DE3719587C2 - - Google Patents
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- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung
von Magnetkräften in zwei Hauptrichtungen senkrecht zur Bewegung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 28 11 160 bekannt,
bei der Trag- und Führungskräfte durch den gleichen Magneten
erzeugt werden. Bei seitlichem Versatz entstehen bei dieser
Anordnung Führungskräfte. Um in den Teilen der Polflächen,
die sich dann noch gegenüberstehen, eine Sättigung zu vermeiden,
sind die Polflächen gerundet. Die Tragkräfte müssen
in üblicher Weise geregelt werden.
Es sind auch Vorrichtungen bekannt, die so gestaltet sind,
daß die Tragfunktion ohne Regelung des Magnetfeldes bewirkt
werden kann. Neben den abstoßenden Verfahren mit Permanentmagneten
oder supraleitenden Spulen gibt es Anordnungen
mit stabil wirkenden Magneten zur Erzeugung von
Zugkräften. Sie werden zwischen ungeregelten Magneten und einer
ferromagnetischen Schiene hervorgerufen.
Aus der DE-OS 21 46 143 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung
von Magnetkräften in einer Hauptrichtung bekannt, bei der
die ungefähr c-förmigen Eisenteile des Fahrwegs und des
Fahrzeuges ineinandergreifen, so daß sich beim Herausziehen
z. B. des Fahrzeugteiles aus der ortsfesten Schiene die
rückstellende Kraft erhöht. Die Zugkräfte und damit der
Spulenstrom brauchen daher nicht geregelt werden. Für die
Kräfte in der zweiten Hauptrichtung sind in der DE-OS 21 46 143
separate, geregelte Magnete vorgesehen.
Das DE-GM 86 11 228 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der
die Tragkräfte durch Permanentmagnete erzeugt werden und die Seitenführung
durch Rollen erfolgt.
Probleme ergeben sich dadurch, daß ausreichend große Tragkräfte
nicht erzeugt werden konnten. Darüber hinaus besteht
bei den aus der DE-OS 21 46 143 und aus dem DE-GM 86 11 228
bekannten Lösungen keine Möglichkeit, die destabilisierend
wirkenden Kräfte bei seitlichem Versatz zu kompensieren
oder auszuregeln. Es wird deshalb eine separate
Seitenführung, eventuell mit Hilfe von Rädern, benötigt, deren
dauernde Belastung den gewünschten Effekt einer berührungslosen
Trag- und Führtechnik erheblich beeinträchtigen.
Demgemäß liegt dem Gegenstand des Anspruchs 1 die Aufgabe zugrunde, eine
Anordnung anzugeben, die beachtliche, gegebenenfalls zum
magnetischen Tragen ausreichende Kräfte parallel zu den
Polflächen ohne Inanspruchnahme einer Regelung und auch
regelbare Kräfte senkrecht zu den Polflächen erzeugt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Das magnetische Feld wird dabei für den Fall der Mittelstellung
ausschließlich von Permanentmagneten erregt.
Bei gleicher Polarität der Erregermagnete können die
Schienen aus massivem Eisen hergestellt werden. Die in
Tragrichtung stabile Aufhängung ergibt den Vorteil, daß
eine Art zweiseitige Einspannung nach oben und unten vorliegt
und daß aufgrund der stromunabhängigen Erzeugung der
Tragkraft auf Hilfsmittel wie Tragkufen oder Notlaufräder
in senkrechter Richtung verzichtet werden kann. Da ein
Absturz des Fahrzeugs auf die Fahrbahnunterlage ausgeschlossen
werden kann, ergeben sich für die Bemessung der
Fahrbahnträger Vorteile; sie lassen sich kostengünstiger
ausführen.
Da außerdem mit begrenzten Spulenströmen große seitliche
Stellkräfte erzeugt werden können, läßt sich ein berührungsfreies
Schweben auch ohne Einsatz von mechanischen
Führkräften zur seitlichen Stabilisierung des Fahrzeugs
realisieren. Während die ungeregelte magnetische Tragfunktion
(bis auf die in den Schienen bei Bewegung erzeugten
geringen Wirbelstromverluste) leistungslos aufgebracht
wird, ist die geregelte Führkraft zwar nicht ganz
leistungslos, jedoch als sehr leistungs- und aufwandsarm zu
betrachten. Im ungestörten Zustand sind z. B. keine
Spulenströme notwendig.
Im folgenden wird ein Weg zur Ausführung der Erfindung
im einzelnen durch Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen
erläutert.
Die Erzeugung großer Trag- und Führkräfte mit begrenztem
Materialaufwand für die Fahrzeug- und Fahrwegelemente
erfordert die Erregung großer magnetischer Flußdichten für
die kraftbildenden Bereiche des Feldes. Um eine große
Steifigkeit in vertikaler Richtung zu erzielen, muß bei
Verschiebung des Trag-Führelementes gegenüber der Schiene
in y-Richtung eine große Änderung der magnetischen Energie
herbeigeführt werden. Die Energiedichte selbst steigt
proportional zu B², mit B der Flußdichte. Unter der Voraussetzung,
daß die Polabmessung b des Erregerteils nicht
wesentlich größer als der Luftspalt δ ist, erreicht man das
Maximum der Tragkraft bei einer Auslenkung y die im Bereich
des doppelten Luftspalts liegt. Bei breiteren Polen b<δ
verschiebt sich das Maximum zu größeren Auslenkungen. Die
Steifigkeit hängt allgemein von der Formgebung der Pole
bzw. der Schiene und der Größe des Luftspalts ab, sie
steigt außerdem mit der Größe der Luftspaltinduktion.
Für eine ausreichend hohe Steifigkeit
ist die Formgebung dann günstig, wenn sowohl die Schiene
als auch die ausgeprägten Pole des Trag-Führelements
gleiche Breite besitzen (Bild 1). Die Schienen der linken
und rechten Seite sind in C-Form aus massiven Weicheisen
ausgeführt. Das Fahrzeug besitzt in Bewegungsrichtung
mehrere Trag-Führelemente die individuell mit Strom versorgt
werden können und die über Federn mit dem Schwebegestell
verbunden sind. Wie Bild 1 zeigt, wird die Grunderregung
des Trag-Führelements durch einen Permanentmagneten
PM erzeugt. Dieser ist so bemessen, daß sein flußführender
Querschnitt mindestens um einen Faktor 2 größer ist als die
Polquerschnitte der Weicheisenelemente E. Hierdurch wird
eine hohe Energiedichte des Magnetmaterials wirksam, was zu
einer geringeren Magnetmasse bei gegebener Luftspaltinduktion
führt.
Mit Hilfe von stromführenden Spulen Wl und Wr lassen sich
gerichtete Kräfte nach links oder rechts erzeugen. Bild 1
zeigt als Beispiel den Fall, daß in Mittelstellung des
Erregerelements rechts eine größere Felddichte als links
erzeugt wird. Die von den Spulenströmen erregten Feldlinien
überlagern sich dem Grundfeld des Permanentmagneten; sie
führen rechts zur Verstärkung, links zur Schwächung des
Feldes. Für die Größe der notwendigen Spulenströme ist
wichtig, daß der magnetische Leitwert zur Erzeugung der
geregelten Feldkomponente durch die Verwendung des Eisens
(und den Verlauf der Feldlinien im Eisen) begünstigt wird.
Der verhältnismäßig kleine Widerstand ermöglicht Feld- bzw.
Kraftkomponenten mit begrenzten Strömen zu erzeugen. Die
resultierende Führkraft ergibt sich aus der Differenz der
unterschiedlich großen Zugkräfte auf die Polflächen links
und rechts.
Für das gezeichnete Beispiel ist Br<Be, so daß folgt
Fzr<Fzl; die resultierende Seitenkraft Fz = Fzr-Fzl ist
nach rechts gerichtet.
Eine Änderung der Stromrichtung bewirkt auch eine Änderung
der Kraftrichtung.
Durch die elektrische Steuerkomponente des magnetischen
Feldes ergibt sich ein Unterschied der links- bzw. rechts
wirkenden Tragkraftkomponenten (Fyr<Fyl), wobei die Summe
zumindest bei kleinen Aussteuerungen etwa konstant bleibt.
Die erzielbaren Seitenkräfte Fz sind sehr groß; sie übersteigen
bei ausführbaren Strömen der Steuerwicklung die
Größe der Nenntragkraft erheblich. Grenzen ergeben sich
durch die maximale Größe des Stromes R sowie die Sättigungseigenschaften
des magnetischen Kreises.
Bild 1a zeigt die Spulenausführung in einer Schrägansicht
und deutet an, daß die Rückführung der Ströme an den Außenseiten
des Trag-Führelements erfolgt. Für die gewählte
Anordnung des Permanentmagnets ergibt sich gleiche Stromrichtung
in den Wicklungsteilen Wl und Wr.
Die in Bild 2 dargestellte Anordnung erfüllt die gestellten
Bedingungen grundsätzlich ähnlich wie die Anordnung nach
Bild 1. Allerdings wird anstelle der 4-Spuleneinheiten nur
eine einzige Spule benötigt. Wl und Wr stellen hier Hin-
und Rückleiter einer einzigen Spule dar. Dies ist nun
möglich, weil gegenüber Bild 1 der Permanentmagnet in zwei
Teilmagnete mit unterschiedlicher Polarität unterteilt
wurde.
Wie in Bild 2 gezeichnet, verläuft das von den Spulen
erzeugte Feld nun durch den Raum des Permanentmagneten hindurch.
Der entsprechende magnetische Widerstand addiert
sich zu jenem des Spaltraums zwischen Pol und Schiene.
Allerdings wird durch ein großes Verhältnis von Querschnittsfläche
des Magneten zur Polfläche die Widerstandserhöhung
stark reduziert. Die Anordnung nach Bild 2
verlangt somit im Vergleich zur Anordnung nach Bild 1
geringfügig größere Ströme zur Erzeugung einer bestimmten
Seitenkraft. Der Durchflutungsunterschied wird dadurch
allerdings weiter verkleinert, daß die Anordnung 2 bei Verschiebung
in z-Richtung infolg der Trennung der Magnete
kleinere Flußunsymmetrien erfährt.
Der Hauptvorteil der Anordnung 2 gegenüber der Anordnung 1
ergibt sich aus den fehlenden Stromrückleitern. Bei
gleichem Strom gehen somit die ohmschen Verluste etwa auf
die Hälfte zurück. Bei gleichen Verlusten beider Anordnungen
kann der Wicklungsquerschnitt für die Anordnung nach
Bild 2 entsprechend verringert werden (siehe Bild 2).
Das beschriebene Trag-Führverfahren ist davon unabhängig, ob
sich das Erregerteil mit Magnet und Spule bewegt und die
Schienen Sl, Sr stillstehen oder umgekehrt. Zur Seitenkrafterzeugung
notwendige Ströme können auch ganz oder
teilweise in den feststehenden Teil, also in die Schienen,
verlegt werden. Dies könnte z. B. bei Fahrzeugen im Kurven-
oder Weichenbereich zur Erzeugung einer zusätzlichen
Seitenkraft genutzt werden.
Die Bilder 3 und 4 zeigen Kraft- und Stromkennlinien der
Trag-Führanordnung.
Die im Bild 3 aufgetragene Funktion Fy (y) stellt für ein
typisches Beispiel die mit der Auslenkung y zunehmende
Tragkraft dar. Sie erreicht für yn den Nennwert, der gleich
groß ist, wie die auf das Element entfallende Gewichtskraft
FG. Letztere ist bei einem Fahrzeug identisch mit der Summe
der Masseanteile einschließlich der Eigenmasse des
Magneten.
Da mit größer werdendem y die Kraft noch weiter zunimmt,
bildet die Tragfunktion mit der konstanten Gewichtskraft
ein stabiles Gleichgewicht. Hierfür ist offensichtlich der
positive Wert des Gradienten dFy/dy an der Stelle yn die
entscheidende Größe. Da die Rückstellgeschwindigkeit der
magnetischen Aufhängung wesentlich durch die Differenz
zwischen Magnetkraft und Gewicht, also durch Fy-FG bestimmt
wird, hat auch die durch dFy/dy erfaßte Kraftänderung
großen Einfluß auf die Rückstellgeschwindigkeit. Es zeigt
sich, daß der Massenanteil der Trag-Führelemente nicht
wesentlich über 10% der Fahrzeugmasse liegt, so daß die
Rückstellgeschwindigkeit der Magnetanordnung sehr hoch ist.
Die entsprechende Eigenfrequenz kann ohne Schwierigkeiten
in den Bereich über 10 Hz gelegt werden. Hierbei ist vorausgesetzt,
daß für die Anbindung des Trag-Führelements an
das Schwebegestell G eine Zugfeder F verwendet wird. Mit
Hilfe eines Dämpfers lassen sich Schwingungsamplituden, die
etwa durch Fahrbahnstörungen angeregt werden, verringern.
Das Rückstell-Verhalten der magnetischen Stützung eignet
sich in dieser Form auch für Fahrgeschwindigkeiten des
Schnellverkehrs.
Von besonderem Vorteil ist weiterhin die hohe erzielbare
Seitenkraft bei Stromaussteuerung. Bild 4 zeigt oben die
Kurve der mit zunehmender Auslenkung aus der Mittelachse
erforderlichen Steuerdurchflutung R für eine konstante
Seitenkraft. Da die Spulendurchflutung auf der linken und
rechten Seite gleich bzw. entgegengesetzt gleich sind, ist
jeweils nur ein Wert für R angegeben.
Wie die Kurven zeigen, ist eine bestimmte Seitenkraft einer
Richtung dann leichter zu erzeugen, wenn die Kraft in
Richtung des kleineren Spalt weist. Von einer bestimmten
Stelle ab ist es dann nicht mehr notwendig, der Spule einen
Strom zuzuführen. Für Spaltvergrößerungen erfordert das
Aufbringen einer zum großen Spalt hinzeigenden Rückstellkraft,
einen mit z stark zunehmenden Strom. Da es offenbar
nicht sinnvoll ist. Luftspaltänderungen bis zur Berührung
der Polflächen mit der Schiene zuzulassen, wird zweckmäßig
eine mechanische Begrenzung vorgesehen. In Bild 4 ist
strichliert ein solcher Bereich eingezeichnet (2zg). Bis zu
dieser Grenze kann durch Aussteuerung der Regelung etwa
durch volle Beaufschlagung des Stellelements St in Bild 5
eine ausreichende Stellkraft für die seitliche Führung des
Fahrzeuges aufgebracht werden. Als mechanische Begrenzung
werden ein Belag (mit geringem Reibkoeffizient) auf den
Polflächen der Erregerteile oder besondere Kufen oder
Räder herangezogen.
Bild 5 zeigt, die für die Führkraft einzusetzende Regelung
gemeinsam mit der Trag-Führanordnung, deren Anbindung an
das Schwebegestell G des Fharzeugs über ein Feder-Dämpferelement
F sowie einen Teil des Fahrbahnträgers FT. Die
Regelung erfolgt nach einer Messung des seitlichen Abstandes
zwischen Erregerelement und Schienen, also einer Lagemessung,
der Verarbeitung dieser Signale im Regler, der
Aufschaltung des Reglersignals zur Bereitstellung des
Stroms für die Spule W mit Hilfe des Stellelements St. Das
Reglersignal gibt auch die Richtung des Stromes und dessen
Größe vor. Die Energiequelle Q steht als Batterie stellvertretend
für eine gepufferte Energieversorgung des Fahrzeugs.
Sofern keine Führkräfte aufgebracht werden müssen, ist die
Spule W strom- und verlustlos. Dies ist im allgemeinen der
Fall, wenn die Spalte links und rechts gleich groß sind.
Bei einer Fahrt ohne seitliche Führkraft wird offensichtlich
eine Regelung auf Schienenmitte vorzusehen sein.
Sind Fahrten mit konstanter Führkraft über einen gewissen
Zeitraum durchzuführen, z. B. Kurven oder Fahrten bei
Seitenwind, so läßt sich der Magnet mit Hilfe der Stromregelung
auf eine konstante Abweichung z von der Mittellage
einstellen. Die seitliche Auslenkung ist dabei so zu
wählen, daß die Kraftbildung des P-Magneten ausreicht die
Führkraft bereitzustellen; der Steuerstrom ist für diesen
Punkt Null (siehe Bild 4). Verluste und aufgenommene elektrische
Leistung der Spulen sind für diesen Betriebsfall
verschwindend klein.
Da die Anregung aufgrund von Störkräften für die Seitenführung
gering ist, sind die regelungstechnischen Eingriffe
mit begrenzter Spannungsdifferenz ausführbar. Der Unterschied
zwischen maximal verfügbarer Klemmenspannung und dem
ohmschen Spannungsabfall kann geringer sein, als bei der
zur Zeit angewendeten Tragkraftregelung. Letztere erfordert
zur Ausregelung der Störanregungen verhältnismäßig große
Spannungsüberhöhungen.
Die Kombination der Trag-Führfunktionen mit der berührungslosen
Vortriebsbildung ist für lineare und rotatorische
Anwendungen der Magnetschwebetechnik von großer Bedeutung.
Da das oben beschriebene neue Trag-Führverfahren bei großen
spezifischen Kräften in den beiden Hauptrichtungen quer zur
Fahrtrichtung eine sehr hohe Steifigkeit, d. h. eine starke
Rückstellwirkung aufweist, sind Kombinationsmöglichkeiten
grundsätzlich mit allen bekannten Antriebsvarianten möglich.
Hierbei ist berücksichtigt, daß eisenbehaftete Linearmotoren
normalerweise für sich mindestens in einer Richtung
eine Instabilität aufweisen und so der Stabilisierung
durch andere Funktionselemente oder durch eine Regelung
ihres magnetischen Feldes bedürfen.
Wird davon ausgegangen, daß die oben beschriebene Trag-
Führtechnik leicht so ausgelegt werden kann, daß sie ein
Überangebot an seitlicher Stellkraft erzeugt, so lassen
sich auch Kombinationen mit ungeregelten Linearmotorvarianten
und seitlicher Instabilität durchführen.
Bild 6 stellt ein Beispiel einer Kombination mit einem
Langstatorantrieb in Transversalflußtechnik entsprechend der
DE-OS 37 05 089 dar. Die beiden mittleren Funktionsgruppen
2 und 3 erzeugen Trag- und Vortriebskraft, während die
obere Funktionsgruppe 1 Trag- und Führkräfte, die untere 4
nur Führkräfte erzeugt. In bezug auf die Magnetelemente
entspricht die oberste Funktionsgruppe der Anordnung nach
Bild 1; die unterste jener nach Bild 2, wobei letztere jedoch
mit einer Flachschiene ausgestattet ist und keine
Tragkräfte erzeugt.
Wie an anderer Stelle beschrieben wurde, ermöglichen Antriebe
nach dem Transversalflußkonzept bei einer Reduktion
der notwendigen aktiven Masse gleichzeitig eine Verminderung
der Wicklungsverluste. Die Leiteranordnung L ist ausschließlich
parallel zur Fahrtrichtung. Die gezeichneten
Ankerelemente A beanspruchen in Längsrichtung nur etwa ein
Drittel der Länge; sie sind auf Abschnitte von zwei Drittel
der Polteilung konzentriert und müssen wegen des Wechselflusses
geblecht ausgeführt werden. Die Magnetanordnung ist
in Längsrichtung mit wechselnden Polaritäten konzipiert,
die Pollücke beträgt etwa ein Drittel der Polteilung. Zur
Begrenzung der bei seitlicher Verschiebung auftretenden
Feldunsymmetrie wird die Querschnittsbemessung des magnetischen
Kreises so abgestimmt, daß die seitliche Auslenkung
zur Sättigung führt. Dies bedeutet, daß für die Nennauslegung
an entsprechenden Stellen des magnetischen Kreises
hohe Flußdichten (ca. 1,8 T) vorgesehen werden.
Es zeigt sich, daß bei Anordnungen die dem gezeichneten
Beispiel entsprechenden Tragkräfte vom Motor erzeugt
werden, die etwa gleich groß wie diejenigen der Trag-Führanordnung
sind.
In Bild 7 ist vorausgesetzt, daß die Motorfunktionsgruppen
1 und 2 ein zweisträngiges Drehstromsystem mit 90° Phasenverschiebung
bilden.
Da die zweisträngige Motoranordnung somit einen eigenen
Beitrag zur Tragkraft leistet und die Erregerelemente
gewichtssparend ausgeführt sind, erreicht die Eigenfrequenz
für das gesamte Tragsystem Werte über 10 Hz.
Schließlich sei mit Bild 7 auf eine Möglichkeit verwiesen,
den zweisträngigen Motor so zu erweitern, daß er selbst die
volle Trag- und Führfunktion übernimmt. Hierzu sind seine
Erregerelemente analog zu der Anordnung nach Bild 1 oder 2
mit Wicklungen zur Feldbeeinflussung auszustatten. Für die
Auslegung der Erreger- und Fahrwegelemente entstehen dabei
veränderte Randbedingungen.
Die Erregerwicklungen (Spulen) werden dabei so geführt, daß
sie zwei sich entgegengerichtete Anteile des Grundfeldes
der Permanentmagneten umschließen und sich dessen induzierte
Spannungen aufheben.
Zur Erzielung der notwendigen Tragkraft kann hierbei die
Anordnung von zwei auf drei symmetrische übereinanderliegende
Stränge erweitert werden. Diese drei Funktionseinheiten
bilden elektrisch ein symmetrisches Dreistrangsystem
mit phasenverschobenen Strömen und örtlich versetzten
Statoreinheiten.
Es erscheint wichtig festzustellen, daß die Aufbringung der
Tragkraft ganz oder teilweise von Motorelementen vorgenommen
werden kann. Eine Vergrößerung der Zahl der
Motoreinheiten in vertikaler Richtung erhöht die Tragkraft.
Die Polabmessungen lassen sich bei Vergrößerung der Zahl
der Einheiten entsprechend verringern; auch eine Reduktion
des Strangstroms ist möglich.
Die zur Seitenkraftsteuerung notwendige Spule verläuft
analog zur Anordnung der Permanentmagnete nur über eine
Polteilung. Der Kraftbildungsmechanismus entspricht für die
Seitenkraft jenem der Trag-Führeinrichtungen. Die Kraftbildung
nach allen drei Hauptrichtungen erfolgt an geblechten
Fahrbahnelementen, in denen sich das magnetische Feld
als Wechselfeld ausbildet. Da die einzelnen Stator-Eisenpakete
gegeneinander versetzt sind, ergibt sich ein interner
Ausgleich für die Schwankungen der Magnetkraft.
Eine bestimmte mechanische Magneteinheit besteht in Längsrichtung
jeweils aus mehreren einzelnen Polen deren Teilkräfte
sich addieren und über die Feder-Dämpferkombination
F auf das Schwebegestell G übertragen werden. In Bild 7 ist
als Beispiel eines mechanischen Spaltbegrenzers eine
doppelseitig wirksame Radgruppe R′ und R′′ vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Bilder:
Bild 1: In der Ebene quer zur Bewegungsrichtung ist ein
Querschnitt durch die Trag-Führeinrichtung gezeichnet.
Bild 1a: Schrägansicht auf Polschuhe und Spule des Erregerteils.
Bild 2: In der Ebene quer zur Bewegungsrichtung ist ein
Schnitt durch eine Trag-Führanordnung dargestellt.
Die Permanentmagnete weisen unterschiedliche Polarität
auf.
Bild 2a: Schrägansicht auf Pole und Spule des Erregerteils.
Bild 3: Tragkraftkurve Fy als Funktion der Auslenkung y
des Erregerteils gegenüber der Schiene.
Bild 4: Für bestimmte Seitenkräfte ± Fz = const ist der
Stellstrom R abhängig von der seitlichen Auslenkung
des Erregerteils.
Bild 5: Trag-Führeinrichtung in Verbindung mit Träger und
Fahrzeuganbindung sowie Regelkreis.
Bild 6: Kombinationsmöglichkeit für Trag-Führelemente mit
einer zweisträngigen Langstator-Antriebsanordnung
in Transversalflußtechnik.
Bild 7: Trag-Führ- und Vortriebsanordnung deren Schienen
ausschließlich durch Langstator-Elemente gebildet
werden.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Magnetkräften in zwei
Hauptrichtungen senkrecht zur Bewegung, mit magnetisch
passiven Schienen (Sr, Sl) in C-Form als Fahrwegausrüstung und
dem Fahrzeug zugeordneten Erregerelementen mit
mindestens einer Spule (Wl, Wr),
dadurch gekennzeichnet,
daß der größte Teil des notwendigen magnetischen Flusses durch Permanentmagnete (PM) erzeugt wird,
daß die zueinander im wesentlichen parallelen Stirnflächen der ausgeprägten Pole der Schienen und der Erregerelemente im wesentlichen gegenüberliegen und
daß die Abmessung (b) der Pole in der gewünschten Kraftrichtung nicht wesentlich größer als die Luftspaltlänge (δ) ist.
daß der größte Teil des notwendigen magnetischen Flusses durch Permanentmagnete (PM) erzeugt wird,
daß die zueinander im wesentlichen parallelen Stirnflächen der ausgeprägten Pole der Schienen und der Erregerelemente im wesentlichen gegenüberliegen und
daß die Abmessung (b) der Pole in der gewünschten Kraftrichtung nicht wesentlich größer als die Luftspaltlänge (δ) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsfläche des Permanentmagneten (PM) um
mindestens einen Faktor 2 größer als die Stirnfläche der
ausgeprägten Pole ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die linke und rechte Hälfte der Vorrichtung mit Permanentmagneten (PMl, PMr)
unterschiedlicher Polarität und einem Spalt in der Mitte
der Erregeranordnung ausgeführt sind und linke und
rechte Leiteranordnung zu einer einzigen Spule gehören.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit wechselstromführenden
Leitern (L) in Fahrtrichtung und geblechten Schienen (Sl, Sr) in C-
Form,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trag- und Vortriebskraft erzeugende magnetische
Fluß von Permanentmagnetanordnungen mit alternierender
Polarität in Bewegungsrichtung erregt und in Querrichtung
durch Weicheisenelemente so geführt wird, daß er an
ausgeprägten Polen über den Luftspalt tritt, deren
Breite etwa gleich jener der Schienenbreite ist und die
Anordnung mit zwei Schienen und einem zweiseitigen
Erregerteil ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiseitigen Erregerteile mit mindestens einer
durch eine Regelung mit Strom beaufschlagten Spule ausgerüstet
sind und mit Berücksichtigung des über Sensoren
ermittelten Schwebezustands (bezüglich des Querabstandes
zu den Schienen) gespeist wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere wechselstromführende Einheiten ein mehrsträngiges
symmetrisches System mit zeitlich phasenverschobenen
Strömen und räumlicher Verschiebung der Polelemente
bilden.
7. Vorrichtungen nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie zu Einheiten kombiniert werden, die an einem
gemeinsamen Fahrbahn-Element wirken und die resultierenden
Kräfte über Koppelelemente (z. B. Feder-Dämpfereinheiten)
auf das Fahrzeug übertragen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie zur Vortriebsbildung mit Kurzstator-Linearmotoren
kombiniert werden.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19873719587 DE3719587A1 (de) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | Magnetschwebesystem mit permanentmagneten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873719587 DE3719587A1 (de) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | Magnetschwebesystem mit permanentmagneten |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3719587A1 DE3719587A1 (de) | 1988-12-22 |
| DE3719587C2 true DE3719587C2 (de) | 1991-03-28 |
Family
ID=6329533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873719587 Granted DE3719587A1 (de) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | Magnetschwebesystem mit permanentmagneten |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE3719587A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10000513C1 (de) * | 2000-01-08 | 2001-09-13 | Herbert Weh | Vorrichtung zum magnetischen Antreiben und Tragen von Fahrzeugen |
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| DE2710156C2 (de) * | 1977-03-09 | 1983-08-04 | Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen | Magnetbahn |
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| DE8611228U1 (de) * | 1986-04-24 | 1986-08-07 | Schuster, Peter, 8201 Raubling | Dauermagnet Schwebefahrzeug |
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-
1987
- 1987-06-12 DE DE19873719587 patent/DE3719587A1/de active Granted
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| DE10000513C1 (de) * | 2000-01-08 | 2001-09-13 | Herbert Weh | Vorrichtung zum magnetischen Antreiben und Tragen von Fahrzeugen |
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|---|---|
| DE3719587A1 (de) | 1988-12-22 |
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