KR100463561B1 - 긴고정자구동장치용전원공급기 - Google Patents

Abstract

긴 고정자 구동장치용 전원 공급기는 적어도 하나의 긴 고정자 섹션을 가지며 적어도 하나의 트랙 교체 장치(5-10)에 의해 서로 접속될 수 있는 적어도 2개의 독립적인 트랙(1, 2)을 포함하고, 상기 긴 고정자 섹션은 다수의 구동 영역(11-14)으로 세분되고, 상기 구동 영역에 의해 차량이 서로 독립적으로 구동될 수 있으며, 적어도 하나의 트랙 교체 장치(5-10)가 적어도 하나의 전기 콘택(25-40)을 가지며, 상기 전기 콘택은 트랙 교체 장치(5-10)에 의해, 다른 긴 고정자 섹션 사이에 전기 접속이 이루어지거나 또는 차단되도록 강제로 제어된다.

Description

긴 고정자 구동장치용 전원 공급기{POWER SUPPLY FOR A LONGITUDINAL STATOR DRIVE}

본 발명은 긴 고정자 구동장치용 전원 공급기에 관한 것이다.

이러한 전원 공급기는 예컨대 독일 특허 공개 제 28 05 994호에 공지되어 있다. 공지된 전원 공급기는 각각 하나의 긴 고정자 권선(long-stator winding)을 가진 서로 독립적인 2개의 트랙을 포함한다. 각 트랙의 권선 섹션은 2개의 평행한 전류 라인 및 스위칭 장치를 통해 배전 변전소에 접속될 수 있다. 스위칭 장치는 무접촉 반도체 스위치 및 접촉 스위칭 부재를 포함한다. 접촉 스위칭 부재의 폐쇄는 전압의 공급 전에 적합한 반도체 스위치에 의해 이루어지는 한편, 접촉 스위칭 부재의 개방은 전압의 차단 후 반도체 스위치에 의해 이루어진다.

긴 고정자 구동장치용 전원 공급기는 간행물 "etz", 108권(1987), 9호, 페이지 378 내지 381의 논문 " Energieversorgung des Langstatorantriebs"에 공지되어 있다. 상기 전원 공급기는 좌우 모터 측면을 가진 트랙을 포함한다. 다수의 긴 고정자 섹션은 적어도 하나의 구동 영역으로 통합된다. 각각의 구동 영역은 동일한 변환기를 통해 모든 고정자 섹션에 에너지가 공급되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 구동 영역에 대한 한계선(limit)들은 이러한 한계선들이 주어진 간격으로 놓임으로써, 하나의 트랙에서 다수의 차량이 동일한 시간 간격으로 왕래할 수 있도록 선택된다.

또한, 간행물 "ZEV-Glas. Ann." 104(1980), 8/9호, 페이지 233 내지 240 내의 논문 "Stand der Entwicklung des elektromagnetischen Schnellbahnsystems"에는 전철기로서 형성된, 긴 고정자를 가진 차로용 트랙 교체 장치가 공지되어 있다. 적절한 스위칭 섹션은 전철기의 이동 단부에서 끝난다.

또한, 프랑스 특허 제 2 688 523 A1호에는 긴 고정자 구동장치의 2개의 독립적인 트랙용 트랙 교체 장치가 공지되어 있다. 트랙 교체 장치는 전철기로서 구현되며 2개의 독립적인 트랙은 각각 적어도 하나의 긴 고정자 섹션을 포함한다.

또한, 독일 특허 공개 제 25 44 665 A1호에는 자기 부상 철도의 기계적으로 조절 가능한 전철기가 공지되어 있다. 전철기는 이동 가능한 텅(tongue)을 포함하며, 상기 텅에 선형 모터의 고정자 권선 및 그 아래 놓인 2차 도체 루프가 배치된다.

도 1은 정상 동작 동안 2개의 평행한 트랙을 가진 구간을 나타내고,

도 2는 하나의 구동 영역이 고장난 도 1에 따른 구간을 나타내며,

도 3은 다른 구동 영역이 고장난 도 2에 따른 구간을 나타내고,

도 4는 본 발명에 따른 전원 공급기에 특히 적합한 전기 콘택의 개방 상태를 나타내며,

도 5는 도 4에 따른 전기 콘택의 폐쇄 상태를 나타낸다.

본 발명의 목적은 적어도 하나의 트랙 교체 장치를 통해 제어되는 긴 고정자 섹션으로 간단한 에너지 공급을 가능하게 하는, 긴 고정자 구동장치용 전원 공급기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 청구범위 종속항에 제시된다.

본 발명에 따른 긴 고정자 구동장치용 전원 공급기는 적어도 2개의 독립적인 트랙을 포함한다. 상기 트랙은 적어도 하나의 긴 고정자 섹션을 포함하고 적어도 하나의 트랙 교체 장치에 의해 서로 접속될 수 있다. 긴 고정자 섹션은 다수의 구동 영역으로 세분되고, 상기 구동 영역에 의해 차량이 서로 독립적으로 구동될 수 있다. 적어도 하나의 트랙 교체 장치는 적어도 하나의 전기 콘택을 포함한다. 상기 전기 콘택은 트랙 교체 장치에 의해, 다른 긴 고정자 섹션 사이에 접속되거나 차단될 수 있도록 강제로 제어된다. 각각의 상기 트랙 교체 장치(5-10)는, 고정자와 상기 고정자의 권선을 포함하는 적어도 하나의 긴 고정자 섹션을 갖는다.

상기 각 트랙 교체 장치(5-10)내의 긴 고정자 섹션은 고정자 권선의 케이블을 가지며, 상기 고정자 권선 케이블은 상기 전기 콘택으로 가이드되어 직접 연결된다. 본 발명의 상기 구동 영역(11-14)의 케이블(17-20)은 상기 전기 콘택에 가이드된다.

본 발명의 긴 고정자 구동장치는, 긴 고정자 섹션과 전기 콘택들(25-40)을 포함하는 트랙 교체 장치(5-10), 및 상기 트랙 교체 장치에 의해 서로 접속되는 트랙들(1, 2)을 포함하는 구성이다.

청구항 제 1 항에 따른 전원 공급기에서, 하나의 구동 영역 또는 다른 구동 영역에 대해 적어도 하나의 긴 고정자 섹션이 접속된다. 이로 인해, 구동 영역의 한계선들이 임의로 세팅될 수 있다. 따라서, 트랙 또는 그 부분이 트랙 교체 장치(들)의 위치에 따라 다른 구동 영역에 할당될 수 있다. 따라서, 구동 영역의 홀딩 시간이 간단히 조정될 수 있다.

또한, 트랙 교체 장치에 의한 전기 콘택의 강제 제어로 인해, 스위칭 장치의 원격 제어가 필요없다. 전기 콘택용의 별도의 모니터링 장치도 필요없는데, 그 이유는 트랙 교체 장치의 위치가 확실하게 모니터링되기 때문이다.

종래의 원격제어 가능한 스위치는 고려되지 않는데, 그 이유는 이 스위치가 모든 작동 조건 또는 고장난 경우에 확실한 분리를 보장할 수 없기 때문이고, 예컨대 한편으로는 전력 스위치가 직류를 차단시킬 수 없고(아크 발생), 다른 한편으로는 직류 스위치가 일정 제한값 미만의 전류를 접속시킬 수 없으며(불충분한 소거 에너지), 전압에 대한 충분한 내성을 갖지 않기 때문이다.

관련 긴 고정자 섹션의 확실한 연결해제(disconnection)는 예컨대 에러가 발생하는 경우 차량이 개방된 전철기 단부로 주행하는 경우에 필요하다. 따라서, 스위치는 최고의 안전 카테고리의 항상 매우 복잡한 모니터링 장치에 의해 항상 그것의 정확한 기능을 위해 모니터링되어야 한다. 고장난 경우, 즉 모니터링 장치 및 스위칭 장치가 고장난 경우, 관련 차로 영역으로 공급될 수 있는 모든 구동 영역이 전류 공급 회로망으로부터 연결해제되어야 한다. 이것은 일반적으로 중대한 작동 장애를 일으킨다.

청구범위 제 2 항에 따른 전원 공급기에서는 결선 비용이 매우 적은 한편, 청구범위 제 3 항에 따른 전원 공급기에서는 큰 구동 영역이 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

도 1 내지 3에는 제 1 트랙(1) 및 제 2 트랙(2)이 도시된다. 2개의 트랙(1, 2)은 2개의 전이 지점(3, 4)을 통해 서로 접속될 수 있다.

전이 지점(3)은 도시된 실시예에서 2개의 전철기(5, 6)과 고정 트랙부분(7)을 포함한다. 전이 지점(4)은 유사한 방식으로 2개의 전철기(8, 9)와 고정 트랙부분(10)을 포함한다.

도 1 내지 3에는 4개의 구동 영역이 도시된다. 정상 동작 동안(도 1) 구동 영역(11, 12)이 트랙(1)에 할당되고, 구동 영역(13, 14)이 트랙(2)에 할당된다.

도 1 내지 3에서 구동 영역(11)은 빗금으로 표시되고, 구동 영역(12)은 점으로 표시되며, 구동 영역(13)은 수직선으로 표시되고, 구동 영역(14)은 X선으로 표시된다.

구동 영역(11, 12)은 공통 구동영역 한계선(15)을 가지며, 구동 영역(13, 14)은 공통 구동영역 한계선(16)을 갖는다. 구동영역 한계선들(15, 16)에 의해 간격이 결정된다.

트랙(1)으로부터 트랙(2)으로 신속한 교체를 위해, 전이 지점(3, 4)이 가급적 구동영역 한계선들(15, 16)에 가까이 배치되어야 한다. 구동영역 한계선들(15, 16) 상에 직접 배치하는 것은 일반적으로 배치 기술상의 이유로 불가능하다. 구동 영역(11 내지 14)은 공지된 방식으로 구동 블록(21 내지 24)으로부터 케이블(17 내지 20)을 통해 전류를 공급받는다.

각각의 전철기(5, 6, 8, 9)에는 각각 2개의 콘택(25 내지 32)이 할당된다. 여기서 콘택(25) 및 (26)은 전철기(5)에 의해, 콘택(27) 및 (28)은 전철기(6)에 의해, 콘택(29) 및 (30)은 전철기(8)에 의해, 그리고 콘택(31) 및 (32)은 전철기(9)에 의해 강제 제어된다.

전철기의 위치는 어떤 트랙이 접촉되는지를 결정한다. 전이 지점(3)의 고정 트랙 부분(7)은 2개의 카운터 콘택(33, 34)을 포함한다. 전이 지점(4)의 고정 트랙 부분(10)은 2개의 카운터 콘택(35, 36)을 포함한다.

또한, 트랙(1)은 전철기(5, 8)의 영역에 카운터 콘택(37, 38)을 포함한다. 트랙(2)은 전철기(6, 9)의 영역에 카운터 콘택(39, 40)을 포함한다.

정상 동작 동안(도 1) 트랙들(1, 2)이 서로 분리되며, 구동 영역(11)은 폐쇄된 공급 스위치(41)를 통해 케이블(17)에 접속되고, 구동 영역(14)은 폐쇄된 공급 스위치(42)를 통해 케이블(20)에 접속된다. 정상 동작 동안 전철기(5)의 콘택(25)은 트랙(1)의 카운터 콘택(37)에 접속되고, 전철기(8)의 콘택(29)은 트랙(1)의 카운터 콘택(38)에 접속된다. 동일한 방식으로 전철기(6)의 콘택(27)은 트랙(2)의 카운터 콘택(39)에 접속되고, 전철기(9)의 콘택(31)은 트랙(2)의 카운터 콘택(40)에 접속된다.

구동 영역(12)에 장애가 발생하면(도 2), 전이 지점(3)의 전철기(5) 및 (6)의 스위칭에 의해 트랙(1)과 트랙(2) 사이의 접속이 이루어진다. 이로 인해, 정상 동작 동안(도 1)에는 구동 영역(11)과 구동 영역(13)이 서로 인접하지 않지만, 구동 영역(11)이 직접 구동 영역(13)에까지 연장된다. 이것은 한편으로는 구동 영역(11)의 홀딩 시간이 현저히 변동되지 않고, 다른 한편으로는 구동 영역(14)이 구동 영역(11)의 전이된 차량에 의해 불필요하게 블로킹되지 않으며, 여느 때와 같이 구동 영역(14)에 할당된 차량을 제어할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 고장난 경우 항상 관련 차량에 할당된 구동 영역(예컨대, 구동 영역 11)을 연결해제시키기만 하면 되는데, 그 이유는 다른 구동 영역(예컨대, 구동 영역 14)이 관련 차량에 작용할 가능성이 없으므로, 다수의 구동 영역의 불필요한 연결해제를 방지할 수 있기 때문이다.

유사하게, 구동 영역(11)이 결함을 갖는 경우 전철기(8, 9)의 스위칭에 의해 트랙(1) 및 트랙(2)의 구동 영역의 결함 없는 부분이 서로 접속된다.

도 4 및 5에는 전철기(5)의 예에서 콘택 및 카운터 콘택의 구조에 대한 실시예가 도시된다. 전류 공급은 전철기(5)를 통해 차로내로 이루어진다.

콘택(25, 26)은 전철기(5)의 하부면에 배치되는 한편, 카운터 콘택(33)은 전이 지점(3)의 고정 트랙 부분(7)에 배치되고 카운터 콘택(37)은 구동 영역(11)에 접속된다. 콘택(25, 26) 그리고 카운터 콘택(33, 37)은 3상으로 형성되며, 콘택(25, 26)의 상과 카운터 콘택(33, 37)의 상은 동일하게 구현되고, 3개의 상은 서로 평행하게 배치된다. 콘택(25, 26)은 하나의 개방된 위치 및 2개의 폐쇄된 위치가 존재가능한 3점 콘택(3-position contact)(K)을 형성한다. 콘택(25, 26)은 각각의 상에 대해 하나의 콘택 부재(50)를 포함하며, 상기 콘택 부재(50)는 각각 전기 절연 가이드(51)내로 가이드된다.

콘택(25)의 3개의 상은 각각 하나의 접속 부재(52)를 통해 콘택(26)의 상응하는 상에 기계적으로 접속된다. 또한, 콘택(25)의 상응하는 상 및 콘택(26)의 상응하는 상이 각각 하나의 전기 케이블(53)을 통해 서로 도전 접속되고, 전철기(5)내의 고정자의 대응하는 상에 접속된다.

콘택(25, 26)의 각각의 상의 3개의 콘택 부재(50)는 스프링(54)에 의해 그 휴지 위치로 되돌아갈 수 있다. 스프링(54)은 콘택(25, 26)의 개방 위치에서 이완되고(도 4), 콘택(25, 26)의 2개의 폐쇄 위치에서 압축된다(도 5).

3점 콘택(K)의 개방된 위치에서 콘택(25)의 3개의 콘택 부재(50) 및 콘택(26)의 3개의 콘택 부재(50)가 각각 하나의 단락 레일(55)에 접촉된다. 접속 부재(52) 및 스프링(54)에 의해 콘택(25, 26)의 콘택 부재(50)가 동시에 이동될 수 있다.

3상 카운터 콘택(33, 37)은 마찬가지로 콘택 부재(56)를 가지며, 상기 콘택 부재(56)는 마찬가지로 전기 절연 가이드(57)내에 가이드된다.

3점 콘택(K)의 개방시 자체의 구조로 인해, 콘택 부재(50)와 단락 레일(55)의 접촉에 의해 먼저 3상 단락이 발생한 다음, 콘택(26)의 3개의 콘택 부재(50)가 카운터 콘택(33)의 3개의 콘택 부재(56)로부터 분리된다. 이로 인해, 콘택(26)과 카운터 콘택(33) 사이의 아크 발생이 확실하게 방지된다.

Claims (3)

1. 적어도 하나의 트랙 교체 장치(5-10)에 의해 서로 접속될 수 있는 적어도 2개의 독립적인 트랙들(1, 2) - 각각의 상기 트랙 교체 장치(5-10)는, 고정자와 상기 고정자의 권선을 포함하는 적어도 하나의 긴 고정자 섹션을 가짐 -;

   을 포함하며, 상기 긴 고정자 섹션은 다수의 구동 영역들(11-14) 중 하나에 접속되고, 상기 구동 영역들은 차량을 서로 독립적으로 구동할 수 있으며,

   상기 적어도 하나의 트랙 교체 장치(5-10)는 적어도 하나의 전기 콘택(25-40)을 가지며, 상기 전기 콘택은 상기 트랙 교체 장치(5-10)에 의해 상기 하나의 트랙 교체 장치의 긴 고정자 섹션과 다른 트랙 교체 장치의 긴 고정자 섹션 사이에 접속되거나 또는 차단되도록 강제로 제어되는, 긴 고정자 구동장치용 전원 공급기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정자 권선의 케이블이 상기 전기 콘택에 직접 가이드되는 것을 특징으로 하는 긴 고정자 구동장치용 전원 공급기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 영역(11-14)의 케이블(17-20)이 상기 전기 콘택에 가이드되는 것을 특징으로 하는 긴 고정자 구동장치용 전원 공급기.