DE3808941C2 - Verfahren zum unterbrechungsfreien und stromlosen Abschnittswechsel bei einem Langstator-Linearmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum stromlosen Um­ schalten zwischen aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten einer zweisträngigen Statorwicklung eines Fahrkörpers mit Langstator- Linearmotor.

In Fig. 1 ist ein z. B. aus der Transrapid-Versuchsanlage Emsland bekanntes elektromagnetisches Schwebesystem dargestellt, bei dem Tragsäulen TT einen Träger TR tragen, an dem rechts und links zwei Drehstrom-Wicklungsstränge Ar und Al angeordnet sind, die als Wanderfeld-Wicklungen den Langstator eines Linearmotors bilden. Die dem Rotor einer Drehfeldmaschine entsprechenden Wicklungen Rr und Rl sind auf einem Fahrkörper F angebracht und bewirken einerseits, daß von dem in die Stator­ wicklungen eingespeisten Wanderfeld auf den Fahrkörper F eine Schubkraft in Längsrichtung des Trägers TR ausgeübt wird, andererseits bei hinreichender Erregung in den Wicklungen Rr und Rl die zur Aufrechterhaltung eines Luftspaltes zwischen Stator und Rotor und zum Schweben erforderliche Hubkraft entsteht.

Fig. 2 zeigt ein in "eisenbahntechnische Rundschau", 1978, Seiten 851 und 852, angegebenes Ausführungsbeispiel für einen ent­ sprechenden, die beiden Wicklungsstränge Ar und Al enthaltenden Langstator. Um die induktiven Spannungsabfälle im Langstator klein zu halten, ist dieser in einzelne Schaltabschnitte P(n-1), P(n), P(n+1) . . . unterteilt, denen jeweils ein Schalter S(n), S(n+1) . . . zugeordnet ist, damit jeweils das Wanderfeld nur in den Streckenabschnitt eingespeist wird, der vom Fahrkörper F befahren wird (also z. B. der Streckenab­ schnitt P(n), in dem jeweils der Abschnitt Al(n) und Ar(n) gespeist werden sollen). Bei einer dreiphasigen Wanderfeld­ wicklung enthält jeder Abschnitt eines Wicklungsstranges drei Phasenleiter, für die hier eine Reiheneinspeisung mit­ tels zweier Wechselrichter WR1 und WR2 vorgesehen ist. Die Phasenleiter besitzen also keinen gemeinsamen Sternpunkt, vielmehr ist jeweils ein Phasenleiter des Abschnittes Al(n) und Ar(n) in Reihe geschaltet, wobei das eine Ende dieser Reihenschaltung mit einem Phasenausgang des Wechselrichters WR1, das andere Ende über den (in diesem Betriebszustand ge­ schlossenen) Schalter S(n+1) mit einem Phasenausgang des Wechselrichters WR2 verbunden ist. Der Schalter S(n) ist ge­ öffnet, solange der Fahrkörper sich im Abschnitt P(n) befin­ det.

Um dem Fahrkörper beim Einfahren in den nächstfolgenden Schaltabschnitt P(n+1) einen ausreichenden Schub bereitzu­ stellen, muß nunmehr dieser Schaltabschnitt P(n+1), der zu nächst über den Kurzschlußschalter S(n+1) stromlos gehalten war, durch Öffnen dieses Schalters S(n+1) erregt werden, wo­ durch sich die Blindlast der Wechselrichter WR1, WR2 schlag­ artig verdoppelt. Dieser Schalter S(n+1) kann also beim Wechsel des Schaltabschnittes nicht im stromlosen Zustand geöffnet werden und muß daher auf eine hohe Schaltbelastung und Verschleiß ausgelegt werden; andererseits müssen auch die Wechselrichter WR1 und WR2 auf hohe Blindlast und die Regelung von Blindlastsprüngen ausgelegt werden. Die in Fig. 2 im ge­ schlossenen Zustand dargestellten Schalter S1 und S2 sind bei dieser bekannten zweisträngigen Reiheneinspeisung stets ge­ schlossen bzw. nicht vorhanden.

Man kommt von dieser Reiheneinspeisung zu einer Parallelein­ speisung, wenn man die Schalter S(n) und S(n+1) stets geöff­ net hält oder überhaupt entfernt, dagegen an den Wicklungs­ enden SP1 und SP2 der Strangabschnitte Al(n) und Al(n+1) je­ weils einen eigenen, nicht angeschlossenen Sternpunkt für die Phasenleiter der Strangabschnitte vorsieht. Die Strang­ abschnitte Al(n) und Ar(n) werden dann über den Schalter S1 wie eine einzige Wicklung vom Wechselrichter WR1 gespeist, während der Wechselrichter WR2 über den Schalter S2 parallel in die drei Phasenleiter der in Reihe liegenden Strangabschnit­ te Ar(n+1) und Al(n+1) einspeist.

Betrachtet man somit die Schaltabschnitte Ar(n) und Al(n) als einen Abschnitt eines einzigen Wicklungsstrangs und die ent­ sprechenden Schaltabschnitte Al(n+1) und Ar(n+1) als den da­ rauffolgenden Abschnitt des gleichen Wicklungsstrangs, so ge­ langt man zu der Vorrichtung nach den US-Patent 40 68 152, bei dem jeder Abschnitt über einen eigenen Trennschalter an eine eigene Speiseeinrichtung (für den Abschnitt P(n) also den Wechselrichter WR1 mit dem Schalter S1 und für den Ab­ schnitt P(n+1) den Wechselrichter WR2 mit dem Schalter S2) gespeist ist.

Verläßt nun der Fahrkörper F den Abschnitt P(n) und fährt in den Abschnitt P(n+1) ein, so sieht diese Patentschrift ein "Bocksprung"-("leap-frog connection")Verfahren vor, um die Stromeinspeisung vom Abschnitt P(n) auf den Abschnitt P(n+1) umzuschalten:

Nachdem der Fahrkörper praktisch mit seiner ganzen Länge in den nächsten Abschnitt P(n+1) des Wicklungsstranges eingefah­ ren ist, wird die erste Speiseeinrichtung WR1, die bisher den verlassenen Abschnitt P(n) gespeist hat, heruntergesteuert. Der Schalter S1 kann daher praktisch im stromlosen Zustand geöffnet werden und mit einem der darauf folgenden Abschnit­ te, z. B. dem Abschnitt P(n+2) mittels eines diesem Abschnitt zugeordneten Schalters verbunden werden.

Nach diesem Umschalten der Speiseeinrichtung WR1 kann deren Strom wieder hochgefahren werden, so daß dieser neue Abschnitt P(n+2) bereits erregt ist, bevor das Fahrzeug den nächsten Abschnitt P(n+1) wieder verläßt.

Der Abschnitt P(n+1) wird durch stromloses Schließen des Schalters S2 und anschließendes Hochsteuern der Speiseein­ richtung WR2 bereits erregt, solange sich der Fahrkörper noch praktisch mit seiner ganzen Länge im Abschnitt P(n) befindet und den Abschnitt P(n+1) somit noch nicht erreicht hat. Beim Überschreiten der Abschnittsgrenze wird somit stets der Teil des Fahrkörpers, der nicht mehr induktiv mit dem noch vollständig erregten Statorabschnitt P(n) verkoppelt ist, bereits mit dem schon vollständig erregten Abschnitt P(n+1) induktiv verkoppelt, so daß ein ununterbrochener Schub für den Fahrkörper zur Verfügung steht. Die Schalthandlungen der Schalter S1 und S2 erfolgen dabei praktisch stets im strom­ losen Zustand.

Dieses Bocksprungverfahren erfordert somit für jeden Wick­ lungsstrang zwei unabhängige Speiseeinrichtungen.

Aus verschiedenen praktischen Gründen ist es vorteilhaft, für einen Langstator mit zwei parallelen Wicklungssträngen ein anderes Verfahren zum Umschalten zwischen den einzelnen Ab­ schnitten vorzunehmen, das ebenfalls ein Betätigen der betref­ fenden Schalter im praktisch stromlosen Zustand ermöglicht, wobei es aus Gründen des Fahrkomforts auch angestrebt wird, daß die Schubkraft möglichst nicht unter 50% ihres Nennwertes absinkt, wenn der Fahrkörper die Trennstelle zwischen den Ab­ schnitten überfährt.

Ein derartiges Einspeisekonzept ist aus der Zeitschrift "etz", Bd. 108 (1987), Heft 9, Seiten 378 bis 381, unter der Bezeichnung Wechselschrittverfahren bekannt. Bei diesem Einspeisekonzept wird die rechte und linke Motorseite getrennt gespeist. Durch die Parallelspeisung des aktivierten Motorabschnitts aus zwei benachbarten Unterwerken wird der Unterwerksabstand vergrößert, was längere Speiseleitungen verursacht. Verläßt ein Fahrzeug den Unterwerksbereich, werden beide Unterwerke über mittig angeordnete Schalteinrichtungen getrennt. Die Vortriebskraft auf das Fahrzeug wird vierfach redundant erzeugt. Durch die in Fahrtrichtung um mindestens eine Fahrzeugglänge versetzte Anordnung der elektrischen Trennstellen der Motorwicklungen beträgt der Schubeinbruch 25%.

Ein weiteres Einspeisekonzept ist aus der Zeitschrift "ZEV-Glas. Ann.", Bd. 105 (1981), Nr. 10, Oktober, Seiten 311 bis 319, bekannt, bei dem die Wicklungsstränge der dreiphasigen Wicklung in zwei parallele Teilstränge unterteilt sind und deren getrennte Speisung durch zwei Wechselrichter die Wechselrichterleistung stark reduziert werden kann. Ein derartiges Einspeisekonzept wird auch als Verfahren der doppelsträngigen versetzten Wicklungs­ abschnitte genannt, das bei der Anwendung der Kurzschlußspeise­ leitungen und des Stichleiterkonzeptes verwendet werden kann. Das Schaltverfahren ist so gewählt, daß zur Bereitstellung der Fahr­ zeugleistung jeweils beide Wicklungsstränge Strom führen. Bei gleicher Gesamtlänge der Wicklungsabschnitte erzeugt nur der Abschnitt, innerhalb dessen beide Stränge Strom führen, die volle Größe des Belags an magnetischer Energie. Im Falle einer durch den Schaltvorgang erzwungenen Strompause für einen Wicklungs- Wicklungsstrang beträgt der Restschub unter ungünstigen Annahmen noch 50% des Ausgangswertes. Um einen vollen Ausgleich der Schub­ schwankung zu erreichen, kann das Zuschalten des neuen Wicklungs- Wicklungsabschnittes bereits vor Eintritt des Fahrzeugs vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein anderes Verfahren zum stromlosen Umschalten zwischen den Schaltab­ schnitten P(n) und P(n+1) eines zweisträngigen Langstators anzugeben, bei dem die Beschleunigung ("Schub") des Fahrkör­ pers nur herabgesetzt, aber nicht unterbrochen wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße "Zeit­ versatzverfahren", dessen Merkmale im Anspruch 1 angegeben sind. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Zeitversatzver­ fahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Auf beiden Wicklungssträngen erfolgt also das Umschalten von einem Abschnitt auf den nächsten durch Herabsetzen des Stro­ mes der zugehörigen Speiseeinrichtung, stromloses Weiterschal­ ten ihres Ausgangs und anschließendes Hochsteuern des Stromes auf den ursprünglichen Wert. Das Umschalten des Wicklungsab­ schnittes in dem einen Strang erfolgt aber, bevor der Fahrkör­ per die Übergangsstelle erreicht hat, während das Umschalten im anderen Wicklungsstrang erst beginnt, wenn das Fahrzeug die Übergangsstelle überfahren hat ("Zeitversatz").

Die Abschnitte eines Wicklungsstranges können dabei auf der ganzen Fahrstrecke jeweils einer Speiseeinrichtung zugeordnet sein, vorteilhaft können aber die Speiseeinrichtungen bei je­ dem Abschnittswechsel ihre Rollen vertauschen, so daß der Strom beim Abschnittswechsel "über Kreuz" eingespeist wird. Bei dieser Variante fährt der Fahrkörper von einem Strangab­ schnitt, der bis zum Verlassen des Abschnittes mit dem vollen Strangstrom gespeist ist, in einen Abschnitt ein, der bereits mit dem vollen Strangstrom gespeist wird, so daß auf diesem Strang der volle Schub erhalten bleibt, während der Strom im anderen Abschnitt bereits vor dem Überschreiten der Übergangs­ stelle herabgesteuert und erst nach dem vollständigen Überfah­ ren der Übergangsstelle wieder eingeschaltet wird, so daß im anderen Strang die Kraft vorübergehend auf Null absinkt. In jedem Fall aber bleibt beim Überfahren der Übergangsstelle mindestens die halbe Kraft erhalten.

Wird während der Zeit, in der der Strom in einem Strang ab­ geschaltet ist, der Strom im anderen Strang vorübergehend noch über seinen Ausgangswert erhöht, so kann der Kraftein­ bruch auch verringert werden.

Es zeigen

Fig. 1 und Fig. 2 den bereits erläuterten Stand der Technik,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Speise­ einrichtung WR1 stets in die Abschnitte eines Wicklungsstran­ ges und die Speiseeinrichtung WR2 stets in die Abschnitte des anderen Wicklungsstranges einspeist;

Fig. 4 den Strom I1 der Speiseeinrichtung WR1 für den aus den Abschnitten Bl(n), Bl(n+1) . . . bestehenden Wicklungsstrang und die über diesen Strang erzeugte Kraft Fl,

Fig. 5 den Strom I2 für den aus den Abschnitten Br(n), Br(n + 1). . . bestehenden Wicklungsstrang und die über diesen Wicklungsstrang erzeugte Kraft Fr,

Fig. 6 den Gesamtschub F = Fr+Fl,

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Speiseein­ richtungen WR1 und WR2 jeweils beim Abschnittswechsel einem Abschnitt eines Wicklungsstranges auf den nächsten Abschnitt des anderen Wicklungsstranges umgeschaltet werden,

Fig. 8 und Fig. 9 die Aufteilung der Ströme I1 und I2 der beiden Speisequellen auf die Abschnitte der beiden Wicklungs­ stränge und die dabei entstehenden Kräfte, und

Fig. 10 die dabei insgesamt auf das Fahrzeug übertragene Kraft.

Wie Fig. 3 zeigt, ist der Langstator in Fahrtrichtung in einen linken und einen rechten Wicklungsstrang und außerdem in Schaltabschnitte P(n), P(n+1) geteilt, so daß der linke Strang aus den Strangabschnit Bl(n), Bl(n+1) . . . und der rechte Wicklungsstrang von den Strangabschnitten Br(n), Br(n+1) . . . besteht. Für jeden Strang ist eine eigene Sammelschiene N1 und N2 mit einer eigenen Speiseeinrichtung WR1, WR2 vorge­ sehen. Fig. 3 betrifft eine "Paralleleinspeisung" der Strang­ abschnitte, d. h. jede Speiseeinrichtung ist über zugeordnete Schalter Sl(n), Sl(n+1) bzw. Sr(n) Sr(n+1) mit dem einen Ende der Einzelwicklungen (Phasenwicklungen) des betreffenden Strangabschnittes verbunden, dessen andere Enden einen ge­ meinsamen Sternpunkt haben.

Prinzipiell brauchen die einzelnen Strangabschnitte nicht gleichzeitig enden, d. h. sie können gegeneinander in Längs­ richtung versetzt angeordnet sein. Fig. 3 betrifft aber den Fall, daß ein nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 2 ausgebildeter Langstator so umgerüstet werden soll, daß die einzelnen Phasenstränge unabhängig voneinander von eigenen Speiseeinrichtungen gespeist werden, so daß bei Ausfall einer Speiseeinrichtung noch ein Notbetrieb über den von der ande­ ren Speiseeinrichtung gespeisten Wicklungsstrang möglich ist. Auch aus anderen praktischen Gründen. z. B. Regelbarkeit, Mon­ tage, Wartung, kann eine derartige Umrüstung vorteilhaft sein. Dabei ist aber gefordert, daß die Umschaltung des speisenden Stromes von einem Schaltabschnitt auf den nächsten Schaltab­ schnitt so erfolgen soll, daß die Schalter stromlos betätigt werden können und außerdem kein wesentlicher Einbruch in den zwischen Stator und Fahrkörper ausgetauschten Hub- und Schub­ kräften auftreten soll. Insbesondere soll der Krafteinbruch nicht mehr als 50% betragen.

Diese Forderungen werden erreicht, indem einerseits die Rei­ henschaltung zwischen den Strangabschnitten Al(n) und Ar(n) am Verbindungspunkt der beiden Schaltabschnitte aufgetrennt und durch jeweils einen freien Sternpunkt für die Phasenlei­ ter der Einzelwicklungen eines Strangabschnittes ersetzt werden.

Innerhalb eines Wicklungsstranges erfolgt das Umschalten, in­ dem zunächst der in den bisher gespeisten, abzuschaltenden Strangabschnitt (z. B. Bl(n)) fließende Strom (I1) herunter­ gesteuert, der zugehörige Schalter (Sl(n)) betätigt, die zu­ gehörige Speiseeinrichtung (WR1) an einen Strangabschnitt des nächsten Schaltabschnittes (im Beispiel den Strangab­ schnitt Bl(n+1)) unter Betätigung des dazugehörigen Schal­ ters (Sl(n+1)) gelegt und der Strom anschließend wieder auf seinen Ausgangswert hochgesteuert wird. Dadurch ist das stromlose Weiterschalten jedes Strangabschnitts möglich.

Außerdem ist der Schaltabschnittwechsel dadurch gekennzeich­ net, daß das Umschalten des Schaltabschnittes im einen (z. B. dem rechten) Wicklungsstrang bereits abgeschlossen ist, bevor der Fahrkörper die Übergangsstelle zwischen den entsprechenden Wicklungsabschnitten erreicht hat, während das Umschalten des Schaltabschnittes im anderen (z. B. linken) Wicklungsstrang erst eingeleitet wird, wenn der Fahrkörper die Übergangsstelle praktisch vollständig überfahren hat.

Entsprechend ist in Fig. 3 ein Detektor D in ausreichendem Ab­ stand vor der Übergangsstelle zwischen den Schaltabschnitten P(n) und P(n+1) angeordnet, dessen Ausgangssignal einen Zeit­ punkt T1 (Fig. 4) festlegt, bevor das vordere Ende des am Fahr­ körper angeordneten Rotors den Detektor erreicht. In der lin­ ken Wicklungshälfte bleibt dabei der vom Wechselrichter WR1 ge­ lieferte Strom im noch befahrenen Wicklungsabschnitt Bl(n) un­ verändert, so daß über diesen Wicklungsabschnitt die Kraft Fl(n) unvermindert übertragen wird (Fig. 4). Im rechten Wick­ lungsabschnitt Br(n) jedoch wird der von der Speiseeinrichtung WR2 gelieferte Strom I2(n) und damit auch die entsprechende Kraft Fr(n) heruntergesteuert (Fig. 5). Zum Zeitpunkt T2 wird praktisch der Wert Null erreicht, so daß nunmehr durch Schütze der Schalter Sr(n) geöffnet und der Schalter Sr(n+1) geschlos­ sen wird. Nachdem zum Zeitpunkt T3 dieses stromlose Umschalten beendet ist, wird der Strom der Speiseeinrichtung WR2 wieder auf seinen Ausgangswert hochgefahren, aber nunmehr als Strom I2(n+1) in die Wick­ lung Br(n+1) eingespeist. Dieser Vorgang kann von weiteren Detektoren, vom Ausgangssignal geeigneter Zeitstufen, von der Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs oder einer ande­ ren (nicht dargestellten) Ablaufsteuerung gesteuert werden und ist zum Zeitpunkt T4 beendet, der ungefähr mit dem Zeit­ punkt T(n) zusammenfällt, bei dem das vordere Ende des Rotors die Übergangsstelle zwischen den Schaltabschnitten erreicht. Die Kraft Fl(n) nimmt nun in dem Maße ab, indem der Rotor den bisher unverändert gespeisten hinteren Strangabschnitt Bl(n) verläßt, während jedoch im vorderen Strangabschnitt die Kraft Fr(n+1) zunimmt, da nunmehr der Fahrkörper zunehmend in den bereits umgeschalteten und gespeisten neuen Strangabschnitt Br(n+1) eintritt. Ist der Fahrkörper vollständig in den neuen Schaltabschnitt eingefahren (Zeitpunkt T(n+1)), so wird von der Ablaufsteuerung zum Zeitpunkt T5, der unge­ fähr mit dem Zeitpunkt T(n+1) übereinstimmt, der Strom I1(n) im Wicklungsabschnitt Bl(n) herabgesteuert, der Schalter Sl(n) geöffnet und der Schalter Sl(n+1) geschlossen und im Zeitintervall zwischen T7 und T8 der Strom I1 der Speiseein­ richtung WR1, der nunmehr als Strom I1(n+1) in den Strangab­ schnitt Bl(n+1) eingespeist wird, hochgefahren. Dadurch er­ höht sich auch die Kraft Fl(n+1).

In Fig. 6 ist in gestrichelten Linien die vom linken Wick­ lungsstrang übertragene Kraft Fl dargestellt, die zunächst nur vom bisher gespeisten Wicklungsabschnitt Bl(n) aufgebracht wird und im Intervall zwischen T2 und T(n) die Gesamtkraft F darstellt. In diesem Intervall kommt es also zu einem einsei­ tigen, linken Schub. Die Gesamtkraft F wird dabei auf 50% reduziert, sie bleibt aber auch im Intervall zwischen T(n) und T7 konstant, da nunmehr zunehmend der rechte Wicklungs­ strang zur Kraftübertragung zur Verfügung steht und im Zeit­ intervall T5 . . . T7 einen gleich großen, einseitigen Schub er­ zeugt.

An sich vertragen Fahrzeug und Regelung einen derartigen, vorübergehend einseitigen Schub. Durch den raschen Schubwech­ sel von links nach rechts können allerdings Rüttelkräfte ent­ stehen, die bei der Variante nach den Fig. 7 bis 10 ver­ mieden werden können.

In Fig. 7 ist außerdem das erfindungsgemäße Verfahren für eine "Reiheneinspeisung" der einzelnen Wicklungsabschnitte dargestellt. Entsprechend wird jede der beiden Stromschienen N1 und N2 von einem Paar von jeweils an den Enden angeordneten Wechselrichtern WR1′, WR1′′ bzw. WR2′, WR2′′ gespeist, wobei z. B. der Abschnitt Ar(n) mit dem einen Ende an den Wechsel­ richter WR1′, mit dem anderen Ende an den Wechselrichter WR1′′ angeschlossen ist. Wenn der Fahrkörper sich daher im Abschnitt Ar(n) befindet, wird diese Wicklung durch Öffnen des Kurzschlußschalters S1(n) gespeist, während die anderen Wicklungen (z. B. Al(n+1) durch Schließen jeder entsprechen­ den Kurzschlußschalter stromlos gehalten werden. Die Speise­ einrichtung für den Strangabschnitt Ar(n) besteht also aus den beiden Wechselrichtern WR1′ und WR1′′.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist dem nächsten Strangabschnitt Ar(n+1) des gleichen Wicklungsstrangs aber nicht mehr die dem vorangegangenen Strangabschnitt Ar(n) zugeordnete Schiene N1 mit der Speiseeinrichtung WR1′, WR1′′ zugeordnet, sondern die Schiene N2 der anderen Speiseeinrich­ tung WR2′, WR2′′. Daher wird jede Speiseeinrichtung nach dem Abtrennen von einem Abschnitt des von ihr zuvor gespeisten Wicklungsstranges bei dieser Variante mit dem darauffolgenden Abschnitt des anderen Wicklungsstranges verbunden.

Betrachtet man zunächst nur den linken Wicklungsstrang, also die Strangabschnitte Al(n), Al(n+1), . . ., so ergibt sich die aus dem "Bocksprungverfahren" bekannte Situation:

Dieser Wicklungsstrang des Langstators ist in Abschnitte un­ terteilt, wobei die aufeinanderfolgenden Abschnitte (Al(n), Al(n+1), . . .) nacheinander mittels eigener Schalter (S2(n), S1(n+1), S2(n+2) S1(n+3) . . .) mit Strom gespeist werden. Nach­ dem der Fahrkörper praktisch mit seiner ganzen Länge den Ab­ schnitt Al(n) verlassen und in den nächsten Abschnitt Al(n+1) eingefahren ist, wird eine zweite Speiseeinrichtung (WR2′, WR2′′), die den verlassenen Abschnitt (Al(n)) dieses Wick­ lungsstranges gespeist hat, heruntergesteuert und von dem verlassenen Abschnitt (Al(n)) getrennt. Anschließend wird diese Speiseeinrichtung (WR2′, WR2′′) mit einem der darauf­ folgenden Abschnitte verbunden und wieder hochgesteuert.

Beim Bocksprungverfahren wird allerdings der übernächste Ab­ schnitt des gleichen Wicklungsstranges mit der Speiseeinrich­ tung verbunden, während beim erfindungsgemäßen Verfahren diese Speiseeinrichtung (WR1′, WR1′′) mit einem der beiden Wick­ lungsstränge des unmittelbar folgenden Schaltabschnittes (P(n+1)) verbunden wird. In Fig. 3 ist dies der nächste Ab­ schnitt Bl(n+1) des gleichen (linken) Wicklungsabschnittes, der in allen Schaltabschnitten der gleichen Speiseeinrichtung WR1 zugeordnet ist, während dies bei der Variante nach Fig. 7 der Strangabschnitt Al(n+1) des anderen (linken) Wicklungs­ stranges ist. Die Zuordnung zwischen den Wicklungssträngen und den Speiseeinrichtungen wird also bei jedem Wechsel von einem Schaltabschnitt P(n) auf den nächsten Schaltabschnitt P(n+1) vertauscht.

Entsprechend sieht also die Erfindung weiterhin vor, daß in einem zweiten Wicklungsstrang, der ebenfalls in Abschnitte unterteilt ist und zum ersten (linken) Wicklungsstrang paral­ lel ist, aufeinanderfolgende Abschnitte nacheinander mittels eigener Schalter unabhängig vom ersten Wicklungsstrang mit Strom gespeist werden. Solange nun der Fahrkörper den Ab­ schnitt Ar(n) des zweiten Wicklungsstranges praktisch noch mit seiner ganzen Länge befährt, wird die zweite Speiseein­ richtung (WR2′, WR2′′), die in den noch befahrenen Abschnitt Al(n) des zweiten (linken) Wicklungsstranges einspeist, her­ untergesteuert und von dem noch befahrenen Abschnitt Ar(n) getrennt. Anschließend wird diese zweite Speiseeinrichtung mit einem Strangabschnitt (Fig. 3: im Abschnitt Br(n+1); Fig. 7: dem Abschnitt Ar(n+1)) verbunden und wieder hochge­ steuert.

Während also das Bocksprungverfahren für jeden Strang bereits zwei Speiseeinrichtungen vorsieht und damit bei einem zwei­ strängigen Langstator vier Speiseeinrichtungen benötigt, um ohne Unterbrechung der Kraftübertragung ein stromloses Betä­ tigen der Schalter beim Abschnittswechsel zu erreichen, kommt das erfindungsgemäße Verfahren mit zwei unabhängigen Speiseeinrichtungen aus, deren Schalter jeweils stromlos be­ tätigt sind und nur zu einer Reduktion der Schubkraft von etwa 50% beim Abschnittswechsel führen. Der Krafteinbruch am Fahrkörper kann aber noch weiter reduziert werden, wenn während der Dauer, in der der Strom der einen Speiseeinrich­ tung für die Kraftübertragung ausfällt, der Strom der anderen Speiseeinrichtung vorübergehend auf einen Wert hochgesteuert wird, der über dem Normalwert liegt, der außerhalb der Über­ gangsstellen zur Aufrechterhaltung des gewünschten Betriebs­ zustandes benötigt wird.

Es ergibt sich dann für die Schaltung nach Fig. 7 der Strom- und Kraftverlauf nach den Fig. 8 bis 10, der den Fig. 4 bis 6 entspricht, wobei die Zuordnung der Wicklungsstränge zu den getrennten Speiseeinrichtungen entsprechend der Fig. 7 bei jedem Abschnittswechsel vertauscht ist.

Claims (6)

1. Verfahren zum stromlosen Umschalten zwischen aufeinander­ folgenden Schaltabschnitten (P(n), P(n+1), . . .) einer zwei­ strängigen Statorwicklung (Bl, Br bzw. Al, Ar) eines Fahrkörpers (F) mit Langstator-Linearmotor, wobei auf beiden in Schaltabschnitte (P(n), P(n+1), . . .) unterteilten Wicklungs­ strängen (Bl(n), Bl(n+1), . . ., Br(n), Br(n+1), . . . bzw. Al(n), Al(n+1), . . ., Ar(n), Ar(n+1), . . .) das Umschalten von einem Schaltabschnitt (P(n)) auf den nächsten Schaltabschnitt (P(n+1)) dadurch erfolgt, daß eine zugehörige Speiseeinrichtung (WR1 bzw. WR2; WR1′, WR1′′ bzw. WR2′, WR2′′) heruntergesteuert, ihr Ausgang auf den nächsten Schaltabschnitt (P(n+1)) stromlos weitergeschaltet und anschließend wieder hochgesteuert wird, wobei dieses Umschalten in dem einen Wicklungsstrang (Bl(n), Bl(n+1) bzw. Al(n), Al(n+1)) erfolgt, bevor der Fahrkörper (F) eine Übergangsstelle zwischen diesen Schaltabschnitten (P(n), P(n+1)) erreicht hat, und in dem anderen Wicklungsstrang (Br(n), Br(n+1) bzw. Ar(n), Ar(n+1)) beginnt, nachdem der Fahrkörper (F) diese Über­ gangsstelle vollständig überfahren hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Speiseeinrichtung (z. B. WR1) beim Weiterschalten von einem Abschnitt des von ihr zuvor gespeisten Wicklungsstranges (z. B. Bl(n)) auf den darauffolgenden Abschnitt des gleichen Wicklungsstranges (z. B. Bl(n+1)) geschaltet wird (Fig. 3).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Speiseeinrichtung (z. B. WR1′) beim Weiterschalten von dem von ihr zuvor gespeisten Wicklungsstrang (z. B. Ar(n)) auf den darauffolgenden Abschnitt des anderen Wicklungs­ stranges (z. B. Al(n+1)) geschaltet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen (WR) zwischen Abschnitten der beiden Wicklungsstränge weitergeschaltet werden, die innerhalb jedes Schaltabschnittes (P) gleichzeitig enden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Speiseeinrichtungen (WR) zwischen Abschnitten der Wicklungsstränge (Bl, Br) weitergeschaltet werden, deren Einzelwicklungen jeweils einen gemeinsamen Sternpunkt haben.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strom (I1) der ersten Speise­ einrichtung (WR1) vor dem Umschalten und der Strom (I2) der zweiten Spei­ seeinrichtung (WR2) nach dem Umschalten jeweils auf einen Wert hoch­ gesteuert wird, der vorübergehend über dem normalen Betriebs­ wert liegt.