DE1806977A1

DE1806977A1 - Fahrzeug mit linearem Elektromotor

Info

Publication number: DE1806977A1
Application number: DE19681806977
Authority: DE
Inventors: Michel Poloujadoff
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1967-11-17
Filing date: 1968-11-05
Publication date: 1969-06-19
Also published as: FR1553871A; GB1194438A; US3513338A; BE723857A

Description

Fahrzeug mit linearem Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, das entlang eines bestimmten linearen Weges von einem linearen Elektromotor angetrieben wird, der einen entlang dieses Weges angeordneten festen, von einer Wèchselstromquelle gespeisten Induktor auSweist, der ein gleitendes Magnetfeld erzeugt, das am mit einem/Pahrzeug befestigten beweglichen Anker so zusammenarbeitet, daß das Fahrzeug sich entlang des Weges fortbewegt.
Die Antriebsenergie wird von festen Leitern erzeugt, und diese Lösung vermeidet Schleifbürsten oder andere Stromzuführungsvorrichtungen, die einen elektrischen Strom auf den beweglichen Teil oder auf das Fahrzeug übertragen und die bei hohen Geschwindigkeiten besonders große Schwierigkeiten bereiten.
Es wäre bedauerlich, wenn solche Stromzuführungsvorrichtungen für die tbertragung der Betriebshilfsenergie bei einem solchen Fahrzeug Verwendung finden würden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bahr-7eug eine Wicklung vorgesehen ist, die von dem Magnetfluß des vom Induktor aufgebauten gleitenden Nagnetfeldes so durchnutzt wird, daß sie den Sitz einer induzierten, von der Enerkie des Induktors entnommenen elektromotorischen Kraft bildet, äie auf dem Fahrzeug als Betriebshilfsenergie zur Verfügung steht.
Der Bedarf an Betriebshilfsenergie, die vor allem aus Energie zur Heizung1 zur Beleuchtung und gegebenenfalls zur Erhaltung der Schwebefähigkeit besteht, ist relativ konstant und von geringer Bedeutung in bezug auf die Antriebsenergie.
Der einzige Nachteil gemäß der Erfindung besteht nun darin, die auf dem Fahrzeug notwendige Energie der Energie zu entnehmen, welche durch den Induktor übertragen wird, d.h. Wicklungen in den Stromkreisen zu verwenden, in denen Heizwiderstände, Beleuchtungswiderstände, Motorwiderstände, Ventilatorwiderstände oder andere eingeschaltet sind.
Natürlich wirkt diese Energieentnahme auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zurück, aber diese Rückwirkung ist relativ schwach und kann. in jedem Falle durch die Konstruktion kompensiert werden.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier AusLührungsbeispiele der Erfindung, de in den Figuren dargestellt sind. Es zeigen Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Fahrzeuges mit einem linearen Motor gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen weiteren linearen Motor gemäß der Erfindung und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Big.2-.
Gemäß Fig. 1 weist eine feste Schiene 10 mit dem Querschnitt eines umgekehrtenT einen Steg 12 auf, in dem Mehrphaseninduktionswicklungen 14,16 angeordnet sind, die ein in Richtung der Schiene 10 gleitendes Magnetfeld erzeugen, wenn sie in bekannter Weise mit einem Ifehrphasenstrom gespeist werden.
Ein Fahrzeug 18 befindet sich auf dem Steg 12 der Schiene 10 und kann sich entlang dieser Schiene 10 unter Wirkung von Antriebskräften bewegen, die durch das gleitende Magnetfeld erzeugt werden, das mit einem Anker zusammenarbeitet, der schematisch durch seine Gehäuse 20,20' gemäß Fig01 dargestellt und fest mit dem Fahrzeug 18 verbunden ist. Die Schwebefähigkeit und die Führung des Fahrzeugs 18 können durch Luftkissen oder andere ISttel gewährleistet sein. Der Anker des linearen Motors weist Wicklungen im Kurzschluß oder nicht (nicht dargestellt), in denen in üblicher Weise Wirbelströme fließen, und magnetische Kreise 20,20' zum Schließen der Kraftlinien auf. Wenigstens ein magnetischer Kreis 20 trägt eine Spule 22, die vom Magnetfluß durchsetzt wird, der von den Induktionswicklungen 14,16 erzeugt wird. Es ist leicht einzusehen, daß, wenn das Fahrzeug 18 festgehalten und der Induktor 14,16 mit einem Wechselstrom gespeist wird, eine elektromotorische Kraft in der Spule 22 wegen der Änderung des Flusses, der sie durchsetzt, induziert wird. Auf diese Weise steht auf dem Fahrzeug 18 eine elektrische Energie auf Grund einer einfachen magnetischen Aufnahme zur Verfügung, die Schleifbürsten oder Schleifkontakte vermeidet. Diese elektromotorische-Kraft ist -eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 18 in bezug auf die Portpflanzungsgeschwindigkeit des gleitenden Magnetfeldes. Es kann festgestellt werden, daß sich die elektromotorische Kraft in dem theoretischen Grenzfall eines Synchronismus der Verschiebungen aufheben würde, d.h., daß kein Schlupf auftritt. Diese zeitweiligen Änderungen können durch Energiespeicherungsvorrichtungen kompensiert werden, z . B.
durch nicht dargestellte -Akkumulatoren, die natürlich mit Gleichrichtern verbunden sind, weil der induzierte Strom ein Wechselstrom ist.
Die Energieentnahme durch die Spule 22 beeinflußt natürlich die Funktion des linearen Motors, aber diese Energieentnahme ist relativ schwach. in bezug auf die eingebrachten Energien.
Außerdem sind die Änderungen weniger wichtig, und ihr. Einfluß auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist praktisch vernachlässigbar. Mehrere Spulen 22 können im magnetischen Kreis vorgesehen sein, so daß ein Nehrphasenstrom induziert wird.
Die in der Spule 22 induzierte Energie kann zur elektrischen Speisung von Hilfsvorrichtungen des Fahrzeuges verwendet werden, die z.B. Vorrichtungen zum Heizen, zur Beleuchtung und zur Erzeugung von Druckluft sein können, z.B. für die Schwebefähigkeit o.dgl. In dem Falle, in dem man eine Induktionsspule verwendet, die eine wichtige Versorgungsharmonische aufweist, kann man einen Antrieb mit Hilfe eines Ankers vorsehen, der die Hauptpolteilung der Induktionsspule besitzt, und die Beistungßentnahme mit Hilfe einer Spule aus dem Anker vornehmen, der die Polteilung der wichtigsten Harmonischen dieses Induktors besitzt. In diesem Falle kann man mit Hilfe der aus der zweiten Spule entnommenen Leistung durch ein Gleichrichtersystem einen Gleichstrom in eine Spule des Ankers so hineinschicken, daß der Motor in bezug auf das Hauptgleitfeld synchronisiert wird.
Die ErSindung ist natürlich keineswegs auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 beschränkt. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig.2 und 3 dargestellt, bei dem der Induktor 24 eine rohrförmige Leitung ist, deren Innenwand Nuten 26 zur Aufnahme von Leitern einer Spule, z.B. in Ringform, aufweist, die ein gleitendes Feld erzeugt, wenn sie von einem Hehrphasenstrom in der üblichen Weise gespeist wird. Ein beweglicher zylindrischer Teil 28 kann sich im Inneren des rohrförmigen Induktors 24 verschieben, der durch irgendwelche Mittel,z.B.
Luftkissen, geführt wird. Der bewegliche Teil 28 bildet z.B.
die Karosserie eines Fahrzeuges, das sich auf einer bestimmten Strecke durch die rohrförmige Schiene 24 bewegt. Der bewegliche Teil 28 weist einen zylindrischen Teil 30 aus magnetischem Material auf, der den Anker eines linearen Motors darstellt, der mit dem Induktor 24 zusammenarbeitet. Solche lineare Rotoren sind bekannt, und es ist deshalb nicht notwendig, sie im einzelnen zu beschreiben. Eine Spule 32 ist auf den Anker 30 aufgewickelt, und es ist leicht einzusehen, daß sie von dem magnetischen Fluß durchsetzt wird ,der vom Induktor 24 in einer Weise erzeugt wird, daß ein Vergleich mit der Sekundärwicklung eines Transformators möglich ist, dessen Spule 24 die Primärwicklung bildet. Diese in der Spule 32 induzierte elektromotorische Kraft ist wie in dem Beispiel gemäß Fig.1 eine Funktion der Verschiebung des linearen Motors und insbesondere der Frequenz, die gemäß der Geschwindigkeit des Fahrzeuges variabel ist.
Das gleitende magnetfeld kann auch durch andere Mittel erzeugt werden. Ferner kann der Anker für die verschiedenen Funktionen eine Mehrzahl von Spulen aufweisen.

Claims

Patentansprüche :

1. Fahrzeug, das entlang eines bestimmten linearen Weges von einem linearen Elektromotor angetrieben wird, der einen sich entlang des Weges erstreckenden festen Induktor aufweist, der von einer Wechselstromquelle gespeist wird und ein gleitendes Magnetfeld erzeugt, das mit einem am Fahrzeug befestigten beweglichen Anker zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem beweglichen Fahrzeug eine Wicklung vorgesehen ist, die von dem Magnetfluß des vom Induktor aufgebauten gleitenden Magnetfeldes so durchsetzt wird, daß sie den Sitz einer induzierten, von der Energie des Induktors entnommenen elektromotorischen Kraft bildet, die auf dem Fahrzeug als Betriebshilfsenergie zur Verfügung steht.

2. Fahrzeug mit linearem Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung eine einzelne Spule aufweist, die auf dem Fahrzeug so angeordnet ist, daß sie von dem Magnetfluß durchsetzt wird.

L e e r s e i t e