unter Nutzung dieser Regelung wurden erste Untersuchungen zur Dynamik des Gesamtsystems mittels Auswertung der Systemantworten auf verschiedene Sollwertsprünge durchgeführt.

Schlüsselwörter

lagerloser reluktanter Rotations-Linear-Motor Freiheitsgrade theoretische Modellbildung Lageregelung Sprungantwort 

Modelling of a bearingless rotary-linear reluctance motor and experimental investigation of a basic variant of the position control in six degrees of freedom

Abstract

The bearingless rotary-linear reluctance motor is a novel drive and enables independent magnetic levitation as well as translation and rotation of a ferromagnetic rotor. Additionally, its compact, simple and robust design enables a wide range of new applications. Due to the large variety of possible movements and the couplings of many physical quantities of the system, the required control of the rotor in all six degrees of freedom is much more complex than the control of conventional drives. Therefore, a theoretical modelling of the machine was initially carried out with appropriate simplifications. Subsequently, a basic variant of the control of the rotor in all six degrees of freedom was developed, with which the machine could be successfully and completely put into operation. Using this control, initial studies on the dynamics of the overall system were carried out by evaluating the system responses to various setting value steps.

Keywords

bearingless rotary-linear reluctance motor degrees of freedom theoretical modelling position control step response 

Notes

Danksagung

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) wird gedankt für die Förderung dieses Projektes im Rahmen einer Sachbeihilfe (GZ: WE 4347/4-1).

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Authors and Affiliations

  1. 1.Professur elektrische Energiewandlungssysteme und AntriebeTechnische Universität ChemnitzChemnitzDeutschland

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