对次级部件在基于直线电机的系统中使用期间进行定位技术方案

一种对次级部件在基于直线电动机的系统中使用时进行定位的方法：在基于直线电动机的系统中提供至少一个具有初级部件线圈的初级部件；次级部件具有用于形成次级部件磁场的磁性主动部件并且利用驱动电流初级部件线圈能被驱控以形成初级部件磁场，实现次级部件的推进；在次级部件上设置有至少一个次级部件绕组，具有测试频率的次级电流在次级部件绕组中的感应产生引起位于次级部件附近空间中的初级部件线圈的电感变化；为了定位次级部件，以具有测试频率的初级电流为至少一个初级部件供电以感应产生次级电流，测量初级线圈的相应电流响应；电流响应测得的电流的变化表明相应的初级部件线圈的电感变化和次级部件相对于相应的初级线圈的相对位置。

Positioning secondary components during their use in linear motor-based systems

A method for locating secondary components in linear motor-based systems: at least one primary component with primary component coil is provided in a linear motor-based system; secondary components have magnetic active components for forming secondary component magnetic field and can be driven by driving current primary component coil to form primary component magnetic field to achieve secondary component magnetic field. Propulsion of secondary components; at least one secondary component winding is arranged on secondary components, and induction of secondary current with test frequency in secondary component winding causes inductance change of primary component coil in space near secondary components; in order to locate secondary components, primary current with test frequency is used as power supply for at least one primary component to generate secondary components by induction. Current, the corresponding current response of the primary coil is measured; the change of current measured by the current response indicates the change of inductance of the primary coil and the relative position of the secondary coil with respect to the corresponding primary coil.

【技术实现步骤摘要】
对次级部件在基于直线电机的系统中使用期间进行定位
本专利技术涉及一种对次级部件在基于直线电机的系统和在基于直线电机的系统中使用期间进行定位的方法。
技术介绍
基于直线电机的系统用于工业环境中，从而例如借助于直线电机技术控制和调节可移动地安装在传输系统上的次级部件的行驶。例如，有时被称为转子的次级部件可以例如在制造工厂中的处理站之间或处理站内传送组件或货物。机床或其他机器也可以使用直线电机作为驱动器，并因此具有次级部件。次级部件也可以作为工件载体使用或能与运输工件的工件载体耦联。在此，次级部件例如作为所谓的运输体(Carrier)沿着初级部件借助于设置在初级部件中的绕组或线圈高精度地移动。从现有技术中已知所谓的多运输体系统(Multi-Carrier-System)，缩写为MCS，其中在长定子上设置有多个载体并且它们可以彼此独立地通过线圈的相应驱控来行驶。为了使运输体以最优的方式相互协调一致，例如为了避免碰撞或实现与系统的其它部件、特别是连续的传送带或机器人臂等部件协调，位置传感器可以安装到运输体上。这是与初级部件相对较高的技术耗费相关联的。必须安装有传感器和相应的电缆连接，并且必须设立传感器评估。还必须专门为设施的位置传感器系统设置运输体。将传感器分派给初级部件需要相对较高的软件耗费，因为运输体由多个初级部件驱动。在MCS应用中，运输体通常在称为区段的多个初级部件之上移动。为了避免这种耗费，次级部件在直线电机系统中通常纯受控地运行。在此，必须忍受诸如位置精度低或速度精度低的缺点以及较低的可能的动态性进而更低的速度和加速度运行。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术的目的是对次级部件在基于直线电机的系统中使用期间实现简化的定位。本专利技术涉及一种对次级部件在基于直线电机的系统中使用期间进行定位的方法，-其中，在基于直线电机的系统中设置有至少一个具有初级部件线圈的初级部件，-其中，次级部件具有用于形成次级部件磁场的磁性主动部件，并且初级部件线圈能够利用驱动电流被驱控以形成初级部件磁场，从而实现次级部件的推进，-其中，在次级部件上设置由至少一个次级部件绕组，并且具有测试频率的次级电流在次级部件绕组中的感应产生引起了位于次级部件的附近空间中的初级部件线圈的电感变化，-其中，为了定位次级部件，以具有测试频率的初级电流对至少一个所述初级部件供应电流(S1)，从而感应产生(S2)次级电流，并且测量所述初级部件线圈的相应的电流响应-其中，电流响应的所测量的电流的变化表明相应的初级部件线圈的电感变化，以及次级部件相对于相应的初级部件线圈的相对位置。本专利技术中的初级部件被理解为是指直线电机的一个主动部件或多个主动部件。它可以是长定子，沿着该定子移动次级部件并且其自身构造成固定的。通过单独对线圈供电，沿初级部件产生磁行波场，即初级部件磁场，这使得次级部件沿着初级部件移动。次级部件具有磁性主动部件，例如永磁体，其通过初级部件的磁行波场而受到推进力。由磁性主动部件形成的次级部件磁场在此与初级部件磁场相互作用，从而产生引起次级部件前进的推进力，例如在沿着水平固定的长定子的水平方向上。在本专利技术中，直线驱动器被理解为意指其中使用直线电机来驱动的驱动系统。驱动电流被理解为如下电流，利用该电流对初级部件线圈进行供电以产生磁行波场，并且该电流例如负责沿定子移动载体。它可以是利用单线圈技术的具有相应的初级部件的直线驱动器，或具有依次排列的区段的基于三相电的驱动器。在所谓的多运输体系统中，长定子的初级部件线圈被提供有驱动电流，使得多个运输体可以沿定子彼此独立地移动。例如，初级部件包括多个线圈，特别是在三相电供电的情况下为三的整数倍。在一个次级部件上或在有多个次级部件的情况下的至少一个次级部件上设置有至少一个次级部件绕组。有利地，次级部件绕组设计为单相的。次级部件绕组有利地在附件空间安装在次级部件的永磁体上，例如围绕磁体的磁极。次级部件绕组因此与次级部件一起沿着初级部件移动。其设置用于在感应产生具有测试频率的次级电流。一旦在位于附近空间的线圈中的初级电流在次级部件绕组轴线的方向上引起可变磁场，就会在次级部件绕组中观察到感应产生次级电流的已知现象。为了定位次级部件而提出，利用选定的测试频率的初级电流对初级部件线圈供电。这会在次级部件绕组中感应产生测试频率的次级电流。次级部件绕组中的次级电流引起位于次级部件的空间附近的初级部件线圈的电感变化。这种电感变化对相关的初级部件线圈的电流响应产生影响。如果在初级部件线圈的电流响应中测量到这种电流变化，则这可以归因于相应的初级部件线圈的电感变化，并且因此可以辨识出次级部件在该初级部件线圈的空间附件。该次级部件绕组也可以被称为定位绕组。以测试频率供电是在一个限定的方向上进行的，该方向与次级部件绕组的指向协调一致，从而可以感应产生次级电流。该方法也适用于具有单线圈技术或无区段的基于直线电机的系统。特别地，初级部件具有不同的绕组，这些绕组是为了在系统上进行驱动供电所需要的，并且同时还是为了定位供电所需要的。在一个变体方案中，每个次级部件设置有多个、特别是两个或四个次级部件绕组。例如，在次级部件具有多个极的情况下，为每个极设置有一个次级部件绕组。多个次级部件绕组可以形成独立的绕组。同样，单个次级部件绕组可以在多个极上延伸并被曲折地连接成一个所谓的波形绕组。以有利的方式，借助于对初级部件线圈中的电流的监控来辨识，在相应的初级部件线圈中是否可以辨识到电感变化。因此可以推断出存在次级电流，其必定存在于绕组附近的空间中。因此，可以推出具有所属的次级部件绕组的次级部件在附近。由于次级线圈中的次级电流(其本身是通过在初级线圈中加载测试频率的初级电流而感应产生的)的变化产生的初级线圈中的电流的作用效果使得所提出的方法以有利的方式在没有位置传感器的情况下实现了对次级部件的定位。有利的是，借助所提出的基于测试信号的方法可以实现同步电机的、尤其是永磁同步电机、开关磁阻电动机或所谓的内置式永磁同步电机的无传感器调节。在本专利技术中，测试频率被理解为根据所选择的结构或应用场景或根据所选择的组件预定或可预定的频率，其专门用于定位供电。根据次级部件绕组的所选择的条件，调整次级部件绕组或次级部件绕组集成在其中的电路的特性。例如，通过变流器预设形成测试信号频率的可用频率。如果以测试频率供电，那么也实现了感应产生大概具有测试频率的次级电流。根据一个设计方案，次级部件绕组的绕组轴线至少部分地、尤其是完全地设置在由磁性主动部件预设的d轴中。在一个特别有利的设计方案中，次级部件绕组完全地设置在d轴的方向上或次级部件磁场的主流动方向上。尤其地，次级部件绕组然后布置成，使得绕组分担由次级部件的永磁体产生的通量。次级部件的永磁体形成主流动方向或d方向或d轴，其是由次级部件中的磁性主动部件的空间布置预设的。次级部件绕组被安装成，使得其可以用于使主流方向场强增强或弱化。在特别有利的情况下，次级部件绕组完全地安装在d方向上，并且除了在q方向上的驱动供电之外，定位供电也同样在预定的d方向上实现，从而最小化对推进力的干扰。由于驱动电流和对于推进力所需的磁场，具有在由永磁体预设的d方向上的分量的交变磁场尽可能小地影响推进运动。由次级部件或载体的永磁体预设的并由次级部件绕组增强的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对次级部件在基于直线电机的系统中使用期间进行定位的方法，‑其中，在所述基于直线电机的系统中设置有至少一个具有初级部件线圈的初级部件，‑其中，所述次级部件具有用于形成次级部件磁场的磁性主动部件，并且所述初级部件线圈能够利用驱动电流被驱控以形成初级部件磁场，从而能够实现所述次级部件的推进，‑其中，在所述次级部件上设置有至少一个次级部件绕组，并且具有测试频率的次级电流在所述次级部件绕组中的感应产生引起了位于所述次级部件的附近空间中的所述初级部件线圈的电感变化(S3)，‑其中，为了定位所述次级部件，利用具有测试频率的初级电流对至少一个所述初级部件供电(S1)，以便感应产生(S2)次级电流，并且测量所述初级部件线圈的相应的电流响应，‑其中，所述电流响应的所测量的电流变化表明相应的所述初级部件线圈的电感变化，以及所述次级部件相对于相应的所述初级部件线圈的相对位置。

【技术特征摘要】
2017.07.13 EP 17181217.51.一种对次级部件在基于直线电机的系统中使用期间进行定位的方法，-其中，在所述基于直线电机的系统中设置有至少一个具有初级部件线圈的初级部件，-其中，所述次级部件具有用于形成次级部件磁场的磁性主动部件，并且所述初级部件线圈能够利用驱动电流被驱控以形成初级部件磁场，从而能够实现所述次级部件的推进，-其中，在所述次级部件上设置有至少一个次级部件绕组，并且具有测试频率的次级电流在所述次级部件绕组中的感应产生引起了位于所述次级部件的附近空间中的所述初级部件线圈的电感变化(S3)，-其中，为了定位所述次级部件，利用具有测试频率的初级电流对至少一个所述初级部件供电(S1)，以便感应产生(S2)次级电流，并且测量所述初级部件线圈的相应的电流响应，-其中，所述电流响应的所测量的电流变化表明相应的所述初级部件线圈的电感变化，以及所述次级部件相对于相应的所述初级部件线圈的相对位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述次级部件绕组的绕组轴线至少部分地、尤其完全地设置在由所述磁性主动部件预设的d轴中。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了进行定位，利用初级电流对所述至少一个初级部件进行供电，所述初级电流引起部分、尤其是完全在所述次级部件绕组的绕组轴线方向上的交变磁场。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，利用初级电流对至少一个所述初级部件的所述初级部件线圈进行供电，所述次级部件被估计在所述初级部件线圈的附近空间中。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，利用具有能量传输频率的初级电流对所选择的初级部件线圈进行供电，所述初级电流引起交变磁场，并且其中，通过所述交变磁场在位于所选择的初级部件线圈附近的次级部件绕组中感应产生电压，并且所述电压用于向一个或多个负载或能量存储器提供能量，所述负载或所述能量存储器连接到位于附近空间中的所述次级部件绕组的次级部件。6.一种基于直线电机的系统(100)，所述系统具有：-具有初级部件线圈(11、12、13)的至少一个初级部件(10)；-具有磁性主动部件(21)的至少一个次级部件(20)，所述至少一个磁极部件用于形成次级部件磁场...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·施平德勒，贝恩德·韦德尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE