DE4204732A1

DE4204732A1 - Schwebesystem fuer magnetschwebebahn

Info

Publication number: DE4204732A1
Application number: DE4204732A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shibata; Naoki Maki; Toshio Saitoh; Takashi Kobayashi; Teruhiro Takizawa; Tadasi Sonobe; Shizuo Tsujimoto; Hideshi Fukumoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-18
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1992-09-03
Anticipated expiration: 2012-02-18
Also published as: DE4204732C2; JPH04331404A; JP2630082B2; US5222437A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwebesystem für eine die magnetische Abstoßung ausnutzende, schnell fah rende Magnetschwebebahn und insbesondere ein Schwebesy stem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In Fig. 13 ist schematisch eine herkömmliche Magnetschwe bebahn gezeigt, in der supraleitende Magneten verwendet werden. Der Fahrzeugkörper 1, der supraleitende Magneten 2a und 2b für den Vortrieb und das Schweben aufweist, wird durch ein Wandermagnetfeld bewegt, das durch die Leitung eines dreiphasigen, sinusförmigen elektrischen Stroms in die Vortriebsspulen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und 4g erzeugt wird, wobei diese Vortriebsspulen an dem am Erdboden befestigten Fahrweg 3 angebracht sind. Der Fahr zeugkörper 1 wird außerdem durch den abstoßenden Magnet fluß getragen, der in den im selben Fahrweg angebrachten Tragspulen 5a, 5c und 5e erzeugt wird.

Nun werden mit Bezug auf Fig. 14 Einzelheiten der Theorie des magnetischen Schwebens erläutert. Die Mittellinie 7 in vertikaler Richtung des supraleitenden Magneten 2a wird durch das Gewicht der Bahn gegenüber der Mittelinie 6 der miteinander verbundenen Tragspulen 5a und 5b um ΔZ abgesenkt. Daher fließt durch die Tragspulen 5a und 5b ein induzierter Strom, der proportional zur Differenz zwischen der zeitlichen Veränderung des magnetischen Flusses im oberen Bereich 5a der Tragspule und der zeitli chen Veränderung des magnetischen Flusses im unteren Be reich 5b der Tragspule ist. Durch die Ausnutzung des durch den induzierten Strom erzeugten abstoßenden magne tischen Flusses wird ein Schweben bewirkt. Das oben erläu terte Schwebesystem und die vom System auf den im Fahr zeugkörper befindlichen supraleitenden Magneten ausgeübte Kraft werden beispielsweise in dem Dokument Nr. LD-89-26 der Linearantrieb-Forschungsgruppe des japanischen "In atitute of Electrical Engineers" beschrieben; dort wird im einzelnen ein Fall beschrieben, in dem die Tragspule nur eine einzige Lage besitzt. Ein anderer Fall, in dem die Tragspulen doppellagig vorgesehen sind, ist aus JP 2- 17 806-A (1990) bekannt. Hierbei sind die zwei Lagen der Spulen vollständig miteinander überlappt, wobei die Spu len so aufgebaut sind, daß die Schaltungskonstanten, also die Induktivität L und der Widerstand R der ersten und der zweiten Lage jeweils voneinander verschieden sind. Wenn für je zwei Pole des supraleitenden Magneten n Tragspulen vorgesehen sind, werden an der Position des supraleitenden Magneten höhere Oberwellen der räumlichen Ordnung mn 1 (m = 0, 1, 2, . . , ganzzahlig) und höhere Oberwellen der zeitlichen Ordnung mn beobachtet. Wenn beispielsweise n = 6 ist, werden höhere Oberwellen der 1., 5., 7., 11. und 13. räumlichen Ordnung und höhere Oberwellen der 0., 6. und 12. zeitlichen Ordnung beobach tet.

Da in den oben beschriebenen herkömmlichen Systemen des Standes der Technik die Tragspulen entweder eine Lage oder vollständig miteinander überlappte Doppellagen auf weisen, wird eine höhere Oberwelle der zeitlichen Ordnung n, beispielsweise der zeitlichen 6. Ordnung, mit großer Amplitude erzeugt, so daß auf den supraleitenden Magneten diese höheren Oberwellen einwirken und im schlimmsten Fall in diesem Magneten einen Quench-Vorgang verursachen können. Mit der vorliegenden Erfindung sollen die be schriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schwebesystem für eine Magnetschwebebahn zu schaffen, dessen Tragspulen so angeordnet sind, daß die obenerwähn ten höheren Oberwellen reduziert werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schwebesystem für eine Magnetschwebebahn zu schaffen, dessen Tragspulen so geformt sind, daß die oben erwähnten höheren Oberwellen reduziert werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schwebesystem für eine Magnetschwebebahn zu schaffen, dessen Tragspulen so geformt sind, daß an der Position der supraleitenden Magneten die Stärken der von der er sten Lage der Tragspule und von der zweiten Lage der Tragspule erzeugten Magnetfelder aneinander angeglichen werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schwebesystem für eine Magnetschwebebahn zu schaffen, dessen Tragspulen Schaltungskonstanten aufweisen, mit denen an der Position der supraleitenden Magneten die Stärken der von der ersten Lage der Tragspule und von der zweiten Lage der Tragspule erzeugten Magnetfelder anein ander angeglichen werden können.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für diejenigen Tragspulen, die sich an beiden Enden eines durch die Zusammenfassung von einigen oder von mehreren zehn Tragspulen gebildeten Blocks befinden, eine Form zu schaffen, derart, daß ein solcher Block einfach herge stellt werden kann.

Diese Aufgaben werden bei einem Schwebesystem der gat tungsgemäßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die folgen den Merkmale: Das Schwebesystem umfaßt Tragspulen, die doppellagig an geordnet sind, wobei diese Lagen so angeordnet sind, daß sich die erste und die zweite Lage in bezug auf die Bewe gungsrichtung an gegenseitig verschobenen Positionen be finden.

Im Schwebesystem befindet sich die zweite Lage in bezug auf die Bewegungsrichtung an einer Position, die gegen über der Position der ersten Lage um einen halben Tragspulenabstand verschoben ist.

Im Schwebesystem besitzen die Tragspulen eine Anordnung, derart, daß der Tragspulenabstand bei der ersten und bei der zweiten Lage jeweils 360°/n (n ganze Zahl) beträgt, wenn der "elektrische Winkel" des Abstandes der beiden Pole des supraleitenden Magneten mit 360° angenommen wird.

Im Schwebesystem liegt das Verhältnis CL/CP der Tragspu len zwischen 0,5 und 1, wobei CP den Spulenabstand der ersten Lage oder der zweiten Lage der Tragspule und CL die Länge des Magneten in Bewegungsrichtung bezeichnet.

Das Schwebesystem besitzt Tragspulen mit jeweils zwei La gen, die auf einer gemeinsamen und zur Bewegungsrichtung parallelen Linie in Schräglage angeordnet sind und sich somit teilweise überlappen.

Im Schwebesystem besitzen die Tragspulen eine Form, der art, daß die Längen in Bewegungsrichtung und die Längen in vertikaler Richtung der zweiten Lage der Tragspulen größer sind als die entsprechenden Längen in Bewegungs richtung bzw. in vertikaler Richtung der ersten Lage der Tragspulen.

Im erfindungsgemäßen Schwebesystem besitzen die Tragspu len Schaltungskonstanten, derart, daß die Induktivität L₂ und der Widerstand R₂ der zweiten Lage der Tragspulen kleiner als die Induktivität L₁ bzw. der Widerstand R₁ der ersten Lage der Tragspulen sind.

Im Schwebesystem besitzen die Tragspulen eine Form, der art, daß bei Zusammenfassung von mehreren oder von mehre ren zehn Tragspulen zu einem Block die Längen in Bewe gungsrichtung der Tragspulen an den beiden jeweiligen En den des Blocks so gewählt werden, daß sie kleiner als die Längen in Bewegungsrichtung der anderen Tragspulen sind.

Erfindungsgemäß umfaßt die Tragspule zwei Lagen, die so angeordnet sind, daß sie sich in Bewegungsrichtung an ge genseitig verschobenen Positionen befinden. Folglich wird die Amplitude der höheren Oberwellen klein, so daß deren Auswirkung auf die supraleitenden Magneten abnimmt.

Da ferner die zweite Lage der Tragspule so angeordnet ist, daß sie in Bewegungsrichtung gegenüber der ersten Lage der Tragspule um einen halben Tragspulenabstand ver schoben ist, wird die Amplitude auf Null oder auf einen sehr kleinen Wert abgesenkt, indem sich die höheren Ober wellen niedriger Ordnung gegenseitig aufheben und so de ren Wirkung auf die supraleitenden Magneten abgesenkt wird.

Da erfindungsgemäß die Tragspulen so angeordnet sind, daß der Tragspulenabstand der ersten Lage bzw. der zweiten Lage den Wert 360°/n (n ganze Zahl) besitzt, wenn der elektrische Winkel des Abstandes der beiden Pole des su praleitenden Magneten mit 360° angenommen wird, werden die höheren Oberwellen der zeitlichen Ordnung n auf Null oder auf einen sehr kleinen Wert abgesenkt, so daß deren Auswirkung auf den supra leitenden Magneten abgesenkt wird.

Wenn der Spulenabstand der ersten Lage oder der zweiten Lage der Tragspule mit CP und die Länge des Magneten in Bewegungsrichtung mit CL bezeichnet werden, werden die Amplituden der höheren Oberwellen klein, wenn für die Tragspulen der Wert des Verhältnisses CL/CP zwischen 0,5 und 1 liegt, so daß die Auswirkung auf den supraleitenden Magneten verringert wird.

Da erfindungsgemäß die Tragspulen mit zwei Lagen so ange ordnet sind, daß sich diese Lagen auf einer gemeinsamen und zur Bewegungsrichtung parallelen Linie in Schräglage befinden und sich somit teilweise überlappen, wird die Wirkung der ersten Lage an die Wirkung der zweiten Lage angeglichen, so daß die Wirkung auf den supraleitenden Magneten gleichmäßig wird.

Da die Tragspulen erfindungsgemäß eine Form besitzen, derart, daß die Längen in Bewegungsrichtung oder die Län gen in vertikaler Richtung der zweiten Lage der Tragspu len größer als die entsprechenden Längen in Bewegungs richtung oder in vertikaler Richtung der ersten Lagen der Tragspulen sind, nimmt der Betrag des magnetischen Flusses, der in der zweiten Lage derjenigen Tragspule vor handen ist, die sich weiter vom supraleitenden Magneten entfernt befindet, zu, so daß die induzierte Spannung und der induzierte Strom ebenfalls zunehmen. Folglich wird die Stärke des Magnetfeldes am Ort des supraleitenden Ma gneten im wesentlichen gleich der Stärke des Magnetfeldes am Ort der ersten Lage.

Da erfindungsgemäß die Induktivität L₂ oder der Wider stand R₂ der zweiten Lage der Tragspulen kleiner als die entsprechende Induktivität L₁ bzw. der Widerstand R₁ der ersten Lage der Tragspulen ausgelegt wird, wird der Strom, der durch die in der zweiten Lage der weiter vom supraleitenden Magneten entfernten Tragspule induzierte Spannung induziert wird, groß, obwohl diese induzierte Spannung selbst niedrig ist, so daß die Stärke des Ma gnetfeldes am Ort des supraleitenden Magneten gleich der Stärke des Magnetfeldes in der ersten Lage ist.

Wenn erfindungsgemäß eine Gruppe von einigen oder von mehreren zehn Tragspulen zu einem Block zusammengefaßt werden und die Länge in Bewegungsrichtung der jeweiligen Tragspulen an den Enden des Blocks kürzer als die Längen der anderen Tragspulen ausgebildet werden, bleibt die Form des Blocks rechteckig wie vorher, so daß die Ferti gung der Tragspulen gleich wie bisher und somit einfach ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung der Ma gneten in einem Schwebesystem gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung in einer Schwebebahn mit supraleitenden Magneten;

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Tragspulen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Spulenabstand der Tragspulen auf verschiedene Weisen geändert ist;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Wert des Verhältnisses der Länge in Bewegungs richtung der Tragspule zum Spulenabstand einer jeden Lage zwischen 0,5 und 1,0 liegt;

Fig. 5 Berechnungsbedingungen, von denen das Ausmaß ab hängt, um das die höheren Oberwellen erfindungs gemäß verringert werden können;

Fig. 6 Berechnungsbedingungen, von denen das Ausmaß ab hängt, um das die höheren Oberwellen erfindungs gemäß verringert werden können;

Fig. 7 Berechnungsbedingungen, von denen das Ausmaß ab hängt, um das die höheren Oberwellen erfindungs gemäß verringert werden können;

Fig. 8 ein Ergebnis der Berechnung des Ausmaßes, um das die höheren Oberwellen erfindungsgemäß verringert werden können;

Fig. 9 ein weiteres Ergebnis der Berechnung des Ausma ßes, um das die höheren Oberwellen erfindungsge mäß verringert werden können;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Tragspulen schräg und teilweise überlappend angeordnet sind;

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Größen der Tragspulen in der ersten Lage und in der zweiten Lage jeweils abwechseln;

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Größen der Tragspulen an den beiden Enden ei nes Blocks verändert sind;

Fig. 13 eine schematische Darstellung für die Erläuterung der Vortriebs- und Schwebetheorie einer herkömm lichen Magnetschwebebahn; und

Fig. 14 eine schematische Darstellung für die Erläuterung der Vortriebs- und Schwebetheorie der herkömmli chen Magnetschwebebahn.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In Fig. 1 bezeichnen einige Bezugszeichen die gleichen Elemente wie in der vorhergehenden Beschreibung des Standes der Technik, so daß die Erläuterung dieser Elemente weggelassen wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die supraleitenden Magneten 2a und 2b im Fahrzeugkörper 1 angebracht. Im Fahrweg 3 sind die Tragspulen 5a, 5c und 5e als erste Lage angebracht, während die Tragspulen 5g, 5i und 5k an einer gegenüber der ersten Lage in Bewegungsrichtung ver schobenen Position als zweite Lage angebracht sind.

Beispielsweise sind für je zwei Pole der supraleitenden Magneten in jeder Lage insgesamt sechs Tragspulen vorhan den. An der Position des supraleitenden Magneten werden von den Tragspulen der ersten Lage beispielsweise höhere Oberwellen von 6. zeitlicher Ordnung erzeugt. Genauso werden von der zweiten Lage höhere Oberwellen der 6. zeitlichen Ordnung erzeugt. Da jedoch die Positionen der Tragspulen der zweiten Lage in Bewegungsrichtung gegen über den Positionen der Tragspulen der ersten Lage ver schoben sind, wird die Phase der Welle verschoben, so daß die Amplitude bis zu einer gegenseitigen Aufhebung ver ringert wird. Durch die Anordnung der zwei Lagen auf die obenbeschriebene Weise kann die Auswirkung der höheren Oberwellen auf den supraleitenden Magneten im Vergleich zum Fall einer einlagigen Anordnung verringert werden.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegen den Erfindung gezeigt. Auch in dieser Ausführungsform sind die Tragspulen 5a, 5c und 5e in der ersten Lage an gebracht, während die Tragspulen 5g, 5i und 5k in der zweiten Lage angebracht sind; hierbei ist die zweite Lage an einer Position angebracht, die in Bewegungsrich tung gegenüber der ersten Lage um einen halben Spulenab stand verschoben ist. Beispielsweise sind für je zwei Pole der supraleitenden Magneten in jeder Lage insgesamt sechs Spulen vorgesehen. Durch die obenbeschriebene An ordnung besitzen die von der ersten Lage erzeugten Ober wellen der räumlichen 6. Ordnung gegenüber der von der zweiten Lage erzeugten Oberwelle der räumlichen 6. Ord nung eine Phasenverschiebung von 180°, so daß die Ampli tude durch gegenseitige Aufhebung auf Null oder auf einen sehr kleinen Wert verringert wird. Auf die obenbe schriebene Weise kann die Auswirkung der höheren Oberwel len auf den supraleitenden Magneten verringert werden, indem die Tragspule erfindungsgemäß zwei Lagen erhält und indem die erste Lage gegenüber der zweiten Lage in Bewe gungsrichtung um einen halben Spulenabstand verschoben ist. In Fig. 2 stellen die Strichlinien 8a bis 8h Hilfs linien dar, die den Spulenabstand angeben.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegen den Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform besitzt der Tragspulenabstand der ersten Lage und der zweiten Lage den Wert 360°/n, wenn die Länge zwischen den zwei Polen des supraleitenden Magneten den elektrischen Winkel von 360° besitzt, wobei n = 3, 4, 6 ist. Durch das oben beschriebene Verfahren können die Amplituden der höheren Oberwellen der 3., 4. und 6. zeitlichen Ordnung, die an der Position des supraleitenden Magneten in herkömmlichen Systemen beobachtet werden, auf Null oder auf einen sehr kleinen Wert verringert werden.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegen den Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform stellt einen Fall dar, in dem der Wert des Verhältnisses CL/CP zwischen 0,5 und 1,0 liegt, wenn der Spulenabstand der Tragspulen der ersten Lage oder der zweiten Lage mit CP und die Spu lenlänge in Bewegungsrichtung mit CL bezeichnet werden. Wenn, wie dies in der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, die Tragspulen teilweise überlappende Bereiche besitzen, wird die Magnetfeldverteilung an der Position des supraleitenden Magneten im wesentlichen gleichmäßig, so daß folglich die Amplituden der höheren Oberwellen ab gesenkt werden, so daß die Auswirkung auf den supralei tenden Magneten verringert wird.

In den Fig. 5, 6 und 7 sind beispielhaft Berechnungsbe dingungen für die obenbeschriebenen Ausführungsformen ge zeigt, während in den Fig. 8 und 9 Ergebnisse dieser Be rechnungen gezeigt sind. In den Fig. 5 und 6 sind die Tragspulen in zwei Lagen angeordnet, wobei auf einer Länge von 2,7 m, die dem Abstand zwischen den zwei Polen des supraleitenden Magneten entspricht, pro Lage drei Tragspulen angeordnet sind, so daß die Tragspulen einen Spulenabstand von CP = 0,9 m besitzen. Hierbei wird die Änderung des Beitrags der höheren Oberwelle der Y-Kompo nente des Magnetfeldes im oberen Umfangsbereich des su praleitenden Magneten in Abhängigkeit von einer Änderung des Verhältnisses CL/CP der Länge der Tragspule zum Spu lenabstand berechnet, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Es wird angenommen, daß der durch die Tragspulen fließende sinus förmige Strom eine Phasenverschiebung von 60° besitzt und daß die Nennwerte des sinusförmigen Stroms derart sind, daß die unipolare Amplitude der Grundwelle der Y-Kompo nente des Magnetfeldes an der Berechnungsposition den Wert von 250 G besitzt. Wenn die Länge CL größer als 0,9 m wird, entstehen drei Lagen. Daher muß die Länge CL not wendigerweise geringer als 0,9 m sein. Wenn jedoch die Länge CL kleiner als 0,45 m wird, ergibt sich im wesent lichen eine einzige Lage.

Das Ergebnis der Berechnung ist in Fig. 8 gezeigt. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die unipolare Amplitude der Oberwelle der räumlichen 5. Ordnung im Vergleich zu dem Fall, in dem die Länge CL klein ist (beispielsweise höchstens 0,45 m) oder für das Verhältnis CL/CP der Wert von höchstens 0,5 gewählt wird und in dem die Tragspulen nur jeweils eine Lage besitzen, beträchtlich abgesenkt wird, wenn die Länge CL groß ist (beispielsweise 0,55 m< oder für das Verhältnis CL/CP der Wert 0,61 gewählt wird und in dem die zwei Tragspulen zwei Lagen besitzen. Ob wohl die Amplitude der Oberwelle der räumlichen 7. Ord nung bei dem Verhältnis CL/CP von 0,61 verhältnismäßig groß ist, zeigt die Berechnung der Summe der Quadrate der Amplituden der Oberwelle der räumlichen 5. Ordnung und der Oberwelle der räumlichen 7. Ordnung, daß das Minimum hierfür bei einem Verhältnis CL/CP von 0,61 erhalten wird, wie in Fig. 9 gezeigt ist.

Der obenbeschriebene Fall wird nun mit einem Fall vergli chen, in dem für die praktische Länge SL des Magneten beispielsweise der Wert von 0,35 m gewählt ist und der Magnet eine Dicke besitzt, die einer Spule mit einlagiger Anordnung vergleichbar ist. Da die Energie proportional zur Summe der Quadrate der Amplituden der höheren Oberwel len ist, wird der Vergleich bezüglich der Summe der Qua drate der Amplituden der höheren Oberwellen der 5. Ord nung und der 7. Ordnung ausgeführt. Wie in Fig. 9 ge zeigt, kann durch die Wahl des Wertes 0,55 m für CL die Auswirkung auf den supraleitenden Magneten auf weniger als 10% gegenüber dem Wert von 0,35 m für CL abgesenkt werden.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform sind die Tragspulen in zwei Lagen unterteilt, wobei die zwei Lagen gemeinsam auf einer zur Bewegungsrichtung paral lelen Linie in Schräglage angeordnet sind und sich somit teilweise überlappen. Daher ist die Wirkung der ersten Lage äquivalent zur Wirkung der zweiten Lage, so daß die Wirkung der höheren Oberwellen auf den supraleitenden Ma gneten im wesentlichen gleichmäßig wird.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform sind die Länge LX₂ in Bewegungsrichtung oder die Länge LZ₂ in vertikaler Richtung der Tragspulen 5g und 5h der zweiten Lage größer als die Länge LX₁ in Bewegungsrichtung oder die Länge LZ₁ in vertikaler Richtung der Tragspulen 5a und 5b der ersten Lage gewählt. Daher wird der Betrag des magnetischen Flusses, der mit der vom supraleitenden Ma gneten weiter entfernt befindlichen zweiten Lage der Tragspulen verbunden ist, erhöht, so daß die in der zwei ten Lage der Tragspulen induzierten Spannungen und Ströme erhöht werden und die Stärke des durch den Strom an der Position des supraleitenden Magneten erzeugten Magnet feldes zur Stärke des durch die erste Lage der Tragspulen verursachten Magnetfeldes äquivalent wird.

Hierbei kann die gleiche Wirkung wie im obenbeschriebenen Fall erzielt werden, wenn die Induktivität L₂ oder der Widertand R₂ der zweiten Lage der Tragspulen kleiner als die Induktivität L₁ bzw. der Widerstand R₁ der ersten Lage der Tragspule ausgelegt werden. Obwohl die in der weiter vom supraleitenden Magneten entfernten zweiten Lage der Tragspule induzierte Spannung selbst schwach ist, wird der induzierte Strom groß, so daß die Stärke des Magnetfeldes an der Position des supraleitenden Ma gneten zur Strärke des Magnetfeldes der ersten äquivalent wird.

In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform stellt den Fall dar, in dem eine Gruppe von einigen oder von ei nigen zehn Tragspulen zu einem Block zusammengefaßt wer den, wobei die Längen in Bewegungsrichtung einer jeden Tragspule 5p und 5r an den beiden Enden eines Blocks kür zer als die Längen in Bewegungsrichtung der übrigen Tragspulen 5a, 5c, 5g, 5i und 5k festgelegt wird. Folg lich wird eine rechtwinklige Form des Blocks beibehalten, was die Fertigung dieses Blocks erleichtert.

Erfindungsgemäß können die folgenden Wirkungen erzielt werden:

1) die Amplituden der höheren Oberwellen niedriger Ord nung können auf Null oder auf einen sehr kleinen Wert verringert werden;
2) durch die Angleichung der Stärke des durch die Tragspulen der ersten Lage erzeugten Magnetfeldes an die Stärke des durch die Tragspulen der zweiten Lage erzeug ten Magnetfeldes an der Position des supraleitenden Ma gneten können sich die Komponenten höherer Oberwellen ge genseitig aufheben; und
3) die Herstellung eines Blocks, in dem mehrere oder mehrere zehn Tragspulen zusammengefaßt sind, ist einfach.

Claims

1. Schwebesystem für Magnetschwebebahn, in dem in einem Fahrzeugkörper (1) supraleitende Magne ten (2a, 2b); in am Boden (3) angebrachten Tragspulen (5a, 5c, 5e; 5g, 5i, 5k) durch das von den supraleitenden Magneten (2a, 2b) erzeugte Magnetfeld ein Strom induziert wird; und die Magnetschwebebahn mittels eines elektrodyna mischen Schwebesystems schwebt, das die abstoßende Wir kung der von den supraleitenden Magenten (2a, 2b) und den Tragspulen (5a, 5c, 5e; 5g, 5i, 5k) erzeugten Magnet felder ausnutzt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragspulen in zwei Lagen unterteilt sind;
die erste Lage (5a, 5c, 5e) von Tragspulen an der der Bahn zugewandten Seite angeordnet ist;
die zweite Lage (5g, 5i, 5k) von Tragspulen an der Rückseite der ersten Lage angeordnet ist; und
die erste Lage (5a, 5c, 5e) und die zweite Lage (5g, 5i, 5k) so angeordnet sind, daß sie in Bewegungs richtung relativ zueinander verschoben sind.

2. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lage (5g, 5i, 5k) von Tragspulen so angeordnet ist, daß sie in Bewegungsrichtung gegenüber der ersten Lage (5a, 5c, 5e) von Tragspulen um einen hal ben Spulenabstand der Tragspulen verschoben ist.

3. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenabstand der ersten Lage (5a, 5c, 5e) und der zweiten Lage (5g, 5i, 5k) der Tragspulen den Wert 360°/n (n ganze Zahl) besitzt, wenn der Abstand der zwei Pole des supraleitenden Magneten (2a, 2b) dem elektri schen Winkel von 360° entspricht.

4. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis CL/CP ein Wert zwischen 0,5 und 1,0 gewählt wird, wobei CL die Länge in Bewegungsrichtung der ersten Lage (5a, 5c 5e) oder der zweiten Lage (5g, 5i, 5k) der Tragspulen ist und wobei CP der Spulenabstand der ersten Lage (5a, 5c, 5e) oder der zweiten Lage (5g, 5i, 5k) der Tragspulen ist.

5. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß den An sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Lagen (5a, 5c, 5e; 5g, 5i, 5k) der Tragspulen gemeinsam auf einer zur Bewegungsrichtung par allelen Linie in Schräglage angeordnet sind und sich so mit teilweise überlappen.

6. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen in Bewegungsrichtung oder die Längen in vertikaler Richtung der zweiten Lage (5g, 5i, 5k) der Tragspulen größer als die Längen in Bewegungsrichtung bzw. die Längen in vertikaler Richtung der ersten Lage (5a, 5c, 5e) der Tragspulen sind.

7. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität L₂ oder der Widerstand R₂ der zweiten Lage (5g, 5i, 5k) der Tragspulen kleiner als die Induktivität L₁ bzw. der Widerstand R₁ der ersten Lage (5a, 5c, 5e) der Tragspulen ausgebildet ist.

8. Schwebesystem für Magnetschwebebahn gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zusammenfassung von einigen oder von einigen zehn Tragspulen zu einem Block die Längen in Bewegungs richtung der jeweils an den beiden Enden des Blocks sich befindenden Tragspulen (5p, 5r) kleiner als die Längen in Bewegungsrichtung der übrigen Tragspulen (5a, 5c, 5e; 5g, 5i, 5k) sind.