DE2320236B2 - Electromagnetic rail for the linear motor drive of a rail vehicle - Google Patents

Electromagnetic rail for the linear motor drive of a rail vehicle

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DE2320236B2 DE19732320236 DE2320236A DE2320236B2 DE 2320236 B2 DE2320236 B2 DE 2320236B2 DE 19732320236 DE19732320236 DE 19732320236 DE 2320236 A DE2320236 A DE 2320236A DE 2320236 B2 DE2320236 B2 DE 2320236B2
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Kazumi Tokio Matsui
Kenji Takatsuki Matuura
Tadashige Yokohama Nishikawa
Makoto Hiratsuka Kanagawa Tawara
Takashi Musashino Tokio Umemori
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    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagneti-The invention relates to an electromagnetic

It) sehe Schiene für den Linearmotor-Antrieb eines Schienenfahrzeuges, bei welcher auf einen ortsfesten Träger mit lotrecht stehender Spulenebene in Längsrichtung der Schiene hintereinander angeordnete Rechteck-Ankerspulen in gegenseitiger ÜberlappungIt) see rail for the linear motor drive one Rail vehicle, in which on a stationary carrier with a perpendicular coil plane in the longitudinal direction Rectangular armature coils arranged one behind the other on the rail in mutual overlap

ir> vorgesehen sind und mittels phasenversetzter Steuerung über Halbleiter-Stromrichter im Sinne der Erzeugung eines entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit fortschreitenden Wanderfeldes gespeist sind, um dem Fahrzeug in Verbindung mit einer fahrzeugseitigeni r > are provided and are fed by means of phase-shifted control via semiconductor power converters in the sense of generating a traveling field that progresses according to the vehicle speed, to the vehicle in connection with a vehicle-side

•»ο gleichstromgespeisten Erregeranordnung eine Antriebskraft und eine Schwebekraft oder nur eine Antriebskraft zu erteilen.• »ο DC-fed exciter arrangement a driving force and to give a levitation force or just a driving force.

Eine derartige elektromagnetische Schiene ist aus der DE-OS 2133 922 bekannt. Sie dient zum AntreibenSuch an electromagnetic rail is known from DE-OS 2133 922. It is used to drive

4r> eines beweglichen Körpers in einem schwebenden Zustand mit einer sehr hohen Geschwindigkeit. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die hintereinanderliegenden Rechteckspulen alle in gleichem Wickelsinn gewickelt. Jeder Rechteckspule ist eine eigene schaltba-4 r > a moving body in a floating state at a very high speed. In this known device, the rectangular coils lying one behind the other are all wound in the same winding direction. Each rectangular coil has its own switchable

r><> re Stromabnehmereinrichtung zugeordnet, um aufeinanderfolgend den Rechteckspulen in Abhängigkeit von der Verschiebung der mit dem Schienenfahrzeug beweglichen Erregeranordnung Gleichstrom zuführen zu können. Zur Erzielung eines beweglichen Feldes und r ><> re pantograph device in order to be able to successively supply direct current to the rectangular coils as a function of the displacement of the exciter arrangement which is movable with the rail vehicle. To achieve a moving field and

■>■> damit zur Bewirkung eines Antriebs muß bei dieser bekannten elektromagnetischen Schiene jede Rechteckspule zu ganz bestimmten Zeitpunkten einzeln kommutiert werden.■> ■> so that in order to produce a drive, each rectangular coil must be used in this known electromagnetic rail are commutated individually at very specific times.

Aus der DE-OS 18 07 569 ist eine elektromagnetische Schiene für einen linearen Induktionsmotor bekannt, die sich über eine große Länge erstreckt und mit Hilfe einer Mehrphasenwicklung ein gleitendes Magnetfeld erzeugt. Der fahrzeugseitige Sekundärteil kann sich entlang des durch die elektromagnetische SchieneFrom DE-OS 18 07 569 an electromagnetic rail for a linear induction motor is known which extends over a great length and generates a sliding magnetic field with the help of a multi-phase winding. The vehicle-side secondary part can extend along the through the electromagnetic rail

M bestirnten Weges unter der Wirkung des gleitenden Magnetfeldes bewegen. Bei diesem bekannten linearen Induktionsmotor gelangt die übliche Drehstromspiisung zur Anwendung, und es sind die hintereinanderfol-M move the staring path under the effect of the sliding magnetic field. In this known linear Induction motor, the usual three-phase current is used, and the successive

genden Spulen der Mehrphasenwicklung gleichsinnig gewickelt. Hierbei entfällt das Problem der fahrzeugi.'ellungsabhängigen Einzelkommutierung der Spulen. Wenn auch nicht die gesamte elektromagnetische Schiene auf ihrer ganzen Länge ständig gespeist werden kann, so wird doch eine abschnittsweise Speisung einzelner mit derartigen Mehrphasenwicklungen ausgerüsteter elektromagnetischer Schienen vorzunehmen sein, wie es aus der FR-PS 15 80 276 dem Prinzip nach bekannt ist.lowing coils of the polyphase winding are wound in the same direction. This eliminates the problem of the vehicle position-dependent Individual commutation of the coils. Even if the entire electromagnetic rail is not continuously fed along its entire length can, a section-wise supply of individual ones equipped with such multi-phase windings is required electromagnetic rails must be made, as it is from FR-PS 15 80 276 according to the principle is known.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine elektromagnetische Schiene der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Anwendung einer abschnittsweise einspeisbaren Mehrphasenwicklung in besonders kompakter Bauweise ι·> hergestellt werden kann, wodurch die Breite und mithin die Größe des Luftspalts der Erregeranordnung herabgesetzt und somit auch die Leistungsfähigkeit des Linearmotors verbessert wird.The object of the invention is to provide an electromagnetic rail of the To create the type mentioned at the beginning, using a multi-phase winding that can be fed in sections in a particularly compact design ι ·> can be produced, whereby the width and consequently the size of the air gap of the exciter assembly is reduced and thus also the performance of the Linear motor is improved.

Ausgehend von der elektromagnetischen Schiene der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Anwendung einer abschnittsweise einspeisbaren Mehrphasenwicklung in jedem Abschnitt mehrere nebeneinanderliegende Verbundspulenanordnungen vorgesehen sind, von denen jede aus zwei Spulensätzen mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten und in einer geraden Linie angeordneten Rechteckspulen besteht, die mit einer die Länge einer Rechteckspule entsprechenden Teilung auf Abstand voneinander angeordnet sind und welche in der Weise in einer einzigen Reihe angeordnet sind, daß die, Rechteckspulen des einen Spulensatzes in die einer Spulenlänge entsprechenden Zwischenräume zwischen den betreffenden Rechteckspulen des anderen Spulensatzes eingefügt sind, wobei die Windungen jeder r> Rechteckspule zusammen mit den Verbindungsleitungen zwischen den Rechteckspulen quer zur Fahrtrichtung nebeneinanderliegen und die Verbindungsleitungen des einen Spulensatzes immer oben und die des anderen Spulensatzes, der entgegengesetzt gewickelt ist, immer unten verlaufen.Based on the electromagnetic rail of the type defined at the outset, this object is achieved according to the invention solved in that in the application of a multi-phase winding that can be fed in in sections each section a plurality of adjacent composite coil arrangements are provided, of which each of two sets of coils with a large number of them connected in series and in a straight line arranged rectangular coils, with a pitch corresponding to the length of a rectangular coil Are spaced from each other and which are arranged in a single row in such a way that the, Rectangular coils of a coil set into the spaces between the coils corresponding to a coil length the relevant rectangular coils of the other coil set are inserted, the turns of each r> Rectangular coil together with the connecting lines between the rectangular coils at right angles to the direction of travel are next to each other and the connecting lines of one coil set are always on top and those of the other coil set, which is wound in the opposite direction, always run at the bottom.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung wechseln sich also die aufeinanderfolgenden Rechteckspulen hinsichtlich ihres Wickelsinnes ab, so daß die in einer Reihe hintereinanderliegenden Rechteckspulen abwechselnd in entgegengesetztem Wickelsinn gewickelt sind. Die abwechselnd in entgegengesetztem Sinn erfolgende Erregung hintereinanderliegender Spulen der Mehrphasenwicklung eines Linearmotors ist zwar dem Prinzip nach aus der US-PS 36 44 762, Fig. 9 « bekannt. Da es sich dort jedoch um in genuteten Eisenpaketen angeordnete Wicklungen handelt, ist die vorliegende Aufgabe einer möglichst geringen Luftspaltbreite nicht gegeben. In Anwendung auf elektromagnetische Schienen der eingangs genannten Art 5ri ergibt sich die angestrebte raumsparende Bauweise dann auch erst in vollem Umfang unter Berücksichtigung der beschriebenen Anordnung der Ver'üindungsleitungen. In the subject matter of the present invention, the successive rectangular coils alternate with regard to their winding direction, so that the rectangular coils lying one behind the other in a row are alternately wound in opposite winding directions. The alternating excitation in opposite directions of coils lying one behind the other of the polyphase winding of a linear motor is in principle known from US Pat. No. 3,644,762, FIG. 9. However, since the windings are arranged in grooved iron stacks, the present task of the smallest possible air gap width is not given. When applied to electromagnetic rails of the type 5 r i mentioned at the outset, the desired space-saving construction then only results in its entirety, taking into account the described arrangement of the connecting lines.

Dies kommt besonders dann zur Auswirkung, wenn ω jede Rechteckspule durch einen Leiter mit rechteckigem Querschnitt gebildet ist, weil dies besonders starke Verbindungsleitungen erfordert. Eine Ausführungsform besteht darin, daß die Ankerspulenanordnung mindestens vier nebeneinanderliegende Reihen von Verbund- b"> Spulenanordnungen aufweist, von denen die Hälfte an ihren Enden mit einer kleineren Spule von halber Spulenlängenteilung versehen sind. Dadurch ergibt sich ein günstiger Übergang zwischen den einzelnen Abschnitten der elektromagnetischen Schiene.This is particularly important when ω each rectangular coil is formed by a conductor with a rectangular cross-section, because this is particularly strong Requires connecting lines. One embodiment is that the armature coil arrangement at least has four adjacent rows of composite coil arrangements, half of which are connected to their ends are provided with a smaller coil of half the coil length division. This results in a favorable transition between the individual sections of the electromagnetic rail.

Die Verbindungen zwischen zwei Sätzen von Rechteckspulen mit je mindestens zwei nebeneinanderliegenden Rechteckwindungen können dadurch gebildet werden, daß der Endabschnitt des waagerechten Schenkels der letzten Windung um zumindest die Breite des lotrechten Schenkels der ersten Windung zum Spuleninneren hin abgebogen ist.The connections between two sets of rectangular coils, each with at least two adjacent Rectangular turns can be formed by the fact that the end portion of the horizontal Leg of the last turn by at least the width of the perpendicular leg of the first turn to The inside of the coil is bent.

Um die bei den fließenden Strömen entstehende Wärme trotz der kompakten Bauweise abführen zu können, kann die Verbundspulenanordnung an einem kühlmittelgekühlten Träger befestigt sein.In order to dissipate the heat generated by the flowing currents despite the compact design can, the composite coil arrangement can be attached to a coolant-cooled carrier.

Eine bezüglich der von außen heranzuführenden Anschlüsse zweckmäßige Konstruktion ist dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen hohlen, kastenförmigen Sockel aus nichtmagnetischem Material aufweist, dessen Oberseite mit einer längsverlaufenden Öffnung und mit zwei einander gegenüberliegenden, nach oben ragenden Traggliedern längs der Seitenkanten der Öffnung versehen ist, daß ein vergossener Körper der Ankerspulenanordnung zwischen den Traggliedern verspannt ist und daß Anschlußleitungen zum Anschluß bzw. zur Verbindung der Enden der benachbarten Spulensätze durch die Öffnung hindurch abwärts in den Innenraum des Sockels herabgezogen sind.A construction that is expedient with regard to the connections to be brought in from the outside is thereby characterized in that the carrier has a hollow, box-shaped base made of non-magnetic material has, the top of which has a longitudinal opening and two opposite, upwardly extending support members is provided along the side edges of the opening that a potted Body of the armature coil arrangement is clamped between the support members and that connecting lines for connecting or connecting the ends of the adjacent coil sets through the opening are pulled down into the interior of the base.

Zur Verhinderung einer Sprühentladung infolge einer hohen Zwischenphasenspannung kann es schließlich zweckmäßig sein, die Vorrichtung nach der Erfindung mit einer längsverlaufenden, elastischen halbleitenden Schicht zu versehen, in welche die Ankerspulenanordnung eingebettet ist.Finally, it can be used to prevent a spray discharge due to a high interphase voltage be expedient, the device according to the invention with a longitudinal, elastic semiconducting To provide layer in which the armature coil arrangement is embedded.

Eine besonders stabile Konstruktion erhält man auch dann, wenn die Ankerspulenanordnung zu einer einheitlichen Konstruktion vergossen ist und die Zuleitungen der Ankerspulenanordnung untrennbar an diese einheitliche Konstruktion angegossen sind.A particularly stable construction is also obtained when the armature coil arrangement becomes a unitary construction is cast and the supply lines of the armature coil arrangement are inseparable this uniform construction are cast on.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to drawings. It shows

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung der an einen Frequenzwandler angeschlossenen Spulensätze,F i g. 1 shows a schematic diagram of the coil sets connected to a frequency converter,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der Lage der elektromagnetischen Schiene im Luftspalt der auf einem Fahrzeug montierten Erregeranordnung,F i g. 2 shows a perspective illustration of the position of the electromagnetic rail in the air gap of the on one Vehicle-mounted exciter arrangement,

F i g. 3 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung einer elektromagnetischen Schiene und einer damit zusammenwirkenden Erregeranordnung in vergrößertem Maßstab,F i g. 3 is a partially broken away perspective view of an electromagnetic rail and a cooperating exciter arrangement on an enlarged scale,

Fig.4 eine schematische Darstellung von acht Spulensätzen, die parallel zueinander mit bestimmter Phasenverschiebung gegeneinander versetzt sind und die jeweils aus einer Anzahl von auf Abstand voneinander angeordneten, miteinander in Reihe geschalteten Rechteckspulen bestehen,Fig.4 is a schematic representation of eight sets of coils, which are parallel to each other with certain Phase shifts are offset from one another and each made up of a number of at a distance consist of rectangular coils arranged in series with one another,

Fig.5 eine schematische Darstellung einer Verbundspulenanordnung von zwei Spulensätzen aus Rechteckspulen, die entgegengesetzt gewickelt sind,5 shows a schematic representation of a composite coil arrangement of two sets of rectangular coils, which are wound in opposite directions,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung der Verbundspulenanordnung gemäß F i g. 5,F i g. 6 is a perspective view of the composite coil arrangement according to FIG. 5,

F i g. 7A und 7B Schnitte längs der Linien WWA-VUA bzw.VHß-VIIßinFig.6,F i g. 7A and 7B sections along the lines WWA-VUA and VHß-VIIßinFig. 6,

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer Stoßstellu zwischen den Enden zweier Abschnitte der elektromagnetischen Schiene, die jeweils aus vier Verbundspiilcnanordnungen bestehen,F i g. 8 a schematic representation of a joint position between the ends of two sections of the electromagnetic rail, each made up of four composite mirror assemblies exist,

Fig.9 eine perspektivische Darstellung der Verbin-9 is a perspective view of the connection

dung zwischen zwei Sätzen von Rcchtcckspulen, Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X in I- i g. 9, Fi g. 11 einen Schnitt längs der Linie Xl-Xl in Fig. 9,connection between two sets of reverse reels, FIG. 10 shows a section along the line X-X in I-i g. 9, Fi g. 11 shows a section along the line Xl-Xl in FIG. 9,

F i g. 12 eine graphische Darstellung des Temperaturanstiegs der Ankerspulenanordnung im Betrieb,F i g. 12 is a graph showing the temperature rise the armature coil arrangement in operation,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines hohlkastcnförmigen Trägers,13 shows a perspective illustration of a carrier in the form of a hollow box,

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung eines lindes einer vergossenen Ankerspulenanordnung mit materialeinheitlich eingegossenen Zuleitungen und14 is a perspective view of a linden a cast armature coil arrangement with feed lines cast in the same material and

Fig. 15 einen Längsschnitt durch zwei vergossene Ankerspulenkonstruktionen gemäß Fig. 14, die auf einer geraden Linie und mit ihren vergossenen Leitungen dicht nebeneinander angeordnet sind.15 shows a longitudinal section through two cast armature coil constructions according to FIG. 14, which are based on are arranged in a straight line and with their potted lines close together.

Gemäß Fig. 1 weist die elektromagnetische Schiene eine Anzahl von Spulensätzen a-\ bis a-4, b-\ bis h-4, c-t bis c-4 und d-\ bis d-A auf. Jeder Spulensatz besteht aus in Reihe geschalteten Rechtcckspulcn, die gegenüber den Rechteckspulen eines anderen Spulensatzes um einen bestimmten Phasenwinkel versetzt sind. Die gesamte Spulen- oder Wicklungsanordnung ist von einem Schutzmaterial umhüllt und an einem zweckmäßigen Träger am Erdboden befestigt, wobei die betreffenden Spulenebenen lotrecht liegen.According to Fig. 1, the electromagnetic rail has a number of coil sets a- \ to a-4, b- \ to h-4, ct to c-4 and d- \ to dA . Each set of coils consists of series-connected rectangular coils which are offset by a certain phase angle with respect to the rectangular coils of another set of coils. The entire coil or winding arrangement is encased in a protective material and attached to a suitable support on the ground, the coil planes in question being perpendicular.

Eine am Fahrzeug montierte Erregeranordnung 10 weist einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegenden Luftspalt auf, in den die elektromagnetische Schiene einführbar ist. Die Erregeranordnung ist mit einer nicht dargestellten Erregerwicklung zur Erzeugung eines Magnetflusses B versehen, welcher die Rechteck-Ankerspulen der elektromagnetischen Schiene senkrecht zu ihren Ebenen durchsetzt.An exciter arrangement 10 mounted on the vehicle has an air gap in the direction of travel of the vehicle, into which the electromagnetic rail can be inserted. The exciter arrangement is provided with an exciter winding (not shown) for generating a magnetic flux B which passes through the rectangular armature coils of the electromagnetic rail perpendicular to their planes.

Die durch die Spulensälze fließenden Ströme werden durch einen Frequenzwandler 20 in Form eines Halbleiter-Stromrichters zyklisch umgepolt und ein- und ausgeschaltet, und zwar sämtlich unter dem Einfluß eines mit der Position der am Fahrzeug angebauten Erregeranordnung 10 synchronisierten Steuersignals 30 oder eines in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Schema bestimmten Steuersignals, wobei die Erregeranordnung 10 und mithin das Fahrzeug im Gleichlauf mit dem Umschalten der Spulenströme angetrieben wird.The currents flowing through the coil columns are passed through a frequency converter 20 in the form of a Semiconductor converter cyclically reversed and switched on and off, all under the influence a control signal 30 synchronized with the position of the exciter arrangement 10 installed on the vehicle or a control signal determined as a function of a predetermined scheme, wherein the exciter arrangement 10 and therefore the vehicle is driven in synchronism with the switching of the coil currents will.

Gemäß Fig. 3 sind die Rcchleckspulen einer gewünschten Anzahl von Spulensätzen auf passende Weise gegeneinander isoliert, und die ganze Spulenanordnung ist mit einer Umhüllung 12 aus glasfaserverstärktem Kunststoff versehen. Die Anordnung wird dann mit einem thermoplastischen Harz zu einer Einheit vergossen. Der untere Fortsalz der vergossenen Einheit wird zwischen zwei L-förmigcn Klemm- oder Spannplatten 13.1 und 13/) aus nichtmagnetischem Material, wie Aluminium oder rostfreiem Stahl, verspannt, die mit dem zwischengefüglcn Block 16 z. B. aus Beton auf einem Betonfundament 17 montiert sind.According to FIG. 3, the return coils of a desired number of coil sets are matched Way insulated from each other, and the whole coil arrangement is covered with a sheath 12 made of glass fiber reinforced Plastic. The assembly is then integral with a thermoplastic resin shed. The lower part of the cast unit is placed between two L-shaped clamping or clamping plates 13.1 and 13 /) made of non-magnetic material, such as aluminum or stainless steel, clamped, which with the Zwischengefüglcn block 16 z. B. made of concrete a concrete foundation 17 are mounted.

Eine Erregeranordnung 14 mit Fcldpolcn 18 und darauf aufgebrachten Erregerwicklungen 15 ist am Boden eines nicht dargestellten Fahrzeugs aufgehängt. Die Fcldpolc 18 nehmen in dem zwischen ihnen festgelegten Luftspalt die Ankerspulenanordnung 11 auf, so daß sich der durch die Erregerwicklungen 15 erzeugte Magnetfluß mit der Ankerspulenanordnung verkoppelt. Durch Kommutierung des durch die Spulensätzc der Ankerspulenanordnung fließenden Stroms wird ein Wandcrfcld erzeugt, das kontinuierlich eine Antriebskraft oder eine kombinierte Antriebs- und Auftriebs- oder Schwebekraft auf das Fahrzeug ausübt.An exciter arrangement 14 with Fcldpolcn 18 and applied exciter windings 15 is on Suspended from the bottom of a vehicle, not shown. The Fcldpolc 18 take in the one between them defined air gap on the armature coil arrangement 11, so that the through the excitation windings 15 generated magnetic flux coupled with the armature coil arrangement. By commutating the Coil sets of the armature coil arrangement of the flowing current, a Wandcrfcld is generated that continuously a driving force or a combined driving and Exerts lift or levitation force on the vehicle.

(iriiiiiU der in I'ig. 3 dargestellten Konstruktion der Ankerspulenanordnung liegen mehrere Spulensätze nebeneinander. Jeder Spulensatz besteht in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise aus einer vorbestimmten Anzahl von Rechteckspulen, die mit einer der Länge einer Rechteckspule entsprechenden Teilung in einer geraden Linie auf Abstände angeordnet sind und die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Windungen aufweisen. Die η Spulensätzc sind mit vorbestimmter Phasenverschiebung hintereinander versetzt angeord-(In the construction of the armature coil arrangement shown in Fig. 3, several sets of coils lie next to one another. Each set of coils consists of a predetermined number of rectangular coils, as can be seen in FIG Distances are arranged and each have a predetermined number of turns. The η coil sets are arranged offset one behind the other with a predetermined phase shift.

H) net, so daß die betreffenden Rechteckspulen des (n/2+1)-ten Spulensatzes an Abschnitten längs der Schiene befinden, welche den eine Längenteilung betragenden Abständen zwischen den betreffenden Rechteckspulen des ersten Spulensatzes entsprechen.H) net, so that the relevant rectangular coils of the (n / 2 + 1) -th coil set at sections along the Rail are located, which is a length division amounting distances between the relevant Corresponding to rectangular coils of the first coil set.

i> Im folgenden ist nunmehr eine Anordnung anhand von Fig.4 in Verbindung mit einem Beispiel beschrieben, bei dem die Anzahl der Spulensätze acht beträgt. Die Spuiensälze, die mi« Ni bis NS bezeichnet sind, bestehen jeweils aus einer Anzahl von in ReiheIn the following, an arrangement is now described with reference to FIG. 4 in connection with an example in which the number of coil sets is eight. The Spuiensälze, which are marked from Ni to NS , each consist of a number of in series

2ii geschalteten, eine vorbestimmte Windungszahl besitzenden Rechteckspulen 1-1, 1-2, 1-3 ... 2-1, 2-2, 2-3 ... 3-1, 3-2, 3-3 ... und 8-1, 8-2, 8-3 ... Die betreffenden Rechteckspulen jedes Spulensatr.es sind in einer geraden Linie mit einem gegenseitigen Abstand2ii connected, having a predetermined number of turns Rectangular coils 1-1, 1-2, 1-3 ... 2-1, 2-2, 2-3 ... 3-1, 3-2, 3-3 ... and 8-1, 8- 2, 8-3 ... The concerned Rectangular coils of each coil array are in a straight line with a mutual spacing

2r> angeordnet, welcher der Länge jeder Rechteckspulc entspricht, und diese Spulen liegen elektrisch in Reihe. Die betreffenden Rechteckspulen 5-1, 5-2, 5-3 ... der (n/2 + 1)-ten, in diesem Fall des fünften Spulensatzes sind in Positionen angeordnet, welche den Zwischenräu-2 r >, which corresponds to the length of each rectangular coil, and these coils are electrically in series. The relevant rectangular coils 5-1, 5-2, 5-3 ... of the (n / 2 + 1) -th, in this case the fifth set of coils, are arranged in positions which correspond to the intermediate spaces

K) men zwischen den betreffenden Rechteckspulen 1-1,1-2, 1-3 ... des ersten Spulensatzes entsprechen. Die einzelnen Rechteckspulen der (n/2 —l)-tcn bis n-ten Spulensätze sind so den Abständen zwischen den Spulen der ersten bis π/2-ten Spulensätze angepaßt, daßK) men between the relevant rectangular coils 1-1,1-2, 1-3 ... correspond to the first set of coils. The individual rectangular coils of the (n / 2 -1) -tcn to n-th Coil sets are adapted to the distances between the coils of the first to π / 2-th coil sets that

y> Verbundspulenanordnungen mit daraus resultierender Verringerung der Dicke der Ankerspulenanordnung gebildet werden, wodurch die Größe des Luftspalts der Erregeranordnung sowie das Gewicht der Erregeranordnung vermindert werden. y> composite coil arrangements are formed with a resulting reduction in the thickness of the armature coil arrangement, whereby the size of the air gap of the exciter arrangement and the weight of the exciter arrangement are reduced.

•in Fig. 5 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine Verbundspulen anordnung aus einer Kombination von zwei Spulensätzen, die jeweils aus mehreren Einzelwindung-Rechtcckspulen bestehen, wobei die Spulen der beiden Spulensälze in entgegengesetzte Richtung gewickelt sind. Genauer gesagt, sind die Rcchteckspulcn 1-1,1-2 und 1-3 des einen Spulensatzes N1 im Uhrzeigersinn gewickelt, während die Rechteckspulen 5-1, 5-2 und 5-3 des anderen Spulensatzes Λ/5 entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelt sind, wobei• in Fig. 5 shows a simplified schematic representation of a composite coil arrangement from a combination of two sets of coils, each consisting of several single-turn rectangular coils, the coils of the two sets of coils are wound in opposite directions. More precisely, the rectangular bobbins 1-1,1-2 and 1-3 of one set of bobbins N 1 are wound clockwise, while the rectangular bobbins 5-1, 5-2 and 5-3 of the other set of bobbins Λ / 5 are wound counterclockwise are, where

5« diese Spulensätze den betreffenden Rechteckspulen eines Satzes gegenüberliegend angeordnet sind, welche in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Rcchteckspulcn des anderen Satzes angeordnet sind. Diese Verbundspulenanordnung entspricht der Kombination aus dem ersten und fünften Spulensatz bzw. dem zweiten und sechsten Spulensatz bzw. dem dritten und . siebten Spulensatz bzw. dem vierten und achten Spulensatz gemäß F i g. 4 oder, allgemein ausgedrückt, der Kombination aus dem k-\cn Spulensatz und dem5 «these coil sets are arranged opposite the relevant rectangular coils of one set, which are arranged in the spaces between adjacent rectangular coils of the other set. This composite coil arrangement corresponds to the combination of the first and fifth coil sets or the second and sixth coil sets or the third and. seventh coil set or the fourth and eighth coil set according to FIG. 4 or, in general terms, the combination of the k- \ cn coil set and the

w (n/2 +jt)-ten Spulensatz in η parallelen Spulensätzen, wobei die Rechtcckspulcn der beiden Sätze in jeder Kombination in entgegengesetzte Richtungen gewikkell sind. Eine Anzahl von Verbundspulenanordnungen sind gemäß Fig.8 parallel angeordnet, so daß sie einew (n / 2 + jt) -th coil set in η parallel coil sets, the rectangular coils of the two sets being wound in opposite directions in each combination. A number of composite coil arrangements are arranged in parallel as shown in FIG

h5 Ankerspulcnanordnung für die erfindungsgemäßc elektromagnetische Schiene bilden.h5 armature coil arrangement for the electromagnetic one according to the invention Form rail.

F i g. 6 veranschaulicht eine perspektivische Darstellung der in I7ig.5 schematisch angedeuteten Verbund-F i g. 6 illustrates a perspective view of the composite shown schematically in I 7 ig.5

spulenanordnung, während die Fig. 7A und 7B Querschnitte längs der Linien VIIA-VIU bis Vllß-VIIß in FMg. 6 zeigen. Da die Rechteckspulen der beiden Spulensätze, welche eine Verbundspulenanordnung bilden, in entgegengesezte Richtungen gewickelt sind, sind gemäß den Fig.7A und 7B die Breite w und die Höhe h der Verbundspulenanordnung gleich der Breite und Höhe jedes Spulensatzes.coil arrangement, while FIGS. 7A and 7B are cross sections along the lines VIIA-VIU to Vllß-VIIß in FMg. 6 show. Since the rectangular coils of the two coil sets, which form a composite coil arrangement, are wound in opposite directions, the width w and the height h of the composite coil arrangement are equal to the width and height of each coil set according to FIGS. 7A and 7B.

Obgleich die erfindungsgemäße elektromagnetische Schiene für den Antrieb von Schienenfahrzeugen durch Halbleiter-Stromrichter mit einer Ankerspulenanordnung aus einer vorbestimmten Anzahl von Verbundspulenanordnungen, die jeweils aus zwei Spulensätzen von in entgegengesetzte Richtungen gewickelten Rechteckspulen bestehen, einer für den Zweck verwendeten elektromagnetischen Schiene im elektrischen Sinne äquivalent ist, die eine Ankerspulenanordnung aus einer Anzahl von parallel angeordneten Verbundspulenanordnungen aufweist, welche jeweils aus einer Anzahl von Rechteckspulen bestehen, die in dieselbe Richtung gewickelt sind und den Strom in die gleiche Richtung leiten, wird die Größe der Ankerspulenanordnung und mithin das Gewicht der Magnetkonstruktion der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schiene wesentlich verringert.Although the electromagnetic rail according to the invention for the drive of rail vehicles by Semiconductor power converter with an armature coil arrangement from a predetermined number of composite coil arrangements, each consisting of two sets of rectangular coils wound in opposite directions exist, an electromagnetic rail used for the purpose in the electrical sense is equivalent to an armature coil arrangement from a number of composite coil arrangements arranged in parallel which each consist of a number of rectangular coils pointing in the same direction are wound and conduct the current in the same direction, the size of the armature coil assembly and hence the weight of the magnet structure of the electromagnetic rail according to the invention is significant decreased.

Gewünschtenfalls kann der Leiter zur Bildung der erfindungsgemäß verwendeten Rechteckspulen in eine gewünschte Anzahl von parallelen Adern aufgeteilt oder anderweitig umgeordnet sein, um Wirbelstromverluste und Hauteffekte zu verringern, wobei es besonders vorteilhaft ist, die Rechteckspule aus einem Leiter mit rechteckigem Querschnitt herzustellen, um den Raumfaktor der Spule zu verbessern.If desired, the conductor to form the rectangular coils used according to the invention in a desired number of parallel wires split or otherwise rearranged to avoid eddy current losses and to reduce skin effects, it being particularly advantageous to use the rectangular coil made of a conductor rectangular cross-section to improve the space factor of the coil.

Wenn jede Rechteckspule, die zur Bildung einer Ankerspule verwendet wird, aus zwei oder mehr Windungen eines Leiters mit rechteckigem Querschnitt von beispielsweise 100x5 mm besteht und eine große Anzahl von solchen rechteckigen Spulen unter Bildung einer langen elektromagnetischen Schiene miteinander verbunden werden, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Verbindung der einzelnen Spulensätze. Genauer gesagt, können die einander benachbarten Enden der Spulensätze im Fall einer Spule aus einem sammelschienenförmigen Leiter ähnlich wie beim Verfahren zur Verbindung gewöhnlicher Sammelschienen an den für die Gewährleistung eines vorgeschriebenen Kontaktwiderstands berechneten Stellen in Überlappung miteinander gebracht und dann an den überlappten Enden miteinander verschraubt werden. Wahlweise können die benachbarten Enden in gegenseitige Berührung gebracht und dann mit Silberlot miteinander verbunden werden. Da jedoch in diesen Fällen jede Spule aus zwei oder mehr nebeneinanderliegenden Leitern besteht, ist kein Raum zur Anbringung einer Vorrichtung zum Festziehen von Schrauben oder Nieten vorhanden. Da außerdem auf die elektromagnetische Schiene eine Erregeranordnung aufgesetzt wird, die einen gewünschten Abstand einhalten muß, muß die Dicke der miteinander verbundenen Spulenteile innerhalb der Dicke der gesamten Schiene gehalten werden. Da außerdem die benachbarten Spulen-Leiter der Ankerspulenanordnung durch einen Isolator voneinander getrennt sind, ist eine Spulenverbindung durch Silberhartlösung oder dergleichen, wozu die Leiter auf hohe Temperaturen erwärmt werden müssen, nicht zweckmäßig. Bei der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schiene ist jedoch zwischen bestimmten lotrechten Seiten bestimmter Rechteckspulensätze der Ankerspulenanordnung, wie sie z. B. in F i g. 4 durch die kleinen Kreise angedeutet sind, keine Überlappung vorhanden.
Infolgedessen kann die elektrische Verbindung zwischen den Spulenanordnungen gemäß F i g. 9 in der Weise erfolgen, daß die waagerechte Seite der letzten Windung unter Bildung eines lotrechten Schenkels zur Innenseite der Spule umgebogen wird.
If each rectangular coil which is used to form an armature coil consists of two or more turns of a conductor with a rectangular cross-section of, for example, 100x5 mm and a large number of such rectangular coils are connected together to form a long electromagnetic rail, difficulties arise in the Connection of the individual coil sets. More specifically, in the case of a coil made of a busbar-shaped conductor, similarly to the method of connecting ordinary busbars, the adjacent ends of the coil sets may be overlapped at the positions calculated to ensure a prescribed contact resistance, and then screwed together at the overlapped ends. Optionally, the adjacent ends can be brought into mutual contact and then connected to one another with silver solder. However, in these cases, since each coil consists of two or more adjacent conductors, there is no space for attaching a device for tightening screws or rivets. In addition, since an exciter arrangement is placed on the electromagnetic rail and must maintain a desired spacing, the thickness of the coil parts connected to one another must be kept within the thickness of the entire rail. In addition, since the adjacent coil conductors of the armature coil arrangement are separated from one another by an insulator, a coil connection by means of silver hard solution or the like, for which the conductors must be heated to high temperatures, is not expedient. In the electromagnetic rail according to the invention, however, between certain perpendicular sides of certain rectangular coil sets of the armature coil assembly, as z. B. in Fig. 4 are indicated by the small circles, there is no overlap.
As a result, the electrical connection between the coil arrangements according to FIG. 9 take place in such a way that the horizontal side of the last turn is bent to form a vertical leg to the inside of the coil.

In F i g. 9 ist bei 103 der lotrechte Schenkel der letztenIn Fig. 9 at 103 the vertical leg is the last

ίο Windung, im dargestellten Fall der zweiten Windung der Rechteckspule dargestellt, welcher durch Umbiegen des Endabschnitts des waagerechten Schenkels 102 zur Innenseite der Spule in der Weise gebildet worden ist, daß er den lotrechten Schenkel 101 der ersten Windung nicht überlappt. Wie aus Fig.9 hervorgeht, kann die Verbindung zum weiterführenden waagerechten Schenkel 200 ohne Behinderung durch den lotrechten Schenkel 101 der anschließenden Spule 100 hergestellt werden. Infolgedessen können die beiden lotrechten Schenkel 103 und 104 nach einem beliebigen Verfahren, zum Beispiel Verschrauben, Nieten bei 300, Schweißen oder dergleichen, elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
Die auf diese Weise verbundene, integrierte elektromagnetische Schiene erfährt gemäß Fig. 10, die einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig.9 zeigt, keine Vergrößerung ihrer Dicke und außerdem gemäß Fig. 11, welche einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig.9 zeigt, keine Vergrößerung ihres lotrechten Maßes.
ίο turn, shown in the illustrated case of the second turn of the rectangular coil, which has been formed by bending the end portion of the horizontal leg 102 to the inside of the coil in such a way that it does not overlap the vertical leg 101 of the first turn. As can be seen from FIG. 9, the connection to the continuing horizontal leg 200 can be established without hindrance by the vertical leg 101 of the adjoining coil 100. As a result, the two vertical legs 103 and 104 can be electrically and mechanically connected to one another by any desired method, for example screwing, riveting at 300, welding or the like.
The integrated electromagnetic rail connected in this way does not experience any increase in thickness according to FIG. 10, which shows a section along the line XX in FIG .9 shows no enlargement of its perpendicular dimension.

Infolge der beschriebenen Konstruktion der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schiene besitzen ihre Enden einen komplizierten, mehrstufigen Aufbau, so daß die Installation der Schienen und ihre Verbindung am Montageort schwierig sind. Zur Verminderung dieser Schwierigkeit wird die Ankerspulenanordnung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schiene z. B. auf die in F i g. 8 dargestellte Weise ausgebildet. Die in F i g. 8 dargestellte Ankerspule besteht aus vier nebeneinanderliegenden Reihen von acht Spulensätzen. Die erste Reihe besteht aus dem ersten und dem fünften Spulensatz Nl und NS, die in einer geraden Linie angeordnet sind, während die zweite Reihe aus dem dritten und siebenten Spulensatz Λ/3 und Λ/7, die dritte Reihe aus dem zweiten und sechsten Spulensatz Λ/2 und N6 und die vierte Reihe aus dem vierten und achten Spulensatz N 4 und N 8 besteht. Die Spulen der Spulensätze A/l und Λ/5 der ersten Reihe sowie die Spulen der Sätze N3 — N7 der zweiten Reihe sind um eine der halben Spulenlänge entsprechende Teilung zueinander phasenverschoben. Auf gleiche Weise sind die Spulen der Spulensätze N 2 und Λ/6 der dritten Reihe um eine halbe Spulenlänge gegenüber den Spulen der Spulensätze N 4 und Λ/8 der vierten Reihe phasenverschoben. Die Konstruktion des Schienenendes läßt sich wesentlich vereinfachen, wenn an den Enden der Spulenanordnungen bei l-3a, 2-3a, 1-36 und 2-36 kleinere Spulen von halber Spulenlänge vorgesehen werden. Durch diese Konstruktion wird die Verbindung zwischen den Spulenleitern wesentlich vereinfacht.As a result of the described construction of the electromagnetic rail according to the invention, its ends have a complicated, multi-stage structure, so that the installation of the rails and their connection at the assembly site are difficult. To reduce this difficulty, the armature coil assembly of the electromagnetic rail according to the invention z. B. on the in F i g. 8 illustrated manner formed. The in F i g. 8 shown armature coil consists of four adjacent rows of eight coil sets. The first row consists of the first and fifth coil sets Nl and NS, which are arranged in a straight line, while the second row consists of the third and seventh coil sets Λ / 3 and Λ / 7, and the third row consists of the second and sixth coil sets Λ / 2 and N6 and the fourth row consists of the fourth and eighth coil sets N 4 and N 8. The coils of the coil sets A / 1 and Λ / 5 of the first row and the coils of the sets N3 - N7 of the second row are phase-shifted by a pitch corresponding to half the coil length. In the same way, the coils of the coil sets N 2 and Λ / 6 of the third row are phase-shifted by half a coil length with respect to the coils of the coil sets N 4 and Λ / 8 of the fourth row. The construction of the rail end can be greatly simplified if smaller coils of half the coil length are provided at the ends of the coil assemblies at l-3a, 2-3a, 1-36 and 2-36. This construction significantly simplifies the connection between the coil conductors.

Um eine große magnetomotorische Kraft um 80 000 AW für die elektromagnetische Schiene zu erzeugen, muß eine hohe Stromdichte in der Größen-Ordnung von 15 A/mm2 durch die Ankerspulenanordnung geleitet werden, wobei eine große Joulesche Wärme entwickelt wird. Wenn beispielsweise Züge von jeweils 300 m Länge in 5-Minuten-Intervallen mit einerIn order to generate a large magnetomotive force of 80,000 AW for the electromagnetic rail, a high current density on the order of 15 A / mm 2 must be passed through the armature coil assembly, generating a large Joule heat. For example, if trains each 300 m long run at 5-minute intervals with a

Geschwindigkeit von 500 km/h auf elektromagnetischen Schienen laufen, die jeweils Ankerspulen mit einem Leiter-Querschnitt von 5 cm2 aufweisen und aus 500 m langen Leiterabschnitten zusammengesetzt sind, erreicht der durch die sich mit der Zeit summierende Joulesche Wärme verursachte Temperaturanstieg der Ankerspulenanordnung schließlich gemäß Fig. 12 einen Wert dicht bei 800C. Bei Langsamfahrt des Zuges, wobei der Strom langer angelegt wird, d. h. der Zug eine längere Zeitspanne benötigt, um den 500 m langen elektromagnetischen Schienen-Versorgungsabschnitt zu durchfahren, ist dieser Temperaturanstieg sogar noch höher und kann 4000C oder sogar 10000C an Stationen bei Fahrtgeschwindigkeiten von 50 km/h betragen.Running at a speed of 500 km / h on electromagnetic rails, each of which has armature coils with a conductor cross-section of 5 cm 2 and is composed of 500 m long conductor sections, the temperature rise of the armature coil arrangement caused by the Joule heat that adds up over time finally reaches according to 12 shows a value close to 80 ° C. When the train is traveling slowly, where the current is applied longer, ie the train needs a longer period of time to travel through the 500 m long electromagnetic rail supply section, this temperature rise is even higher and can be 400 0 C or even 1000 0 C at stations at speeds of 50 km / h.

Durch diesen übermäßigen Temperaturanstieg werden die einen Teil der elektromagnetischen Schiene sowie des Spulenleiters darstellenden elektrischen Isolatoren, Füllstoffe und Schutzhüllen stark beeinträchtigt oder sogar beschädigt, wodurch ein mechanischer Ausfall der elektromagnetischen Schiene hervorgerufen werden kann. Infolgedessen ist es höchst wünschenswert, eine wirksame Einrichtung zur Ableitung der in der elektromagnetischen Schiene entwickelt bzw. gespeicherten Wärme vorzusehen. Zweckmäßig erfolgt dies dadurch, daß die Verbundspulen-Anordnungen an einem kühlmittelgekühlten Träger befestigt werden (nicht gezeigt).This excessive rise in temperature makes them part of the electromagnetic rail as well as the electrical insulators, fillers and protective covers representing the coil conductors or even damaged, causing mechanical failure of the electromagnetic rail can be. As a result, it is highly desirable to have an effective means of deriving the in the electromagnetic rail developed or to provide stored heat. Appropriately done this in that the composite coil assemblies are attached to a coolant-cooled carrier (Not shown).

Wahlweise kann der Träger auf die in Fig. 13 dargestellte Weise ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform besteht der Träger -aus einem hohlen, kastenförmigen Sockel 33 aus Beton oder einem anderen nichtmagnetischem Werkstoff sowie zwei einander gegenüberliegenden Spulen-Tragteilen 32 und 32', die von der Oberseite des Sockels 33 längs beider Seitenkanten einer öffnung 31 aufwärts ragen, wobei diese Tragteile 32 und 32' zwischen sich einen Zwischenraum zur Aufnahme der vergossenen Spulenanordnung X festlegen. Bei dieser Konstruktion kann die vergossene Spulenanordnung X sicher zwischen den Tragteilen 32 und 32' festgeklemmt werden, und die Verbindungsleitungen 34 zur Verbindung der die vergossene Spulenanordnung X darstellenden Spulen-Leiter können im Innenraum 35 des hohlen Sockels 33 untergebracht werden, wodurch Anschluß, Überprüfung und Wartung der Zuleitungen der Spulenleiter zwischen benachbarten elektromagnetischen Schienen sowie das Auswechseln der elektromagnetischen Schienen erleichtert werden.Alternatively, the carrier can be configured in the manner shown in FIG. In this embodiment, the support consists of a hollow, box-shaped base 33 made of concrete or some other non-magnetic material and two opposing coil support parts 32 and 32 ', which protrude upwards from the top of the base 33 along both side edges of an opening 31, with these support parts 32 and 32 'define an intermediate space for receiving the encapsulated coil arrangement X between them. With this construction, the potted coil assembly X can be securely clamped between the support parts 32 and 32 ', and the connecting lines 34 for connecting the coil conductors constituting the potted coil assembly X can be accommodated in the interior 35 of the hollow base 33, whereby connection, checking and Maintenance of the supply lines of the coil conductors between adjacent electromagnetic rails and the replacement of the electromagnetic rails are facilitated.

Normalerweise ist dl: elektromagnetische Schiene neben der erforderlichen Antriebskraft und der Schwebekraft für das Fa hrzeug einer durch das Rollen des Fahrzeugs während seiner Fahrt längs eines geraden Abschnitts der Schienenstrecke hervorgerufenen Kraft und einem Seitendruck unterworfen, der dann erzeugt wird, wenn der Zug einen Kurvenabschnitt durchfährt. Bei der in Fig. 13 dargestellten Konstruktion können die lotrechten Seitenflächen des Sockels 33 zur Aufnahme dieser Querkräfte dienen.Usually dl: electromagnetic rail in addition to the required driving force and the Levitation force for the vehicle by the rolling of the vehicle while driving along one straight section of the rail track caused force and a side pressure, which then is generated when the train traverses a curve section. In the construction shown in FIG the perpendicular side surfaces of the base 33 can serve to absorb these transverse forces.

Die Verbindung der Spulen-Leiter zwischen benachharten elektromagnetischen Schienen kann im Innern der Schienen oder durch Herausführen der Leiter an deren Außenseite erfolgen. Im zuletzt genannten Fall sollte die Verbindung am Ende der elektromagnetischen Schiene erfolgen. Da zudem eine gewisse thermischeThe connection of the coil conductors between adjacent electromagnetic rails can be inside the rails or by leading out the ladder on the outside. In the latter case the connection should be made at the end of the electromagnetic rail. Since there is also a certain thermal

ίο Ausdehnung und Verkürzung der elektromagnetischen Schiene infolge des Temperaturanstiegs in der Ankerspulenanordnung sowie infolge von Schwankungen in der Umgebungstemperatur unvermeidlich ist, müssen bestimmte Einrichtungen zur Berücksichtigung dieser thermischen Ausdehnung und Verkürzung vorgesehen sein.ίο Expansion and shortening of the electromagnetic Rail as a result of the temperature rise in the armature coil arrangement and as a result of fluctuations in The ambient temperature is inevitable, certain facilities must be taken to take this into account thermal expansion and shortening can be provided.

Gemäß Fig. 14 kann die vergossene Spulenanordnung X für die erfindungsgemäße elektromagnetische Schiene mit einem einstückig an die Spulenanordnung X angegossenen Glied 42 versehen sein, welches die abwärts verlaufenden Zuleitungen 44 der Spulen-Leiter enthält. Gemäß Fig. 15 werden zwei angegossene Glieder 42 und 42' an den einander benachbarten Enden der vergossenen Spulenanordnungen X und X' dicht aneinander herangebracht, worauf die Zuleitungen 44 und 44' durch flexible Überbrückungen 46 miteinander verbunden werden. Durch diese Konstruktion wird die Erzeugung von mechanischen Spannungen bzw. Beanspruchungen infolge der thermischen Ausdehnung und Verkürzung der Schienen verhindert, die die elektrische Festigkeit der Hochspannungsteile verbessert und die Streckenarbeit, Wartung und Überprüfung erleichtertAccording to FIG. 14, the encapsulated coil arrangement X for the electromagnetic rail according to the invention can be provided with a member 42 which is cast in one piece onto the coil arrangement X and which contains the downwardly running supply lines 44 of the coil conductors. According to FIG. 15, two cast members 42 and 42 'are brought close to one another at the adjacent ends of the cast coil arrangements X and X' , whereupon the supply lines 44 and 44 'are connected to one another by flexible bridges 46. This construction prevents the generation of mechanical stresses or stresses as a result of the thermal expansion and shortening of the rails, which improves the electrical strength of the high-voltage parts and makes track work, maintenance and inspection easier

Wenn die elektromagnetische Schiene in Längsrichtung mit einer nachgiebigen bzw. elastischen Halbleiter-Schicht versehen ist, in welche die Ankerspulenanordnung eingebettet ist, besteht selbst im Fall einer Sprühentladung infolge einer hohen Zwischenphasenspannung von z. B. 20 kV keine Gefahr für eine Verschlechterung, d. h. Beeinträchtigung der Isolierung, während es außerdem möglich ist, die durch die thermische Ausdehnung und Verkürzung infolge eines Temperaturanstiegs der Schienen hervorgerufenen Beanspruchungen auszuschalten.If the electromagnetic rail in the longitudinal direction with a flexible or elastic semiconductor layer is provided in which the armature coil assembly is embedded, exists even in the case of one Spray discharge due to a high inter-phase voltage of e.g. B. 20 kV no danger for one Deterioration, d. H. Impairment of the insulation, while it is also possible that by the thermal expansion and shortening caused by an increase in temperature of the rails Eliminate stress.

Wenn die erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schienen für den Bau von Schienenstrecken für mit ultrahoher Geschwindigkeit fahrende Züge benutzt werden, können die Züge ohne weiteres und sicher mit Geschwindigkeiten von mehr als 300 km/h betrieben werden. In diesem Zusammenhang ist jedoch zuIf the electromagnetic rails according to the invention for the construction of rail lines for with Ultra-high-speed trains are used, the trains can easily and safely Speeds of more than 300 km / h are operated. In this context, however, is too

so beachten, daß die erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schienen nicht auf die Verwendung für mit derart ultrahohen Geschwindigkeiten fahrende Züge beschränkt sind, sondern auch für verschiedene andere Arten von Zügen eingesetzt werden können, die mit niedrigen Geschwindigkeiten fahren.so note that the electromagnetic rails according to the invention are not intended for use with such Trains traveling at ultra high speeds are limited, but also to various others Types of trains that travel at low speeds can be used.

Hierzu S Blatt ZeichnungenSee S sheet drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektromagnetische Schiene für den Linearmotor-Antrieb eines Schienenfahrzeuges, bei welcher auf einen ortsfesten Träger mit lotrecht stehender Spulenebene in Längsrichtung der Schiene hintereinander angeordnete Rechteck-Ankerspulen in gegenseitiger Überlappung vorgesehen sind und mittels phasenversetzter Steuerung über Halbleiter-Stromrichter im Sinne der Erzeugung eines entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit fortschreitenden Wanderfeldes gespeist sind, um dem Fahrzeug in Verbindung mit einer fahrzeugseitigen gleichstromgespeisten Erregeranordnung eine Antriebskraft und eine Schwebekraft oder nur eine Antriebskraft zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß in Anwendung einer abschnittsweise einspeisbaren Mehrphasenwicklung in jedem Abschnitt mehrere nebeneinanderliegende Verbundspulenanordnungen (Fi g.4:1-1,5-1,5-2.... 2-1, 6-1,2-2,6-2...) vorgesehen sind, von denen jede aus zwei Spulensätzen (1-1, 1-2, 1-3 ...5-1,5-2,5-3) mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten und in einer geraden Linie angeordneten Rechteckspulen besteht, die mit einer der Länge einer Rechteckspule entsprechenden Teilung auf Abstand voneinander angeordnet sind und welche in der Weise in einer einzigen Reihe (F i g. 5, F i g. 6) angeordnet sind, daß die Rechteckspulen des einen Spulensatzes (1-1, 1-2, 1-3 ...) in die einer Spulenlänge entsprechenden Zwischenräume zwischen den betreffenden Rechteckspulen des anderen Spulensatzes (5-1, 5-2, 5-3 ...) eingefügt sind, wobei die Windungen jeder Rechteckspule zusammen mit den Verbindungsleitungen zwischen den Rechleckspulen quer zur Fahrtrichtung nebeneinanderliegen und die Verbindungsleitungen des einen Spulensatzes (1-1, 1-2, 1-3 ...) immer oben und die des anderen Spulensatzes (5-1, 5-2, 5-3 ...), der entgegengesetzt gewickelt ist, immer unten verlaufen.1. Electromagnetic rail for the linear motor drive of a rail vehicle, in which on a stationary carrier with a perpendicular Rectangular armature coils arranged one behind the other in the longitudinal direction of the rail in the coil plane mutual overlap are provided and by means of phase-shifted control via semiconductor power converters in the sense of generating a progressive speed corresponding to the vehicle speed Moving field are fed to the vehicle in connection with a vehicle-side DC-fed To give exciter arrangement a driving force and a floating force or just a driving force, characterized in that, that in the application of a multi-phase winding that can be fed in sections in each Section several adjacent composite coil arrangements (Fig. 4: 1-1.5-1.5-2 .... 2-1, 6-1,2-2,6-2 ...) are provided, each of which consists of two coil sets (1-1, 1-2, 1-3 ... 5-1,5-2,5-3) with a large number of series-connected and in one Rectangular coils arranged in a straight line, with one of the length of a rectangular coil corresponding pitch are arranged at a distance from each other and which in such a way in a single row (F i g. 5, F i g. 6) are arranged that the rectangular coils of a coil set (1-1, 1-2, 1-3 ...) into the spaces between the respective rectangular coils corresponding to a coil length of the other coil set (5-1, 5-2, 5-3 ...) are inserted, the turns of each Rectangular coil together with the connecting lines between the rectangular coils across the Side by side in the direction of travel and the connecting lines of one coil set (1-1, 1-2, 1-3 ...) always on top and those of the other set of coils (5-1, 5-2, 5-3 ...), which are wound in the opposite direction always run down. 2. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rechteckspule (1-1,...5-1,...6-1; 11;21,21')durch einen Leiter mit rechteckigem Querschnitt gebildet ist.2. Electromagnetic rail according to claim 1, characterized in that each rectangular coil (1-1, ... 5-1, ... 6-1; 11; 21,21 ') through a ladder with rectangular cross-section is formed. 3. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspulenanordnung (11) mindestens vier nebeneinanderliegende Reihen von Verbundspulenanordnungen (1-1,5-1,1-2,5-2 ... 2-1,6-1,2-2,6-2 ...) aufweist, von denen die Hälfte an ihren Enden mit einer kleineren Spule (l-3a, 1-36, 2-3a, 2-3b) von halber Spulenlängenteilung versehen sind.3. Electromagnetic rail according to claim 1 or 2, characterized in that the armature coil arrangement (11) has at least four adjacent rows of composite coil arrangements (1-1.5-1.1-2.5-2 ... 2-1.6- 1,2-2,6-2 ...), half of which are provided at their ends with a smaller coil (l-3a, 1-36, 2-3a, 2-3b) of half the coil length division. 4. Elektromagnetische Schiene nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen zwei Sätzen von Rechteckspulen (Fig.9) mit je mindestens zwei nebeneinanderliegenden Rechteckwindungen dadurch gebildet ist, daß der Endabschnitt (103) des waagerechten Schenkels (102) der letzten Windung um zumindest die Breite des lotrechten Schenkels (101) der ersten Windung (100) zum Spuleninneren hin abgebogen ist.4. Electromagnetic rail according to one of the preceding claims, characterized in that that the connection between two sets of rectangular coils (Fig.9) each with at least two adjacent rectangular turns is formed in that the end portion (103) of the horizontal leg (102) of the last turn by at least the width of the vertical leg (101) of the first turn (100) is bent towards the inside of the coil. 5. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundspulenanordnungen an einem kühlmittelgekühlten Träger befestigt sind.5. Electromagnetic rail according to claim 1, characterized in that the composite coil arrangements are attached to a coolant-cooled carrier. 6. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1,6. Electromagnetic rail according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen hohlen, kastenförmigen Sockel (33) aus nichtmagnetischem Material aufweist, dessen Oberseite mit einer längsverlaufenden öffnung (31) und mit zwei einander gegenüberliegenden, nach oben ragenden Traggliedern (32, 32') längs der Seitenkanten der Öffnung (31) versehen ist, daß ein vergossener Körper der Ankerspulenanordnung (X) zwischen den Traggliedern (32, 32') verspannt ist, und daß Anschlußleitungen (34) zum Anschluß bzw. zur Verbindung der Enden der benachbarten Spulensätze durch die öffnung (31) hindurch abwärts in den Innenraum (35) des Sockels herabgezogen sind.characterized in that the carrier has a hollow, box-shaped base (33) made of non-magnetic material, the top of which has a longitudinal opening (31) and two opposing, upwardly projecting support members (32, 32 ') along the side edges of the opening ( 31) is provided that a cast body of the armature coil arrangement (X) is clamped between the support members (32, 32 '), and that connecting lines (34) for connecting or connecting the ends of the adjacent coil sets through the opening (31) are pulled down into the interior (35) of the base. 7. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer längsverlaufenden, elastischen halbleitenden Schicht (12) versehen ist, in welche die Ankerspulenanordnung eingebettet ist.7. Electromagnetic rail according to claim 1, characterized in that it is provided with a longitudinal, elastic semiconducting layer (12) is provided in which the armature coil arrangement is embedded. 8. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspulenanordnung (11) zu einer einheitlichen Konstruktion vergossen ist und daß die Zuleitungen der Ankerspulenanordnung untrennbar an diese einheitliche Konstruktion angegossen sind.8. Electromagnetic rail according to claim 1, characterized in that the armature coil arrangement (11) is cast into a unitary construction and that the supply lines of the armature coil arrangement are inseparably cast on this uniform construction.
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