DE2108305C3

DE2108305C3 - Wechselstrommagnetanordnung zur Erzeugung eine Schwebelage stabilisierender Abstoßungskräfte für Körper aus nichtferromagnetischem Werkstoff

Info

Publication number: DE2108305C3
Application number: DE19712108305
Authority: DE
Inventors: Paul Dr.-Ing. 1000 Berlin Hochhaeusler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-18
Filing date: 1971-02-18
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2108305A1; DE2108305B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselstrommagnetanordnung zur Erzeugung eine Schwebelage stabilisierender Abstoßungskräfte für Körper aus reicht ferromagnetischem Werkstoff. Eine derartige v/echselstrommagnetanordnung ist aus der Zeitschrift Mechanical Engineering, Nov. 1967, S. 30—35 zu entnehmen.

Jede belastete Sekundärwicklung eines Transformators ruft Fliehkräfte gegen die Primärwicklung bzw. den Eisenkern, falls ein solcher vorhanden ist, hervor. Es ist bekannt, daß diese Kräfte z. B. für Schwebefahrzeuge ausgenutzt werden können. Ferner sind zahlreiche Magnetanordnungen und Verfahren bekannt, den über einem Magnetkern schwebenden Gegenstand aus nicht ferromagnetischem Werkstoff, insbesondere Aluminium und dessen Legierungen, im Gleichgewichtszustand zu erhalten. Das geschieht entweder durch elektronische Steuerung mit Hilfe von Halbleiterbauelementen oder dadurch, daß ein ringförmiger Eisenkern mit Wechselstrom durchflossener Wicklung von einer zweiten konzentrisch angeordneten Spule umgeben ist, die in Reihe mit der ersten Wicklung vom gleichen Strom in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird. Dadurch wird der Magnetfluß im inneren Kern durch die äußere Wicklung teilweise aufgehoben, je nachdem wie groß der Unterschied in der Amperewindungszahl der beiden Wicklungen ist. Der mit unterteiltem Eisen gefüllte konzentrische Ringspalt zwischen den beiden Spulen wirkt als Tal des Magnetflusses stabilisierend auf die darüber schwebende Aluminiumscheibe, die allerdings in ihrer Formgebung dem Tal angepaßt sein muß. Derartige Anordnungen werden zumeist mit Wechselstrom höherer Frequenz betrieben. Sie haben den Nachteil, daß die durch den inneren Kern bei voller Erregung erzeugbaren Abstoßungskräfte wegen der Gegenwirkung nur zum Teil ausgenutzt werden.

Die Erfindung hat zum Ziel, eine derartige Magnetanordnung für eine Magnetschwebebahn auf elektrodynamischer Basis zu entwickeln, die keine Stromschienen.

keine seitlichen Führungsschienen benötigt und eine völlig ebene umweltfreundliche Trasse besitzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein über einem Magneten schwebendes Werkstück in seiner Schwebelage unabhängig von einer bestimmten Formgebung bei voller Ausnutzung der erzeugbaren Abstoßungskräfte seitlich zu stabilisieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei von einem Wechselstrom in entgegengesetzter Richtung durchflossene einseitig offene Dreischenkeldrosselspulen mit ihren Längsseiten nebeneinanderstehen, daß deren Wicklung so parallel oder in Reihe geschaltet sind, daß jeweils der Fluß im mittleren Schenkel einer Dreischenkeldrosselspule die Summe der Flüsse in den äußeren Schenkeln darstellt und daß der Körper die von den zwei Dreischenkeldrosselspulen gebildeten 6 Magnetpole wenigstens zum Teil überdeckt

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Magnetanordnung mit Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz bei gleichem Nutzeffekt betreibbar ist.

Als Material für den Schwebekörper ist Aluminium wegen der günstigen Wirbelstromverteilung und des dadurch erzeugten magnetischen Gegenfeldes besonders geeignet Es wird daher als weitere Ausgestaltung der Erfindung beansprucht, daß der Körper vornehmlich aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung besteht

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch 3 gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus zwei normalen Dreiphasendrosselspulen 1 mit Eisenkern in E-Form ohne oberes Joch 2, die mit ihren Längsseiten 3 unmittelbi..- nebeneinanderstehen und zur Vermeidung der gegenseitigen Anziehung auf einer Grundplatte 4 aus unmagnetischem Werkstoff befestigt sind.

Bei Anschluß an ein Einphasennetz können die einzelnen Wicklungen z. B. nach F i g. 2 und F i g. 3 in Reihe oder parallel geschaltet werden. Nur muß die Schaltung so ausgeführt sein, daß jeweils der Fluß im mittleren Magnetkern die Summe der Flüsse in den äußeren Schenkeln darstellt und die zweite Dreischenkeldrossel in entgegengesetzter Richtung 5 vom Strom durchflossen wird. Bei dieser Schaltung ist im Falle der Reihenschaltung die Spannung an der Wicklung des mittleren Schenkels höher als die an den anderen Wicklungen. Im Falle der Parallelschaltung ist der Strom in der Wicklung auf dem mittleren Kern größer als der in den anderen Wicklungen. Durch die in Stärke und Richtung unterschiedlichen Magnetflüsse ist das Weggleiten des darüber schwebenden Aluminiumstücks in Richtung des unteren Joches vermieden. Das Weggleiten in dazu senkrechter Richtung verhindert der zweite Magnetkern. Die Stabilisierung des Aluminiumstückes ist vollkommen. Dieses kann Kreis- oder Rechteckform haben, wenn nur dafür gesorgt ist, daß es in etwa alle 6 Magnetpole wenigstens zum Teil überdeckt. Die Abstoßungskräfte und die Schwebehöhe sind bei gleicher Induktion von der Stärke des Materials abhängig. Für beide gibt es ein voneinander getrenntes Optimum, d. h., ein leichter Gegenstand schwebt nicht etwa besonders hoch, sondern er muß eine gewisse optimale Stärke haben. Andererseits kann man mit

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schweren Aluminiumscheiben bei kleiner Schwebehöhe Schwebebahnen geeignet, die auch im Haltepunkt den

eine optimale Abstoßungskraft erzielen. Schwebezustand bei großer Stabilität beibehalten.

Die Magnetanordnung hat Ähnlichkeit mit einem Wird das zweite Magnetsystem nach Fig.4 im

Linearmotor. umgekehrten Sinne des Drehfeldes angeschlossen, so

Wird sie an Drehstrom angeschlossen, so schwebt das ί rotiert ein darüber schwebendes zylinderförmiges

darüber befindliche Aiuminiumstück gemäß der Dreh- Aluminiumstück mit einer der angelegten Frequenz

feldrichtung nach der einen oder anderen Seite davon. nahezu synchronen Drehzahl abzüglich eines kleinen

Die Magnetanci'dnung gemäß der Erfindung ist für Schlupfes, der nur von der Luftreibung herrührt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wechselstrommagnetanordnung zur Erzeugung eine Schwebelage stabilisierender Abstoßungskräfte für Körper aus nicht ferromagnetischem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von einem Wechselstrom in entgegengesetzter Richtung durchflossene einseitig offene Dreischenkeldrosselspulen mit ihren Längsseiten nebeneinanderstehen, daß deren Wicklungen so parallel oder in Reihe to geschaltet sind, daß jeweils der Fluß im mittleren Schenkel einer Dreischenkeldrosselspule die Summe der Flüsse in den äußeren Schenkeln darstellt und daß der Körper die von den zwei Dreischenkeldrosselspulen gebildeten 6 Magnetpole wenigstens zum Teil überdeckt

2. Wechselstrommagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper vornehmlich aas Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung besteht

3. Wechselstrommagnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dreischenkeldrosselspulen mit Drehstrom gleicher bzw. entgegengesetzter Drehfeldrichtung zur Erzeugung einer linearen bzw. einer Drehbewegung des 2ϊ darüber schwebenden Werkstückes gespeist sind.