[go: up one dir, main page]

DE2163832A1 - Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge - Google Patents

Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge

Info

Publication number
DE2163832A1
DE2163832A1 DE19712163832 DE2163832A DE2163832A1 DE 2163832 A1 DE2163832 A1 DE 2163832A1 DE 19712163832 DE19712163832 DE 19712163832 DE 2163832 A DE2163832 A DE 2163832A DE 2163832 A1 DE2163832 A1 DE 2163832A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
distance
voltage
initiator
initiators
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712163832
Other languages
English (en)
Inventor
Fritz Dr Kuemmel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE19712163832 priority Critical patent/DE2163832A1/de
Publication of DE2163832A1 publication Critical patent/DE2163832A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00Other railway systems
    • B61B13/08Sliding or levitation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Description

  • "Magnetisches Trag- und Führungssystem für über-Linearmotoren angetriebene Fahrzeuge" Einige Vorteile des Linearmotors beim Antrieb von Fahrzeugen, wie hohe Geschwindigkeit, ruhiger, sto3freier Lauf kommen erst dann voll zur Wirkung, wenn die Abstützung und die Führung des Falirzeuges nicht über Räder, sondern mit Hilfe von Elektromagneten erfolgt. Daneben gibt es noch mit Uber- und Unterdruck arbeitende, pneumatische Trag- und Führungssysteme, die jedoch sehr hohen Leistungsbedarf haben -und- außerdem einen erheblichen Lärmpegel verursachen. Auf der anderen Seite muß ein magnetisces -Tragesystem, um den technischen-Aufwand -klein zu halten, mit. verhältnismäßig kleinen Luftspalten zwischen Bezugsebene und Fahrzeug arbeiten. Dazu kommt, daß die Aufgabe, eine Last mit einem Magneten in der Schwebe zu halten, zu;einem labilen, im Grunde instabilen System führt.
  • Es ist bereits ein-Magnetschwebefahrze-ug bekannt-geworden.
  • Hierbei wird .das Fahrzeug von einer Anzahl von Magneten getragen und über einen asynchronen-Linearmotor angetrieben.
  • Das Fahrzeug wird im Betrieb zwischen waagerechten und senkrechten Führungsebenen schwebend gehalten.
  • Die Schwierigkeit der,Ausführung solcher Fahrzeuge, welche für sehr hohe Bewegungsgeschwindigkeiten ausgelegt werden, besteht neben der berührungslosen, schwebenden Halterung und Führung durch magnetische Mittel, insbesondere darin, daß verhältnismäßig geringe Abstände zwischen dem Fahrzeug und dem feststehenden Teil, der das Fahrzeug führenden Anlage eingehalten werden müssen. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, daß die Ansprechempfindlichkeit äußerst hoch getrieben sein muß, weil insbesondere auch der Luftspalt, beispielsweise eines Linearmotorantriebes aus wirtschaftlichen Gründen klein gehalten sein muß. Eine hohe- Lagegenauigkeit des mit hoher Geschwindigkeit fortbewegten Fahrzeuges, gegenüber dem feststehenden Teil der Anlage ist aber auch aus Gründen der hohen Geschwindigkeit und der Gefahr der Berührung des Fahrzeuges mit feststehenden eilen der Anlage erforderlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Schaffung von meß- und regelungstechnischen Mitteln zugrunde, mit welchen bei einer schnellen Ansprechempfindlichkeit der magnetischen Trag und Führungsvorgang des Fahrzeuges so geregelt wird, daß bestimmte Mindestabstände praktisch verzögerungsfrei eingehalten werden und ein störungsloser Betrieb solcher Fahrzeuge auch bei hohen- Fortbewegungsgeschwindigkeiten gewährleistet wird.
  • Ausgehend von einem magnetischen Trag- und Führungssystem für berührungslos geführte Fahrzeuge, insbesondere für über Linearmotoren angetriebene Fahrzeuge, wobei die Abstände zwischen dem Fahrzeug und waagerechten sowie senkrechten Bezugsebenen gemessen und die Magnete des Trag- und Führungssystems so erregt werden, daß bestimmte Sollabstände eingehalten werden, besteht die Erfindung darin, daß die Messung der Abstände durch induktive Initiatoren erfolgt, deren Streufeld durch einen zweiten nicht mit der Bezugsebene in Eingriff befindlichen Initiatoren zu Null kompensiert wird, um die Ausgangssignale der Initiatoren Frequenz- und Phasenselektiv verstärkt bzw. gleichgerichtet werden und das so- gewonnene Gleichsignal zur Fein- Abstandsregelung des durch unterlagerte Regelkreise und durch Störgrößenaufschaltung im Gleichgewicht gehaltene Magnetsysten verwendet wird.
  • Das Gewicht des Fahrzeuges-wird vorteilhaft in an-sich bekannter Weise von vertikal wirkenden Hupmagneten gehalten.
  • Die Ausbildung ist ferner derar-ts daß zwischen den Tragmagneten und dem Fahrzeug Zu-Meßgeber vorgesehen sind..
  • Die Ausbildung des das Fahrzeug tragenden Magnetsystems ist vorteilhaft derart, daß zwei Gruppen von in horizontaler Richtung wirkenden gegeneinander gerichteten Magneten vorgesehen sind.
  • Im Falle der Anwendung eines Linearmotors zum Antrieb des Fahrzeuges, wird vorteilhaft ein linearer Doppelmotor angewendet, der auf eine senkrecht stehende Sekundärschiene arbeitet, wobei jeder der beiden Einzelmotoren eine eigene Einspeisung mit Spannungsregeleinrichtung besitzt und durch ungleiche Speisespannung der beiden Motoren ein horizontaler, senkrecht zur Bewegungsrichtung stehender Schub ausgeführt wird, durch welchen waagerechte Abstandsabweichungen ausgeglichen.
  • werden Als Initiatoren werden vorteilhaft solche mit einem E-förmigen Blechkern eingesetzt, der eine um den mittleren Schenkel verlaufende Wicklung besitzt, wobei jedes der beiden Wicklungsfenster einen Kurzschlußring besitzt, der den Wickelkörper umfaßt und dessen Ebene senkrecht zur Wicklungsebene der Hauptwicklung liegt, so daB die Kurzschlußringe nicht vom Hauptfluß, sondern nur von dem quer durch die Wickelfenster verlaufenden Streufluß durchsetzt werden.
  • Vorteilhaft ist mit dem den Abstand messenden Nährungsinitiator ein zweiter gleichartiger Initiator zusammengebaut, der keine Gegenplatte aufweist, derart, daß die E-förmigen Mechkerne mit ihren Jochen zusammenliegen und die mechanische Konstrucktion so gewählt ist, daß sich megnetische Streufelder und Temperaturschwankungen im gleichen Maße auf beide Einzelinitiatoren auswirken.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung liegen die- beiden Einz'elinit,iatoren parallel an einer Hittelfmequenz-Wechselspannungsquellej wobei äe ein Stromwandler zwischengeschaltet ist und die beiden Wandler- Sekundärwicklungen an einem gemeinsamen Bürdenwiderstand so angeschlossen sind, daß er von der Differenz der beiden Initiatorströme durchflossen wird.
  • Weitere i-lerkmale der Erfindung ergeben sich aus der beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen.
  • Die erfindung ist in den Figuren 1 bis 11 beispielsweise dargestellt.
  • Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines über einen Linearmotor 11 und 12 angetriebenen Fahrzeuges 2, dessen Tragmagneten 3 das Fahrzeug im konstanten Abstand Sv von der Führungsschiene 4 halten. Zwischen den Magneten -3 und dem Fahrzeug sind Zugmeßgeber 5 angeordnet,~mit denen die gesamte Gewichtskraft -des Fahrzeuges ermittelt werden kann. Die horizontale Führung- kann über die Magneten 5 erfolgen. Es ist aber ansh möglich-, die horizontale Führung nur mit Hilfe des Linearmotors zu erreichen, indem die beiden Einzelmotoren 11 bzw. 12 an unterschiedliche Speisespannungen gelegt werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, die Tr'ag- und Führungsmagnete 3, 6 so zu erregen, daß bestimmte Sollabstände zwischen dem Fahrzeug 2 und-dem feststehenden Teil der Anlage eingehalten werden und zwar dadurch, daß die Messung der Abstände durch induktive Initiatoren erfolgt, deren Streufeld unterdrückt ist-und deren abstandsabhängiges Nullsignal durch einen zweiten, nicht mit der Bezugsebene im Eingriff befindlichen'Initiator zu Null kompensiert wird. Die Ausgangssignale der Initiatoren werden frequenz- und phasenselektiv verstärkt bzw. gleichgerichtet und das so gewonnene. Gleichsignal zur Fein-Abstandsregelung des Magnetsystems verwendet, das bereits durch unterlagerte Regelkreise und durch Stórgröße,naufschaltung im Gleichgewicht gehalten wird.
  • In Figur 2 ist das Meßprinzip wiedergegeben. Mit 1- ist die Bezugsebene bezeichnet, Sie besteht vorzugsweise aus ferromagnetischem Werkstoff. Es kann sich hierbei jedoch auch um ein nichtferromagnetischen Leiter handeln. Der Initiator 21 besteht aus einem E-förmigen Kern, um dessen V£ittelschenkel die Wicklung aufgebracht ist. Die Drossel liegt an eier Mittelfrequenz-Spannungsquelle.
  • Der von ihr aufgenommene Strom ist von dem Abstand zwischen der Bezugsebene 1 und dem Initiator 21 abhängig. Als Störgrößen wirken auf den Initiator in erster Linie magnetische Kraftfelder und Temperaturschwankungen. Beide Einflüsse werden nach Figur 2 dadurch kompensiert, daß ein zweiter Initiator 22 in'unmittelbarer Nähe von Initiator .21 angeordnet wird.
  • Der Initiator 22 hat keine Gegenplatte für den mag- -netischen Rückschluß, er nimmt somit -einen Strom auf, den der Initiator 21 für Sv =°o führt. Liegen beide Initiatoren 21, 22 mit ihren Jochen gegeneinander, so werden Streufelder beide Wicklungen in gleicher Weise durchsetzen und rufen in beiden Drosseln gleiche Störströme hervor.
  • Sie heben sich aiso bei der Subtraktion-beider Initiatorströme auf. Der Differenzstrom wird der Regelungseinrichtung 4 zugeführt, die den Magneten 5 so erregt, daß Sv gleich seinem Sollwert ist.
  • Die doppelte Empfindlichkeit und darüber hinaus das resultierende oignal O in der Soll-Lage erhält man, wenn nach Figur 3 je ein Initiatorpaar zu beiden Seiten der Bezugsplatte. angeordnet ist. In diesem Fall haben auch Schwankungen der Mittelfrequenz-Versorgungsspannung nur einen geringen Einfluß auf den Meßvorgang.
  • In Figur 4 ist der Verlauf des die Bezugsplafte 2 durchsetzenden Hauptflußes 7h und des sich im Winkelfenster und die Luft schließenden Streuflußes #s angedeutet. Mit 3 ist die den Strom I führende Wicklung bezeichnet. Der Streufluß Os begrenzt den Drosselstrom bei Sv = # auf niedrige Werte, wie auch aus dem Ersatzschaltbild Figur 5 hervorgeht. Der Streufluß wird erfindungsgemäß dadurch gesperrt, daß nach Figur 7 jedes der beiden Wicklungsfenster einen Kurzschlußring besitzt, der den Wickelkörper umfaßt und dessen Ebene senkrecht zur Wicklungsebene der Hauptwicklung liegt, so daß die Kurzschlußringe nicht vom Haptfluß, sondern nur von dem quer durch die Wickelfenster verlaufende Streufluß durchsetzt werden.
  • Die Kurzschlußringe erhöhen den magnetischen Widerstand der Wickelfenster. Bei einer vollständigen Verkettung des gesamten Streuflusses mit den Kurzschlußringen würde #s zu Null werden. In Wirklichkeit verläuft auch außerhalb der Fenster ein Streufluß, so daß #@ nicht zu Null gemacht, wohl aber erheblich herabgesetzt wird. Es gibt dann das Ersatzschaltbild Figur 6, wobei Ls* wesentlich kleiner als Ls ist. Durch die Kurzschlußringe wird der Meßbereich der Initiatoren erweitert.
  • In Figur 8 ist die Abstandsmeßeinrichtung für den Fall wiedergegeben, daß die Bezugsplatte aus ferromagnetischem Werkstoff besteht. Dann wird erfindungsgemäß die Blindkomponente des Initiatorstromes als Meßgröße für den Abstand genommen. Dadurch wird die Bandbreite der zu übertragenden Signale eingeengt und somit auch der Fehlergehalt vermindert, ohne daß der Nutz-Nachrichtengehalt beeinträchtigt wird.
  • In Figur 8 wird die Differentialanordnung der Initiatoren nach Figur 3 angenommen. Did Drosselströme werden über die Stromwandler 21, 22, 41, 42 erfaßt. Die Sekundärwicklungen sind so mit den Bürdenwiderständen 6, 7 verbunden, daX an dem Bürdenwiderstand 6 eine Spannung proportional der Differenz der Ströme der Drosseln 31 und 33, sowie an dem Bürdenwiderstand 7 eine Spannung proportional der Differenz der Ströme der Drosseln 11 und 12, abfällt. In dem Summierglied 10 wird, da die beiden Initiatorgruppen gegenphasiwg an der Mittelfrequenz-Spannungsquelle 5 angeschlossen sind, die Differenz der beiden Bürdenspannungen gebildet.
  • Durch die Verwendung von Initiator-Paaren und im vorliegenden Fall durch die Differentialschaltung, wird der Einfluß von Störfeldern und Fremdspannungen auf die Meßgröße bereits stark herabgesetzt. Der Störschutz läßt sich nun noch dadurch verstärken, daß hinter dem Summierglied 10 ein Bandpaßfilter angeordnet wird. Dieses ist auf die Frequenz des Speisegerätes 5 abgestimmt, Da eine möglichst hohe Selektivität erwünscht ist, wird an Stelle von passiven Elementen ein aktiver Filter v-orgesehen. -D--ieses besteht aus den drei Verstärkern 15, -18, 23von denen die Verstärker 18 und 23 als Integratoren arbeiten, während der Verstärker 15 als s ierglied geschaltet ist. Die Durchlaßfrequenz des Filters wird über die Widerstände 16, 19 und die Kapazitäten 17, 20 eingestellt. Bei der Durchlaßfrequenz verursacht das Filtern keine Phasendrehung.
  • Das so gewonnene, am Überträger 25 lie-gen de Nutzsignal wird durch die Ringschaltung 26 phasenabhängig gleichgerichtet.
  • Hierzu ist eine Hilfsspannung der Signalfrequenz notwendig, die aus dem Versorgungsgerät 5 entnommen werden kann, wenn die Versorgungsspannung in der aus dem Widerständen 35, 36, 39 und dem Kondensator 40 gebildeten Phasenbrücke um 90° gedreht wird. Die Kennlinie des aus dem Überträger 25, der Ringschaltung 26 und den Widerständen 27, 28 gebildeten phasenabhängigen Gleichrichters läßt sich im Bereich kleiner Signalspannungen linearisieren, wenn die Hilfs-Spannung nicht sinusförmigen Verlauf, sondern Rechteckform hat. Die Versorgungsspannung wird durch den aus dem Widerstand 37 und den Zener-Dioaen 38 gebildeten nichtlinearen Spannungsteiler entsprechend umgeformt.
  • Das Abstandssignal steht als Gleichspannung an wen Widerständen 27 und 28 -an und steuert über den Widerstand 29 den Abstandsregler 30 aus.
  • Werden nur zwei Initiatoren vorgesehen, also z. B. die Drosseln 31 und 33 fortgelassen, so ist bei Sollabstand as an den Widerständen 27, 28 -liegende- Signal ungleich null. Der über den Widerstand 29 fließende Steuerstrom muß durch einen entgegengerichteten, gleich großen Vorstrom Io zu Null ergänzt werden.
  • Besteht die Bezugsschiene aus einem nicht ferromagnetischen Leiter, so ist der von dem Initiator aufgenommene Blindstrom, unabhängig von Abstand beider. Dagegen ruft der mittelfrequente Wechselfluß in der Bezugsschiene Wirbelströme hervor, die die Wirkkomponente des Initiatostromes vergrößern. Da- andererseits die Blindkomponente wesentlich größer ist, ist hier eine phasenabhängige Gleichrichtung unbedingt notwendig, anderenfails wird die-Signalgröße von dem informationsfreien Blindstrom überdeckt. Figur 9 zeigt die vorgeschlagene Meßschaltung.
  • In vorliegendem Fall werden, wegen des kleineren Nutzsignales , phasenabhängige Gleichrichter unter Verwendung von Iransistor-Ringschaltungen 61 bis-64 bzw. 71 bis 74 angewendet. Die Gleichrichtung erfolgt für jede Initiatorgruppe getrennt. Die beiden Ausgangsspannungen an den Widerständen 66 und 75 werden in dem Summierverstärker 81 subtrahiert und verstärkt. Die so gebildete Regelabweichung liegt an dem Abstands-Regler 91.
  • Soll eine Last-- durch einen Elektromagneten in der Schwebegehalten werden, so ist der Gleichgewichts zustand bei einem ganz bestimmten Erregerstrom vorhanden. Eine geringe Vergrößerung der Last führt zu einer Vergrößerung des Luftspaltes und danit zu einer Verringerung der Haltekraft, wodurch der Abfali des Magneten noch begünstigt -veird. Verrringert sich umgekehrt die Last, so nimmt der Luftspalt ab und die Haltekraft zu, was wiederum die Differenz zwischen beiden Kräften vergrößert, so daß der Magnets an die Bezugsplatte gezogen wird. Erfindungsgemäß wird deshalb zunächst die Abhängigkeit der Haltekraft von dem Luftspalt Sv beseitigt. Das geschieht durch die in Figur 1-0 gezeigte Regelkreisanordnung.
  • Der Elektromagnet 11 mit der Erregerwicklung 12 besitzt eine Sonde 1f, mit der der Fluß bzw. die magnetische Induktion gemessen wird. Hierzu eignet sich z. B. eine Hall-Sonde, deren elektronisches Zusatzgerät 6 eine fluß-bzw. induktionsabhängige Gleichspannung liefert. Mit diesem Istwert ist es möglich, unabhängig von dem Luftspalt die magnetische Induktion auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
  • Dazu ist es allerdings erforderlich, den Erregerstrom zwischen dem minimalen und maximalen Wert in einer Zeit ändern zu können, die kleiner ist als die Zeit in der das belastete Fahrzeug unter den ungünstigsten Verhältnissen, den vom Magneten erfaßten Luftspaltweg durchfällt.
  • Zur Überwindung der großen Erregerwicklungs-Induktivität ist deshalb in Figur 10 ein Stromregelkreis, bestehend aus dem Thyristor-Stellglied 2 und dem Stromregler 31 vorgesehen. Durch Wahl einer entsprechend hohen Deckenspannung für den Stromrichter 2 läßt sich-die wirksame Erreger zeitkonstante auf sehr kleine Werte herabdrücken.
  • Dem Stromregelkreis ist oder Induktionsregelkreis mit dem Induktionsregler 41 übergeordnet. Bei einer willkürlichen Vergrößerung der Last des Fahrzeuges wird der dann eintretenden Luftspaltvergrößerung und Induktionsverminderung der Induktionsregelkreis durch eine sofortige Erhöhung des Erregerstromes entgegenarbeiten. Damit ist allerdings nur erreicht, daß die Haltekraft konstant geblieben ist, was nicht ausreicht, die erhöhte Last auszugleichen.
  • Die Haltekraft läßt sich auf zwei Wagen den neuen Lastbedingungen anpassen. Erfindungsgemäß wird zunächst vorgeschlagen, wie bereits in Figur 1 gezeigt, die Gewichtskraft des gesamten Fahrzeuges durch, an den Unterstützungspunkten angeordnete Zugmeßgeber zu bestimmen. Sie sind in Figur 10 mit 8 bezeichnet. Die Haltekraft des Magneten ist proportional dem Quadrat der magnetischen Induktion.
  • Soll durch die Störgrößenaufschaltung der Gewichtskraft auf den Indu#ktionsragelkreis, das mechanische System im Gleichgewicht gehalten werden, so muß zwischen Zugmaßgeber und Induktionsgeber ein die Wurzelfunktion nachbildender Funktionsgeber angeordnet werden. Durch genauen Abgleich der Störgrößenaufschaltung läßt sich lastunabhängig ein bestimmter Luftspalt einhalten. Verschieben sich dagegen einzelne Kennlinien, so wird der Abgleich gefährdet.
  • Erfindungsgemäß gewährleistet ein zusätzlicher Abstandsregelkreis, dessen Soll-Istwertbildung und Reglerschaltung in Figur 8 und Figur 9 wiedergegeben sind, die Einhaltung der Sollposition. Der Regler istin Figur 10 mit 71 bezeichnet. Auch für den Abstandsregelkreis ist erfindungsgemäß der Funktionsgeber 5 wirksam, damit die Kreisverstärkung unabhängig von dem Induktions-Sollwert konstant bleibt. Der Abstandsregelkreis enthält eine zweifach integrierende Regelstrecke. Die Stabilisierung erfolgt am günstigsten durch einen Regler mit proportionaldifferenziellem Zeitverhalten.
  • Die seitliche Führung kann nach Figur 10 durch zwei horizontal wirkende Magneten erfolgen. Es ist aber erfindungsgemäß auch möglich, die seitliche Führung mit dem Linearmotor durchzuführen und auf die seitlichen Führungsmagnete zu verzichten. Die grundsätzliche Anordnung zeigt Figur 11. Jeder der beiden linearen Sinzelmotoren 11 und 12 erhält seine Spannung über die Stromrichter mit antiparallelen Thyristoren 21 bzw. 22, mit denen durch Anschnittssteuerung die an den Motoren liegende Spannung trägheitsfrei eingestellt werden kann.
  • Der Steuerwinkel wird über die Impulssteuergeräte 31, 32 durch die Spannungsregler 51, 52 bestimmt. Der Spannungs-Istwert wird mit Hilfe der Meßglieder 41, 42 bestimmt.
  • Die Spannungsregelkreise sind oft bereits für die Regelungen der Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden. Der Geschwindigkeitsregler 6, an dessen Eingang die Geschwindigkeits-Regelabweichung liegt, steuert in diesem Fall gleichsinnig die beiden Spannungsregler 51 und 52 aus.
  • Der Linearmotor erzeugt nicht nur einen Schub längs des Fahrweges, sondern übt auch eine Kraft- senkrecht auf die Sekundärschiene aus. Liegen die beiden gleichartigen Einzelmotoren an der gleichen Spannung, so heben sich die Querkräfte in etwa auf. Sind die Spannungen dagegen unterschiedlich, so bleibt eine resultierende Querkraft übrig die geeignet ist, bei horizontalen Lageabweichungen das Fadrzeuc wieder in seine Sollposition zurückzuführen. In Figur ist mit 8 der Abstandsregler bezeichnet. Er steuert infolge des Vorzeichen Umkehrgliedes 7 die beiden Spannung regler 51 und 52 im entgegengesetzten Sinn aus. In der Sollposition ist das Ausgangssignal Null na beide Motoren erhalten die gleiche, von dem Geschwindigkeitsregler 6 bestiini:ite Spannung. Da # 5h nur kurzzeitig ungleich null sein wird erfolgt durch die zeitweilige Unsymmetrie der Speisespannung nur eine unwesentliche Minderung des Längsschubes.

Claims (1)

  1. P a t e n t a n 8 p r ü c h e
    1. Magnetisches Trag- und- Führungssystem für berührungslos geführte, insbesondere mittels Linearmotoren angetriebene Fahrzeuge, wobei die Abstände zwischen dem Fahrzeug und waagerechten und senkrechten Bezugsebenen gemessen und die Magnete des Trag- und Führungss.ystems so erregt werden, daß bestimmte Sollabstände eingehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Abstände durch induktive Initiatoren erfolgt, deren Streufeld durch einen zweiten, nicht mit der Bezugsebene in Eingriff befindlichen Initi-atoren zu Null kompensiert wird, die Ausgangssignale der Initiatoren frequenz- und phasenselektiv verstärkt,bzw. gleichgerichtet werden und das so gewonnene Gleichsignal zur Fein- Abstandsregelung des durch unterlagerte Regelkreise und durch Störgrö-ßenaufschaltung im Gleichgewicht gehaltenen Magnetsystems verwendet wird.
    3. System nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht von vertikal wirkenden Hupmagneten gehalten wird.
    3. System nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tragmagenten und dem Fahr-Zeug Zug-Meßgeber angeordnet sind.
    4. System nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen in horizontaler Richtung wirkende gegeneinander gerichtete Magnete vorgesehen sind.
    5. System nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein linearer Doppelmotor auf eine vertikale Sekundärschiene arbeitet und jeder der beiden Einzelmotoren eine eigene Einspeisung mit Spannungsregeleinrichtung besitzt, wobei durch ungleiche Speisespannung der beiden Motoren ein horizontaler, senkrecht &uf der Bewegungsrichtung stehender Schub ausgeführt wird, der horizontale Abstands abweichungen ausgleicht.
    6.System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als ein.solcher mit einem E-förmigen Blechkern benutzt wird, der eine um den mittleren Schenkel laufende WicKlung hat, wobei jedes der beiden Wicklungsfenster einen Kurzschlußring besitzt, der den Wickelkörper umfaßt und dessen Ebene senkrecht zur Wicklungsebene der Hauptwicklung liegt, so daß die Eurzschlußringe nicht vom Hsptfluß, sondern nur von dem quer durch die Wickelfenster verlaufende Streufluß durchsetzt werden.
    7. System nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem den Abstand messenden Näherungsinitiator ein zweiter gleichartiger Initiator, der keine Gegenplatte hat, so zusammengebaut ist, daß sie mit ihren Jochen zusammenliegen und die mechanische Konstruktion so gewahlt ist, daß sich magnetische Streufelder und Temperaturschwankungen in gleichem Maße auf beide Einzelintiatoren wirken.
    8. System nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, aaß die beiden Einzelinitiatoren parallel an einer Mittelfrequenz-Wechselspannungsquelle liegen, wobei je ein Stromwandler zwischengeschaltet ist und die beiden ';ander-oekundärwicklungen an einem gemeinsasen-Büruenwiderstand so angeschlossen sind, daß er von der Differenz der beiden Initiatorströme durch flossen - wird.
    9. System nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Abstandsinitiator von beid-en Seiten auf die Bezugsebene gegen die der Abstand gemessen werden soll, gerichtet ist, so daß bei einer Verschiebung sich ein Abstand vergrößert und der andere verkleinert und die an den Bürdenwiderständen abfallenden Spannungen gegeneinander geschaltet sind.
    10. System nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene gegen die der Abstand gemessen werden soll, aus ferromagnetischen Werkstoff besteht nur die Blindstromkomponente des Initiatorstromes als Abstandssignal benutzt wird.
    11. System nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die Bezugsebene gegen die der Abstand gemessen werden soll, aus einem gutleitenden, nicht ferromagnetischen Werkstoff besteht nur die Wirkkomponente des Initiatorstromes als Abstandssignal benutzt wird, 12. System nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung des Wechselsignales in einem als Dioden- oder Trans,istor-Ringdemodulator ausgebildeten phasenabhängigen Gleichrichter erfolgt, dessen itIlfs-Wechselspannung von der Mittelfrequenz-Wechselspannungsquelle abgenommen wird, an der die Initiatoren angeschlossen sind.
    13. System nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spannungsquelle und Ringschaltung eine ?nasenbrücke vorgesehen ist, die eine Phasendrehung der Spannung von 90° bewirkt.
    4. System nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Initiator,und phasenabhängigen Gleichrichter ein Bandpaß angeordnet ist, der auf die Speisefrequenz der Initiatoren abgestimmt wird und vorzugsweise als Mrtivfilter ausgebildet ist.
    15. System nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daR die Speisung jedes der Tragmagnete durch einen Stromregeikreis vollzogen wird, der als Stellglied vorzugsweise Thyristoren hat und dessen Wechselspannung so hoch gewählt ist, daß die Erregerstomänderung an einer gegen die mechanischen Zeitkonstanten vernachlässigbaren Zeit erfolgt.
    16. System nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Magneten erzeugte' magnetische Induktion über eine Hall-Sonde gemessen'und diese LeBgröße als Istwert für einen Induktionsregelkreis verwendet wird, der dem Stromregelkreis überlagert ist.
    17. System nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Zugmeßgeber nach Durchlaufen eines die Wurzelfunktion nachbildenden Funktionsgeber als Sollwert an den Regler des Induktionsregelkreises gelegt wird.
    18. System nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsabweichung am Eingang eines hbstandsreglers liegt, dessen Ausgangsgröße nach Durchlaufen eines, die Wurzelfunktion nachbildenden Sunktionsgebers als weiterer Sollwert auf den Regler des Induktionsregelkreises wirkt.
    19. System nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsregler proportional-differenzieles Zeitverhalten erhält.
    29. System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuleitungen der beiden Einzel-Linearmotoren im Ausschnitt gesteuerte antiparallele Thyristoren liegen.
    21. System nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Einzelmotor ein Spannungsregelreis vorhanden ist.
    22. System nach den Ansprüchen 1 bis 5, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Spannungsregelkreisen ein gemeinsamer Geschwindigkeitsregelkreis überlagert ist und das Ausgangssignal des Geschwindigkeitsreglers gleichsinnig auf die beiden-Spannungsregler wirkt.
    23. System nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgröße des Reglers für den horizontalen Abstand auf den einen Spannung regler direkt und auf den anderen Spannungsregler unter Zwischenschaltung eines Verstärkers mit einem Verstärkungsfaktor V = 1 einwirkt.
    L e e r s e i t e
DE19712163832 1971-12-22 1971-12-22 Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge Pending DE2163832A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712163832 DE2163832A1 (de) 1971-12-22 1971-12-22 Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712163832 DE2163832A1 (de) 1971-12-22 1971-12-22 Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2163832A1 true DE2163832A1 (de) 1973-07-26

Family

ID=5828858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712163832 Pending DE2163832A1 (de) 1971-12-22 1971-12-22 Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2163832A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3411895A1 (de) * 1984-03-30 1985-10-10 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Magnetausbildung fuer einen langstatorantrieb
US4866380A (en) * 1983-03-16 1989-09-12 Thyssen Industrie Ag Method and apparatus for determining the distance between an electromagnetic sensor and a conductive rail

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4866380A (en) * 1983-03-16 1989-09-12 Thyssen Industrie Ag Method and apparatus for determining the distance between an electromagnetic sensor and a conductive rail
DE3411895A1 (de) * 1984-03-30 1985-10-10 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Magnetausbildung fuer einen langstatorantrieb
EP0160186A2 (de) * 1984-03-30 1985-11-06 Thyssen Industrie Ag Magnetausbildung für einen Langstatorantrieb
EP0160186A3 (en) * 1984-03-30 1987-08-19 Thyssen Industrie Ag Magnet structure for a long stator drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2303044C2 (de) Vorrichtung zum Bestimmen der Stellung eines sich entlang eines vorbestimmten Weges bewegenden Gegenstandes mit einem berührungsfreien Abtaster
DE2219154B2 (de) Abstandsregel- und Antriebseinrichtung für einen durch das eigene Magnetfeld schwebend geführten Linearmotor eines elektrischen Triebfahrzeugs
DE2048428A1 (de) Verschiebeweg Umformer
DE2757297A1 (de) Detektoranordnung zur messung einer bewegung
DE3123525C2 (de) Elektrisch betätigter Hubmagnet mit Hublageerkennung
DE2430803A1 (de) Vorrichtung fuer die fahrtrichtungswahl und die antriebs- und fuehrungssteuerung eines magnetisch aufgehaengten, gefuehrten und angetriebenen fahrzeugs
DE2228867A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Linearität der Sromumwandlung eines Gleichstrommeßwandlers
DE3411190C2 (de) Magnetregler für Langstator-Magnetschwebefahrzeuge
DE2041553B2 (de) Anordnung fuer einen in einem abstand von einer schiene schwebend gefuehrten elektromagneten
DE10136672A1 (de) Verfahren zur Positionsmessung eines elektromagnetischen Stellglieds
DE2163832A1 (de) Magnetisches trag- und fuehrungssystem fuer ueber linearmotoren angetriebene fahrzeuge
DE1272011B (de) Vorrichtung zur UEbertragung von fuer industrielle Verfahrensablaeufe charakteristischen Signalen, insbesondere fuer magnetische Stroemungsmesser
DE2430804A1 (de) Mechanisch passive fuehrungsbahnabzweigung fuer magnetisch aufgehaengte, angetriebene und zwangsgefuehrte schienenfahrzeuge
DE2617624A1 (de) Linearisierung fuer induktiven stellungsgeber
EP0388937A1 (de) Positioniereinrichtung
DE19618114A1 (de) Stromkompensierter Stromsensor
DE4337208A1 (de) Induktiver Weggeber
DE3409448C2 (de)
DE3786817T2 (de) Gerät zum Stoppen eines Wagens an einer programmierten Haltestelle.
AT326184B (de) Anordnung zum berührungsfreien messen des lotrechten abstandes zwischen einem elektromagneten und einer ankerschiene eines elektromagnetischen trag- oder führungssystems
DE3616782C2 (de)
DE2618585A1 (de) Vorrichtung zur messung von ortsveraenderungen
DE877780C (de) Steueranordnung fuer ein elektromagnetisches Relais
DE1538563C3 (de) Vorrichtung zum gesteuerten Anhalten einer Anordnung
DE2226101C3 (de) Einrichtung zum berührungsfreien Erfassen des Abstandes zwischen einem Körper und einem ferromagnetischen Anker