DE19940047A1 - Energieeinspeisung am Fahrwegsende eines Magnetschwebefahrzeug-Systems - Google Patents

Abstract

Bisher vorgesehene Magnetschwebefahrzeug-Systeme mit zwei parallel geführten Fahrspuren, die jeweils zwei synchrone Langstator-Motoren aufweisen, erweisen sich am Fahrwegsende als problematisch, da sie einen großen Anschlußfahrweg benötigen und eine geringere Verfügbarkeit aufweisen als die Antriebsbereiche auf der Strecke. DOLLAR A Für die Energieeinspeisung ist nunmehr vorgesehen, dass den Fahrspuren (7) des Rangierbereiches (ABE 0c) und den Fahrspuren (1, 4) des ersten Antriebsbereiches (ABE 0a, ABE 0b) des Fahrweges jeweils eine Umrichtereinheit (URE c, URE a, URE b) zugeordnet ist, die über einen von der Betriebsleittechnik gesteuerten Sicherheitsschalter (S5, S2, S4) auf die erste Antriebsseite der jeweils zugeordneten Fahrspur(en) (7, 1, 4) und über weitere Schalter (S11, S12) auf die erste Antriebsseite der nichtzugeordneten Fahrspur(en) (7, 1, 4) schaltbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft die Energieeinspeisung am Fahrwegsende eines Magnetschwebefahrzeug-Systems mit zwei parallel geführ­ ten Fahrspuren, die jeweils zwei synchrone Langstator-Motoren aufweisen, deren von einem Antrieb angesteuerte Statoren auf einer linken und einer rechten Antriebsseite an einem Fahr­ wegträger angeordnet sind und jeweils von einem Energiever­ sorgungssystem gespeist werden, und einem von beiden Fahrspu­ ren zu erreichenden Rangierbereich mit mindestens einer Fahr­ spur.

Die Fahrwege von bisher konzipierten Magnet-Schwebebahnen mit synchronem Langstatorantrieb haben zwei Fahrspuren, die nor­ malerweise in Gegenrichtung befahren werden, und sind in ein­ zelne Antriebsstrecken von maximal 50 km Länge geteilt, die über zugeordnete Unterwerke mit Elektroenergie versorgt wer­ den, wobei in den Statorwicklungen der Linearmotoren, die links und rechts an einem Fahrwegträger angeordnet sind, durch einen dreiphasigen Strom ein elektromagnetisches Wan­ derfeld erzeugt wird. Zur Steuerung der Geschwindigkeit des Magnet-Schwebefahrzeuges werden die Frequenz des Wanderfeldes sowie der Statorstrom beeinflusst. Dazu werden alle rege­ lungsrelevanten Daten vom Schwebefahrzeug zum Antrieb über­ tragen.

Ein Unterwerk für die Antriebsenergieversorgung enthält ein oder zwei Antriebsblöcke je Fahrspur, deren Einspeisung, z. B. über eine 110-kV-Anbindung, und die dezentrale Betriebs­ leittechnik. Antriebsstrecke, Unterwerk, dezentrale Betriebs­ leittechnik und. Schwebefahrzeug bilden jeweils eine Antriebs­ einheit, die solange unverändert bleibt, wie sich ein Schwe­ befahrzeug auf einer Antriebsstrecke befindet. Auf jeder An­ triebsstrecke kann je Fahrspur deshalb nur ein einziges Ma­ gnet-Schwebefahrzeug geführt werden.

Ein Antriebsblock wiederum enthält je nach Schaltung der Streckenabschnitte des Langstators innerhalb eines Antriebs­ bereiches zwei oder drei Umrichtereinheiten einschließlich Transformatoren mit der dazugehörigen Schaltanlage und den Steuereinrichtungen für Umrichter und Schaltanlage.

Die Anordnung von zwei Antriebsblöcken je Fahrspur und An­ triebsbereich hat den Vorteil, dass eine Antriebsstrecke von benachbarten Unterwerken gespeist werden kann. Damit wird die Verfügbarkeit der Antriebsstrecke für einen Fehlerfall in ei­ nem Unterwerk erhöht, zum anderen kann ein folgendes Schwebe­ fahrzeug sofort in die Antriebsstrecke einfahren, wenn das vorausfahrende Schwebefahrzeug diesen verlassen hat.

Für den letzten - kurzen - Antriebsbereich am Ende des Fahr­ weges, d. h. in bzw. direkt vor dem Kopfbahnhof, ist in jedem Fall für das erste (bzw. letzte) Unterwerk der Fahrstrecke ein Antriebsblock vorgesehen, der jeweils eine Umrichterein­ heit je Fahrspur besitzt, da am Ende des Fahrweges ja nur in eine Fahrwegsrichtung eingespeist werden muss. Diese Umrich­ tereinheiten übernehmen insbesondere auch die Versorgung des Rangierbereiches.

Dieser letzte Antriebsbereich ist deshalb auf den Bereich des Kopfbahnhofs begrenzt, da, wie gesagt, sich in jedem An­ triebsbereich immer nur ein Schwebefahrzeug befinden kann. Ist ein Schwebefahrzeug in den Bahnhof eingefahren und ver­ harrt dort noch zum Aussteigen oder wird auf einen Abstellbe­ reich oder den zweiten Fahrweg rangiert, so würde ansonsten der gesamte an den Bahnhofsbereich anschließende erste An­ triebsbereich für das nachfolgende Schwebefahrzeug blockiert werden. Da die Zugabstände jedoch sehr kurz sind, kann dies nicht hingenommen werden.

Bei Ausfall des Antriebsblockes am Fahrwegsende besteht daher nicht ohne weiteres die Möglichkeit wie in Antriebsbereichen auf freier Strecke, die erste Antriebsstrecke sowie den Ran­ gierbereich durch den nächsten benachbarten, am Anfang der ersten freien Antriebsstrecke angeordneten Antriebsblock zu speisen. Umgekehrt kann ebenfalls nicht ohne weiteres die er­ ste freie Antriebsstrecke nach dem Bahnhofsbereich durch ei­ nen Antriebsblock des ersten Unterwerkes gespeist werden. Die Verfügbarkeit dieses Antriebsbereiches ist deshalb einge­ schränkt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist, dass aus Sicherheitsgründen an den Haltepunkt am Kopfbahnhof eine An­ schlussfahrweglänge, ein sogenannter Durchrutschweg, ange­ schlossen werden muss, dessen Länge mit der Antriebsleistung des ersten Antriebsblocks in Verbindung steht. Die Länge des Anschlussfahrweges ist nämlich unter der worst-case-Annahme zu projektieren, dass das Schwebefahrzeug innerhalb einer Totzeit zwischen dem Erkennen einer Geschwindigkeits-Soll­ wertüberschreitung beim Einfahren in den Haltebereich, d. h. wenn die durch die Betriebsleittechnik eingeleitete Bremsung ungenügend oder gar nicht wirkt, und einer darauf eingeleite­ ten Aktivierung fahrzeugeigener Bremsen noch einmal voll be­ schleunigt wird. Ein zweiter Fehlerfall kann die Ausfahrt des Schwebefahrzeuges von seinem Haltepunkt in die falsche Rich­ tung sein. Die Anschlussfahrweglänge muss deshalb für den Weg des Schwebefahrzeuges innerhalb der Beschleunigungszeit und die anschließende Bremsung ausgelegt werden. Für den An­ schlussweg entstehen somit erhebliche Kosten, die insbesonde­ re dann ungewöhnlich ansteigen, wenn sich der Kopfbahnhof in­ nerhalb eines Tunnels befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energieeinspei­ sung am Fahrwegsende eines Magnetschwebefahrzeug-Systems so zu gestalten, dass die Verfügbarkeit der Antriebsbereiche am Ende des Fahrweges erhöht und dennoch möglichst die An­ schlussfahrweglänge vermindert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Danach werden die sich an sich widersprechenden oben genann­ ten Forderungen dadurch erfüllt, dass den Fahrspuren des Ran­ gierbereiches und den Fahrspuren des ersten Antriebsbereiches des Fahrweges jeweils eine Umrichtereinheit zugeordnet ist, die über einen von der Betriebsleittechnik gesteuerten Si­ cherheitsschalter auf die erste Antriebsseite der jeweils zu­ geordneten Fahrspur(en) und über weitere Schalter auf die er­ ste Antriebsseite der nichtzugeordneten Fahrspur(en) schalt­ bar ist.

Im Rangierbereich und im ersten Antriebsbereich wird also nur jeweils eine Antriebsseite der Fahrmotoren gespeist und die gleichzeitige Speisung beider Antriebsseiten ausgeschlossen, so dass die maximal mögliche Antriebsbeschleunigung reduziert wird. Wegen der reduzierten Antriebsbeschleunigung braucht dann auch nur eine reduzierte Anschlussfahrweglänge vorgese­ hen werden. Durch die Umschaltmöglichkeiten wird die Verfüg­ barkeit der Fahrspuren im Bahnhofsbereich wesentlich erhöht.

Zur weiteren Erhöhung der Verfügbarkeit des Rangierbereiches und des ersten Antriebsbereiches kann vorgesehen sein, dass die dem Rangierbereich zugeordnete Umrichtereinheit statt auf die erste Antriebsseite einer Fahrspur auf die zweite An­ triebsseite der Fahrspur(en) des Rangierbereiches und über Schalter auch auf die zweite Antriebsseite der übrigen Fahr­ spuren schaltbar ist.

Außerdem kann die Verfügbarkeit des ersten vorgelagerten An­ triebsbereiches erhöht werden, indem die beiden, den Fahrspu­ ren des ersten Antriebsbereiches des Fahrweges zugeordneten Umrichtereinheiten statt auf die ersten Antriebsseiten der zugeordnete Fahrspuren über Streckenkabel jeweils auf den dem ersten Antriebsbereich vorgelagerten Antriebsbereich schalt­ bar sind.

Zweckmäßig sind dazu der Umrichtereinheit im Rangierbereich zugeordnete Schalter zur Umschaltung auf die ersten oder zweiten Antriebsseiten und den Umrichtereinheiten für die Fahrspuren im ersten Antriebsbereich zugeordnete Schalter zur Umschaltung auf die erste Antriebsseite der jeweils zugeord­ neten Fahrspur oder die Streckenkabel gegenseitig mechanisch verriegelt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Energieeinspeisung eines Magnetbahnsystems an einem Fahr­ wegsende.

Eine Fahrspur 1 mit zwei Statoren 2 und 3, die sich links und rechts eines Fahrwegträgers befinden, ist beispielsweise für die Ausfahrt eines Magnet-Schwebefahrzeuges aus einem Kopf­ bahnhof vorgesehen. Eine weiterere Fahrspur 4 mit zwei Stato­ ren 5 und 6 ist dagegen für die Einfahrt eines Schwebefahr­ zeuges vorgesehen. Um ein in die Fahrspur 4 eingefahrenes Schwebefahrzeug zur Ausfahrt auf der Fahrspur 1 wieder be­ reitzustellen und damit den Bahnhof für die Einfahrt des nächsten Schwebefahrzeugs freizumachen oder um zu wartende oder abzustellende Schwebefahrzeuge von den Fahrspuren 1 oder 4 zu nehmen, sind weitere Fahrspuren 7 mit zwei Statoren 8 und 9 innerhalb eines Rangierbereiches ABE 0c vorgesehen, in den ein Schwebefahrzeug über Weichen gelangt.

An den Enden beider Fahrspuren 1 und 4 sind Antriebsbereiche ABE 0a und ABE 0b von wenigen Hundert Metern Länge eingerich­ tet, in denen ein Schwebefahrzeug sowohl bei Einfahrt als auch bei Ausfahrt von einem der beiden Motoren, d. h. nur über einen der Statoren 2 oder 3 bzw. einen der Statoren 5 oder 6, angetrieben bzw. bei Einfahrt gebremst wird, was durch die noch aufzuzeigende Anordnung und Verschaltung der Einspeisung am Fahrwegsende realisiert wird. Für die Länge des Anschlussfahrweges muss deshalb nur mit der halben An­ triebsleistung gerechnet werden. Das bedeutet, dass der An­ schlussfahrweg entsprechend verkürzt werden kann. Auf die Bremsung bei Einfahrt eines Schwebefahrzeuges, die in der letzten Antriebsstrecke, in der sich der Haltepunkt befindet, dann auch nur auf eine Antriebsseite wirkt, hat dies kaum ei­ nen Einfluss, da sich ein Schwebefahrzeug in diesem Bereich ohnehin bereits in langsamer Fahrt befindet.

Zur Stromversorgung sind drei Umrichtereinheiten URE a, URE b und URE c vorgesehen, wobei die Fahrspur 1 normalerweise von der Umrichtereinheit URE a und die Fahrspur 4 von der Umrich­ tereinheit URE b versorgt wird. Der Rangierbereich 7 lässt sich separat mit der Umrichtereinheit URE c versorgen.

Die Umrichtereinheit URE a lässt sich mittels eines Schalters S1 und eines Sicherheitsschalters S2 und die Umrichtereinheit URE b mittels eines Schalters S3 und eines Sicherheitsschal­ ters S4 jeweils an einen Fahrwegsmotor, nämlich an die Stato­ ren 3 bzw. 6 schalten. Umrichtereinheit URE c lässt sich über einen Sicherheitsschalter S5 und einen von zwei weiteren Schaltern S6, S7 an den Stator 9, gegebenenfalls an den Sta­ tor 8 des Rangierbereiches ABE 0c schalten. Die Sicherheits­ schalter werden ausschließlich durch die Betriebsleittechnik angesteuert. Auf sie besteht kein Zugriff vom Antrieb aus.

Die Schalter S6 und S7 sind mechanisch miteinander verrie­ gelt, so dass sich jeweils nur einer von beiden im Einschalt­ zustand befinden kann, wobei auf den Stator 8 nur bei beson­ deren Betriebszuständen, z. B. bei einem Fehler am Stator 9, umgeschaltet wird.

Mit dem Schalter S1 auf die gleiche Weise mechanisch verrie­ gelt ist ein Schalter S8, mit dem sich die Umrichtereinheit URE a über einen weiteren Sicherheitsschalter S9 und ein Streckenkabel SKS 1a statt auf den Stator 3 des Antriebsbe­ reiches ABE 0a auf den vorgelagerten ersten Strecken- Antriebsbereich umschalten lässt. Gleiches ist für die Fahr­ spur 4 mit einem Schalter S10, einem Sicherheitsschalter S11 und einem Streckenkabel SKS 1b vorgesehen. Eine derartige Um­ schaltung wäre z. B. dann nötig, wenn am ersten Unterwerk an der Strecke, das diesen ersten Strecken-Antriebsbereich ver­ sorgt, ein Fehler auftreten würde.

Für einen Ausfall eines der Umrichtereinheiten URE a, URE b, URE c ist mit Schaltern S12 und S13 außerdem ein Umschaltweg vorhanden, über die die Statoren 3 oder 6 auch von einem an­ deren als den im normalen Betriebsfall wirksamen Umrichter­ einheiten URE a bzw. URE b versorgt werden können.

Über einen zweiten Umschaltweg mit den Schaltern S14 und S15 lässt sich die dem Rangierbereich 7 zugeordnete Umrichterein­ heit URE c außerdem auf die Statoren 2 oder 5 schalten, wenn auch, wie oben bereits geschildert, für einen Fehlerfall der Stator 8 in Betrieb genommen ist.

Mit den aufgezeigten Umschaltmöglichkeiten wird die Verfüg­ barkeit der Antriebsbereiche ABE 0a, ABE 0b und des Rangier­ bereiches ABE 0c wesentlich erhöht, da ein gleichzeitiger Ausfall mehrerer Umrichtereinheiten URE 0a, URE 0b, URE 0c nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit besitzt.

Claims (4)

1. Energieeinspeisung am Fahrwegsende eines Magnetschwebe­ fahrzeug-Systems mit zwei parallel geführten Fahrspuren(1, 4), die jeweils zwei synchrone Langstator-Motoren aufweisen, deren von einem Antrieb angesteuerte Statoren (2, 3; 5, 6) auf einer linken und einer rechten Antriebsseite an einem Fahrwegträger angeordnet sind und jeweils von einem Energie­ versorgungssystem gespeist werden, und einem von beiden Fahr­ spuren (1, 4) zu erreichenden Rangierbereich (ABE 0c) mit mindestens einer Fahrspur (7), dadurch gekennzeichnet, dass den Fahrspuren (7) des Rangierbereiches (ABE 0c) und den Fahrspuren (1, 4) des ersten Antriebsbereiches (ABE 0a, ABE Ob) des Fahrweges jeweils eine Umrichtereinheit (URE c, URE a, URE b) zugeordnet ist, die über einen von der Betriebs­ leittechnik gesteuerten Sicherheitsschalter (S5, S2, S4) auf die erste Antriebsseite der jeweils zugeordneten Fahrspur(en) (7, 1, 4) und über weitere Schalter (S11, S12) auf die erste Antriebsseite der nichtzugeordneten Fahrspur(en) (7, 1, 4) schaltbar ist.

2. Energieeinspeisung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Rangierbereich (ABE 0c) zugeordnete Umrich­ tereinheit (URE c) statt auf die erste Antriebsseite einer Fahrspur (7, 1, 4) auf die zweite Antriebsseite der Fahr­ spur(en) (7) des Rangierbereiches (URE c) und über Schalter (S14, S15) auf die zweite Antriebsseite der übrigen Fahrspu­ ren (1, 4) schaltbar ist.

3. Energieeinspeisung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, den Fahrspuren (1, 4) des ersten Antriebsbe­ reiches des Fahrweges zugeordneten Umrichtereinheiten (URE a, URE b) statt auf die ersten Antriebsseiten der zugeordnete Fahrspuren (1, 4) über Streckenkabel (SKS 1a, SKS 1b) jeweils auf den dem ersten Antriebsbereich vorgelagerten Antriebsbe­ reich schaltbar sind.

4. Energieeinspeisung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichtereinheit (URE c) im Rangierbereich (ABE 0c) zugeordnete Schalter (S6, S7) zur Umschaltung auf die ersten oder zweiten Antriebsseiten und den Umrichtereinheiten (URE a, URE b) für die Fahrspuren (1, 4) im ersten Antriebsbereich zugeordnete Schalter (S1, S8; S3, S10) zur Umschaltung auf die erste Antriebsseite der jeweils zugeordneten Fahrspur (1, 4) oder die Streckenkabel (SKS 1a, SKS 1b) gegenseitig mecha­ nisch verriegelt sind.