DE2056674C3 - Linearer Reluktanzmotor zum An trieb von Schienentransportmitteln - Google Patents

Description

2. Linearer Reluktanzmotor nach Anspruch 1, 30 geschwindigkeiten.

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elektro- Um besonders große Zugkräfte zu erhalten, sieht

rnagneten-Viorergruppen (20, 21, 22, 23) hinter- eine vorteilhafte Ausführungsform vor, daß mehrere

einander angeordnet sind. Elektromagneten-Vierergruppen hintereinander an«e-

3. Linearer Reluktanzmotor nach Anspruch 1, ordnet sind.

dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (14) aus 35 Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zähne aus

parallel zur Magnctfeldrichtung und parallel zur parallel zur Magnetfeldeinrichtung und parallel zut

Längsrichtung der Zahnstange (11) liegenden Längsrichtung der Zahnstange liegenden Magnet

Mapnetblechen (24, 25) geschichtet sind, wobei blecher, geschichtet sind und wenn jedes zweite Blecii

jedes zweite Blech (25) schmäler ausgebildet ist, schmäler ausgebildet ist, derart, daß gegenüber den

derart, daß gegenüber den Polflächen (27) der 40 Polfiächen der Elektromagnete periodisch Vertiefun-

Elektromagneten periodisch Vertiefungen (26) in gen in den Seitenflächen der Zähne der Zahnstange

den Seitenflächen der Zähne der Zahnstange (11) vorliegen. Es handelt sich hierbei um die Anwendung

vorliegen. des Prinzips der Jarret-Maschine (deutsche Auslegeschrift 1 240 979) bei einem Linearmotor.

45 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im

folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Die Erfindung bezieht sich auf einen linearen Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene

Reluktanzmotor zum Antrieb von Schienentransport- Seitenansicht der Zahnstange eines linearen Reluk-

mitteln mit einer parallel zur Fahrspur erdfest an- 50 tanzmotors gemäß der Erfindung, wobei außerdem

geordneten Zahnstange, deren Zähne und Zahnlücken die eine Spule der Spulenpaare und der Verbindungs-

in Längsrichtung die gleichen Abmessungen auf- bügel angedeutet sind,

weisen und deren Zähne aus einem ferromagneti- Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1

sehen Material bestehen, und mit an einem Fahrzeug in etwas vergrößertem Maßstab, wobei außerdem

angebrachten, in Längsrichtung in mindestens einer 55 zwei Räder eines durch den Motor angetriebenen

Vierergruppe aufeinanderfolgenden einzelnen Elek- Fahrzeugs und die zugehörigen Schienen auf

tromagneten mit wechselstromgespeisten Spulen- Schwellen angedeutet sind.

paaren, die auf jeder Zahnstangenseite eine Spule Nach der Zeichnung sind auf dem Erdboden 10 aufweisen, deren Achse in der Verlängerung der Schwellen 31 verlegt, auf denen zwei Fahrschienen 13 Achse der gegenüberliegenden Spule und senkrecht zu 60 befestigt sind. Zwischen den Fahrschienen 13 ist der Seitenfläche der Zahnstange liegt und welche eine Zahnstange 11 angeordnet, welche aus einer durch ein magnetisches Joch miteinander verbunden Tragschiene 28 und in gleichmäßigen Abständen darsind, wobei die beiden Spulen eines Elektromagneten auf angeordneten Zähnen 14 besteht, gleichzeitig und die Elektromagneten aufeinanderfol- In F i g. 2 sind zwei Räder 29 des Schienenfahrgend in der Weise impulsartig erregt werden, daß ein 65 zeugs angedeutet, die auf den Fahrschienen 13 zyklisch entgegen der Fahrtrichtung wanderndes, mit laufen. Es ist jedoch zu betonen, daß sich das den Zähnen zusammenwirkendes Magnetfeld erzeug* erfindungsgemäße Antriebssystem auch für jede wird. andere Art von Schienenfahrzeugen eignet ein-

schließlich auf Schienen geführter Luftkissen- oder Magnetkissenfahrzeuge.

Die 1 ragschiene 28 kann au.> beliebigem, für eine rationelle Massenfertigung besonders gut geeignetem Material hergestellt sein, welches den Erfordernissen nach einfacher Verlegbarkeit zwischen den Fahischienen und Formhaltigkeit auch unter extremen Witteruugsbedingungen Rechnung trägt. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von Beton.

Die Zähne 14 bestehen aus aufeinander geschieh· teten Magne\blechen 24, 25 und sind in geeigneter Weise auf der Tragschiene 28 befestigt. Die Magnetbleche 24, 25 sind parallel zum Erdboden ausgerich tet, und es wechseln Bleche 24 größerer Breite mit weglich angeordnet, und eine
turfg sorgt für die Einhaltung

ruf Srnilenpaare in ,V⁸Vl¹ 22^Uu^ünd« Verteilt. Die Zähne 14

und Anlocken 15 haben in ^"^ Spt gleichen Abmessungen. Die Abmessung jedes Spu ienpaares in Längsrichtung entspricht einer halben

^^«gung der einzelnen Spulenpaare erfolgt vorzugsweise mhtels Leistungsthyristoren impulsartig in der folgenden Weise: _n . ,

Sobald sich ein Spulenpaar 07 ^/^ Volgendc

ici, uiiu to WtI-IiStUi uif.iit ii gmucici Diene mn hinteren Hälfte eines Zahn ^v vorderen Hälfte

Magnetblechen 25 geringerer Breite ab. Hierdurch 15 Spulenpaar (18 in Fig. I) »" °^c _her_incjet werden entstehen in den Seitenflächen der Zähne 14 perio- der anschließenden Zahnlücke ^ls » ' _{Im N}

disch Vertiefungen 26, welche die für einen wirt- beide Spulenpaare in der Weise auri.11 _ _ γ schaftlichen Betrieb erforderliche magnetische Verdünnung bewirken. Eine magnetische Verdünnung
kaiin auch dadurch erreicht werden, daß man zwi- 20
sehen die Magnetbleche nicht-ferromagnetische Materialien einlegt und so den magnetischen Widerstand

der Zähne erhöht. "< un.o«.wi · *-e , ,. u*iden

Der am Fahrzeug befestigte Primärteil 12 des Spulenpaar 17 abgeschaltet und^u- ,_n

Reluktanzmotors besteht aus einer Hintereinander- 25 liegenden Spulenpaare ¹⁸· ^iden Spulenpaare 17.

fort, so daß stets der folgenden

pp der Weise aur p_ahrtri_cn.

beaufschlagt, daß eine ^maxin1^^le _vv^ _Dieser impuls tung (Pfeil 5 in Fig. 1> .^f . _auf_ej_nanderfolaen ^£^«%^Ά^ einem Zahn

anordnung von Spulenpaaren 16, 17, 18, 19 usw., von denen in Fig. 2 das Spulenpaar 16 zu erkennen ist. Die Spulenpaare sind derart angeordnet und geschaltet, daß sich die auf die Zahnstange in axialer Richtung der Spulen ausgeübten Anziehungskräfte gegeneinander aufheben. Entsprechend stark muß der Verbindungsbügel 30 dimensioniert sein.

Der Verbindungsbügel 30 muß nicht nur die magnetischen Anziehungskräfte aufnehmen, sondern auch den magnetischen Fluß schließen. Deshalb muß 35 16 den er einen ausreichenden Querschnitt aufweisen und sowohl aus einem Material hoher Festigkeit als auch niedrigen magnetischen Widerstands, das heißt hoher Permeabilität, bestehen. Zur Führung des magnetischen Flusses kann auch eine Verkleidung des Verbindungsbügels 30 (hohe mechanische Festigkeit) mit einem Stoff hoher Permeabilität vorteilhaft sein

Zwischen den Polflächen 27 der Doppelspulen und den Seitenkanten der breiteren Magnetbleche 24 be-

nacheinander die Spul,-η paa rc in g J

zyklisch erregt werden: 16, 17; 17, 18, 18, 19,

'^Bremsung müssen sinngemäß gleichzeitig j· zwei Spulenpaare, z.B. 16. 17; 17, 18, 18,19, 19.

mUß eS ili'L swiaiiv.1. ■ ■■ - .,

das inzwischen zur Deckung mit dem Zahn 14 kommen ist. wird zugeschaltet.

Das gleiche zyklische Spiel lauft innerhalb Vicrcreruppen 20, 21, 22 und 23 an.

Die' Leistung des erfmdungsge.nußen lineare,, Reluktanzmotors läßt sich dadurch auf sehr hohe Werte steigern, daß in jedem Zeitpunkt eine größere

ten aer oreueren magnetu.«,.«.-~ - Anzahl von Zähnen durch die: An^ordnuⁿg entfindet sich ein Luttspalt, der einerseits genügend klein 45 sprechend vieler Vterergruppui fur den Antr.u zur Erzeugung der erforderlichen Vortriebskraft ist, angezogen wird, andererseits aber eine ausreichende Breite aufweist,
um den Anforderungen des praktischen Bei liebes zu
genügen. Zweckmäßigerweise ist der Primärteil 12

eb her

den

Die elektrische Energie fur £

Motors kann in irgendeiner bekannten Weise, /. B. durch einen von der Gasturbine angetriebenen ucne-

lft d

genügen. Zweckmäßigerweise ist der Primärteil 12 durch einen von der Gastur g

innerhalh des Fahrzeugs in seitlicher Richtung he- 50 rator oder durch einen Fahrdraht, geliefert werden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Bei einem bekannten linearen Reluktanzmotor Patentansprüche: dieser Art (schweizerische Patentschrift 493 140) be trägt das Zahn-Spulen-Verhältnis 5:4, so daß für

1. Linearer Reluktanzmotor zum Antrieb von die Unterbringung einer Vierergruppe von Spulen Schienentransportmitteln mit einer parallel zur 5 eine Längenerstreckung von fünf Zähnen erforderlich Fahrspur erdfest angeordneten Zahnstange, deren ist. Dies bedeutet nicht nur einen beträchtlichen Zähne und Zahnlücken in Längsrichtung die Platzaufwand in Längsrichtung, sondern erfordert gleichen Abmessungen aufweisen und deren auch zur Erzielung ausreichender Anzugskräfte beZähne aus einem ferromagnetischen Material be- trächtliche Spuleninduktivitäten. Dies bedingt eine stehen, und mit an einem Fahrzeug angebrachten, io erhöhte magnetische Trägheit der Spulen, was anin Längsrichtung in mindestens einer Vierer- gesichts der mit derartigen Motoren zu erzielenden gruppe aufeinanderfolgenden einzelnen Elektro- hohen Geschwindigkeiten nachteilig ist magneten mit wechselstromgespeisten Spulen- Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen linea-

paaren, die auf jeder Zahnsiangenseite ein,* Spule ren Reluktanzmotor der eingangs genannten Gattung aufweisen, deren Achse in der Verlängerung der 15 zu schaffen, bei dem unter guter Ausnutzung der Achse der gegenüberliegenden Spule und senk- Längsabmessungen beträchtliche Anzugskräfte ohne recht zu der Seitenfläche der Zahnstange liegt nachteilige Einflüsse der Spulenträgheit erzielt und welche durch ein magnetisches Joch mitein- werden.

ander verbunden sind, wobei die beiden Spulen Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung

eiiu'N Elektromagneten gleichzeitig und die Elck- so vor, daß jede Vierersruppe der Elektromagnete in tromagneten aufeinanderfolgend in der Weise Bewegungsrichtung gleichmäßig über den Bereich impulsartig erregt werden, daß ein zyklisch ent- eines Zahnes und einer Zahnlücke verteilt ist. Dkgegen der Fahrtrichtung wanderndes, mit den hierdurch bedingte kleinere Ausbildung der Spulen Zähnen zusammenwirkendes Magnetfeld erzeugt verringert deren magnetische Trägheit, wobei aul wird, dadurch gekennzeichnet, daß =5 Grund der Unterbringungsmöglichkeit für zahlreiche jede Vierergruppe der Elektromagneten in Be- Spulen auf einer relativ geringen Länge dennoch wegungsrichtung gleichmäßig über den Bereich erhebliche Anzugskräfte verwirklicht werden können eines Zahnes (14) und einer Zahnlücke (IS) ver- Der erfindungsgemäße Reluktanzmotor eignet sie!) teilt ist. demnach besonders zur Erzielung hoher Fahrzeug