DE2939004A1

DE2939004A1 - Synchroner linearmotor

Info

Publication number: DE2939004A1
Application number: DE19792939004
Authority: DE
Inventors: John Philip Dr. 8510 Fürth Gibson; Claus Peter Dipl.-Ing. 8550 Forchheim Parsch
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-04-09

Description

Synchroner Linearmotor
(Zusatz zu P 28 42 099.7 - VPA 78 P 3203) Die vorliegende Erfindung betrifft einen synchronen Linearmotor, insbesondere Langstatormotor, dessen Erregereinrichtung als bewegter Translator ausgebildet und auf einem fahrweggebundenen Fahrzeug angeordnet ist und dessen Wanderfeldwicklung in entlang der Trasse mäanderförmig verlegte Schaltabschnitte unterteilt ist, die jeweils von einer ortsfesten steuerbaren statischen Umrichteranordnung gespeist sind, wobei die Stromschienen der Wanderfeldwicklung als Leiterbänder mit mehreren Einzelleitern ausgebildet sind (DE-OS 26 56 389).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ttbergangsstellen zwischen den Schaltabschnitten der Wanderfedwicklung derart auszubilden, daß beim überfahren der Trennstellen die Unsymmetrien fUr die Stromregelung die Umrichteranordnung verringert werden und ein guter Fahrkomfort gewahrleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Schaltabschnittwechsel die Einzelleiter der Leiterbänder nacheinander derart ausgetauscht weiden, daß in Absenden, die einem ganzzahligen Vielfachen einer Polteilung entsprechen, jeweils ein Einzelleiter des einen Schaltabschnittes herausgeführt und ein Einzelleiter des nächsten Schaltabschnittes eingeschleift wird.
Durch den erfindungsgemäßen überlappenden übergang zwischen den Schaltabschnitten der Wanderfeldiwcklung wird der Abfall der Hauptfeldspannung im verlassenen Schaltabschnitt und der Anstieg der Hauptfeldspannung im nächstfolgenden Schaltabschnitt verzögert. Abrupte Belastungsänderungen werden für die die Schaltabschnitte speisenden Umrichteranordnungen vermieden. Die den einzelnen Umrichteranordnungen zugeordneten Stromregelungen können den Strom in den aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten der Wanderfeldwicklung annähernd konstant halten. Der übergang des Fahrzeuges von einem Schaltabschnitt in den nächsten erfolgt so weich, daß der Fahrkomfort nicht beeinträchtigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: FIG 1 eine schematisch dargestellte übergangsstelle zwischen den Schaltabschnitten einer Phase einer Wanderfeldwicklung, deren in Einzelleiter aufgelöste Stromschienen elektrisch parallel geschaltet sind, FIG 2 eine schematisch dargestellte Ubergangsstelle zwischen den Schaltabschnitten einer Phase einer Wanderfeldwicklung, deren in Einzelleiter aufgelöste Stromschienen elektrisch in Serie geschaltet sind.
In FIG 1 ist die U1)errrangs3tclle: wischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten einer Phase einer mehrphasigen Wanderfeldwicklung für einen synchronen ei senlosen Linearmotor dargestellt. Zur besseren Veranschaulichung sind die Einzelleiter des linken Schaltabschnittes der Wanderfeldwicklung mit durchgezogenen Linien und die Einzelleiter des rechten Schaltabschnittes der Wanderfeldwicklung mit strichlierten Linien dargestellt.
Es wird angenommen, daß sich das Fahrzeug von links nach rechts bewegt. Im allgemeinen ist eine derartige Wanderfeldwicklung dreiphasig ausführt. Zur einfacheren Darstellung ist lediglich die Phase R der Wanderfeldwicklung dargestellt.
Bei der dargestellten Wanderfeldwicklung sind die Stromschienen als Leiterbänder mit jeweils vier Einzelleitern ausgebildet, die nebeneinander auf der Trasse verlegt und elektrisch parallel geschaltet sind. Jeder Schaltabschnitt wird von einer ihm zugeordneten Umrichteranordnung nit Wechselstrorn von einstellbarer Frequenz, Phasenlage und Stromstärke gespeist. Dem linken Schaltabschnitt der Phase R, dessen Stromschienen aus den Einzelleitern R11, R12, R13, R14 aufgebaut ist, ist die Umrichteranordnung UR1 zu;eordnet. Dem rechten Schaltabschnitt, dessen Stromschienen aus den Einzelleitern R21, R22, R23, R24 aufgebaut ist, ist die Umrichteranordnung UR2 zugeordnet.
Der Ubergang zwischen den beiden Schaltabschnitten der Phase R erfolgt derart, daß zuncst der Einzelleiter R11 der Phase R des linken Schaltabschnittes herausgeführt und der Einzelleiter R21 der Phase R des nachstfolgenden Schaltabschnittes eingeschleift wird. In eine Abstand 2p, der dem zweifachen einer Pcn teilunrr p und damit einer Wellenlänge entspricht, wird zusotzlich der Einzelleiter R12 des linken Schaltabschnittes herausgeführt und der Einzelleiter R22 des rechten Schaltabschnittes eingeführt. In einer Entfernung, die wiederum der zçeif2c1>en Polteilung entspricht, wird der Einzelleiter R13 durch den Einzelleiter R23 ersetzt. Nach wiederum der zweil':ichen Polteilung wird schließlich auch der Einzelleiter R14 durch den Einzelleiter R24 ersetzt. Damit ist der Ubergang von der Phase R des rechten Schaltabschnittes mit den durchgezogen gezeichneten Einzelleitern auf die Phase R des linken Schaltabschnittes mit den strichliert gezeichneten Einzelleitern vollzogen. Da der Austausch der Einzelleiter im Abstand von einer Wellenlänge, also der zweifachen Polteilung, vorgenommen wird, ergibt sich der konstruktive Vorteil, daß die Anschlüsse immer auf der gleichen Seite der Wanderfeldwicklung liegen. Die Verkabelung läßt sich dadurch einfacher gestalten.
Beim Schaltabschnittwechsel spielen sich in Bezug auf die Phase R folgende Vorgänge ab: Das Fahrzeug befindet sich zunächst im linken Schaltabschnitt, der von der Umrichteranordnung UR1 gespeist wird. Die Umrichteranordnung UR2 des rechten Schaltabschnittes ist abgeschaltet. Sobald sich das Fahrzeug der übergangsstelle nähert, wird die Umrichteranordnung UR2 des rechten Schaltabschnittes zugeschaltet und mit der Umrichteranordnung UR1 synchronisiert. Der Strom im rechten Schaltabschnitt wird durch eine der Umrichteranordnung UR2 zugeordnete Stromregelung auf seinen Nennwert geregelt. Die Umrichteranordnung UR2 läuft im Leerlauf. Beim Einfahren des Fahrezeuges in den rechten Schaltabschnitt induziert die Erregereinrichtung im rechten Schaltabschnitt eine Gegenspannung, die bei synchronen Linearmotoren als Hauptfeldspannung bezeichnet wird.
Die Umrichteranordnung UR2 des rechten Schaltabschnittes erhöht die abgegebene Leistung, um den vorgegebenen Stromsollwert zu haiten. Die Umrichteranordnung UR1 des verlassenen Schaltabschnittes wird abgesteuert. Sobald sich das Fahrzeug vollständig im rechten Schaltabschnitt befindet, wird die Umrichteranordnung UR1 des linken Schaltabschnittes abgeschaltet.
Durch die überlappend ausgeführte Ubergangsstelle zwischen den aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten der einzelnen Phasen wird der Anstieg der Hauptfeldspannung im rechten Schaltabschnitt verzögert. Die Stromregelung der Umrichteranordnung ist daher in der Lage, durch eine entsprechende Änderung der Aussteuerung den Stromsollwert zu halten. Würden dagegen beim Ubergang von einem Schaltabschnitt auf den nächsten sämtliche Einzelleiter des ersten Schaltabschnittes gemeinsam herausgeführt und die Einzelleiter des nächsten Schaltabschnittes gemeinsam eingeschleift, so entstünde beim Uberfehren der Trennstelle ein sprunghafter Anstieg der Hauptfeldspannung, dem die Stromregelung der Umrichteranordnung mit Rücksicht'auf die Belastbarkeit der Halbleiterventile der Umrichteranordnung nicht rasch genug folgen könnte. Es käme dann zu unerwünschten Leistungsschwankungen, die den Fahrkomfort beeinträchtigen würden.
FIG 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Phase einer Wanderfeldwicklung, bei der die Einzelleiter der Leiterbänder in Serie geschaltet sind.
Im linken Schaltabschnitt ist an die Umrichteranordnung UR1 ein mit einer durchgezogenen Linie dargestellter Leiter R1 angeschlossen. Der Leiter R1 ist in mäanderförmigen Wicklungen derart auf der rrasse verlegt, daß die nebeneinanderliegenden Leiterabschnitte jeweils die gleiche Stromflußrichtung aufweisen. Die einzelnen Wicklungen sind am Ende des Schaltabschnittes in Serie geschaltet, wie dies mit den punktierten Linien schematisch dargestellt ist. Der rechte Schaltabschnitt besteht aus einem in gleicher Weise verlegten, strichliert darge- stellten Leiter R2, der an die Umrichteranordnung UR2 angeschlossen ist. Der übergang vom linken Schaltabschnitt auf den rechten Schaltabschnitt vollzieht sich in der Weise, daß eine erste Wicklung des Leiters R1 herausgeführt und eine erste Wicklung des Leiters R2 eingeschleift wird. Nach einer Wellenlänge 2p wird eine weitere Wicklung des Leiters R1 herausgeführt und eine weitere Wicklung des Leiters R2 eingeschleift.
Nach einer Polteilung p wird eine dritte Wicklung des Leiters R1 gegen eine dritte Wicklung des Leiters R2 ausgetauscht. Der Austausch der vierten Wicklung erfolgt wiederum nach einer Wellenlänge 2p. Die Abstände, in denen die Wicklungen ausgetauscht werden, betragen somit eine oder zwei Polteilungen. Dies bietet den konstruktiven Vorteil, daß der Austausch der Wicklungen stets auf der gleichen Seite vorgenommen werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Wicklungen in gleichmäßigen Abständen auszutauschen, insbesondere jeweils nach einer Wellenlänge.
Bei der Anwendung der Erfindung für eine dreiphasige Wanderfeldwicklung kann man die Einzelleiter jeder Phase eines Schaltabschnitts auch mit dem Sternpunkt verbinden.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Ubergangsstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten wird hierdurch nicht beeinflußt.
Die Erfindung kann bei eisenlosen synchronen Linearmotoren und bei eisenbehafteten synchronen Linearmotoren angewendet werden.
1 Patentanspruch 2 Figuren

Claims

Patentanspruch Synchroner Linearmotor, insbesondere Langstatormotor, dessen Erregereinrichtung als bewegter Translator ausgebildet und auf einem fahrweggebundenen Fahrzeug angeordnet ist und dessen Wanderfeldwicklung in entlang der Trasse mäanderförmig verlegte Schaltabschnitte unterteilt ist, die jeweils von einer ortsfesten steuerbaren statischen Umrichteranordnung gespeist sind, wobei die Stromschienen der Wanderfeldwicklung als Leiterbänder mit mehreren Einzelleitern ausgebildet sind, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei einem Schaltabschnittwechsel die Einzelleiter der Leiterbänder nacheinander derart ausgetauscht werden, daß in Abständen, die einem ganzzahligen Vielfachen einer Polteilung entsprechen, jeweils ein Einzelleiter des einen Schaltabschnittes herausgeführt und ein Einzelleiter des nächsten Schaltabschnittes eingeschleift wird.