DE4109507A1 - Langstator-linearmotor ohne abschnittschalter - Google Patents
Langstator-linearmotor ohne abschnittschalterInfo
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- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
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- 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
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
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- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Langstator-Linearmotor mit als
Fahrzeugen ausgebildeten Läufern nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1. Aus der DE OS 33 17 964 ist ein elektromagnetischer
Linearantrieb bekannt, bei dem die Stromleiter des Langstators
von einem Frequenzumrichter gespeist werden, der den Netzwech
selstrom in den für die Fortbewegung des als Fahrzeug ausgebil
deten Läufers erforderlichen Langstator-Speisestrom mit verän
derbarer Frequenz und Steuerleistung umrichtet. Der Langstator
ist in einzelne Langstatorstrecken unterteilt, die jeweils von
einem Frequenzumrichter versorgt werden. Jede diese Langsta
torstrecken ist in einzelne Teilabschnitte unterteilt, die nur
dann mit Strom versorgt werden, wenn sie gerade von einem Fahr
zeug befahren werden, um die elektrischen Verluste möglichst ge
ring zu halten. Zum Ein- und Ausschalten dieser Abschnitte sind
aufwendige und teure Abschnittschalter erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Langsta
tor-Linearmotorantrieb anzugeben, der ohne Abschnittschalter ge
ringe elektrische Verluste aufweist. Diese Aufgabe wird erfin
dungsgemäß durch einen Langstator-Linearmotor nach Anspruch 1
gelöst. Vorteilhafte Aus- und/oder Weiterbildungen sind den Un
teransprüchen zu entnehmen.
Grundgedanke der Erfindung ist es, die Stromkreise der jeweili
gen Langstator-Abschnitte einseitig offen aufzubauen und durch
das Fahrzeug, das sich gerade auf ihnen bewegt, elektrisch zu
schließen. So werden die Wicklungen eines Abschnitts eingeschal
tet, wenn das Fahrzeug in den betreffenden Abschnitt einfährt
und beim Verlassen des betreffenden Abschnittes wieder abschal
tet. Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug pro Wicklungsstrang des
Langstators jeweils einen Stromabnehmer auf, der über eine
Stromschiene mit einem Wicklungsstrang des gerade befahrenen
Langstators verbunden ist. Die Stromabnehmer sind auf den Fahr
zeugen über eine Vorrichtung miteinander elektrisch verbunden,
so daß der Stromkreis geschlossen und der Antrieb eingeschaltet
wird. Diese Vorrichtung kann erfindungsgemäß aus einem einfachen
Sternpunkt bestehen, der alle Stromabnehmer des Fahrzeugs elek
trisch miteinander verbindet, und so den Stromkreis schließt,
sofern die Wicklungen an ihrem anderen Ende direkt mit einem
Frequenzumrichter verbunden sind. Eine andere Möglichkeit für
diese Vorrichtung besteht darin, den Frequenzumrichter in das
Fahrzeug einzubauen und die Wicklungen über je einen Stromabneh
mer und eine Stromschiene je Wicklungsstrang mit Energie zu ver
sorgen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläu
tert.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan der Erfindung in
einer ersten Alternative, in der der Wechselrichter stationär an
der Strecke angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schaltplan der Erfindung in
einer zweiten Ausführungsform, bei der der Wechselrichter auf
dem Fahrzeug angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan der Erfindung in
einer ersten Ausführungsform für einen dreiphasigen Linearmotor.
Dargestellt sind beispielhaft die Statorabschnitte n und n+1.
Die tatsächliche Statorstrecke kann natürlich aus wesentlich
mehr Einzelabschnitten aufgebaut sein. Der Statorabschnitt n
enthält die Wicklung A mit den Wicklungssträngen A1, A2 und A3,
der Statorabschnitt n+1 die Wicklung B mit den Wicklungssträngen
B1, B2 und B3. Die einzelnen Wicklungsstränge A1, A2, A3 und B1,
B2, B3 sind an jeweils einem Ende über die jeweiligen Leiter L1,
L2 und L3 mit dem Frequenzumformer FT1 im Unterwerk PS1 verbun
den. Somit sind die Wicklungen A und B sternförmig geschaltet,
deren Sternpunkt offen ist. Der Frequenzumformer FT1 liefert
einen dreiphasigen Drehstrom veränderbarer Frequenz und Lei
stung. Die einzelnen Wicklungsstränge A1, A2, A3 und B1, B2, B3
sind an ihrem anderen Ende jeweils mit den Stromschienen LR1,
LR2 und LR3 verbunden. Diese Stromschienen sind zwischen den
einzelnen Statorabschnitten n und n+1 unterbrochen, wie durch
die Trennstelle Dn veranschaulicht wird. Das Magnetbahnfahrzeug
V1 verfügt über die Stromabnehmer TA1, TA2 und TA3, die das
Fahrzeug V1 elektrisch leitend mit den Stromschienen LR1, LR2
und LR3 verbinden. Diese Stromabnehmer TA1, TA2 und TA3 sind in
nerhalb des Fahrzeugs V1 elektrisch leitend als Sternpunkt mit
einander verbunden, vorteilhafterweise wie dargestellt über die
Schalteinrichtungen S1 und S2. Wenn nun der Frequenzumformer FT1
die einzelnen Wicklungen A und B mit Spannung versorgt und der
Sternpunkt im Fahrzeug geschlossen ist (im dargestellten Bei
spiel die Schalteinrichtungen S1 und S2 geschlossen sind),
fließt wie im dargestellten Beispiel der Strom vom Frequenzum
former FT1 über die Leiter L1, L2 und L3, die Wicklung A, die
Stromschienen LR1, LR2 und LR3, die Stromabnehmer TA1, TA2 und
TA3 und die Schalteinrichtungen S1 und S2 und erzeugt in Wick
lung A das für den Antrieb des Fahrzeugs V1 erforderliche Wan
derfeld; durch Wicklung B fließt wegen des offenen Sternpunkts
kein Strom. Wenn nun Fahrzeug V1 den Statorabschnitt n verläßt
und in den Statorabschnitt n+1 einfährt, wird der Sternpunkt für
die Wicklung A geöffnet und für Wicklung B geschlossen. Dies
kann in der Weise geschehen, daß alle Wicklungsstränge A1, A2
und A3 im gleichen Moment abgeschaltet werden und die Wicklungs
stränge B1, B2 und B3 kurze Zeit später, nachdem die Trennstelle
D passiert ist, im gleichen Moment einschalten. Dies ist dann
der Fall, wenn alle Stromabnehmer TA1, TA2 und TA3 die Trenn
stelle D zur gleichen Zeit passieren. Durch etwas versetzte
Stromaufnehmer wird erreicht, daß die einzelnen Wicklungsstränge
A1, A2, A3 zu verschiedenen Zeiten abgeschaltet und die einzel
nen Wicklungsstränge B1, B2, B3 zu verschiedenen Zeiten zuge
schaltet werden, um möglicherweise Vorteile beim Übergang von
einem zum anderen Statorabschnitt zu erreichen.
Sofern der Sternpunkt auf dem Fahrzeug wie dargestellt aus zwei
Schalteinrichtungen S1, S2 besteht, kann man den Antrieb direkt
auf dem Fahrzeug abschalten. Dies ist beim Betrieb mit herkömm
lichen Abschnittschaltern nicht möglich. In diesem Fall ist ein
kompliziertes, signaltechnisch sicheres Übertragungssystem vom
Fahrzeug über die Strecke zum Unterwerk erforderlich, um den An
trieb über den Frequenzumformer oder die Abschnittschalter aus
zuschalten.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schaltplan der Erfindung in
einer zweiten Ausführungsform für einen dreiphasigen Linearmo
tor. Dargestellt sind beispielhaft die Abschnitte m und m+1. Der
Statorabschnitt enthält die Wicklung C mit den Wicklungssträngen
C1, C2 und C3, der Statorabschnitt m+1 die Wicklung D mit den
Wicklungssträngen D1, D2 und D3. Die Wicklung C und D sind je
weils im Stern geschaltet. Wie aus der direkten Verbindung an
einem Ende der jeweiligen Wicklungsabschnitte C1, C2, C3 und D1,
D2 und D3 untereinander ersichtlich ist. Mit ihrem offenen Ende
sind die Wicklungsstränge jeweils mit einer der Stromschienen
LR4, LR5 bzw. LR6 verbunden. Auch diese Stromschienen sind zwi
schen den einzelnen Statorabschnitten unterbrochen, wie durch
die Trennstelle Dm veranschaulicht wird. Das Magnetbahnfahrzeug
V2 verfügt über die Stromabehmer TA4, TA5 und TA6, die das Fahr
zeug elektrisch leitend mit den Stromschienen LR4, LR5 und LR6
verbinden. Das Fahrzeug V2 verfügt weiterhin über die Stromab
nehmer TA7 und TA8, die das Fahrzeug über die Stromschienen LR7
LR8 mit der Spannungsquelle U im Unterwerk PS2 verbinden. Der
Frequenzumformer FT2 auf dem Fahrzeug V2 wandelt den Strom, den
er von Spannungsquelle U über die Stromschienen LR7, LR8 und die
Stromabnehmer TA7, TA8 erhält, in einen Drehstrom veränderlicher
Frequenz und Stärke um. Bei der Versorgungsspannung wird bevor
zugt eine Gleichspannung verwendet, da dann die Energie, die
beim Abbremsen des Fahrzeugs induziert wird, nach Umwandlung
einfacher in die Versorgungsschienen LR7, LR8 zurückgespeist
werden kann, doch ist auch eine Wechselspannung möglich. Der
Frequenzumrichter FT2 versorgt über die Stromabnehmer TA4, TA5,
TA6 und die Stromschienen LR4, LR5, LR6 die Wicklung des jeweils
befahrenen Langstatorabschnitts. In Fig. 2 wird gerade Wicklung
C des Statorabschnitts m versorgt. Beim Wechsel des Fahrzeugs V2
von Abschnitt m zu Abschnitt m+1 wird die Wicklung C ausgeschal
tet und Wicklung D eingeschaltet, nachdem die Trennstelle m von
den Stromabnehmern CA4, CA5 und CA6 passiert wurde. Hierbei ist
es vorteilhaft, die Stromabnehmer CA4, CA5 und CA6 so anzuord
nen, daß sie die Trennstelle Dm gleichzeitig passieren, damit
möglichst lange jeweils drei Wicklungsstränge durch Strom ver
sorgt werden. Da sich der Frequenzumrichter FT2 auf dem Fahrzeug
V2 befindet, kann der Antrieb selbstverständlich auch direkt auf
dem Fahrzeug ausgeschaltet werden. Die Lösung nach Fig. 2 hat
weiterhin den Vorteil, daß eine aufwendige Übertragung der Daten
der zwischen Fahrzeug V2 und den Wicklungen C, D vorhandenen
Pollage zwischen dem Fahrzeug V2 und dem Unterwerk PS2 überflüs
sig ist, da diese Daten jetzt direkt auf dem Fahrzeug für den
Wechselrichter FT2 umgesetzt werden. Weiterhin bringt die Lösung
mit dem auf dem Fahrzeug angebrachten Wechselrichter den Vor
teil, daß bei Zügen, die mehr als aus einem Fahrzeug bestehen,
diesselben Geschwindigkeiten und Beschleunigungen wie bei Ein
zelfahrzeugen erreicht werden, ohne die einzelnen Wechselrichter
überdimensionieren zu müssen. Schließlich ist die erforderliche
Anzahl der Wechselrichter klein gegenüber der herkömmlichen Lö
sung, wenn bei einem Magnetbahnsystem die Anzahl der Langsta
torstrecken größer ist als die Anzahl der Fahrzeuge, d. h. bei
einem System, das eine relativ lange Strecke mit relativ wenigen
Fahrzeugen umfaßt.
Die vorbeschriebenen Lösungen sind entsprechend auch auf Lang
statormotoren anwendbar, deren Wicklungen im Dreieck geschaltet
sind. So ist bei einer Lösung nach Fig. 2 die Sternschaltung
einfach gegen eine Dreieickschaltung austauschbar. Auch sind die
Lösungsprinzipien nicht auf dreiphasige Systeme beschränkt.
Durch entsprechenden Mehraufwand an Stromschienen und Stromab
nehmern ist das Prinzip auch auf vier- und mehrphasige Systeme
anwendbar.
Claims (7)
1. Langstator-Linearmotor mit einem mit Stromleitern
(A, B, C, D) versehenen Langstator, der in einzelne Ab
schnitte (n, n+1, m, m+1) unterteilt ist und einem als Fahr
zeug (V1, V2) ausgebildeten Läufer, bei dem Frequenzumrich
ter (FT1, FT2) Drehströme bereitstellen, die in den Langsta
toren Wanderfelder erzeugen und bei dem das Fahrzeug
(V1, V2) durch diese Wanderfelder fortbewegt wird, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Fahrzeug (V1, V2) und die Langstatorabschnitte (n, n+1, m, m+1) so aufgebaut sind, daß das Fahrzeug durch seine eigenen Bewegungen die jeweils für die Fortbewegung er forderliche Wicklung (A, B, C, D) mit dem entsprechenden Frequenzumformer (FT1, FT2) verbindet.
daß das Fahrzeug (V1, V2) und die Langstatorabschnitte (n, n+1, m, m+1) so aufgebaut sind, daß das Fahrzeug durch seine eigenen Bewegungen die jeweils für die Fortbewegung er forderliche Wicklung (A, B, C, D) mit dem entsprechenden Frequenzumformer (FT1, FT2) verbindet.
2. Langstator-Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net,
daß das Fahrzeug (V1, V2) entsprechend der Anzahl k der Pha sen der Statorwicklungen (A, B, C, D) mindestens k Stromab nehmer (TA1-TA6) enthält,
daß jeder der k Stromabnehmer (TA1-TA6) über jeweils eine mit Trennstellen (Dm, Dn) versehene Stromschiene (LR1-LR6) mit jeweils einem Wicklungsstrang (A1, A2, A3, B1 . . . D3) verbunden ist,
daß die Statorwicklungen (A, B, C, D) über die Stromschienen (LR1-LR6) und Stromabnehmer (TA1-TA6) im Fahrzeug durch Vorrichtungen elektrisch leitend miteinander verbunden wer den.
daß das Fahrzeug (V1, V2) entsprechend der Anzahl k der Pha sen der Statorwicklungen (A, B, C, D) mindestens k Stromab nehmer (TA1-TA6) enthält,
daß jeder der k Stromabnehmer (TA1-TA6) über jeweils eine mit Trennstellen (Dm, Dn) versehene Stromschiene (LR1-LR6) mit jeweils einem Wicklungsstrang (A1, A2, A3, B1 . . . D3) verbunden ist,
daß die Statorwicklungen (A, B, C, D) über die Stromschienen (LR1-LR6) und Stromabnehmer (TA1-TA6) im Fahrzeug durch Vorrichtungen elektrisch leitend miteinander verbunden wer den.
3. Langstator-Linearmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Antrieb auf dem Fahrzeug (V1, V2) di
rekt ohne Signalübertragung nach außen durch Schalteinrich
tungen (S1, S2) auf dem Fahrzeug (V1, V2) ausgeschaltet wer
den kann.
4. Langstator-Linearmotor nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß
die Langstatorabschnitte von einem stationären Frequenzum richter (FT1) gespeist werden,
die Langstatorabschnitte (n, n+1) im Stern geschaltet werden sich der Sternpunkt im Fahrzeug (V1) befindet.
die Langstatorabschnitte von einem stationären Frequenzum richter (FT1) gespeist werden,
die Langstatorabschnitte (n, n+1) im Stern geschaltet werden sich der Sternpunkt im Fahrzeug (V1) befindet.
5. Langstator-Linearmotor nach einem der Ansprüche 1-3, da
durch gekennzeichnet, daß
sich der Frequenzumrichter (FT2) auf dem Fahrzeug (V2) be findet,
die Langstatorabschnitte (m, m+1) über Stromabnehmer (TA4, TA5, TA6) und Stromschienen (LR4, LR5, LR6) vom Fahr zeug aus versorgt werden,
der Frequenzumformer (FT2) über zusätzliche Stromschienen (LR7, LR8) und Stromabnehmer (TA7, TA8) mit Energie versorgt wird.
sich der Frequenzumrichter (FT2) auf dem Fahrzeug (V2) be findet,
die Langstatorabschnitte (m, m+1) über Stromabnehmer (TA4, TA5, TA6) und Stromschienen (LR4, LR5, LR6) vom Fahr zeug aus versorgt werden,
der Frequenzumformer (FT2) über zusätzliche Stromschienen (LR7, LR8) und Stromabnehmer (TA7, TA8) mit Energie versorgt wird.
6. Langstator-Linearmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Frequenzumformer mit Gleichstrom versorgt wird.
7. Langstator-Linearmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß beim Abbremsen des Fahrzeugs (V2) induzierte Ener
gie umgewandelt und in die Gleichstromquelle zurückgespeist
wird.
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DE19914109507 DE4109507A1 (de) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Langstator-linearmotor ohne abschnittschalter |
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JP06471692A JP3354953B2 (ja) | 1991-03-22 | 1992-03-23 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=6428017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914109507 Ceased DE4109507A1 (de) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Langstator-linearmotor ohne abschnittschalter |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE4109507A1 (de) |
FR (1) | FR2674384A1 (de) |
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Legal Events
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