DE2341877A1

DE2341877A1 - Elektromagnetisches schwebesystem

Info

Publication number: DE2341877A1
Application number: DE19732341877
Authority: DE
Inventors: Werner Woitsch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-08-18
Filing date: 1973-08-18
Publication date: 1975-02-27

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung, München

Ottobrunn, 14. Aug. 1973

BS 62 Hb/pe

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Elektromagnetisches Schwebesystem

Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 21 40 874.2-32

Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 21 40 874.2-32)

betrifft ein elektromagnetisches Schwebesystem für Fahrzeuge mit beidseitig in Horizontallage angeordneten Elektromagneten, die das Fahrzeug gegenüber magnetisch leitfähigen Schienen sowohl mit Hilfe einer Spaltregelung freischwebend

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tragen als auch in Seitenrichtung führen. In einer Alternative sind hierbei auf jeder Fahrzeugseite zwei Reihen von Elektromagneten nebeneinander angeordnet, die je einer gemeinsamen magnetisch leitfähigen Schiene gegenüberstehen, welche schmaler ausgebildet ist als die Gesamtbreite der beiden Elektromagnetreihen, und sind ferner die Elektromagnete der einen Reihe jeweils stärker erregt als die der anderen Reihe.

Bei einem derartigen Schwebesystem werden die Elektromagnete nicht nur Anzugskräfte vertikaler Wirkungsrichtung (zum Tragen des Fahrzeugs) auf die zugehörigen Schienen ausüben, sondern auch - auf jeder Fahrzeugseite - noch sogenannte Rückstellkräfte, welche das Fahrzeug seitlich, d.h. in Richtung auf die betreffende Schiene zu verschieben versuchen. Wenn beispielsweise auf einer Fahrzeugseite die Elektromagnete der rechten Reihe schwächer erregt werden als die Elektromagnete der linken Reihe, dann haben diese die Neigung, sich und damit das gesamte Fahrzeug guer zur zugeordneten Schiene nach rechts zu verschieben. Unter Ausnutzung dieser Rückstellkräfte (auf beiden Fahrzeugseiten) zur Seitenführung läßt sich das Fahrzeug ständig in einer Mittellage zwischen den beiden Schienen halten. Bei dem Schwebesystem kann somit auf ausschließlich zur Seitenführung der Fahrzeuge bestimmte Mittel verzichtet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aufzuzeigen, wie sich bei einem derartigen Schwebesystem insbesondere die Seitenführungskräfte aktiv ändern lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf jeder Fahrzeugseite die beiden Reihen von Elektro— magneten jeweils gesondert geregelt erregbar sind. In

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diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß zwecks Steuerung des Fahrzeugs um seine Hochachse wenigstens auf einer Fahrzeugseite die beiden Elektromagnetreihen hinsichtlich der Regelung ihrer Erregung in üblicher Weise in zwei Regelgruppen unterteilt sein werden, nämlich in eine Bug- und eine Heckgruppe.

Das nach der Erfindung ausgebildete Schwebesystem hat den Vorteil, daß sich bei seitlicher Einwirkung von Störkräften am Fahrzeug, wie Luft- oder Fliehkräften, auf jeder Fahrzeugseite durch Rücknahme der Erregung der der Krafteinwirkung zugewandten Reihe von Elektromagneten und durch Verstärkung der Erregung der der Krafteinwirkung abgewandten Reihe von Elektromagneten eine den Störkräften entgegenwirkende (resultierende) Führungskraft bei etwa konstanter Tragkraft erzeugen läßt. Durch gemeinsame gleichsinnige Regelung kann eine Tragkraftminderung oder -verstärkung erzielt werden. In aller Regel wird man beide Arten des Regeins gleichzeitig durchführen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, welche im Blockschaltbild schematisch eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Erregung zweier Elektromagnete zeigt.

Die beiden Elektrpmagnete 17 gehören zu einer längs eines nicht dargestellten Fahrzeugs sich erstreckenden und an diesem befestigten Elektromagnetgruppe, wobei auf jeder Fahrzeuglängsseite beispielsweise zwei solcher Gruppen aus paarweise nebeneinander befindlichen Elektromagneten hintereinander angeordnet sind, Mittels einer Strichlinie ist angedeutet, daß die beiden Elektromagnete 17 miteinander mechanisch verbunden sind; sie können beispielsweise an einem gemeinsamen Tragkörper auf der betreffenden Fahrzeuglängsseite angeordnet sein_:.

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Eine den Elektromagneten 17 als Anker dienende (magnetisch leitfähige) stationäre Schiene 19 ist schmaler ausgebildet als die Gesamtbreite der beiden Elektromagnete, wobei gemäß der Zeichnung unter der Gesamtbreite die Breite beider Elektromagnete einschließlich des Abstandes zwischen ihnen zu verstehen ist. Bei der gewählten Anordnung können die Elektromagnete 17 in Verbindung mit der Schiene 19 sowohl eine Trag- als auch eine Seitenführungsfunktion erfüllen. Infolge der (dargestellten) magnetisch unsymmetrischen Soll-Lage jedes einzelnen Elektromagneten 17 gegenüber der Schiene 19 wirkt zwischen beiden eine Anzugskraft mit einer vertikalen und einer horizontalen Komponente. Solange beide Elektromagnete 17 sich in ihrer Soll-Lage zur Schiene 19 befinden, kompensiert bei gleicher Erregung der Elektromagnete die horizontale Komponente der Anzugskraft des einen Elektromagneten die horizontale Komponente der Anzugskraft des anderen Elektromagneten· Wird jedoch an die Wicklung 20 des einen Elektromagneten 17 eine höhere Spannung gelegt als an die Wicklung 20 des anderen Elektromagneten 17 und somit der eine Elektromagnet stärker als der andere erregt, dann hat dies eine resultierende horizontale Komponente der Anzugskraft, d.h. eine am Fahrzeug einwirkende Seitenführungskraft zur Folge. Dabei läßt sich durch gesonderte Regelung der Erregung der Elektromagnete 17 nahezu jede gewünschte Seitenführungskraft erreichen, was Voraussetzung dafür ist, das Fahrzeug berührungsfrei zu führen·

Zu diesem Zweck ist jeder Elektromagnet 17 bzw. dessen Wicklung 20 an ein übliches Stromsteuerorgan 21 bzw. 2'"' (z.B. aus Thyristoren) angeschlossen, wobei beide Stromsteuerorgane von einem Regler 22 angesteuert werden, der im einfachsten Fall aus zwei Teilroglern 23 und 24 besteht.

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Diese Teilregler 23 und 24 sind jeweils nach Art einer üblichen entkoppelten Regelschaltung aufgebaut, wie sie beispielsweise in der DT-PS 644 302 in einfachster Form beschrieben wird. Dem einen Teilregler 23 wird ein Signal in Form eines Spannungsistwertes u als Meßwert eines elektrischen Spaltfühlers 25 gemäß dem seitlichen Abstand der Elektromagnete 17 zur Schiene 19 und ein zweites Signal in Form eines Spannungssollwertes u (als Referenz-

jfl wert) gemäß dem einzuhaltenden seitlichen Abstand zugeführt. Der Teilregler 23 hat an seinen beiden Ausgängen zwei in ihrer Größe unterschiedliche Stellsignale u_ bzw. u_R in Form von Spannungswerten, wobei die Größe der Stellsignale u_T und u_o unter anderem von der Größe

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und Richtung der seitlichen Auslenkung der Elektromagnete 17 gegenüber der Schiene 19 abhängig ist. Es sei hier bemerkt, daß dem Teilregler 23 in aller Regel weitere Signale, z.B. gemäß der absoluten seitlichen Magnetbeschleunigung, vorgegeben werden.

Dem zweiten Teilregler 24 wird analog ein Signal in Form eines Spannungsistwertes u als Meßwert eines elektrischen Spaltfühlers 26 gemäß dem vertikalen Abstand der Elektromagnete 17 zur Schiene 19 und ein zweites Signal in Form eines Spannungssollwertes u_z<? (als Referenzwert) gemäß dem einzuhaltenden vertikalen Abstand zugeführt. Am Ausgang dieses Reglers 24 erscheint ein Stellsignal u_M in Form eines Spannungswertes, welches in seiner Größe unter anderem von der Größe der mittleren vertikalen Auslenkung der Elektromagnete 17 gegenüber der Schiene 19 abhängt. Auch diesem Teilregler 24 wird man weitere Signale, z.B. gemäß der absoluten vertikalen Magnetbeschleunigung, vorgeben.

Das Stellsignal u_M des Teilreglers 24 wird sowohl einer dem

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Stromsteuerorgan 21 des linken Elektromagneten 17 zugeordneten Summationsstelle 27 als auch einer dem Stromsteuerorgan 21' des rechten Elektromagneten 17 zugeordneten Summationsstelle 27' zugeführt, um dort eine Summierung mit dem betreffenden Stellsingal u_L bzw. u_R des ersten Teilreglers 2 3 durchzuführen und entsprechende Stellsingale IL. bzw. U zur Ansteuerung der Stromsteuerorgane 21 bzw. 21' zu bilden.

Es sei noch bemerkt, daß es sich mit Ausnahme der die Stromsteuerorgane 21 und 21· mit der jeweils zugeordneten Wicklung 20 verbindenden Leitungen bei sämtlichen Leitungen der dargestellten Schaltungsanordnung um Steuerleitungen handelt.

- Patentanspruch -

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Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 14. Aug. 1973

Gesellschaft mit BS62 Hb/pe

beschränkter Haftung, 7588 _v

München

Patentanspruch

Elektromagnetisches Schwebesystem für Fahrzeuge mit beidseitig in Horizontallage angeordneten Elektromagneten, die das Fahrzeug gegenüber magnetisch leitfähigen Schienen sowohl mit Hilfe einer Spaltregelung freischwebend tragen als auch in Seitenrichtung führen, bei dem auf jeder Fahrzeugseite zwei Reihen von Elektromagneten nebeneinander angeordnet sind, die je einer gemeinsamen magnetisch leitfähigen Schiene gegenüberstehen, welche schmaler ausgebildet ist als die Gesamtbreite der beiden Elektromagnetreihen, und bei dem die Elektromagnete der einen Reihe jeweils stärker erregt sind als die der anderen Reihe, gemäß Patent (Patentanmeldung P 21 40 874.2-32), dadurch gekennzeichnet , daß auf jeder Fahrzeugseite die beiden Reihen von Elektromagneten (17) jeweils gesondert geregelt erregbar sind.

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