DE2455911C2 - Synchronous linear motor for driving means of transport - Google Patents

Synchronous linear motor for driving means of transport

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DE2455911C2 DE19742455911 DE2455911A DE2455911C2 DE 2455911 C2 DE2455911 C2 DE 2455911C2 DE 19742455911 DE19742455911 DE 19742455911 DE 2455911 A DE2455911 A DE 2455911A DE 2455911 C2 DE2455911 C2 DE 2455911C2
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/03—Electric propulsion by linear motors

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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a linear motor according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Linearmotor dieser Art für den Antrieb von Schnellbahnen (DE-OS 22 57 773) ist der Läufer fest angebrachter Teil des jeweiligen Bahnfahrzeugs, das mitsamt dem Läufer relativ zum Fahrwegstator geführt istIn a known linear motor of this type for driving express trains (DE-OS 22 57 773) is the Runner permanently attached part of the respective railway vehicle, which together with the runner is relative to the guideway stator is led

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Transportmittelantrieb günisiger auf die Bedienung kurviger Transportmitteltrassen abzustimmen.The invention is based on the object of the means of transport drive to coordinate more economically with the operation of winding transport routes.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Linearmotor erfindungsgemäß so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.To solve this problem, the linear motor is designed according to the invention as in the characterizing Part of claim 1 specified.

Aus der DE-OS 20 43 604 ist es bekannt ein Schienenfahrzeug mittels eines Linearmotors anzutreiben, der einen Läufer als separate, für sich auf einer gesonderten Schiene abrollend geführte Einheit aufweist Der elektrische und magnetische Aufbau dieses Linearmotors ist in der genannten Druckschrift nicht genauer beschrieben; eine seitliche Auslenkung des Schienenfahrzeugs relativ zur Läufer-Einheit kpmmt nicht in Betracht From DE-OS 20 43 604 it is known to drive a rail vehicle by means of a linear motor, which has a runner as a separate unit, which is guided by rolling on a separate rail The electrical and magnetic structure of this linear motor is not more precise in the cited publication described; a lateral deflection of the rail vehicle relative to the runner unit is out of the question

Ferner ist aus »Siemens-Zeitschrift«, März 1974, S. 148 bis 152, ein Linearmotor zum Beschleunigen von Automobilen für Crash-Tests bekannt Es handelt sich um einen asynchronen Linearmotor mit ortsfestem Primärteil und dem Automobil zugeordnetem Sekundärteil. Der Sekundärteil bzw. Läufer ist eine separate, für sich geführte Einheit an die das Automobil angehängt wird. Eine seitliche Auslenkung des Automobils relativ zur Läufer-Einheit ist naturgemäß nicht vorgesehen.In addition, from "Siemens-Zeitschrift", March 1974, pp. 148 to 152, a linear motor for accelerating Automobiles known for crash tests. It is an asynchronous linear motor with a stationary primary part and the secondary part assigned to the automobile. The secondary part or runner is a separate one for guided unit to which the automobile is attached. A relative lateral deflection of the automobile of course, there is no provision for the rotor unit.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15.Preferred developments of the invention are the subject matter of claims 2 to 15.

Der ortsfeste Wanderfeldstator ist normalerweise durch ortsfeste Frequenzumrichter gespeist.The stationary traveling field stator is normally fed by stationary frequency converters.

Der Luftspalt zwischen dem Wanderfeldstator und den Erregermagneten wird vorzugsweise konstant gehalten, wobei entsprechende Rollen in der Reihe der Erregermagnete angeordnet und auf Unterlagen an den Stirnflächen des Wanderfeldstators abrollen können.The air gap between the traveling field stator and the exciter magnets is preferably kept constant, with corresponding roles arranged in the row of the exciter magnets and on documents on the Can roll end faces of the traveling field stator.

Das flexible Basisteil kann als Mittelsteg ausgebildet sein und aus Geweben, blechartigen Gestaltungen, Kunststoff oder Kunststoffäserverbund bestehen, wobei im Fall von Kunststoff und Kunststoffaserverbund die Magnete mittels des Mittelstegmaterials mit diesem verbunden sein können. Der Mittelsteg kann einen Anteil ferromagnetischen Materials enthalten oder aus solchem bestehen. Der Mittelsteg kann beidseitig Erregermagnete, die insbesondere höchstens 2,8 cm lang sind, tragen. Günstigerweise gestaltet man die Oberfläche der Läufer-Einheit mindestens an den Polflächen derThe flexible base part can be designed as a central web and made of fabrics, sheet-like designs, Plastic or plastic fiber composite exist, with in the case of plastic and plastic fiber composite, the magnets are connected to the middle bar material can be connected. The central web can contain a proportion of ferromagnetic material or consist of such exist. The middle bar can hold excitation magnets on both sides, which are in particular no more than 2.8 cm long, wear. The surface of the rotor unit is advantageously designed at least on the pole faces of the

p Hrregernuigncte glatt und beanspruchungsunempfind-p Hrregernuigncte smooth and insensitive to stress

rf lieh.rf borrowed.

p. Der Linearmotor kann unterhalb, oberhalb, seitlich, p. The linear motor can be positioned below, above, to the side,

ff hierbei einseitig oder zweiseitig, auch unsymmetrisch,ff here one-sided or two-sided, also asymmetrical,

^g des Transportmittels angeordnet sein. Im Fall der paar- ^ g of the means of transport be arranged. In the case of the couple

iz weisen Ausbildung des Wanderfeldstators kann eine iz design of the traveling field stator can be a

jö elastische Abstandsvergrößerbarkeit vorgesehen sein,jö elastic distance enlargement be provided,

JJV um Fremdkörper besser in Aufnahmeräume durchfallenJJV to get foreign bodies through better in recording rooms

ψ zu lassen. Eine nach oben vorstehende Anordnung des ψ to let. An upwardly protruding arrangement of the

I Wanderfeldstators hält diesen besser vor Wasser,I traveling field stator keeps it better from water,

gt Fremdkörpern oder dergleichen geschützt; der vorste-> Protected against foreign objects or the like; the previous

i{| hende Wanderfeldstator kann an den Steilen erniedrigti {| Moving field stator can be lowered on the steep slopes

>|; sein, wo aufgrund von Weichenfahrt oder dergleichen> |; be where due to switch operation or the like

|| Transportmittelräder den Wanderfeldstator kreuzen.|| Transport means wheels cross the traveling field stator.

Il Eine etwaige, vollständige oder teilweise Deckung isIl any, full or partial coverage is

H des Spalts des Linearmotors zum Schutz gegen Fremd-H of the gap of the linear motor to protect against foreign

i| körper kiinn starr, beweglich oder elastisch verformbari | body kiinn rigid, flexible or elastically deformable

U sein- U be -

β Vorzugsweise kann die Läufer-Einheit bzw. das Mall gnetband auch entkoppelt von dem Transportmittel p selbständig fahren. Insbesondere kommen krei.cartig gepj schlossene Trassenführungen oder solche mit getrenn-IJ ten, an den Enden mit einer Weiche zusammetilaufen-St den Spuren für Hin- und Rückfahrt in Betracht
ιζ Ein busartiges Fahrzeug als Transportmittel kann fi auch im sog. dual-mode-Betrieb eingesetzt sein, bei dem ^1 das Fahrzeug entweder mit dem erfindungsgemäßen Liif nearmotor ohne Fahrer mit automatisierter Antriebs-, % Brems- und Richtungssteuerung oder mit hericömmli-&, chem Antrieb und Lenkung durch einen Fahrer verfc" kehrt. Auch eine Lösung mit Antrieb durch den erfin- £ dungsgemäßen Linearmotor und herkömmlicher, sepals rater Lenkung ist möglich. Preferably, the runner unit or the mall gnetband can also travel independently decoupled from the means of transport p. In particular come krei. c artig gepj closed routes or those with separate IJ th, at the ends with a switch converge-St the lanes for outward and return journeys into consideration
ιζ A bus-like vehicle as a means of transport can fi also be used in so-called dual-mode operation, in which ^ 1 the vehicle either with the linear motor according to the invention without a driver with automated drive, % braking and direction control or with conventional &, Chem drive and steering by a driver is possible. A solution with drive by the linear motor according to the invention and conventional, separate steering is also possible.

ψ Die zeichnerischen Darstellungen beziehen sich auf ψ The graphic representations refer to

|ξ Ausführungsbeispiele der Erfindung.| ξ Embodiments of the invention.

ff In Bild 1 ist ein Autobus im Querschnitt gezeichnet,ff Figure 1 shows a cross-section of a bus,

|| bei dem der Erregerteil des Linearmotors, wie er in Bild|| in which the excitation part of the linear motor, as shown in the picture

ψ 2 im horizontalen Längsschnitt gezeichnet ist, sich un- ψ 2 is drawn in the horizontal longitudinal section, un-

te terhalb des Fahrzeugs zwischen im Straßenboden mon-beneath the vehicle between

|| tierten Wanderfeldstatoren entlangbewegt. Zur Einhai-|| driven traveling-field stators moved along. To the Einhai

fi tung seines Abstands zu den Wanderfeldstatoren sind fi tion of its distance from the traveling field stators

Ii im Erregerteil Rollen angebracht, die die Einhaltung desIi rollers are attached in the exciter part to ensure compliance with the

|j Luftspalts gewährleisten. Alternativ ist auch die Stabili-| j ensure an air gap. Alternatively, the stabilization

p sierung der Lage des Erregerteils durch Steuerung der p sation of the position of the exciter part by controlling the

|| Errcger-Magnetfeldstärke möglich. Bild 3 zeigt einen|| Exciter magnetic field strength possible. Picture 3 shows one

I« Querschnitt des Erregerteils bzw. Linearmotorläufers.I «Cross section of the exciter part or linear motor rotor.

ρ Der Erregerteil besteht im wesentlichen aus Dauer-ρ The excitation part essentially consists of permanent

K magneten, die auf einem flexiblen, aus ferromagneti-K magnets, which are on a flexible, made of ferromagnetic

Ü schem Material bestehenden Mittelsteg aufgebrachtÜ Shem material applied to the existing central bar

|I sind. Bild 4 zeigt eine alternative Ausbildung mit einem| I are. Figure 4 shows an alternative training with one

Ii einfachen Wanderfeldstator, der mit einem doppelseiti-Ii simple traveling field stator with a double-sided

iS gen, den Wanderfeldstator umfassenden Erregerteii zu-iS gene, the traveling field stator comprehensive excitation

|| sammenwirkt und beispielsweise oberhalb des Fahr-|| interacts and, for example, above the driving

|| zeugs angebracht ist.|| stuff is appropriate.

|ίϊ Bild 5 zeigt die mechanische Verbindung zwischen| ίϊ Figure 5 shows the mechanical connection between

|f dem Fahrzeug und dem Läufer, die so ausgebildet ist,| f the vehicle and the runner, which is designed to

w daß sowohl bei Beschleunigungsfahrt als auch beiw that both when accelerating and when

Il Bremsfahrt nur Zugkräfte, nicht aber Druckkräfte inIl braking travel only tractive forces, but not compressive forces in

;'j| Längsrichtung auf den flexiblen Läufer einwirken.; 'j | Act on the flexible runner lengthways.

Bild 6 zeigt im Schema, wie Läufer-Einheiten, mit de· nen anzutreibende und zu führende Fahrzeuge nach Bedarf jeweils gekoppelt werden können, in einer hin- und rückführenden Spur aus Wanderfeldstatoren nach Bedarf, gesteuert vom Frequenzumrichter des Wanderfeldes, entlanglaufen.Fig. 6 shows in the scheme how runner units, with de NEN to be driven and to be guided vehicles can be coupled as required, in a back and forth tracing trace from traveling field stators as required, controlled by the frequency converter of the traveling field.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (15)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Linearmotor für den Antrieb von Transportmitteln, mit einem ortsfesten Wanderfeldstator und einem längs des Wanderfeldstators bewegbaren, eine Reihe von synchron mit dem Wanderfeldstator zusammenwirkenden Erregermagneten aufweisenden Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer als separate, für sich am Fahrweg geführte Einheit ausgebildet ist, und daß das lenkbare Räder aufweisende Transportmittel derart mit der Läufer-Einheit gekoppelt ist, daß eine seitliche Auslenkung des Transportmittels relativ zur Läufer-Einheit möglich ist.1. linear motor for driving means of transport, with a stationary traveling field stator and one movable along the traveling field stator, one Row of exciter magnets cooperating synchronously with the traveling field stator Runner, characterized in that the runner is guided as a separate one on the road Unit is formed, and that the steerable wheels having transport means with the rotor unit is coupled that a lateral deflection of the transport means relative to the runner unit is possible is. 2. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit Dauermagnete als Erregermagnete aufweist, die vorzugsweise ein Energieprodukt von mindestens 106 Gauss-Oerstedt besitzen und/qder aus einem Material auf der Basis der Gruppe der Elemente der seltenen Erden bestehen. 2. Linear motor according to claim 1, characterized in that the rotor unit has permanent magnets as excitation magnets, which preferably have an energy product of at least 10 6 Gauss-Oerstedt and / qder consist of a material based on the group of rare earth elements. 3. linearmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen dem Wanderfeldstator und den Erregermagneten der Läufer-Einheit durch von gesteuertem Strom durchflossene Spulen und/oder durch Rollen aufrechterhalten ist.3. linear motor according to claim 1 or 2, characterized in that the air gap between the Traveling field stator and the excitation magnet of the rotor unit by controlled current flowing through it Coiling and / or sustained by rolling. 4. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtsentlastet an dem Transportmittel gehalterte Läufer-Einheit durch die Felder ihrer EiregerEugnete vertikal geführt ist.4. Linear motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the weight is relieved The rotor unit held on the means of transport is guided vertically through the fields of its EiregerEugnete is. 5. Linearmotor nach einem der insprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit von dem Transportmittel entkoppeibar ist5. Linear motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotor unit of can be decoupled from the means of transport 6. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit in eine Ruheposition am oder im Transportmittel einziehbar ist6. Linear motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotor unit in a rest position on or in the means of transport is retractable 7. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Transportmittel und der Läufer-Einheit derart ausgebildet ist daß in der Läufer-Einheit vorwiegend oder ausschließlich Zugkräfte auftreten.7. Linear motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coupling between the transport means and the rotor unit is designed such that predominantly or exclusively tensile forces occur in the rotor unit. 8. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Transportmittel und der Läufer-Einheit Relativbewegungen in Vertikalrichtung zuläßt.8. Linear motor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coupling between allows the means of transport and the rotor unit relative movements in the vertical direction. 9. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Auslenkung, insbesondere Radeinschlag, des Transportmittels durch die seitliche Relativbewegung zwischen dem Transportmittel und der Läufer-Einheit oder durch mechanische Seitensteuerung gesteuert ist.9. Linear motor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lateral deflection, especially wheel lock, of the means of transport due to the lateral relative movement between the transport means and the runner unit or is controlled by mechanical side control. 10. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit entsprechend dem Kurvenverlauf des Wanderfeldstators krümmbar ist.10. Linear motor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor unit corresponds to the curve of the traveling field stator is bendable. 11. Linearmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit mit einem flexiblen Basisteil, das die Erregermagnete trägt, aufgebaut ist, wobei das Basisteil vorzugsweise aus ferromagnetisches Material enthaltendem Kunststoff besteht. 11. Linear motor according to claim 10, characterized in that that the rotor unit is constructed with a flexible base part that carries the exciter magnets is, wherein the base part is preferably made of plastic containing ferromagnetic material. 12. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Spalt unterhalb einer Bewegungs-Abrollfläche des Trans-12. Linear motor according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is in a gap below a movement rolling surface of the transmission portmittels angeordnet ist wobei vorzugsweise eine elastische obere Spaltabdeckung vorgesehen istport means is arranged wherein preferably an elastic upper gap cover is provided 13. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß er über das Niveau einer Bewegungs-Abrollfläche des Transportmittels vorstehend angeordnet ist13. Linear motor according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is above the level a movement rolling surface of the transport means is arranged above 14. Linearmotor nach einem der Ansprüche 10 bis14. Linear motor according to one of claims 10 to 13, dadurch gekennzeichnet daß bei einer Weihenverzweigung des Wanderfeldstators die Routenwahl durch einen schwenkbaren Kopf der Läufer-Einheit erfolgt13, characterized in that the route selection at a consecration branch of the traveling field stator takes place by a swiveling head of the rotor unit 15. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis15. Linear motor according to one of claims 1 to 14, dadurch gekennzeichnet daß das Transportmittel ein Bus ist14, characterized in that the means of transport is a bus
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