DE2436106A1 - Vehicle linear force propulsion - uses permanent magnets supplemented by upper and lower electro magnets to stabilise air gap - Google Patents
Vehicle linear force propulsion - uses permanent magnets supplemented by upper and lower electro magnets to stabilise air gapInfo
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Abstract
Description
Patentbeschreibung Bei mit Magnet feldern getragenen und geführten Fahrzeugen ist es vorteilhaft, dass nermanentmagnete Magnetfelder erzeugen, welche die notwendigen Kräfte zwischen Fahrzeug und Fahrbahn ausüben. Diesc Kräfte sind bei anziehenden Magneten instabil und miissen mit Elektromagneten stabilisiert und gesteuert werden. Besonders bei einer Magnetfahrtechnik mit Wanderfeld in der Fahrspur und Erregerfeld im Fahrzeug (Synchron-Linearmotor) erweist sich die Verwendung von Dauermagneten als vorteilhaft in Bezug auf Energieesparniss, Gewichtsersparnis, Vereinfachung usw. Sowohl Dauermagnete als auch die Orcsteuerten Elektromagnete weisen dabei eine Polanordnung und Polteilung auf, die mit der des Fahrwegwanderfoldes übereinstimmt.Patent description For carried and guided with magnetic fields Vehicles, it is advantageous that permanent magnets generate magnetic fields, which exert the necessary forces between the vehicle and the road. These forces are unstable with attracting magnets and must be stabilized and with electromagnets being controlled. Especially with a magnetic driving technique with a traveling field in the lane and excitation field in the vehicle (synchronous linear motor) proves the use of Permanent magnets as advantageous in terms of energy savings, weight savings, Simplification, etc. Both permanent magnets and the Orc-controlled electromagnets have a pole arrangement and pole pitch that match that of the Fahrwegwanderfoldes matches.
Die Stabilisierung einer solchen tragenden und führenden und gleichzeitig antreibenden einheit bezitglich des I.uftspaltes ergibt Verhältnisse, wie sie aus dem Diagrammbild 1 ersichtlich sind. Hierbei erden nur Magnete unterhalb des Trassenwanderfeldstators verwendet. Hierbei übernehmen die Dauermagnete Anteil a, die vlektromagnete den Stcuoranteil b. Abb. 2 zeigt das entsprehcende Diagramm mit zustzlicher Verwendung von gesteuerten Obermagneten (EMC). IIierbei kann die anziehende Kraft der Dauermagnete so eingerichtet werden, dass sie im Mittel etwa das Gewicht des fahrzeuges trägt, während nber- und Untermagnete für die positiven ruder negativen vertikalkräfte zur Steuerung dynamischer Störungsanteile sowie zur Stabilisierung der Spaltweite der Permanentmagnete dienen.The stabilization of such a load-bearing and leading and at the same time driving unit with respect to the air gap results in ratios as shown in the diagram image 1 can be seen. Only magnets below the route wandering field stator are grounded here used. Here, the permanent magnets take over part a, the vlektromagnete the Stcuor portion b. Fig. 2 shows the corresponding diagram with additional usage of controlled upper magnets (EMC). In doing so, the attractive force of the permanent magnets be set up in such a way that it bears roughly the weight of the vehicle on average, while upper and lower magnets for the positive rudder negative vertical forces to control dynamic disturbance components as well as to stabilize the gap width serve the permanent magnets.
Bei Änderung des Figengewichtes des Fahrzeuges, bei Zuladung usw.When changing the weight of the vehicle, when loading, etc.
oder bei konstanten bzw. niederfrequenten zusätzlichen Kräften durch Wind, Fliehkräfte und dergleichen ist es dienlich, die anziehenden Kräfte der Dauermagnete z. 23 durch Änderung des Luftspaltes zwischen Dauermagneten und Wanderfeldstator so einzuregeln, dass die Leistung der Elektromagnete möglichst gering ist. Eine vorteilhafte Lösung ist, dass die Polebene der Elektromagnete gegenüber der Pol ebene der Dauermagnete verstellbar ist, wobei diese Verstellung in Anpassung an die Zuladung fest eingeregelt ist oder auch laufend während der Fahrt verstellbar gestaltet wird oder mit höherer Verstellgeschwindigkeit niederfrequente Störungen mit aufnehmen kann oder in einer vierten Stufe auch noch zulässt, dass die lektromagnete mit höheer Frequenz den Unebenheiten des l"anderfeldstators folgen kann, ohne dass die Dauermagnete die Massenbeschleunigungen der Elektromagnete mitmachen müssen.or with constant or low-frequency additional forces Wind, centrifugal forces and the like, it is useful to the attractive forces of permanent magnets z. 23 by changing the air gap between the permanent magnet and the traveling field stator to be adjusted so that the power of the electromagnets is as low as possible. One An advantageous solution is that the pole plane of the electromagnet is opposite the pole level of the permanent magnets is adjustable, this adjustment in adaptation to the payload is fixed or can be adjusted continuously while driving is designed or with a higher adjustment speed low-frequency interference can take up with or in a fourth stage also allows the electromagnets can follow the unevenness of the land stator at a higher frequency without the permanent magnets have to take part in the mass accelerations of the electromagnets.
Erfindungsgemäss wird die Verbesserung des Standes der Technik dadurch vorgenommen, dass die beweglichen Teile des Fahrzeuges, welche im Wesentlichen aus den Magnetkomponenten bestehen, in Hinblick auf niedrige Gewichte konstruiert werden und unter anderen deswegen auch die rechte und die linke Seite an Hebeln aufgehängt werden. Diese Verringerung der Masse wird im wesentlichen unterstützt dadurch, dass fiir die erzielung des Tragens der Statischen Last des Fahrzeuges Permanentmagnete verwendet werden, die mit einem geringen Gewicht auskommen. Dabei werden die notwendigen Steuerungen von Elektromagneten ausgeführt, welche nur die Störungen und die dynamischen teile des Fahrzeugführung zu übernehmen brauchen. Auch bei Ausfall der elektromagnetischen Steuerung sind die Ruhelasten in etwa durch die Permanentmagnete ausgeglichen, sodass nur geringe Kräfte bei dem Kontakt zwischen den Fahrwegteilen und den Fahrzeugteilen auftreten können. Nur wenig aufwendige Massnahmen an den Magnetpolen des Fahrzeuges, die etwa verkleidet werden mit an der Vorderseite abgerundeten kufenartigen Einrichtungen und andererseits am "ahrweg. welcher vorhehmlich Kunststoffgleitflächen enthält, reichen damit aus, um auch bei hohen Geschwindigkeiten mechanische Kontakte zwischen Fahrweg und Fahrzeug wartungsarm zu beherrschen und damit Zuvelässigkeit zu erhöhen und die Steuerleistung im Fahrzeug erniedrigen zu können.According to the invention, this improves the state of the art made that the moving parts of the vehicle, which essentially consist of the magnetic components are designed to be lightweight and because of that, the right and left sides are suspended from levers will. This reduction in mass is essentially aided by the fact that For the achievement of the carrying of the static load of the vehicle permanent magnets be used, which get by with a low weight. Thereby the necessary Controls carried out by electromagnets, which only the disturbances and need to take over the dynamic parts of driving the vehicle. Even in the event of failure of the electromagnetic control, the rest loads are roughly due to the permanent magnets balanced, so that only small forces in the contact between the track parts and the vehicle parts. Only a few complex measures on the Magnetic poles of the vehicle, which are roughly disguised with rounded at the front skid-like devices and on the other hand on the "ahrweg." which primarily plastic sliding surfaces contains, are thus sufficient to make mechanical contacts even at high speeds between the route and the vehicle to be controlled with little maintenance and thus reliability to be able to increase and lower the tax performance in the vehicle.
Es sit eine besondere Aufgabe bei dem Synchronlinearmotorsystem, welches dieser Erfindung zu Grunde Liegt, dass der synchrone Zusammenhang nicht unterbrochen wird. Hierzu sind gegebenenfalls Steuerungen und Dämpfungen erforderlich, welche unter anderem dadurch ausgeübt werden, dass durch periodische vlusserhöhungen und Verminderungen auf die Vortriebskraft des Synchronantriebes Finfluss genommen wird. Hierbei wird durch entsprechende Reglerfunktionen Ober- und Untermagnet von beiden Seiten so gesteuert, dass keine zusätzlichen freien Kräfte auf das Fahrzeug ausgeübt werden, sondern sich die zusätzlichen Magnetkräfte gegenseitig kompensieren. Die dadurch veränderten magnetischen Feldstärken in den obercn und unteren Luftspalten verändert entsprechend die VDrtriebskraft und stellt damit einen Steuerungseinfluss dar.There is a special task in the synchronous linear motor system which This invention is based on the fact that the synchronous relationship is not interrupted will. For this purpose, controls and damping may be required, which be exercised, among other things, that through periodic flow increases and Reductions on the propulsive force of the synchronous drive Finfluss is taken. In this case, the upper and lower magnets of both are activated by appropriate controller functions Sides controlled so that no additional free forces are exerted on the vehicle but the additional magnetic forces compensate each other. the thereby changed magnetic field strengths in the upper and lower air gaps changes the drive force accordingly and thus has a control influence represent.
Am einfachsten funktioniert diese Steuerung nach der Anordnung nach Anspruch 14, wobei lediglich die senkrechten Statorteile mit entsprechenden senkrechten Polflächen der Seitenführungselektromagnete im Eingriff stehend mit veränderten Feldstarken aowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Fahrzeuges gleichzeitig versehen werden um diese Steuerung auszuüben. Bei den geneigten Obermagnetanordnungen nach Anspr. 15 und Anspr. 13 ist zusätzlich noch eine Feldstärkenänderung der Untermagnete zur Kompensation der Kräfte erfonderlich.The simplest way of doing this is according to the arrangement Claim 14, wherein only the vertical stator parts with corresponding vertical Pole faces of the lateral guide electromagnets engaged with changed Field strengths both on the right and on the left side of the vehicle be provided at the same time to exercise this control. With the inclined upper magnet arrangements after cont. 15 and cont. 13 is also a change in the field strength of the sub-magnets necessary to compensate for the forces.
In Bild 3 sind die Verhältnisse im Schema dargestellt, der Fahrzeug-; körper mit der Hauntmasse des Fahrzeugkörpers ist nocheinmal gegen Dauermagnete bzw. Elektromagnete seserat abgefedert wobei diese Federung aktiv oder passiv sein kann und sich dabei auch wiederum nach ensoren, die auf Spaltweite reagieren, zusätzlich richten kann.In Figure 3 the relationships are shown in the scheme, the vehicle; body with the skin mass of the vehicle body is again against permanent magnets or electromagnets seserat cushioned with this suspension being active or passive can and in turn also look for sensors that react to the gap width can judge.
Claims (34)
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