DE2532269A1

DE2532269A1 - Guide and suspension system for electromagnetic railways - uses electrodynamically produced repulsion forces for side support

Info

Publication number: DE2532269A1
Application number: DE19752532269
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Hoffer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-18
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1977-02-10

Abstract

The guide - and suspension system is for electro magnetic suspension railways. For suspension, electro magnetic attraction forces are utilized, while for guidance, electro-dynamically produced repulsion forces are used. The side of each vehicle carries an electrically conductive non-ferromagnetic guide rail at the same height as the suspension magnets. The rail moves in the magnetic filed of the electric guide magnets, relative to them, and produces repulsion forces to support and guide the vehicle. An auxiliary wheel is positioned next to each electric guide magnet, and at the same height.

Description

Trag- und Führungssystem für die Magnetschwebebahn Die Erfindung betrifft ein Trag- und Führungssystem für die Magnetschwebebahn dadurch gekennzeichnet,daß zum Tragen elektromagnetische Anziehungskräfte,während zum Führen elektrodynamische Abstoßungskräfte verwendet werden.Support and guidance system for the magnetic levitation train The invention relates to a support and guide system for the magnetic levitation train, characterized in that to carry electromagnetic forces of attraction, while to carry electrodynamic Repulsive forces are used.

In der bisherigen Entwicklung der Magnetschwebebahn haben sich zwei Trag- und Führungssyteme eingebürgert: das elektromagnetische und das elektrodynamische Trag- und Führungssystem.In the previous development of the maglev train, two Support and guidance systems naturalized: the electromagnetic and the electrodynamic Carrying and guiding system.

Beim elektrodynamischen Trag- und Führungssystem wird die Erfahrung ausgenutzt,daß zwischen einem erregten Elektromagnet und einer in seinem Magnetfeld bewegten elektrisch leitfähigen Schiene abstoßende Kräfte erzeugt werden.With the electrodynamic support and guide system, experience becomes exploited that between an excited electromagnet and one in its magnetic field moving electrically conductive rail repulsive forces are generated.

Solche Kräfte werden beim elektrodynamischen Trag- und Führungssystem zum Tragen und Führen der Magnetschwebebahn verwendet.Such forces are generated in the electrodynamic support and guidance system used to carry and guide the maglev train.

Beim elektromagnetischen Trag- und Führungssystem verwendet man dagegen Anziehungskräfte zwischen den Elektromagneten und gegenüberliegenden ferromagnetischen Ankerschienen zum Tragen und Führen der Magnetschwebebahn.In the electromagnetic support and guide system, however, is used Attractive forces between the electromagnet and opposite ferromagnetic Anchor rails for supporting and guiding the magnetic levitation train.

Beim elektrodynamischen Trag- und Führungssystem ist der Abstand von der elektrisch leitfähigen Ankerschiene,in dem die Magnetschwebebahn schwebt oder geführt wird ei:genstabil und eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit Beim elektrodynamischen Trag- und Fuh'rungssystem bedarf es daher keiner Abstandsregelung.Andererseits aber muß eine elektrodynamisch geführte und getragene Magnetschwebebahn auf Hilfsrädern und Hilfsschienen anfahren,da das elektrodynamische Trag- und Führungssystem im Stand und bei kleinen Geschwindigkeiten nicht oder nicht befriedigend funktioniert.Ferner müssen bei einer elektrodynamisch geführten und getragenen Magnetschwebebahn supraleitende Magnetspulen verwendet werden,da sonst keine ausreichend große Kräfte zum Tragen erzeugt werden können.In the electrodynamic support and guide system, the distance is the electrically conductive anchor rail in which the magnetic levitation train floats or guidance is inherently stable and a function of the driving speed Support and guide systems therefore do not require any distance regulation, but on the other hand must be an electrodynamically guided and supported magnetic levitation train on auxiliary wheels and approach auxiliary rails, as the electrodynamic support and guide system in the Stand and does not work or does not work satisfactorily at low speeds must be superconducting in an electrodynamically guided and supported magnetic levitation train Magnetic coils are used, otherwise the forces would not be sufficient to carry them can be generated.

Wie man sieht,ist bei einer elektrodynamisch getragenen und geführten Magnetschwebebahn der Vorteil,ohne besondere Regelung stabil zu schweben,durch eine sehr aufwendige Technik erkauft worden.As you can see, one is carried and guided electrodynamically Magnetic levitation train has the advantage of floating in a stable manner without any special regulation, thanks to a very elaborate technology was bought.

Eine ausführliche Beschreibung des elektrodynamischen Schwebens ist in [13 gegeben, Wegen der Notwendigkeit,supraleitende Magnetspulen zu verwenden ,war bisher das elektrodynamische Trag- und Führungssystem als Trag- und Führungssystem für kleinere straßenbahnähnliche Fahrzeuge nicht diskutabel.Hier erweist sich das elektromagnetische Trag- und Führungssystem als das überlegene.Für dieses Trag- und Führungssystem ist der instabile Abstand zwischen dem Elektromagnet und der gegenüberliegenden Ankerschiene, der eine intensive Abstandsregelung erfordert,charakteristisch.A detailed description of the electrodynamic levitation is given in [13, Because of the need to use superconducting magnet coils , was previously the electrodynamic support and guide system as a support and guide system Not debatable for smaller tram-like vehicles electromagnetic support and guidance system as the superior one. and guidance system is the unstable distance between the electromagnet and the opposite anchor rail, which requires intensive distance regulation, characteristic.

Diese Abstandsregelung hat eine aufwendige Regelungselektronik zur Folge,die in jedem Fahrzeug mitgeführt werden muß.This distance control has a complex control electronics for Sequence that must be carried in every vehicle.

Der Anteil der elektronischen Ausrüstung am Gesamtgewicht eines elektromagnetisch schwebenden und geführten Fahrzeugs ist daher erheblich.The proportion of electronic equipment in the total weight of an electromagnetic floating and guided vehicle is therefore significant.

Andererseits aber besteht die Notwendigkeit,des hohen Fahrkomforts und der hohen Umweltfreundlichkeit wegen,kleine straßenbahnähnliche elektromagnetisch schwebende Fahrzeuge als Alternative zur heutigen Straßenbahn zu entwickeln.On the other hand, there is a need for a high level of driving comfort and because of the high environmental friendliness, small tram-like electromagnetic to develop floating vehicles as an alternative to today's trams.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,ein Trag-und Führungssystem für die Magnetschwebebahn derart vorzugeben daß die Intensität der Regelung beim Tragen und Führen der Magnetschwebebahn auf ein Minimum reduziert wird.The invention is therefore based on the object of a support and guide system to specify for the magnetic levitation train in such a way that the intensity of the control at Carrying and guiding the maglev train is reduced to a minimum.

Es wird zur Lösung der der Erfindung zugrundegelegten Aufgabe vorgeschlagen,eine elektromagnetisch getragene Magnetschwebebahn mit elektrodynamisch erzeugten Abstoßungskräften seitlich abzustützen.It is proposed to solve the problem on which the invention is based, a electromagnetically supported magnetic levitation train with electrodynamically generated repulsive forces to be supported laterally.

In diesem Falle bedarf es theoretisch nur einer Regelung des Abstands zwischen den Tragmagneten und der Ankerschiene,da auch ohne seitliche Führung die Tragmagnete bestrebt sein werden,die ideale Position gegenüber der Ankerschiene (Trag schiene) einzunehmen.Dieses Verhalten der Tragmagnete bei Auslenkung aus der idealen Lage kann durch eine geeignete Formgebung der Jocheisen bewirkt werden0 Die Aus lenkung aus der idealen Lage hat eine Verminderung der Tragkraft zur Folge,die dann eine Nachregelung der Stromstärke erforderlich macht.Die besagte Auslenkung aus der idealen Lage kann ganz vermieden werden,indem man in einer Reihe mit den Führungsmagneten Stützräder anbringt,die das Fahrzeug seitlich abstützen und führen,solange die elektrodynamisch erzeugten Kräfte zum Rühren des Fahrzeugs nicht groß genug sind.Beim Erreichen der vorgesehenen Fahrgeschwindigkeit werden die Stützräder eingefahren und das Fahrzeug schwebt berührungslos.In this case, theoretically only a regulation of the distance is required between the support magnets and the anchor rail, since the Support magnets will strive to be in the ideal position relative to the anchor rail This behavior of the lifting magnets when deflected from the ideal position can be achieved by a suitable shape of the yoke iron0 The deflection from the ideal location has a reduction in the load-bearing capacity then readjustment of the amperage The said Deflection from the ideal location can be avoided entirely by standing in a row attaches support wheels with the guide magnets, which support the vehicle laterally and lead, as long as the electrodynamically generated forces to stir the vehicle are not large enough. When reaching the intended driving speed the support wheels are retracted and the vehicle hovers without contact.

Die Verwendung elektrodynamisch erzeugter Kräfte zum Führen einer elektromagnetisch schwebenden Bahn ist seit eine Kühlung der Magnetwicklungen der Tragmagnete der Magnetschwebebahn durch die erzwungene Konvektion (2) besteht,möglich.Dieser Kühlungsprinzip kann ohne weiteres auch für die Kühlung der Magnetwicklungen der Führungsmagnete angewendet werden.Wenn man zum Beispiel Öl als Kühlungsmedium verwendet,so können außerordentlich hohe Wärmeübergangszahlen mit Hilfe dieses Kühlungsprinzips erreicht werden: oc < 5000 W/m2.K Somit können auch ausreichend hohe Stromstärken auch ohne supraleitende Wicklungen erzeugt werden,was die Losung der der Erfindung zugrundegelegten Aufgabe möglich macht.The use of electrodynamically generated forces to guide a Electromagnetically levitating orbit has been a cooling of the magnet windings of the Magnets of the magnetic levitation train due to the forced convection (2) is possible The cooling principle can also be used for cooling the magnet windings Guide magnets are used, for example if oil is used as a cooling medium, so can achieve extremely high heat transfer coefficients with the help of this cooling principle can be achieved: oc <5000 W / m2.K This means that sufficiently high currents can also be achieved can also be generated without superconducting windings, which is the solution of the invention makes the underlying task possible.

Im Bild 1. ist die vorgeschlagene Lösung der der Erfindung zugrundegelegten Aufgabe veranschaulicht.Es ist ein Trag-und Führungssytem,das zum Tragen elektromagnetische Anziehungskräfte zwischen den Tragmagneten 1 und den ferromagnetischen Tragschienen 2,die gelegentlich auch Ankerschienen gennant werden,benutzt Zum Führen des Fahrzeugs werden elektrisch leitfähige nichtferromagnetische Führungsschienen benutzt 3.In Figure 1, the proposed solution is the one on which the invention is based Task illustrated.It is a carrying and guiding system that is used to carry electromagnetic Attractive forces between the support magnets 1 and the ferromagnetic support rails 2, which are sometimes also called anchor rails, are used to guide the vehicle Electrically conductive, non-ferromagnetic guide rails are used 3.

Diese befinden sich im magnetischen Feld der Führungsmagnete 4.Die Relativbewegung der Führungsmagnete zur Führungsschiene bewirkt elektrodynamische Abstoßungskräfte,die das Fahrzeug führen.These are located in the magnetic field of the guide magnets 4 Relative movement of the guide magnets to the guide rail causes electrodynamic Repulsive forces that guide the vehicle.

Die Befestigung der Trag- und Führungsschienen ist im Bild 1 nicht eingezeichnet.The fastening of the support and guide rails is not shown in Figure 1 drawn.

Claims

rag and guide system for the magnetic levitation train, characterized in that to carry the magnetic levitation train electromagnetic forces of attraction, while to The magnetic levitation train used electrodynamically generated repulsive forces will.

2. Support and guidance system for the magnetic levitation train according to claim 1 characterized in that on each side of the vehicle approximately at the height of the support magnets there is an electrically conductive non-ferromagnetic guide rail that moves relative to them in the magnetic field of the guide electromagnets and thus generating repulsive forces that support the vehicle (magnetic levitation train) and to lead.

3. Carrying and guiding system for the magnetic levitation train according to claim 1 and claim 2, characterized in that next to each guide electromagnet and at the same height as it is an auxiliary wheel that, if the electrodynamic Management of the maglev train does not work or does not work satisfactorily and that is the case when starting, is automatically extended and the guidance of the magnetic levitation train takes over,