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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Stromversorgungs- und Betriebssteuerung für Magnetschwebezüge.
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STAND DER TECHNIK
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Bei einem Magnetschwebezug handelt es sich um ein Schienenverkehrsmittel, bei dem das Eigengewicht des Zugs mittels einer elektromagnetischen Kraft ausgeglichen und das Schweben erreicht wird. Somit werden vorteilhafterweise u.a. gute Steigfähigkeit und geringer Wendekreisradius sowie gute Anwendungsaussichten in städtischen Schienennah- und -fernverkehrssystemen erzielt.
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Ein Magnetschwebezug wird auf zwei Weisen, also mittels eines Langstatormotors und eines Kurzstatormotors, angetrieben. Ein Magnetschwebezug in Langstator-Bauweise wird unter Verwendung eines synchronen Langstator-Linearmotors angetrieben, wobei also eine dreiphasige Wechselstromspule eines Motorstators auf zwei Seiten einer Bodenlinie verlegt ist und durch einen innerhalb einer Boden-Umspannstation vorgesehenen Stromwandlers (mit Frequenz- und Spannungsumwandlung) eine Antriebsstromquelle bereitgestellt wird. Eine Boden-Betriebsleitstelle steuert den Betrieb eines Zugs durch synchrone Regelung des Synchronmotors. Der Vorteil liegt darin, dass der Boden-Synchronmotor eine große Leistung aufweist und der Magnetschwebezug nicht in mechanischer Berührung mit der Linie des Langstatormotors steht, was sich für den Betrieb mit hoher Geschwindigkeit eignet. Jedoch besteht dabei der Nachteil, dass das Verlegen der Spule des Motorstators (Langstator) entlang der Linie unvermeidlich zu hohen Kosten führt. Bei einem Magnetschwebezug in Kurzstator-Bauweise ist hingegen eine dreiphasige Spule eines Stators eines asynchronen Linearmotors an einem Zug (an beiden Seiten) angeordnet und gegenüber der Langstator-Bauweise, bei der eine dreiphasige Wechselstromspule eines Motorstators auf zwei Seiten einer Bodenlinie verlegt ist, ist die dreiphasige Spule des Stators am Zug viel kürzer, daher die Bezeichnung Kurzstator-Bauweise. Bei der Kurzstator-Bauweise besteht der Rotor des Asynchronmotors aus sehr dünnen Aluminiumplatten, die an der Linie (entsprechend der Position des Stators am Zug) verlegt sind, was für einen sehr einfachen Aufbau sorgt. Daher ist eine Magnetschwebebahnlinie mit Kurzstatormotor erheblich kostengünstiger als eine Magnetschwebebahnlinie mit Langstatormotor. Dies stellt einen herausragenden Vorteil der Magnetschwebezüge mit Kurzstatormotor und einen Hauptgrund für die Beliebtheit dar. Jedoch weisen Magnetschwebezüge mit Kurzstatormotor auch erhebliche Nachteile auf. Zunächst liegt dabei das Problem der Stromversorgung und des Stromempfangs vor: Da die Motorspule eines Magnetschwebezugs mit einem Kurzstatormotor am Zug angeordnet ist, muss der Stromwandler (mit Frequenz- und Spannungsumwandlung), der eine Antriebsquelle bereitstellt, ebenfalls im Zug eingebaut sein und dazu muss Strom bodenseitig geliefert werden. Bei gängigen Methoden erfolgen die Stromversorgung und der Stromempfang des Stromwandlers am Zug durch Berühren eines Boden-Stromversorgungsgleises mit einem Stromabnehmer am Zug. Durch die Schwankung und die Schwingung des Zugs wird die Kontaktfähigkeit erheblich beeinträchtigt, womit die Stromempfangsfähigkeit beeinträchtigt wird. Des Weiteren nimmt der Einfluss mit der Zuggeschwindigkeit zu, weshalb trotz der Kostengünstigkeit die Kurzstator-Bauweise nicht für Anwendungsfälle mit hoher Geschwindigkeit geeignet ist. Zum Lösen des technischen Problems hat der Anmelder die Patentschrift
CN 1 08 725 211 A „Dreiphasige Stromversorgungs- und -abnahmeeinrichtung eines Magnetschwebezugs“ eingereicht, womit die Beeinträchtigung der Stromempfangsfähigkeit durch die Schwankung und die Schwingung des Zugs aufgehoben, der Vorteil zur Geltung gebracht und der Nachteil vermieden wird, sodass ein kostengünstiger Magnetschwebezug mit einem Kurzstatormotor die Anforderung einer Hochgeschwindigkeitsstrecke erfüllen kann und somit ein höheres Preis-Leistungsverhältnis erzielt wird. Dabei offenbart
CN 1 08 725 211 A eine dreiphasige Stromaufnehmervorrichtung für Magnetschwebebahnen, einschließlich Stromversorgungsschienen, Aufnehmerschuhe und Kabel, wobei ein Träger im mittleren Abschnitt des Fahrgestells der Magnetschwebebahn angeordnet ist und die untere Seite des Trägers drei Sätze von Längslagersitzen mit drei T-förmige Isolierhülsen aufweist. Drei Sätze von Aufnehmerschuhen sind den Isolierhülsen entsprechend angeordnet, wobei die Aufnehmerschuhe eine invertierte T-förmige Struktur aufweisen. Drei Stromversorgungsschienen sind den Aufnehmerschuhen entsprechend angeordnet, wobei die Schienen jeweils mit einer dreiphasigen Stromversorgung verbunden sind. Über die Aufnehmerschuhe ist der drei-Phasen Umwandler der Magnetschwebebahn mit den Stromversorgungsschienen verbunden, wobei der drei-Phasen Umwandler Strom für die Magnetschwebebahn bereitstellt.
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Zweitens liegt das Problem des Eigengewichts und der Trageffizienz vor. Nach Bestimmen der Querschnittsform einer Schwebeschiene wird dann die Gesamttragkapazität des Magnetschwebezugs durch die Schwebekapazität eines zugseitig montierten Schwebemagnets pro Einheitslänge bestimmt. Offensichtlich gilt es, dass bei einer bestimmten Gesamttragkapazität ein geringeres Eigengewicht des Magnetschwebezugs für eine größere Transportkapazität und eine höhere Trageffizienz des Magnetschwebezugs sorgt. Daher muss zum Erhöhen der Trageffizienz das Eigengewicht des Magnetschwebezugs verringert werden. Dabei stellen das Optimieren des Aufbaus der zugseitig montierten Anlagen und das Verringern des Gewichts der zugseitig montierten Anlagen eine der effizienten Methoden dar, das Eigengewicht der Magnetschwebezug zu reduzieren und der Trageffizienz zu erhöhen. Als ein wichtiger Bestandteil der zugseitig montierten Anlagen umfassen zugseitig montierte elektrische Anlagen vor allem einen Traktionswechselrichter und einen Hilfsstromverbraucher. Einerseits macht ihr Gewicht einen großen Anteil des Gewichts der zugseitig montierten elektrischen Anlagen aus und andererseits stellen ihre Kühlgebläse eine Hauptgeräuschquelle der zugseitig montierten Anlagen dar.
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JP 2002 - 238 109 A betrifft ein Antriebssteuerungsystem für ein Fahrzeug mit Linearmotor, das mit einem Stromrichter versehen ist und einen Permanentmagneten aufweist. Der Stromrichter wandelt den empfangenen Gleichstrom in einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom um. Dabei weist das Fahrzeug erste Kontakteinrichtungen auf, die mit bodenseitigen Stromversorgungs-Gleitschienen verbunden sind. Auf der Bodenseite sind, bei dreiphasigem Betrieb, zusätzlich drei Fahrzeugantriebs-Gleitschienen verlegt, mit welchen eine Ausgangsseite des Stromrichters des Fahrzeugs über drei Kontakteinrichtungen verbunden ist. Auf den Gleitschienen sind leiterförmig parallel geschaltete elektromagnetische Antriebsspulen vorgesehen, die einem Stator eines Synchronmotors entsprechen.
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Das zu lösende technische Problem liegt darin, durch Ändern der Stromversorgungsmethode des Systems den Systemaufbau zu optimieren, womit einerseits das Gewicht der zugseitig montierten Anlagen verringert und die Trageffizienz erhöht werden kann, während andererseits eine Bodenkontrolle des Betriebs eines Magnetschwebezugs und eine fahrerlose Fahrt erreicht werden können.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung stellt die Aufgabe zugrunde, ein vierschieniges Stromversorgungs-Steuersystem für einen Magnetschwebezug mit einem Kurzstatormotor bereitzustellen, bei dem durch Ändern der Stromversorgungsmethode des Systems der Systemaufbau optimiert und effektiv das Gewicht der zugseitig montierten Anlagen verringert wird, womit der Leichtbau des Zugs erreicht, die Trageffizienz erhöht und der Vorteil des Magnetschwebezugs mit einem Kurzstatormotor besser zur Geltung gebracht wird, wobei gleichzeitig eine automatische Betriebssteuerung und eine fahrerlose Fahrt des Magnetschwebezugs durch eine Bodenstromversorgung unmittelbar verwirklicht werden und zudem die Anwendbarkeit beim Betrieb mit hohen und niedrigen Geschwindigkeiten erzielt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die folgende technische Lösung: ein vierschieniges Stromversorgungs-Steuersystem für einen Magnetschwebezug mit einem Kurzstatormotor, umfassend einen AC-DC-AC-Frequenzumformer, einen Gleichrichter, einen Stromversorgungsgleis, zugseitig montierte Stromabnehmer, eine dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule und einen Zug-Hilfsstromverbraucher, wobei der Stromversorgungsgleis in eine erste Stromversorgungsschiene, eine zweite Stromversorgungsschiene, eine dritte Stromversorgungsschiene und eine vierte Stromversorgungsschiene unterteilt ist, wobei die erste Stromversorgungsschiene, die zweite Stromversorgungsschiene und die dritte Stromversorgungsschiene einen dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis bilden, bei dem Strom durch den auf dem Boden angeordneten AC-DC-AC-Frequenzumformer geliefert wird, wobei in dem dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis selektiv die dritte Stromversorgungsschiene geerdet ist, wobei die geerdete dritte Stromversorgungsschiene in dem dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis und die vierte Stromversorgungsschiene einen Gleichstromversorgungskreis bilden, bei dem Strom durch den auf dem Boden angeordneten Gleichrichter geliefert wird, wobei die zugseitig montierten Stromabnehmer einen ersten Stromabnehmer, einen zweiten Stromabnehmer, einen dritten Stromabnehmer und einen vierten Stromabnehmer umfassen, wobei die Schwanzenden des ersten Stromabnehmers, des zweiten Stromabnehmers und des dritten Stromabnehmers jeweils über ein Stromkabel an Klemmen der drei Phasen der dreiphasigen Magnetschwebezug-Antriebsspule angeschlossen sind, während die vorderen Enden des ersten Stromabnehmers, des zweiten Stromabnehmers und des dritten Stromabnehmers zum Stromempfang jeweils mit der ersten Stromversorgungsschiene, der zweiten Stromversorgungsschiene und der dritten Stromversorgungsschiene in Berührung stehen, wobei der AC-DC-AC-Frequenzumformer über die erste Stromversorgungsschiene und den ersten Stromabnehmer, die zweite Stromversorgungsschiene und den zweiten Stromabnehmer sowie die dritte Stromversorgungsschiene und den dritten Stromabnehmer die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule mit Strom versorgt und durch Frequenz- und Spannungsanpassung des AC-DC-AC-Frequenzumformers das Starten bzw. das Stoppen und der Betrieb eines Magnetschwebezugs gesteuert werden, wobei gleichzeitig das Schwanzende des dritten Stromabnehmers über ein Stromkabel mit einem negativen Pol des Zug-Hilfsstromverbrauchers verbunden und das Schwanzende des vierten Stromabnehmers über ein Stromkabel mit einem positiven Pol des Zug-Hilfsstromverbrauchers verbunden ist, während das vordere Ende des vierten Stromabnehmers zum Stromempfang mit der vierten Stromversorgungsschiene in Berührung steht, wobei der Gleichrichter über die dritte Stromversorgungsschiene und den dritten Stromabnehmer, und über die vierte Stromversorgungsschiene und den vierten Stromabnehmer den Zug-Hilfsstromverbraucher mit Strom versorgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Stromversorgungsschiene, die zweite Stromversorgungsschiene, die dritte Stromversorgungsschiene und die vierte Stromversorgungsschiene entlang einer Magnetschwebebahnlinie verlegt sind, wobei die erste Stromversorgungsschiene und die zweite Stromversorgungsschiene in mehrere Abschnitte unterteilt sind und jeder der Abschnitte durch einen separaten AC-DC-AC-Frequenzumformer mit Strom versorgt wird, um eine abschnittbasierte Betriebssteuerung des Magnetschwebezugs zu erreichen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Hilfsstromverbraucher des Magnetschwebezugs u.a. eine Schweberegelung, eine Klimaanlage und eine Beleuchtung umfasst, wobei für den Hilfsstromverbraucher dasselbe Spannungsniveau wie das des Gleichrichters verwendet wird.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die zugseitig montierten Stromabnehmer jeweils an einem Ende eines Drehgestells des Zugs oder an zwei Seiten des Drehgestells angebracht und von dem Drehgestell des Magnetschwebezugs isoliert sind, wobei der erste Stromabnehmer, der zweite Stromabnehmer, der dritte Stromabnehmer und der vierte Stromabnehmer der zugseitig montierten Stromabnehmer voneinander isoliert sind.
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Gegenüber dem Stand der Technik zeichnet sich die vorliegende Erfindung durch die folgenden vorteilhaften Auswirkungen aus:
- I. Entlang einer Magnetschwebebahnlinie sind vier Stromversorgungsschienen verlegt, wovon zwei Stromversorgungsschienen mit einer geerdeten gemeinsamen Stromversorgungsschiene einen dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis bilden, während die andere Stromversorgungsschiene und die geerdete gemeinsame Stromversorgungsschiene einen Gleichstromversorgungsgleis bilden, womit eine optimale Stromversorgungsstruktur und eine optimale Stromversorgungsmethode des Systems erzielt werden. Dabei versorgt der Boden-AC-DC-AC-Frequenzumformer über den dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule mit Strom, während der Boden-Gleichrichter über den Stromversorgungsgleis eine Hilfsstromversorgung des Magnetschwebezugs bereitstellt, womit durch Entfallen des zugseitig montierten Wechselrichters und der Hilfsstromversorgung effektiv das Eigengewicht des Magnetschwebezugs verringert, der Leichtbau des Zugs erreicht und die Trageffizienz erhöht wird. Dies wirkt sich positiv auf das Erhöhen der Geschwindigkeit des Magnetschwebezugs aus und der Vorteil des Magnetschwebezugs mit einem Kurzstatormotor wird besser zur Geltung gebracht.
- II. Indem durch den Boden-AC-DC-AC-Frequenzumformer über den dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule mit Strom versorgt wird, erfolgen unmittelbar eine automatische Steuerung des Antriebs und des Betriebs des Magnetschwebezugs und eine fahrerlose Fahrt, womit eine intelligente Steuerung und ein intelligenter Betrieb verwirklicht werden.
- III. Der erfindungsgemäßen Stromversorgungsgleis ist erheblich kostengünstiger als ein Langstator, was für gute Wirtschaftlichkeit sorgt.
- IV. Für den Hilfsstromverbraucher wird ein und dasselbe Spannungsniveau eingesetzt und keine Spannungsumwandlung mittels einer zugseitig montierten Einrichtung ist notwendig, was für komfortable und einfache Ausgestaltung sorgt.
- V. Durch Entfallen des zugseitig montierten Wechselrichters und der Hilfsstromversorgung können auch zugehörige Kühlgebläse am Magnetschwebezug entfallen, womit das Geräusch wesentlich verringert wird.
- VI. Weder der AC-DC-AC-Frequenzumformer noch der Gleichrichter erzeugt einen Gegensystemstrom in dem Stromnetz, womit die Qualität der elektrischen Energie sichergestellt wird.
- VII. Fortgeschrittene Technologie, ausgezeichnete Leistungsfähigkeit und gute Umsetzbarkeit.
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ZEICHNUNG DER ERFINDUNG
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- 1 eine schematische strukturelle Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine schematische strukturelle Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Zum besseren Verständnis der kreativen Grundideen der vorliegenden Erfindung wird das Arbeitsprinzip der Erfindung kurz erläutert: Gegenüber bestehenden Magnetschwebezügen mit Kurzstatormotor können ein Traktionswechselrichter, eine Hilfsstromversorgung und andere zugseitig montierte elektrische Anlagen entfallen, womit effektiv das Eigengewicht des Zugs verringert und die Trageffizienz erhöht wird. Gleichzeitig werden der Stromverbrauch großer Kapazität für Antrieb (Traktion) und der Hilfs-Stromverbrauch geringer Kapazität voneinander getrennt und dafür jeweils eine dreiphasige Wechselstromversorgung bzw. eine Gleichstromversorgung bereitgestellt, was für eine koordinierte Stromversorgung unter Ausnutzung der jeweiligen Vorteile und unter Überwindung der jeweiligen Nachteile sorgt. Somit wird eine Optimierung der Stromversorgungsstruktur und der Stromversorgungsmethode des Systems erzielt. Durch die frequenzregulierte und spannungsregulierte Stromversorgung des dreiphasigen Wechselstromversorgungskreises werden eine Antriebs- und Betriebssteuerung eines Magnetschwebezugs und eine fahrerlose Fahrt erreicht und der Vorteil des Magnetschwebezugs mit einem Kurzstatormotor wird besser zur Geltung gebracht. Zudem wird die Anwendbarkeit beim Betrieb mit hohen und niedrigen Geschwindigkeiten erzielt. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand konkreter Ausführungsformen auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Wie sich aus 1 ergibt, stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein vierschieniges Stromversorgungs-Steuersystem für einen Magnetschwebezug mit einem Kurzstatormotor bereit. Das System umfasst einen parallel zu einer Magnetschwebebahnlinie verlegten Stromversorgungsgleis 1, einen AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 und einen Gleichrichter 4, die auf dem Boden angeordnet sind, zugseitig montierte Stromabnehmer 2, eine dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 und einen Zug-Hilfsstromverbraucher 7. Der AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 und der Gleichrichter 4 versorgen die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 bzw. den Zug-Hilfsstromverbraucher 7 mit Strom jeweils über den Stromversorgungsgleis 1 und die zugseitig montierten Stromabnehmer 2. Der Stromversorgungsgleis 1 umfasst eine erste Stromversorgungsschiene 1a, eine zweite Stromversorgungsschiene 1b, eine dritte Stromversorgungsschiene 1c und eine vierte Stromversorgungsschiene 1d. Dabei bilden die erste Stromversorgungsschiene 1a, die zweite Stromversorgungsschiene 1b und die dritte Stromversorgungsschiene 1 c einen dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis, bei dem Strom durch den auf dem Boden angeordneten AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 geliefert wird. In dem dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis wird eine der Stromversorgungsschienen zur Erdung ausgewählt und hier ist selektiv die dritte Stromversorgungsschiene 1c geerdet. Die geerdete dritte Stromversorgungsschiene 1c in dem dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis und die vierte Stromversorgungsschiene 1d bilden einen Gleichstromversorgungskreis, bei dem Strom durch den auf dem Boden angeordneten Gleichrichter 4 geliefert wird. Die zugseitig montierten Stromabnehmer 2 umfassen einen ersten Stromabnehmer 2a, einen zweiten Stromabnehmer 2b, einen dritten Stromabnehmer 2c und einen vierten Stromabnehmer 2d. Die Schwanzenden des ersten Stromabnehmers 2a, des zweiten Stromabnehmers 2b und des dritten Stromabnehmers 2c sind jeweils über ein Stromkabel an Klemmen der drei Phasen der dreiphasigen Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 angeschlossen, während die vorderen Enden des ersten Stromabnehmers 2a, des zweiten Stromabnehmers 2b und des dritten Stromabnehmers 2c zum Stromempfang jeweils mit der ersten Stromversorgungsschiene 1a, der zweiten Stromversorgungsschiene 1b und der dritten Stromversorgungsschiene 1c in Berührung stehen. Der AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 versorgt die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 mit Strom über die erste Stromversorgungsschiene 1a und den ersten Stromabnehmer 2a, die zweite Stromversorgungsschiene 1b und den zweiten Stromabnehmer 2b sowie die dritte Stromversorgungsschiene 1c und den dritten Stromabnehmer 2c und durch Frequenz- und Spannungsanpassung des AC-DC-AC-Frequenzumformers 3 werden das Starten bzw. das Stoppen und der Betrieb eines Magnetschwebezugs 5 gesteuert. Gleichzeitig ist das Schwanzende des dritten Stromabnehmers 2c über ein Stromkabel mit einem negativen Pol des Zug-Hilfsstromverbrauchers 7 verbunden und das Schwanzende des vierten Stromabnehmers 2d ist über ein Stromkabel mit einem positiven Pol des Zug-Hilfsstromverbrauchers 7 verbunden, während das vordere Ende des vierten Stromabnehmers 2d zum Stromempfang mit der vierten Stromversorgungsschiene 1d in Berührung steht. Der Gleichrichter 4 versorgt den Zug-Hilfsstromverbraucher 7 mit Strom über die dritte Stromversorgungsschiene 1c und den dritten Stromabnehmer 2c und über die vierte Stromversorgungsschiene 1 d und den vierten Stromabnehmer 2d. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die zugseitig montierten Stromabnehmer 2 jeweils an einem Ende eines Drehgestells des Zugs oder an zwei Seiten des Drehgestells angeordnet und von dem Drehgestell des Magnetschwebezugs isoliert sind, wobei der erste Stromabnehmer 2a, der zweite Stromabnehmer 2b, der dritte Stromabnehmer 2c und der vierte Stromabnehmer 2d der zugseitig montierten Stromabnehmer 2 voneinander isoliert sind.
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In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Hilfsstromverbraucher 7 des Magnetschwebezugs 5 u.a. vor allem eine Schweberegelung, eine Klimaanlage und eine Beleuchtung umfasst, wobei für den Hilfsstromverbraucher 7 dasselbe Spannungsniveau wie das des Gleichrichters 4 verwendet wird. Sowohl der AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 als auch der Gleichrichter 4 werden über ein Drehstromkabel einer Umspannstation mit Strom versorgt.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Wie sich aus 2 ergibt, umfasst ein vierschieniges Stromversorgungs-Steuersystem für einen Magnetschwebezug mit einem Kurzstatormotor einen parallel zu einer Magnetschwebebahnlinie verlegten Stromversorgungsgleis 1, einen AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 und einen Gleichrichter 4, die auf dem Boden angeordnet sind, zugseitig montierte Stromabnehmer 2, eine dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 und einen Zug-Hilfsstromverbraucher 7. Der AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 und der Gleichrichter 4 versorgen die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 bzw. den Zug-Hilfsstromverbraucher 7 mit Strom jeweils über den Stromversorgungsgleis 1 und die zugseitig montierten Stromabnehmer 2. Der Stromversorgungsgleis 1 umfasst eine erste Stromversorgungsschiene 1a, eine zweite Stromversorgungsschiene 1b, eine dritte Stromversorgungsschiene 1c und eine vierte Stromversorgungsschiene 1d. Dabei bilden die erste Stromversorgungsschiene 1a, die zweite Stromversorgungsschiene 1b und die dritte Stromversorgungsschiene 1c einen dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis, bei dem Strom durch den auf dem Boden angeordneten AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 geliefert wird. In dem dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis wird eine der Stromversorgungsschienen zur Erdung ausgewählt und hier ist selektiv die dritte Stromversorgungsschiene 1c geerdet. Die geerdete dritte Stromversorgungsschiene 1c in dem dreiphasigen Wechselstromversorgungskreis und die vierte Stromversorgungsschiene 1d bilden einen Gleichstromversorgungskreis, bei dem Strom durch den auf dem Boden angeordneten Gleichrichter 4 geliefert wird. Die zugseitig montierten Stromabnehmer 2 umfassen einen ersten Stromabnehmer 2a, einen zweiten Stromabnehmer 2b, einen dritten Stromabnehmer 2c und einen vierten Stromabnehmer 2d. Die Schwanzenden des ersten Stromabnehmers 2a, des zweiten Stromabnehmers 2b und des dritten Stromabnehmers 2c sind jeweils über ein Stromkabel an Klemmen der drei Phasen der dreiphasigen Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 angeschlossen, während die vorderen Enden des ersten Stromabnehmers 2a, des zweiten Stromabnehmers 2b und des dritten Stromabnehmers 2c zum Stromempfang jeweils mit der ersten Stromversorgungsschiene 1a, der zweiten Stromversorgungsschiene 1b und der dritten Stromversorgungsschiene 1c in Berührung stehen. Der AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 versorgt die dreiphasige Magnetschwebezug-Antriebsspule 6 mit Strom über die erste Stromversorgungsschiene 1a und den ersten Stromabnehmer 2a, die zweite Stromversorgungsschiene 1b und den zweiten Stromabnehmer 2b sowie die dritte Stromversorgungsschiene 1c und den dritten Stromabnehmer 2c und durch Frequenz- und Spannungsanpassung des AC-DC-AC-Frequenzumformers 3 werden das Starten bzw. das Stoppen und der Betrieb eines Magnetschwebezugs 5 gesteuert. Gleichzeitig ist das Schwanzende des dritten Stromabnehmers 2c über ein Stromkabel mit einem negativen Pol des Zug-Hilfsstromverbrauchers 7 verbunden und das Schwanzende des vierten Stromabnehmers 2d ist über ein Stromkabel mit einem positiven Pol des Zug-Hilfsstromverbrauchers 7 verbunden, während das vordere Ende des vierten Stromabnehmers 2d zum Stromempfang mit der vierten Stromversorgungsschiene 1d in Berührung steht. Der Gleichrichter 4 versorgt den Zug-Hilfsstromverbraucher 7 mit Strom über die dritte Stromversorgungsschiene 1c und den dritten Stromabnehmer 2c und über die vierte Stromversorgungsschiene 1 d und den vierten Stromabnehmer 2d. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die zugseitig montierten Stromabnehmer 2 von dem Drehgestell des Magnetschwebezugs isoliert sind, wobei der erste Stromabnehmer 2a, der zweite Stromabnehmer 2b, der dritte Stromabnehmer 2c und der vierte Stromabnehmer 2d der zugseitig montierten Stromabnehmer 2 voneinander isoliert sind.
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In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Hilfsstromverbraucher 7 des Magnetschwebezugs 5 u.a. vor allem eine Schweberegelung, eine Klimaanlage und eine Beleuchtung umfasst, wobei für den Hilfsstromverbraucher 7 dasselbe Spannungsniveau wie das des Gleichrichters 4 verwendet wird. Sowohl der AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 als auch der Gleichrichter 4 werden über ein Drehstromkabel einer Umspannstation mit Strom versorgt.
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Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel vor allem dadurch, dass die erste Stromversorgungsschiene 1a, die zweite Stromversorgungsschiene 1b, die dritte Stromversorgungsschiene 1c und die vierte Stromversorgungsschiene 1d entlang einer Magnetschwebebahnlinie verlegt sind, wobei die erste Stromversorgungsschiene 1a und die zweite Stromversorgungsschiene 1b gemäß der Bahnstrecke des Zugs 5 in Abschnitte unterteilt sind und jeder der Abschnitte jeweils durch einen separaten AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 mit Strom versorgt wird, um eine abschnittbasierte Betriebssteuerung des Magnetschwebezugs 5 zu erreichen. In dem konkreten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden zwei benachbarte Abschnitte jeweils mit Abschnitt i und Abschnitt i+1 (i ist größer oder gleich 1) gekennzeichnet und jeder der Abschnitte wird jeweils durch einen separaten AC-DC-AC-Frequenzumformer 3 mit Strom versorgt, um eine abschnittbasierte Steuerung des Magnetschwebezugs 5 zu erreichen. Zum Sicherstellen der Sicherheit und der Steuerbarkeit der Magnetschwebezüge ist jeder der Abschnitte in der Regel nur für einen einzigen Magnetschwebezug befahrbar. Wie oben aufgeführt, wird bei der vorliegenden Erfindung durch Ändern der Stromversorgungsmethode des Systems der Systemaufbau optimiert und effektiv das Gewicht der zugseitig montierten Anlagen verringert, womit der Leichtbau des Zugs erreicht, die Trageffizienz erhöht und der Vorteil des Magnetschwebezugs mit einem Kurzstatormotor besser zur Geltung gebracht wird, wobei eine automatische Betriebssteuerung und eine fahrerlose Fahrt des Magnetschwebezugs durch eine Bodenstromversorgung unmittelbar verwirklicht und zudem die Anwendbarkeit beim Betrieb mit hohen und niedrigen Geschwindigkeiten erzielt wird.
