DE102007004919B4 - Verfahren und Einrichtung zur Antriebssteuerung eines Magnetschwebefahrzeugs auf einer Magnetschwebebahnstrecke - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Antriebssteuerung eines Magnetschwebefahrzeugs (10) auf einer Magnetschwebebahnstrecke, bei dem
- auf dem Magnetschwebefahrzeug (10) ein Tragmagnetfeld (T) erzeugt wird, indem in Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) des Magnetschwebefahrzeugs (10) jeweils ein fahrzeugseitiger Tragmagnetstrom eingespeist wird, um einen vorgegebenen Luftspalt (SP) zwischen dem Magnetschwebefahrzeug (10) und einer streckenseitigen Reaktionsschiene (20) herzustellen, und
- ein Statorstrom in einen streckenseitigen Stator (30) der Magnetschwebebahnstrecke eingespeist wird, um eine Schubkraft (Fx) auf das Magnetschwebebahnfahrzeug (10) hervorzurufen,
- wobei die auf das Magnetschwebefahrzeug (10) wirkende Schubkraft von der magnetischen Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Pendelbewegung des Magnetschwebefahrzeugs relativ zum Statormagnetfeld (S) in Fahrtrichtung gedämpft wird, indem die magnetische Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) fahrzeugseitig verändert wird, indem die Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) fahrzeugseitig mit zumindest zwei unterschiedlich großen Einzeltragmagnetströmen (Imag1, Imag2) betrieben werden,
- in einer vorgegebenen Sonderbetriebsart in die Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) zumindest zwei unterschiedlich große Einzeltragmagnetströme (Imag1,Imag2) eingespeist werden und eine gegenüber der maximal möglichen Kopplung reduzierte Sonderkopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S)und dem Tragmagnetfeld (T) eingestellt wird,
- im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld (S), die Kopplung reduziert wird, indem der Stromunterschied in den Einzeltragmagnetströmen (Imag1,Imag2) erhöht wird, und
- im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld (S), die Kopplung erhöht wird, indem der Stromunterschied in den Einzeltragmagnetströmen (Imag1,Imag2) reduziert wird.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Antriebssteuerung eines Magnetschwebefahrzeugs auf einer Magnetschwebebahnstrecke mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein solches Verfahren ist aus der DE 10 2004 013 692 A1 bereits bekannt. Das dort offenbarte Verfahren dient zur Antriebssteuerung eines Magnetschwebefahrzeugs auf einer Magnetschwebebahnstrecke. Auch hier wird ein Tragmagnetfeld erzeugt, das das Magnetschwebefahrzeug mit Abstand zur Magnetschwebebahnstrecke hält. Hierzu weist das Magnetschwebefahrzeug Tragmagnete auf, in die ein fahrzeugseitiger Tragmagnetstrom eingespeist wird, um einen vorgegebenen Luftspalt zwischen Magnetschwebefahrzeug und Magnetschwebebahnstrecke herzustellen. Zum Antrieb des Magnetschwebefahrzeugs wird ein Statorstrom in einen in die Magnetschwebebahnstrecke integrierten Langstator eingespeist. Die auf das Magnetschwebefahrzeug wirkende Schubkraft ist dabei von der magnetischen Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld abhängig. Das Verfahren ist insbesondere auf die Regelung des Spaltes zwischen Magnetschwebebahnstrecke und Magnetschwebefahrzeug ausgerichtet.
• Die DE 34 33 149 C2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pollagenerfassung bei einem Synchronlangstatormotor.
• Die DE 28 13 253 C2 offenbart eine Schaltungsanordnung, die ein Anfahren eines Magnetschwebefahrzeugs mit Hilfe eines Synchronlinearmotors ermöglicht, der in einem Fahrweg integriert ist, ohne dass unerwünschte Pendelungen auftreten. Hierzu wird aus einem Messwert der Schubkraft ein Signal zur Bedämpfung der Schubkraft bestimmende Regelkomponente abgeleitet.
• Die US 6,983,701 B2 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Magnetschwebebahntechnik, bei dem Fahrzeugmagnete zum Antrieb, zur Führung und zur Federung genutzt werden.
• Bei größeren Geschwindigkeiten wird beim Transrapid die vom Tragmagnetfeld des sich bewegenden Magnetschwebefahrzeugs im streckenseitigen Stator induzierte Polradspannung beobachtet. Hierzu werden an den Anschlüssen des streckenseitigen Stators und damit am Ausgang des Antriebs-Stromrichters Ströme und Spannungen gemessen und einem mathematischen Modell des Antriebssystems zugeführt. Dieses so genannte „Up - Verfahren“ ist für größere Geschwindigkeiten gut geeignet, setzt aber eine Mindestgeschwindigkeit des Magnetschwebefahrzeugs voraus, weil die im streckenseitigen Stator induzierten Spannungen sonst für eine Auswertung zu klein sind. Mit den Messwerten der induzierten Polradspannung wird die jeweilige Pollage zwischen dem Fahrzeug und dem sich in Fahrtrichtung bewegenden Statormagnetfeld gemessen; wird dabei festgestellt, dass sich das Fahrzeug schneller oder langsamer bewegt als das Statormagnetfeld, so wird die Geschwindigkeit des Statormagnetfeldes nachgeregelt, um eine Pendelbewegung des Fahrzeugs relativ zum Statormagnetfeld zu vermeiden.
• Bei kleinen Geschwindigkeiten wird beim Transrapid ein gemischt inkrementales-/ absolutes Ortungssystem herangezogen, das Referenzmarken und die Nuten des streckenseitigen Stators zur Ortsbestimmung des Magnetschwebefahrzeugs benutzt. Aus der Kenntnis der Lage der Wanderfeldwicklung relativ zum Fahrweg und der Phasenlage der Statorströme wird die Pollageinformation als Differenz aus elektrischem und mechanischem Winkel gewonnen. Dieses vorbekannte Verfahren ist jedoch auf Grund dieser Differenzbildung auf einen in hohem Maße echtzeitfähigen Datenübertragungskanal vom Fahrzeug zu der ortsfesten bzw. streckenseitigen Antriebsregelung angewiesen, so dass ein Dämpfen von Pendelbewegungen des Fahrzeugs aufwendig ist.
• Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Antriebssteuerung eines Magnetschwebefahrzeugs anzugeben, mit dem sich auch bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit oder bei „stehendem“ Fahrzeug Pendelbewegungen des Fahrzeugs relativ zum Statormagnetfeld vermeiden oder zumindest reduzieren lassen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
• Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Pendelbewegung des Magnetschwebefahrzeugs relativ zum Statormagnetfeld gedämpft wird, indem die magnetische Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld fahrzeugseitig verändert wird, indem die Tragmagnete fahrzeugseitig mit zumindest zwei unterschiedlich großen Einzeltragmagnetströmen betrieben werden.
• Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass sich etwaige Pendelbewegungen, wie sie beispielsweise bei einem gesteuerten Anfahren des Fahrzeugs auftreten können, allein fahrzeugseitig vermeiden lassen; eine aufwendige Datenübermittlung zwischen Fahrzeug und der streckenseitigen Antriebsregelung ist somit nicht erforderlich. Wird nämlich fahrzeugseitig eine Pendelbewegung erkannt, so kann durch eine entgegenwirkende Kopplungsänderung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld die Pendelbewegung gedämpft werden, ohne dass eine Änderung der Geschwindigkeit des Statormagnetfeldes erforderlich ist: Mit anderen Worten wird also im Unterschied zu dem vorbekannten Verfahren nach dem Stand der Technik nicht die Geschwindigkeit des Statormagnetfeldes verändert, um eine Pendelbewegung zu reduzieren oder zu vermeiden, sondern es wird die magnetische Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld variiert, um eine Pendelbewegung zu reduzieren oder zu vermeiden. Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zunutze, dass die Motorkonstante, also das Verhältnis zwischen der Schubkraft, die auf das Fahrzeug wirkt, und dem Statorstrom von dem jeweiligen Tragmagnetstrom abhangt: Je größer der Tragmagnetstrom ist, desto größer ist die Kopplung zwischen dem Tragmagnetfeld und dem antreibenden Statormagnetfeld und damit die Motorkonstante. Die Erfindung macht sich außerdem die Erkenntnis zunutze, dass sich die Kopplung zwischen dem Tragmagnetfeld und dem antreibenden Statormagnetfeld verändern lässt, ohne dass die Tragwirkung der Tragmagnete in ihrer Gesamtheit verändert werden muss: Werden einzelne Tragmagnete mit einem anderen Tragmagnetstrom betrieben als andere Tragmagnete, so kann, bei geeigneter Stromverteilung, die Kraftsumme aller Tragmagnete dennoch konstant bleiben, wobei jedoch die magnetische Kopplung zwischen dem Tragmagnetfeld und dem antreibenden Statormagnetfeld dennoch modifiziert wird. An dieser Stelle setzt die Erfindung an, indem erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, die Tragmagnete fahrzeugseitig mit zumindest zwei unterschiedlich großen Einzeltragmagnetströmen zu betreiben, um die magnetische Kopplung zwischen dem Tragmagnetfeld und dem antreibenden Statormagnetfeld zu modifizieren, wenn eine Pendelbewegung gedämpft werden soll.
• Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass auch bei Totalausfall der Datenübertragung zwischen Fahrzeug und streckenseitiger Antriebsregelung das Fahrzeug in Personalverantwortung - vom Fahrzeug aus - aus dem entsprechenden Fahrwegabschnitt geborgen werden kann, indem eine etwaig auftretende Pendelbewegung fahrzeugseitig gedämpft wird.
• Um zu vermeiden, dass sich die Anti-Pendelregelung nachteilig auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirkt, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Stromverteilung auf die Tragmagnete derart eingestellt wird, dass der Luftspalt zwischen Magnetschwebefahrzeug und Reaktionsschiene unabhängig von der jeweils eingestellten magnetischen Kopplung konstant bleibt.
• Zur Vermeidung einer Pendelbewegung wird vorzugsweise einer Winkeländerung des Pollagewinkels zwischen dem Statormagnetfeld und einer magnetischen Bezugsachse des Magnetschwebefahrzeugs entgegengewirkt.
• Bevorzugt wird die zeitliche Änderung des Pollagewinkels unter Bildung einer Änderungsgröße gemessen, und es wird die Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld in Abhängigkeit von der Änderungsgröße verändert.
• Zum Vermeiden einer Pendelbewegung wird vorzugsweise die Kopplung reduziert, wenn sich das Magnetschwebefahrzeug in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld, und es wird die Kopplung erhöht, wenn sich das Magnetschwebefahrzeug in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass in einem vorgegebenen Sonderbetriebzustand (z. B. beim Anfahren des Fahrzeugs) in die Tragmagnete zumindest zwei unterschiedlich große Einzeltragmagnetströme eingespeist werden und eine gegenüber der maximal möglichen Kopplung reduzierte Sonderkopplung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld eingestellt wird, dass im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld, die Kopplung reduziert wird, indem der Stromunterschied in den Einzeltragmagnetströmen erhöht wird, und dass im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld, die Kopplung erhöht wird, indem der Stromunterschied in den Einzeltragmagnetströmen reduziert wird.
• Vorzugsweise werden die Tragmagnete jeweils paarweise derart angesteuert, dass die Tragkraft eines Tragmagnetpaares jeweils konstant bleibt. Beispielsweise werden die Tragmagnetpaare derart gebildet, dass die Tragmagnete eines jeden Tragmagnetpaares jeweils unmittelbar nebeneinander liegen.
• Bevorzugt werden die Tragmagnetpaare derart gebildet, dass zwischen den Tragmagneten eines jeden Tragmagnetpaares jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung zur Kraftübertragung zwischen einem Rahmen des Magnetschwebefahrzeugs und dem jeweiligen Tragmagnetpaar liegt.
• Um eine ausgeglichene Belastung und einen gleichmäßigen Verschleiß sicherzustellen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Strom durch die Tragmagnete zeitlich derart gesteuert wird, dass durch alle Tragmagnete im zeitlichen Mittel derselbe Strom fließt.
• Auch kann der eingestellte Stromunterschied zwischen den Einzeltragmagnetströmen in dem vorgegebenen Sonderbetriebzustand abhängig von der zum jeweiligen Zeitpunkt benötigten Steuerwirkung gewählt werden und der Stromunterschied umso kleiner eingestellt werden, je geringer die jeweils benötigte Steuerwirkung ist.
• Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Magnetschwebefahrzeug, das eine Spaltmesseinrichtung zum Messen des Luftspalts zwischen Tragmagneten des Magnetschwebefahrzeugs und einer streckenseitigen Reaktionsschiene und eine mit der Spaltmesseinrichtung verbundene Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Tragmagnetstroms für die Tragmagnete des Magnetschwebefahrzeugs umfasst.
• Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie zum Dämpfen einer Pendelbewegung des Magnetschwebefahrzeugs relativ zum Statormagnetfeld die magnetische Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld und dem Tragmagnetfeld verändern kann, indem sie in die Tragmagnete unterschiedlich große Einzeltragmagnetströme eingespeist.
• Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetschwebefahrzeugs und bezüglich der Vorteile vorteilhafter Ausgestaltungen des Magnetschwebefahrzeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen des erfindungsgemäßen Magnetschwebefahrzeugs im Wesentlichen entsprechen.
• Bevorzugt ist die Steuereinrichtung geeignet, die Einzeltragmagnetströme derart zu bemessen, dass die Gesamttragkraft aller Tragmagnete des Magnetschwebefahrzeugs und der Luftspalt zwischen Magnetschwebefahrzeug und Reaktionsschiene unabhängig von der jeweils eingestellten magnetischen Kopplung konstant bleibt.
• Beispielsweise ist mit der Steuereinrichtung eine Pollageänderungsmesseinrichtung verbunden, die die zeitliche Änderung des Pollagewinkels unter Bildung einer Änderungsgröße misst. Die Pollageänderungsmesseinrichtung kann zum Beispiel eine Pollagemesseinrichtung und einen Differenzierer umfassen.
• Alternativ oder zusätzlich kann die Pollageänderungsmesseinrichtung einen Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung des Magnetschwebefahrzeugs, einen dem Beschleunigungssensor nachgeordneten Differenzbildner, der einen Differenzwert zwischen dem jeweiligen Beschleunigungswert des Beschleunigungssensors und einem vorgegebenen oder gemessenen Beschleunigungswert des Statormagnetfeldes bildet, und einen dem Differenzbildner nachgeordneten Integrierer umfassen.
• Auch kann die Pollageänderungsmesseinrichtung zwei Induktionsspulen und eine nachgeordnete Auswerteinrichtung umfassen.
• Im Hinblick auf eine homogene Tragkraftverteilung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Tragmagnete eines jeden Tragmagnetpaares jeweils unmittelbar nebeneinander liegen. Zwischen den Tragmagneten eines jeden Tragmagnetpaares liegt vorzugsweise jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung zur Kraftübertragung zwischen einem Rahmen des Magnetschwebefahrzeugs und dem jeweiligen Tragmagnetpaar. Beispielsweise ist zumindest eine der Kraftübertragungsvorrichtungen des Magnetschwebefahrzeugs durch eine Feder gebildet.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:
• 1 ein Magnetschwebefahrzeug zur allgemeinen Erläuterung,
• 2 einen Tragmagneten des Magnetschwebefahrzeugs und einen Stator gemäß der 1 im Detail,
• 3 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Magnetschwebefahrzeug mit einer Steuereinrichtung zum Dämpfen einer Pendelbewegung,
• 4 die Abhängigkeit der Schubkraft von einem Modulationsfaktor,
• 5 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Pollageanderungsmesseinrichtung mit einem Differenzierer,
• 6 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Pollageänderungsmesseinrichtung mit einem Integrierer, und
• 7 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Pollageänderungsmesseinrichtung mit zwei Induktionsspulen.
• In den 1 bis 7 werden für identische oder vergleichbare Komponenten aus Gründen der Übersicht dieselben Bezugszeichen verwendet.
• In der 1 sieht man den vorderen Bereich eines Magnetschwebefahrzeugs 10, das sich auf einer Magnetschwebebahnstrecke 20 befindet. Von der Magnetschwebebahnstrecke erkennt man in der 1 einen streckenseitigen Stator 30, der mit Statornuten 40 und Statorzähnen 50 ausgestattet ist.
• In den Statornuten 40 befinden sich in der 1 nicht weiter dargestellte Magnetspulen zum Erzeugen eines Statormagnetfeldes. Die Grundwelle des Statormagnetfeldes ist in der 1 mit dem Bezugszeichen S gekennzeichnet. Durch die Anordnung bzw. die Lage der Magnetspulen wird eine magnetische Bezugsachse Bs des Stators 30 definiert.
• Von dem Stator 30 ist in der 1 nur ein Abschnitt dargestellt; der Stator 30 erstreckt sich über die gesamte Strecke der Magnetschwebebahn und erzeugt somit - wie in der 1 erkennbar - auch vor dem Magnetschwebefahrzeug 10 das Statormagnetfeld S.
• Außerdem ist in der 1 ein vorderer Tragmagnet 60 des Magnetschwebefahrzeugs 10 dargestellt; dieser ist mit Magnetspulen 70 ausgestattet, die ein Tragmagnetfeld zum Anheben des Magnetschwebefahrzeugs 10 erzeugen. Das Tragmagnetfeld ist in der 1 mit dem Bezugszeichen T gekennzeichnet. Durch die Anordnung bzw. die Lage des Tragmagneten 60 wird eine magnetische Bezugsachse Bf des Magnetschwebefahrzeugs 10 definiert. Der Tragmagnet 60 ist auf einem Träger 110 befestigt.
• Die 2 zeigt den streckenseitigen Stator 30 und den Tragmagneten 60 nochmals näher im Detail. Man erkennt die Statorwicklungen des Stators 30, die mit den Bezugszeichen L1, L2 und L3 gekennzeichnet sind; die Bezugszeichen L1, L2 und L3 geben gleichzeitig die Zugehörigkeit der Statorwicklung zur jeweiligen elektrischen Phase des dreiphasigen Drehstromsystems an.
• Der Magnetfluss des Tragmagnetfeldes ist wiederum mit dem Bezugszeichen T gekennzeichnet. Außerdem ist der Luftspalt zwischen dem Tragmagneten 60 und dem Stator 30 mit dem Bezugszeichen SP markiert.
• In der 3 ist die elektrische Ansteuerung des Fahrzeugs 10 beispielhaft näher gezeigt. Man erkennt eine Steuereinrichtung 300 zum Steuern des Magnetschwebefahrzeugs und eine vorgeschaltete Pollageänderungsmesseinrichtung 310.
• Mit der Steuereinrichtung 300 sind die Tragmagnete 60 verbunden, von denen in der 3 beispielhaft vier gezeigt und mit den Bezugszeichen 60a, 60b, 60c und 60d gekennzeichnet sind.
• Die Tragmagnete sind in Tragmagnetpaaren angeordnet, von denen beispielhaft eines mit dem Bezugszeichen 350 gekennzeichnet ist. Die Tragmagnete eines jeden Tragmagnetpaares liegen jeweils unmittelbar nebeneinander. Es lässt sich erkennen, dass zwischen den Tragmagneten eines jeden Tragmagnetpaares jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung in Form einer weichen Feder 360 zur Kraftübertragung zwischen dem in der 3 nicht weiter gezeigten Rahmen des Magnetschwebefahrzeugs und dem jeweiligen Tragmagnetpaar angeordnet ist. Das die beiden Tragmagnete eines Tragmagnetpaares verbindende Teil 370 lässt nur eine gemeinsame Hubbewegung der Tragmagnete zu. Das bedeutet, dass sich die am Rahmen nötige Tragkraft zum Tragen des Rahmens und damit zum Tragen des Wagenkastens in frei wählbaren Anteilen auf die beiden Tragmagnete 60b und 60c aufteilen kann.
• Für den Schwebebetrieb des Magnetschwebefahrzeugs 10 wird in die Tragmagnete 60 jeweils ein Tragmagnetstrom mit Hilfe von Magnetregeleinheiten 410, 420, 430 und 440 so eingespeist, dass der mit dem jeweils zugeordneten Spaltsensor 450 tragmagnetindividuell gemessene Luftspalt SP stets einem vorgegebenen Nominalwert entspricht. Die Magnetregeleinheiten 410, 420, 430 und 440 können beispielsweise Bestandteile der Steuereinrichtung 300 sein - wie dies in der 3 beispielhaft gezeigt ist - bzw. zur Steuereinrichtung 300 gehören oder sie können alternativ als separate Komponenten der Steuereinrichtung 300 nachgeschaltet sein.
• Die Tragmagnetströme Imag1 und Imag2 der Tragmagnetpaare können nun unterschiedlich eingestellt werden, um die magnetische Kopplung mit dem Statormagnetfeld zu beeinflussen, ohne dass eine Änderung des Spalts SP zwischen den Tragmagneten und der Reaktionsschiene hingenommen werden muss. Dies soll kurz näher erläutert werden:
• Für die durch die magnetische Kopplung zwischen Statormagnetfeld und Tragmagnetfeld hervorgerufene Schub- bzw. Antriebskraft Fx in Fahrtrichtung x gilt: $$Fx=kx\times \mathrm{\Phi }h\times Ist\Rightarrow \left(Schubkraft\right)$$

  

  wobei kx einen Koppelfaktor, Φh den magnetischen Fluss des Tragmagnetfelds und Ist den Statorstrom bezeichnen.
• Für die Tragkraft Fy, die das Fahrzeug 10 schweben lässt, gilt: $$Fy=ky\times {\left(\mathrm{\Phi }h\right)}^2\Rightarrow Tragkraft$$

  

  wobei ky einen Koppelfaktor und Φh das Tragmagnetfeld bezeichnet.
• Für das Tragmagnetfeld Φh gilt: $$\mathrm{\Phi }h=\frac{w_{mag}}{R_{mag}}\times I_{mag}$$

  

  wobei wmag und Rmag Konstanten des Tragmagnetsystems und Imag den jeweiligen Tragmagnetstrom bezeichnen.
• Setzt man die Gleichung 3) in die Gleichungen 1) und 2) ein, so erhält man: $$Fx=kx\times \frac{w_{mag}}{R_{mag}}\times I_{mag}\times Ist$$

  

  und $$Fy=ky\times {\left(\frac{w_{mag}}{R_{mag}}\right)}^2\times I_{mag}{}^2$$

  
• Für ein zwei Tragmagnete 60b und 60c aufweisendes Tragmagnetpaar 350 soll gelten: $$I_{mag1}=I_{mag}\left(\delta \right)*\left(1+\delta \right)$$

  

  $$I_{mag2}=I_{mag}\left(\delta \right)*\left(1-\delta \right)$$

  

  wobei Imag1 den Tragmagnetstrom in einem der beiden Tragmagnete 60b des Tragmagnetpaars 350 und Imag2 den Tragmagnetstrom in dem anderen der beiden Tragmagnete 60c des Tragmagnetpaars 350 bezeichnet. δ bezeichnet einen Modulationsfaktor, der die halbe Abweichung zwischen den beiden Tragmagnetströmen angibt.
• Daraus ergeben sich die folgenden Gleichungen für die Summenkrafte der beiden Tragmagnete 60b und 60c des Tragmagnetpaars:
• In x-Richtung: $${\displaystyle \sum F_{x\_\delta }=\frac{1}{2}}(k_x\times \frac{w_{mag}}{R_{mag}}{I}_{mag}\left(\delta \right)\times \left(\left(1+\delta \right)+\left(1-\delta \right)\right)\times I_{st}$$

  

  $${\displaystyle \sum F_{x\_\delta }=}{k}_x\times \frac{w_{mag}}{R_{mag}}{I}_{mag}\left(\delta \right)\times I_{st}$$

  
• In y-Richtung: $${\displaystyle \sum F_{y\_\delta }=}\frac{1}{2}\left(k_y\times {\left(\frac{w_{mag}}{R_{mag}}\right)}^2\times I_{mag}{\left(\delta \right)}^2\times ({\left(1+\delta \right)}^2+{\left(1-\delta \right)}^2\right)$$

  

  $${\displaystyle \sum F_{y\_\delta }=k_y\times {\left(\frac{w_{mag}}{R_{mag}}\right)}^2\times I_{mag}{\left(\delta \right)}^2}\times \left(1+{\delta }^2\right)$$

  
• Weil die Summentragkraft F_y in y-Richtung konstant bleiben muss, um den Spalt SP zwischen den Tragmagneten und der Reaktionsschiene konstant zu halten, stellt sich gegenüber dem für einen vorgegebenen Spalt erforderlichen unmodulierten Tragstrom Imag ein neuer mittlerer Magnetstrom Imag (δ) ein, um den Spalt konstant zu halten: $$I_{mag}\left(\delta \right)=I_{mag}\times \frac{1}{\sqrt{1+{\delta }^2}}$$

  
• Somit ergeben sich die Summenkräfte wie folgt: $${\displaystyle \sum F_{y\_\delta }=F_y=const.\Rightarrow Bedingung}$$

  

  $${\displaystyle \sum F_{x\_\delta }=k_x\times \frac{w_{mag}}{R_{mag}}{I}_{mag}\times \frac{1}{\sqrt{1+{\delta }^2}}\times I_{st}}$$

  

  und damit $${\displaystyle \sum F_{x\_\delta }=\frac{1}{\sqrt{1+{\delta }^2}}\times F_x}$$

  
• Wie aus Gleichung 16) zu ersehen, ist die relative Schubkraft abhängig vom Betrag des Modulationsfaktors δ. Um einen symmetrischen Aussteuerbereich zu erhalten, ist es vorteilhaft, den Arbeitspunkt auf einen mittleren Modulationsfaktor δm (z. B. δm = 0,5) zu legen, d.h. die Stromaufteilung von vornherein unsymmetrisch zu wählen.
• In Bild 4 ist der prinzipielle Verlauf der relativen Magnetströme Imag 1 und Imag2 und der resultierenden Schubkraft Fx abhängig vom Modulationsfaktor δ abgebildet.
• Die beiden Magnetregeleinheiten 420 und 430 eines jeden Tragmagnetpaares 350 werden demgemäß von einer Verarbeitungseinrichtung 400 der Steuereinrichtung 300 mit unterschiedlichen Steuersignalen beaufschlagt, die in der 3 mit den Bezugszeichen S+ und S- gekennzeichnet sind; dabei gilt: $$\text{S}+=\text{Imag}\text{'}+\mathrm{\delta }\ast \text{Imag}$$

  

  $$\text{S}-=\text{Imag}\text{'}-\mathrm{\delta }\ast \text{Imag}$$

  

  wobei Imag' den im Mittel nötigen Magnetstrom angibt, der für den vorgesehenen Spalt SP erforderlich ist.
• Da der Modulationsfaktor δ in der Gleichung 16) für die Schubkraft nur quadratisch vorkommt ist es gleichgültig, welches Vorzeichen der Modulationsfaktor δ besitzt; es ist also unerheblich, in welcher Magnetregeleinheit am Schweberahmen der Strom erhöht wird und in welcher der Strom gesenkt wird. Der noch verbleibende Freiheitsgrad bei der Aufteilung der Vorzeichen des Modulationsfaktors δ längs des Fahrzeugs kann für betriebliche Belange genutzt werden: Um die thermische Zusatzbelastung der Tragmagneten im Mittel möglichst klein zu halten und gleichmäßig auf alle Tragmagnete zu verteilen, können die Vorzeichen der Modulation beispielsweise in gewissen zeitlichen Abständen getauscht werden. Auch kann, um die Unsymmetrie der Magnetströme möglichst klein zu halten, der eingestellte Modulationsfaktor δ abhängig von der gerade benötigten Dämpferkraft zum Dämpfen von Pendelungen gewählt werden, so dass im eingeschwungenen Zustand, beispielsweise nach Abschluss des Anfahrvorgangs, wenn keine Pendelungen zu erwarten sind, der Modulationsfaktor δ auf nahezu Null eingestellt wird und somit eine thermische Mehrbelastung der Tragmagnete vermieden wird. Im Übrigen kann, während einer Phase mit hoher Antriebskraft (Beschleunigungs- / oder Bremsphase), der Freiheitsgrad bei der Wahl des Vorzeichens des Modulationsfaktors δ alternativ zu den obigen Belangen dazu eingesetzt werden, die kinematischen Auswirkungen der Antriebskrafteinleitung in die Fahrwerksstruktur bezüglich Luftspaltänderung zu mindern.
• Die Verarbeitungseinrichtung 400 kann beispielsweise als Mikroprozessor ausgeführt sein, der aus dem Eingangssignal v_Pollage der Pollageänderungsmesseinrichtung 310 die geeigneten Werte für den Modulationsfaktor δ und für den Tragmagnetstrom Imag' für die Magnetregeleinheiten berechnet. Im einfachsten Falle wird, sobald die Modulationsfunktion zum Dämpfen einer Pendelbewegung aktiv geschaltet wird (Sonderbetriebsart), der Modulationsfaktor δ auf +0,5 gesetzt und mit dem Signal v_Pollage mit angepasster Amplitude addiert, und es wird der resultierende Modulationsfaktor auf der Steuerleitung 460 und der mittlere Tragmagnetstrom Imag' auf der Steuerleitung 470 jeweils als Steuersignal ausgegeben, beispielsweise wie folgt: $$\delta =\mathrm{0,5}+k*\nu \_Pollage$$

  
• In diesem Falle ergibt sich bei positiver Pollagegeschwindigkeit (Fahrzeug überholt das treibende Statorfeld) eine Verringerung der ursprünglichen Antriebskraft Fx und damit die gewünschte Dämpfung der Bewegung. Der Faktor k ist eine vorgegebene positive Zahl, mit der sich das Regelverhalten an die konkreten Streckenparameter der jeweiligen Magnetschwebebahnstrecke anpassen lässt.
• Unter Umständen kann ein Steuerproblem auftreten, wenn die Grundkraft des Antriebs Fx ihr Vorzeichen wechselt, d.h. wenn das Fahrzeug vom Antriebs- in den Bremsbereich übergeht. In diesem Fall kehrt sich nämlich der Regelsinn der Dämpfungsregelung um und es entsteht eine anfachende Kraft; die Regelung wäre dann instabil. Da es sich bei dem hier beschriebenen Verfahren zum Dämpfen von Pendelbewegungen vom Grundgedanken her um einen Notbetrieb des Verkehrssystems handelt, könnte man vor Fahrtbeginn eine konstante positive Beschleunigung fiktiv festlegen und nach Erreichen einer Mindestgeschwindigkeit auf das vorbekannte und eingangs erwähnte Up-Verfahren umschalten. Bei dieser Ausgestaltung würde der Modulationsfaktor also nur beim Anfahren einen Wert ungleich Null annehmen (Sonderbetriebsart), um etwaig auftretende Pendelbewegungen unterdrücken zu können; nach Abschluss des Anfahrens wird dann die Modulation beispielsweise abgeschaltet, indem der Modulationsfaktor auf Null gesetzt wird (beispielsweise als Normalbetriebsart).
• Auch ist es möglich, die Kraftrichtung kontinuierlich zu beobachten und als Vorzeichengeber für die Gleichung 19) einzuführen. In diesem Fall ergibt sich für den Modulationsfaktor δ: $$\delta =\mathrm{0,5}+k*\nu \_Pollage*sign\left(F_x\right)$$

  
• Die Kraft Fx fällt beim Messen der Pollagegeschwindigkeit in Form der Pollage selbst bequem ab, weil sich bei einer Synchronmaschine die Antriebskraft wie folgt berechnet: $$F_x=c_{Motor}*\text{sin}\left({\gamma }_{Pollage}\right)$$

  
• Demgemäß erhält man: $$\delta =\mathrm{0,5}+k*\nu \_Pollage*sign\left(\text{sin}\left({\gamma }_{Pollage}\right)\right)$$

  
• Wie man anhand der Gleichung 23) erkennt, ist der Regelkreis und damit der optimale Faktor k abhängig vom mittleren Pollagewinkel. Das kann ebenfalls in der Verarbeitungseinrichtung 400 berücksichtigt werden.
• Die Funktion der Additionsglieder 480 besteht im Übrigen nicht nur darin, die Ankopplung der einzelnen Magnetregeleinheiten an die Steuerleitungen 460 und 470 zu ermöglichen. Sie gewährleisten außerdem eine Rückwirkungsfreiheit, so dass gesichert bleibt, dass die Magnetregeleinheiten in ihrer Grundfunktion nicht gestört werden können.
• Mit der Pollageänderungseinrichtung 310 wird - wie bereits erwähnt - die Änderungsgröße v_Pollage gemessen, die die Geschwindigkeit der Pollageänderung angibt. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wie nun erläutert werden soll:
• In der 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Pollageänderungsmesseinrichtung 310 dargestellt, bei der die Änderungsgröße v_Pollage durch ein zeitliches Ableiten des Pollagewinkels γ einer auf dem Fahrzeug installierten Pollagemesseinrichtung 600, beispielsweise einer Streufeldmesssonde, gebildet wird. Zum Ableiten ist ein Differenzierer 610 vorgesehen. Die Pollagemesseinrichtung 310 misst das Streufeld der Statorwicklung in Bezug auf die Fahrzeugkoordinaten, bildet so den Pollagewinkel γ und durch das Ableiten die Änderungsgröße v_Pollage, die die Änderungsgeschwindigkeit des Pollagewinkels angibt.
• In der 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Pollageänderungsmesseinrichtung 310 dargestellt, bei der die Änderungsgröße v_Pollage durch ein Auswerten der auf dem Fahrzeug mit einem Beschleunigungssensor 620 gemessenen Beschleunigung a_Fahrzeug in Fahrtrichtung gebildet wird. Es ist allerdings hierzu eine Information von der Antriebsseite nötig, wie schnell das Statorfeld beschleunigt wird, um die Pendelungen des Fahrzeugs von der Beschleunigung a_Antrieb des Statorfeldes unterscheiden zu können. Die Beschleunigung a_Antrieb kann gemessen oder - als feste Vorgabe - aus einem Speicher 630 ausgelesen werden.
• In der nachfolgenden Gleichung 31) ist die Beschleunigung des Statorfelds angegeben. In der Gleichung 32) ist die Beschleunigung des Fahrzeugs angegeben, und zwar aufgespalten in eine synchron mit dem Antriebsfeld laufende Komponente und eine Abweichung dazu, der Pendelbewegung delta_x(t) (alle Werte beziehen sich auf jeweils mechanische Längen): $$a_{Antrieb}=\frac{d\omega }{dt}\times \frac{{\tau }_p}{\pi }$$

  

  $$a_{Fahrzeug}=\frac{d^2}{d{t}^2}\left(x_{Fahrzeug}\right)=\frac{d^2}{d{t}^2}\left(\frac{\omega \ast t\ast {\tau }_p}{\pi }+\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}\right)$$

  

  $$a_{Fahrzeug}=\frac{d\omega }{dt}\times \frac{{\tau }_P}{\pi }+\frac{d^2}{d{t}^2}\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}$$

  

  $$a_{Fahrzeug}-a_{Antrieb}=-\frac{d^2}{d{t}^2}\left(\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}\right)$$

  
• Wird die Gleichung 34) in einem einem Differenzbildner 640 nachgeordneten Integrierer 650 integriert, so erhält man eine Größe, die ein Maß für die Geschwindigkeit der Pendelbewegung darstellt.
• Um schließlich auf die gewünschte Änderungsgröße v_Pollage zu kommen, wird das Ergebnis noch mit dem Skalierungsfaktor zwischen den elektrischen und den linear mechanischen Angaben, nämlich π/τρ (τρ: Polteilungsabstand), multipliziert. Man erhält: $$\nu \_Pollage=-\frac{\pi }{{\tau }_P}\times {\displaystyle \int \left(a_{Fahrzeug}-a_{Antrieb}\right)dt}$$

  
• In der 7 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Pollageänderungseinrichtung 310 dargestellt, bei der zwei Sensoren 670 und 680 auf induktiver Basis, beispielsweise Messspulen, eingesetzt werden, die die Schlupfgeschwindigkeit dy/dt des Fahrzeugs gegenüber der Wanderwelle des Statormagnetfeldes detektieren. Die beiden Sensoren weisen einen Abstand von τρ/2 auf und liegen vorzugsweise außerhalb des Tragmagneteinflusses; einer der beiden Sensoren weist einen Abstand zur magnetischen Bezugsachse des Fahrzeugs auf, der einem ganzzahligen Vielfachen von 2*π entspricht.
• An den beiden Sensoren treten beispielsweise folgende Spannungen U1 und U2 auf: $$\text{U}1=N\times \left(-\text{sin}\left(\frac{\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}\ast \pi }{{\tau }_P}\right)\times \frac{d\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}\ast \pi }{dt\ast {\tau }_P}\right)$$

  

  und $$\text{U2}=N\times \left(-\text{cos}\left(\frac{\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}\ast \pi }{{\tau }_P}\right)\times \frac{d\mathrm{\Delta }{x}_{\left(t\right)}\ast \pi }{dt\ast {\tau }_P}\right)$$

  

  wenn man beispielhaft von einem cosinusförmigen Verlauf des Statormagnetfelds ausgeht.
• Fasst man nun die beiden Spulenspannungen U1 und U2 als Real- und Imaginärteil einer komplexen Zeigermessgröße auf, so kann man in einer nachgeordneten Auswerteinrichtung 690 den Pollagewinkel γ und die Änderungsgröße v_Pollage bestimmen gemäß: $$\gamma =a\text{ tan}2\left(\frac{U1}{U2}\right)$$

  

  $$\nu \_Pollage=\frac{d}{dt}\left(a\text{ tan}2\left(\frac{U1}{U2}\right)\right)$$

  
• Unter der Funktion atan2 ist dabei bekanntermaßen die Umkehrfunktion der Winkelfunktion Tangens zu verstehen, bei der zusätzlich zum Quotienten tan(x) = sin(x)/cos(x) durch die Berücksichtigung des Vorzeichens des Zählers ein Gültigkeitsbereich von - π bis +π, also einer kompletten Periode des gesuchten Winkels γ1, erreicht wird; die Funktion atan(x) ist demgegenüber nur im Bereich - π/2 bis +π/2 definiert.
• Wird die Amplitude der Pendelung sehr klein, kann der Pollagewinkel γ oft nicht mehr sicher bestimmt werden, weil die induzierten Spannungen U1 und U2 zu klein werden. Dies kann dazu führen, dass die Verarbeitungseinrichtung 400 der Steuereinrichtung 300 gemäß der 3 womöglich falsche Stellsignale auf den Steuerleitungen 460 und 470 ausgibt, wodurch die Pendelungen womöglich wieder größer werden können. Es entsteht dann ein quasistatischer Prozess mit dauerndem Stelleingriff, was unter Umständen störend sein kann. Ein solches Verhalten kann vermieden werden, wenn man den Betrag der induzierten Spannungen bildet und auf einen unteren Grenzwert hin überwacht. Wird dieser für eine vorgegebene Zeitspanne (z. B. eine Periodendauer der Pendelung) unterschritten, so wird die Anderungsgröße v_Pollage verworfen, und der Modulationsfaktor wird auf Null gesetzt.
• Bezugszeichenliste

10

Magnetschwebefahrzeug

20

streckenseitige Reaktionsschiene

30

streckenseitiger Stator

40

Statornuten

50

Statorzähne

60

Tragmagnet

60a, 60b

Tragmagnet

60c, 60d

Tragmagnet

70

Magnetspulen

110

Träger

300

Steuereinrichtung

310

Pollageänderungsmesseinrichtung

350

Tragmagnetpaar

360

Kraftübertragungsvorrichtung

370

verbindendes Teil

400

Verarbeitungseinrichtung

410, 420

Magnetregeleinheit

430, 440

Magnetregeleinheit

450

Spaltsensor

460, 470

Steuerleitung

600

Pollagemesseinrichtung

610

Differenzierer

620

Beschleunigungssensor

630

Speicher

640

Differenzbildner

650

Integrierer

670,680

Sensor

690

Auswerteinrichtung

Bs

magnetische Bezugsachse des Stators

Bf

magnetische Bezugsachse des Magnetschwebefahrzeugs

S

Grundwelle des Statormagnetfeldes

T

Tragmagnetfeld

γ

Pollagewinkel

Fx

Schub- bzw. Antriebskraft

Fy

Tragkraft

SP

Spalt

Claims (21)

1. Verfahren zur Antriebssteuerung eines Magnetschwebefahrzeugs (10) auf einer Magnetschwebebahnstrecke, bei dem - auf dem Magnetschwebefahrzeug (10) ein Tragmagnetfeld (T) erzeugt wird, indem in Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) des Magnetschwebefahrzeugs (10) jeweils ein fahrzeugseitiger Tragmagnetstrom eingespeist wird, um einen vorgegebenen Luftspalt (SP) zwischen dem Magnetschwebefahrzeug (10) und einer streckenseitigen Reaktionsschiene (20) herzustellen, und - ein Statorstrom in einen streckenseitigen Stator (30) der Magnetschwebebahnstrecke eingespeist wird, um eine Schubkraft (Fx) auf das Magnetschwebebahnfahrzeug (10) hervorzurufen, - wobei die auf das Magnetschwebefahrzeug (10) wirkende Schubkraft von der magnetischen Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Pendelbewegung des Magnetschwebefahrzeugs relativ zum Statormagnetfeld (S) in Fahrtrichtung gedämpft wird, indem die magnetische Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) fahrzeugseitig verändert wird, indem die Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) fahrzeugseitig mit zumindest zwei unterschiedlich großen Einzeltragmagnetströmen (Imag1, Imag2) betrieben werden, - in einer vorgegebenen Sonderbetriebsart in die Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) zumindest zwei unterschiedlich große Einzeltragmagnetströme (Imag1,Imag2) eingespeist werden und eine gegenüber der maximal möglichen Kopplung reduzierte Sonderkopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S)und dem Tragmagnetfeld (T) eingestellt wird, - im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld (S), die Kopplung reduziert wird, indem der Stromunterschied in den Einzeltragmagnetströmen (Imag1,Imag2) erhöht wird, und - im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld (S), die Kopplung erhöht wird, indem der Stromunterschied in den Einzeltragmagnetströmen (Imag1,Imag2) reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromverteilung auf die Tragmagnete (60) derart eingestellt wird, dass der Luftspalt (SP) zwischen Magnetschwebefahrzeug (10) und Reaktionsschiene (20) unabhängig von der jeweils eingestellten magnetischen Kopplung konstant bleibt.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Antriebssteuerung einer Winkeländerung des Pollagewinkels (γ) zwischen dem Statormagnetfeld (S) und einer magnetischen Bezugsachse (Bf) des Magnetschwebefahrzeugs (10) entgegengewirkt wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die zeitliche Änderung des Pollagewinkels (γ) unter Bildung einer Änderungsgröße (v_Pollage) gemessen wird und - die Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) in Abhängigkeit von der Änderungsgröße verändert wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kopplung reduziert wird, wenn sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld (S), und - die Kopplung erhöht wird, wenn sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld (S).
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmagnete jeweils paarweise derart angesteuert werden, dass die Tragkraft eines Tragmagnetpaares (350) jeweils konstant bleibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmagnetpaare (350) derart gebildet werden, dass die Tragmagnete eines jeden Tragmagnetpaares (350) jeweils unmittelbar nebeneinander liegen.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 6-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmagnetpaare (350) derart gebildet werden, dass zwischen den Tragmagneten eines jeden Tragmagnetpaares (350) jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung (360) zur Kraftübertragung zwischen einem Rahmen des Magnetschwebefahrzeugs (10) und dem jeweiligen Tragmagnetpaar (350) liegt.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom durch die Tragmagnete (60, 60a, 60b, 60c, 60d) zeitlich derart gesteuert wird, dass durch alle Tragmagnete im zeitlichen Mittel derselbe Strom fließt.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eingestellte Stromunterschied zwischen den Einzeltragmagnetströmen (Imag1,Imag2) in dem vorgegebenen Sonderbetriebzustand abhängig von der zum jeweiligen Zeitpunkt benötigten Steuerwirkung gewählt wird und der Stromunterschied umso kleiner eingestellt wird, je geringer die jeweils benötigte Steuerwirkung ist.
11. Magnetschwebefahrzeug (10), das umfasst: - eine Spaltmesseinrichtung (450) zum Messen des Luftspalts (SP) zwischen Tragmagneten (60, 60a, 60b, 60c, 60d) des Magnetschwebefahrzeugs (10) und einer streckenseitigen Reaktionsschiene (20) und - eine mit der Spaltmesseinrichtung (450) verbundene Steuereinrichtung (300) zum Erzeugen eines Tragmagnetstroms für die Tragmagnete (60) des Magnetschwebefahrzeugs (10), dadurch gekennzeichnet, dass - die Steuereinrichtung (300) derart ausgestaltet ist, dass sie zum Dämpfen einer Pendelbewegung des Magnetschwebefahrzeugs (10) in Fahrtrichtung relativ zum Statormagnetfeld (S) die magnetische Kopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) verändern kann, indem sie in die Tragmagnete (80) unterschiedlich große Einzeltragmagnetströme (Imag1, Imag2) eingespeist, die Steuereinrichtung (300) geeignet ist, die Einzeltragmagnetströme (Imag1,Imag2) derart zu bemessen, dass die Gesamttragkraft aller Tragmagnete des Magnetschwebefahrzeugs (10) und der Luftspalt (SP) zwischen Magnetschwebefahrzeug (10) und Reaktionsschiene (20) unabhängig von der jeweils eingestellten magnetischen Kopplung konstant bleibt, die Steuereinrichtung (300) derart ausgestaltet ist, dass sie - in einer Sondebetriebsart in die Tragmagnete (66) unterschiedlich große Einzeltragmagnetströme (Imag1,Imag2) einspeist und eine gegenüber der maximal möglichen Kopplung reduzierte Sonderkopplung zwischen dem Statormagnetfeld (S) und dem Tragmagnetfeld (T) einstellt, - im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld (S), die Kopplung reduziert, indem sie den Stromunterschied in den Tragmagnetströmen (Imag1,Imag2) erhöht, und im Falle, dass sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld (S), die Kopplung erhöht, indem sie den Stromunterschied in den Tragmagnetströmen (Imag1,Imag2) reduziert.
12. Magnetschwebefahrzeug (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (300) geeignet ist, einer Winkeländerung des Pollagewinkels (γ) zwischen dem Statormagnetfeld (S) und einer magnetischen Bezugsachse (Bf) des Magnetschwebefahrzeugs (10) entgegenzuwirken, indem sie die Kopplung verändert.
13. Magnetschwebefahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 11-12, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinrichtung (300) eine Pollageänderungsmesseinrichtung (310) verbunden ist, die die zeitliche Änderung des Pollagewinkels unter Bildung einer Änderungsgröße (v_Pollage) misst.
14. Magnetschwebefahrzeug (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollageänderungsmesseinrichtung (310) eine Pollagemesseinrichtung (600) und einen Differenzierer (610) umfasst.
15. Magnetschwebefahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollageänderungsmesseinrichtung (310) umfasst: - einen Beschleunigungssensor (620) zum Messen der Beschleunigung des Magnetschwebefahrzeugs (10), - einen dem Beschleunigungssensor (620) nachgeordneten Differenzbildner (640), der einen Differenzwert zwischen dem jeweiligen Beschleunigungswert des Beschleunigungssensors (620) und einem vorgegebenen Beschleunigungswert des Statormagnetfeldes (S) bildet, und - einen dem Differenzbildner (640) nachgeordneten Integrierer (650) .
16. Magnetschwebefahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pollageänderungsmesseinrichtung (310) zwei Induktionsspulen (670, 680) und eine nachgeordnete Auswerteinrichtung (690) umfasst.
17. Magnetschwebefahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (300) derart ausgestaltet ist, dass sie - die Kopplung reduziert, wenn sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung schneller bewegt als das Statormagnetfeld (S) und - die Kopplung erhöht, wenn sich das Magnetschwebefahrzeug (10) in Fahrtrichtung langsamer bewegt als das Statormagnetfeld (S).
18. Magnetschwebefahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 11-17, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmagnete (66) jeweils paarweise derart angesteuert sind, dass die Tragkraft eines jeden Tragmagnetpaares (350) jeweils konstant bleibt.
19. Magnetschwebefahrzeug (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmagnete (60) eines jeden Tragmagnetpaares (350) jeweils unmittelbar nebeneinander liegen.
20. Magnetschwebefahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 18-19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Tragmagneten (60, 60a, 60b, 60c, 60d) eines jeden Tragmagnetpaares (350) jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung (360) zur Kraftübertragung zwischen einem Rahmen des Magnetschwebefahrzeugs (10) und dem jeweiligen Tragmagnetpaar (350) liegt.
21. Magnetschwebefahrzeug (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Kraftübertragungsvorrichtungen (360) des Magnetschwebefahrzeugs (10) durch eine Feder gebildet ist.

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