DE1930086A1 - Linearer Asynchronmotor - Google Patents

Description

Linearer Aa.ynji.roniKotor

Die Erfindung bezieht sich auf lineare Induktionsmotoren und betrifft insbesondere den Läufer bzw. die Schiene eines solchen linearen Motors.

Bei einem durch einen linearen Induktionsmotor angetriebenen, durch eine Führung geführten Fahrzeug, wie es in der britischen Patentschrift 1 002 588 beschrieben ist, bildet der Stator des linearen Motors einen Bestandteil des Fahrzeugs und umfaßt zwei Hälften, die einen langgestreckten Läufer in Form einer sich längs der Führung erstreckenden Schiene übergreifen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es schwierig ist, einen geeigneten Werkstoff für die den Läufer bildende Schiene des Motors zu wählen, da der Werkstoff verschiedenen und sich widersprechenden Erfordernissen entsprechen muß.

Erstens muß der Werkstoff unmagnetisch sein, damit eine optimale Leistungscharakteristik erzielt werden kann, denn anderenfalls würde der Stator von der Schiene magne-

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tisch angezogen werden. Zweitens muß der Werkstoff verhältnismäßig billig sein, denn man benötigt eine erhebliche Menge dieses Werkstoffs, wenn ein Fahrzeug, z.B. ein Zug, mit Hilfe eines linearen Induktionsmotors angetrieben werden solle Drittens muß der Werkstoff eine ausreichende Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen, denn die Schiene kann mindestens in Notfällen dazu dienen, das Fahrzeug abzubremsen. Viertens muß der Werkstoff ein elektrischer Leiter sein, doch muß sein Widerstand genügend groß sein, damit beim Stillstand des .Fahrzeugs eine große Schubkraft zum Anfahren erzeugt werden kann; dies gilt insbesondere dann, wenn der Motor mit einem Wechselstrom von fester Frequenz gespeist wird. Fünftens muß es möglich sein, aus dem Werkstoff Bauteile von großer Länge herzustellen, die die bei einer linearen Motorschiene erforderliche Querschnittsform haben·

Die Festögkeits- und Verschleißbeständigkeitseigenschaften müssen derart sein, daß der Werkstoff unter den in Frage kommenden mechanischen und thermischen Beanspruchungen selbsttragend ist, doch darf er sich auch nicht schnell abnutzen, wenn er als Bestandteil einer Reibungsbremse benutzt wird.

Es gibt nur wenige Werkstoffe, die allen diesen Erfordernissen entsprechen, doch hat es sich gezeigt, daß ein bestimmter Werkstoff den genannten Anforderungen auf hervorragende Weise entspricht.

Die Erfindung sieht einen Läufer bzw. eine Schiene für einen linearen Inductions- bzw. Asynchronmotor vor, die mindestens über einen Teil ihrer Länge mindestens teilweise aus einer im wesentlichen unmagnetischen Manganstahllegierung besteht. Vorzugsweise wird eine ΛΛ% bis 14-% Hangan enthaltende Manganstahllegierung verwendet· Jedoch stehen auch zahl reiche andere Manganlegierungen

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zur Verfügung, die einen Kungangehalt von 8% bis 20% haben und zusätzlich weitere Legierungsbestandteile enthalten. Der Hauptnachteil dieser Legierungen besteht darin, daß sie kostspieliger sind als i.'anganstahl mit einem Langangehalt von 11% bis

Gemäß einem weiteren I.:erkmal sieht die Erfindung eine Kombination eines durch einen linearen Asynchronmotor antreibbaren Fahrzeugs und einer Führung für ein mit Hilfe der Führung zu führendes Fahrzeug vor, bei der die Schiene des linearen Asynchronfcotorö mindestens über einen Teil ihrer Länge aus einer unmagnetischen Manganstahllegierung besteht.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Er-. findung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen Querschnitte zweier verschiedener Teile eines sich längs einer Führung bewegenden Schwebefahrzeugs, das mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden kann, wie es in der eingangs genannten britischen Patentschrift beschrieben ist, bei dem jedoch die vorliegende Erfindung angewendet ist.

Figo 3 zeigt in einer graphischen Darstellung die Abhängigkeit dter Schubkraft von der Fahrgeschwindigkeit bei einem bestimmten Stator eines linearen Motors, bei dem eine erfindungsgemäße Schiene und eine aus Aluminium bestehende Schiene verwendet werden«

In Fig. 1 erkennt man eine Führung 10, an der sich ein Schwebezug bzw. ein geführtes Schwebefahrzeug 15 mit Hilfe von Vorrichtungen 9 zum Erzeugen von Luftkissen abstützt. V/eitere solche Vorrichtungen 8, die mit im wesentlichen senkrechten Flächen 11 der Führung zusammenarbeiten, dienen dazu, das Fahrzeug in seitlicher Richtung zu. führen.

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Das Fahrzeug 15 wird durch einen linearen Motor angetrieben, der zwei einander gegenüber liegende, einen Läufer bzw. eine lineare Motorschiene 1.4 übergreifende Statorteile 13 übergreift.

Dem Motor wird ein dreiphasiger Wechselstrom über einen Anschlußkasten 16 und drei Stromschienen 17 zugeführt, mit denen an dem Fahrzeug angebrachte Kohlebürsten 18 zusammenarbeiten«

Fig. 2 zeigt einen anderen Querschnitt durch das gleiche Fahrzeug 15, in dem eine von zwei mit Druckluft zu betätigenden Bremsen 19 erkennt, von denen Je eine an jedem Ende des Fahrzeugs vorgesehen ist«, Die Bremsen 19 umfassen Bremsbacken 20 und 21, die zur Anlage an der Motorschiene 14 gebracht werden, wenn den Bremsen Druckluft über Rohrleitungen 22 zugeführt wird.

Es hat sich gezeigt, daß eine unmagnetische Manganstahllegierung eine ausreichende Verschleißfestigkeit besitzt, um den hohen Bremsdrücken, den starken Reibungskräften und der bei der Betätigung der Bremsen auftretenden Temperatur standzuhalten. Der hohe Widerstand einer solchen Legierung führt zur Erzeugung einer großen Schubkraft, wenn der lineare Motor mit einem Wechselstrom von fester Frequenz betrieben wird.

Während des Betriebs wird das Fahrzeug durch den linearen Motor angetrieben und hierbei durch Luftkissen unterstützt. Daher ist es schwierig, ein solches Fahrzeug abzubremsen und insbesondere bei einem Ausfall der Stromversorgung eine Notbremsung durchzuführen. Die mit Druckluft zu betätigenden Bremsen würden in Notfällen sowie dann benutzt werden, wenn d§s Fahrzeug auf einem geneigten Teil der Führung bei abgeschaltetem Motor im Stillstand festgehalten werden soll.

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Fig. 3 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung die Schubkraft- und Geschwindigkeitskurven, die für einen bestimmten, mit einer festen Frequenz arbeitenden linearen Motor gelten, bei dem die synchrone Fahrgeschwindigkeit etwa 500 km bzw. 312 englische Meilen in der Stunde beträgt. Die voll ausgezogene Kurve 25 veranschaulicht die durch eine'Manganstahl schiene erzeugte Schubkraft. Die als strichpunktierte Linie gezeichnete Kurve 26 veranschaulicht zum Vergleich die mit Hilfe einer Motorschiene aus Aluminium erzeugbare Schubkraft. Die durch die Manganstahlschiene erzeugte Schubkraft ist bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 390 km bzw. etwa 240 englischen Meilen in der Stunde größer als die durch, die Aluminiumschiene erzeugte Schubkraft. Die Verwendung eines Manganstahls erweist sich daher insbesondere bei Führungen als vorteilhaft, die für Fahrzeuge vorgesehen sind, die in kurzen Zeitabstanden anfahren und wieder zum Halten gebracht werden.

Ansprüche ι

9G98 81 /1(m

Claims (4)

- 6 - ■ . ■ ■ A Ii SPRÜCHE

1.) Schiene für einen linearen Asynchronmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene mindestens über einen Teil ihrer Länge mindestens teilweise aus iner im wesentlichen unmagnetischen Manganstahllegierung besteht.

2. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene mit einer Führung (10) für ein mit Hilfe der Führung zu führendes Fahrzeug ('15) kombiniert ist, und daß sich die Schiene (14) mindestens über einen Teil der Länge der Führung erstreckt.

3. Schiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene mit einem mit Hilfe einer^rFührung (10);zu führenden Fahrzeugs (15) kombiniert ist und.das Fahrzeug einen mit der Schiene (-14)" zusammenarbeitenden Stator (13) eines linearen Asjmchronmotors umfaßt.

4. Schiene nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (15) mit der Schiene (14) zusammenarbeitende Keibungsbremsen (19) umfaßt,

*>· Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die Manganstahllegierung 11% bis 14% Mangan enthält.

Der Patentanwalt:

90 9881/1.014