DE2322903A1

DE2322903A1 - Linearsynchronmotor fuer hochgeschwindigkeitsfahrzeuge

Info

Publication number: DE2322903A1
Application number: DE2322903A
Authority: DE
Inventors: Sadaharu Kawai; Naoki Maki; Hironori Okuda; Tamotsu Tatsumi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1973-05-07
Publication date: 1973-11-15
Also published as: FR2183954A1; JPS4919304A; GB1426221A; FR2183954B1; JPS5321085B2; US3872357A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Synchronmotor für den Antrieb und das Schweben oder die Stabilisierung eines Hochgeschwindigkeitsfahrzeugs.

Gegenwärtig wird ein Hochgeschwindigkeitsfahrzeug entwickelt, das mit einer Geschwindigkeit von 300 km/h oder mehr fährt und durch einen Linearmotor angetrieben wird. Dieses Fahrzeug hat Feldspulen einschließlich Supraleitern am Fahrzeug und entsprechende kurzschließende Spulen oder Leiterbleche am Boden gegenüber den Feldspulen, so daß das Fahrzeug durch die zwischen den Feldspulen und

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den kurzschließenden Spülen erzeugte elektromagnetische Abstoßungskraft magnetisch schwebt und direkt ohne Reibungskraft linear angetrieben wird. In einem derartigen Linearmotor sind jedoch verschiedene Einrichtungen für den Antrieb, das Schweben und die Stabilisierung des Fahrzeugs vorgesehen, die erfordern, daß zahlreiche Spulen am Fahrzeug und am Boden vorgesehen.sind, was hohe Kosten zur Herstellung des Fahrzeugsystems erfordert.

Es ist deshalb anzustreben, eine wirtschaftliche Vorrichtung zu entwickeln, die erlaubt, daß die Spulen gleichzeitig für den Antrieb und das Schweben verwendet werden. Derartige, bereits diskutierte Vorrichtungen werden weiter unten näher erläutert«

Eine dieser Vorrichtungen ist so ausgebildet, daß die an beiden Seiten des Fahrzeuges angebrachten Feldspulen zwischen den Ankerspulen liegen, die bei einem mittleren Teil der Bahn am Boden vorgesehen sind, und daß die Magnetschwebe- oder Kissenkraft aus dem Produkt der Feldmagnetflüsse und dem Gleichstrom erhalten wird, der in diesen Teilen der Spulen in Fahrtrichtung des Fahrzeuges fließt, wobei die Antriebskraft aus dem Produkt der Feldmagnetflüsse und dem Gleichstrom erhalten wird, der in den Teilen der Spulen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges fließt. Diese Vorrichtung, die Gleichstromlinearmotor genannt wird, der durch eine geringere Pulsierung oder Schwankung der Magnetkissenkraft für ein stabilisiertes Schweben charakterisiert ist, hat die Nachteile einer kleineren Antriebskraft und höherer Kosten aufgrund komplizierter Einrichtungen zum Schalten des Stromes in den Ankerspulen während der Fahrt des Fahrzeugs.

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In einer anderen bereits diskutierten Vorrichtung sind die Ankerspulen am Boden entsprechend zu den im Fahrzeug vorgesehenen Feldspulen so angeordnet, daß drei Ankerspulen in einem Schritt von 60 für jede Feldspule vorgesehen sind, um eine Vorrichtung mit sechs Phasen zu erzielen. Das Fahrzeug wird bei dieser Vorrichtung aufgrund des gleichen Prinzips wie beim vorherigen Beispiel durch die Kraft angetrieben und abgehoben, die durch geeignetes Schalten des in den Ankerspulen fließenden Stromes erhalten wird. Obwohl <üe kurze Länge der bei dieser Vorrichtung verwendeten Ankerspulen deren Herstellung erleichtert, sind für jedes Paar von Feldspulen mehr Thyristoren zum Schalten des Stromes im Hauptstromkreis erforderlich, was zu den Nachteilen einer geringeren Kissenkraft und zu größeren Schwankungen von dieser führt.

Im Hinblick auf diese bereits diskutierten Vorrichtungen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearsynchronmotor für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge anzugeben, die sowohl eine ausreichende Antriebskraft als auch eine stabile Kissenkraft aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß die Beziehung zwischen* den im Fahrzeug angebrachten Magnetspulen und den entsprechenden Ankerspulen so festgelegt ist, daß die Ungleichung

ι 18O m u\ , . 1 4_Qno 18O m U\ erfüllt ist, mit

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m = Länge einer Seite der Ankerspulen in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die eine geeignete Anzahl von Wicklungen aufweisen,

γ· = Voreilwinkel der Ankerspule beim Beginn des Stromflusses, und

u = Überlappungswinkel.

In dieser Ungleichung ist χ = 2, wenn eine Ganzwellensteuerung des Ankerstromes verwendet wird, und χ = η (η = Anzahl der Phasen der Ankerspulen), wenn eine Halbwell ens teuerung verwendet wird. Weiterhin ist entsprechend der vorliegenden Erfindung der Voreilwinkel Ϋ- veränderlich, um sowohl eine positive und negative Antriebskraft als auch eine Kissen- oder Stabilisierungskraft zu erhalten, wobei die Ankerwicklungen die Form verteilter Wicklungen aufweisen, wobei die Teilung (Schritt) der Feldmagnatspulen kleiner als die Polteilung ist, und wobei die Ankerwicklungen einlagig bei einer Teilung oder einem Schritt von 120° sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung der räumlichen Anordnung zwischen den Feldspulen und den Ankerspulen;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der durch die Feldspulen erzeugten Magnetflüsse;

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* — 5 —

Fig. 3 und h Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des Linearsynchronmotors für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge des Ganzwellensteuerungstyps entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des Linearsynchronmotors für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge des Halbwellensteuerungstyps entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des in der Fig. 5 dargestellten Linearmotors mit Voreilwinkeln von jeweils 6o°, 90° und 120°;

Fig. 7 und 8 Schaltungen zur Erläuterung der Ganzwellen- und Halbwellensteuerungsvorrichtungen;

Fig. 9 und 10 Diagramme zur Erläuterung der Antriebsund Kissenkräfte, wenn jeweils die G-anzwellen- und Halbwellensteuerungsvorrichtung verwendet wird;

Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs eines erfindungsgemäßen Linearmotors mit Ankerspulen mit verteilten Wicklungen;

Fig. 12 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des erfindungsgemäßen Linearmotors, dessen Feldspulen kürzer als die Polteilung sind;

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-6- ■■■-..

Fig. 13 und 14 jeweils Längs- und Querschnitte des Linearsynchronmotors für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 15 einen Längsschnitt des Linearsynchronmotors für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge, entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das in der Fig. 1 dargestellte Diagramm dient zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Feldspulen 1 einschließlich Supraleitern, die am Fahrzeug angebracht sind, und mehreren entsprechenden Ankerspulen, die am Boden in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen sind. Das in der Fig. 2 dargestellte Diagramm zeigt die Magnetflußdichten in den Ankerspulen 2, wie sie durch die Feldspulen 1 erzeugt werden, die im Fahrzeug 3 vorgesehen sind. In Anbetracht der Tatsache, daß die hänge der Feldspulen im Vergleich zu ihrer Breite ausreichend groß ist, beträgt die Magnetflußdichte auf der Oberfläche der Ankerspulen jeweils in transversaler Richtung (x) und in vertikaler Richtung (y) Bx und By. Die Bezugszahl 2 ist weiter unten näher erläutert, wobei angenommen wird, daß die Feldspulen in ihrer Länge unendlich sind. Es gilt dann:

/U If ,

(x-a) +g (x

^{Βχ = Ζ}γτ-(τ—fr-2-7—fr-2} ⁽²⁾

(X-a) +S I -JT 4.3) A-St i

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/U = magnetische Permeabilität der Luft, "2a = Breite der Feldspulen,

g = mittlerer Abstand zwischen den Feldspulen und Ankerspulen,

If = magnetomotorische Kraft der Feldspulen, und

χ = Abstand vom mittleren Punkt der Feldspulen in transversaler Richtung.

Es soll nun die Wechselwirkung zwischen der Feldspule ABCD und der Ankerspule EFGH (Fig. i) näher betrachtet werden. Nach der Dreifingerregel wird die Magnetkissenkraft des Fahrzeuges aus der Abstoßungskraft KB Ia (Κ = ortsabhängig) erhalten, die das Produkt aus der Magnetflußdichte Bx in transversaler Richtung und dem Ankerstrom Ia ist, der in den Teilen FE und HG der Ankerspulen in Fahrtrichtung des Fahrzeuges fließt. Auf ähnliche Weise wird die Antriebskraft für das Fahrzeug aus dem Produkt der Magnetflußdichte B in vertikaler Richtung, die durch die Feldspule ABCD erzeugt wird, und dem Ankerstrom Ia erhalten, der in den Teilen GF und EH der Ankerspulen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges fließt, d. h., diese Kraft beträgt KB Ia, wobei K„ ortsabhängig ist.

Das oben aufgeführte Betriebsprinzip trägt zur Verwirklichung eines Linearsynchronmotors bei, der Einrichtungen aufweist, die durch geeignetes Schalten des Anker-

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stromes in Übereinstimmung mit der Lage der Feldspulen zu einem gleichzeitigen Antrieb und Abheben beitragen. Bei einer derartigen Vorrichtung hängen die Größe der Antriebs- und Kissenkräfte und der Schwankungs- und Kissenkraft in einem großen Maß von der Anzahl der Phasen der Ankerspulen, deren Teilung, dem Schalten der Erregung der Ankerspulen, d. h. dem Voreilwinkel und der Periode der Erregung und deren Überlappungswinkel ab.

In der Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des erfindungsgemäßen Linearsynchronmotors für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge dargestellt. Mit dem Bezugszeichen a ist die Lagebeziehung zwischen den Feldspulen und den Ankerspulen gezeigt, wobei die Feldspulen zwei Pole N und S aufweisen, während die dreiphasigen Ankerspulen einer einlagigen Imaginärwicklung einen Schritt von 120 haben. Die tatsächliche Länge der Ankerspulen ist jedoch etwas kleiner als der tatsächliche Schritt von 120 , was darauf beruht, daß die Dicke der Spulen und die Spalten zwischen diesen berücksichtigt werden müssen. Es ist auch möglich, Ankerspulen mit einer zweilagigen Wicklung anstelle einer einlagigen Wicklung zu verwenden. Mit d«m Bezugszeichen Z ist der Abstand zwischen einer der .Ankerspulen und einer entsprechenden Feldspule in der Fahrtrichtung L des Fahrzeuges bezeichnet. Die Feldflußdichte, die durch die oben aufgezeigte Vorrichtung erzeugt wird, weist im wesentlichen eine rechteckige Form auf, wie dies in Fig. 3 (b) dargestellt ist. Beim Schalten fließt ein Strom Ia in den U-Phasen-Ankerspulen, wie dies in Fig. 3 (c) durch das Ganzwellensteuerungsverfahren (das weiter unten näher erläutert wird) dargestellt ist. Weiterhin sind vorgesehen Magnetflüsse jji , die auf der Kreuzung der

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Teile der Ankerspulen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges und der Dichte By des Magnetflusses beruhen. Magnetflüsse ^₂, die auf der Kreuzung der Längsteile der Ankerspulen und der Dichte Bx des Magnetflusses (Fig. 3 (d)) beruhen, aus denen jeweils die Antriebs- und Kissenkraft in den in den Fig. 3 (e) und 3 (f) dargestellten Signalformen erhalten wird.

Wie aus diesen Figuren hervorgeht, weist die als Antriebskraft dargestellte Signalform ein kleines Element einer Bremskraft auf, obwohl sie im allgemeinen die Antriebskraft in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs bildet. Andererseits bildet die die Kissenkraft darstellende Signalform im wesentlichen insgesamt die tatsächliche Kissenkraft. In Anbetracht der allgemeinen Forderung, daß die Kissenkraft für ein Hochgeschwindigkeitsfahrzeug größer als die Antriebskraft ist, bietet die dargestellte Beziehung zwischen den beiden Kräften keine Schwierigkeit.

Signalformen, die die gesamte Antriebs- und Kissenkraft zeigen, die von der in der Fig. 3 dargestellten Dreiphasenspulenanordnung erhalten werden, sind in der Fig. 4 gezeigt. Wie hieraus leicht hervorgeht, wird das gesamte, die Antriebskraft darstellende Signal in der Fahrtrichtung L des Fahrzeugs eingespeist, während die Kissenkraft sehr stabil ist und lediglich einen kleinen Schwankungsbetrag aufweist. Mit K ist der mittlere Pegel der Kräfte in den Figuren bezeichnet.

In Fig. 5, die Fig. k zur Erläuterung einer Halbwellensteuerung des Stromes in den Ankerspulen gleicht, ist ein Teil der dargestellten Antriebskraft mit einer Brems-

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- ΊΟ -

kraft versehen, während die gesamte Kissenkraft wie in Fig. 4 stabil ist. Diese Vorrichtung erlaubt eine große Verringerung der Anzahl der Thyristoren zum Schalten des Stromes in jeder der Ankerspulen im Vergleich zu einer Vorrichtung mit einer Ganzwellensteuerung.

Das in Fig. 6 gezeigte Diagramm dient zur Erläuterung der Signalformen der gesamten Antriebskraft und der gesamten Kissenkraft, die von der Halbwellensteuerungsvorrichtung erhalten werden, bei der der Voreilwinkel ^ im Zeitpunkt des Startens des Stromflusses in den Ankerspulen jeweils auf elektrische Winkel von 6θ , 90 und 120 eingestellt ist. Aus dieser Figur geht hervor, daß die gesamte Antriebskraft zwischen einer positiven Antriebskraft in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges und einer Bremskraft in der umgekehrten Richtung schaltbar ist, während im wesentlichen die gesamte Kissenkraft konstant gehalten wird. In diesem Fall beträgt der ¥elligkeitsfaktor der Kissenkraft 1/3 bis i/7 im Vergleich zur Veränderung der Kissenkraft bei einer Änderung des Voreilwinkels, der kleiner als i/i3 ist.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß es durch einen veränderlichen Voreilwinkel T möglich ist, eine veränderliche positive und negative Antriebskraft zu erzeugen, während die Kissenkraft konstant gehalten wird. Es ist offensichtlich, daß die Steuerung des Betriebs eines Hochgeschwindigkeitsfahrzeugs damit durch Steuerung des Voreilwinkels V erhalten werden kann.

Die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Diagramme dienen zur Erläuterung der Ganzwellen- und Halbwellensteuerungs-

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vorrichtungen, bei denen der in den Ankerspulen fließende Strom durch gleiches Schalten gesteuert wird. Bei der Ganzwellensteuerungsvorrichtung ist eine positive und negative Spannungsquelle mit jeder Ankerspule verbunden, wodurch ein Strom getrennt in jeder Ankerspule fließt. Als Ergebnis sind 12 Thyristoren für jede Phase, d. h. 36 Thyristoren für drei Phasen, erforderlich.

Bei der in der Fig. 5 dargestellten Halbwellensteuerungsvorrichtung sind dagegen die Enden der Ankerspulen miteinander verbunden, so daß ein Strom lediglich in zwei der drei Phasen unter normalen Bedingungen fließt. Beispielsweise sind die Thyristoren so gesteuert, daß der in die Ankerspule der U-Phase fließende Strom aus der Ankerspule der V-Phase fließt. Bei einer derartigen Vorrichtung ist es erforderlich, lediglich 6 Thyristoren für jede Phase vorzusehen, d. h„ 18 Thyristoren für drei Phasen. Das ist die Hälfte der Anzahl der Thyristoren, die für eine Ganzwellensteuerungsvorrichtung erforderlich sind, was wesentlich geringere Kosten zur Herstellung des Linearmotors ermöglicht.

Im folgenden wird ein Fall untersucht, bei dem Ankerspulen einer gegebenen Anzahl von Phasen, eine gegebene Länge der Spulen, ein gegebener Betrag des Voreilwinkels und eine gegebene Vorrichtung zur Steuerung des Stromes verwendet werden.

In der Fig. 9 sind Signalformen der Antriebs- und Kissenkraft dargestellt, die in einer Ankerspule einer Phase mit der Länge m, der Phasenanzahl η und dem Voreilwinkel Jf bei einer Ganzwellensteuerungsvorrichtung erzeugt werden.

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Es ist offensichtlich, daß durch Veränderung des Voreil winkels ^f ein gegebener gewünschter Betrag einer positi ven oder negativen Antriebskraft und einer Kissenkraft erzeugt wird. Es ist aus dieser Figur auch offensichtlich, daß gilt

- 90* - f und 2T₂ - 270°

β und 2fo ⁼ Voreilwinkel, bei dem die Kissenkraft auf Null verringert ist»

Wenn deshalb

90° -f<£<270° -§ (3)

gilt, dann wird eine Kissenkraft mit einer so über positive und negative Bereiche veränderlichen Antriebskraft erhalten, daß diese Null wird, wenn $ = 180° - m/2. Auf diese Weise ist es durch eine geeignete Auswahl des Voreilwinkels $ möglich, gleichzeitig eine Kissen- und Antriebskraft zu erhalten.

In der Fig. 10 sind Signalformen dargestellt, die die Antriebs- und Kissenkraft darstellen, die in einer Spule einer Phase erzeugt werden, wenn der Voreilwinkel $ im Halbwellensteuerungssystem verändert wird, wobei die Spulenlänge und die Anzahl der Phasen der Ankerspulen jeweils auf m und η eingestellt ist. In diesem Fall wird, im Unterschied zu einer Ganzwellensteuerungsvorrichtung, die

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Periode des Stromflusses in den Ankerspulen entsprechend der Anzahl der Phasen η verändert, mit dem Ergebnis, daß der Bereich der verfügbaren Antriebs- und Kissenkraft von dem Fall eines Ganzwellensteuerungssystems verschieden ist, obwohl die Tatsache unverändert bleibt, daß eine gegebene gewünschte positive oder negative Antriebs- und Kissenkraft durch geeignete Veränderung des Voreilwinkels /erzielt wird. Wie aus der Figur leicht hervorgeht, können die Winkel $■ und X , bei denen die Kissenkraft Null wird, ausgedrückt werden durch

« 180° m , α .o~o 180° m

Dies bedeutet, daß eine Kissenkraft erzeugt wird, wenn die folgende Ungleichung erfüllt ist:

Unter dieser Bedingung wird eine Antriebskraft erhalten, die zwischen positiven und negativen Pegeln veränderlich ist und Null wird, wenn gilt:

JJ= (90° ₊ -ifSl-f).

Es soll darauf hingewiesen werden, daß das Fahrzeug mit einer Kissen- und einer Antriebskraft gleichzeitig durch geeignete Auswahl des Voreilwinkels versorgt werden kann.

Der Überlappungswinkel U, auf den oben kein Bezug ge-

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nommen wurde, tritt unvermeidbar beim Schalten der Thyristoren auf. Die Ungleichungen (3) und (4) müssen jeweils durch die folgenden Gleichungen ersetzt werden, wenn ein derartiger Überlappungswinkel U vorliegt:

(90° -§ ₊ §)< ^<i(270^O -f ₊ H) (5)

für ein Ganzwellensteuerungssystem, und

χ = 2, wenn der Strom in den Ankerspulen durch das Ganzwellensteuerungssystem gesteuert ist, und

χ = n, wenn der Strom durch das Halbwellensteuerungssystem gesteuert ist.

In der Fig. 1 sind Signalformen für die Antriebs- und Kissenkraft dargestellt, die in einem Fall erhalten wird, in dem der Voreilwinkel von 90 in den Ankerspulen von verteilten Wicklungen vorhanden ist, von denen jede um 30 versetzt ist, wobei der Strom in diesen durch das Ganzwellensteuerungssystem gesteuert ist. Dies macht eine weichere Kurve des Magnetflusses aus, der die Antriebsund Kissenkraft beeinflußt, wie wenn Ankerspulen mit zusammengedrängten Wicklungen verwendet werden. Deshalb treten weniger Schwankungen der Antriebs- und Kissenkraft auf. Dies ist ein wesentlicher Vorteil für einen Linearsynchronmotor für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge.

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In Fig. 12 ist ein Fall dargestellt, bei dem die Länge der Feldspulen kürzer als die Polteilung ist. In diesem Fall ist es im wesentlichen aus dem gleichen Grund wie bei dem in der Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, die Schwankungen zu verringern.

Längs- und Querschnitte von Linearsynchronmotoren für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge sind gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in den Fig. 13 und lh dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, daß Feldspulen 11 auf beiden Seiten des Fahrzeuges über den Ankerspulen 12 in der Mitte liegen. Die Richtung des Feldmagnetflusses ist auf die. transversale Komponente By¹ beschränkt. Die Kissenkraft wird aus K-By¹Ia¹ (K" = ortsabhängig) erhalten, was das Produkt aus der Komponente By¹ und dem Ankerstrom Ia¹ ist, der im Teil HG der Ankerspulen in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges fließt, während die Antriebskraft aus dem Produkt der Komponente By¹ und dem Ankerstrom Ia¹ erhalten wird, der in den Spulenteilen GF und HE senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges fließt, d. h. aus K^By¹IA (Κ. = ortsabhängig). Der Grund hierfür, warum der Teil HG der Ankerspulen in der gleichen Höhe wie der Teil AB der Feldspulen ist, liegt darin, daß die Kissenkraft zunimmt, um das Fahrzeug 13 anzuheben, wenn es absinkt, um dadurch eine stabile Schwebe- oder Kissenkennlinie zu erhalten. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird die tatsächliche Kissen- und Antriebskraft durch Steuerung des Voreilwinkels X wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen erhalten.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er-

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- Λ 6 -

findung ist in der Fig. 15 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Feldspulen 21 aus Supraleitern auf beiden Unterseiten des Fahrzeuges 23 gegenüber zu den im Boden vorgesehenen Ankerspulen 25 angeordnet. Bei dieser Vorrichtung wird nicht nur die Antriebskraft, sondern auch die das Fahrzeug 23 gegen die Mitte drückende Stabilisierungskraft durch Regelung des Voreilwinkels ^f erhalten» Zusätzlich zu den Ankerspulen sind am Boden 25 Bodenspulen 24 unter dem Fahrzeug für das magnetische Schweben des Fahrzeuges vorgesehen.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen lediglich mögliche Anordnungen der Feld- und Ankerspulen. Es ist selbstverständlich, daß diese Anordnungen abgewandelt werden können.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß die Feldspulen am Fahrzeug gegenüber zu den Ankerspulen am Boden vorgesehen sind, wobei der Voreilwinkel $ im Zeitpunkt des Startens des Stromflusses der Ankerspulen im Bereich

(²IT- - Ί ⁺ !> < * < <^l80° ⁺ ²IT- - Ί ⁺ f)

ausgewählt ist, mit

η = Anzahl der Phasen der Ankerspulen,

m = Länge der Ankerspulen,

u = Überlappungswinkel dazwischen, und

χ = 2 oder n, jeweils abhängig davon, ob der Strom in den Ankerspulen durch eine Ganzwellen- oder Halbwellensteuerungsvorrichtung gesteuert ist.

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Der Voreilwinkel J ist veränderlich^.um nicht nur
die Kissen- oder Stabilisierungskraft, sondern auch gleichzeitig eine veränderliche positive oder negative Antriebskraft zu erhalten. Die Ankerspulen bestehen aus verteilten Wicklungen. Der Abstand der Feldspulen ist kürzer als die
Polteilung. Die Ankerspulen sind einlagig bei einem Schritt von 120 gewickelt. Dadurch ist es möglich, eine wirksame
Antriebs- und Kissen- oder Stabilisierungskraft gleichzeitig mit geringen Schwankungen der Kissenkraft zu erhalten. Ebenso ist die Antriebskraft positiv und negativ veränderlich, indem der Voreilwinkel geeignet verändert wird, während die Kissenkraft konstant gehalten ist, so daß ein
Hochgeschwindigkeitsfahrzeug durch Regelung des Voreilwinkel s Jf steuerbar betrieben werden kann.

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Claims

Patentansprüche

/ 1 .JLinearsynchronmotor für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge, gekennzeichnet durch

Feldspulen (11; 21) an den Fahrzeugen (i3; 23) und

Ankerspulen (i2; 22), die am Boden (25) gegenüber den Feldspulen (11, 21) vorgesehen sind,

wobei der Voreilwinkel ( ξ ) der Ankerspulen (l2; 22) zu Beginn des Stromflusses in diesen folgende Ungleichung erfüllt;

η = Anzahl der Phasen der Ankerspulen, m = Länge der Ankerspulen,
u = Überlappungswinkel, und

χ = 2 oder n, je nach dem, ob der Strom in den Ankerspulen jeweils durch eine Ganzwellen- oder Halbwellensteuervorrichtung gesteuert ist.

2. Linearsynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kissen- oder Stabilisierungskraft als auch die positiv und negativ veränderliche Antriebskraft durch Variation des Voreilwinkels (ft ) erhalten werden.

3· Linearsynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspulen (12; 22) aus einer verteilten Wicklung bestehen.

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k. Linearsynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Feldspulen (i, 11; 21)
kürzer als die Polteilung ist.

5. Linearsynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspulen (12; 22) einlägig mit einem Schritt von 120 gewickelt sind.

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