DE2052599B2 - Stromversorgung fuer elektromagnete, durch die fahrzeuge freischwebend gehalten und gefuehrt werden - Google Patents

Description

Stromerzeugers, im allgemeinen nur um einen geringen Prozentsatz größer. Denn in aller Regel werden zum Ausgleich von Luftstößen sämtliche Elektromagnete der Fahrzeuge nicht zugleich stärker erregt werden müssen, sondern nur nacheinander, da die Luftstöße mit Fahrgeschwindigkeit am Zug entlanglaufen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung sclicmatisch dargestellt. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Stromversorgung für Elektromagnete, welche bei Fahrzeugen einer Schwebebahn als Trag- und/oder Führungsmagnete dienen. In diesem Blockschaltbild ist !ediglich ein Elektromagnet 1 bzw. dessen Erregerspule dargestellt; es versteht sich, daß auch alle übrigen auf einem Fahrzeug angeordneten Elektromagnete an die gleiche Stromversorgung angeschlossen werden können.

Die Einspeisung elektrischer Energie erfolgt wahlweise aus zwei Netzen 2 und 3 unterschiedlicher Spannung. Damit dies jeweils mit demselben Stromerzeuger (Drehstrom-Generator 5) geschehen kann, ist das eine Netz 2 unmittelbar und das andere Netz über einen Transformator 4 mit einem vom Generator 5 gespeisten Hauptnetz 6 verbunden. Der Elektromagnet 1 ist mit den Netzen 2 und 3 über je ein Spannungssteuergerät 7 bzw. 8, z. B. aus Thyristoren, verbunden. Von diesen Spannungssteuergeräten 7 und 8 ist jeweils nur eines stromleitend, während also das andere gesperrt ist. Die Ansteuerung erfolgt dabei in bekannter Weise mit einem Regler 9. Es sei vermerkt, daß jeder weitere Elektromagnet in derselben Weise mit den Netzen 2 und 3 verbunden wird, jedoch über eigene Spannungssteuergeräte.

Der Generator5 hat eine Nennspannung, welche etwa um eine Größenordnung höher ist als die Nennspannung des bzw. der Elektromagnete 1. Seine Nennleistung entspricht derjenigen, welche für den Normalbetrieb sämtlicher auf einem oder mehreren Fahrzeugen angeordneten Elektromagnete erforderlich ist; diese Leistung entspricht etwa dem 3- bis 4fachen der Summe der Nennleistungen sämtlicher Elektromagnete. Der Transformator 4 ist so ausgelegt, daß er die Nennspannung des Generators 5 auf eine Betriebsspannung herabsetzt, welche etwa der 3- bis 4fachen Nennspannung der Elektromagnete 1 entspricht. Diese höhere Betriebsspannung ist erforderlich, damit die Speisung sämtlicher Elektromagnete aus dem mit der Abgabeseite des Transformators 4 verbundenen Netz 3 Lageberichtigungen der Fahrzeuge gegenüber einer Schienenanordnung, z. B. wegen ungenauer Schienenlage, durch eine Erregerstromänderung vorgenommen werden können. Dazu wird dem jeweiligen Regler 9 in üblicher Weise eine z.B. von bekannten Spaltfühlem ausgehende Meßgröße (Pfeil 10) zugeführt.

Die Ansteuerung des Spannungssteuergerätes 8 bzw. die Einspeisung elektrischer Energie aus dem zugeordneten Netz 3 erfolgt, solange keine äußeren Störkräfte auf die Fahrzeuge einwirken (Normalbetrieb). Bei Luftstößen, welche sich nur noch durch

ao eine einer Stoßerregung ähnliche Beeinflussung der Elektromagnete ausgleichen lassen, werden diese an das mit dem Hauptnetz 6 unmittelbar verbundene Netz 2 geschaltet. Dies geschieht in Abhängigkeit vom jeweiligen Regler9, sobald er, z.B. von einem

Beschleunigungsgeber, eine entsprechende Meßgröße (Pfeil 11) erhält. Das zuvor stromleitende Spannungssteuergeräte ist dann gesperrt, während das andere stromleitend wird. Die plötzlich anliegende hohe Spannung — die Nennspannung des Genera-

tors 5 — bewirkt, daß mit nur geringer Verzögerung ein stärkerer Erregerstrom fließt. Beschädigungen des Generators S sind dabei ausgeschlossen, da der stärkere Strom nur innerhalb einer extrem kurzen Zeit und außerdem nicht gleichzeitig für sämtliche

Elektromagnete eines Fahrzeuges bzw. Zuges benötigt wird. Die Luftstöße laufen nämlich gewissermaßen mit Fahrgeschwindigkeit an den Fahrzeugen entlang, so daß Elektromagnete nur nacheinander an das Netz 2 mit der hohen Spannung geschaltet zu werden brauchen.

Für den Generator 5 bestehen demnach klare Forderungen hinsichtlich seiner Dimensionierung. Die Fahrzeuge können also mit leichteren, besser ausgenützten Stromerzeugern ausgerüstet werden, als es

bisher möglich ist. Dies ist auch für Fahrzeuge bzw. Züge von Bedeutung, deren Elektromagnete aus einem ortsfesten Netz gespeist werden, da diese, wie bereits erwähnt, zusätzlich eine Notstromversorgung benötigen. Davon abgesehen ist meist die Frequenz

solcher Netze so niedrig, daß zweckmäßigerweise eine Stromversorgung nur über Frequenzumformer erfolgt, wodurch Verzögerungen bei der Steuerung der Erregung der Elektromagnete vermieden werden. Nach der Erfindung wird also auch bei solchen Frequenzumformern Gewicht eingespart.

Es sei noch vermerkt, daß auch Stromerzeuger mit einer geringeren Nennspannung verwendet werden können, falls ein Transformator zwischen das Hauptnetz 6 und das Netz 2 geschaltet wird. Selbst-

verständlich können an die Netze 2 und 3 weitere gegebenenfalls abschaltbare Verbraucher, wie Beleuchtungen. Heizungen u. dgl., angeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 unerwünscht schweren, schlecht ausgenutzten Patentansprüche: Stromerzeugern versehen sind. Dies gilt auch bei Einspeisung elektrischer Energie aus einem ortsfe-

1. Stromversorgung für — schnelle Erregungs- sten Versorgungsnetz, da bei Ausfall dieser Stromänderungen erfordernde — Elekiromagnete, 5 Versorgung noch zumindest ein Notstromerzeuger im durch die Fahrzeuge eines schienengebundenen Fahrzeug zur Verfügung stehen muß.

Zuges frei schwebend gehalten und geführt wer- Die Erfindung bezieht sich dementsprechend auf den, unter Verwendung von Spannungssteuerge- eine Stromversorgung für — schnelle Erregungsänräten, welche die Versorgung der Elektromagnete derungen erfordernde — Elektromagnete, durch die mit hohen Überspannungen ermöglichen, da- io Fahrzeuge eines schienengebundenen Zuges frei durch gekennzeichnet, daß die Strom- schwebend gehalten und geführt werden, unter Verversorgung zumindest zwei Netze (2, 3) unter- Wendung von Spannungssteuergeräten, welche die schiedlicher Spannung aufweist und daß jeder Versorgung der Elektromagnete mit hohen ÜberElektromagnet (1) mit jedem Netz (2, 3) über je spannungen ermöglichen, vermieden werden können, ein Spannungssteuergerät (7 bzw. 8) in der Weise 15 Unter schienengebundenen Zügen sind dabei sämtverbunden ist, daß alle normalen Regelvorgänge liehe Landfahrzeuge zu verstehen, deren Bahn oder jeweils durch das an das Netz niedrigerer Span- Weg zwangsläufig vorgegeben ist.
nung (3) angeschlossene Spannungssteuergerät Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, auf-(8) ausregelbar sind, während die an das Netz zuzeigen, wie bei einer derartigen Stromversorgung höherer Spannung (2) angeschlossenen Span- ao übermäßig schwere Stromerzeuger vermieden werden nungssteuergeräte (7) nur kurzzeitig wirksam wer- können.

den, wenn der Regelvorgang auf Grund äußerer Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsge-

Einflüsse besonders schnelle Erregungsänderun- maß vorgeschlagen, daß die Stromversorgung zumin-

gen erfordert. dest zwei Netze unterschiedlicher Spannung aufweist

2. Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch 25 und daß jeder Elektromagnet mit jedem Netz über je gekennzeichnet, daß beide Netze (2, 3) von einem ein Spannungssteuergerät in der Weise verbunden ist, Hauptnetz (6) unter Zwischenschaltung eines daß alle normalen Regelvorgänge jeweils durch das Umformers in wenigstens einem der Netze ge- an das Netz niedrigerer Spannung angeschlossene speist werden. Spannungssteuergerät ausregelbar sind, während die

3. Stromversorgung nach Anspruch 2 mit 30 an das Netz höherer Spannung angeschlossenen einem Wechselstrom-Hauptnetz, dadurch gekenn- Spannungssteuergeräte nur kurzzeitig wirksam werzeichnet, daß eines der Netze (3) über einen den, wenn der Regelvorgang auf Grund äußerer EinTransformator (4) gespeist ist. flüsse besonders schnelle Erregungsänderungen erfordert.

35 Es sind zwar bereits Schnellerregerschaltungen

bekannt (Elektro-Anzeiger, Essen, 16. 8.1961, S. 270

bis 273 sowie deutsche Auslegeschrift 1 298 625), bei denen für sehr rasche Erregungsänderungen von Elektromagneten eine Einspeisung der elektrischen

Bei Fahrzeugen, welche durch Elektromagnete 40 Energie wahlweise aus zumindest zwei Netzen unterhoher Tragfähigkeit gegenüber einer Schienenanord- schiedlicher Spannung erfolgt. Dort können jedoch nung frei schwebend gehalten bzw. geführt werden. zwei unterschiedliche Versorgungsspannungen ledigist eine genaue Abstandshaltung notwendig und lieh geschaltet werden. Die sich bei magnetischen durch eine Steuerung der Erregung dieser Elektro- Schwebeführungen stellende Forderung nach einer magnete möglich. Dabei lassen sich schnelle BeIa- 45 kontinuierlichen Steuerung der Versorgungsspannung stungsänderungen. insbesondere als Folge von plötz- im Rahmen einer Abstandsregelung läßt sich durch lieh auftretenden starken Luftstößen an den mit ho- die bekannten Schnellerregerschaltungen nicht erfülher Geschwindigkeit bewegten Fahrzeugen, durch len.

eine einer Stoßerregung ähnliche Beeinflussung der Bei einer Stromversorgung gemäß der vorliegen-

Elektromagnete ausgleichen. 50 den Erfindung, bei der beide Netze von einem

Dies bedingt jedoch kurzzeitig besonders hohe Hauptnetz unter Zwischenschaltung eines Umfor-Spannungswerte. Da sich nicht bestimmen läßt, wann mers in wenigstens einem der Netze gespeist werden und in welcher Stärke solche die Laufruhe der Fahr- können, braucht ein das Hauptnetz speisender zeuge beeinflussende Krafteinwirkungen auftreten, Stromerzeuger im wesentlichen nur auf die für den muß die Stromversorgung für die Elektromagnete so 55 Normalbetrieb sämtlicher Elektromagnete erforderausgelegt werden, daß eine besonders hohe Spannung liehe Leistung ausgelegt zu werden. Wenn ein Regelständig zur Verfugung steht. Vorgang auf Grund äußerer Einflüsse, z.B. an den

Bei bekannten magnetischen Schwebeführungen Fahrzeugen einwirkender Luftkräfte u. dgl., besonfür Schnellbahnen ist deshalb diese hohe Spannung ders schnelle Erregungsänderungen der Elektromaals Betriebsspannung der Elektromagnete vorgesehen 60 gnete erfordert und demgemäß die an das Netz höhe-(ETZ-A 1953, S. 11 bis 14); sie kann, je nach Ausle- rer Spannung angeschlossenen Spannungssteuergegung der Elektromagnete, das 10- bis 15fache der rate wirksam werden, dann wird zwar der Stromer-Nennspannung derselben betragen. Wenn ein Strom- zeuger kurzzeitig überlastet. Diese Überlastung ist jeerzeuger die Summe der Nennströme sämtlicher doch von extrem kurzer Dauer und fällt damit für Elektromagnete bei dieser hohen Spannung liefern (15 die Dimensionierung des Stromerzeugers kaum ins soll, dann muß er auf eine entsprechend große Nenn- Gewicht. Dabei ist überdies die vom Stromerzeuger leistung ausgelegt werden; er wird dadurch aber sehr abzugebende elektrische Leistung im Vergleich zur schwer. Für die Fahrzeuge bedeutet dies, daß sie mil vorgenannten Leistung, der Nennleistung des