NL1031977C2 - Compensatie-inrichting voor een magneetveld. - Google Patents

Description

NL 46929-VB/li

Compensatie-inrichting voor een magneetveld

De uitvinding heeft betrekking op een compensatie-inrichting voor een magneetveld opgewekt door elektrische tractie in een tram- of treinvervoersysteem waarvan een bovenleiding en rails deel uitmaken, en welke bovenleiding en 5 rails tijdens bedrijf stroomvoerend zijn, waarbij voorzien is in ten minste een geleider die nabij de bovenleiding verloopt en tijdens bedrijf een aan een door de bovenleiding verlopende eerste stroom, tegengestelde tweede stroom voert.

Een dergelijke compensatie-inrichting is bekend uit 10 het Amerikaans octrooischrift US-B-6.492.746. Dit octrooi-schrift toont een compensatie-inrichting voor een gedefinieerd gebied in het traject dat een trein aflegt door in het voor ongewenste magneetvelden te compenseren traject de rails elektrisch te scheiden van de buiten het te compenseren ge-15 bied gelegen rails, en de retourstroom van de stroom die vanaf een stroombron via de bovenleiding naar de trein is gevoerd, via een separate geleider die langs de bovenleiding loopt, terug te voeren naar de stroombron. Hiermee wordt bereikt dat zolang de trein zich buiten het te compenseren ge-20 bied bevindt, het magneetveld ten gevolge van de stroom door de bovenleiding gecompenseerd kan worden door de retourstroom door de naast de bovenleiding liggende geleider. Zodra de trein zich in het te compenseren gebied bevindt, vindt volgens US-B-6.492.746 echter geen compensatie plaats, terwijl 25 in het gehele ontwerp geen rekening is gehouden met eventuele lekstromen die afbreuk doen aan de nauwkeurigheid van de mag-neetveldcompensatie.

Met de uitvinding is beoogd een alternatieve inrichting te verschaffen waarmee voordelen bereikbaar zijn die uit 30 het navolgende duidelijk zullen worden.

De compensatie-inrichting volgens de.uitvinding bezit als eerste kenmerk dat in een vooraf bepaald traject van de bovenleiding en rails, een serie nevengeschikte stroomkringen zijn opgesteld die ieder een naast de bovenleiding 35 verlopend stroomgeleiderdeel omvatten, alsmede aan weerszij- 1031977 2 den op het eerste stroomgeleiderdeel aansluitende tweede stroomgeleiderdelen die verlopen vanaf het eerste stroomgeleiderdeel tot nabij de rails.

De compensatie-inrichting volgens de uitvinding be-5 zit het voordeel dat deze toepasbaar is zonder specifieke maatregelen aan het tram- of treinvervoersysteem als zodanig; in het bijzonder behoeven geen maatregelen genomen te worden voor het elektrisch scheiden van delen van de rails. Voorts is het met de compensatie-inrichting volgens de uitvinding 10 mogelijk een nauwkeuriger compensatie te bewerkstelligen zonder dat daarbij restricties bestaan ten aanzien van de omvang van het te compenseren gebied. De omvang van het te compenseren gebied wordt eenvoudig bepaald door het aantal in serie achter elkaar opgestelde stroomkringen waarbij de effectivi-15 teit van de compensatie bovendien onafhankelijk is van de omstandigheid of zich in het te compenseren gebied een of meer tram- of treinstellen bevinden. Dit laatste punt vormt een wezenlijk voordeel ten opzichte van hetgeen bekend is uit de stand van de techniek. Er kunnen met de uitgevonden compensa-20 tie-inrichting namelijk tevens afdoende compensatiestromen worden opgewekt in het gedeelte waar zich de tram of trein bevindt, zodanig dat de daardoor opgewekte magnetische dipool precies de dipool compenseert die resulteert uit de voedings-stroom of voedingsstromen van de tram of trein.

25 Een onderscheidend kenmerk van de compensatie- inrichting volgens de uitvinding is voorts - zoals eerder opgemerkt - dat deze bruikbaar is zonder aanpassing van het tram- of treinvervoersysteem waarin deze inrichting wordt toegepast. Dit aspect brengt met zich mee dat de rails onder 30 alle omstandigheden haar functie behoudt van stroomgeleider voor de retourstroom van de met de bovenleiding aangevoerde (voedings)stroom ten behoeve van de tractie.

Een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm van de inrichting is erdoor gekenmerkt dat de rails deel vormen van de 35 nevengeschikte stroomkringen door aansluiting van de tweede stroomgeleiderdelen op de rails. Door deze uitvoering wordt het voordeel bereikt dat lekstromen van de rails naar de om- 3 geving worden tegengegaan doordat de door de onderscheidenlijke stroomkringen circulerende compensatiestromen de retour (voedings ) stroom door de rails geheel compenseren. Door deze compensatie blijft spanningsopbouw in de rails achterwe-5 ge tussen het gedeelte alwaar zich de tram of trein bevindt en het voedingsstation of de voedingsstations voor deze tram of trein. Zodoende kan er ook geen lekstroom via de aarde waarop de rails rust ontstaan.

Voor het realiseren van een zeer nauwkeurige compen-10 satie van het door de voedingsstroom ten behoeve van de elektrische tractie opgewekte magneetveld is het wenselijk dat ieder van de nevengeschikte stroomkringen is aangesloten op een eigen stroombron.

De stroombron van iedere nevengeschikte stroomkring 15 is bij voorkeur individueel stuurbaar waartoe diverse mogelijkheden bestaan. In het algemeen kan daarbij echter worden opgemerkt dat iedere stroombron stuurbaar is in afhankelijkheid van een lokale elektrische parameter van het tram- of treinvervoersysteem.

20 Een eerste uitvoeringsvorm van de stuurbaarheid van iedere stroombron is erdoor gekenmerkt dat de lokale elektrische parameter een spanning is over een deel van de rails. De stroombron wordt dan bij voorkeur zo gestuurd dat deze spanning over de rails naar nul tendeert.

25 Een tweede uitvoeringsvorm die in de praktijk ro buuster is, bezit het kenmerk dat de lokale elektrische parameter een spanning over, of een stroom is door een deel van de bovenleiding. Eventueel kan de lokale elektrische parameter ook bepaald worden uit een combinatie van een dergelijke 30 meting aan de bovenleiding met een meting aan de rails. In alle gevallen is het zinvol de meting ook lokaal uit te voeren, hoewel het voordelig kan zijn om rekening te houden met op afstand bepaalde parameters, zoals het extern te meten magneetveld. Denkbaar is tevens om hierbij ten behoeve van de 35 ij king correctieparameters toe te passen. De wijze waarop dit in een gedistribueerd meet- en regelstysteem kan worden uitgevoerd is aan de vakman geheel bekend en behoeft geen verde- 4 re toelichting.

De uitvinding zal in het navolgende verder worden toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en onder verwijzing naar de tekening.

5 In de tekening tonen de figuren 1-6 diverse elektri sche schema's van een tram- of treinvervoersysteem met een in combinatie daarbij toe te passen compensatie-inrichting volgens de uitvinding in diverse mogelijke uitvoeringsvormen.

In de figuren gebruikte gelijke verwijzingscijfers 10 en -letters verwijzen naar dezelfde onderdelen.

Verwijzend nu eerst naar figuur 1 is het elektrisch vervangingsschema getoond van een tramvervoerssysteem dat een eerste substation met een voedingsspanning VI omvat en op een afstand van enkele kilometers een tweede substation met een 15 voedingsspanning V2.

De beide substations zijn met elkaar gekoppeld door middel van enerzijds een bovenleiding 1 en anderzijds de rails 2.

Met T is een tram aangeduid die zich ergens tussen 20 het eerste substation VI en het tweede substation V2 bevindt. De tram T wordt gevoed via de bovenleiding 1 uit respectievelijk het eerste substation VI met een eerste stroom II en vanuit het tweede substation V2 met een stroom 12.

De stromen II en 12 keren naar hun respectievelijke 25 substations VI en V2 terug via de rails 2 nadat zij na het opwekken van elektrische tractie met een daartoe dienende elektrische motor de tram T verlaten hebben.

In figuur 1 is de basismaatregel volgens de uitvinding getoond dat voorzien is in een serie tussen het eerste 30 substation VI en het tweede substation V2 nevengeschikt opgestelde stroomkringen 3. Hierbij is duidelijk dat iedere stroomkring 3 een naast de bovenleiding 1 verlopend eerste stroomgeleiderdeel 4 heeft, alsmede aan weerszijden op dit eerste stroomgeleiderdeel 4 aansluitende tweede stroomgelei-35 derdelen 5 die verlopen vanaf het eerste stroomgeleiderdeel 4 tot nabij de rails 2.

Ter verdere toelichting van de uitvinding zal de 5 compensatie-inrichting verder worden toegelicht aan de hand van de figuren 2-6. In de figuren 2-6 zijn telkens slechts enkele stroomkringen 3 getoond. In werkelijkheid sluiten de stroomkringen 3 telkens direct op elkaar aan en vullen zij de 5 gehele ruimte van het te compenseren gebied zoals in figuur 1 getoond is ten aanzien van het gebied dat verloopt tussen het eerste substation VI en het tweede substation V2.

In figuur 2 is een uitvoeringsvorm getoond waarin de rails 2 deel vormen van de nevengeschikte stroomkringen 3 10 door aansluiting van de tweede stroomgeleiderdelen 5 op de rails 2. Tevens is in deze figuur 2 getoond dat ieder van de nevengeschikte stroomkringen 3 is aangesloten op een stroombron 6 die stuurbaar is in afhankelijkheid van een lokale elektrische parameter van het tram- of treinvervoersysteem.

15 In het getoonde geval betreft deze lokale elektrische parameter een spanning gemeten over een deel van de rails 2 alwaar zich de desbetreffende stroomkring 3 bevindt.

Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm waarin de lokale elektrische parameter waarvan de stuurbare stroombron 6 af-20 hankelijk is, gevormd wordt door een gemeten spanning over een deel van de bovenleiding 1 dat betrekking heeft op het traject alwaar zich de desbetreffende stroomkring 3 bevindt. Tevens is in deze uitvoeringsvorm de stroomkring 3 geheel separaat van het elektrisch systeem van het tram- of treinver-25 voersysteem als zodanig uitgevoerd, dat wil zeggen rails 2 noch bovenleiding 1 maken deel uit van de stroomkring 3. Door een geschikte keuze van het aantal windingen van de stroomkring 3 kan voorts het door de stroomkring 3 te voeren ampè-rage beperkt worden.

30 Figuur 4 toont een ten opzichte van figuur 3 gewij zigde variant doordat in de figuur 4 getoonde uitvoeringsvorm de rails 2 deel vormen van de nevengeschikte stroomkringen 3 door aansluiting van de tweede stroomgeleiderdelen 5 op de rails 2. Zoals eerder opgemerkt heeft dit het voordeel dat 35 lekverliezen van de stroom die via de rails 2 wordt geleid, worden voorkomen.

In figuur 4 wordt de stroombron 6 eveneens gestuurd 6 in afhankelijkheid van een spanning gemeten over het deel van de bovenleiding 1 dat zich nabij de desbetreffende stroomkring 3 bevindt.

Verdere varianten zijn getoond in figuur 5 en figuur 5 6.

In figuur 5 en figuur 6 wordt als elektrische parameter die dient voor het aansturen van de stroombron 6 telkens uitgegaan van een direct of indirect gemeten stroom door de bovenleiding 1.

10 In figuur 5 wordt de stroom door de bovenleiding 1 indirect gemeten via een shuntleiding 7.

In figuur 6 is een directe meting van de stroom door de bovenleiding 1 getoond op basis waarvan de desbetreffende stroombron 6 wordt aangestuurd.

15 Een verder verschil tussen figuur 5 en 6 wordt ge vormd doordat in figuur 6 de rails 2 wederom zijn opgenomen in de individuele nevengeschikte stroomkringen 3, terwijl in figuur 5 de nevengeschikte stroombronnen 3 eigenstandig zijn.

Opgemerkt wordt nog dat in het voorgaande telkens 20 gesproken is van nevengeschikte stroomkringen 3 om daarmee tot uitdrukking te brengen dat deze stroomkringen 3 onmiddellijk op elkaar aansluiten, teneinde daarmee te bereiken dat de naastliggende verticaal verlopende stroomgeleiderdelen 5 van deze onderscheidenlijke stroomkringen 3 in hun onmiddel-25 lijke omgeving of daarbuiten geen effectief magneetveld veroorzaken, doordat de door deze naastliggende stroomgeleiderdelen 5 gevoerde stromen in hoofdzaak gelijk zijn, maar in tegengestelde richting verlopen.

1031977

Claims (8)

1. Compensatie-inrichting voor een magneetveld opgewekt door elektrische tractie in een tram- of treinvervoer-systeem waarvan een bovenleiding en rails deel uitmaken, en 5 welke bovenleiding en rails tijdens bedrijf stroomvoerend zijn, waarbij voorzien is in ten minste een geleider die nabij de bovenleiding verloopt en tijdens bedrijf een aan een door de bovenleiding verlopende eerste stroom, tegengestelde tweede stroom voert, met het kenmerk, dat in een vooraf be-10 paald traject van de bovenleiding (1) en rails (2), een serie nevengeschikte stroomkringen (3) zijn opgesteld die ieder een naast de bovenleiding (1) verlopend stroomgeleiderdeel (4) omvatten, alsmede aan weerszijden op het eerste stroomgeleiderdeel (4) aansluitende tweede stroomgeleiderdelen (5) die 15 verlopen vanaf het eerste stroomgeleiderdeel (4) tot nabij de rails (2).

2. Compensatie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de rails (2) deel vormen van de nevengeschikte stroomkringen (3) door aansluiting van de tweede 20 stroomgeleiderdelen (5) op de rails (2).

3. Compensatie-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ieder van de nevengeschikte stroomkringen (3) is aangesloten op een stroombron (6).

4. Compensatie-inrichting volgens conclusie 3, met 25 het kenmerk, dat iedere stroombron (6) stuurbaar is in afhankelijkheid van een lokale elektrische parameter van het tram-of treinvervoersyst eem.

5. Compensatie-inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de lokale elektrische parameter een spanning 30 is over een deel van de rails (2).

6. Compensatie-inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de lokale elektrische parameter een spanning over, of een stroom is door een deel van de bovenleiding (1) .

7. Compensatie-inrichting volgens een der conclusies 1031977 4-6, met het kenmerk, dat de lokale elektrische parameter lokaal is gemeten.

8. Compensatie-inrichting volgens een der conclusies 4-7, met het kenmerk, dat iedere stroombron (6) stuurbaar is 5 in afhankelijkheid van een op afstand bepaalde parameter en/of een correctieparameter. 1031977