DE2610752C3 - Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor - Google Patents
Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motorInfo
- Publication number
- DE2610752C3 DE2610752C3 DE2610752A DE2610752A DE2610752C3 DE 2610752 C3 DE2610752 C3 DE 2610752C3 DE 2610752 A DE2610752 A DE 2610752A DE 2610752 A DE2610752 A DE 2610752A DE 2610752 C3 DE2610752 C3 DE 2610752C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit arrangement
- winding
- measuring
- pole position
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/002—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes
- B60L15/005—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes for control of propulsion for vehicles propelled by linear motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/10—Electrical machine types
- B60L2220/14—Synchronous machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung ?:um Betrieb eines fahrweggebundenen elektvisehen Triehfahrzeuges mit einem synchronen Linearmotor, dessen als Translator ausgebildeter Erreger im Triebf ihr/eng angeordnet ist und dessen als Wanderfelth\ k'Hiing ausgebildeter Stator entlang der lasse verlegt und ,il'sihnittweise von ortsfesten steuerbaren statischen Umrichtern mit veränderlicher Spannung und Frequenz gespeist ist, die in Abhängigkeit von einer die Polstellung des Erregers erfassenden Meßanordnung getaktet sind.The invention relates to a circuit arrangement?: To operate a route-bound electrical system Vehicle with a synchronous linear motor, whose pathogen trained as a translator is closely arranged in the instinct and whose as a wandering field \ k'Hiing trained stator laid along the lasse and, il'sihnittweise from fixed controllable static converters with variable voltage and frequency, depending on the are clocked by a measuring arrangement which detects the pole position of the exciter.
Als Antriebsysteme für fahrweggebundene Triebfahrzeuge, insbesondere für Hochleitungsschnellbahnen, kommen vorzugsweise Linearmotoren in Betracht. Unter den verschiedenen Ausführungsformen von Linearmotoren zeichnet sich der synchrone Linearmotor durch einen guten Wirkungsgrad und durch eine einfache Energieübertragung aus. Ein synchroner Linearmotor besteht aus einer Wanderfeldwicklung und einer Erregerwicklung (Archiv für Elektrotechnik, Bd. 55, 1972, Seiten !3 bis 20). Auf dem Triebfahrzeug ist als Translator ein Erreger angeordnet, der entweder als Permanentmagnet ausgebildet ist oder als eine von Gleichstrom durchflossene Erregerwicklung, die sich über die gesamte Fahrzeuglänge erstrekken kann. Als Stator ist eine Wanderfeldwicklung entlang der Trasse verlegt. Die Wanderfeldwicklung, die im allgemeinen als Mehrphasenwicklung ausgebildet ist, erzeugt nach Maßgabe der eingespeisten Spannung und Frequenz ein in Längsrichtun der Trasse laufendes Wanderield, welches das Triebfahrzeug antreibt. Wegen der außergewöhnlichen Länge des Stators wird ein derartiger synchroner Linearmotor auch als synchroner Langstatormotor bezeichnet.As drive systems for track-bound traction vehicles, especially for high-speed high-speed railways, Linear motors are preferably used. Among the various embodiments Of linear motors, the synchronous linear motor is characterized by a high degree of efficiency and by simple energy transfer. A synchronous linear motor consists of a traveling wave winding and an excitation winding (Archive for Electrical Engineering, Vol. 55, 1972, pages! 3 to 20). On the locomotive an exciter is arranged as a translator, which is either designed as a permanent magnet or as an excitation winding through which direct current flows and which extends over the entire length of the vehicle can. A traveling field winding is laid as a stator along the route. The traveling field development, the is generally designed as a multi-phase winding, generated in accordance with the voltage fed in and frequency of a wanderield running in the longitudinal direction of the route, which drives the locomotive. Because of the extraordinary length of the stator, such a synchronous linear motor is also called a synchronous one Long stator motor called.
Die gesamte Fahrstrecke ist in eine Anzahl von Streckenabschnitten unterteilt, wobei jedem Strekkenabschnitt eine Wanderfeldwicklung zugeordnet ist und die einzelnen Wanderfeldwicklungen des so gebildeten vielteiligen synchronen Linarmotors von einer Anzahl von steuerbaren statischen Umrichtern gespeist sind, die entlang der Trasse verteilt angeordnet sind. Die Umrichter sind hinsichtlich der angegebenen Spannung und der abgegebenen Frequenz steuerbar und werden in Abhängigkeit von der Polstellung des Erregers getaktet.The entire route is divided into a number of route sections, with each route section a traveling wave winding is assigned and the individual traveling wave windings of the so formed multi-part synchronous linear motor from a number of controllable static converters are fed, which are arranged distributed along the route. The inverters are in terms of the specified The voltage and the output frequency can be controlled and are dependent on the pole position of the exciter clocked.
Um den Synchronmotor möglichst im optimalen Arbeitspunkt bei geringen ohmschen Verlusten betreiben zu können, ist eine laufende Erfassung seines Betriebszustandes erforderlich. Für die Steuerung und Regelungeines synchronen Linearmotors ist die meßtechnische Erfassung des Polstellungswinkels besonders wichtig, die die Stellung des Erregers in bezug auf den Stator angibt.In order to operate the synchronous motor at the optimal operating point with low ohmic losses To be able to do this, it is necessary to continuously record its operating status. For the control and Control of a synchronous linear motor is particularly the measurement of the pole position angle important, which indicates the position of the exciter in relation to the stator.
Zur Erfassung des Polstellungswinkels ist bei der eingangs beschriebenen, aus der CH-PS 525 584 bekannten Schaltungsanordnung ein Positionsdetektor mit sechs Fotodioden vorgesehen, die in einem dreiphasigen Vollweg-Brückengleichrichter liegen. Die Eingänge des Vollweg-Brückengleichrichters sind mit den Eingängen der Wanderfeldwicklung verbunden. Die von den Fotodioden ausgesandten Lichtstrahlen werden auf einen fotoelektrischen Empfänger mit einer entsprechenden Anzahl von fotoelektrischen Empfangselementen gerichtet, beispielsweise Fototransistoren. Die Ausgangssignale der fotoelektrischen Empfangselemente werden nach einem vorgei gebenen Verknüpfungsschema miteinander kombiniert und einer Zündsteuerung für die steuerbaren Ventile des statischen Umrichters zugeführt. Mit Hilfe dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch nur eine ungenaue Erfassung des Polstellungswinkels ι möglich.For the detection of the pole position angle is known from CH-PS 525 584 described at the beginning Circuit arrangement provided a position detector with six photodiodes in a three-phase Full-wave bridge rectifiers lie. The inputs of the full wave bridge rectifier are with connected to the inputs of the traveling field winding. The light rays emitted by the photodiodes are on a photoelectric receiver with a corresponding number of photoelectric Receiving elements directed, for example phototransistors. The output signals of the photoelectric Receiving elements are combined with one another according to a predetermined linking scheme and fed to an ignition controller for the controllable valves of the static converter. With help However, this known circuit arrangement is only an imprecise detection of the pole position angle ι possible.
Bei einer aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 341761 bekannten Schaltungsanordnung zum Betrieb eines fahrweggebundenen Triebfahrzeuges mitWith one from the German Offenlegungsschrift 2 341761 known circuit arrangement for operating a track-bound traction vehicle with
einem synchronen Linearmotor ist zur Ermittlung des; Polstellungswinkels eine Rechenschaltung vorgesehen, die aus der Frequenz und aus den vektoriellen, auf den Vektor eines vorgegebenen Referenzsignals bezogenen Werten der Spannung und des Stromes am Einspeisepunkt sowie aus dem Widerstandswert und der Induktivität des synchronen Linea: motors als Maß für den Polstellungswinkel desjenigen Phasenwinkels berechnet, der zwischen dem Vektor einer fiktiven, durch die Bewegung des Erregers in der Wanderfe;dwicklung induzierten Hauptfeldspannung einerseits und dem Vektor des Referenzsignals andererseits besteht. Eine derartige Bestimmung des Polsteilungswinkels unter Ausnutzung der Hauptfeldspannung ist bei Stillstand und kleinen Geschwindigkeiten nicht möglich.a synchronous linear motor is used to determine the; Pole position angle a computing circuit is provided, which consists of the frequency and the vectorial, to the vector of a given reference signal related values of the voltage and the current am Infeed point as well as from the resistance value and the inductance of the synchronous Linea: motor as a measure calculated for the pole position angle of the phase angle between the vector of a fictitious, on the one hand, the main field voltage induced by the movement of the exciter in the moving coil and the vector of the reference signal on the other hand. Such a determination of the pole pitch angle using the main field voltage is not possible at standstill and at low speeds possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine exakte Bestimmung des Polstellungswinkels auch im Stillstand des Tnjbfahrzeuges ermöglicht.The invention is therefore based on the object of providing a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning Specify the type that enables the exact determination of the pole position angle even when the vehicle is at a standstill enables.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßanordnung eine im Triebfahrzeug angeordnete Sendeeinrichtung mit einer an einen Mittel- oder Hochfrequenzsender angeschlossenen Primärwicklung sowie eine an der Trasse angeordnete Empfangseinrichtung mit wenigstens einer Meßwicklung enthält, an die ein Empfänger mit je einem Amplitudendemodulator und eine Decodierschaltung angeschlossen sind, deren analoge Ausgangssignale ein Maß für den Polstellungswinkel darstellen.According to the invention, this object is achieved in that the measuring arrangement is one in the traction vehicle arranged transmitting device with one connected to a medium or high frequency transmitter Primary winding and a receiving device arranged on the route with at least one measuring winding contains, to which a receiver, each with an amplitude demodulator and a decoding circuit, is connected whose analog output signals represent a measure of the pole position angle.
Der Polstellungswinkel, der zur Synchronisierung des Umrichters mit dem bewegten Erreger ausgewertet wird, ändert sich periodisch mit Werten von 0 bis 2 JT und kann als Erregerbewegung in bezug auf eine Periode der Wanderfeldwicklung aufgefaßt werden. Zur Synchronisierung eines statischen Umrichters können folgende Arten von Signalen verwendet werden: The pole position angle, which is evaluated to synchronize the converter with the moving exciter, changes periodically with values from 0 to 2 JT and can be interpreted as the excitation movement in relation to a period of the traveling field winding. The following types of signals can be used to synchronize a static converter:
a) Eine einzige periodisch verlaufende Spannung, die beispielsweise einen sinusförmigen Verlauf aufweist. Ein derartiges Signal ist immer zweideutig oder mehrdeutig, \ν»·ϋ jedem Spannungswert wenigstens zwei Polstel'ungswinkel entsprechen. a) A single periodic voltage, for example a sinusoidal curve having. Such a signal is always ambiguous or ambiguous, \ ν »· ϋ correspond to at least two pole position angles to each voltage value.
b) Eine einzige Spannung mit einem sägezahnförmigen Verlauf. Der durch einen Spannungswert der Sägezahnspannung angegebene Polstellungswinkel ist eindeutig, wenn die Sägezahnspannung eine Periode aufweist, die einem Polstellungswinkel 2 π entspricht.b) A single voltage with a sawtooth shape. The pole position angle indicated by a voltage value of the sawtooth voltage is unambiguous if the sawtooth voltage has a period which corresponds to a pole position angle 2π.
c) Zwei periodisch verlaufende Spannungen, welche der Sinuskomponente und der Cosinuskomponente des Polstellungswinkels entsprechen. Der jeweilige Polstellungswinkel ist ei.ideutig, wenn die Periode der genannten Spannungen einem Polstellungswinkel von 2 π entspricht.c) Two periodic voltages which correspond to the sine component and the cosine component of the pole position angle. The respective pole position angle is clear if the period of the voltages mentioned corresponds to a pole position angle of 2 π.
d) Ein mehrphasiges, insbesondere ein dreiphasiges System von Spannungen, die den Komponenten des Polstellungswinkels entsprechen. Der jeweilige Polstellungswinkel ist eindeutig, wenn die Periode der genannten Spannungen einem Polstellungswinkel von 2 π entspricht.d) A polyphase, in particular a three-phase system of voltages applied to the components of the pole position angle. The respective pole position angle is clear if the Period of the voltages mentioned corresponds to a pole position angle of 2 π.
Ein eindeutiger Polstellungswinkel kann unmittelbar zur Synchronisierung des Umrichters verwendet werden. Es kann auch vorteilhaft sein, einen eindeutigen Polstellungswinkel in Verbindung mit einem phasengeregelten Oszillator im Steuersatz des Umrichters auszunutzen. Bei einem phasengeregelten Oszillator wird der Polstellungswinkel für die Synchronisierung des Oszillators ausgewertet. Hierfür sind zwar grundsatzlich auch mehrdeutige Signale brauchbar, jedoch müssen dann besondere Maßnahmen getroffen werden, damit der richtige Polstellungswinkel beim Anfahren benützt wird. Zudem besteht immer die Gefahr, daß der phasengeregelte Oszillator bei Eingabe eines falschen Polstellungswinke.'s kippt, inbesondere, wenn der falsche Polsteliungswinkel gegenphasig zum richtigen Polstellungswinkel ist.A clear pole position angle can be used directly to synchronize the converter will. It can also be advantageous to use a clear pole position angle in conjunction with a phase-controlled To use the oscillator in the control set of the converter. With a phase-locked oscillator the pole position angle is evaluated for the synchronization of the oscillator. For this are in principle Ambiguous signals can also be used, but special measures must then be taken so that the correct pole position angle is used when approaching. In addition, there is always the risk that the phase-controlled oscillator tilts if an incorrect pole position angle is entered, in particular, if the wrong pole position angle is out of phase with the correct pole position angle.
Bei der vorliegenden Erfindung sind am Erreger eine oder mehrere Primärspulen installiert und mit Mittel- oder Hochfrequenzstrom durchflossen, vorzugsweise mit Frequenzen von 5 bis 100 kHz. In einer ortsfesten Sekundärwicklung werden in Abhängigkeit von der momentanen Erregerlage Sekundärspannungen induziert, die einem Empfänger zugeführt und mit Hilfe eines Amplituden-Demodulators in analoge Ausgangssignale umgesetzt werden. Der jeweilige Polstellungswinke] wird durch eine Decodierschaltung ermittelt, die beispielsweise als ein bekannter Vektornormierer ausgebildet sein kann.In the present invention, one or more primary coils are installed and with the exciter Medium or high frequency current flows through it, preferably at frequencies of 5 to 100 kHz. In a Fixed secondary windings become secondary voltages depending on the current excitation position induced, fed to a receiver and converted into analog with the help of an amplitude demodulator Output signals are converted. The respective pole position angle] is determined by a decoding circuit determined, which can be designed, for example, as a known vector normalizer.
Die als Meßwicklung verwendete Sekundärwicklung kann als einphasige oder als mehrphasige Wicklung ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist eine Sekundärwicklung, deren Länge zwei Perioden der Wanderfeldwicklung entspricht. Die decodierten Ausgangssignale der Meßwicklung ändern sich dann periodisch für alle Werte des Polstellungswinkels. Mit einer einphasigen Meßwicklung werden Ausgangssignale der unter a) genannten Art mit periodisch sinusförmigem Verlauf erzeugt, die zwei- oder mehrdeutig sind. Mit einer mehrphasigen Meßwicklung können Signale der unter b), c) oder d) genannten Arten geliefert werden.The secondary winding used as the measuring winding can be a single-phase or a multi-phase winding be trained. A secondary winding whose length is two periods of the Moving field winding corresponds. The decoded output signals of the measuring winding then change periodically for all values of the pole position angle. With a single-phase measuring winding, output signals of the type mentioned under a) with a periodically sinusoidal curve that is ambiguous or ambiguous are. With a polyphase measuring winding, signals of the types mentioned under b), c) or d) can be supplied will.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, daß die Wandeifeldwicklung selbst als Sekundärwicklung verwendet wird, wobei die in ihr induzierte Mittel- oder Hochfrequenzspannung induktiv oder kapazitiv ausgekoppelt wird, beispielsweise durch einen Hochfrequenzübertrager. Bei Verwendung der Wanderfeldwicklung als Meßwicklung weist jedoch die decodierte analoge Ausgangsspannung die halbe Periode wie der Polstellungswinkel auf. Die aus Jer Ausgangsspannung ermittelten Werte des Polstellungswinkels sind daher immer eindeutig. Diese Unsicherheit in der Angabe des tatsächlichen Polstellungswinkels kann dadurch beseitigt werden, daß bei stillstehendem Fahrzeug der Umrichter statisch betrieben wird und die Wanderfeldwicklung mit Gleichstrom speist, um das Fahrzeug zunächst in eine definierte Lage zu bringen. Damit ist dann sichergestellt, daß beim Anfahren die richtige Phasenlage vorliegt. Bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit bleibt die Phasenlage des Umrichters synchron mit der relativen Fahrzeuglage.According to a development of the invention, it is possible that the wall field winding itself as a secondary winding is used, the medium or high frequency voltage induced in it being inductive or is capacitively decoupled, for example by a high-frequency transformer. Using the traveling field winding as the measuring winding, however, has the decoded analog output voltage half period as the pole position angle. The values of the pole position angle determined from the output voltage are therefore always unique. This uncertainty in the specification of the actual pole position angle can be eliminated by operating the converter statically when the vehicle is stationary and feeds the traveling field winding with direct current to initially convert the vehicle into a defined Able to bring. This then ensures that the correct phase position is present when starting up. As the vehicle speed increases, the phase position of the converter remains synchronous with the relative one Vehicle position.
Eine andere Möglichkeit, um bei Verwendung der Wanderfeldwicklung als Meßwicklung einen eindeutigen Wert für den Polstellungswinkel zu erhalten, sieht vor, daß an beiden Seiten der Wanderfeldwicklung parallele Linienleiter verlegt sind und daß einem Überlagerungsempfänger die in den Linienleitern induzierte Hochfrequenzspannungund dk in der Wan-, derfeidwicklung induzierte Hochfreq^rn^pannung zugeführt ist. Durch diese Überlagerung werden die Ausgangssignale periodisch mit 2 π. Die Ausgangssignale sind daher eindeutig, wenn mehr als eine PhaseAnother possibility to obtain a clear value for the pole position angle when using the traveling field winding as a measuring winding provides that parallel line conductors are laid on both sides of the traveling field winding and that a superimposition receiver receives the high frequency voltage and dk induced in the line conductors in the traveling field winding induced high frequency is supplied. As a result of this superposition, the output signals are periodic with 2 π. The output signals are therefore unambiguous if there is more than one phase
betrachte! wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine zusätzliche Meßeinrichtung vorzusehen, die ermittelt, ob der Polstellungswinkel größer oder kleiner als π ist. Auf diese Weise kann die Zweideutigkeit der aus der Wur.üerfeldwicklung ausgekoppelten Hocrtfreqiienzspannung beseitigt werden. Für die r.r:ätzliene Meßeinrichtung kann ein einfacher Meßgeber verwendet werden, der beispielsweise magnetisch oder optisch arbeitet.consider! will. Another possibility is to provide an additional measuring device which determines whether the pole position angle is greater or less than π . In this way, the ambiguity of the high frequency voltage decoupled from the worm field winding can be eliminated. For the rr: etching measuring device, a simple measuring transducer can be used, which works magnetically or optically, for example.
Bei Schwebefahrzeugen wird ein weiteres Orientierungssignal für die Höhe des Erregers über der Trasse benötigt, um eine geregelte Dämpfung von vertikalen Schwingungen zu ermöglichen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht hierbei vor, daß der Betrag der analogen Ausgangssignale der Decodierschaltung als Maß für die Höhe des Erregers über der Trasse verwendet wird.In the case of hover vehicles, a further orientation signal is given for the height of the pathogen above the route required to enable controlled damping of vertical vibrations. A further education the invention provides here that the amount of the analog output signals of the decoding circuit as Measure for the height of the pathogen above the route is used.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre in den Unteransprüchen näher gekennzeichneten Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:Exemplary embodiments of the invention and its configurations characterized in more detail in the subclaims are shown in the drawing and are described in more detail below:
Fig. 1 zeigt schematisch ein Triebfahrzeug 1 mit einem Erreger 2, das sich in x-Richtung entlang einer Trasse bewegt, in der eine dreiphasige Wanderfeldwicklung mit den Strängen 3a, 3b, 3c verlegt ist. Die Wanderfeldwicklungen werden abschnittsweise von ortsfesten steuerbaren statischen Umrichtern, z.B. dem Umrichter 4, mit veränderlicher Spannung und Frequenz gespeist. Die Umrichter sind eingangsseitig an ein Drehstromnetz 6 angeschlossen. Den Steuereinrichtungen der Umrichter, z.B. der Steuereinrichtung 5 des Umrichters 4, sind in nicht dargestellter, bekannter Weise Sollwerte für Frequenz und Amplitude ihrer Ausgangsspannungen zugeführt. Die Steuereinrichtungen von benachbarten Umrichtern sind jeweils über Synchronisierleitungen 7 bzw. 8 miteinander verbunden. Weiterhin ist den Steuereinrichtungen jeweils ein Synchronisiersignal auf einer Leitung 9 zugefühit, das aus einer Meßanordnung für Polstellungswinkel gewonnen wird. Die Meßanordnung umfaßt eine im Triebfahrzeug 1 angeordnete Sendeeinrichtung 10 sowie entlang der Trasse angeordnete Meßwicklungen lla, lib, lic und eine Erfipfänger- und Auswerteschaltung 12.Fig. 1 shows schematically a traction vehicle 1 with an exciter 2, which moves in the x-direction along a route in which a three-phase traveling field winding with the strands 3a, 3b, 3c is laid. The traveling field windings are fed in sections by fixed, controllable static converters, for example converter 4, with variable voltage and frequency. The converters are connected on the input side to a three-phase network 6. Setpoint values for the frequency and amplitude of their output voltages are fed to the control devices of the converters, for example the control device 5 of the converter 4, in a known manner, not shown. The control devices of neighboring converters are connected to one another via synchronization lines 7 and 8, respectively. Furthermore, the control devices are each supplied with a synchronization signal on a line 9, which is obtained from a measuring arrangement for pole position angles. The measuring arrangement comprises a transmitting device 10 arranged in the motor vehicle 1 as well as measuring windings 11a, lib, lic and a detection and evaluation circuit 12 arranged along the route.
Fig. 2 zeigt schematisch die Meßanordnung. Zur Wahrung der Übersicht ist lediglich ein Strang 3 a der Wanderfeldwicklung und die zugehörige Meßwicklung 11a dargestellt. Der Erreger 2 ist als eine stromdurchflossene, vorzugsweise supraleitende Wicklung ausgebildet. An einen Mittel- oder Hochfrequenzsender 13 ist die Sendeeinrichtung 10 angeschlossen, deren Abmessungen vorzugsweise der Größe einer Schleife der Meßwicklung entsprechen, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Der Sender 13 arbeitet vorzugsweise in einem Frequenzbereich von 5 bis 100 kHz. Die in der Meßwicklung 11a induzierte Spannung UUa wird der Empfangs- und Auswerteschaltung 12 zugeführt.Fig. 2 shows schematically the measuring arrangement. To preserve the clarity, only one strand 3 is a traveling wave of the winding and the associated measuring winding 11a shown. The exciter 2 is designed as a current-carrying, preferably superconducting winding. The transmitting device 10 is connected to a medium or high frequency transmitter 13, the dimensions of which preferably correspond to the size of a loop of the measuring winding, as shown in the drawing. The transmitter 13 preferably operates in a frequency range from 5 to 100 kHz. The voltage U Ua induced in the measuring winding 11a is fed to the receiving and evaluation circuit 12.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer derartigen Empfangs- und Auswerteschaltung 12. Die induzierten Spannungen UUa, Unb, UUc der Meßwicklungen 11a, 116, lic sind Empfängern 19a, 19b, 19c zugeführt, die insbesondere einen Verstärker enthalten können. Den Empfängern sind Demodulatoren 14 a, 14/>, 14 c nachgeordnet. Die Ausgangsspannungen der Demodulatoren werden einem 3/2-Koordinatenwandler 15 zugeführt. Ein derartiger 3/2-Koordinatenwandler ist beispielsweise in Fig. 5 der DE-AS3 shows schematically the structure of such a receiving and evaluation circuit 12. The induced voltages U Ua , U nb , U Uc of the measuring windings 11a, 116, lic are fed to receivers 19a, 19b, 19c, which can in particular contain an amplifier. Demodulators 14 a, 14 />, 14 c are arranged downstream of the receivers. The output voltages of the demodulators are fed to a 3/2 coordinate converter 15. Such a 3/2 coordinate converter is shown, for example, in FIG. 5 of the DE-AS
? 353 594 dargestellt. Die Ausgangsspannungen de, Koiirdinatenwandlers IS werden in Funktionsgebern 16 bzw. 17 in die Sinuskomponente und die Cosinus. komponente des Polstellungswinkels umgesetzt. Sofern der Oszillator in der Steuereinrichtung des Wechselrichters mit diesen Komponenten synchronisiert wird, körinen sie unmittelbar auf die Syndironisiereingängc der Steuereinrichtung geschaltet werden. Falls die Steuereinrichtung mit einer dem Winkelwert des Polstellungswinkeis entsprechenden Spannung synchronisiert wird, ist ein bekannter Winkelnormiciür 18 vorgesehen, dem eingangsseitig die Sinuskomponenic und die Cosinuskomponente des Polstellungswinkeis zugeführt werden und der eine dem Winkelwert des Pulsteilungswinkels entsprechende Ausgangsspannung liefert.? 353 594 shown. The output voltages de, Koiirdinatenwandlers IS are in function transmitters 16 and 17 in the sine component and the cosine. component of the pole position angle implemented. If the oscillator in the control device of the inverter is synchronized with these components, they can be switched directly to the syndironization inputs of the control device. If the control device is synchronized with a voltage corresponding to the angular value of the pole position angle, a known angular standard 18 is provided, to which the sine component and the cosine component of the pole position angle are fed on the input side and which supplies an output voltage corresponding to the angular value of the pulse pitch angle.
in der Schaltungsanordnung der F i g. 3 ist weiterhin eine zusätzliche Auswerteeinrichtung zur Ermittlung eines Orientierungssignals für die Höhe des Erregers über der Trasse dargestellt. Hierzu sind zwei Quadrierstulen 20 und 21 vorgesehen, denen die Ausgangssignale des 3/2-Koordinatenwandlers 15 zugeführt sind. Diese Ausgangssignale enthalten neben der Winkelinformation noch eine Information über die Schwingungsamplitude der induzierten Spannung und damit eine Information über die Höhe des Erregers überderTrasse. Die Ausgangsspannungen der beiden Quadrierstufen 20 und 21 werden in einem Summationspunkt 22 addiert und einer Radizierstufe 23 zugeführt. Das Ausgangssignal der Radizierstufe 23 ist ein Maß für die Höhe des Erregers über der Trasse.in the circuit arrangement of FIG. 3 is still an additional evaluation device for determining an orientation signal for the height of the exciter shown above the route. For this purpose, two squaring bars 20 and 21 are provided, to which the output signals of the 3/2 coordinate converter 15 are supplied. These output signals contain the Angular information or information about the oscillation amplitude of the induced voltage and thus information about the height of the pathogen over the route. The output voltages of the two Squaring stages 20 and 21 are added at a summation point 22 and fed to a square rooting stage 23. The output signal of the square root 23 is a measure of the height of the exciter above the Route.
Fig. 4 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der in der Meßwicklung Ha induzierten Spannung Ulia. Man erkennt, daß die Ortsabhängigkeit dieses Spannungsverlaufes das Bild einer amplitudenmodulierten Schwingung bietet.4 shows the location-dependent course of the voltage U lia induced in the measuring winding Ha. It can be seen that the position dependency of this voltage curve presents the image of an amplitude-modulated oscillation.
Fig. 5 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der demodulierten Spannung U1111 am Ausgang des Demodulators 14«.5 shows the location-dependent course of the demodulated voltage U 1111 at the output of the demodulator 14 ″.
Fig. 6 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der Ausgangsspannung Uif, des Funktionsgebers 16. Die Kennlinie des Funktionsgebers 16 ist beispielsweise so gewählt, daß aus einer ihm eingangsseitig zugeführten Halbwelle eine vollständige Periode einer Schwingung erzeugt wird.6 shows the location-dependent course of the output voltage U if , of the function generator 16. The characteristic curve of the function generator 16 is selected, for example, so that a full period of an oscillation is generated from a half-wave fed to it on the input side.
Es wird insbesondere darauf hingewiesen, daß es auch möglich ist, nur zwei Meßwicklungen in der Trasse vorzusehen, die gegeneinander um eine halbe Periode versetzt sind. Die Ausgangsspannungen dieser beiden Meßwicklungen werden in der bereits beschriebenen Weise Empfängern zugeführt, denen Demodulatoren nachgeschaltet sind. Die demodulierten Signale können dann normiert werden und zur Synchronisation des Oszillators im Steuersatz des Umrichters verwendet, oder aber einem Winkelnormierer zur Erzeugung eines den Polstellungswinkel angebenden Signals zugeführt werden.It should be noted in particular that it is also possible to have only two measuring windings in the Provide routes that are offset from each other by half a period. The output voltages of these Both measuring windings are fed to receivers in the manner already described, to which demodulators are downstream. The demodulated signals can then be normalized and used for synchronization of the oscillator in the control set of the converter, or an angle normalizer for generating a signal indicating the pole position angle.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Meßwicklung die Wanderfeldwicklung selbst verwendet ist. An das Drehstromnetz 6 ist wiederum ein Umrichter 4 angeschlossen, der die drei Stränge 3a, 3b, 3c der Wanderfeldwicklung speist. Von der am Triebfahrzeug 1 angeordneten Sendeeinrichtung 10 werden in der bereits beschriebenen Weise hochfrequente Signale abgestrahlt, die in der Wanderfeldwicklung Spannungen induzieren. Die induzierten Spannungen werden von Auskopplungsein-Fig. 7 shows an embodiment of the invention in which the traveling field winding itself is used as the measuring winding. A converter 4, which feeds the three strands 3a, 3b, 3c of the traveling-wave winding, is in turn connected to the three-phase network 6. In the manner already described, high-frequency signals that induce voltages in the traveling-field winding are emitted from the transmitting device 10 arranged on the traction vehicle 1. The induced voltages are
richtungen 24«. 24b, 24c -uisgekoppelt und ei η ei Empfangs- und Auswerteschaltung 25 zugeführt. Das Ausgangssignai der Empfangs und Auswerteschaltung 25 wird zur Synchronisation des Steuersatzes 5 dos Umrichters 4 herangezogen.directions 24 «. 24b, 24c -un coupled and ei η ei receiving and evaluation circuit 25 supplied. The output signal of the receiving and evaluation circuit 25 is used to synchronize the control set 5 dos converter 4.
Geeignete Auskopplungseinrichtungen sind aus der Technik der Nachrichtenübertragung auf Hochspannungsleitungen bekannt. So kann beispielsweise in die Zuleitung zur Wanderfeldwicklung ein Sperrfilter eingebaut werden, an dem die hochfrequente Spannung abfällt und über einen Übertrager ausgekoppelt wird. Die ausgekoppelte Spannung wird einem Verstärker mit hochohmigem Eingang zugeführt. Die vom Umrichter herrührenden Störfrequenzen werden in Kondensatoren kurzgeschlossen, die zwischen den Ausgängen des Umrichters angeordnet sind.Suitable decoupling devices are from the technology of message transmission on high-voltage lines known. For example, a blocking filter can be installed in the supply line to the traveling field winding be installed at which the high-frequency voltage drops and decoupled via a transformer will. The decoupled voltage is fed to an amplifier with a high-impedance input. The ones from Interference frequencies originating from the converter are short-circuited in capacitors between the Outputs of the converter are arranged.
Fig. <S zeigt einen Strang 3a der Wanderfeldwicklung mit einer Auskopplungseinrichtung 24a. An beiden Seiten der Wanderfeldwicklung sind parallele Linienleiter 27 verlegt. Die in der Wanderfeldwicklung 3« und in den parallelen Linienleitern 27 induzierten Spannungen werden einem Überlagerungsempfänger 26 zugeführt.FIG. 5 shows a strand 3a of the traveling field winding with a decoupling device 24a. Parallel line conductors 27 are laid on both sides of the traveling field winding. The voltages induced in the traveling field winding 3 ″ and in the parallel line conductors 27 are fed to a superimposition receiver 26.
Fig. 9 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der Ausgangsspannung U2h des Überlagerungsempfängers 26. Die überlagerten Signale sind periodisch mit 2 π. Sie sind daher eindeutig, wenn mehr als eine Phase der Waiiderfeldwicklung betrachtet wird.9 shows the location-dependent profile of the output voltage U 2h of the superimposed receiver 26. The superimposed signals are periodic with 2π. They are therefore unambiguous if more than one phase of the Waiider field development is considered.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2610752A DE2610752C3 (en) | 1976-03-15 | 1976-03-15 | Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor |
| JP2854677A JPS52111109A (en) | 1976-03-15 | 1977-03-15 | Circuit device for operating synchronous linear motor type railroad vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2610752A DE2610752C3 (en) | 1976-03-15 | 1976-03-15 | Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2610752A1 DE2610752A1 (en) | 1977-09-22 |
| DE2610752B2 DE2610752B2 (en) | 1978-06-22 |
| DE2610752C3 true DE2610752C3 (en) | 1979-02-22 |
Family
ID=5972444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2610752A Expired DE2610752C3 (en) | 1976-03-15 | 1976-03-15 | Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52111109A (en) |
| DE (1) | DE2610752C3 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2921860A1 (en) * | 1979-05-25 | 1980-11-27 | Licentia Gmbh | Automatic navigation for tracked vehicle - provides levitation suspension using two independent computers processing data from two channels for control |
| DE3003709A1 (en) * | 1980-02-01 | 1981-08-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Synchronous machine pole position and slip measurement - using magnetic rotor detecting rotary flux between armature and stator |
| DE3150353A1 (en) * | 1981-12-18 | 1983-06-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Arrangement for operating an electrical prime mover, linked to a track, by means of a synchronous linear motor |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810955B2 (en) * | 1978-05-04 | 1983-02-28 | 日本国有鉄道 | Position detection method for linear motor vehicle |
| DE2912736C2 (en) * | 1979-03-30 | 1981-03-19 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Arrangement for detecting the pole position in a long-stator synchronous liner motor for a railroad-bound traction vehicle |
| DE2912735C2 (en) * | 1979-03-30 | 1983-02-03 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Arrangement for detecting the pole position in a long-stator synchronous linear motor for a rail-bound traction vehicle |
| DE2912837C2 (en) * | 1979-03-30 | 1981-04-23 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Arrangement for detecting the pole position in a long-stator synchronous linear motor for a rail-bound traction vehicle |
| DE3003701A1 (en) * | 1980-02-01 | 1981-08-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Synchronous linear motor slip measurement - using hysteresis motor between linear stator and exciter |
| CA1166682A (en) * | 1980-03-07 | 1984-05-01 | Takashige Saijo | Control system for a linear synchronous motor |
| DE3130506A1 (en) * | 1981-08-01 | 1983-07-07 | Meins, Jürgen, Dr., 8011 Baldham | Circuit arrangement for the stabilisation of the thrust-forming forces of synchronous machines |
| JPS5836101A (en) * | 1981-08-27 | 1983-03-03 | Japanese National Railways<Jnr> | Detecting method for position of vehicle |
| JPS5886805A (en) * | 1981-11-16 | 1983-05-24 | Japanese National Railways<Jnr> | Detector for position of linear motor |
| DE3147819A1 (en) * | 1981-12-03 | 1983-06-16 | Herbert Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Weh | Detection of the vehicle position by counting grooves |
| DE3382199D1 (en) * | 1982-02-10 | 1991-04-18 | Thyssen Industrie | DEVICE FOR INCREMENTALLY DETECTING THE VEHICLE POSITION OF A MAGNETIC FLOATING VEHICLE. |
| JPS58192404A (en) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Japanese National Railways<Jnr> | Vehicle running system by linear motor |
| DE102006057062B4 (en) | 2006-11-28 | 2010-12-02 | Siemens Ag | Method and device for measuring the pole angle of a magnetic levitation vehicle of a magnetic levitation railway |
-
1976
- 1976-03-15 DE DE2610752A patent/DE2610752C3/en not_active Expired
-
1977
- 1977-03-15 JP JP2854677A patent/JPS52111109A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2921860A1 (en) * | 1979-05-25 | 1980-11-27 | Licentia Gmbh | Automatic navigation for tracked vehicle - provides levitation suspension using two independent computers processing data from two channels for control |
| DE3003709A1 (en) * | 1980-02-01 | 1981-08-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Synchronous machine pole position and slip measurement - using magnetic rotor detecting rotary flux between armature and stator |
| DE3150353A1 (en) * | 1981-12-18 | 1983-06-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Arrangement for operating an electrical prime mover, linked to a track, by means of a synchronous linear motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52111109A (en) | 1977-09-17 |
| DE2610752A1 (en) | 1977-09-22 |
| DE2610752B2 (en) | 1978-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2610752C3 (en) | Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor | |
| DE2341761C3 (en) | Circuit arrangement for operating a track-bound traction vehicle with a synchronous linear motor | |
| DE3750146T2 (en) | Brushless excitation generator using a hybrid rectifier. | |
| EP0228535A1 (en) | Method and device to determine the flux angle of an induction machine i.e. to operate the machine according to position | |
| DE2326116A1 (en) | INDUCTIVE FLOW METER WITH SWITCHED EQUAL FIELD EXCITATION | |
| DE19845903A1 (en) | Electrical power transmission system | |
| DE1806977A1 (en) | Vehicle with a linear electric motor | |
| DE19628286B4 (en) | Angular position transmitter with stator and specially shaped rotor using voltage pulses and current measurements for position determination | |
| DE3303961A1 (en) | Device for the incremental detection of the position of a magnetically levitated vehicle | |
| DE3810870C2 (en) | ||
| DE69032899T2 (en) | DC POWER TRANSFORMER | |
| DE69108076T2 (en) | Direct converter and method for controlling it. | |
| DE2405921A1 (en) | METHOD OF CONTINUOUSLY DETERMINING THE POSITION OF A VEHICLE | |
| DE3102655A1 (en) | Method and arrangement for detecting machine-internal variables in electrical machines | |
| EP0193067B1 (en) | Three-phase motor powered by a multiphase direct converter arrangement | |
| DE2534090A1 (en) | VOLTAGE AND FREQUENCY CONTROL CIRCUIT | |
| DE3525421A1 (en) | Method and circuit arrangement for reducing the torque ripple of a converter motor in the low speed range | |
| DE2221099A1 (en) | Electromagnetic device for determining the runner position | |
| DE3150353C2 (en) | ||
| DE1101537B (en) | Radio receiver for azimuth determination | |
| DE2739918C2 (en) | Converter arrangement | |
| DE730101C (en) | Remote display of angular positions | |
| DE708157C (en) | Electric amplifier for rotary adjustments | |
| DE2950907A1 (en) | DRIVE ARRANGEMENT WITH A FREQUENCY CONVERTER FEEDED TWO-PHASE SYNCHRONOUS MOTOR | |
| DE904991C (en) | Switching arrangement for remote transmission of angular positions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |