DE2623888A1

DE2623888A1 - Switching control for linear induction drive - has fixed magnetic sections on track and electromagnets at switching points

Info

Publication number: DE2623888A1
Application number: DE19762623888
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kagischke; Ulrich Steffen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-05-25
Filing date: 1976-05-25
Publication date: 1977-12-08

Abstract

The lightweight linear drive motor has two sets of laminations coupled by the same DC coils (1), into a common motor. The ends of the laminations are open and the magnetic circuits are completed by fixed magnetic elements (5) forming part of the track. The switching points have the fixed magnetic sections replaced by controlled electromagnets. The use of fixed pole pieces, and trackside electro-magnets reduces the weight of the drive unit as well as reducing the eddy currents and lowering the control current.

Description

Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges mit Hilfe vonDrive a rail-bound traction vehicle with the help of

Linearmotorne Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges mit Hilfe von Linearmotoren, bei welchem ein am Triebfahrzeug befestigter Induktor ein gemeinsames Blechpaket für zwei jeweils auf der Längsseite angeordnete mehrphasige Wechselstromwicklungen aufweist und bei dem jeder Langsseite des Induktors ein feststehendes, schienenartiges Sekundärsystem gegenübersteht. Ein derartiger Antrieb ist aus der DT-OS 2 202 052 insbesondere zur Verwendung bei Schwebefahrzeugen bekannt. Es handelt sich bei dem bekannten Antrieb um zwei asynchrone Linearmotoren, deren Sekundärsysteme außenliegend angeordnet sind und deren jeweiliger Induktor zu einem einzigen Bauteil mit gemeinsamem Blechpaket für die beiden mehrphasigen Wechselstromwicklungen zusammengefaßt ist. Dadurch erreicht man eine Gewichtsersparnis an dem mit dem Triebfahrzeug verbundenen Induktor.Linear motors The invention relates to a drive of a rail-mounted Traction vehicle with the help of linear motors, in which one attached to the traction vehicle Inductor a common laminated core for two each arranged on the long side Has polyphase alternating current windings and in which each long side of the inductor a fixed, rail-like secondary system faces. One of those Drive is from DT-OS 2 202 052, especially for use in hover vehicles known. The known drive consists of two asynchronous linear motors, whose secondary systems are arranged on the outside and their respective inductors into a single component with a common laminated core for the two multiphase AC windings is summarized. This results in a weight saving on the inductor connected to the locomotive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei asynchronen Linearmotoren auftretenden Nachteile, wie z.Bz der Blindstrombedarf zur Erregung, zu vermeiden, wobei sowohl die Fahrt auf normaler Strecke als auch die Fahrt auf einer Weiche möglich sein soll, ohne die für den Induktor gewonnene Gewichtsersparnis zu verlieren. Gemäß der Erfindung sind bei einem Antrieb der eingangs beschriebenen Art an sich benannte Linearmotoren synchroner Bauart verwendet, deren gemeinsamer Induktor aus zwei parallel verlaufenden, jeweils von Gleichstromerregerwicklungen umfaßten Blechpaketen besteht, und die Sekundärsysteme auf normaler Strecke bestehen jeweils aus unbewickelten und auf Abstand zueinander liegenden magnetischen Abschnitten, die beide Blechpakete überdecken und deren sich in Schubrichtung erstreckende Lange angenähert der Polteilung der mehrphasigen Wechselstrom wicklung entspricht, bei einem Mittenabstand von zwei Polteilungen, während. im Bereich der Weichen als Sekundärsystem mit Erregerwicklungen versehene Pole dienen, die, zueinander einen Mittenabstani von einer Polteilung aufweisend, paarweise jeweils nur ein Blechpaket überdeckend angeordnet sind, wobei die jeweils einem Blechpaket zugeordneten Pole auf der der mehrphasigen -Wechselstromwicklung abgewandten Außenfläche untereinander durch ein ma;netisches Joch verbunden sind.The invention is based on the problem of asynchronous linear motors Avoid any disadvantages, such as the reactive current requirement for excitation, both driving on a normal route and driving on a switch should be possible without losing the weight savings gained for the inductor. According to the invention, in a drive of the type described in the introduction named linear motors of synchronous design used, their common inductor from two parallel laminated cores, each surrounded by DC exciter windings consists, and the secondary systems on the normal route are each unwound and spaced apart magnetic sections, both Sheet metal packages cover and their length, which extends in the direction of thrust, approximates the pole pitch corresponds to the polyphase alternating current winding, with a center-to-center distance of two Pole pitches while. in the area of the switches as a secondary system with excitation windings provided poles are used, which are spaced a center distance from one another by a pole pitch having, in pairs each only one laminated core are arranged overlapping, wherein each of the poles assigned to a laminated core on the multi-phase AC winding facing away from the outer surface are connected to one another by a magnetic yoke.

Der Antrieb besteht also aus zu einem Doppelmotor zusammengefaßten synchronen Linearmotoren mit jeweils einem außenliegenden, schienenartigen, ortsfesten Sekundärsystem, dem jeweils eine mehrphasige Wechselstromwicklung gegenübersteht. Beide Wechselstromwicklungen liegen an den Längsseiten eines gemeinsamen, am Fahr-Zeug befestigten Induktors, der aus zwei jeweils von Gleichstromerregerwi cklungen umfaßten, parallel zueinander liegenden Blecllpaketen besteht. Die Sekundärsysteme, die mit diesem gemeinsamen Induktor zusammenwirken, haben Je nach Art der Streckenführung einen unterschiedlichen Aufbau. Auf normaler Strecke besteht das Sekundärsystem aus abwechselnd magnetischen und unmagnetischen Abschnitten, die beide Blechpakete überdecken.The drive therefore consists of combined to form a double motor synchronous linear motors each with an external, rail-like, stationary Secondary system, each facing a multi-phase alternating current winding. Both alternating current windings are on the long sides of a common one, on the driving stuff attached inductor, which consists of two each comprised of DC exciter windings, consists of sheet metal packets lying parallel to one another. The secondary systems that come with this common inductor have to work together depending on the type of routing a different structure. The secondary system exists on a normal route alternating magnetic and non-magnetic sections, the two laminated cores cover.

Mit diesem Sekundärsystem bildet der gemeinsame Induktor eine ständererregte Gleichpolmaschine, bei welcher sich der Fluß jeweils über die magnetischen Abschnitte der Sekundärsysteme schließt. Im Bereich der Weichen sind als Sekundärsystem dagegen paarweise angeordnete Pole mit einer Erregerwicklung vorgesehen, die jeweils nur ein Blechpaket überdecken und von denen die einem Blechpaket zugeordneten jeweils untereinander durch ein magnetisches Joch verbunden sind. Das Sekundärsystem besteht PISO aus fremderregten Polen, deren Mittenabstand Jeweils eine Polteilung der zugeordneten mehrphasigen Wechselstromwicklung beträgt Für die Fahrt durch die Weiche werden dann die Gleichstromerregerwicklungen auf dem gemeinsanen Induktor abgeschaltet und die er.tsprec,hend der vorgewählten Fahrtrichtung g kurveninneren Pole des Sekundärsystems erregt. Dadurch wirkt der synchrone Doppelmotor einseitig als synchrone Wechsclfeiimaschinr, bei welcher sich der Fluß jeweils zum benachbarten Pol auteilt und sich über das Joch bzw. dem Induktor schließt.With this secondary system, the common inductor forms a stator-excited Homopolar machine, in which the flux is in each case over the magnetic sections the secondary systems closes. In the area of the turnouts, however, are the secondary systems Poles arranged in pairs with an excitation winding are provided, each only cover a laminated core and each of which is assigned to a laminated core are interconnected by a magnetic yoke. The secondary system exists PISO from separately excited poles, their center-to-center spacing in each case a pole division of the assigned polyphase alternating current winding amounts to be used for driving through the switch then switched off the DC exciter windings on the common inductor and the er.tsprec, with the preselected direction of travel g inside the bend Pole of the secondary system excited. As a result, the synchronous double motor acts on one side as a synchronous change-over machine, in which the river is in each case to the neighboring Pole parts and closes over the yoke or the inductor.

Eine derartige Abwandlung des Sekundärsystems im Bereich der Weiche bedingt zwar einen gewissen Mehraufwand, der aber auf das ortsfeste System beschränkt bleibt. Man hat aber e:-.ne genaue Richtungsführung des Triebfahrzeuges mittels einer Weiche ohne bewegliche Teile. Außerdem ist auch im Weichenbereich ein einseitiger Antrieb des Triebfahrzeuges gegeben, für den- 3s unerheblich bleibt, daß sich entsprechend der Geometrie der Weichenausführung der Luftspalt zum Sekundärsystem auf der der gewählten Fahrtrichtung gegenüberliegenden Seite ständig vergrößert.Such a modification of the secondary system in the area of the switch It does require a certain amount of additional effort, but this is limited to the fixed system remain. But you have e: -. Ne precise directional guidance of the traction vehicle by means of a switch with no moving parts. In addition, there is also a one-sided in the switch area Given the drive of the traction vehicle, it is irrelevant for the 3s that it is accordingly the geometry of the switch design the air gap to the secondary system on the der selected direction of travel is constantly enlarged.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 bis 6 der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.In the following the invention is still based on the in FIGS. 1 to 6 the drawing schematically illustrated embodiment explained in more detail.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den prinzipiellen Aufbau des Antriebes gemäß der Erfindung in einem Schnitt senkrecht zur Langsachse der Sekundärsysteme, wobei Fig. 1 die normalen Strecken, Fig. 2 den Weichenbereich darstellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen Jeweils Ansichten auf das Sekundärsystem, in Fig. 3 der normalen Strecke, in Fig.4im Weichenbereich. Fig. 5 zeigt in verändertem Maßstab den prinzipiellen Aufbau einer Weiche und in Fig. 6 ist ein Schritt entlang der Linie VI-VI in Fig. 2 dargestellt.1 and 2 show the basic structure of the drive according to of the invention in a section perpendicular to the longitudinal axis of the secondary systems, wherein Fig. 1 shows the normal routes, Fig. 2 shows the switch area. Figs. 3 and 4 each show views of the secondary system, in FIG. 3 the normal route, in Fig. 4 in the switch area. Fig. 5 shows the principle on a changed scale Construction of a switch and in Fig. 6 is a step along the line VI-VI in Fig. 2 shown.

Der Antrieb eines nicht dargestellten schienengebundenen Triebfahrzeuges erfolgt mit zwei Linearmotoren synchroner Bauart, die als Doppelmotor zusammengefaßt sind. Am Fahrzeug ist der gemeinsame Induktor 1 befestigt, der somit den beweglichen Teil bildet, während auf der Trasse 2 ortsfest~jeweils die Sekundärsysteme unterschiedlicher Ausführung -angeordnet- sind, nämlich im Bereich der normalen Strecke das Sekur.därsystem 3 und im Bereich der gleiche 4 das Sekundärsystem 5.The drive of a rail-bound traction vehicle, not shown takes place with two linear motors of synchronous design, which are combined as a double motor are. The common inductor 1 is attached to the vehicle and thus the movable one Part forms, while on route 2 stationary ~ the secondary systems are different Execution are arranged, namely the Sekur.därsystem in the area of the normal route 3 and in the area of the same 4 the secondary system 5.

Der gemeinsame Induktor 1 enthalt zwei parallel verlaufende Blechpakete 6 und 7, die jeweils von zwei Gleichstromerregerwicklungen 8 umfaßt sind. In den außenliegenden Längsseiten 9 und 10 der Blechpakete 6 und 7 liegen in Nuten 11 je eine mehrphasige Wechselstromwicklung 12 mit der Polteilung Tp Die Leiter der mehrphasigen wechselstrtomwicklungen 12 sind j jeweils so abgekröpft, daß sie im Blehpaket 6 eine um die Polteilung Tp verschobene Lage gegenüber dex im Blechpaket 7 einnehmen.The common inductor 1 contains two laminated cores running in parallel 6 and 7, which are each surrounded by two DC excitation windings 8. In the outer longitudinal sides 9 and 10 of the laminated cores 6 and 7 are in grooves 11 each a polyphase alternating current winding 12 with the pole pitch Tp The conductors of the polyphase alternating current windings 12 are each angled so that they are in the sheet metal core 6 assume a position shifted by the pole pitch Tp with respect to dex in the laminated core 7.

Das auf der normalen Strecke 13 der Trasse 2 verwendete.Sekundärsystem 3 besteht aus unbewickelten magnetischen Abschnitten 14, die über Stützen 15 an der Trasse 2 befestigt sind. In Schubrichtung des Triebfahrzeuges gesehen weisen die magnetischen Abschnitte 14 eine Länge auf, die etwas kleiner als die Polteilung Tp der Wechselstromwicklung 12 ist. Der Mittenabstand der magnetischen Abschnitte 14 zueinander beträgt die doppelte Polteilung Tpe Bewegt sich nun das Triebfahrzeug entlang der normalen Strecke 13, so wird durch die Gleichstromerregerwicklungen 8, wie in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet, ein Fulß i erzeugt, der sich jeweils über die magnetischen Abschnitte 14 der Sekundärsysteme 3 schließt.The secondary system used on normal route 13 of route 2 3 consists of unwound magnetic sections 14, which are attached via supports 15 the route 2 are attached. Point in the thrust direction of the traction vehicle the magnetic sections 14 have a length that is slightly smaller than the pole pitch Tp of the AC winding 12 is. The center-to-center spacing of the magnetic sections 14 to each other is double the pole pitch Tpe If the locomotive is now moving along the normal route 13, it is through the DC exciter windings 8, as indicated by arrows in Fig. 1, a Fulß i generated, each over the magnetic sections 14 of the secondary systems 3 closes.

Die Abmessungen der Blechpakete 6 und 7 werden daher nur durch die mehrphasigen Wechselstromwicklungen 12 und dem Platzbedarf für die Gleichstromerregerwicklungen 8 bestimmt. Dadurch erzielt; man eine Raum- und Gewichtseinsparnis einmal für den Induktor 1 und zum anderen auch an der Trasse 2, da der Abstand zwischen den beiden Sekundärsystemen 3 auch durch die Abmessungen des Induktors 1 bestimmt ist.The dimensions of the laminated cores 6 and 7 are therefore only through the polyphase alternating current windings 12 and the space required for the direct current exciter windings 8 determined. Achieved thereby; one space and weight saving once for the Inductor 1 and on the other hand also on route 2, as the distance between the two Secondary systems 3 is also determined by the dimensions of the inductor 1.

Der Induktor 1 bildet also in Verbindung mit dem Sekundärsystem 3 bei erregten Gleichstromerregerwicklungen 8 und eingespeisten Wechselstromwicklungen 12 2 einen als Doppelmotor ausgebildeten Linearmotor sync£ironer Bauart der Gleichpoltype.The inductor 1 thus forms in connection with the secondary system 3 with excited DC exciter windings 8 and fed AC windings 12 2 a linear motor designed as a double motor synchronous construction of the homopolar type.

Im Bereich der Weiche 4 ist dagegen das Sekundärsystem 5 eingesetzt. Dieses besteht aus raarAeise üb-ereinander liegend angeordneten Polen 16 17, die mit Stützen 18 an der Trasse 2 befestigt sind. Jeder Pol 16 bzw 17 überdeckt Jeweils nur ein Blechpaket 5 bzw. 7, Die einem Blechpaket zugeordneten Pole, so die Pole 16 für das Blechpaket 6, sind untereinander auf der der Wechselstromwicklung 12 abgewa::dten Außenfläche 19 durch das magnetische Joch 20 verbunden. Entsprechend sind die dem Blechpaket 7 zugeordneten Pole 17 untereinander auf ihrer Außenfläche 21 durch das Joch 22 verbunden. Der Mittenabstand der Pole zueinander entspricht jeweils der Polteilung Tp Jeder Pol 16 bzw. 17 ist außerdem von einer Erregerwicklung 23 umfaßt.In contrast, the secondary system 5 is used in the area of the switch 4. This consists of poles 16 17 arranged one above the other, which are attached to the route 2 with supports 18. Each pole 16 or 17 respectively covers only one laminated core 5 or 7, the poles assigned to a laminated core, so the poles 16 for the laminated core 6 are one below the other on the alternating current winding 12 facing away outer surface 19 is connected by the magnetic yoke 20. Corresponding the poles 17 assigned to the laminated core 7 are one below the other on their outer surface 21 connected by the yoke 22. The center-to-center distance of the poles corresponds to one another each of the pole pitch Tp Each pole 16 or 17 is also of an excitation winding 23 includes.

Während der Fahrt des Triebfahrzeuges durch die Weiche 4 werden nun, wenn der Induktor 1 in den Bereich des Sekundärsystemes 5 eintritt, die GleichstromerregerlJricklungen 8 abgeschaltet und dagegen die auf der Je nach der vorgewählten Fahrtrichtung Kurveninnenseite liegenden Pole 15 und 17 über die Erregerwicklungen 23 so erregt, daß jeweils benachbarte Pole unterschiedliche Polarität haben, wie in Fig. 4 durch die Buchstaben N und S angedeutet. Der synchrone Doppelmotor verhält sich nun wie eine einseitige Wechselfedmaschne, deren Feldverlauf #' durch Pfeile in Fig. 6 dargestellt ist. Durch diese Betriebsumstellung ist ein Antrieb auch im Bereich der Weiche 4 gewährleistet.While the motor vehicle is traveling through switch 4, when the inductor 1 enters the area of the secondary system 5, the DC exciter turns 8 is switched off and, on the other hand, the one on the inside of the curve, depending on the preselected direction of travel lying poles 15 and 17 excited via the excitation windings 23 that each adjacent Poles have different polarity, as shown in Fig. 4 by the letters N and S indicated. The synchronous double motor now behaves like a one-sided shuttle machine, whose field profile # 'is shown by arrows in FIG. 6. Through this change in operations a drive is also guaranteed in the area of the switch 4.

1 Anspruch 6 Figuren1 claim 6 figures

Claims

Claim drive with a crenellated traction vehicle The help of linear motors, in which eir. inductor attached to the locomotive a common laminated core for two multi-phase ones each arranged on the long side Has alternating current windings and in which each long side of the inductor has a fixed, opposite rail-like secondary system, characterized by the use known linear motors of synchronous design, whose common inductor (1) comprised of two parallel running, each of DC exciter windings (8) Laminated cores (6,7) and in that the secondary systems (3) on normal Line (13) each made up of unwound and spaced apart magnetic Sections (14) exist, which cover the two laminated cores (6,7) and their one another in the direction of thrust, the length approximates the pole pitch (Tp) of the polyphase AC winding (12) corresponds, with a center-to-center spacing of two pole pitches (T), while in the area p of the switches (4) as a secondary system (5) with excitation windings (23) provided poles (16,17) are used, which - to each other a center distance of one Having pole pitch (T) - in pairs, each p covering only one laminated core are arranged, the respective poles assigned to a laminated core on the nehr-phase @echolecurrent winding (12) facing away from the outer surface (19, 21) with each other are connected by a magnetic Jch (20,22).