DE2842099A1 - Synchroner linearmotor - Google Patents
Synchroner linearmotorInfo
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- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 3 2 0 3 BRD
Synchroner Linearmotor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen synchronen Linearmotor, insbesondere Langstatormotor, dessen Erregereinrichtung
als bewegter Translator ausgebildet und auf einem fahrweggebundenen Fahrzeug angeordnet -ist und
dessen Wanderfeldwicklung in entlang der Trasse mäanderförmig
verlegte Schaltabschnitte unterteilt ist, die jeweils von einer ortsfesten steuerbaren statischen Umrichter
anordnung gespeist sind, wobei die Stromschienen der Wanderfeldwicklung als Leiterbänder mit mehreren
Einzelleitern ausgebildet sind (DE-OS 26 56 389).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übergangsstellen zwischen den Schaltabschnitten der
Wanderfeldwicklung derart auszubilden, daß beim Überfahren der Trennstellen die Unsymmetrien für die Stromregelung
die Umrichteranordnung verringert werden und ein guter Fahrkomfort gewährleistet wird.
Gud 2 Bim / 21.9.1978
030014/0478
VPA 78P3203BRD
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Schaltabschnittwechsel die Einzelleiter der
Leiterbänder nacheinander derart ausgetauscht werden, daß in Abständen, die einem ganzzahligen Vielfachen
einer Polteilung entsprechen, jeweils ein Einzelleiter des einen Schaltabschnittes herausgeführt und ein Einzelleiter
des nächsten Schaltabschnittes eingeschleift wird.
Durch den erfindungsgemäßen überlappenden Übergang zwischen den Schaltabschnitten der Wanderfeldiwcklung
wird der Abfall der Hauptfeldspannung im verlassenen Schaltabschnitt und der Anstieg der Hauptfeldspannung
im nächstfolgenden Schaltabschnitt verzögert. Abrupte Belastungsänderungen werden für die die Schaltabschnitte
speisenden Umrichteranordnungen vermieden. Die den einzelnen Umrichteranordnungen zugeordneten Stromregelungen
können den Strom in den aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten der Wanderfeldwicklung annähernd
konstant halten. Der übergang des Fahrzeuges von einem Schaltabschnitt in den nächsten erfolgt so weich, daß
der Fahrkomfort nicht beeinträchtigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
FIG 1 eine schematisch dargestellte Übergangsstelle zwischen den Schaltabschnitten einer Phase einer Wanderfeldwicklung,
deren in Einzelleiter aufgelöste Stromschienen elektrisch parallel geschaltet sind,
FIG 2 eine schematisch dargestellte Übergangsstelle zwischen den Schaltabschnitten einer Phase einer Wanderfeldwicklung,
deren in Einzelleiter aufgelöste Stromschienen elektrisch in Serie geschaltet sind.
0300U/0A78
- / - VPA 78 P 3 2 0 3 BRD
In FIG 1 ist die Übergangsstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Schaltabschnitten einer Phase einer mehrphasigen Wanderfeldwicklung für einen synchronen eisenlosen
Linearmotor dargestellt. Zur besseren Veranschaulichung sind die Einzelleiter des linken Sehaltabschnittes
der Wanderfeld\vicklung mit durchgezogenen Linien und die Einzelleiter des rechten Sehaltabschnittes der
Wanderfeldwicklung mit strichlierten Linien dargestellt. Es wird angenommen, daß sich das Fahrzeug von links nach
rechts bewegt. Im allgemeinen ist eine derartige Wanderfeldwicklung dreiphasig ausgeführt. Zur einfacheren Darstellung
ist lediglich die Phase R der Wanderfeldwicklung dargestellt.
Bei der dargestellten Wanderfeldwicklung sind die Stromschienen als Leiterbänder mit jeweils vier Einzelleitern
ausgebildet, die nebeneinander auf der Trasse verlegt und elektrisch parallel geschaltet sind. Jeder Sehaltabschnitt
wird von einer ihm zugeordneten Umrichteranordnung mit
Wechselstrom von einstellbarer Frequenz, Phasenlage und Stromstärke gespeist. Dem linken Schaltabschnitt der
Phase R, dessen Stromschienen aus den Einzelleitern R11,
R12, R13, R14 aufgebaut ist, ist die Umrichteranordnung
UR1 zugeordnet. Dem rechten Schaltabschnitt, dessen Stromschienen aus den Einzelleitern R21, R22, R23, R24
aufgebaut ist, ist die Umrichteranordnung UR2 zugeordnet. Der Übergang zwischen den beiden Sehaltabschnitten der
Phase R erfolgt derart, daß zunächst der Einzelleiter R11 der Phase R des linken Schaltabschnittes herausgeführt
und der Einzelleiter R21 der Phase R des nächstfolgenden
Schaltabschnittes eingeschleift wird. In einem Abstand 2p, der dem zweifachen einer Polteilung ρ und damit
einer Wellenlänge entspricht, wird zusätzlich der Einzelleiter R12 des linken Schaltabschnittes herausgeführt und
der Einzelleiter R22 des rechten Sehaltabschnittes eingeführt.
In einer Entfernung, die wiederum der zweifachen
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- / - VPA 78 P 3 2 0 3 BRD
Polteilung entspricht, wird der Einzelleiter R13 durch
den Einzelleiter R23 ersetzt. Nach wiederum der zweifachen Polteilung wird schließlich Eiuch der Einzelleiter
R14 durch den Einzelleiter R24 ersetzt. Damit ist der
Übergang von der Phase R des rechten Schaltabschnittes mit den durchgezogen gezeichneten Einzelleitern auf
die Phase R des linken Schaltabschnittes mit den strichliert gezeichneten Einzelleitern vollzogen. Da der Austausch
der Einzelleiter im Abstand von einer Wellenlänge, also der zweifachen Polteilung, vorgenommen wird, ergibt
sich der konstruktive Vorteil, daß die Anschlüsse immer auf der gleichen Seite der Wanderfeldwicklung liegen.
Die Verkabelung läßt sich dadurch einfacher gestalten.
Beim Schaltabschnittwechsel spielen sich in Bezug auf die Phase R folgende Vorgänge ab:
Das Fahrzeug befindet sich zunächst im linken Schaltabschnitt, der von der Umrichteranordnung UR1 gespeist
wird. Die Umrichteranordnung UR2 des rechten Schaltabschnittes ist abgeschaltet". Sobald sich das Fahrzeug
der Übergangsstelle nähert, wird die Umrichteranordnung UR2 des rechten Schaltabschnittes zugeschaltet und mit
der Umrichteranordnung UR1 synchronisiert. Der Strom im
rechten Schaltabschnitt wird durch eine der Umrichteranordnung UR2 zugeordnete Stromregelung auf seinen Nennwert
geregelt. Die Umrichteranordnung UR2 läuft im Leerlauf. Beim Einfahren des Fahrezeuges in den rechten
Schaltabschnitt induziert die Erregereinrichtung im rechten Schaltabschnitt eine Gegenspannung, die bei synchronen
Linearmotoren als Hauptfeldspannung bezeichnet wird. Die Umrichteranordnung UR2 des rechten Schaltabschnittes
erhöht die abgegebene Leistung, um den vorgegebenen Stromsollwert zu halten. Die Umrichteranordnung UR1 des
verlassenen Schaltabschnittes wird abgesteuert. Sobald
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- / - VPA 78 P 3 2 0 3 BRD
sich das Fahrzeug vollständig im rechten Schaltabschnitt befindet, wird die Umrichteranordnung UR1 des linken
Schaltabschnittes abgeschaltet.
Durch die überlappend ausgeführte Übergangsstelle zwischen den aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten der einzelnen
Phasen wird der Anstieg der Hauptfeldspannung im rechten Schaltabschnitt verzögert. Die Stromregelung der Umrichteranordnung
ist daher in der Lage, durch eine entsprechende Änderung der Aussteuerung den Stromsollwert zu
halten. Würden dagegen beim Übergang von einem Schaltabschnitt auf den nächsten sämtliche Einzelleiter des ersten
Schaltabschnittes gemeinsam herausgeführt und die Einzelleiter des nächsten Schaltabschnittes .gemeinsam
eingeschleift, so entstünde beim überfahren der Trennstelle
ein sprunghafter Anstieg der Hauptfeldspannung, dem die Stromregelung der Umrichteranordnung mit Rücksicht
auf die Belastbarkeit der Halbleiterventile der Umrichteranordnung nicht rasch genug folgen könnte. Es
käme dann zu unerwünschten LeistungsSchwankungen, die den Fahrkomfort beeinträchtigen würden.
FIG 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Phase einer Wanderfeldwicklung, bei der die Einzelleiter
der Leiterbänder in Serie geschaltet sind.
Im linken Schaltabschnitt ist an die Umrichteranordnung UR1 ein mit einer durchgezogenen Linie dargestellter
Leiter R1 angeschlossen. Der Leiter R1 ist in mäanderförmigen
Wicklungen derart auf der Trasse verlegt, daß die nebeneinanderliegenden Leiterabschnitte jeweils die
gleiche Stromflußrichtung aufweisen. Die einzelnen Wicklungen sind am Ende des Schaltabschnittes in Serie geschaltet,
wie dies mit den punktierten Linien schematisch dargestellt ist. Der rechte Schaltabschnitt besteht aus
einem in gleicher Weise verlegten, strichliert darge-
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VPA 78 P 3 2 0 3 BRD
stellten Leiter R2, der an die Umrichteranordnung UR2
angeschlossen ist. Der Übergang vom linken Schaltabschnitt auf den rechten Schaltabschnitt vollzieht sich
in der Weise, daß eine erste Wicklung des Leiters R1 herausgeführt und eine erste Wicklung des Leiters R2
eingeschleift wird. Nach einer Wellenlänge 2p wird eine weitere Wicklung des Leiters R1 herausgeführt und
eine weitere Wicklung des Leiters R2 eingeschleift. Nach einer Polteilung ρ wird eine dritte Wicklung des
Leiters R1 gegen eine dritte Wicklung des Leiters R2 ausgetauscht. Der Austausch der vierten Wicklung erfolgt
wiederum nach einer Wellenlänge 2p. Die Abstände, in denen die Wicklungen ausgetauscht werden, betragen somit
eine oder zwei Polteilungen. Dies bietet den konstruktiven Vorteil, daß der Austausch der Wicklungen stets auf
der gleichen Seite vorgenommen werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Wicklungen in gleichmäßigen Abständen
auszutauschen, insbesondere jeweils nach einer Wellenlänge .
Bei der Anwendung der Erfindung für eine dreiphasige Wanderfeldwicklung kann man die Einzelleiter jeder Phase
eines Schaltabschnitts auch mit dem Sternpunkt verbinden. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Übergangsstelle zwisehen
zwei aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten wird hierdurch nicht beeinflußt.
Die Erfindung kann bei eisenlosen synchronen Linearmotoren und bei eisenbehafteten synchronen Linearmotoren
angewendet werden.
1 Patentanspruch
2 Figuren
0300U/0478
Claims (1)
- VPA 78 P 3 2 0 3 BRDPatentanspruchSynchroner Linearmotor, insbesondere Langstatormotor, dessen Erregereinrichtung als bewegter Translator ausgebildet und auf einem fahrweggebundenen Fahrzeug ange-5 ordnet ist und dessen Wanderfeldwicklung in entlang der Trasse mäanderförmig verlegte Schaltabschnitte unterteilt ist, die Jeweils von einer ortsfesten steuerbaren statischen Umrichteranordnung gespeist sind, wobei die Stromschienen der Wanderfeldwicklung als Leiterbänder mit mehreren Einzelleitern ausgebildet sind, d adurch gekennzeichnet, daß bei einem Schaltabschnittwechsel die Einzelleiter der Leiterbänder nacheinander derart ausgetauscht werden, daß in Abständen, die einem ganzzahligen Vielfachen einer Polteilung entsprechen, jeweils ein Einzelleiter des einen Schaltabschnittes herausgeführt und ein Einzelleiter des nächsten Schaltabschnittes eingeschleift wird.0300U/0478ORIGINAL INSPECTED
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