[发明专利]操纵磁性车辆的方法和装置

说明书

本发明涉及按照权利要求1-6前序部分中所述一般类型的方法和装置。

在用于磁性车辆的直线电动机中，特别是在用于磁浮车辆的同步直线电动机中，通常将定子绕组细分成许多个短的比如只长约1.2km的绕组分段，这些绕组分段在行驶方向上直接一个接一个地放置，并且通过转换点来相互电绝缘。而且一条比较长的轨道索比如约40km平行于轨道放置，并连接到所谓的变电所处，其中安装了定子电源所要求的变流器或类似物。为了限制能耗，只有车辆实际上存在于其中的那个绕组分段供应电流，其中各个绕组分段按照车辆的前进情况，借助于开关装置，单独而顺序地连接到轨道索上。

这种用电源控制车辆速度的控制方法通称为短路法，用这种方法的一个问题是：接合到一个转换点上的两个绕组分段，其中只有一个在经过此点时，可以同时连接到轨道索上，因为否则在各绕组分段中流动的电流不再能控制，并且车辆按照相应于短路方式的电流起作用。其结果是在每个分段改变处，运行的车辆长度中有一个暂时的交替，并因此减少了推进力，该推动力减少总计至少50％，并影响乘坐的舒适。

为了避免这种推进力的下降，已经提出了许多方法和装置(比如，etz的单行本，1987年Vol.108，No.9，P1-24，DE 3 917 058 A1)，这些方法和装置已知是在各种眉题之下，诸如：“跳步法”、“交替步法”、“双馈法”、“与位置有关的电流分配法”等等。然而，所有这些方法和装置的共同特点是，当通过转换点时，只有其中一个或另一个参与的绕组分段馈送电流，因此，只有一部分车辆电动机运行。由于车辆电动机的运行部分与转换点区域内车辆位置的这种关系，推进力的下降只能事先用下述方法加以避免：或是在变电所中安装的动力是超尺寸的，以便满足通过转换点时增加了的需求；或是设置具有至少两条轨道索的分开电源系统。

与此相反，本发明基于这一目的，即如此修改起初规定的一般种类方法和装置，以使整个车辆电动机在转换点区域内总是保持运行，并且创造新的可能性用于进行定子分段的转换，这样基本上免除了推进力的下降。

权利要求1和6所表述的特点用来满足这一目的。

本发明提供的优点是，在绕组分段改变期间，转换点处所包含的两个绕组分段总是成串联电路连接，并且通过相同的电流。因此，一方面，车辆相对于转换点的位置实际上没有意义，另一方面，当通过转换点时，对电源产生许多新的可能性。

本发明的另一些有利特点，从所附权利要求中可明显看出。

现在，将结合具有长定子直线电动机的磁性铁路的一个实施例的附图，更详细地说明本发明，其中：

图1是磁性车辆及其轨道的示意横截面图；

图2示意示出按照本发明的装置，用于操纵磁性车辆；及

图3-8参照本发明所述装置的几个实施例，示意地示出按照本发明所述方法的性能。

在具有同步式长定子(图1)的磁性铁路中，将一个定子叠层组件1，亦即一垛薄板固定在轨道2的适当位置，该轨道2沿着一预定的路线设置。将长的定子绕组3以多相(三相)绕组形式设置在定子叠层组件1的沟槽中，并由变流器供给可变振幅和频率的多相电流，因而沿着长定子电动机用已知方式形成一移动式电流表面波。长定子同步电动机的励磁场由支承磁铁4产生，每个支承磁铁4都包括一个磁芯6和一个励磁绕组7，并附接到车辆5上，该车辆5在图1中仅示意表示，它沿着轨道移动。除了提供磁性支承功能之外，支承磁铁4同时提供同步电机的励磁场。通常，定子叠层组件1在轨道2两边的其中每一边上，都设置有相关的、一般是三相的纵向定子绕组3，并且在每种情况下都设置许多个支承磁铁4。

为了提供所希望的驱动力，必须车辆速度与电流表面波或推进移动场的传播速度同步。当车辆励磁场相对于变流器波保持最佳位置时，在给定的变流器基波下，最大驱动力或推进力上升，这种情况在同步式多相电动机中，相当于保持最佳的转子位移角。这通过变流器的频率调节来达到，同时可以用瞬时车辆速度和支承磁铁4相对于例如纵向定子绕组3的R相的位置作为基准值。