[go: up one dir, main page]

DE2423579A1 - High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train - Google Patents

High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train

Info

Publication number
DE2423579A1
DE2423579A1 DE2423579A DE2423579A DE2423579A1 DE 2423579 A1 DE2423579 A1 DE 2423579A1 DE 2423579 A DE2423579 A DE 2423579A DE 2423579 A DE2423579 A DE 2423579A DE 2423579 A1 DE2423579 A1 DE 2423579A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
frequency
armature
train
board
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
DE2423579A
Other languages
German (de)
Inventor
Franz X Prof Dr Ing Eder
Hans Dr Voigt
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.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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 Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE2423579A priority Critical patent/DE2423579A1/en
Publication of DE2423579A1 publication Critical patent/DE2423579A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/002—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes
    • B60L15/005—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; for control of magnetic suspension or levitation for vehicles for propulsion purposes for control of propulsion for vehicles propelled by linear motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/10—Combination of electric propulsion and magnetic suspension or levitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • B60L53/39—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer with position-responsive activation of primary coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/006—Dynamic electric braking by reversing current, i.e. plugging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/14—Synchronous machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

The track is fitted with a regular array of magnetic windings to produce a travelling magnetic field of fixed frequency. The train has multi-phase pole windings whose frequency is varied by the speed control of the train. No separate power supply is required for the train nor any electric wipers. A relatively large airgap is possible between the train and the track. The control equipment on the train and the on-board electric circuits are supplied from power induced in the pole windings from the travelling magnetic field, with a battery back-up circuit.

Description

Elektromotorischer Antrieb für spurgebundene Fahrzeuge Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb für spurgebundene Fahrzeuge mit entlang der Fahrbahn vorgeschenem Ständer zum Erzeugen eines magnetischen Wanderfeldes und auf dem Fahrzeug angeordnetem Anker.Electromotive drive for track-bound vehicles The invention relates to an electric motor drive for track-bound vehicles along with it The stand in front of the roadway to generate a traveling magnetic field and anchor arranged on the vehicle.

Die Entwicklung neuer spurgebundener Fahrzeuge für den Schnellverkehr stellt auch an dafür geeignete elektrische Antriebe besondere Anforderungen. Für die insbesondere bei neuen Massenverkehrsmitteln angestrebten Geschwindigkeiten von 400 bis 500 km/h kommt das Rad-Schiene-System weder zur Spurführung noch zum Antrieb der Fahrzeuge mehr in Betracht.The development of new track-bound vehicles for high-speed traffic also places special demands on suitable electrical drives. For the speeds aimed for, especially with new means of mass transport from 400 to 500 km / h, the wheel-rail system does not provide guidance or control Drive the vehicles more into consideration.

Dies hängt mit den bei diesen Geschwindigkeiten auftretenden hohen Radkräften und den damit verbundenen Verschleißerscheinungen, den technisch nicht mehr erfüllbaren Genauigkeitsanforderungen an die Schienentrasse und den dadurch die begrenzte Rad-Schiene-Haftung für eine moderne Schnellbahn zu geringen Beschleunigungs- und Verzögerungswerten zusammen.This is due to the high rates that occur at these speeds Wheel forces and the associated wear and tear, not technically more achievable accuracy requirements for the rail route and the resulting the limited wheel-rail adhesion for a modern express train with low acceleration and delay values together.

Zur Spurführung befinden sich bekanntlich eine Reihe von Schwebetechniken in Erprobung, insbesondere das Schweben mittels Luftkissen sowie elektromagnetische und elektrodynamische Schwebetechniken. Das elektromagnetische Schweben beruht auf der Anziehung zwischen einer ferro@agnetischen Schiene und einem Elektromagneten, dessen Ansichungs@raft jeweils so geregelt wird, daß zwischen Schiene und Magnet ein bestimmter Abstand eing@halten wird. Bein elektrodynamischen Schweben wird die Abstoßungskraft ausgenutzt, die zwischen elektrisch leitenden Fahrbahnteilen und im Fahrzeug angeordneten Supraleitungsmagnetsp@len auftrit@, wenn letzteres entlang der Fahrbahn bewegt wird. Besonders das elektrodynamische Schweben ist für die Spurführung von Fahrzeugen besonders attraktiv, da es freie Schwebehöhen von 10 cm und mehr ermöglicht und somit an die Genauigkeit der Trassenführung keine allzu extremen Anforderungen stellt.As is known, there are a number of levitation techniques for tracking in testing, in particular hovering by means of air cushions as well as electromagnetic and electrodynamic levitation techniques. The electromagnetic levitation is based on the attraction between a ferro @ magnetic rail and an electromagnet, the view of which is regulated in such a way that between the rail and the magnet a certain distance is maintained. In the case of electrodynamic levitation, the Exploited the repulsive force between electrically conductive parts of the roadway and superconducting magnet coils arranged in the vehicle occurs if the latter is moved along the roadway. Electrodynamic levitation in particular is for The lane guidance of vehicles is particularly attractive because there are free floating heights of 10 cm and more is possible and therefore does not affect the accuracy of the routing too extreme demands.

Als Antriebe für derar@@ @@@ @ge kom@en außer Reaktionstrie@werken, die infol ihrer @@@ und Abgaserzeugung eine erheh@iche Umweltbelastung dar@@@llen, praktisch nu@ elektrische Antriebe, i@@besondere elektrische Linearmotoren, in Frage. Von solchen elektrischen Linearmotoren sind bisher im we@entlichen vier Grundtypen bekanntgewerden, nämlich der Asynehrenlinearmotor mit aktive@ Teil im Fahrzeug und passivem Teil entlang der Fahrba@n bzw. mit passivem Teil im Fahrzeug und aktive@ Teil entlang der Fahrbahn und der Synch@online@rmetor, eb@@falls mit antiven Teil im Fahrzeug und passiven Teil entlang der Fahrbahn bzw. mit passivem Teil im Fahrzeug und aktivem Teil entlang der Fahrbahn.As drives for derar @@ @@@ @ge kom @ en except reaction drives, which infol their @@@ and exhaust gas generation represent an increased environmental pollution, practically nu @ electric drives, i @@ special electric linear motors, in question. Up to now there have been four basic types of such electric linear motors become known, namely the Asynehren linear motor with active @ part in the vehicle and passive part along the road or with a passive part in the vehicle and active @ Part along the roadway and the synch @ online @ rmetor, eb @@ if with antive part in the vehicle and the passive part along the road or with the passive part in the vehicle and active part along the roadway.

Jedes dieser Systeme weist jedo@h eine Reihe von Nachteilen auf. Sowohl Synchron- als auch Asynehronlinearmotoren, bei denen der aktive Teil auf dem Fahrzeug angeordnet und der passive Induktionsteil entlang der Fahrbahn verlegt ist, haben insbesondere den Nachteil, daß die gesamte für den Antrieb und den Bordbedarf erforderliche Energie entweder an Bord mitgefüb@t oder mit St@@@bnehmern auf das Fahrzeug übertragen werden muß. Eine Mit@ührung der erforderlichen Energie in geeigneten Energiespeienern, beispielsweise Batterien, bzw. eine Erzeugung de@ Energie aus entsprechenden mitgeführten Vorräten, beispielsweise Dieselöl, an Bord, kommt in der Regel schon aus Ge@iehtsgründen nicht in Frage.However, each of these systems has a number of disadvantages. As well as Synchronous and asynchronous linear motors, where the active part is on the vehicle arranged and the passive induction part is laid along the roadway in particular the disadvantage that the entire required for the drive and on-board requirements Energy either carried on board or transferred to the vehicle with St @@@ receivers must become. A transfer of the required energy in suitable energy storage devices, for example batteries, or a generation of de @ energy from corresponding carried along Stocks, for example diesel oil, on board usually come for reasons of health out of the question.

Einer Übertragung durch Stromabneh@er stehen insbesondere bei Geschwindigkeiten von 300 @m/n und schr erhebliche Schwierigkeiten entgegen. Diese Schwierigkeiten werden zwar bei Linearmotoren vermieden, deren ein magnetisches Wanderfeld erzeugender aktiver Teil entlang der Fahrbahn angeordnet ist, jedoch sind auch derartige Linearmotoren mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Beim Asynchronlinearmotor ist zur Ankopplung der im Fahrzeug befindlichen, in der Regel auf einem lamellierten Eisenjoch angeordneten Kurzschlußwicklung an das Wanderfeld aus Gründen des Wirkungsgrades ein sehr kleiner Luftspalt von etwa 1 cm zwischen aktivem und passivem Teil erforderlich, der sich insbesondere bei Luftkissenlagerung des Fahrzeugs oder bei Lagerung mittels elektrodynamischen Schwebens nachteilig auswirkt. Das Beschleunigen des Fahrzeugs kann zwar durch variables Ankoppeln der Kurzschlußwicklung an das magnetische Wanderfeld in der Fahrbahn erfolgen, jedoch ist ztun Bremsen ein zusätzliches System erforderGich. Ferner arbeitet der Asynchronlinearmotor während des Anfahrvorganges mit sehr großem Schlupf, wobei die Schlupfleistung im Fahrzeug dissipativ vernichtet werden muß. Außerdem muß die Energie für den Bordbedarf nach wie vor auf dem Fahrzeug mitgeführt bzw. durch Stromabnehmer auf dieses übertragen werden. Dies gilt auch für den Synchronlinearmotor, mit dem jedoch ein größerer Luftspalt zwischen aktivem und passivem Teil erreichbar ist. Da der an Bord des Fahrzeugs vorgesehene passive Teil eines Synchronlinearmotors ausgeprägte Pole mit regelbarer magnetischer Erregung aufweist, läßt sich nämlich auch bei größerem Abstand zwischen deisem passiven Teil und dem entlang der Fahrbahn angeordneten aktiven Teil eine starke Kopplung zwischen dem magnetischen Wanderfeld entlang der Fahrbahn und dem Fahrzeug erreichen. Wie beim normalen Synchronmotor reitet das Fahrzeug gewissermaßen auf dem magnetischen Wanderfeld mit dessen durch Frequenz und Wicklungsmodul vorgegebener fester Geschwindigkeit. Da der Lastwinkel, d.h. die auf die Frequenz bezogene Phasendifferenz zwischen Wanderfel und Lage der passiven Magnetpole,auf 30 bis 40° beschränkt ist und beim Uberschreiten dieses Wertes der passive Teil gegenüber dem Wanderfeld außer Schritt fällt, kann eine gewünschte Geschwindigkeitsänderung nur durch entsprechende Frequenz steuerung des entlang der Fahrbahn angeordneten aktiven Teiles im Aufenthaltsbereich des Fahrzeugs erreicht werden.A transmission through current collectors are particularly available at speeds of 300 @ m / n and write considerable difficulties. These difficulties will be avoided in linear motors, whose one magnetic Moving field generating active part is arranged along the roadway, however Linear motors of this type also have a number of disadvantages. At the Asynchronous linear motor is usually used to couple the ones in the vehicle on a laminated iron yoke arranged short-circuit winding to the traveling field for reasons of efficiency a very small air gap of about 1 cm between Active and passive part is required, which is particularly important in the case of air cushion storage of the vehicle or when stored by means of electrodynamic levitation is disadvantageous affects. The vehicle can be accelerated through variable coupling of the Short-circuit winding to the traveling magnetic field in the roadway take place, however an additional system is required for brakes. The asynchronous linear motor also works during the start-up process with very large slip, the slip power im Vehicle must be destroyed dissipatively. In addition, the energy must be used for on-board needs still carried on the vehicle or transferred to it by pantographs will. This also applies to the synchronous linear motor, but with a larger one Air gap between the active and passive part is achievable. Since the aboard the Vehicle provided passive part of a synchronous linear motor with pronounced poles Has controllable magnetic excitation, can namely also with a larger distance between this passive part and the active one arranged along the roadway Part of a strong coupling between the traveling magnetic field along the roadway and reach the vehicle. As with a normal synchronous motor, the vehicle rides to a certain extent on the traveling magnetic field with its frequency and winding module predetermined fixed speed. Since the load angle, i.e. the frequency related phase difference between the wandering area and the position of the passive magnetic poles 30 to 40 ° is limited and at Exceeding this value of passive part against the moving field falls out of step, can be a desired Change in speed only by corresponding frequency control of the along the active part arranged in the lane in the area where the vehicle is located will.

Aiifahr- und Bremsmanöver lassen sich daher vom Fahrzeug aus nicht direkt, sondern nur über eine entsprechende Beeinflussung des in der Fahrbahn befindlichen aktiven Teiles durchführen. Zu diesem Zweck sind dann wieder eigene tbertragungseinrichtungen zwischen dem Fahrzeug und den entlang der Fahrbahn anzuordnenden Regel- bzw. Steuereinrichtungen für den aktiven Teil erforderlich.Driving and braking maneuvers cannot therefore be carried out from the vehicle directly, but only via a corresponding influence on what is in the roadway carry out the active part. For this purpose there are again separate transmission facilities between the vehicle and the regulating or control devices to be arranged along the roadway required for the active part.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten elektromotorischen Antrieb für spurgebundene Fahrzeuge mit entlang der Fahrbahn vorgesehenem Ständer zum Erzeugen eines magnetischen Wanderfeldes und auf dem Fahrzeug angeordnetem Anker anzugeben, der insbesondere eine unmittelbare Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit vom Fahrzeug her erlaubt. Vorzugsweise soll der verbesserte elektromotorische Antrieb auch große Luftspalte zwischen Ständer und Anker ähnlich wie bei einem Synehronlinearmotor zulassen und die flbertragung der für den Bordbedarf erforderlichen elektrischen Leistung von der Fahrbahn auf das Fahrzeug ohne besondere Stromabnehmer ermöglichen.The object of the invention is to provide an improved electromotive Drive for track-bound vehicles with a stand provided along the roadway for generating a traveling magnetic field and an armature arranged on the vehicle indicate, in particular, a direct influence on the driving speed allowed by the vehicle. The improved electromotive drive should preferably be used also large air gaps between stator and armature similar to a Synehron linear motor allow and the transmission of the electrical required for on-board needs Enable power from the roadway to the vehicle without special pantographs.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird der elektromotorische Antrieb erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das mittels des Ständers erzeugte magnetische Wanderfeld eine feste Frequenz und der Anker eine Mehrphasenwicklung mit einer entsprechend der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit steuerbaren Erregungsfrequenz besitzt. Durch entsprechende Änderung der Erregungsfrequenz des auf de 'ahleug befindlichen Ankers lassen sich bei diesem Antrieb Beschleunigungs- und Bremsvorgänge direkt vom Fahrzeug aus durchführen, ohne daß irgendwelche Änderungen des vom in der Fahrbahn angeordneten Ständer erzeugten Wanderfel-des erforderlich sind.To solve this problem, the electromotive drive is according to the invention designed such that the magnetic traveling field generated by the stator a fixed frequency and the armature a polyphase winding with a corresponding the respective vehicle speed controllable excitation frequency. By corresponding change in the excitation frequency of the armature located on de 'ahleug acceleration and braking processes can be carried out with this drive direct from the vehicle without making any changes to the from in the lane arranged stand generated wandering fields are required.

Vorzugsweise kann der erfindungsgemäße elektromotorische Antrieb derart ausgebildet sein, daß der Anker ein magnetisches Joch mit in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten ausgeprägten Polen und einer Drehstromwicklung aufweist und daß die im Anker induzierte Leistung durch einen an Bord des Fahrzeugs angeordneten Leistungsumformer mit veränderbarer Frequenz derart umsetzbar ist, daß im Anker ein magnetisches Feld mit einer der gewünschten Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Frequenz und einer zur Ausübung einer Vortriebs- bzw. Bremskraft auf das Pahrzeug geeigneten Phasenlage zum Wanderfeld im-Ständer aufrechterhalten wird.The electromotive drive according to the invention can preferably be of this type be designed that the armature has a magnetic yoke with one behind the other in the direction of travel arranged salient poles and a three-phase winding and that the Power induced in the armature by a power converter located on board the vehicle can be implemented with a variable frequency in such a way that a magnetic field in the armature with a frequency and a phase position suitable for exerting a propulsive or braking force on the vehicle to the traveling field in the stand is maintained.

Diese spezielle Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, daß sie einen großen Luftspalt zwischen Ständer und Anker ermöglicht, da ihr Anker ähnlich wie der passive Teil eines Synchronlinearmotors mit ausgeprägten Polen versehen ist.This particular embodiment has the particular advantage that it allows a large air gap between the stator and armature, as their armature is similar like the passive part of a synchronous linear motor with pronounced poles is.

Anders als beim Synchronlinearmotor, bei dem diese Pole mit Gleichstrom erregt sind, dient jedoch bei der genannten Ausführungsform des erfinciungsgemäßen Antriebs der Anker zur Induktion von Strömen eines Drehstromsystems infolge des Vorbeilaufens des vom Ständer erzeugten magnetischen Wanderfeldes. Durch die im Fahrzeug stattfindende Leistungsumsetzung wird im Anker ein magnetisches Wanderfeld mit gerade der gewtinschten Fahrgeschwindigkeit entsprechender Frequenz und einer solchen- Phasenlage zum magnetischen Wanderfeld des Ständers aufrechterhalten, daß der Antrieb nicht außer Tritt fällt. Die der jesrei.ligen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Frequenz des Ankerfeldes ist vom Ständer aus gesehen synchron zur Frequenz des Wanderfeldes im Ständer, so daß Ständerfeld und Ankerfeld mit gleicher Geschwindigkeit die Fahrbahn entlanglaufen. Auf das Fahrzeug bezogen ist die jeweilige Ankerfrequenz jedoch von der Fahrgeschwindigkeit abhängig. Stimmt beispielsweise die Polteilung des Ankers mit dem Wicklungsmodul des Ständers überein und hat das Ankerfeld gesehen vom Anker aus die gleiche Frequenz wie das Ständerfeld gesehen vom Ständer aus, so läuft das Ankerfeld mit der gleichen Geschwindigkeit an Anker entlang wie das Ständerfeld am Ständer, ohne daß das Fahrzeug mitgenommen wird. Zum Anfahr des Pahrzeugs wird der Leistungsumformer dann so gesteuert, daß die Frequenz des Ankerfeldes, bezogen auf den Anker, verringert wird, so daß das Ankerfeld mit verminderter Geschwindigkeit am Anker entlangläuft. Das Ankerfeld wird dann vom Statorfeld mitgenommen, Wobei auf das Fahrzeug eine in Fahrtrichtung wirkende Antriebskraft übertragen und das Fahrzeug beschleunigt wird.In contrast to the synchronous linear motor, in which these poles are connected to direct current are excited, but is used in the mentioned embodiment of the invention Drive the armature to induce currents of a three-phase system as a result of the Passing by the magnetic traveling field generated by the stand. The im The power conversion taking place in the vehicle becomes a traveling magnetic field in the armature with a frequency corresponding to the desired driving speed and a such phase position to the magnetic traveling field of the stator maintained that the drive does not fall out of step. That of the ever-present vehicle speed The corresponding frequency of the armature field is synchronous with the stand as seen from the stand Frequency of the traveling field in the stator, so that the stator field and anchor field are the same Speed down the road. Based on the vehicle is however, the respective anchor frequency depends on the speed of travel. Is correct For example, the pole pitch of the armature corresponds to the winding module of the stator and when viewed from the armature, the armature field has the same frequency as the stator field seen from the stand, the anchor field runs at the same speed along anchors like the stand field on the stand, without the vehicle being taken along will. To start the vehicle, the power converter is then controlled so that the frequency of the anchor field, based on the anchor, is reduced so that the Anchor field runs along the anchor at reduced speed. The anchor field is then taken along by the stator field, with one in the direction of travel on the vehicle Actual driving force transmitted and the vehicle is accelerated.

Die Maximalgeschwindigkeit ist dann errecht, wenn das Ankerfeld gesehen vom Anker aus etwa die Frequenz Null hat.The maximum speed is reached when the anchor field is seen has about zero frequency from the anchor.

Das Fahrzeug bewegt sich dann mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ständerfeldes entlang der Fahrbahn. Zum Bremsen wird der Leistungsumformer dann so geregelt, daß die Frequenz des Ankerfeldes, bezogen auf den Anker, wieder ansteigt.The vehicle then moves with the speed of propagation of the stand field along the roadway. The power converter is then used for braking regulated so that the frequency of the armature field, based on the armature, rises again.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn beim erfindungsgemäßen elektromotorischen Antrieb die durch das Wanderfeld des Ständers mit von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Frequenz im Anker induzierten Mehrphasenströme durch Leistungsumformer an Bord des Fahrzeugs in elektrische Leistung einer für den Bordbedarf geeigneten Frequenz umsetzbar sind. Die erforderliche Bordenergie kaim dadurch in einfacher Weise von der Fahrbahn auf das Fahrzeug über- , tragen werden, ohne daß besondere Stromabnehmer erforderlich sind. Zur entsprechenden Leistungsumsetzung kamt der zur Regelung der Ankerfrequenz erforderliche Leistungsumformer verwendet werden. Erforderlichenfalls können auch zasätzliche Leistungsumformer vorgesehen sein. Vorteilhafterweise wird ferner an Bord des Fahrzeugs ein an den bzw. die Leistungsumformer angeschlossener Energiespeicher, beispielsweise eine- Batterie, vorgesehen.It is particularly advantageous when the electromotive according to the invention Drive through the moving field of the stand with the vehicle speed dependent frequency in the armature induced multiphase currents by power converters on board the vehicle in electrical power suitable for the on-board needs Frequency can be implemented. The required on-board energy can thus be obtained more easily Way from the roadway to the vehicle, be carried without special Pantographs are required. The power converters required to regulate the armature frequency can be used. If necessary, additional Power converter provided be. Advantageously, a power converter (s) is / are also installed on board the vehicle connected energy storage device, for example a battery, is provided.

Zur Leistungsumformung kann beispielsweise ein durch die induzierte Leistung angetriebener Synchronmotor benutzt werden, der seinerseits wieder einen Gleich- oder Wechselspannungsgenerator antreibt. Die Leistungsentnahme vom Induktorteil kann mit veränderlicher Frequenz und mit regelbarer Wirkleistung erfolgen. Anstelle eines solchen Maschinensatzes kann man vorteilhaft auch einen elektronischen Leistungsumformer verwenden.For power conversion, for example, an induced by the Power driven synchronous motor are used, which in turn has a DC or AC voltage generator drives. The power consumption from the inductor part can take place with variable frequency and with controllable active power. Instead of Such a machine set can advantageously also be an electronic power converter use.

Die Frequenz des zur erzeugung des AnkerSeldes vorgesehenen Leistungsumformers, beispielsweise des erwähnten Generators, kann vorteilhaft derart veränderlich sein, daß zum Anfahren eine hohe Vortriebskraft, zum Abbremsen eine hohe Verzögenngskraft und während der Fahrt elektrische Leistung für die Bordversorgung erzeugt werden. Da beim Bremsvorgang der Lastwinkel etwas voreilend ist, sollte beim Bremsen die Frequenz im Anker etwas größer als die der momentanen Fahrgeschwindigkeit entsprechende Frequenz sein, um eine möglichst hohe entgegengesetzt zur Fahrtrichtung gerichtete Verzögerungskraft zu erzeugen. Zur Erzeugung einer möglichst hohen Vortriebskraft sollte dagegen die Frequenz im Anker etwas kleiner als die der momentanen -Fahrgeschwindigkeit entsprechende Frequenz sein. Ausreichende elektrische Leistung für die Bordversorgung kann während der Pahrt dadurch erzeugt werden, daß man die maximale BetriebsL geschwindigkeit bzw. die Reisegeschwindigkeit etwas kleiner wählt als die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Wellenfeldes im Ständer. Das Ständerfeld bewegt sich dann auch bei Höchstgeschwindigkeit noch etwas relativ zum Anker und induziert in diesem eine zur Bordversorgung ausnutzbare Leistung.The frequency of the power converter intended to generate the AnkerSeld, for example the generator mentioned, can advantageously be variable in such a way that that to start a high propulsion force, to brake a high deceleration force and electrical power for the on-board supply can be generated while driving. Since the load angle is slightly leading during braking, the Frequency in the anchor slightly higher than that corresponding to the current speed of travel Frequency to be as high as possible opposite to the direction of travel To generate retarding force. To generate the highest possible propulsive force on the other hand, the frequency in the armature should be slightly lower than that of the current speed corresponding frequency. Sufficient electrical power for the on-board supply can be generated during the journey by using the maximum operating speed or selects the travel speed somewhat lower than the propagation speed of the wave field in the stand. The stand field then also moves at top speed something else relative to the anchor and induces in this one for on-board supply exploitable performance.

Da dic von der Strecke auf das Pahrzeug übertragene Traktionsleistung vom Sinus des Lastwinkels abhängig ist, gibt dieser unmittelbar die Leistungsverhältnisse im Fahrbetrieb wieder und kann vorteilha£t für Zwecke der Betriebsregelung ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck können vorteilhaft auf dem Fahrzeug eine zusätzliche durch das Wanderfeld des Ständers beeinflussbare Induktionsspule und ein Phasenmeßgerät zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der in dieser Indnktionsspulo induzierten Spannung und der Spannung in einem Pol des Ankers vorgesehen sein Falls beim Betrieb des Fahrzeugs auch kleinere Luftspalte zwischen Ständer und Anker zulässig sind, kann der Anker auch ohne ausgeprägte Pole ausgebildet und mit einer M,ehrphaseninduktionswie@tung ausgerüstet und die bei der jeweiligen Schlupffrequenz erzeugte induzierte Leistung einem an Bord des Fahrzeugs angeordneten steuerbaren Leistungsumformer zuführbar sein. Mit Hilfe des Leistungsumformers kann dann die für den Bordbetrieb erforderliche Leistung mit beliebiger Frequenz erzeugt und gleichzeitig die Vortriebskraft durch die erzeugte Leistung geregelt werden Anhand einer Figur soll die Erfindung noch näher erläutert werden.Because the traction power transferred from the route to the vehicle depends on the sine of the load angle, this gives the power ratios directly in driving operation again and can advantageously be used for operational control purposes will. For this purpose, an additional through can be advantageous on the vehicle the traveling field of the stator can be influenced by induction coil and a phase measuring device to determine the phase difference between that induced in this induction coil Voltage and the voltage in one pole of the armature can be provided in case of operation of the vehicle, smaller air gaps are also permitted between the stand and armature, the armature can also be designed without pronounced poles and with a multi-phase induction weight equipped and the induced power generated at the respective slip frequency can be fed to a controllable power converter arranged on board the vehicle be. With the help of the power converter, the required for on-board operation can then Power generated with any frequency and at the same time the propulsive force through the power generated can be regulated with the aid of a figure are explained in more detail.

In der Figur ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform; des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes dargestellt. Auf einem Fahrzeug 1 befindet sich ein als magnetisches Joch mit in Pahrtrichtung hintereinander angeordneten ausgeprägten Polen 2 ausgebildeter Anker 3, dessen Pole mit Drehstrominduktionswicklungen 4 versehen sind. Das magnetische Joch des Ankers 3 kann zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten vorteilhaft aus lamelliertem Eisen bestehen. Die in den Wicklungen 4 induzierte Leistung kann über Verbindungsleitungen 5 einem Leistungsumformor 6 zugeführt werden, der die Eingangsleistung in eine Leistung der für den Bordbedarf erforderlichen Frequenzen und Spannungen vmformt und den Verbrauchsstellen 7 an Bord des Fahrzeuges zuleitet. Nicht unmittelbar nutzbare Leistung kann in einem an Bord vorgesehenen Energiespeicher 8, beispielsweise einem Akkumulator, gespeichert werden. In der Fahrbahn befindet sich ein schematisch dargestellter Stator 9 beispielsweise aus lamelliertem Eisen, der mit einer Dreiphasenwicklung 10 mit einem Wicklungsmodul mo versehen ist. Ferner ist auf dem Fahrzeug eine zusätzliche Induktionsspule 11 vorgesehen, die ebenso wie eine der Polwicklungen 4 mit einem Phasenmeßgeriit 12 zur Ermittlung des Lastwinkels verbunden ist.The figure shows schematically a preferred embodiment; of electric motor drive according to the invention shown. On a vehicle 1 there is a magnetic yoke arranged one behind the other in the direction of travel pronounced poles 2 trained armature 3, whose poles with three-phase induction windings 4 are provided. The magnetic one Armature 3 yoke can help avoid from eddy current losses advantageously consist of laminated iron. The ones in the Windings 4 induced power can be connected to a power converter via connecting lines 5 6, which converts the input power into a power for the on-board requirement required frequencies and voltages vmformt and the consumption points 7 Board of the vehicle. Not immediately usable power can be in a Energy storage device 8 provided on board, for example an accumulator, is stored will. A schematically illustrated stator 9 is located in the roadway, for example made of laminated iron, the one with a three-phase winding 10 with a winding module mo is provided. Furthermore, there is an additional induction coil 11 on the vehicle provided, which, like one of the pole windings 4, is provided with a phase measuring device 12 is connected to determine the load angle.

Bei Veränderungen des Fahrzustandes können Frequenz und übertragene Leistung des Leistungsumformers 6 mittels einer Steuereinrichtung 13 derart gesteuert werden, daß die Frequenz des Ankerfeldes der gewünschten Fahrgeschwindigkeit entspricht und die erforderlichen Antriebs- bzw. Bremskräfte vom Ständer 9 auf don Anker 3 übertragen werden.If the driving condition changes, frequency and transmitted The power of the power converter 6 is controlled in this way by means of a control device 13 be that the frequency of the anchor field corresponds to the desired driving speed and the required driving or braking forces from the stand 9 to the armature 3 be transmitted.

Bezeichnet man die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des im Ständer erzeugten Wanderfeldes entlang der Fahrbahn mit vo, die Frequenz des Wanderfeldes mit fo und den Wicklungsmodul der Ständerwicklung, wie bereits erwäh@t, mit mo, so nimmt beispielsweise bei einer Frequenz fo = 50 Hz und bei einer Geschwindigkeit vo = 100 m/sec = 360 km/h die Dreiphssenwicklung eine Länge von 2 m ein. Nimmt man der Einfachheithalber an, daß der im Fahrzeug angeordnete Anker 3 mit seinen ausgeprägten Polen 2 eine entsprechende Polteilung ma = 2 m besitzt, so wird bei ruhendem Fahrzeug im Anker 3 ein Feld mit einer auf den Anker bezogenen Frequenz fa = 50 Hz induziert. Wenn mO = ma = m'gesetzt wird, gilt ganz allgemein für den Zusammenhang zwischen der Ausbreitungsgeschwindigkeit vo der im Ständer erzeugten Wanderwelle entlang der Fahrbahn, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vf und der in Induktor erzeugten Frequenz fa die Beziehung vf = vo - fa.m'. Aus dieser Beziehung ist deutlich zu sehen, daß zum Anfahren durch entsprechende Steuerung des Umformers 6 die Frequenz a erniedrigt bzw. zum Bremsen die Frequenz f erhöht werden muß. Die der jeweils gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Frequenz fa ergibt sich dabei aus der Beziehung fa = (vo -vf)/m'.One denotes the speed of propagation of the generated in the stator Moving field along the road with vo, the frequency of the moving field with fo and the winding module of the stator winding, as already mentioned @ t, with mo, for example at a frequency fo = 50 Hz and at a speed vo = 100 m / sec = 360 km / h the three-phase winding has a length of 2 m. Taken for the sake of simplicity that the armature 3 arranged in the vehicle with its salient poles 2 is a has a corresponding pole pitch ma = 2 m, when the vehicle is at rest in the armature 3 a field with an armature-related frequency fa = 50 Hz induced. If mO = ma = m 'is set, then applies quite generally to the relationship between along the propagation speed of the traveling wave generated in the stator the road surface, the vehicle speed Vf and the frequency generated in the inductor fa the relationship vf = vo - fa.m '. From this relationship it can be clearly seen that to start up by appropriate control of the converter 6, the frequency a is reduced or the frequency f must be increased for braking. The respective desired vehicle speed The corresponding frequency fa results from the relationship fa = (vo -vf) / m '.

Besteht beispielsweise der Umformer 6 aus einem mit einem Generator gekoppelten Synchronmotor und führt nan die im Anker 3 induzierten Ströme dem Stator des Synchronmotors zu, der den Generator mit der Leistung P bei der Frequenz fa antreibt, so wirkt auf das Fahrzeug eine Schubkraft F = P/m'fa = P/(vo - vf). Die Traktionskraft F wird also beim Anfahren (vf = o) bei der Frequenz fa = fo vom Generator aufgebracht werden müssen, steigt aber bei konstanter Generatorleistung mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit vf an. Die Traktionsleistung L ist dann L = F#vf = Pvf/(vo - vf). Dies bedeutet, daß mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit die Traktionsleistung ein Vielfaches der vora Umformer 6 im Fahrzeug 1 umgesetzten Leistung ist und der überwiegende Leistungsfluß vom Stator zum Pahrzeug geht.If, for example, the converter 6 consists of one with a generator coupled synchronous motor and leads nan the currents induced in armature 3 to the stator of the synchronous motor, which runs the generator with the power P at the frequency fa drives, a thrust F = P / m'fa = P / (vo - vf) acts on the vehicle. the Traction force F is thus generated when starting (vf = o) at the frequency fa = fo from the generator must be applied, but increases with constant generator power with increasing Vehicle speed vf. The traction power L is then L = F # vf = Pvf / (vo - vf). This means that as the vehicle speed increases, the traction performance is a multiple of the power before converter 6 in vehicle 1 and the predominant power flow from the stator to the vehicle goes.

Die Fahrzeuggeschwindigkeit vf kann im Prinzip soweit gesteigert werden, bis sie der Fortpflanzungsgeschwindigkeit vo des Wanderfeldes im Ständer 9 entspricht. In diesem Fall, bei dem sich eine Frequenz fa = o ergeben würde, können die ausgeprägten Pole 2 des Ankers 3 mit Gleichstrom aus der Batterie 8 erregt werden. Dieser Grenzfall, der mit einem üblichen Synchronlinearmotor übereinstimmt, wird jedoch i.n der Reg-el nicht angestrebt. Vielmehr soll, wie bereits erwähnt, die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit vorzugsweise etwas kleiner sein als die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Wellenfeldes im Ständer.The vehicle speed vf can in principle be increased to the extent that until it corresponds to the speed of propagation vo of the traveling field in the stand 9. In this case, in which a frequency fa = o would result, the pronounced Poles 2 of the armature 3 are excited with direct current from the battery 8. This borderline case, the one with corresponds to a conventional synchronous linear motor, is however, as a rule, this is not the aim. Rather, as already mentioned, the maximum vehicle speed should preferably be slightly less than the speed of propagation of the wave field in the stand.

Die Induktionsspule 11 ist bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel derart im Fahrzeug 1 angeordnet, daß sie dem zum Phasenvergleich herangezogenen Pol 2 des Ankers 3 in Fahrtrichtung vorauseilt. Im Phasenmeßgerät 12 kann dann der Lastwinkel, bezogen auf die Ankerfrequenz fa, angezeigt und zu Steuerzwecken ausgenutzt werden.The induction coil 11 is in the embodiment shown in the figure so arranged in the vehicle 1 that they are used for phase comparison Pole 2 of armature 3 leads in the direction of travel. In the phase measuring device 12 can then Load angle, based on the armature frequency fa, displayed and used for control purposes will.

7 Patentansprüche 1 Figur7 claims 1 figure

Claims (7)

Patentansprüche Elektromotorischer Antrieb für spurgebundene Fahrzeuge mit entlang der Fahrbahn vorgesehenem Ständer zum Erzeugen eines magnetischen Wanderfeldes und auf dem Fahrzeug angeordnetem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß das mittels des Ständers erzeugte magnetische Wanderfeld eine feste Frequenz und der Anker eine Mehrphasenwicklung mit einer entsprechend der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit steuerbaren Erregungsfrequenz besitzt. Claims Electromotive drive for track-bound vehicles with a stand provided along the roadway to generate a traveling magnetic field and anchor arranged on the vehicle, characterized in that the means The moving magnetic field of the stator generated a fixed frequency and the armature one Multi-phase winding with a corresponding to the respective vehicle speed controllable excitation frequency. 2. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker ein magnetisches Joch mit- in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten ausgeprägten Polen iuid eine Drehstromwicklung aufweist und daß die im Anker induzierte Leistung durch einen an Bord des Pahrzeugs angeordneten Leistungsumformer mit veränderbarer Frequenz derart umsetzbar ist, daß im Anker ein magnetisches Feld mit einer der gewünschten Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Frequenz und einer zur Ausübung einer Vortriebs- bzw. Bremskraft auf das Fahrzeug geeigneten Phasenlage zum Wanderfeld im Ständer aufrechterhalten wird. 2. Electric motor drive according to claim 1, characterized in that that the armature has a magnetic yoke arranged one behind the other in the direction of travel pronounced poles iuid a three-phase winding and that the induced in the armature Power through a power converter arranged on board the vehicle with changeable Frequency can be implemented in such a way that a magnetic field with one of the armature desired driving speed corresponding frequency and one to exercise a Propulsion or braking force on the vehicle suitable phase position to the traveling field is maintained in the stand. 3. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Wanderfeld des Standers mit von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Prequenz im Anker induzierten Mehrphasenströme durch Leistungsumformer an Bord des Fahrzeugs in elektrische Leistung einer für den Bordbedarf geeig@@ten Frequenz umsetzbar sind. 3. Electric motor drive according to claim 2, characterized in that that due to the traveling field of the stand also depends on the vehicle speed Prequency in the armature induced multiphase currents through power converters on board the Vehicle can be converted into electrical power at a frequency suitable for on-board requirements are. 4. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Bord des Fahrzeugs ein an den Leistungsumformer angeschlossener Energiespeicher vorgesehen ist. 4. Electric motor drive according to claim 3, characterized in that that on board the vehicle, an energy storage device connected to the power converter is provided. 5. Elektromotorischer Antrieb nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zur Erzeugung des Ankerfeldes vorgesehenen Leistungswnforrners derart veränderbar ist, daß zum. Anfahren eine hohe Vortriebskraft, zum Abbremsen eine hohe Verzögerungskraft und während der Fahrt elektrische Leistung für die Bordversorgung erzeugt werden.5. Electric motor drive according to claims 2 to 4, characterized characterized in that the frequency of the intended for generating the anchor field Performance requirements can be changed in such a way that for. Starting a high propulsive force, a high deceleration force for braking and electrical power while driving for the on-board supply are generated. 6. Elektromotorischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug eine zusätzliche durch das Wanderfeld des Ständers beeinflussbare Induktionsspule und ein Phasenmeßgerät zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der in dieser Induktionsspule induzierten Spannung und der Spannung in einem Pol des Äilkers vorgesehen sind.6. Electric motor drive according to one of claims 2 to 5, characterized characterized that on the vehicle an additional by the traveling field of the stand influenceable induction coil and a phase measuring device to determine the phase difference between the voltage induced in this induction coil and the voltage in one pole of the Ailker are provided. 7. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker @hne ausgeprägte Pole ausgebildet und mit einer Mehrphaseninduktionswicklung ausgerüstet ist und daß die bei der jeweiligen Schlupffrequenz erzeugte induzierte Leistung einem an Bord des Fahrzeugs angeordneten steuerbaren Leistungsumformer zuführbar ist.7. Electromotive drive according to claim 1, characterized in that that the armature @hne formed poles and with a polyphase induction winding is equipped and that the induced induced at the respective slip frequency Power a controllable power converter arranged on board the vehicle is feedable. L e e r s e i t eL e r s e i t e
DE2423579A 1974-05-15 1974-05-15 High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train Pending DE2423579A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2423579A DE2423579A1 (en) 1974-05-15 1974-05-15 High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2423579A DE2423579A1 (en) 1974-05-15 1974-05-15 High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2423579A1 true DE2423579A1 (en) 1975-11-27

Family

ID=5915634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2423579A Pending DE2423579A1 (en) 1974-05-15 1974-05-15 High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2423579A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993002888A1 (en) * 1991-08-09 1993-02-18 Gründl Und Hoffmann Gesellschaft Für Elektrotechnische Entwicklungen Mbh Synchronous linear drive with electromagnetic energy transfer
WO1993002889A1 (en) * 1991-08-09 1993-02-18 Gründl Und Hoffmann Gesellschaft Für Elektrotechnische Entwicklungen Mbh Track-guided transport vehicle
DE102007010643A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-04 Stefan Hermann Electrical linear motor has stator and stator movably arranges rotor along straight moving direction, and current flows through stator coils, which loads with alternating current voltage of certain frequency
WO2011116970A3 (en) * 2010-03-26 2012-06-21 Li-Tec Battery Gmbh Method and arrangement of electrical conductors for charging a vehicle battery
JP2016127775A (en) * 2015-01-08 2016-07-11 Tdk株式会社 Power feeding device and non-contact power transmission device
CN106828183A (en) * 2017-04-06 2017-06-13 西南交通大学 Linear generating set, onboard power system and magnetic suspension train
WO2023094837A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 ELGAZZAR, Abdulrahman Transportation systems

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993002888A1 (en) * 1991-08-09 1993-02-18 Gründl Und Hoffmann Gesellschaft Für Elektrotechnische Entwicklungen Mbh Synchronous linear drive with electromagnetic energy transfer
WO1993002889A1 (en) * 1991-08-09 1993-02-18 Gründl Und Hoffmann Gesellschaft Für Elektrotechnische Entwicklungen Mbh Track-guided transport vehicle
DE102007010643A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-04 Stefan Hermann Electrical linear motor has stator and stator movably arranges rotor along straight moving direction, and current flows through stator coils, which loads with alternating current voltage of certain frequency
WO2011116970A3 (en) * 2010-03-26 2012-06-21 Li-Tec Battery Gmbh Method and arrangement of electrical conductors for charging a vehicle battery
CN102905931A (en) * 2010-03-26 2013-01-30 锂电池科技有限公司 Method and arrangement of electrical conductors for charging a vehicle battery
JP2016127775A (en) * 2015-01-08 2016-07-11 Tdk株式会社 Power feeding device and non-contact power transmission device
CN106828183A (en) * 2017-04-06 2017-06-13 西南交通大学 Linear generating set, onboard power system and magnetic suspension train
WO2023094837A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 ELGAZZAR, Abdulrahman Transportation systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2219900B1 (en) Maglev railway with oblique grooves
EP1726084B1 (en) Magnetic levitation train provided with a contactless inductive power transmission device for a magnetic levitation vehicle railway
EP0052346A2 (en) Electrical drive or generator
DE2541599A1 (en) Linear induction tracked vehicle - with stators spaced on each side of permanent magnet cores
DE2257773C2 (en) Carrying propulsion device for rapid transit railways with a synchronous linear motor
DE2610752A1 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OPERATING A TRACK-BASED ELECTRIC TRAINING VEHICLE
DE2423579A1 (en) High speed linear motor for train - with moving magnetic field on track and variable frequency poles on train
DE1206010B (en) Arrangement for a train system
EP0877466B1 (en) Driving means for a linear movement, in particular a continuous linear movement and linear motor with long-stator
DE3041940C2 (en) Combined carrying, propulsion and power transmission device for a magnetic levitation vehicle
DE10000513C1 (en) Device for using magnets to drive and carry vehicles has C-shaped rails, a motor element with magnetic devices looped with a coil, soft-iron elements, permanent magnets and exciter parts
DE3909705A1 (en) Subdivided feed circuit for a MAGLEV train with superconduction
DE2730621A1 (en) ELECTRICAL INDUCTION DEVICE FOR LOCOMOTIVES OR OTHER MOTOR VEHICLES
DE2245629C3 (en) Drive system for an electric vehicle using a linear motor
DE2423499A1 (en) Linear motor drive for train - with drive force controlled by speed of on-board pole wheel
DE2425940C2 (en)
DE1563970B2 (en) TRACK VEHICLE WITH ELECTRIC DRIVE BY AT LEAST ONE LINEAR INDUCTION MOTOR
DE2917188C2 (en) Method for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor
DE29714319U1 (en) Braking system
DE2238403A1 (en) INTEGRATED ELECTROMAGNETIC SUPPORT AND DRIVE SYSTEM FOR TRACK-BASED ADHAESIONLESS DRIVING TECHNOLOGY
DE2356679A1 (en) Damping circuit for vertical oscillations of linear motor - for driving vehicles has travelling field winding fed via damping regulators
DE2723889A1 (en) On-board power supply for linear induction train - has inductive coupling to track and three phase coils supplied with magnetic fields from superconductive windings
DE1563970C (en) Track vehicle with electric drive by at least one linear induction motor
DE20113854U1 (en) High speed transport system
DE2406820C3 (en) Circuit arrangement for a track-bound traction vehicle