DE2337930C3 - Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors zum Antreiben eines Zuges - Google Patents
Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors zum Antreiben eines ZugesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnet!* sehe Schiene eines thyristorgesleuerten Linearmotcirs
zum Antreiben eines Zuges mit einer Feldanordnurig,
65 die am Zug angebracht ist, und einer in der
elektromagnetischen Schiene befindlichen Ankerwicklung, deren Wicklungselemente in Fahrtrichtung ausgerichtet
und senkrecht stehend auf einem ortsfesten Träger angeordnet sind, wobei der den Wicklungselementen
in Form von Gleichstromimpulsen zugeführte Strom in der Weise in Obereinstimmung mit der
Zugbewegung gesteuert wird, daß die Wicklungsleiter in Verbindung mit der die Schiene von beiden Seiten her
umfassenden Feldanordnung dem Zug sowohl eine Antriebskraft als auch eine Schwebekraft erteilen.
Es ist eine Vorrichtung zum Antreiben eines Zuges mit einer solchen elektromagnetischen Schiene aus der
DE-OS 2133 992 bekannt. Ein Fahrzeug wird in
schwebendem Zustand mit sehr hoher Geschwindigkeit über eine Schiene bewegt. Zu diesem Zweck ist das
Fahrzeug mit einer Feldanordnung (Elektrom&gnetsystem)
versehen, deren Luftspalt eine Schiene uMgibt, die aus einer Hintereinanderreihung einer Mehrzahl einzelner
Schleifenwicklungen gebildet ist Am Fahrzeug selbst befinden sich Stromabnehmer, die mit Gieitschienen
am Untergrund zusammenwirken, um in diejenigen Schleifenwicklung aus einer ortsfesten Energiequelle
einen Strom einzuspeisen, welche sich im Luftspalt des Elektromagnetsystems befindet. Die Einspeisung, die in
einigen Ausführungsb^ispielen dabei über bewegliche
Teile durchgeführt wird, kann dabei insbesondere auch ohne Anwendung mechanisch bewegter Kontakte mit
Hilfe von Thyristoren erfolgen. Bei Verwendung der bekannten Vorrichtung für längere Strecken ist es
ungünstig, daß die Enden jeder Schleifenwicklung mit Thyristoren für die Stromsteuerung versehen werden
müssen. Da die Schleifenwicklungen relativ kurz sind, müssen viele derartige Thyristoren an Ort und Stelle
angeordnet werden. Eine Verlängerung der Schleifen in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ist jedoch durch die
Länge des Fahrzeugs bestimmt und weiterhin dadurch begrenzt, daß die Schleifen mit ihren vielen Windungen
die Reaktionskräfte der Auf- una Vortriebskräfte aufnehmen müssen.
Es sind auch schaltungstechnisch einfacher aufgebaute Linearmotoren bekannt, bei denen das mit der
Zugbewegung fortschreitende magnetische Feld durch eine wechselstromgespeiste Wanderfeldwicklung, z. B.
in Form einer Wellenwicklung erzeugt wird. Wollte man derartige Wellenwicklungen jedoch mit Gleichstromimpulsen
speisen, so sind besondere Maßnahmen erforderlich, um die Strorrrückleitung in dem jeweiligen
Speiseabschnitt sicherzustellen, da ein unbelasteter Sternpunkt am Ende der einzelnen Wicklungsstränge
nicht möglich ist.
Lei einem Aufbau einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromspule (DE-PS 4 70 021) weisen die Spulen
Wellen- oder Schleifenwicklungsform auf, durch weiche durch Zufuhr eines Einphasen- oder Mehrphasenwechselstromes
ein fortschreitendes Magnetfeld erzeugt wird, um eine Antriebskraft zu bewirken. Bei dieser
Ausführungsform kann jedoch keine Schwebekraft erzeugt werden.
Bei einem bekannten linearen Induktionsmotor mit fester Primärwicklung (DE-OS 18 07 569) kann ebenfalls
nur eine Antriebskraft für einen sich bewegenden Gegenstand erzeugt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Schiene der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß im Hinblick auf die erforderliche Einspeisung der Gleichstromimpulse zur Erzeugung des
fortschreitenden Feldes eine wesentliche Vereinfachung
des konstruktiven und schaltungstechnischen Aufwandes erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Schiene der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als
WickJungselemente/VPaarevonmitGleichstromimpulsen
gespeisten Wellenwicklungssträngen vorgesehen sind, wobei die beiden Wicklungsstränge eines Paares
als Hin- und Rückleitung für den Impulsstrom geschaltet und gegeneinander um eine Polteilung versetzt sind und
wobei die Wicklungsstrangpaare untereinander um MN Polteilung versetzt sind.
Durch die Anwendung der Wellenwicklung ergibt sich die Möglichkeit, lange Streckenabschnitte von einer
Stelle aus mit Gleichstromimpulsen nicht zu hoher Spannung zu speisen. Insbesondere ist darauf hinzuwei- ΐί
sen, daß bei der Schiene gemäß der Erfindung besondere Rückleiter nicht erforderlich sind.
Wenn in aus der DE-OS 21 33 922 ebenfalls schon bekannter Weise die elektromagnetische Schiene zwei
zueinander parallel angeordnete Schienenhälften aufweist, wodurch auf das zu bewegende Fahrzeug kein
Drehmoment in seitlicher Richtung ausgeüot wird, können in einer bevorzugten Ausführungsfoim die
Wicklungsstränge der einen Schienenhälfte als Hinleiter
und die der anderen Schienenhälfte a!s Rückleiter 21J
geschaltet sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Schiene gemäß der Erfindung weisen die senkrechten
Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge eiwa die halbe Breite im Verhältnis zu der Breite der
Waagerechten Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge unter Beibehaltung des Stromdurchtrittsquerschnitts
auf, wobei zwei Wellenwicklungsstränge mit sich überlappenden senkrechten Wicklungsleitern zu
einer Schiene der Breite eines Wellenwicklungsstranges « zusammengesetzt sind. Durch diese Maßnahme kann
eine verhältnismäßig schmale Schiene erzielt werden, so daß entsprechend auch die Feldanordnung am Fahrzeug
leicht wird.
Durch an den Wicklungsleitern angebrachte Kühlmetallstreifen,
die in den freien Raum innerhalb der Wellenwindungen ragen, kann die im Ankerleiter
erzeugte Stromwärme besonders günstig nach außen abgeführt werden, so daß einerseits eine verhältnismäßig
dichte Zugfolge möglich ist, andererseits beim 4s Anfahren eine thermische Überbeanspruchung der
Isolierung der elektromagnetischen Schiene vermieden wird.
Um eine Verbindung von Ankerwicklungsstücken zu ermöglichen, ohne daß die Breite der Schiene an diesen ■>
<> Stellen zunimmt, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsstellen
innerhalb der Wellenwicklungsstränge an dem senkrechten Wicklungsleiter einen Teil mit etwa
halber Dicke des sonstigen Wicklungsleiterquerschmttes aufweisen, und die Wellenwicklungsstränge so r>
zusammengesetzt sind, daß die senkrechten Wicklungsleiter von außen frei zugänglich sind. Auf diese Weise
können die einzelnen Verbindungen ungestört von den benachbarten Verbindungsteilen ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich- w.
nung beispielsweise erläutert.
F i g. 1 zeigt ein Wicklungsscherna für einen thyristorgesteuerten
Linearmotor zur Erläuterung des Wicklungsprinzips, jedoch noch nicht in der vollen erfindungsgemäßen
Ausgestaltung. 65,
F i g. 2 ist eine schaubildliche Ansicht zur Darstellung des Arbeitsprinzips eines ihyristorgesteuerten Linearmotors mit einer Wicklung gemäß Pig. I.
Fig.3a und 3b sind schaubildliche Ansichten von
einzelnen Welienwicklungssträngen.
Fig.4 zeigt ein Wicklungsschema für eine elektromagnetische
Schiene gemäß der Erfindung mit fünf Wicklungsstrangpaaren.
Fig.5 ist eine Querschnittsansicht einer elektromagnetischen
Schiene gemäß der Erfindung.
Fig.6 ist eine schaubildliche Ansicht eines Wicklungsstrangpaares
einer stromdurchflossenen elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
F i g. 7 ist ein Stromflußdiagramm für die elektromagnetische
Schiene nach F i g. 6.
F i g. 8 ist eine graphische Darstellung der Verteilung des magnetischen Flusses längs der elektromagnetischen
Schiene nach F i g. 6.
Fig.9 ist eine Draufsicht der Anordnung zweier elektromagnetischer Schienen nach F i g. 6.
Fig. 10a und 10b sind graphische Darstellungen der
Verteilung rbs Magnetflusses längs der elektromagnetischen Schiene nach F i g. 9.
Fig. ii ist eine QuerschnittsanMchi. euer Ausführungsform
einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
Fig. 12a ist eine Unteransicht einer elektromagnetischen
Schiene mit vier Wicklungssträngen.
Fig. 12b, 12c, 12d und 12e sind Ansichten einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung
zwecks Erläuterung der Drehmomentbeanspruchung der Feldanordnung.
Fig. 13 ist eine Ansicht der waagerechten Anordnung der Wicklungsstränge zwischen der Feldanordnung
in einer besonderen symmetrischen Anordnung.
Fig. 14 und 15 zeigt Wicklungsschemata für elektromagnetische
Schienen mit je vier Wicklungssträngen.
Fig. 16a und 16b zeigt schaubildliche Ansichten von
zusammengesetzten Wicklungen.
Fig. 17 und 18 zeigt Längsschnittansichten von Wicklungen mit Kühlmetallstreifen.
Fig. 19a ist eine schaubildliche Ansicht, in welcher
Endverbindungsteile einer elektromagnetischen Schiene gi.mäß der Erfindung dargestellt sind.
Fig. 19b ist eine schematische Ansicht zweier zusammengesetzter Endverbindungsteile gemäß
Fig. 19a.
Fig. 20a und 20b sind der Fig. 19a bzw. 19b ähnliche
Ansichten einer abgewandelten Ausführungsform der Endverbindungsteile.
Fig. 21 ist eine der Fig. 19a ähnliche Ansicht einer
noch anderen Ausführungsform einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
F i g. 22 zeigt ein Wicklungsschema für eine elektromagnetische Schiene gemäß der Erfindung mit fünf
Wickli",g«trangpaaren.
Fig. 23a ist eine Seitenansicht der Verbindungsstelle
einer elektromagnc ijchen Schiene gemäß der Erfindung.
F i g. 23b ist eine Schnittansicht nach Linie X-X der
F i g. 23a.
F i g. 24 ist eine Seitenansicht mit drei Wicklungs-Strängen, welche Endverbindungsteile gemäß den
Fig.23aund23b haben.
Fig.25 ist eine Schnittansicht nach Lit;ie Y-Yder
F ig. 24.
Wie in F i g. 1 dargestellt, umfaßt eine elektromagnetische Schiene eine Nrfehrzahl von Welienwicklungssträngen
1-a, \-b, \-c und 1-rf Die Wicklungsleiter in
jedem Wellenwicklungsstrang sind in Reihe geschaltet, und die Wellenwicklungsstränge sind nebeneinander
angeordnet, wobei die Wicklungsstränge um einen
vorbestimmten Phasenwinkel gegeneinander verschoben sind. Weilerhin ist die gesamte Spuleneinrichtung
mit einem Schutzmaterial überzogen und an einem geeigneten Träger am Erdboden befestigt, wobei
entsprechende Spulenebenen senkrecht gehalten sind. Aus Zwecken der Kürze wird der Aufbau gemäß
vorstehender Beschreibung als »elektromagnetische Schiene« bezeichnet.
Eine Feldanordnung 16, die an dem Fahrzeug oder dem Zug angebracht ist, bildet zwischen Polen Λ/und S
einen Luftspalt, der sich in Längsrichtung bzw. in der Fahrrichtung des Fahrzeugs erstreckt und die elektromagnetische
Schiene mit geeigneten Spalten aufnimmt. Die Feldanordnung 16 ist mit einer Erregerspule
versehen, um einen Magnetfluß ßzu erzeugen, welcher
die Ankerwicklung in einer Richtung normal zu deren Ebene kreuzt. Die durch die Wicklungsstränge fließenden
elektrischen Ströme werden in geeigneter Weise gesteuert mittels eines aus einer dreiphasigen Spannungsquelle
gespeisten Frequenzwandlers /, und zwar unter der Steuerung eines Steuersignals /, welches mit
der Stellung der Feldanordnung 16 an dem Fahrzeug übereinstimmt, so daß die Feldanordnung 16 und
demgemäß das Fahrzeug synchron mit der Phasenlage der Wicklungsströme vorgetrieben werden.
Wenn es bei diesem Beispiel beabsichtigt ist, den thyristorgesteuerten Linearmotor in einem mit ultrahoher
Geschwindigkeit fahrenden Zug zu verwenden, erreicht die erforderliche Schwebekraft für jeden
Wagen 30 bis 40 Tonnen, und die erforderliche Antriebskraft erreicht etwa 5 Tonnen je Wagen. Um
solche Kräfte in dem Fall zu erhalten, in welchem natürliche leitende Spulen als Feldausführung an dem
Wagen verwendet werden, sind etwa 105 Amperewindungen
für die Spulen erforderlich, damit die Feldflußdichte in der Größenordnung von 0,8 T liegt. Wenn sich
dabei die Feldanordnung mit hoher Geschwindigkeit vorbewegt, erreicht die gegenelektromotorische Kraft,
die in den Wicklungssträngen induziert wird, hohe Werte, so aaü aucn eine none spannung, die iukv
überschreitet, induziert wird.
In Fig.3 sind Wellenwicklungsstränge 1 dargestellt,
wie sie in einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung verwendet werden können.
Die Teilung und Höhe der Wellenabschnitte der Ankerwicklung können derart bestimmt werden, daß sie
im Hinblick auf die Antriebskraft und die Schwebekraft, die für den Zug erforderlich sind, die Abmessungen der
Feldausführung und die Steuerfrequenzen zweckmäßige Werte haben.
Während bei der Wicklungsanordnung nach Fig.!
noch für jeden Wellenwicklungsstrang eine eigene Rückleitung vorgesehen ist, wird dies bei der elektromagnetischen
Schiene nach Fig.4 vermieden, was später noch in Verbindung mit F i g. 6 näher erläutert
werden wird.
Die elektromagnetische Schiene umfaßt gemäß Fig.4 eine Ankerwicklung, die aus zehn nebeneinanderliegenden
Wellenwicklungssträngen zusammengesetzt ist. Die Wellenwicklungsstränge sind mit vorbestimmter
Phasenverschiebung zwischeneinander angeordnet Diese Anordnung ist notwendig, um die oben
genannte Antriebskraft möglichst gleichmäßig zu erzeugen.
Da ein Wellenwicklungsstrang eine minimale Windungszahl nämlich gerade eine Windung je doppelter
Polteilung hat, hat die resultierende elektromotorische Kraft dementsprechend einen minimalen Wert. Da
damit auch die Induktanz jedes Wicklungsstranges gering ist, ist auch der Kommutationsstoß dementsprechend
klein und auch die erzeugte Induktionsspannung isl minimal. Wenn daher angenommen wird, daß eine
Länge eines elektromagnetischen Schienenspeiseabschnitls 500 m beträgt, ist die resultierende Spannung
für die gewellten Wicklungsstränge 10 kV.
Fig.5 ist eine Querschnittsansicht einer ersten
ίο Ausführungsform einer Schiene gemäß der Erfindung,
bei welcher die Ankerwicklung in vier Reihen unterteilt ist. Mit dem Bezugszeichen 1 sind Wellenwicklungsstränge
aus Kupfer oder Aluminium bezeichnet, von denen zwei untere rechte Reihen und zwei obere linke
is Reihen in ihren Querschnitten wiedergegeben sind. Ein
elektrischer Isolator 2, der aus Epoxyharz, Polyesterharz od. dg!, gebildet ist. füllt den Raum zwischen den
Wellenwicklungssträngen 1 aus und bildet Spulenzwischenlagenteile 8. Mit dem Bezugszeichen 3 ist eine
nicht leitende Abdeckung bzw. ein nicht leitender Überzug bezeichnet, der beispielsweise aus faserverstärktem
Kunststoff gebildet ist. Diese nicht leitende Abdeckung 3 überdeckt die Wellenwicklungsstränge 1
und den Isolator 2, und alle Teile sind zu einem einheitlichen Gebilde geformt. Die Ankerwicklung ist
andererseits mechanisch an einer Führungsbahn 7 über einen ortsfesten Träger 4 befestigt, der aus nicht
magnetischem Metall, beispielsweise aus Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet ist. Mit dem Bezugszeichen
5 sind Befestigungsbolzen, und mit dem Bezugszeichen 6 sind Sicherungs- bzw. Befestigungsbolzen
bezeichnet. Mit 16 ist die Feldanordnung bezeichnet, die an dem Zug angebracht ist und über der elektromagnetischen
Schiene 10 derart reitet, daß magnetische Flüsse quer zur Ankerspule erzeugt werden.
Wie oben beschrieben, ist die Erfindung für einen mittels eines thyristorgesteuerten Linearmotors angetriebenen
mit ultrahoher Geschwindigkeit fahrenden Zug bestimmt. Die Schiene ist dadurch charakterisiert,
daß alle Teile: eine Mehrzahl von gewellten Ankerspuien,
eine Abdeckung zum Abdecken oder überziehen der Ankerspulen und ein Träger zu einem einheitlichen
Gebilde geformt sind, und dadurch, daß das erhaltene einheitliche Gebilde über den Träger am Erdboden
befestigt ist Daher bietet eine elektromagnetische Schiene gemäß der Erfindung den Vorteil der
Verringerung der erzeugten Spannung, der leichten Ausführbarkeit des Isolierungsaufbaus und einer verbesserten
Güte der Isolierwirkung.
so Um die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Zuges zu steuern, muß die Frequenz der Gleichstromimpulse
gesteuert werden. Dies geschieht in den Frequenzwandlern, die einzelnen Speiseabschnitten an der Fahrlstrekke
zugeordnet sind. Dabei muß in jedem Speiseabschnitt eine Speiseleitung als Rückkehrweg für jeden Wellenwicklungsstrang
vorgesehen sein, der als Speisedurchgang wirkt. Bei einer elektromagnetischen Schiene
gemäß der Erfindung sind Paare von Wellenwicklungssträngen vorgesehen, und die beiden Wellenwicklungsstränge
werden als Speisedurchgang bzw. als Rückkehrdurchgang
benutzt, die gegeneinander um eine Polteilung versetzt sind, um die Antriebskraft in Wechselwirkung
mit der Feldanordnung zu erzeugen und eine extra Speiseleitung a!s P-ückkehrdurchgang fortlassen zu
können.
Eine derartige Ausführung einer Wicklung wird unter Bezugnahme auf Fig.6 beschrieben, in welcher die
Richtung des elektrischen Stromes durch die beiden
Wellenwicklungsslränge schaubildlich dargestellt ist. In
Fig.6 sind zwei Wellenwicklungsstränge 21 und 22 dargestellt, die um einen Abstand entsprechend einer
Teilung 23 zwischen sich in Längsrichtung versetzt angeordnet sind. Die Wellenwicklungsstränge 21 und 22
sind an dem vom Frequenzwandler entfernten Ende 24 des Sptiseabschnilts elektrisch miteinander verbunden.
Es sei bei einer solchen Anordnung angenommen, daß der Anschluß 25 sich auf höherem Potential als der
Anschluß 26 befindet. In diesem Fall fließt Strom in Richtung der in der Zeichnung wiedcrgegebencn Pfeile,
so daß die durch die benachbarten Seiten 27 und 28 der Wellenwicklungsstränge 21 und 22 fließenden Ströme in
gleicher Richtung fließen, so daß wirksam ein Magnetfeld erzeugt wird.
Die räumliche Verteilung des Magnetflusses des Wellenwicklungsstrangpaares gemäß Fig.6 ist in
F i g. / und 8 wiedergegeben, wobei in l· ι g. / die
Stromflußrichtung durch die Wicklungsleiter wiedergegeben ist und Fig.8 die räumliche Verteilung des
Magnetflusses zeigt, der aus dem Strom gemäß Fig. 7 erhalten ist.
In den Fig. 10a und 10b ist die räumliche Verteilung
des Magnetflusses zu erkennen, die erhalten wird, wenn zwei Wellenwicklungsstrangpaare gemäß Fig.6 in
gegenseitiger räumlicher Verschiebung angeordnet sind. F i g. 9 ist eine Draufsicht der elektromagnetischen
Schiene, Fig. I Oa zeigt die Magnetflußverteilung, wobei
das Wellenwicklungsstrangpaar No. C-I der Fig.9 erregt ist, und Fig. 10b zeigt die Magnetflußverteilung,
wenn das Wellenwicklungsstrangpaar No. C-I erregt ist. Wie aus einem Vergleich zwischen Fig. 10a und 10b
ersichtlich, ist das Magnetfeld gemäß Fig. 10b räumlich um eine halbe Spulenteilung voreilend. Auf diese Weise
wird ein kommulierter Strom aufeinanderfolgend jedem der Wellenwicklungsstrangpaare zugeführt, so
daß das fortschreitende Magnetfeld erzeugt wird, um in Wechselwirkung mit der Feldanordnung die Antriebskraft
zu erzeugen. Auch hier kann die Speiseleitung von der Energiequelle zum entfernt liegenden Ende des
c fftt.
riinerctrirm
gemäß F i g. 6 fortgelassen werden.
Um die Antriebskraft, die erhalten werden kann, so kontinuierlich und glatt wie möglich zu machen, muß die
elektromagnetische Schiene gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von We!Ienwickli!ng«trangnaarer! aufweisen,
die in der Fortbewegungsrichtung um eine Länge voneinander verschoben sind, die durch das Doppelte
einer Spulenieilung geteilt durch die Teilungszahl bestimmt ist. Da bei diesem Beispiel der Strom
aufeinanderfolgenden Wellenwicklungssträngen zugeführt wird, die unterschiedliche Lagen gegenüber der
Symmetrieebene des Luftspaltes der Feldanordnung haben, wird die Länge des unteren Teiles der
betreffenden Wellenwicklungsstränge, durch welche der Strom quer zum Magnetfluß der Feldausführung
fließt, den beiden Seitenpolen der Feldanordnung Schwebekraftkomponenten erteilen, die entsprechend
unausbalanciert sind, so daß ein unerwünschtes Drehmoment erzeugt wird, wodurch die Stabilität des
Fahrens des Zuges verschlechtert wird.
Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird durch eine Abwandlung einer Schiene gemäß der Erfindung
eine verbesserte Ausführung geschaffen, bei welcher .zwei parallele elektromagnetische Schienen auf dem
Erdboden verlegt sind, die Wellenwicklungsstränge haben. Eine der beiden elektromagnetischen Schienen
wird als Hinleiter verwendet, wohingegen die andere als
Rückleiter für den Strom verwendet wird, so daß sich die unerwünschten Drehkräfte, die sich aus den beiden
Schienen ergeben, gegeneinander aufheben.
Auch bei dieser elektromagnetischen Schiene ist keine besondere Speiseleitung für den Rückleiter
erforderlich. Bei diesem Beispiel können die beiden elektromagnetischen Schienen intern jeweils in eine
Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen unterteilt sein.
Dieses abgewandelte Konzept wird mit Bezug auf
jo Fig. 11 beschrieben. Die Bezugszeichen 10 und 10'
zeigen zwei ähnliche elektromagnetische Schienen an, die parallel zueinander angeordnet sind. Zwei Feldanordnungen
16 und 16'. die über den Schienen 10 bzw. 10' reiten, sind gemäß der Darstellung als eine einheitliche
Anordnung ausgeführt. Bei dieser Anordnung wird ein elektrischer Strom zugeführt, indem die eine der
Schienen als Speisedurchgang und die andere Schiene ais Rückkehrdurchgang verwendet wird. Die fviagnetfelder
der Feldanordnungen 16 und 16' sind in Richtung der Pfeile gerichtet, d. h. wie im unteren Teil der Fig. 11
zu sehen, in entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß werden Schwebekraft und Antriebskräfte gleicher
Richtung gleichzeitig den Anordnungen 16 und 16' erteilt. Die Wellenwicklungsstränge in den Schienen 10
und 10'haben die gleiche Teilung.
Bei dieser Ausführung und Anordnung haben daher die den Feldanordnungen 16 und 16' erteilten
Schwebekräfte die gleiche Intensität, so daß die unerwünschte Drehkraft auf Null zurückgeführt ist.
Es wird nunmehr auf Fig. 12a bis 12e Bezug genommen, gemäß welchen eine Ankerwicklung einer
einzigen elektromagnetischen Schiene in vier Wellenwicklungsstrangpaare unterteilt ist. Fig. 12c zeigt das
an der Feldanordnung wirksame Drehmoment in demjenigen Fall, in welchem die Ankerwicklung gemäß
Fig. 12a mit kommutiertem Strom gespeist wird. Fig. 12b zeigt den unteren Teil der Wellenwicklungsstränge,
der zwischen dem Nordpol und dem Südpol der Feldanordnung liegt. Die dem Nordpol und dem Südpol
.ic der Feldanordnung erteilten Schwebekräfte sind untersrhipHlirh
in Haß pin Drphmnmpnt in Richtung dp«;
Pfeiles M\ erzeugt wird, wie es in F i g. 12c dargestellt ist.
Wenn die Feldanordnung sich vorwärts bewegt, wird dieses Drehmoment abwechselnd erzeugt und ver-
M- schlechten die Fahrstabilität des Zuges. In F i g. 12b sind
mit unterbrochenen Linien die unteren Teile der Wellenwicklungsstränge dargestellt, die keinen Strom
führen.
Fig. 12d und 12e zeigen jeweils das Verhältnis mit
50> der Feldanordnung und dem Drehmoment in demjenigen
Fall, in welchem die beiden anderen Wellenwicklungsstränge mit Strom gespeist werden. Bei diesem
Beispiel ist die Anordnung der unteren Teile der stromführenden Wellenwicklungsstränge ebenfalls
asymmetrisch, so daß die Schwebekräfte, die dem Nordpol und dem Südpol erteilt werden, voneinander
verschieden sind, so daß das Drehmoment erzeugt wird. Dieses Drehmoment ist in Fig. 12e durch den Pfeil Λβ
dargestellt, und es erscheint während des Fahrens des Zuges alternierend.
Um die Erzeugung des abwechselnden Drehmomentes in der Feldanordnung zu verhindern und dementsprechend
die Fahrstabilität des Zuges zu verbessern, wird gemäß der Erfindung ein abgewandeltes Konzept
vorgeschlagen, bei welchem eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen in der elektromagnetischen
Schiene mit Bezug auf die Längsrichtung der Schiene bzw. mit Bezug auf die Vorbewegungsrichtung des
Zuges symmetrisch angeordnet sind. Das heißt, eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen ist weiter in
zwei Abschnitte eingeteilt, so daß die Länge der unteren Abschnitte jedes Wellenwicklungsstranges, die mit
einem quer zum Magnetfluß der Feldanordnurig gerichteten Strom gespeist werden, symmetrisch angeordnet
sein kernen. Auch können sie in bezug auf die
Fortbewegungsrichtung des Zuges symmetrisch angeordnet sein und elektrisch miteinander parallel
geschaltet werden. Dieses Konzept bzw. eine solche Ausführungsform wird nachstehend anhand Fig. 13
erläutert.
In Fig. 13 ist eine Anzahl der waagerechten Anordnung der Wellenwicklungsstrangpaare dargestellt,
um ihre unteren Teile wiederzugeben, die zwischen den Magnetpolen der Feldanordnung liegen.
Wie dargestellt, sind acht Wellenwicklungsstrangpaare 501, 502, 503, 504, 501', 502', 503' und 504' vorgesehen,
und je zwei Wellenwicklungsstrangpaare 501 und 50Γ, 502 und 502', 503 und 503' und 504 und 504' sind so
ingeordnet, daß ihre unteren Enden parallel und symmetrisch liegen, und die entsprechenden Wellenwicklungsstränge
sind elektrisch parallel miteinander verbunden. Die dadurch bedingten symmetrischen
Verhältnisse zwischen den Wicklungsstrangpaaren werden mit dem Vorbewegen der Feldanordrmng
niemals geändert. Als Ergebnis sind die den beiden Polen der Feldanordnung erteilten Schwebekräfte
ebenfalls symmetrisch, so daß die Erzeugung des abwechselnden Drehmomentes beseitigt ist, welches die
Fahrstabilität des Zuges verschlechtern könnte. Da weiterhin die der elektromagnetischen Schiene erteilte
Reaktion ebenfalls symmetrisch wird, wird die Schiene dem resultierenden Biegemoment nicht unterworfen, so
daß sie von sich daraus möglicherweise ergebenden Beschädigungen frei ist.
Mit Bezug auf die Durchführbarkeit der Schwebung und in bezug auf Beschleunigung und Verzögerung
sollte das Zugkörpergewicht so klein wie möglich sein. Um in diesem Zusammenhang das Gewicht der
Feldanordnung zu verringern, die an dem Zugkörper angebracht werden soii, muß die Dicke der Schiene
klein sein, so daß der Spalt zwischen den beiden Polen der Feldanordnung schmal gemacht werden kann, um
die Feldanordnung leichter zu machen. In Verbindung mit der Dicke der elektromagnetischen Schiene ist
daran zu erinnern, daß ein Hauptproblem darin besteht, daß die Dicke durch das teilweise Überlappen der
Vielzahl von Weüenwicklungssträngen gemäß vorstehender
Beschreibung notwendigerweise vergrößert wird. Im Hinblick auf dieses Problem ist gefunden
worden, daß durch die nachstehend beschriebene Ausführung dieses besondere Problem gelöst wird. Bei
dieser Ausführung umfaßt die elektromagnetische Schiene eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen,
bei denen zwei Wellenwicklungsstränge, die mit einem Intervall oder Abstand entsprechend einer Spulenteilung
angeordnet sind, hinsichtlich ihrer senkrechten Wicklungsleiter einander überlappend angeordnet sind.
Genauer gesagt, ist jeder der Wellenwicklungsstränge
so ausgeführt, daß ihre senkrechten Wicklungsleiter verbreitert sind derart, daß ihre Dicke kleiner als die
Hälfte der Dicke ihrer waagerechten Wicklungsleiter ist. Jeder der senkrechten Wicklungsleiter ist an einem
der senkrechten V/ickiungsieiter eines anderen Welfenwicklungsstranges
befestigt und zwar über elektrisch isolierendes Material. Es können daher ohne unerwünschte
Erhöhung der Stromdichte der Wicklungsleiter eine Schwetjekrafl und eine Antriebskraft mit
ähnlichem Wert einer elektromagnetischen Schiene mit der gleichen Anzahl von Wellenwicklungssträngen
erhalten werden, obwohl die Gesamtdicke dieser Schiene auf die Hälfte der Gesamtdicke der nicht
abgewandelten Schiene verkleinert werden kann (Fig. 16 und 16b).
Es wird auf F i g. 14 Bezug genommen, in welcher eine zusammengesetzte Wicklungsstranganordnung, die eine
elektromagnetische Schiene bildet, in einer auseinandergezogenen Weise dargestellt ist. Fs sind vier
Wellenwicklungsstränge dargestellt. Die Wellenwicklungsstränge 101,102,103 und 104 überlappen einander
in der dargestellten Weise. Wenn bei diesem Beispiel
is jeweils die Wicklungsstränge 101 und 103 sowie 102 und
104 für die Anordnung kombiniert werden (Fig. 15), dann überlappen bei den Wellenwicklungsstrangpaaren
101 und 103 sowie 102 und 104 jeweils ihre senkrechten Wicklungsleiter C einander. Die schaubildliche Ansicht
dieser Anordnung ist in Fig. 16a gegeben. Wie aus dieser Figur ersichtlich, beträgt, da bei den beiden
Wellenwicklungssträngen 101 und 103 ihre gewellten Wicklungsleiter /und m einander an ihren betreffenden
senkrechten Seiten nund «'überlappen, dieGesamtdikke
des Wellenwicklungsstrangpaares das Zweifache der Dicke ί der betreffenden Wellenwicklungsstränge /und
hi.
Diese Gesamtdicke des Wellenwicklungsstrangpaares kann gemäß dem vorgenannten Vorschlag verringert
werden, wie es in Verbindung mit Fig. 16b beschrieben wird. Wie dargestellt, weisen zwei Wellenwicklungsstränge
101 und 103 gewellte Wicklungsleiter / und m auf. Wie beschrieben, haben die senkrechten
Wicklungsleiter η und n' eine Dicke entsprechend der Hälfte der Dicke der waagerechten Wicklungsleiter Λ
und Λ', die dadurch gebildet sind, daß die senkrechten Wicklungsleiter η und n'so ausgedehnt sind, so daß ihre
Breite das Zweifache der Breite der waagerechten Wicklungsleiter Λ und h'beträgt. Die Wellenwicklungsstränge
101 und 103 sind derart befestigt, daß die senkrechten Wicklungsleiter zueinander angepaßt sind,
iiiileiii elektrisch isuiieienues material e zwischen sie
eingesetzt wird, so daß die Gesamtdicke der zusammengepaßten senkrechten Wicklungsleiter gerade so groß
ist wie die Breite des waagerechten Wicklungsleiters.
Bei dieser Ausführung gemäß der Erfindung ändert sich die Stromdichte niemals, da die wesentliche
Querschnittsfläche des Wicklungsleiterstranges nicht verklcincri wird, obwohl die Dicke άε- elektrornagnetisehen
Schiene selbst auf die Hälfte der Dicke einer Schiene nach Fig. 16a verringert ist. Als Ergebnis wird
die Joule'sche Wärme nicht erhöht, so daß großer Temperaturanstieg in der elektromagnetischen Schiene
nicht auftritt. Demgemäß kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Spalt zwischen den beiden Polen der
Feldanordnung schmaler gemacht werden, so daß demgemäß die Feldanordnung selbst schmaler und
leichter gemacht werden kann, ohne daß sich eine bemerkenswerte Temperaturerhöhung oder eine beträchtliche
Verringerung der Schwebekraft ergibt.
Um eine Schwebekraft und eine Antriebskraft zu erhalten, die zum Vorbewegen eines Zuges ausreichend
sind, der ein Gewicht von 30 Tonnen je Wagen hat, ist es andererseits notwendig, die Amperewindungszahi der
es Ankerwicklung am Erdboden auf einen Wert von 80 000
zu bringen und einen Strom mit einer hohen Stromdichte in der Größenordnung von 15 A/mm2
durch die Wicklungsleiter hindurchzuführen, sowie die
Feiclanordnung an dem Zug so auszulegen, daß sie einen
Magnetfluß von einer Dichte von 0,8 T erzeugt. Mit einer solch hohen Stromdichte ist der Temperaturanstieg
beträchtlich. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß ein Zug einer Länge von 300 Meter mit einer
Geschwindigkeit von 500 km je Stunde 5,7 Sekunden auf einer elektromagnetischen Schiene fährt, erreicht
der Temperaturanstieg der Ankerwicklung nahezu etwa 50°C, und er erreicht während des Anfahrvorganges
nahe von Stationen, wenn ein Zug auf einer elektromagnetischen Schiene etwa 45 Sekunden ist, einen Wert
von etwa 4500C.
Ein solch übermäßiger Temperaturanstieg verschlechtert udcr beschädigt die elektrische Isolation der
elektromagnetischen Schiene beträchtlich, oder er führt zu einer starken Verformung der Wicklungsleiter
während des Anfahrvorganges des Zuges. Demgemäß ist es außerordentlich erwünscht, eine wirksame
Einrichtung zum Aufzehren bzw. Verteilen oder Ableiten der in der elektromagnetischen Schiene
erzeugten Wärme zu schaffen. Für diesen Zweck umfaßt die Wärmeabführeinrichtung Metallstreifen, die in
einem Raum, der von den drei Seiten der Ankerwicklung umgeben ist, derart angeordnet sind, daß sie sich in
Berührung mit den Wicklungsleitern befinden oder mit diesen verbunden werden können, um durch sie
hindurch die erzeugte Wärme abzuführen.
Eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Einrichtung erfolgt an Hand Fig. 17, gemäß welcher
wärmeleitende Metallstreifen 29 und Isolierstücke 30 in der Gestalt von Kammzähnen abwechselnd in einem
Raum 31 angeordnet sind, der von den drei Seiten a, b
und cdes Wellenwicklungsstranges 1 umgeben ist.
Die Metallstreifen 29 sind aus einem Wärme gut leitenden Metall wie Kupfer, Aluminium oder einer
ihrer Legierungen gebildet, und sie können mit den Wicklungsleitern des Wellenwicklungsstranges 1, die
aus Kupfer, Aluminium od. dgl. gebildet sind, einheitlich oder einstückig gebildet werden, indem sie in Berührung
mit diesen gebildet oder angeordnet werden oder indem *o
sie an den Wicklungsleitern mittels Verschweißung oder
isolierstücke 30 sind andererseits aus einem Isoliermaterial wie Harz oder Kautschuk gebildet, und sie sind
zwischen jeweils zwei benachbarten Metallstreifen 29 angeordnet oder im geschmolzenen Zustand zwischen
diese eingefüllt. Die Isolierstücke 30 isolieren und verstärken die Metallstreifen 29 und sie verhindern, daß
elektrischer Strom, der durch den Wellenwicklungsstrang 1 fließt, in die Metallstreifen 29 fließt, so daß
Wirbelstromverluste zufolge des Magnetflusses der Feldanordnung an dem Zug minimiert sind. Mit Bezug
auf die sich ergebenden Wirkungen der Metallstreifen 29 haben Untersuchungen gezeigt, daß die beschriebene
Ausführungsform eine dreifache Wärmekapazität und eine drei mal so große Wärmeaufzehrungsfläche im
Vergleich mit Wellenwicklungssträngen ohne solche Metallstreifen haben kann. Es ist weiterhin gefunden
worden, daß mit diesen Metallstreifen der Temperaturanstieg während des Anfahrvorganges unter den
gleichen Fahrbedingungen auf etwa 1000C verringert wird.
Eine andere, jedoch ähnliche Ausführungsform der Wärmeabführeinrichtung zeigt Fig. 18, in welcher
hohle Teile 33 in Leitern 32 mit karnrnzahnförmiger ss
Gestalt gebildet sind.
Bei einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung, die hoher Spannung und hohem Temperaturanstieg
unterworfen ist, ist den Verbindungsteilen und den Anschlußteilen für die Ankerwicklung besondere
Aufmerksamkeit zu widmen.
Solche Verbindungsteile und Anschlußteile müssen der oben genannten Wärmeausdehnung und W&rmezusammenziehung
und einer Verschlechterung des Wirkungsgrades widerstehen und sie müssen die Herstellung
und Wartung der elektromagnetischen Schiene am Anwendungsort ermöglichen. Für diesen Zweck wird
eine solche Ausführung gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
bei der der herausgeführte Teil der Wellenwicklungsstränge mit dem Hauptkörper der Schiene an
deren unterem Teil zu einem einheitlichen Gebilde geformt ist.
In den Fig. 19 und 20 sind Endverbindungsteile und Anschlußteile dargestellt, wobei für Teile, die Teilen
gemäß Fig.5 entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet sind. In F i g. 19a ist mit 34 ein herausgeführter
Teil bezeichnet, der an den Enden der elektromagnetischen Schiene 10 zu einem einstückigen Gebilde mit
dieser geformt ist. Die Wellenwicklungsstränge 1 sind nach unten herausgeführt, wobei ihre Außenflächen mit
dem Isolierüberzug abgedeckt bleiben, und sie sind am Anschluß 35 zur Außenseite freigelegt. Dieser untere
Anschlußteil 35 hat, wie dargestellt, ausreichende Erstreckung oder Verlängerung, um zwischen den
freiliegenden Leitern genug Raum zu schaffen, um den dazwischen liegenden hohen Spannungen widerstehen
zu können.
Es wird nunmehr auf Fig. 19b Bezug genommen, gemäß welcher der herausgeführe Teil gemäß Fig. 19a
dazu verwendet wird. Verbindung zwischen benachbarten elektromagnetischen Schienen zu schaffen. Die
Anschiußteile 35 sind zwischen den Endleitern der Wellenwicklungsstränge 1 unter Verwendung eines
biegsamen Leiters 38 miteinander verbunden, und alle Teile sind in einem Verbindungskanal 37 angebracht.
Der biegsame Leiter 38 ist mit einem Isoliermaterial überzogen, und zwar in ähnlicher Weise, wie die
Wellenwicklungsstränge 1. Mit 36 ist ein Spielraum bezeichnet, der in dem Verbindungsteil zwischen den
c-u: u:u_.
Dieser Spielraum 36 nimmt mögliche Wärmepjsdehnung
und Wärmezusammenziehung des Hauptkörpers der elektromagnetischen Schiene auf.
Eine andere, jedoch ähnliche Ausführungsform wird anhand F i g. 20 beschrieben. Gemäß F i g. 20a ist der
Wellenwicklungsstrang 1 aus den beiden unteren Enden der elektromagnetischen Schiene 10 herausgeführt, und
auf diese Weise sind die herausgeführten Teile 34, die zusammen mit der elektromagnetischen Schiene 10 zu
einem einstückigen Gebilde geformt sind, in zwei Teile getrennt. Die Art der Verbindung und der Abdeckung
bzw. des Oberziehens der beiden elektromagnetischen Schienen ist der Art gemäß F i g. 19 ähnlich, so daß eine
wiederholte Beschreibung mit Angabe der sich daraus ergebenden Wirkungen hier fortgelassen ist
Eine andere Ausführungsform der elektromagnetischen Schiene, bei welcher nicht nur der Anschlußvorgang
der Wellenwicklungsstränge, sondern auch Inspektion und Wartung der Schiene erleichtert sind, wird
in Verbindung mit F i g. 21 beschrieben, in welcher ein hohler kastenartiger Träger dargestellt ist Der Träger
43 hat die Gestalt eines hohlen Kastens, der aus Beton oder nicht magnetischem Metal! hergestellt ist und eine
öffnung 44 aufweist, die sich an der oberen Fläche mit
vorbestimmter Breite in Längsrichtung erstreckt Auf den beiden Seiten der Öffnung 44 befinden sich zwei
aufrechtstehende Tragplatten 45, die sich ebenfalls in Längsrichtung erstrecken, um eine elektromagnetische
Schiene 42 zwischen sich festzuklemmen. Wenn die elektromagnetische Schiene 42 durch die gegenüberliegenden
Tragplatten 45 auf diese Weise festgeklemmt ist, steht ein Anschlußteil 47 der Wellenwicklungsstränge 1
nach unten ins Innere des hohlen rechteckigen Kastenkörpers 46 durch die Öffnung 44 hindurch vor.
Als Ergebnis kann leichter Zugang zur Innenseite des Kastenkörpers 46 für den Verbindungsvorgang oder
Anschlußvorgang der Leiter, für Inspektion und Wartung des Verbindungsteiles und für Austausch der
jlektromagnetischen Schienen erhalten werden.
Wenn es beabsichtigt ist, die Wellenwicklungsstränge
elektromagnetischer Schienen miteinander zu verbinden, nacnaem sie zu einem einstückigen Gebilde
geformt worden sind, werden ihre Verbindungsanschlüsse, die eine vorbestimmte Länge haben, die so
berechnet ist, daß ein vorbestimmter Wert an spezifischem Kontaktwiderstand erhalten wird, überlappt
und später unter Verwendung von Bolzen in der gleichen Weise, wie bei gewöhnlichem Sammelscbienenanschluß
verfahren wird, befestigt. Bei einem abgewandelten Verfahren werden die Verbindungsanschlüsse
schräg geschnitten, so daß sie für nachfolgendes Hartlöten mit einer Silberlegierung aneinander
anliegen.
Da andererseits die Feldanordnung, die einen vorbestimmten Spielraum zwischen ihren Polabschnitten
hat. so angeordnet ist. daß sie auf der elektromagnetischen Schiene in dem thyristorgesteuerten Linearmotor
reitet bzw. diese übergreift, ist es nicht zulässig, durch Leiterverbindungen die Dicke der elektromagnetischen
Schiene über einen vorbestimmten Wert hinaus zu vergrößern. Da weiterhin Isoliermaterial in den
Raum zwischen zwei benachbarten oder anschließenden Wellenwicklungssträngen in der elektromagnetischen
Schiene eingesetzt ist. erfordert das Hartlöten mittels einer Silberlegierung od. dgl. die Erhitzung der
Leiter auf eine hohe Temperatur, so daß das Hartlöten nicht als ein geeignetes Verfahren angesehen wird, weil
di«: übermäßige Erhitzung des Isoliermaterials zu einer Verschlechterung durch Wärme führt.
Es wird nunmehr auf Fig. 22 Bezug genommen, in
welcher die Teilung einer Ankerwicklung und der Phasenunterschied zwischen den Wellenwicklungssträngen
der Ankerwicklung dargestellt sind, wenn Wellenwicklungsstränge mit einer Wellung rechteckiger
Gestalt in zehn Reihen 1 bis 10 angeordnet sind. Wie dargestellt, ist der Wellenwicklungsstrang 1 aus
Spulenseiten Γ, 1": der Wellenwicklungsstrang 2 aus Spulenseilen 2', 2",... und der Wellenwick'lungsstrang
10 aus Spulenseiten 10', 10" zusammengesetzt. Belref
fende Spulenseiten des (n/2 + l)-ten Wellenwicklungsstranges
sind an Stellen entsprechend den Spalten zwischen betreffenden Spulenseiten des ersten Wellenwicklungsstranges
angeordnet. Die betreffenden WeI-lenwicklungsstränge sind so angeordnet, daß ihre
Spulenebenen senkrecht liegen und daß die obere oder untere waagerechte Seile miteinander fluchten. In den
Wellenwicklungssträngen sind weiterhin diejenigen Spulenseiten, die keine entsprechenden Seiten der
benachbarten Spulenanordnungen mit Bezug auf die zur Spulenebene senkrechte Richtung haben, gemäß
F i g. 22 so dargestellt, daß sie den χ Teilen entsprechen,
welche die senkrechten kürzeren Seiten der betreffenden Spule sind (gemäß der Darstellung haben sie die
Länge eJL
Wie aus vorstehender Erläuterung verständlich, ist gefunden worden, daß die senkrechten kürzeren Seiten
der betreffenden Wellenwicklungsstränge nur bei einer Ausführung, wie sie in Fig.22 gezeigt ist, von den
Raumbegrenzungen derjenigen benachbarter Wellenwicklungsstränge frei gemacht werden können. Wird
dies berücksichtigt, kann eine neuartige Ausführung vorgeschlagen werden, bei welcher die Verbindungsteile
benachbarter Wellenwidclungsstränge an den senkrechten
kürzeren Seilen .ingeordnet sind. Für diesen Zweck sind die Verbindungsteile, die während des
Verbindungsvorgangeü einander überlappen, derart
verlängert, daß· sie eine Dicke gleich oder kleiner als der
halben Dicke der übrigen Seiten haben. Danach werden die miteinander zu verbindenden besonderen Teile
mittels Bolzen oder Nieten miteinander verbunden, die aus nicht magnetischem Metall gebildet sind, oder sie
werden durch ein anderes geeignetes Verfahren so miteinander verbunden, daß die wirksame Querschnitlsfläche
der gesamten verbundenen Teile aufrechterhalten werden kann, so daß elektrische Äquivalenz
gewährleistet ist. Obwohl weiterhin die Kopfteile der Bolzen oder Nieten einen Vorsprung in der zu den
Spulenebenen normalen Richtung bilden, haben die miteinander verbundenen Teile, an denen die Bolzen
oder Nieten befestigt sind, keine Hindernisse wie z. B. die Spulenseite einer anderen Spulenanordnung in der
oben genannten Richtung. Diese Ausführung und Anordnung liefert genügend Raum für die Kopfteile, so
daß die Ausführung der Verbindung in der Fabrik oder am Anwendungsort bemerkenswert erleichtert ist.
Ein vorteilhaftes Verbindungsverfahren wird nachstehend
an Hand der F i g. 23 bis 25 beschrieben.
In F i g. 24 sind die Anschlußenden eines Wellenwicklungsstranges 201 an der senkrechten kürzeren Seite
derart verlängert, daß sie eine Dicke gleich oder kleiner
als die Dicke der verbleibenden Seite des Wicklungsstranges 201 haben. Diese Verlängerung wird auch an
dem anderen Wellenwicklungsstrang 202 geschaffen.
4"» wonach eine Überlappung an dem Wellenwicklungsstrang
201 zwecks Verbindung erfolgt. Wie aus F ι g. 23b ersichtlich, hat der Wicklungsleiter daher gleichmäßige
Dicke und Höhe selbst an der Stelle der Verbindung.
Wie aus F ι g. 24 ersichtlich, sind bei den Wicklungsieiso
tern D. D und D", welche die auf diese Weise
ausgeführten Verbindungen haben, die senkrechten kürzeren Seilen 301, 302 und 303 von der Außenseite
frei zugänglich ohne Störung mit denjenigen benachbarter Wicklungsleiter D'. D und D". Auf diese Weise kann
der Verbindungsvorgang bemerkenswert vereinfacht werden.
Wie in Fig. 25 dargestellt, ergibt sich, wenn es
beabsichtigt ist. die senkrechte kürzere Seite 302 festzulegen, kein Hindernis für das Vorragen des
Kopfteiles des Bolzens 51 durch die senkrechten kürzeren Seiten 301 und 303 der benachbarten
Wicklungsleiler D'und D"Und durch die waagerechten
Seilen 402.
Hierzu 11 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotor zum Antreiben eines Zuges
mit einer Feldanordnung, die am Zug angebracht ist, und einer in der elektromagnetischen Schiene
befindlichen Ankerwicklung, deren Wicklungsdemente in Fahrtrichtung ausgerichtet und senkrecht
stehend auf einem ortsfesten Träger angeordnet sind, wobei der den Wicklungselementen in Form
von Gleichstromimpulsen zugeführte Strom in der Weise in Übereinstimmung mit der Zugbewegung
gesteuert wird, daß die Wicklungsleiter in Verbindung mit der die Schiene von beiden Seiten her
umfassenden Feldanordnung dem Zug sowohl eine Antriebskraft als auch eine Schwebekraft erteilen,
dadurch gekennzeichnet, daß als Widclungselemente
N Paare von mit Gleiehstromimpulien gespeisten Wellenwicklungssträngen vorgesehen
sind, wobei die beiden Wicklungsstränge (21,22) eines Paares als Hin- und Rückleitung für den
Impulsstrom geschaltet und gegeneinander um eine Polteilung (23) versetzt sind und wobei die
Wicklungsstrangpaare (1-1,1-2... 1-10) untereinander
um 1/ /V Polteilung versetzt sind.
2. Elektromagnetische Schiert.: nach Anspruch 1
mit zwei zueinander parallel angeordneten Schienenhälften, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwicklungsstrange
der einen Schienenhälfte (10) als Hinleiter und die der anderen Schienenhälfte JO
(10') als Rückle.ter geschaltet sind (F i g. 11).
3. Elektromagnetische Schiel . nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet., daß die senkrechten
Wicklungsleiter der Wellenwick' .ngsstränge etwa die halbe Breite im Verhältnis zu der Breite der «
waagerechten Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge unter Beibehaltung des Stromdurch-Irittsquerschnitts
aufweisen, und daß zwei Welknwicklungsstränge (101, 103) mit sich überlappenden
fenkrechten Wicklungsleitern zu einer Schiene «er Breite eines Wellenwicklungsstranges zusammen{;eietztsind(Fig.
16b).
4. Elektromagnetische Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3. gekennzeichnet durch an den
Wicklungsleitern angebrachte Kühlmetallstreifen, die in den freien Raum innerhalb der Wellenwindungen
ragen(Fig. 17 und 18).
5. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsstellen
innerhalb der Wellenwicklungsstränge (201, 202) an dem senkrechten Wicklungsleiter einen Teil mit
etwa halber Dicke des sonstigen Wicklungsleitcrijuerschnittes
aufweisen und daß die Wellenwicklungsstränge so zusammengesetzt sind, daß die lenkrechten Wicklungsleiter von außen frei zugang- r>5
Kch sind (F ig. 24 bis 26).
6. Elektromagnetische Schiene nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die
Leiter eines Schienenstücks nach unten ausgeführt ausgebildet sind und Endverbindungsteile (34,35,417)
aufweisen.
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2337930C3 true DE2337930C3 (de) | 1979-11-22 |
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DE2337930A Expired DE2337930C3 (de) | 1972-07-27 | 1973-07-26 | Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors zum Antreiben eines Zuges |
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DE (2) | DE2337930C3 (de) |
FR (1) | FR2195107B1 (de) |
GB (1) | GB1441818A (de) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1529727A (en) * | 1974-11-22 | 1978-10-25 | Gauting Gmbh Apparatebau | Device for exerting a restoring force |
DE2455911C2 (de) * | 1974-11-26 | 1986-04-03 | Götz Dipl.-Phys. 8130 Starnberg Heidelberg | Synchroner Linearmotor für den Antrieb von Transportmitteln |
NL163075C (nl) * | 1976-07-12 | 1980-07-15 | Gils Adrianus Van | Gelamineerde wikkeling voor elektrische machines. |
SU624807A1 (ru) * | 1976-07-12 | 1978-09-25 | Физико-Энергетический Институт Академии Наук Латвийской Сср | Путевой устройство дл высокоскоростного наземного транспорта с электродинамическим подвешиванием и линейным синхронным двигателем |
DE2721905C2 (de) * | 1977-05-14 | 1986-02-20 | Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen | Verfahren zur Herstellung einer dreiphasigen Wechselstrom-Wicklung für einen Linearmotor |
US5605100A (en) * | 1990-10-23 | 1997-02-25 | American Magley Technology Of Florida, Inc. | Propulsion system for a magnetically movable vehicle |
US5282424A (en) * | 1991-11-18 | 1994-02-01 | Neill Gerard K O | High speed transport system |
US5184557A (en) * | 1991-12-10 | 1993-02-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Expansion joint for guideway for magnetic levitation transportation system |
US5586504A (en) * | 1995-05-11 | 1996-12-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Dual-keel electrodynamic maglev system |
DE19756575B4 (de) * | 1997-12-18 | 2009-08-13 | Siemens Ag | Elektromotor |
WO2003008225A1 (de) * | 2001-07-12 | 2003-01-30 | Herbert Weh | Integrierte magnetschwebeanordnung |
US6965183B2 (en) * | 2003-05-27 | 2005-11-15 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Architecture for electric machine |
KR20060079250A (ko) * | 2004-03-12 | 2006-07-05 | 니텍 가부시끼가이샤 | 구형파형 도선을 이용한 모터 |
DE102004015096A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-10-13 | Thyssenkrupp Transrapid Gmbh | Vorrichtung zum Verbinden des Mantels einer elektrischen Wicklung mit einer Erdungsleitung und damit ausgerüstete Magnetschwebebahn |
CN101253673B (zh) | 2005-08-29 | 2011-08-31 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有悬浮和横向力能力的无铁芯磁性直线马达 |
GB0617989D0 (en) * | 2006-09-13 | 2006-10-18 | Denne Phillip R M | Improvements in electrical machines |
US7963228B2 (en) | 2007-03-13 | 2011-06-21 | Sandor Wayne Shapery | Magnetic suspension system with integrable propulsion |
GB0801256D0 (en) * | 2008-01-24 | 2008-02-27 | Denne Phillip R M | Improvements in electrical machines |
RU2520827C2 (ru) * | 2009-03-26 | 2014-06-27 | Сэндор Уэйн ШЕЙПЕРИ | Способ и система для транспортировки с использованием магнитной опоры |
WO2011074894A2 (ko) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | 한국과학기술원 | 모듈화된 전기자동차용 급전장치 및 급전선 배치방법 |
US8850989B2 (en) | 2010-12-03 | 2014-10-07 | Sandor Wayne Shapery | Magnetic levitation assembly |
US8820246B2 (en) | 2011-12-16 | 2014-09-02 | Sandor Wayne Shapery | Method and system for transportation using a rail structure |
KR101372426B1 (ko) * | 2012-10-04 | 2014-03-13 | 한국철도기술연구원 | 2상2열 리니어 펄스 모터 추진시스템 |
US10549855B2 (en) * | 2017-06-26 | 2020-02-04 | Marian Zdzislaw Augustyniak | Airliner overhead meals delivery |
PL240423B1 (pl) * | 2019-02-07 | 2022-04-04 | Hyper Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Sposób wytwarzania uzwojenia silnika liniowego |
US11469025B2 (en) * | 2019-12-12 | 2022-10-11 | Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc | Electromagnetic propulsion system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1553871A (de) * | 1967-11-17 | 1969-01-17 | ||
GB1200591A (en) * | 1969-07-30 | 1970-07-29 | Benjamin Demidoff | Track-guided vehicle systems adapted for synchronised remote control |
JPS4820215B1 (de) * | 1969-09-11 | 1973-06-19 | ||
FR2098210B1 (de) * | 1970-07-07 | 1973-06-29 | Japan National Railway | |
US3806782A (en) * | 1972-04-21 | 1974-04-23 | Sumitomo Electric Industries | Electromagnetic rail for driving liner motor and method of construction thereof |
-
1973
- 1973-07-26 US US383017A patent/US3924537A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-07-26 DE DE2337930A patent/DE2337930C3/de not_active Expired
- 1973-07-26 DE DE2365964A patent/DE2365964A1/de active Pending
- 1973-07-27 GB GB3599273A patent/GB1441818A/en not_active Expired
- 1973-07-27 FR FR7327724A patent/FR2195107B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1441818A (en) | 1976-07-07 |
US3924537A (en) | 1975-12-09 |
FR2195107A1 (de) | 1974-03-01 |
FR2195107B1 (de) | 1976-11-12 |
DE2337930A1 (de) | 1974-02-07 |
DE2337930B2 (de) | 1979-04-12 |
DE2365964A1 (de) | 1977-04-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OI | Miscellaneous see part 1 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |