JPS58243B2 - ドウキガタリニアモ−タ オユウスル クドウシヤ - Google Patents
ドウキガタリニアモ−タ オユウスル クドウシヤInfo
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- JPS58243B2 JPS58243B2 JP49131873A JP13187374A JPS58243B2 JP S58243 B2 JPS58243 B2 JP S58243B2 JP 49131873 A JP49131873 A JP 49131873A JP 13187374 A JP13187374 A JP 13187374A JP S58243 B2 JPS58243 B2 JP S58243B2
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- field winding
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- 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
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ステータが固定した交流電圧系統から系統交
流電圧を供給され、かつ線路に沿って移動磁界巻線とし
て設置され、励磁機が磁気浮上式車両上にそれと共に動
くトランスレータとして配置されている同期形リニアモ
ータを有する軌道と結びついて走行する駆動車両、特に
磁気浮上式車両に関する。
流電圧を供給され、かつ線路に沿って移動磁界巻線とし
て設置され、励磁機が磁気浮上式車両上にそれと共に動
くトランスレータとして配置されている同期形リニアモ
ータを有する軌道と結びついて走行する駆動車両、特に
磁気浮上式車両に関する。
軌道と結びついて走行する磁気浮上式車両、特に500
km/h迄の速度範囲の高速鉄道、大出力高速鉄道のた
めの駆動系として、特にリニアモータが問題になってき
ている。
km/h迄の速度範囲の高速鉄道、大出力高速鉄道のた
めの駆動系として、特にリニアモータが問題になってき
ている。
この形のモータの個個の変形の内で、同期形リニアモー
タが良好な効率と高い力率とによって群を抜いている。
タが良好な効率と高い力率とによって群を抜いている。
同期形リニアモータは線路に沿いステータとして設置さ
れた移動磁界巻線を備えることができる。
れた移動磁界巻線を備えることができる。
その場合同期形リニアモータはその実効的なステータの
長さが極めて長いため同期形ロングステータモータとも
云われる。
長さが極めて長いため同期形ロングステータモータとも
云われる。
以下「同期形リニアモータ」とはおおむねこの種の同期
形リニアモータを意味する。
形リニアモータを意味する。
しかし同期形リニアモータは励磁機と共に駆動車両内に
設けられる移動磁界巻線を備えることもできる。
設けられる移動磁界巻線を備えることもできる。
その場合駆動車両は場所的に周期的に変化するパーミア
ンスを有する反発レールに沿って走行する。
ンスを有する反発レールに沿って走行する。
同期形リニアモータは知られているように2つの部分か
ら成っている(例えば「Arch、f。
ら成っている(例えば「Arch、f。
Elektrotech、」第55巻第1号(1972
年)第13〜20頁参照)。
年)第13〜20頁参照)。
それによれば磁気浮上式車両上にそれと共に動く励磁機
(トランスレータ)として、全車両長さに亘って延在し
うる、直流の貫流する励磁巻線か、又は永久磁石が配置
される。
(トランスレータ)として、全車両長さに亘って延在し
うる、直流の貫流する励磁巻線か、又は永久磁石が配置
される。
線路に沿って設置された移動磁界巻線(ステータ)は一
般に多相巻線として構成される。
般に多相巻線として構成される。
移動磁界巻線はき電される電圧と周波数に応じて線路の
長手方向に走る移動磁界を生じ、この移動磁界は駆動車
両を駆動する。
長手方向に走る移動磁界を生じ、この移動磁界は駆動車
両を駆動する。
同期形リニアモータを固定した交流電圧系統で駆動する
場合、経験が教えるように、電気機械的揺動又は振動が
生じ、これは磁気浮上式車両の並進運動に重畳される。
場合、経験が教えるように、電気機械的揺動又は振動が
生じ、これは磁気浮上式車両の並進運動に重畳される。
例えば突風によって生ずる振動は単に乗心地を損なうば
かりではない。
かりではない。
それは同期形リニアモータを同期はずれに導いて停止せ
しめ、或はモータは最初法して運転されないという現象
を惹起しうる。
しめ、或はモータは最初法して運転されないという現象
を惹起しうる。
回転する同期機において振動を減衰するために導入され
る手段、例えば制動巻線や中実回転子を使用する手段は
、冒頭に述べた軌道と結びついて走行する駆動車両にお
ける同期形リニアモータにあっては用いられない。
る手段、例えば制動巻線や中実回転子を使用する手段は
、冒頭に述べた軌道と結びついて走行する駆動車両にお
ける同期形リニアモータにあっては用いられない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2132179号公報
から回転形同期モータに対して知られている制御回路の
補助による実効的な振動減衰の原理は、同様に固定した
交流電圧系統に接続した同期形リニアモータには元来適
用されない。
から回転形同期モータに対して知られている制御回路の
補助による実効的な振動減衰の原理は、同様に固定した
交流電圧系統に接続した同期形リニアモータには元来適
用されない。
何となればこのリニアモータにあっては周波数及び入力
交流電圧は固定したものとして予め与えられ、操作要素
は存在しないからである。
交流電圧は固定したものとして予め与えられ、操作要素
は存在しないからである。
本発明は冒頭に述べた駆動車両において、各動作点にお
ける不安定性の克服、特に電気機械的振動の減衰又は完
全な抑制に導く手段を提供することを目的とするもので
ある。
ける不安定性の克服、特に電気機械的振動の減衰又は完
全な抑制に導く手段を提供することを目的とするもので
ある。
本発明は、制御回路の補助による実効的な振動減衰の公
知の原理(ドイツ連邦共和国特許出願公開第21321
79号)は、適当な操作要素が得られれば同期形リニア
モータに適用されうるという考慮に基くものである。
知の原理(ドイツ連邦共和国特許出願公開第21321
79号)は、適当な操作要素が得られれば同期形リニア
モータに適用されうるという考慮に基くものである。
この操作要素はもちろん経費上の理由から同期形リニア
モータの最大出力に対してではなく、最大出力の一部分
に対して大きさが決定される。
モータの最大出力に対してではなく、最大出力の一部分
に対して大きさが決定される。
これが可能なことは、減衰のダイナミック制御において
、準安定な動作点の運動エネルギーの値からずれた駆動
車両のエネルギー量の成分は零にされなければならない
という認識に基いている。
、準安定な動作点の運動エネルギーの値からずれた駆動
車両のエネルギー量の成分は零にされなければならない
という認識に基いている。
この成分は即ち補償すべき振動エネルギーである。
上述の目的は本発明によれば、同期形リニアモータの最
大出力の一部分の大きさの出力と系統周波数と同じ周波
数とを有する出力交流電圧を供給する操作要素が、操作
要素の出力交流電圧と系統交流電圧とを重畳するように
移動磁界巻線に接続され、操作要素の出力交流電圧の系
統交流電圧に対する位相は調整装置から供給される制御
信号により調整され、調整装置には測定要素により同期
形リニアモータの出力振動に比例する量が加えられるこ
とにより達成される。
大出力の一部分の大きさの出力と系統周波数と同じ周波
数とを有する出力交流電圧を供給する操作要素が、操作
要素の出力交流電圧と系統交流電圧とを重畳するように
移動磁界巻線に接続され、操作要素の出力交流電圧の系
統交流電圧に対する位相は調整装置から供給される制御
信号により調整され、調整装置には測定要素により同期
形リニアモータの出力振動に比例する量が加えられるこ
とにより達成される。
制御信号によって操作要素の出力交流電圧の位相の外に
大きさをも調整しうるようにすると、多くの用途に適用
される。
大きさをも調整しうるようにすると、多くの用途に適用
される。
そうすることによって、例えば惰行区間上を走行する駆
動車両を各所望の動作点に調整することが可能である。
動車両を各所望の動作点に調整することが可能である。
操作要素として、固定した交流電圧系統から給電される
可制御変換器が設けられると有利である。
可制御変換器が設けられると有利である。
この変換器は特に半導体弁(ダイオード、サイリスク)
が備えられる。
が備えられる。
変換器の入力電圧を半導体弁の特性に適合する値に調整
するために、固定した交流電圧系統に変圧器を介して変
換器を接続することができる。
するために、固定した交流電圧系統に変圧器を介して変
換器を接続することができる。
変換器として特に中間回路付変換器を使用することがで
きる。
きる。
一実施形態によれば、操作要素の出力交流電圧を系統交
流電圧と重畳するために、交流電圧系統と移動磁界巻線
との間の結合部に配置された結合用変圧器が設けられる
。
流電圧と重畳するために、交流電圧系統と移動磁界巻線
との間の結合部に配置された結合用変圧器が設けられる
。
他の実施形態によれば、操作要素の出力交流電圧を系統
交流電圧と重畳するために、移動磁界巻線はその一端で
以て交流電圧系統と、他端で以て操作要素と接続される
。
交流電圧と重畳するために、移動磁界巻線はその一端で
以て交流電圧系統と、他端で以て操作要素と接続される
。
又他の実施形態によれば、操作要素として、かつ同時に
出力交流電圧を系統交流電圧と重畳するために、固定し
た交流電圧系統から給電される誘導電圧調整器が設けら
れ、制御信号は出力交流電圧の位相を調整するために誘
導電圧調整器に配置されたサーボ機構に導かれる。
出力交流電圧を系統交流電圧と重畳するために、固定し
た交流電圧系統から給電される誘導電圧調整器が設けら
れ、制御信号は出力交流電圧の位相を調整するために誘
導電圧調整器に配置されたサーボ機構に導かれる。
かかる重畳機能を持つ操作要素は特に経費的に有利に製
作することができる。
作することができる。
この誘導電圧調整器の変成比は1より小さくなければな
らない。
らない。
制御回路内の測定要素は、出力振動に比例する量の外に
一定量を供給するように構成することができる。
一定量を供給するように構成することができる。
この場合でしかも擾乱量が存在する場合、関係する時間
的に変化する量のみを分離するためには、入力端が測定
要素と、出力端が調整装置の入力端と結合されたフィル
タを設けると適切である。
的に変化する量のみを分離するためには、入力端が測定
要素と、出力端が調整装置の入力端と結合されたフィル
タを設けると適切である。
この場合、フィルタは振動周波数範囲に同調した帯域フ
ィルタとすることができる。
ィルタとすることができる。
フィルタ曲線の側縁勾配に対する要求が僅かな場合には
、受動フィルタが用いられうる。
、受動フィルタが用いられうる。
比較的高い精度が必要な場合には能動フィルタの使用が
適切である。
適切である。
更にフィルタとして高域フィルタを設けることが可能で
ある。
ある。
かかる高域フィルタは最も簡単な場合分離コンデンサか
ら構成されうる。
ら構成されうる。
出力振動に比例する量を発する測定要素として、電力の
測定に基くもの、或は電力の変化に関係する機械的量の
測定に基くものを使用することができる。
測定に基くもの、或は電力の変化に関係する機械的量の
測定に基くものを使用することができる。
測定要素の第1の群には例えば有効電力測定要素があげ
られる。
られる。
これは例えば結合用変圧器と移動磁界巻線との結合部に
配置されうる。
配置されうる。
交流電圧系統の電圧は少くとも惰行の場合一定であるか
ら、その代りにステータ電流を測定するために設けられ
ている計器用変流器を用いることもできる。
ら、その代りにステータ電流を測定するために設けられ
ている計器用変流器を用いることもできる。
この計器用変流器は同様に結合用変圧器と移動磁界巻線
との結合部に配置することができる。
との結合部に配置することができる。
測定要素の第2の群には、例えばトランスレータ上に固
定配置され駆動車両の線加速度を測定する機械的測定要
素があげられる。
定配置され駆動車両の線加速度を測定する機械的測定要
素があげられる。
その代りに又測定要素としてポール位置発信器を挿入す
ることもでき、これは同期形リニアモータのトランスレ
ータの移動磁界巻線により生ずる移動磁界に対する位置
を測定する。
ることもでき、これは同期形リニアモータのトランスレ
ータの移動磁界巻線により生ずる移動磁界に対する位置
を測定する。
同期形リニアモータの移動磁界巻線中に補助的なエネル
ギー供給のために振動に相応して用いられる先にあげた
操作要素は、他の運転可能性を開く。
ギー供給のために振動に相応して用いられる先にあげた
操作要素は、他の運転可能性を開く。
減衰制御回路が動作している正常な場合には、駆動車両
は惰行状態に保持され、従って唯一の走行速度で駆動さ
れる。
は惰行状態に保持され、従って唯一の走行速度で駆動さ
れる。
操作要素を使用することによって、例えば駆動車両が停
止状態に導かれるような擾乱発生後、操作要素を介して
、起動過程を行ない減少した走行速度でもって非常時運
転を維持することが可能であるという利点を生ずる。
止状態に導かれるような擾乱発生後、操作要素を介して
、起動過程を行ない減少した走行速度でもって非常時運
転を維持することが可能であるという利点を生ずる。
この操作要素を介しての起動は、その出力交流電圧が周
波数及び大きさに関して調整しうる場合に可能である。
波数及び大きさに関して調整しうる場合に可能である。
かかる非常時運転のために、固定した交流電圧系統と移
動磁界巻線との間の結合線に開閉器が設けられ、その第
1の開閉位置においては結合が形成され、その第2の開
閉位置においてはこの結合が解かれ結合線の端部は共通
の中性点に接続される。
動磁界巻線との間の結合線に開閉器が設けられ、その第
1の開閉位置においては結合が形成され、その第2の開
閉位置においてはこの結合が解かれ結合線の端部は共通
の中性点に接続される。
次に本発明の実施例を図面について説明する。
図において同等或は対応する構成素子には同一符号が付
されている。
されている。
第1図は本発明による振動減衰のための装置を有する同
期形リニアモータの接続図であって、3相移動磁界巻線
2は星形接続を形成し、その中性点はSで示されている
。
期形リニアモータの接続図であって、3相移動磁界巻線
2は星形接続を形成し、その中性点はSで示されている
。
この移動磁界巻線2は、線路上を磁気浮上式車両を推進
させるために用いられる同期形リニアモータの構成部分
である。
させるために用いられる同期形リニアモータの構成部分
である。
移動磁界巻線2は必要とする推進エネルギーに対し設計
され、ステータとして線路に沿い敷設される。
され、ステータとして線路に沿い敷設される。
この巻線は走行方向にかなり大きな距離に亘って延在し
、それ故ロングステータとみなされる。
、それ故ロングステータとみなされる。
磁気浮上式車両は特に大出力高速鉄道の駆動車両に適し
ている。
ている。
リニアモータは移動磁界巻線2の外に、磁気浮上式車両
上にそれと共に動くトランスレータとして配置された励
磁機(図示せず)を含んでいる。
上にそれと共に動くトランスレータとして配置された励
磁機(図示せず)を含んでいる。
ここで無鉄心形モータとして超伝導磁気コイル、有鉄心
形モータとして磁心を有する磁気コイル、又は永久磁石
励磁形モータとして永久磁石をそれぞれ備える同期形リ
ニアモータを対象とすることができる。
形モータとして磁心を有する磁気コイル、又は永久磁石
励磁形モータとして永久磁石をそれぞれ備える同期形リ
ニアモータを対象とすることができる。
励磁機は特に励磁巻線として構成することができ、その
場合この励磁巻線は強磁性材料から成る極片内に設ける
ことができる。
場合この励磁巻線は強磁性材料から成る極片内に設ける
ことができる。
励磁巻線に給電するために直流源を設けることができ、
その直流電流は一定、又は制御装置により制御すること
ができる。
その直流電流は一定、又は制御装置により制御すること
ができる。
励磁機は磁気浮上式車両の運転中、浮上装置(図示せず
)により磁気浮上式車両と共に線路上に浮上支持される
。
)により磁気浮上式車両と共に線路上に浮上支持される
。
それ放線路と磁気浮上式車両の底面との間に、はぼ全体
に亘って等しい幅を有する空隙が生ずる。
に亘って等しい幅を有する空隙が生ずる。
この空隙内において移動磁界巻線2が移動磁界を生ずる
。
。
移動磁界巻線2は3相交流系統3から相導体R9S、T
と中性線Mとにより給電される。
と中性線Mとにより給電される。
ここでは例えば50又は60Hzの系統周波数、10k
vの交流電圧を有する固定した系統が用いられる。
vの交流電圧を有する固定した系統が用いられる。
固定した交流系統3と移動磁界巻線2との間を結ぶもの
として、例えば変成比u=1の結合用変圧器4の2次巻
線が配置される。
として、例えば変成比u=1の結合用変圧器4の2次巻
線が配置される。
二次巻線は開閉器5により交流系統3から分離されうる
。
。
移動磁界巻線2は、このようにして開閉器5と結合用変
圧器4の二次巻線とを介して磁気浮上式車両に必要な推
進エネルギーの大きな部分を固定された3相交流系統3
から直接かつ非制御式に受は取る。
圧器4の二次巻線とを介して磁気浮上式車両に必要な推
進エネルギーの大きな部分を固定された3相交流系統3
から直接かつ非制御式に受は取る。
経験の教えるところでは、かかる直接給電の場合には磁
気浮上式車両の推進方向における振動が生じ得る。
気浮上式車両の推進方向における振動が生じ得る。
この振動は例えば磁気浮上式車両が前から受ける突風に
よって生じ得る。
よって生じ得る。
この振動は推進運動に重畳され、走行中不快に感じられ
る。
る。
更にこの振動は同期形リニアモータの同期はずれを生じ
、それによって磁気浮上式車両の望ましくない停止に至
らしめることがある。
、それによって磁気浮上式車両の望ましくない停止に至
らしめることがある。
この振動を除くために、主として制御回路から成る振動
減衰のための装置が設けられる。
減衰のための装置が設けられる。
この制御回路の構成部分は、信号Pwを発する測定要素
6である。
6である。
図の例ではこの測定要素6は有効電力測定要素であり、
これは結合用変圧器4の2次巻線と移動磁界巻線2との
結合部に配置される。
これは結合用変圧器4の2次巻線と移動磁界巻線2との
結合部に配置される。
この制御回路は計器用変流器7、計器用変圧器8及び演
算回路9から成り、この演算回路9は測定されたステー
タ電流と移動磁界巻線2の入力交流電圧とから有効電力
を計算する。
算回路9から成り、この演算回路9は測定されたステー
タ電流と移動磁界巻線2の入力交流電圧とから有効電力
を計算する。
信号Pwはこの有効電力の実際値に対する尺度である。
この信号は直流電圧成分の外に振動に比例する電圧量を
含んでいる。
含んでいる。
それによって有効電力測定要素は電気機械的エネルギー
振動を得るための測定要素とみなされる。
振動を得るための測定要素とみなされる。
常に一定の入力交流電圧の場合には、測定要素6として
、ステータ電流を測定するために結合用変圧器4と移動
磁界巻線2との結合部に配置された計器用変流器7のみ
を用いることができる。
、ステータ電流を測定するために結合用変圧器4と移動
磁界巻線2との結合部に配置された計器用変流器7のみ
を用いることができる。
信号PWはフィルタ10に導かれる。
このフィルタ10には、磁気浮上式車両の振動周波数範
囲に同調した能動的又は受動的帯域フィルタが用いられ
うる。
囲に同調した能動的又は受動的帯域フィルタが用いられ
うる。
振動周波数は一般に給電用交流電圧系統3の系統周波数
以下にある。
以下にある。
振動周波数は磁気浮上式車両の機械的構成に関係し、例
えば1Hzの範囲内にありうる。
えば1Hzの範囲内にありうる。
フィルタ10として高域フィルタを設けることもできる
。
。
フィルタ10は、信号Pwの振動周波数で振動する部分
の尺度である出力信号yを発する。
の尺度である出力信号yを発する。
直流電圧成分が先へ進むことはフィルタ10によって阻
止される。
止される。
出力信号yは比較器11とその出力側に接続された調節
器12とから成る調整装置に導かれる。
器12とから成る調整装置に導かれる。
比較器11において出力信号yは仏事に設定された比較
信号y*と減算的に比較される。
信号y*と減算的に比較される。
調節器12は出力信号yに関係して制御信号Xを供給し
、制御信号Xは振動に比例して移動磁界巻線2の入力交
流電圧を変化するために用いられる。
、制御信号Xは振動に比例して移動磁界巻線2の入力交
流電圧を変化するために用いられる。
更に操作要素13として、制御装置14が所属する静止
形質換器が設けられる。
形質換器が設けられる。
変換器、例えば中間回路付変換器は、制御及び非制御の
半導体弁を備えている。
半導体弁を備えている。
この変換器は同期形リニアモータの最大出力の一部分a
に対応するような大きさを持っている。
に対応するような大きさを持っている。
その場合変換器は最大運転出力の約2乃至20%の安定
出力に対応するような大きさでよい。
出力に対応するような大きさでよい。
操作要素13は変成比が1より小さい変圧器15を介し
て固定された交流電圧系統3からき電される。
て固定された交流電圧系統3からき電される。
その出力周波数は系統周波数に等しい。
この変換器13の出力は結合用変圧器4の一次巻線に接
続される。
続される。
それによって結合用変圧器4は操作要素13の出力交流
電圧Uaを系統交流電圧Uと重畳するために用いられる
。
電圧Uaを系統交流電圧Uと重畳するために用いられる
。
操作要素13の出力電圧U8の系統交流電圧Uに対する
位相ψが、調整装置11,12により制御装置14に供
給される制御信号Xによって調整されうろことは決定的
である。
位相ψが、調整装置11,12により制御装置14に供
給される制御信号Xによって調整されうろことは決定的
である。
出力交流電圧Uaの位相に対する関係を得るため、系統
交流電圧U又は変圧により降圧された操作要素13の入
力交流電圧が計器用変圧器16により取出され、制御装
置14に導かれる。
交流電圧U又は変圧により降圧された操作要素13の入
力交流電圧が計器用変圧器16により取出され、制御装
置14に導かれる。
制御装置14及びそれに伴い変換器はこのようにして同
時に系統に応じて動作する。
時に系統に応じて動作する。
それにより出力交流電圧Uaの周波数も系統周波数に一
致する。
致する。
制御装置14が変換器の制御される弁に与える点弧パル
スは、制御信号Xに関係して系統交流電圧Uの零線通過
に対し位相がずらされる。
スは、制御信号Xに関係して系統交流電圧Uの零線通過
に対し位相がずらされる。
これにより変換器の出力電圧Uaの系統交流電圧Uに関
する位相も変えられる。
する位相も変えられる。
結合用変圧器における重畳又は加算は、系統交流電圧U
と、それと同じ周波数で出力交流電圧Uaと変換比Uだ
け異なる補助交流電圧Uz(−uUa)とからベクトル
的に合成される。
と、それと同じ周波数で出力交流電圧Uaと変換比Uだ
け異なる補助交流電圧Uz(−uUa)とからベクトル
的に合成される。
結合用変圧器4はそれによりベクトル的加算要素の一種
としてみなされる。
としてみなされる。
全出力電圧(U+Uz)はその振幅に関して変換器から
制御信号Xにより調整されうる。
制御信号Xにより調整されうる。
この全出力電圧(U+U2)は移動磁界巻線2に対する
入力交流電圧として用いられる。
入力交流電圧として用いられる。
制御回路は、操作要素13により補助的に給電される補
助交流電圧U2がエネルギー振動に逆向きに作用するよ
うに構成される。
助交流電圧U2がエネルギー振動に逆向きに作用するよ
うに構成される。
3相開閉器5は切換器である。
開閉器は図に示す第1の開閉位置において交流電圧系統
3を結合用変圧器4の2次巻線と結合する。
3を結合用変圧器4の2次巻線と結合する。
第2の開閉位置においては、この結合は破られる。
その場合同時に結合用変圧器4の系統接続端子は共通の
中性点17に置かれる。
中性点17に置かれる。
それによって結合用変圧器4は星形接続された通常の変
圧器になる。
圧器になる。
移動磁界巻線2はこの第2の開閉位置において非常時運
転の際結合用変圧器4、制御要素13及び変圧器15を
介して交流電圧系統3から低められたエネルギ−と変え
られた周波数でもってき電される。
転の際結合用変圧器4、制御要素13及び変圧器15を
介して交流電圧系統3から低められたエネルギ−と変え
られた周波数でもってき電される。
この場合出力交流電圧Uaの周波数は、開閉器5と同時
に切換えられる開閉器18を介して、端子19に加わる
周波数制御信号により制御装置14に予め与えられる。
に切換えられる開閉器18を介して、端子19に加わる
周波数制御信号により制御装置14に予め与えられる。
この周波数は特に出力交流電圧Uaと共に導くことがで
きる。
きる。
第2図には同期形リニアモータの等価回路図が示されて
いる。
いる。
この場合移動磁界巻線2と励磁機との磁気作用が考慮さ
れる。
れる。
それに従い同期形リニアモータは抵抗値Rを有するオー
ム抵抗と、インダクタンスLを有する誘導性抵抗と、内
部過度電圧Uhを有する虚の逆電圧源とから成っている
。
ム抵抗と、インダクタンスLを有する誘導性抵抗と、内
部過度電圧Uhを有する虚の逆電圧源とから成っている
。
第3図は同期形リニアモータの運転を説明するためのベ
クトル線図である。
クトル線図である。
それに従って動作点Aにおいて移動磁界巻線2にき電さ
れる全出力交流電圧(U+U2)のベクトルは、大きさ
、周波数及び位相が予め固定して与えられている系統交
流電圧Uのベクトルと結合用変圧器4の2次巻線内に生
ずる補助交流電圧U2のベクトルとからベクトル的に合
成される。
れる全出力交流電圧(U+U2)のベクトルは、大きさ
、周波数及び位相が予め固定して与えられている系統交
流電圧Uのベクトルと結合用変圧器4の2次巻線内に生
ずる補助交流電圧U2のベクトルとからベクトル的に合
成される。
操作要素13の出力交流。電圧Uaの系統電圧Uに対す
る位相ψと、補助交流電圧U2の系統電圧Uに対する位
相ψとが調整されうろことは注目に値することである。
る位相ψと、補助交流電圧U2の系統電圧Uに対する位
相ψとが調整されうろことは注目に値することである。
位相ψに従い全出力交流電圧(U+U2)の大きさは変
化する。
化する。
この場合補助交流電圧U2は、系統交流−電圧Uの大き
さと変圧器15の変換比とからその高さが決定される最
大可能補助交流電圧Uzmより常に小さいか等しい。
さと変圧器15の変換比とからその高さが決定される最
大可能補助交流電圧Uzmより常に小さいか等しい。
動作点Aはそれによって点0の局りの図示された円に内
に常に存在する。
に常に存在する。
この動作点は、振動が生じないときは補助交流電圧U2
の系統電圧Uに対する位相ψを所要の推進力を得るよう
に設定すればよいのでベクトルUとU2が互に平行にな
るように選ぶことができる。
の系統電圧Uに対する位相ψを所要の推進力を得るよう
に設定すればよいのでベクトルUとU2が互に平行にな
るように選ぶことができる。
全出力交流電圧(U+U2)のベクトルは他方、内部過
渡電圧Uhのベクトル、オーム抵抗の電圧降下IRのベ
クトル及び誘導性抵抗の電圧降下■2πfLのベクトル
からベクトル的にも得られる。
渡電圧Uhのベクトル、オーム抵抗の電圧降下IRのベ
クトル及び誘導性抵抗の電圧降下■2πfLのベクトル
からベクトル的にも得られる。
内部過渡電圧Uhのベクトルとオーム電圧降下IRのベ
クトルとが平行にある場合には、同期形リニアモータは
いわゆる最適動作点で動作する。
クトルとが平行にある場合には、同期形リニアモータは
いわゆる最適動作点で動作する。
かかる最適動作点は各ステータ電流について与えられる
。
。
最適動作点においては、内積(Uh、IR)によって規
定される同期形リニアモータの推進力はその時のステー
タ電流■の値に対しそれぞれ最大である。
定される同期形リニアモータの推進力はその時のステー
タ電流■の値に対しそれぞれ最大である。
上述の例(惰行)では内部過渡電圧Uhとオーム抵抗値
Rとは一定である。
Rとは一定である。
それ故最適動作点を保持しながら最大推進力を変化する
ためにはステータ電流■が変えられる。
ためにはステータ電流■が変えられる。
ステータ電流■を変えることによって同期形リニアモー
タの推進力を変化させて、同期形リニアモータを有する
駆動車の振動や揺動の原因をなしているエネルギー振動
を補償することによって駆動車の振動や揺動を抑えるこ
とができる。
タの推進力を変化させて、同期形リニアモータを有する
駆動車の振動や揺動の原因をなしているエネルギー振動
を補償することによって駆動車の振動や揺動を抑えるこ
とができる。
この場合合成ベクトル(IR+jI2πfL)の先端は
破線で示す直線G上を移動する。
破線で示す直線G上を移動する。
それ故この直線Gは変化する推進力に対する位置曲線で
あり、この場合同期形リニアモータの各最適動作点は保
持される。
あり、この場合同期形リニアモータの各最適動作点は保
持される。
補助交流電圧U2の基本値は大きさ及び位相について調
整され、その先端が誘導性電圧降下jI2πfLのベク
トルの先端と一致するようにすると有利である。
整され、その先端が誘導性電圧降下jI2πfLのベク
トルの先端と一致するようにすると有利である。
運転上の擾乱、例えば振動や揺動は制御回路を使用して
推進力を変化させることにより補償される。
推進力を変化させることにより補償される。
この場合補助電圧U2の先端は制御信号X従って位相ψ
に応じて点0の周りの円上を移動する。
に応じて点0の周りの円上を移動する。
補助電圧U2の大きさは制御信号Xにより位相ψと同時
に、補助電圧U2のベクトルの先端が常に直線G上を移
動するように変化する。
に、補助電圧U2のベクトルの先端が常に直線G上を移
動するように変化する。
この場合同期形リニアモータは減衰制御回路を挿入する
にも拘らず常に最適動作点で動作する。
にも拘らず常に最適動作点で動作する。
第4図によれば、中性点を持たない3相移動磁界巻線2
はその一端でもって開閉器5を介して固定された交流電
圧系統3に接続されている。
はその一端でもって開閉器5を介して固定された交流電
圧系統3に接続されている。
開閉器5は第1図の開閉器5と同じ目的に用いられる。
その第1の開閉位置においては交流電圧系統3と移動磁
界巻線2とが結合される。
界巻線2とが結合される。
その第2の開閉位置においてはこの結合は分離される。
それと同時に移動磁界巻線2の系統側接続端子は共通の
中性点17に接続される。
中性点17に接続される。
移動磁界巻線2は特に線路に沿い敷設される。
又励磁機と共に駆動車両内に設けられる移動磁界巻線2
を取扱うこともできる。
を取扱うこともできる。
この場合駆動車両は位置的に同期的にパーミアンスの変
化する反発レールに沿い走行する。
化する反発レールに沿い走行する。
又例えば懸架式鉄道で知られる駆動車両を取扱うことも
できる。
できる。
移動磁界巻線2の他端は測定要素6を介して操作要素1
3に接続され、この操作要素は再び静止形変換器として
構成することができる。
3に接続され、この操作要素は再び静止形変換器として
構成することができる。
この操作要素13は同期形リニアモータの最大出力の一
部分に対応して大きさが定められる。
部分に対応して大きさが定められる。
この操作要素も系統周波数を有する出力交流電圧を発生
する。
する。
移動磁界巻線2の一方では交流電圧系統3、他方では操
作要素13の出力端との結合が行なわれ、系統交流電圧
はこの出力交流電圧と移動磁界巻線において重畳される
。
作要素13の出力端との結合が行なわれ、系統交流電圧
はこの出力交流電圧と移動磁界巻線において重畳される
。
操作要素13は変成比が1より小さい星形星形結線の変
圧器15を介して交流電圧系統3に接続される。
圧器15を介して交流電圧系統3に接続される。
操作要素の出力電圧の位相と場合によってはその太きさ
も、制御回路において形成される制御信号Xにより、系
統交流電圧の位相に対し調整することができる。
も、制御回路において形成される制御信号Xにより、系
統交流電圧の位相に対し調整することができる。
この制御回路は本質的に第1図のものに対応している。
測定要素6はここでは計器用変流器7のみから成ってお
り、この変流器は操作要素13と移動磁界巻線2との結
合部に配置されている。
り、この変流器は操作要素13と移動磁界巻線2との結
合部に配置されている。
振動が生ずると、操作要素13はこの振動に同期してか
つ振動に比例してエネルギーを移動磁界巻線2内に供給
する。
つ振動に比例してエネルギーを移動磁界巻線2内に供給
する。
このエネルギーは磁気浮上式車両の振動エネルギーを補
償する。
償する。
第5図には、移動磁界巻線2と磁気浮上式車両20内に
配置された励磁巻線21とを含む同期形リニアモータが
示されている。
配置された励磁巻線21とを含む同期形リニアモータが
示されている。
同期形リニアモータは磁気浮上式車両20を矢印22の
方向に動かす。
方向に動かす。
移動磁界巻線2は、調整変圧器23の2次巻線及び開閉
器5を介して直接交流電圧系統3から給電される。
器5を介して直接交流電圧系統3から給電される。
ここで調整変圧器23は操作要素及び加算要素とみなさ
れ、加算要素はそれ自身から与えられる圧力電圧を同じ
周波数の系統交流電圧と重畳する。
れ、加算要素はそれ自身から与えられる圧力電圧を同じ
周波数の系統交流電圧と重畳する。
それによって変圧器は二つの機能を満す。
星形に接続された調整変圧器23の1次巻線は固定され
た交流電圧系統3に直接接続される。
た交流電圧系統3に直接接続される。
その変成比は本質的に1より十分小さく、例えば0.0
2〜0.2の範囲にある。
2〜0.2の範囲にある。
調整変圧器23には出力交流電圧の位相を調整するため
にサーボ機構24が設けられ、これは増幅器25から給
電される。
にサーボ機構24が設けられ、これは増幅器25から給
電される。
この増幅器25には制御信号Xが加えられる。制御信号
Xは、第1図及び第4図に対応して直列接続された比較
器11を有する調節器12から成る調整装置から供給さ
れる。
Xは、第1図及び第4図に対応して直列接続された比較
器11を有する調節器12から成る調整装置から供給さ
れる。
比較器11は零に設定された比較信号yをフィルタ10
の出力信号yと比較する。
の出力信号yと比較する。
このフィルタ10には、同期形リニアモータの出力振動
に比例する量を含む信号が受信器26から加えられる。
に比例する量を含む信号が受信器26から加えられる。
所属の送信器27は磁気浮上式車両20上に固定設置さ
れている。
れている。
この送信器は、同様に磁気浮上式車両20上に配置され
た測定要素6と結合されている。
た測定要素6と結合されている。
測定要素6はこの磁気浮上式車両20の推進力に対する
尺度である線加速度を測定する。
尺度である線加速度を測定する。
それによって磁気浮上式車両20の推進方向の振動は線
加速度の振動として大きさ及び周波数について検出され
、無線により給電所に固定設置された受信器26に伝達
される。
加速度の振動として大きさ及び周波数について検出され
、無線により給電所に固定設置された受信器26に伝達
される。
この場合も無線式通信チャンネルを含めて閉じられた制
御回路が存在し、その作用は第1図及び第4図のものと
一致する。
御回路が存在し、その作用は第1図及び第4図のものと
一致する。
第1図、第4図及び第5図はそれぞれ本発明の異なる実
施例の接続図、第2図はりニアモータの等価回路図、第
3図はりニアモータの動作を説明1するためのベクトル
線図である。 2……移動磁界巻線、3……交流電圧系統、6……測定
要素、11……比較器(調整装置)、12……調節器(
調整装置)、13……操作要素。
施例の接続図、第2図はりニアモータの等価回路図、第
3図はりニアモータの動作を説明1するためのベクトル
線図である。 2……移動磁界巻線、3……交流電圧系統、6……測定
要素、11……比較器(調整装置)、12……調節器(
調整装置)、13……操作要素。
Claims (1)
- 1 ステータが固定した交流電圧系統から系統交流電圧
を供給され、かつ線路に沿って移動磁界巻線として設置
され、励磁機が磁気浮上式車両上にそれと共に動くトラ
ンスレータとして配置され、同期形リニアモータの最大
出力の一部分の大きさの出力と系統周波数と同じ周波数
とを有する出力交流電圧を供給する操作要素が、操作要
素の出力交流電圧と系統交流電圧とを重畳するように移
動磁界巻線に接続され、操作要素の出力交流電圧の系統
交流電圧に対する位相は調整装置から供給される制御信
号により調整され、調整装置には測定要素により同期形
リニアモータの出力振動に比例する量が加えられること
を特徴とする同期形リニアモータを有する駆動車。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732357147 DE2357147C3 (de) | 1973-11-15 | Synchroner Linearmotorantrieb für insbesondere für ein Magnetschwebefahrzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5079014A JPS5079014A (ja) | 1975-06-27 |
JPS58243B2 true JPS58243B2 (ja) | 1983-01-06 |
Family
ID=5898228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP49131873A Expired JPS58243B2 (ja) | 1973-11-15 | 1974-11-15 | ドウキガタリニアモ−タ オユウスル クドウシヤ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3914670A (ja) |
JP (1) | JPS58243B2 (ja) |
CA (1) | CA1025527A (ja) |
CH (1) | CH578960A5 (ja) |
FR (1) | FR2251456B1 (ja) |
SE (1) | SE402079C (ja) |
SU (1) | SU563904A3 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2813253C2 (de) * | 1978-03-28 | 1982-12-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum Anfahren eines fahrweggebundenen elektrischen Triebfahrzeuges mit einem eisenlosen synchronen Linearmotor |
US4723103A (en) * | 1985-04-11 | 1988-02-02 | Gilgen Ag | Control equipment for an electro-magnetic linear motor |
DE3515350A1 (de) * | 1985-04-27 | 1987-01-22 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Magnetregler fuer langstator-magnetschwebefahrzeuge |
US4704568A (en) * | 1986-04-14 | 1987-11-03 | Unico, Inc. | Linear induction motor transport system |
US5569987A (en) * | 1994-03-04 | 1996-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Power supply system for a long-stator drive for a magnetic levitation train |
US5473993A (en) * | 1994-09-14 | 1995-12-12 | Grumman Aerospace Corporation | Method and system for generating power on a magnetically levitated vehicle |
FR2777399B1 (fr) * | 1998-04-09 | 2000-06-09 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif de commande d'un convertisseur statique alimentant une source de courant |
US20040221762A1 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-11 | Lockheed Martin Corporation | Inertial measurement unit based levitation control |
CA2680681C (en) * | 2007-03-29 | 2016-02-16 | Lightning Packs Llc | Backpack based system for human electricity generation and use when off the electric grid |
GB2491651A (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-12 | Bombardier Transp Gmbh | System and Method for Transferring Electric Energy to a Vehicle Using Constant Current Operation of Segments of a Conductor Arrangement at resonance frequency |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE788486Q (fr) * | 1971-04-19 | 1973-01-02 | Rohr Industries Inc | Systeme magnetique de suspension et de propulsion |
US3736880A (en) * | 1971-04-19 | 1973-06-05 | Rohr Industries Inc | Feedback control circuit for magnetic suspension and propulsion system |
-
1974
- 1974-11-01 CH CH1463674A patent/CH578960A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-11-04 US US520856A patent/US3914670A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-11-13 FR FR7437444A patent/FR2251456B1/fr not_active Expired
- 1974-11-14 SU SU7402077228A patent/SU563904A3/ru active
- 1974-11-14 CA CA213,741A patent/CA1025527A/en not_active Expired
- 1974-11-14 SE SE7414311A patent/SE402079C/xx unknown
- 1974-11-15 JP JP49131873A patent/JPS58243B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2251456A1 (ja) | 1975-06-13 |
SE402079C (sv) | 1978-10-09 |
DE2357147A1 (de) | 1975-05-28 |
FR2251456B1 (ja) | 1978-12-29 |
SE402079B (sv) | 1978-06-19 |
DE2357147B2 (de) | 1975-12-04 |
CA1025527A (en) | 1978-01-31 |
US3914670A (en) | 1975-10-21 |
JPS5079014A (ja) | 1975-06-27 |
SU563904A3 (ru) | 1977-06-30 |
SE7414311L (ja) | 1975-05-16 |
CH578960A5 (ja) | 1976-08-31 |
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