DE2425940C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Linearan­ trieb, bei dem einer Fahrtrasse ein Wanderfeld und Fahrzeugen Erregermagnete zugeordnet sind, wobei die Fahrtrasse in eine Vielzahl von Fahrtrassenabschnitten unterteilt ist, die von mehreren Frequenzumrichtern gespeist werden, und wobei den Frequenzumrichtern von den Fahrzeugen aus beeinflußbare Steuereinrichtungen zugeordnet sind.

Ein elektromagnetischer Linearantrieb mit derartigen Merkmalen ist aus der DE-OS 22 38 403 bekannt. In dieser Druckschrift ist zwar eine stoßfreie Umschaltung zwischen benachbarten Fahr­ trassenabschnitten angesprochen, ohne daß jedoch Maßnahmen erwähnt wären, mit welchen eine solche stoßfreie Umschaltung ermöglicht wird. Es ist lediglich die Anwendung von Energie­ speichern zur Glättung der Ausgleichsvorgänge erwähnt. Demnach wird bei diesem bekannten elektromagnetischen Linearantrieb in der Praxis eine glatte Fahrzeugübergabe zunächst nicht erreicht und müssen die daraus resultierenden Stoßwirkungen an den Über­ gangsstellen zwischen benachbarten Fahrtrassenabschnitten mit Glättungsenergiespeichern abgefangen werden. Es bleibt auch offen, wie eine saubere, pollagegerechte Wanderfeld-Phasen­ steuerung innerhalb der einzelnen Fahrtrassenabschnitte er­ reicht werden kann.

Die CH-PS 5 25 584 zeigt einen elektromagnetischen Linearan­ trieb mit Positionsdetektoren, welche die gegenelektromoto­ rischen Kräfte erfassen, die von Erregermagneten an der Fahr­ trasse in der Antriebsmagnetentwicklung des Fahrzeugs induziert werden, wobei die Ausgangssignale der Positionsdetektoren zur Steuerung eines Polwenders im Fahrzeug benutzt werden. Diese Druckschrift befaßt sich jedoch nicht mit einzeln ein- und ausschaltbaren Fahrtrassenabschnitten und je zugeordneten Frequenzumrichtern.

Die letztgenannte Druckschrift beschreibt ein Linearantriebs­ system, bei welchem sich die Antriebsmagnetwicklung am Fahr­ zeug befindet und daher mit Strom gespeist werden muß, der im Fahr­ zeug verfügbar ist. Dieser Antriebsstrom muß entweder mit einem mit dem Fahrzeug mitgeführten Stromerzeugungsaggregat erzeugt oder mit Hilfe von Schleifkontakten von an den Fahr­ trassen angeordneten Stromversorgungsschienen abgenommen werden. Ersteres bedeutet, daß Kraftstoff für ein Stromerzeugungs­ aggregat mitgeführt werden muß. Letzteres bedeutet zusätzlich Installationsaufwand und ist bei Hochgeschwindigkeitssystemen problematisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektro­ magnetischen Linearantrieb der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, daß ein vom Installations-, Steuerungs- und Be­ triebskostenaufwand möglichst günstiges Ergebnis erreicht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben und kann den Unteransprüchen gemäß vorteilhaft weitergebildet werden.

Dadurch, daß man dem Fahrzeug Permanent-Erregermagnete zu­ ordnet und sowohl die pollagerichtige Wanderfeld-Phasen­ steuerung innerhalb des Fahrtrassenabschnittbereichs des jeweiligen Frequenzumrichters als auch die Fahrzeugüber­ gabesteuerung zwischen den Bereichen benachbarter Frequenz­ umrichter mittels der am Fahrzeug angeordneten Geber und der an den Fahrtrassen angeordneten Sensoren bewirkt, kommt man nicht nur zu äußerst einfachen und preisgünstigen Fahr­ zeugen, da diese nur noch mit Permanentmagneten ausgerüstet zu sein brauchen, sondern auch zu einer sehr einfachen Wander­ feldsteuerung und Fahrtrassenabschnittsteuerung.

Ein wesentlicher Faktor bei der Lösung des Aufgabenaspekts eines preiswerten Linearsystems ist es, die einzelnen Frequenzumrichter für den lokalen Vorschubkraftbedarf auszu­ legen. Für viele Fahrtrassenabschnitte, die mit einem relativ geringen Vorschubkraftbedarf auskommen, beispielsweise Konstantgeschwindigkeitsabschnitte, braucht man nur ent­ sprechend leistungsmäßig niedrig ausgelegte Frequenzumrich­ ter einzusetzen, während man Frequenzumrichter mit hoher Leistung, die entsprechend teuer sind, beispielsweise nur für Beschleunigungsstreckenabschnitte und für bergaufführende Streckenabschnitte benötigt.

Bei der Fahrzeugübergabe zwischen Frequenzumrichtern, die stark unterschiedliche Leistung einspeisen, ist es besonders wichtig, das den Antrieb bewirkende Wanderfeld nicht nur phasenmäßig pollagerichtig zu steuern sondern auch die Einschalt- und damit Übergabezeitpunkte exakt zu steuern. Hierbei hilft die er­ findungsgemäße Maßnahme, mit den Gebern und Sensoren nicht nur die pollagerichtige Phasenlage innerhalb eines Frequenzum­ richterbereichs sondern auch die Ein- und Ausschaltung benach­ barter Frequenzumrichterbereiche bei der Fahrzeugübergabe zu steuern.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der einzigen Figur dargestellt.

Das (nicht dargestellte Fahrzeug) wird durch die Frequenz des Drehstromwanderfeldes gesteuert, das von ortsfest installier­ ten Frequenzumrichtern (1) gespeist wird. Während seine Be­ triebes erfordert das Fahrzeug stark unterschiedliche Vorschub­ kräfte. Die Vorschubkräfte sind insbesondere für Beschleunigung, Verzögerung und Steigung ein Vielfaches höher als bei Fahrt mit gleichbleibender Geschwindigkeit und gleichbleibender Höhe. Es stellt deswegen einen wesentlichen Vorteil durch Einsparung von Leistungsinstallation dar, wenn getrennte Frequenzrichter (1) für Streckenbereiche mit hohem Vorschubkraftbedarf und für Streckenbereiche mit niedrigem Vorschubkraftbedarf angewendet werden. Dabei müssen die Frequenzumrichter (1) beim Übergang des Fahrzeugs von einem Frequenzumrichterberich in den an­ schließend nachfolgenden Frequenzumrichterbereich aus- bzw. eingeschaltet werden und dabei bezüglich der Frequenz syn­ chronisiert werden. Weitere Steuerungsvorgänge sind ent­ sprechend bei der Einmündung einer Fahrstrecke in eine andere Fahrstrecke notwendig.

Am Fahrzeug sind Geber und an der Fahrstrecke sind Sensoren und eine Einrichtung zur Übertragung der Sensorsignale vor­ gesehen. Mit Hilfe dieser Geber und Sensoren werden die Phasenlage des Synchronantriebs, die Bremsauslösung wegen Assynchronisation des synchron arbeitenden Fahrtrassenwander­ feldantriebs und eine Frequenzerniedrigung zur Herabsetzung der Geschwindigkeit, bei Störungen gegebenenfalls bis zum Stillstand, gesteuert.

Wegen der Höhe der ohmschen Verluste und wegen der Induktivi­ tät ist es vorteilhaft, daß die von einem Frequenzumrichter (1) gespeisten Fahrtrassenabschnitte (2) nicht zu große Längen aufweisen. Eine Lösung dieses Problems besteht darin, daß ein Frequenzumrichter (1) durch Umschaltung zwei oder vier Fahrtrassenabschnitte (2) bedient und eine Umschaltung je­ weils auf denjenigen Fahrtrassenabschnitt erfolgt, auf dem sich ein Fahrzeug oder Fahrzeuggruppen befinden.

Das Problem der Antriebslosigkeit beim Übergang von Fahr­ zeugen von einer Frequenzumrichter-Speisungsstrecke auf die nachfolgende Frequenzumrichter-Speisungsstrecke wird bei üb­ lichen elektromagnetischen Linearantrieben, bei denen die Fahrstrecke durch einen linken Stator und einen rechten Stator gebildet wird, vorteilhafterweise so gelöst, daß die Trennstellen zwischen rechtem und linken Stator einer Fahr­ spur mehr als zwei Meter längs zueinander versetzt sind.

Claims (3)

1. Elektromagnetischer Linearantrieb,
bei dem einer Fahrtrasse ein Wanderfeld und Fahrzeugen Erregermagnete zugeordnet sind,
wobei die Fahrtrasse in eine Vielzahl von Fahrtrassenab­ schnitten unterteilt ist, die von mehreren Frequenzumrichtern gespeist werden,
und wobei den Frequenzumrichtern von den Fahrzeugen aus be­ einflußbare Steuereinrichtungen zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Fahrzeugen zugeordneten Erregermagnete Permanent­ magnete sind,
daß Fahrtrassenabschnitten (2) unterschiedlichen Vorschubkraft­ bedarfs Frequenzumrichter (1) unterschiedlicher Leistungsfähig­ keit zugeordnet sind,
und daß die Steuereinrichtungen an den Fahrzeugen mitgeführte Geber und an der Fahrtrasse angeordnete Sensoren umfassen, welche sowohl das Ein- und Ausschalten der jeweils von Fahr­ zeugen befahrenen Fahrtrassenabschnitte (2) beim Übergang von Fahrzeugen vom Bereich des einen Frequenzumrichters (1) in den Bereich eines anderen Frequenzumrichters (1) als auch die pol­ lagerichtige Phasenlage des Wanderfeldes des jeweils einge­ schalteten Fahrtrassenabschnittes (2) steuern.

2. Elektromagnetischer Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenzumrichter (1) mehreren Fahrtrassenabschnitten (2) zugeordnet und zwischen diesen umschaltbar ist.

3. Elektromagnetischer Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, bei dem einer Fahrtrasse ein rechter und ein linker Stator zu­ geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstellen be­ nachbarter Fahrtrassenabschnitte für den linken Stator und für den rechten Stator um mehr als zwei Meter gegeneinander versetzt sind.