DE102004012247A1

DE102004012247A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs einer Magnetschwebebahn

Info

Publication number: DE102004012247A1
Application number: DE102004012247A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Hoffmann; Robert Schmid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-13
Also published as: US7289891B2; US20050199154A1; CN100500469C; CN1666902A; DE102004012247B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs einer Magnetschwebebahn auf einem Fahrweg, der einen Stator mit Statorwicklung trägt. Es ist vorgesehen, dass in jedem vorhandenen Versorgungsstrang der Statorwicklung der zeitliche Verlauf der Stromstärke (I) gemessen wird. Außerdem wird im Bereich des jeweiligen Versorgungsstranges am Fahrweg der zeitliche Verlauf des magnetischen Flusses (PHI) des vom Fahrzeug ausgehenden magnetischen Streufeldes gemessen. Aus Stromstärkewerten, zugeordneten magnetischen Flüssen und einer Motorkonstanten des Fahrzeugs wird dann die auf das Fahrzeug einwirkende Kraft ermittelt. Die ermittelte Kraft wird mit einem Schwellwert verglichen und bei stark abweichender Kraft (F) wird die Energiezufuhr zur Statorwicklung unterbrochen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs einer Magnetschwebebahn auf einem Fahrweg, der einen Stator mit Statorwicklung trägt.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Betrieb einer Magnetschwebebahn automatisch zu überwachen. Dazu wurde bisher ausschließlich im Fahrzeug der Magnetschwebebahn eine Messung vorgenommen. Üblicherweise wurde die Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen und mit einem Sollwert verglichen. Falls dann eine zu hohe Geschwindigkeit festgestellt wurde, musste über Funk eine Nachricht an eine stationäre Leittechnikeinrichtung abgegeben werden, die dann die Energieversorgung des im Fahrweg angeordneten Linearmotors unterbrochen hat.
Es hat sich herausgestellt, dass die Informationsübermittlung vom fahrenden Fahrzeug zur stationären Leittechnikeinrichtung störanfällig ist. Außerdem ist die durchschnittliche Zeit, die vom Erkennen einer zu hohen Geschwindigkeit bis zum Abschalten der Energieversorgung verstreicht, mit durchschnittlich 2,3 Sekunden sehr hoch hinsichtlich der üblicherweise hohen Geschwindigkeit einer Magnetschwebebahn.
Es war daher bisher notwendig, an einem Kopfbahnhof über den Anhalteort hinaus einen Anschlussfahrweg zu bauen, der nur bei einer Störung benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges einer Magnetschwebebahn anzugeben, bei dem eine unerwünschte hohe Geschwindigkeit des Fahrzeugs schnell und zuverlässig erkannt wird, so dass das Fahrzeug in kurzer Zeit angehalten werden kann.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass in jedem vorhandenen Versorgungsstrang der Statorwicklung der zeitliche Verlauf der Stromstärke I gemessen wird, dass am Fahrweg im Bereich des jeweiligen Versorgungsstranges der zeitliche Verlauf des magnetischen Flusses Φ des vom Fahrzeug ausgehenden magnetischen Streufeldes gemessen wird, dass aus Stromstärkewerten I, zugeordneten magnetischen Flüssen Φ und einer Motorkonstanten des Fahrzeugs die auf das Fahrzeug einwirkende Kraft F ermittelt wird, dass die ermittelte Kraft F mit einem Schwellwert verglichen wird und dass bei stark abweichender Kraft F die Energiezufuhr zur Statorwicklung unterbrochen wird.

Damit wird der Vorteil erzielt, dass alle Messungen am Fahrweg erfolgen und folglich keine Informationsübermittlung über Funk vom fahrenden Fahrzeug aus zu einer stationären Leittechnikeinrichtung notwendig ist.

Eine Überwachung der Geschwindigkeit und entsprechend der mit der Änderung der Geschwindigkeit (Beschleunigung) korrelierten Kraft, die auf das Fahrzeug einwirkt, ist besonders im Bereich von Weichen und am Ende des Fahrweges notwendig.

Eine unzulässig hohe Kraft oder eine unzulässige Kraftrichtung werden in einer Auswerteeinheit schnell erkannt. Von dort aus wird dann ein Abschaltbefehl für die Energieversorgung des Linearmotors an die stationäre Leittechnik gegeben, ohne dass eine Funkverbindung notwendig wäre. Es wird der Vorteil erzielt, dass vom Erkennen einer zu hohen Geschwindigkeit oder Kraft bis zum Abschalten der Energieversorgung durchschnittlich nur noch ca. 0,5 Sekunden vergehen. Die vier- bis fünfmal schnellere Reaktionszeit trägt dazu bei, Unfälle zu vermeiden. Insbesondere ist bei gleicher Sicherheit an einem Kopfbahnhof ein wesentlich kürzerer Anschlussfahrweg als bisher ausreichend, was einen Kostenvorteil bringt. Dadurch, dass keine Funkverbindungen mehr notwendig sind, ist das Verfahren darüber hinaus weniger störanfällig.

Da der magnetische Fluss Φ das Flächenintegral über die magnetische Induktion oder Flussdichte B ist, kann die einwirkende Kraft aus dF = I × dl × B berechnet werden, wobei 1 die Länge des Leiters ist, auf den die magnetische Induktion B einwirkt.

Man erhält also in einfacher Weise aus den gemessenen Größen, magnetischer Fluss Φ und Stromstärke I, die einwirkende Kraft F, wenn man konstante Größen des Linearmotores mit einbezieht.

In der Regel wird das Bestimmen der Kraft F für jeden Strang der n-strängigen Statorwicklung einzeln durchgeführt und es wird dann gegebenenfalls eine Summe der Einzelkräfte gebildet. n ist dabei eine ganze Zahl, die angibt, wie viele Versorgungsstränge die Statorwicklung hat.

Man erhält vorteilhaft in einfacher Weise eine zuverlässige Aussage über den Fahrbetrieb der Magnetschwebebahn innerhalb von sehr kurzer Zeit.

Beispielsweise wird aus dem magnetischen Fluss Φ die Fahrgeschwindigkeit v bzw. die Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt und mit einem Schwellwert der Geschwindigkeit bzw. der Beschleunigung verglichen. Damit wird der Vorteil erzielt, dass man sofort eine Information über die Geschwindigkeit bzw. über die Beschleunigung des Fahrzeugs bekommt.

Die Geschwindigkeit kann über die Beschleunigung beispielsweise aus der zuvor bestimmten Kraft mittels der bekannten Masse des Fahrzeuges berechnet werden.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass ohne eine zeitweise störanfällige Funkverbindung direkt am Fahrweg eine unzulässige Geschwindigkeit des Fahrzeuges erkannt werden kann. Außerdem kann im Fehler fall vorteilhaft ca. vier- bis fünfmal schneller als mit bekannten Verfahren in den Betrieb des Fahrzeugs eingegriffen werden. Die Wahrscheinlichkeit für Unfälle wird reduziert. Insbesondere kommt man zur Vermeidung von Unfällen an einem Kopfbahnhof mit einem deutlich kürzeren Anschlussfahrweg als bisher aus, was Kosten einspart.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs einer Magnetschwebebahn auf einem Fahrweg, der einen Stator mit Statorwicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem vorhandenen Versorgungsstrang der Statorwicklung der zeitliche Verlauf der Stromstärke (I) gemessen wird, dass am Fahrweg im Bereich des jeweiligen Versorgungsstranges der zeitliche Verlauf des magnetischen Flusses (Φ) des vom Fahrzeug ausgehenden magnetischen Streufeldes gemessen wird, dass aus Stromstärkewerten (I), zugeordneten magnetischen Flüssen (Φ) und einer Motorkonstanten des Fahrzeugs die auf das Fahrzeug einwirkende Kraft (F) ermittelt wird, dass die ermittelte Kraft (F) mit einem Schwellwert verglichen wird und dass bei stark abweichender Kraft (F) die Energiezufuhr zur Statorwicklung unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem magnetischen Fluss (Φ) die Fahrgeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs bestimmt wird und mit einem Schwellwert der Geschwindigkeit verglichen wird und dass bei stark abweichender Geschwindigkeit (v) die Energiezufuhr zur Statorwicklung unterbrochen wird.