JPH05219609A - リニアモータの給電システム - Google Patents
リニアモータの給電システムInfo
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract
れる機器を最高効率で利用できるようにし、同時に電力
の輸送コストをできるだけ小さくする。 【構成】 饋電線9、10を少なくとも1つの可制御の
結合スイッチ20、21を介して結合可能にし、車両が
丁度存在する開閉単位1〜4に常にすべての饋電線9、
10から給電されるようにする。
Description
ステムに関する。
両用として例えばドイツ連邦共和国特許出願公告第23
10812号明細書により公知である。この公知の給電
システムにおいては、リニアモータの固定子は走行路に
沿って複数個の開閉単位に分割されており、これらの開
閉単位には交互に接続される少なくとも第一および第二
の饋電線を備えている。開閉単位と饋電線とは通常変電
所に配置されている可制御給電装置に開閉装置(電磁開
閉器)を介して接続される。この際開閉単位には車両を
通してその都度同期内部電圧Up が誘起され、この電圧
は給電電流Iとで推進力F=UP ×Iを供給する。
制御方法により駆動される。その制御方法によれば、た
だ1つの変電所を備えた短距離区間と走行路に沿って1
つ以上の変電所を備えた長距離区間とに分けられる。
の変電所に2つの給電装置(変換器)が配置される。各
変換器はそれぞれ1つの饋電線に接続される。開閉単位
は両饋電線の1つに交互に接続され、電磁開閉器を介し
て接離される。この場合車両が存在する開閉単位はその
都度2つの変換器の1つに接続され、これにより給電さ
れる。開閉単位が切り替わると今まで停止していた変換
器が動作し次の開閉単位に給電する。
所の各々に同様にそれぞれ2つの変換器が配置される。
丁度車両が存在する開閉単位が隣接する変電所から2つ
の変換器により同時に給電される。開閉単位の切り替わ
りの際には、今までと同じ配電所の他の2つの(今まで
停止していた)変換器が動作し次の開閉単位に給電す
る。
は、それ故、短距離区間であっても長距離区間であって
も、開閉単位の切り替わりの際を除いて、2つの変換器
の中の1つは常に使用されずに停止している。さらにま
た饋電線も全運転時間の略50%までしか利用されるに
過ぎない。
記のような給電システムであって、設置された機器、特
に給電装置(変換器)および饋電線が最高効率で利用さ
れるように、しかも同時に給電装置から開閉単位への電
力の輸送コストをできるだけ小さくしたものを提供する
ことにある。
め、この発明によるリニアモータの給電システムにおい
ては、a)リニアモータの固定子が磁気浮上車両の走行
路に沿って複数個の可制御な開閉単位に分割され、これ
らの開閉単位はそれぞれ交互に接続される少なくとも第
一および第二の饋電線を備え、b)開閉単位は区分スイ
ッチを介して饋電線に、そしてこの饋電線は給電スイッ
チを介してそれぞれ少なくとも1つの給電装置に接続可
能であり、c)饋電線は少なくとも1つの可制御結合ス
イッチによって互いに接続可能であり、車両が丁度存在
する開閉単位が常にすべての饋電線に接続されかつ開閉
単位の切り替わりの際2つの関係する開閉単位がその都
度饋電線に接続される。
制御しかつ結合スイッチを制御するための車両位置検出
装置を備えることができる。
が設けられ、この給電装置はそれぞれ1つの変換器を含
みかつこれに付属する給電スイッチとともに1つの変電
所に設置されるようにすることができる。
れ、この給電装置はそれぞれ1つの変換器を含みかつこ
れに付属する給電スイッチとともに複数個の変電所に分
けて設置されており、その際1つの開閉単位が同時に少
なくとも2つの変換器によって隣接の変電所から給電さ
れるようにすることができる。
置してよい。
に、あるいは変電所の間に設置することができる。
を設けるようにしてよい。
変電所を備えた短距離線路に対しても線路に沿って1つ
以上の変電所を備えた長距離線路に対しても適してい
る。結合スイッチにより各饋電線を結合することによ
り、存在する給電装置(変換器)は常に同時に給電する
ことができるので高い効率で利用される。2つの饋電線
を備えた場合には両方の変換器は磁気浮上車両が丁度存
在する開閉単位に同時に給電することができる。すなわ
ち、第一の変換器は直接第一の饋電線を介して、第二の
変換器は第二の饋電線、結合スイッチおよび第一の饋電
線を介して給電する。
従来の給電システムに対し、本発明によれば、例えば2
つの饋電線を有する場合、2倍の電流、したがって2倍
の牽引力を利用し得るか、又は変換器の大きさを半分に
することができる。長距離線路の場合、変換器の容量を
小さくする代わりに変換器の半分を省略することができ
る。
線の端部に設置することによりこの発明による給電シス
テムは特に簡単に実現される。
ては、結合スイッチは変電所内に、または変電所の間に
設け、また各開閉所に設置するのが良い。この場合存在
する饋電線が充分に利用されるだけでなく、擾乱時の冗
長性もあるからである。
ムの場合、変換器は直接変電所から2つの饋電線に選択
的に接続される。これにより変電所から開閉単位までの
電流路が最小となる。
ステムの場合、饋電線におけるケーブル負荷を減少す
る。変換器は先ずそれぞれの饋電線に給電するので、2
つの饋電線において電流負荷は、閉じられた結合スイッ
チが2つの饋電線の電流を集める点までに約50%減少
する。
が設置された給電システムでは電流路が最小になり、同
時に饋電線のケーブル負荷も半分になる。
実施例を参照して詳しく説明する。
定子巻線は磁気浮上車両の走行路に沿って複数個の開閉
単位1〜4に分割されている。図示の実施例では開閉単
位1〜4は同一の長さであるが、これはそれぞれ異なる
長さにしてもよい。開閉単位1〜4は交互にそれぞれ1
つの区分スイッチ5〜8を介して第一の饋電線9もしく
は第二の饋電線10に接続可能である。区分スイッチ5
〜8のそれぞれ2つがそれぞれ1つの開閉所24もしく
は25に設置されている。図示の実施例では開閉単位1
および3が第一の饋電線9に、開閉単位2および4が第
二の饋電線10に接続される。短距離線路(図1〜3お
よび12においては第一の饋電線9および第二の饋電線
10にそれぞれただ1つの変換器11もしくは12が接
続されている。第一の饋電線9は給電スイッチ13を介
して変換器11に、第二の饋電線10は給電スイッチ1
4を介して変換器12に接続可能である。変換器11お
よび12はそれぞれその給電スイッチ13および14と
ともに共通の変電所17に設置されている。
合には各饋電線9もしくは10に複数個の変換器11
a、11bもしくは12a、12bが接続される。この
場合第一の饋電線9は給電スイッチ13、15を介して
変換器11a、11bに接続可能である。第二の饋電線
10は給電スイッチ14、16を介して変換器12a、
12bに接続可能である。変換器11aおよび12aは
共通に1つの変電所17に、変換器11bおよび12b
は変電所17に隣接する変電所18に設置されている。
プフロッグ制御方法に基づき駆動される。この方法にお
いては、車両が丁度存在する開閉単位がその都度饋電線
9、10に接続され、2つの変換器11、12の1つに
より給電される。磁気浮上車両の位置はxで示す。矢1
9は車両の進行方向を示す。図12で示す場合では車両
は開閉単位1にあって開閉単位2に向かって進んでい
る。車両が開閉単位1にある間は区分スイッチ5および
給電スイッチ13が閉じており、区分スイッチ6〜8及
び給電スイッチ14が開いている。これによって開閉単
位1のみが変換器11より給電され、この単位に電圧U
P1が誘起され、これにより推進力F=UP1×I1 が生ず
る。なお分かり易くするため図13〜15の線図では個
々の開閉単位における電圧および電流並びに推進力をそ
れぞれ若干異なる大きさで示している。さらにすべての
線図においてサフィックス1を付けた量は一点鎖線で、
サフィックス2を付けた量は破線で表している。
から開閉単位2に)移るとする。この際付加的に区分ス
イッチ6と給電スイッチ14とが閉じられ、その結果開
閉単位1は変換器11より給電され、開閉単位2は変換
器12より給電される(図13〜15)。図13〜15
に示された時点tw で車両は開閉単位1および2の丁度
半分にある。開閉単位の切り替わりが終わった時点tE
で今まで閉じていたスイッチ5と13とが開かれる。変
換器11はそれとともに遮断される。この公知の制御方
法では、開閉単位の切り替わり時を除いて、2つの変換
器11、12の1つは常に利用されないままである。
ても同様に車両が丁度存在する開閉単位のみがその属す
る変換器により給電される。図16において開閉単位1
は変換器11aおよび11bに接続されている。この場
合区分スイッチ5並びに給電スイッチ13および15が
閉じており、区分スイッチ8並びに給電スイッチ14お
よび16が開いている。したがって開閉単位1のみに電
流I1 が供給されている。区分スイッチ5を介して流れ
る電流I1 は変換器11aおよび11bにより饋電線9
に供給される電流I1aおよびI1bの和である。
時点tA で付加的に区分スイッチ6並びに給電スイッチ
14および16が閉じられ、その結果開閉単位1は変換
器11aおよび11bより給電され、開閉単位2は変換
器12aおよび12bより給電される。開閉単位の切り
替わりが終わった時点tE で今まで閉じていたスイッチ
5、13および15が開かれる。変換器11aおよび1
1bはそれとともに遮断される。それ故長距離給電の場
合でも、開閉単位の切り替わり時をを除いて、変換器の
半分は常に利用されないままである(図6〜8)。なお
この図においてもtw は車両が開閉単位1および2の丁
度半分にある時点を示す。
よび7)においては結合スイッチ20、21が設けら
れ、このスイッチによって饋電線9、10は互いに接続
可能であり、車両が丁度存在する開閉単位に常にすべて
の変換器11、12もしくは11a、11bおよび12
a、12bが接続されるようにしている。
イッチは饋電線9、10の両端に存在する開閉所22、
23に設置される。
〜6の時点t1 )、2つの結合スイッチ20、21の1
つ(例えば結合スイッチ21)が閉じている。さらに区
分スイッチ5並びに給電スイッチ13および14が閉じ
ており、区分スイッチ6〜8が開いている。これにより
開閉単位1は変換器11にも変換器12にも接続されて
いる(変換器11は直接第一の饋電線9を介して、変換
器12は第二の饋電線10、結合スイッチ21、第一の
饋電線9および閉じている区分スイッチ5を介して)。
開閉単位1を流れる電流Iは変換器11および12によ
り供給される電流I1 およびI2 の和である。
(図2、図4〜6の時点t3 )饋電線9および10は結
合スイッチ21を開くことによって互いに切り離され
る。同時に区分スイッチ6が閉じられ、開閉単位1は変
換器11により給電(電流I1)され、開閉単位2は変
換器12により給電(電流I2 )される。tw は車両が
開閉単位1および2のそれぞれ丁度半分にある時点を示
す。
は開閉単位2(図3、図4〜6の時点t4 )にある。今
まで閉じていた区分スイッチ5は開かれ、結合スイッチ
21は再び閉じられる。これにより開閉単位2には電流
I、すなわち変換器11および12により供給される電
流I1 およびI2 の和である電流が流れる。
とを関連して考察することにより、この発明による給電
システムの開閉単位の切り替わり時の動作を理解するこ
とができる。
1がこの単位に電流I1 を供給している。結合スイッチ
21を開くと同時に変換器12は電流I2 を零に制御す
る。それから開閉単位2が接続される。変換器12は電
流I2 を再び制御して今度は饋電線9を介して開閉単位
2に給電する。その間に車両は開閉単位2の半分にまで
達する(図2)。今度は変換器11は電流I1 を零に制
御し、開閉単位1は遮断され結合スイッチ21が再び閉
じられる。次いで変換器11は電流I1 を制御し、開閉
単位2に饋電線9、結合スイッチ21および饋電線10
を介して給電する(図3)。
(図7〜10)においては、結合スイッチ20、21は
区分スイッチ5および6もしくは7および8の開閉所2
4、25に設置することができる。図7ではただ1つの
結合スイッチ21が開閉所25に設置され、図10では
結合スイッチ20が開閉所24に、結合スイッチ21が
開閉所25に設置されている。
距離用の場合と同様に行われる。
イッチ21、給電スイッチ13ないし16および区分ス
イッチ5が閉じている。区分スイッチ6〜8は開かれて
いる。これにより開閉単位1は変換器11a、11b及
び12a、12bに接続されている。すなわち、変換器
11aおよび11bは直接第一の饋電線9を介して、変
換器12aおよび12bは第二の饋電線10、結合スイ
ッチ21および第一の饋電線9並びに閉じている区分ス
イッチ5を介して接続されている。開閉単位1に流れる
電流Iはそれ故変換器11a、11b及び12a、12
bにより供給されている電流I1 とI2 の和である。電
流I1 およびI2 もそれぞれ電流I1aとI1bおよび電流
I2aとI2bの和である。
5(図7および10)に設置しているが、変電所17お
よび/または18(図8)に並びに変電所17、18
(図9)の間に設置することもできる。図8および9の
例でも車両は開閉単位1にあるので、電流の流れおよび
開閉単位の切り替わりに関しては上述の説明と同様であ
る。
システムの区分回路の事故の場合、例えば饋電線10が
個所26で断線した場合には、電流は結合スイッチ20
および21を介して代りの電路(第一の饋電線9)で開
閉単位4に送られる。従って事故の場合にも冗長性を有
し有利である。
給電される開閉単位の切り替わる前の状態の回路図。
給電される開閉単位の切り替わり時の状態の回路図。
給電される開閉単位の切り替わり後の状態の回路図。
誘起電圧の時間的推移を示す線図。
電流の時間的推移を示す線図。
推進力の時間的推移を示す線図。
図。
スイッチの位置関係の一例を示す回路図。
スイッチの位置関係の異なる例を示す回路図。
合スイッチの位置関係のさらに異なる例を示す回路図。
を表す一例を示す回路図。
図。
間的推移を示す線図。
推移を示す線図。
的推移を示す線図。
図。
間的推移を示す線図。
推移を示す線図。
的推移を示す線図。
Claims (9)
- 【請求項1】a) リニアモータの固定子が磁気浮上車
両の走行路に沿って複数個の可制御な開閉単位(1〜
4)に分割され、これらの開閉単位はそれぞれ交互に接
続される少なくとも第一および第二の饋電線(9、1
0)を備え、 b)開閉単位(1〜4)は区分スイッチ(5〜8)を介
して饋電線(9、10)に、そしてこの饋電線は給電ス
イッチ(13〜16)を介してそれぞれ少なくとも1つ
の給電装置(11、12;11a、11b、12a、1
2b)に接続可能であり、 c)饋電線(9、10)は少なくとも1つの可制御結合
スイッチ(20、21)によって互いに接続可能であ
り、車両が丁度存在する開閉単位(1〜4)が常にすべ
ての饋電線(9、10)に接続されかつ開閉単位の切り
替わりの際2つの関係する開閉単位(1〜4)がその都
度饋電線(9、10)に接続されるようにしたことを特
徴とするリニアモータの給電システム。 - 【請求項2】 磁気浮上車両の位置を検出して開閉単位
(1〜4)を制御しかつ結合スイッチ(20、21)を
制御するための車両位置検出装置を備えたことを特徴と
する請求項1記載のリニアモータの給電システム。 - 【請求項3】 各饋電線(9、10)には1つの給電装
置が設けられ、この給電装置はそれぞれ1つの変換器
(11、12)を含みかつこれに付属する給電スイッチ
(13、14)とともに1つの変電所(17)に設置さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載のリニ
アモータの給電システム。 - 【請求項4】 各饋電線(9、10)には複数個の給電
装置が設けられ、この給電装置はそれぞれ1つの変換器
(11a、11b、12a、12b)を含みかつこれに
付属する給電スイッチ(13〜16)とともに複数個の
変電所(17、18)に分けて設置されており、その際
1つの開閉単位(1〜4)が同時に少なくとも2つの変
換器(11a、11b、12a、12b)によって隣接
の変電所(17、18)から給電されることを特徴とす
る請求項1または2記載のリニアモータの給電システ
ム。 - 【請求項5】 各開閉単位用の区分スイッチ(5〜8)
が開閉所(24、25)に設置されていることを特徴と
する請求項1ないし4のいずれかの1つに記載のリニア
モータの給電システム。 - 【請求項6】 結合スイッチ(20、21)が饋電線
(9、10)の端部に設置されていることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかの1つに記載のリニアモー
タの給電システム。 - 【請求項7】 結合スイッチ(20、21)が変電所
(17、18)に設置されていることを特徴とする請求
項3または4記載のリニアモータの給電システム。 - 【請求項8】 結合スイッチ(20、21)が変電所
(17、18)の間に設置されていることを特徴とする
請求項4記載のリニアモータの給電システム。 - 【請求項9】 各開閉所(24、25)に少なくとも1
つの結合スイッチ(20、21)が設置されていること
を特徴とする請求項5記載のリニアモータの給電システ
ム。
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