DE3225948A1

DE3225948A1 - Langstatormagnet

Info

Publication number: DE3225948A1
Application number: DE19823225948
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8080 Fürstenfeldbruck Schwärzler
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1982-07-10
Filing date: 1982-07-10
Publication date: 1984-01-12
Also published as: US4510421A; CA1191534A

Abstract

Funksystem zur Datenübertragung zwischen sich längs vorgegebener Strecken bewegenden Sende-Empfangsstationen und längs dieser Strecken in vorgegebenen Abständen angeordneten ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF). Die ortsfesten Stationen (OF) sind über ein vieradriges Kabel mit einer Zentrale (Z) verbunden. Am Ende des Kabels speist ein Trägersignalgenerator (G) einen sinusförmigen Träger in ein Adernpaar (A1) ein. Der Träger ist über Abzweige und erste Übertrager (Ü1) allen ortsfesten Stationen (OF) zugeführt, sowie der Zentrale (Z) als Referenzträger. In Streckenmodems (SM) der ortsfesten Stationen (OF) wird der Träger mit einer zweiwertigen PSK moduliert, über zweite Übertrager (Ü2) auf ein zweites Adernpaar (A2) gespeist, und der Zentrale (Z) zur synchronen Demodulation mit Hilfe des Referenzträgers zugeführt.

Description

Beschre i bung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Langstatormagneten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Langstatormagnet ist aus dem Bericht des Statusseminars IX, 1982 "Spurgeführter Fernverkehr Magnetbahnentwicklung" des Bundesministeriums für Forschung und Technologie, Referat 2.3 bekannt.

Der bekannte, in Fig. 1 und 2 dargestellte Langstatormagnet umfaßt ein geblechtes Joch 1 mit einer Vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten, geblechten Polschenkeln 2, deren Polflächen 2a den Polflächen 3a

15- .einer fahrwegseitigen Ankerschiene 3 in relativ geringem Abstand von einigen Millimetern gegenüberstehen. Die Polflächen des Langstatormagneten können genutet sein, um die Wicklungen eines zur Energieversorgung des Fahrzeuges dienenden Lineargenerators aufzunehmen. Um dem geblechten Joch 1 und den geblechten Pol schenkel η 2 die nötige mechanische Festigkeit zu verleihen, sind zu beiden Längsseiten des Jochblechpaketes 10 Druckplatten 11, 12 und zu beiden Längsseiten jedes Schenkelblechpaketes 20 Druckplatten 21, 22 angebracht und miteinander verspannt, beispielsweise mittels Spannschrauben. Jede Schenkel druckplatte 21 bzw. 22 ist an der darunter liegenden Jochdruckplatte 11 bzw. 12 mittels zweier oder mehrerer Schraubverbindungen 15 befestigt CFig. 2). Zur weiteren Stabilisierung der Polschenkel 2 verläuft parallel zu jeder Jochdruckplatte 11 bzw. 12 etwa in Höhe der Pol schuhe 25 der Polschenkel 2 ein Längsstab 5, mit welchem die angrenzenden Schenkeldruckplatten 21 bzw. 22 verschraubt sind. Infolge der Längsstäbe 5 lassen sich in den Lücken 14 zwischen den Polschenkeln 2 im Bereich der Polschuhe 25 keine Erregerwicklungen anbringen, so daß die Erreger-

Wicklungen 30 auf den Bereich der Halsabschnitte der Polschenkel 2 beschränkt sind. Die über die Erregerwicklungen 30 herausragenden seitlichen Flächen der Polschenkel 2 sind damit relativ groß, wodurch ein entsprechend großer Streufluß bei der Erregung der Wicklungen 30 entsteht, welcher die Dynamik (Anstiegsgeschwindigkeit der Tragkraft in Abhängigkeit von Erregerspannungsänderungen) des Langstatormagneten stark beeinträchtigt. Der große Streufluß erfordert ferner einen zusätzlichen Eisenquerschnitt, falls man eine frühzeitige Sättigung und damit einen Tragkraftver1ust des Langstatormagnetes vermeiden will.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, bei einem Langstatormagneten der eingangs erwähnten Art den Streufluß der Erregerwicklungen wesentlich zu verringern und damit die Dynamik entscheidend zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Langstatormagneten nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die längs des Langstatormagneten verlaufenden Längsstäbe zu beseitigen und die Lücken zwischen den Pol schuhen durch zusätzliche Erregerwicklungen auszufüllen, gleichzeitig aber auch die f est i gke i tsertiöhende Funktion der ,weggef al 1 enen Längsstäbe durch andere konstruktive Maßnahmen zu ersetzen. Auf diese Weise läßt sich nicht nur der Streufluß des Langstatormagneten verringern, sondern es kann wegen der besseren Ausnutzung der Pol schenkel 1ücken ("Fensterquet— schnitt"} die Gesamthöhe des Langstatormagneten bei

-5-

gleichbleibender Durchflutung bzw. Tragkraft verringert werden, woraus wiederum ein niedrigeres Gewicht und eine günstigere Kosten-/Nutzenrelat ion resultieren.

Die zusätzlichen Erregerwicklungen können für eine höhere Stromdichte als die darunter liegenden Erregerwicklungen bemessen werden, um die Stromdichteverteilung der^! aus beiden Wicklungen resultierenden Erregerwicklungen in die polf1ächennahen Wicklungsbereiche zu verschieben ^und damit die Streuinduktiνitat noch weiter zu verringern. Bei einer Reihenschaltung der Erregerwicklungen und zusätzlichen Erregerwicklungen kann parallel zu jeder Erregerwicklung ein Kondensator angeordnet werden, damit die höherfrequenten Wechsel Spannungskomponenten des Tragkraftreglers Cwelche die Dynamik bestimmen) im wesentlichen durch den Paral1 el kondensator kurzgeschlossen werden, so daß die höherfrequenten Wechselspannungskomponenten im wesentlichen nur an den zusätzlichen, polf1ächennäheren Erregerwicklungen anliegen. Da die zusätzlichen Erregerwicklungen aufgrund ihrer polflächennäheren Lage einen geringeren Streufluß als die Erregerwicklungen aufweisen, läßt sich mittels des Kondensators die Dynamik des Tragkraftmagneten weiter verbessern.

Bei einer Parallelschaltung der zusätzlichen Erregerwicklungen und der Erregerwicklungen wird zweckmäßiget— weise im Paral1 elzweig der zusätzlichen Erregerwicklungen ein Serienkondensator vorgesehen, welcher eine Gleichst romdurchfl utung der zusätzlichen Erregerwicklungen vei— hindert, so daß diese nur Wechselstromanteile der Er— regung führen und deshalb thermisch nur für die Wechselstromanteile bemessen zu werden brauchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

-6-

FIg. 3 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht des Jochblechpaketes und dessen seitlicher Druckplatten bei einem Langstatoi— magneten nach der Erfindung;

Fig. 4 einen Hörizontalsehnitt durch einen Polschenkel des Langstatormagneten nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Vertika1 sehnitt durch den Langstator— magneten nach FIg. 3;

Fig. 6 eine seitliche Ansicht des Langstatormagneten nach Fig. 1, und

Fign. 7 elektrische Schaltbilder für den Erregerund 8 Stromkreis des Langstatormagneten nach Fig. 3.

Die in den Fign. 3 bis 6 veranschaulichte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Langstatormagneten weist in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik gemäß Fign.

1 und 2 ein geblechtes Joch 1, geblechte Polschenkel

2 mit kopfseit igen Pol schuhen 25 und Erregerwicklungen 30 auf, welche um die Halsabschnitte der Polschenkel 2 unterhalb der Polschuhe 25 angebracht sind. Wie aus einem Vergleich der Fign. 1 und 6 ersichtlich ist, sind bei dem Langstatormagneten nach Fig. 6 die Längsstäbe 5 (Fig. O weggelassen, wodurch die Möglichkeit eröffnet ist, in den Lücken 14 zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Polschenkeln 2 im Bereich oberhalb der Erregerwicklungen 30, d.h., zwischen den Schuhen 25, zusätzliche Erregerwicklungen 40 anzubringen. Die zusätzlichen Erregerwicklungen 40 können, wie in den Fign. 7 und 8 veranschaulicht ist, elektrisch in Serie (Fig. 7) oder parallel (Fig. 8) bezüglich eines Magnetstromstellers

-7-

"angeordnet werden. Im Falle einer Serienschaltung gemäß Fig. 7 Ist es günstίg, paral1 el zu jeder Erregerwicklung 30 einen Kondensator 50 anzuordnen, welcher einen Kurzschluß für die höherfrequenten Wechselspannungskomponenpten des Stellers 60 darstellt. Im Falle einer Parallelschaltung gemäß Fig. 8 wird der Kondensator 50 in den Paral1 elzweig der zusätzlichen Erregerwicklungen 40 in Serie angeordnet, so daß eine Gleichstromdurchflutung der zusätzlichen Erregerwicklungen k0 verhindert wird, ,Q mit der weiteren Folge, daß die zusätzlichen Erreger— Wicklungen nur Wechselstromanteile der Erregung führen und deshalb nur für diese Wechselstromanteile bemessen zu werden brauchen.

, j- Um die f est i gke i tserhöhende Wirkung der Längsstäbe 5 gemäß Fig. 1 zu kompensieren, weisen die zu beiden Längsseiten des Schenkelblechpaketes 10 angeordneten Druckplatten 11 und 12 Fortsätze 11a bzw. 12a CFig. 3) auf, welche die seitlichen Druckplatten 21 bzw. 22 jedes

2Q Schenkelblechpaketes 20 in der Breite vollständig und in der Höhe teilweise, nämlich etwa bis zum Ansatz der Polschuhe 25,> überlappen. Um einen Formschluß zwischen den Fortsätzen 11a, 12a und den jeweils angrenzenden Schenkeldruckplatten 21 bzw. 22 zu schaffen, weist jeder

2g Fortsatz 11a bzw. 12a eine in vertikaler Richtung verlaufende Nut 13 auf, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Als passendes Gegenstück zu der Nut 13 ist an jeder Schenkeldruckplatte 21 bzw. 22 eine in vertikaler Richtung verlaufende Feder 23 vorgesehen, die in die zugeordnete

QQ Nut 13 einsetzbar ist. Die Federn 23 und Nuten 13 können in bevorzugter Weise ein Schwalbenschwanzprofil aufweisen. Ferner sind die Fortsätze 11a, 12a mittelsSchraubbolzen mit den Schenkelplatten 21 bzw. 22 verschraubt, wie in Fig. 4 angedeutet ist. Die Stärke der Jochdruckplatten 11, 12 mit ihren Fortsätzen 11a und 12a ist wesentlich

-3-

größer bemessen als die Stärke der Schenkeldruckplatten; beispielsweise haben die Jochdruckplatten 11, 12 eine Stärke von 20 mm, während die Schenkeldruckplatten 21, 22 eine Stärke von 5 mm besitzen.

Infolge der Ausfüllung der Lücken 14 durch die zusätzlichen Erregerwicklungen 40 sind die Streuverluste des er— findungsgemäßen Langstatormagneten gemessen am Stand der Technik nach Fig.,1 und 2 wesentlich geringer, was eine entsprechende Verbesserung der Dynamik zur Folge hat. Eine weitere Verbesserung der Streuverluste laßt sich dadurch erzielen, daß die zusätzlichen Et— regerwicklungen 40 für eine höhere Stromdichte als die Erregerwicklungen 30 ausgelegt werden, beispielsweise dadurch, daß die Erregerwicklungen 30 aus Aluminiumleitern und die zusätzlichen Erregerwicklungen 40 aus Kupfer 1eitern bestehen. Infolge dieser höheren Stromdichte der zusätzlichen Erregerwicklungen 40 wird die resultierende Stromverteilung beider Erregerwicklungen 30, 40 in Richtung der polf1ächennahen Wicklungsbereiche verschoben, was zu einer weiteren Verringerung der Streu*- induktivität führt. Der Vorteil einer geringeren Streuinduktivität der polf1ächennäheren, zusätzlichen Erregerwicklungen 40 läßt sich besonders dann ausnutzen, wenn durch den Kondensator 50 gemäß Fig. 7 die höherfrequenten Wechselspannungskomponenten im wesentlichen nur den weniger streuf1ußbehafteten, zusätzlichen Erregerwicklungen 40 zugeführt werden und sich dadurch die Dynamik des Langstatormagneten noch weiter verbessert.

-2>
Leerseite

Claims

-τι

Krauss-Maffei TF 596

Aktiengesellschaft
8000 München 50

Langstatormagnet

Patentansprüche

Langstatormagnet zum berührungslosen Tragen und Führen eines spurgebundenen Fahrzeugs, mit einem geblechten Joch, einer Vielzahl von in Fahrzeug 1ängsrichtung hintereinander angeordneten, geblechten Polschenkeln und einer Vielzahl von um jeweils den Halsabschnitt eines Polschenkels unterhalb dessen Polschuh angebrachten Erregerwicklungen, wobei zu beiden Längsseiten jedes Jochblechpaketes und der Schenkelblechpakete miteinander verspannte Druckplatten angebracht sind, dadurch g e kennze i ch n-e t , daß die seitlichen Druckplatten O1, 12) des Jochblechpaketes (10) eine Vielzahl von Fortsätzen (11a, 12a) aufweisen, welche die seitlichen Druckplatten (21, 22) der Schenkelblechpakete (20) bis etwa zu den Polschuhen (25) überlappen und mit diesen form- und kraftschlüssig verbunden sind, und daß in den Lücken (14) zwischen den' Polschuhen (25) jeweils zweier aufeinanderfolgender Polschenkel (2) zusätzliche Erregerwicklungen angeordnet s i nd.

-2-
2. Langstatormagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zwischen den Fortsätzen (11a, 12a!) und den Druckplatten (21, 22) der Schenkelblechpakete (20) Nut-Federverbindungen mit jeweils einer vertikalen Nut (13) an der Innenfläche jedes Fortsatzes (11a bzw. 12a) und wenigstens einer passenden Feder (23) an der jeweils zugeordneten Außenfläche jeder Schenke 1 druckpl atte (21 bzw. 22) vorgesehen ist.
•jQ 3. Langstatormagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Erregerwicklungen (40) eine größere Stromdichte als die Erregerwicklungen (30) aufweisen.
•Lg 4. Langstatormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Erreger— wicklungen (40) mit den Erregerwicklungen (30) elektrisch in Reihe geschaltet sind.
5. Langstatormagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jeder Erregerwicklung (30) ein Kondensator (50) angeordnet ist.
6. Langstatormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Erreger— wicklungen (40) parallel zu den Erregerwicklungen (30) angeordnet sind.
7. Langstatormagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Paral1e1zweig der zusätzlichen Erregerwicklungen (40) ein Serienkondensator (50) angeordnet i st.

. "3-