DE2035840B2 - Elektromagnetische schwebefuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Schwebeführung für einen zu bewegenden Körper, insbesondere für ein schnelles Fahrzeug, der durch Gleichstrommagnete mit schmalen und in Bewegungsrichtung langen Polflächen in Schwebe gehalten ist, und dem entlang einer Bewegungsbahn montierte ferromagnetische Schienen in einem regelbaren Abstand als Rückschlußkörper zugeordnet sind.

Zur magnetischen Schwebeführung ist es bekannt (DT-PS 7 07 032, ETZ-A, 1. Jan. 1953, S. 11 bis 13), ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Gleichstrommagneten zu versehen, die an den Fahrzeuglängsseiten zu langen Bändern aneinandergereiht sind und mit am Bahnkörper angeordneten ferromagnetischen schienenförmigen Rückschlußkörpern zusammenwirken. Damit die Führung des Fahrzeuges nach allen Raumrichtungen gesichert werden kann, sind zusätzlich zu Bändern von Tragmagneten zum Ausgleich der Schwerkraft Bänder von Führungsmagneten am Fahrzeug und seitliche Führungsschienen auf der Strecke angeordnet. Dadurch lassen sich Flieh- und Seitenkräfte in Streckenkrümmungen und -geraden ausgleichen. In dem Bestreben, den Eisenbedarf für die schienenförmigen Rückschlußkörper möglichst gering zu halten, sind die Magnete schmal ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Fahrzeuglängsseite.

Bei einer schnellen Bewegung der Gleichstrommagnete treten Bremskräfte durch in den schienenförmigen Rückschlußkörpern auf Grund des Magnetfeld-Auf- und -Abbaues induzierte Wirbelströme auf. Es ist bekannt, diese Verluste dadurch klein zu halten, daß man die Schiene aus dünnen, verlustarmen Blechen zusammensetzt. Ferner ist es bekannt, die Schiene aus übereinander geschichteten Gußeisenplatten mit geringem spezifischen elektrischen Leitwert und geringer Möglichkeit zu finden, die Bremskraft mit einfacheren Mitteln herabzusetzen. ...

Die Lösung besteht bei einer elektromagnetischen Schwebeführung der eingangs genannten Art erfindunesgemäß darin, daß die dem Luftspalt zugekehrten Polflächen unmittelbar hintereinander hegender Gkichströmmagnete über die Wickelköpfe der Erregerwicklungen hinaus in der We.se verlängert sind. daß an diesen Stellen die Nuten der Erregerwicklungen zum Luftspalt hin eisengeschlossen sind.

Auf diese Weise wird eine wesentliche Herabsetzung der Wirbelströme und damit der durch diese hervorgerufenen Bremskraft allein durch die Formgebung des Gleichstrommagneten erzielt, da der magnetische GleichfluS im Gegensatz zu dem bekannten Schwebesystem längs der aneinandergereihten Einzelspulen stetig verläuft. Bei gleichförmiger Bewegung treten Wirbel des elektrischen Feldes nur an den Enden des aus wiehreren Einzelspulen gebildeten Magneten auf, so daß nur im Bereich der Enden einer Magnetreihe Wirbelströme induziert werden und die Bremskraft von der Anzahl der hintereinander liegenden Magneten unabhängig wird.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Polflächen ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, ohne Erhöhung der Wirbelstromverluste jeden Gleichstrommagnet aus mehreren mit Einzelspulen versehenen Teilkernen zusammenzusetzen. Dies kann aus konstruktiven Gründen oder zwecks Anpassung der Induktivität der Gesamtanordnung an die Regeldynamik zweckmäßig sein.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Polflächengestaltung auf an sich bekannte U-förmige Kerne der Gleichstrommagnete ist es zur weiteren Verminderung der Wirbelstrombildung zweckmäßig, auch die Schienen als U-förmig profilierten, zumindest annähernd spiegelbildlich zum Gleichstrommagneten angeordneten Körper auszubilden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Schrägansicht einer elektromagnetischen Schwebeführung in schematischer Darstellung und

F i g. 2a, 2b die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Polflächen des Gleichstrommagneten in Auf- und Grundriß.

An einem Fahrzeug 1 sind zur Schwebeführung Tragmagnete angeordnet, von denen einer als Gleichstrommagnet 2 dargestellt ist, dem in einem regelbaren Abstand eine entlang einer Bewegungsbahn montierte ferromagnetische Schiene 3 als Rückschlußkörper zugeordnet ist. Die Halterung des Gleichstrommagneten 2 und der Schiene 3 ist nicht näher gezeigt. Der Gleichstrommagnet 2 besitzt Spulen 6, die von einem Generator 10 über eine Gleichrichteranordnung 11 gespeist werden. Der Generator 10 ist auf dem Fahrzeug 1 angeordnet und wird von einer Kraftmaschine 12 angetrieben. Durch eine Regeleinrichtung 7 wird der Strom in den Spulen 6 derart geregelt, daß stets ein voröestimmter Abstand von der Schiene eingehalten wird. Hierzu ist dem Gleichstrommagneten 2 ein Fühler 8, z. B. ein magnetfeldabhängiger Widerstand, z. B. ein Hallgenerator, zugeordnet, der abhängig von dem Abstand <5 zwischen Magnet 2 und Schiene 3 unterschiedliche Steuerspannungen an seinen Ausgangsklemmen

zur Abslandsregelung abgibt.

Im Gleichstrommagneten 2 verläuft der magnetische Kraftfluß quer zur Fahrtrichtung s. Die Polflächen 5 des Kerns 4 und des Rückschlußkörpers 3 des Gleichstrommagneten sind durch schmale und in Bewegungs- s richtung s lange Flächen gebildet. Es ist also die Länge der Polflächen wesentlich größer als die Breite b der Polflächen der Schiene 3. Zum Beispiel kann die Länge der Pole sechshundertmal größer als deren Breite b sein. Dabei ist bei einer Lange /des Magneten von 15 m die Breite b = 2,5 cm. Nimmt man einen Luftspalt 6 = 1 cm an, so genügt für die Schiene eine Breite von etwa 10 cm. Bei einer Induktion von 0,5 T und einer Geschwindigkeit von 400 km pro Stunde beträgt dabei die Bremskraft nur noch etwa 2% der Tragkraft.

Wie die Fig.2a, 2b zeigen, ist.der Gleichstrommagnet 2 mit mehreren in Bewegungsrichtung s aneinandergereihten Einzelspulen 6 versehen, wobei der Kern 4 an seinen beiden Schenkeln mit geschlossenen Nuten 13 versehen ist, in welchen die Einzelspulen 6a, 6b untergebracht sind. Durch die Unterteilung des langgestreckten Magneten werden die Induktivitäten der Spulen 6 herabgesetzt, was bei der Regelung sehr vorteilhaft ist. Der Gleichstrommagnet 2 ist aus mehreren mit Einzelspulen 6a, 6b versehenen Teilmagneten 4a, 4b so zusammengesetzt, daß die Trennfugen 14 in den Polflächen 5 keinen wirksamen Luftspalt bilden. Auf diese Weise verhalten sich die aneinandergereihten Teilmagnete 4a, 4b nach außen zumindest annähernd wie ein einziger Gleichstrommagnet Die Nuten 13 können auch durch Nutkeile 13a geschlossen ausgebildet sein (gestrichelte Linien in F i g. 2a). Dadurch wird das Einbringen der Spulen erleichtert.

F i g. 1 zeigt, daß bei einer U-förmigen Ausbildung des Kerns 4 des Gleichstrommagneten 2 auch die Schiene 3 als U-förmig profilierter, zumindest annähernd spiegelbildlich zum Gleichstrommagneten angeordneter Körper ausgebildet ist. Dadurch wird gegenüber der bekannten Ausführung, bei der U-förmigen Elektromagneten Flachschienen oder Winkelschienen als Rückschlußkörper zugeordnet sind, eine weitere Verringerung der Wirbelstromverluste erzielt, da die wirksame Polbreite kleiner ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ma gnetischer Permeabilität herzustellen, um die Wir- Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Schwebeführung für einen zu bewegenden Körper, insbesondere für ein S schnelles Fahrzeug, der durch Gleichstrommagnete mit schmalen und in Bewegungsrichtung langen Polflächen in Schwebe gehalten ist, und dem entlang einer Bewegungsbahn montierte ferromagnetische Schienen in einem regelbaren Abstand als Rückschlußkörper zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Luftspalt zugekehrten Polflächen (5) unmittelbar hintereinander liegender Gleichstrommagnete (2) über die Wickelköpfe der Erregerwicklungen hinaus in der Weise verlängert sind, daß an diesen Stellei» die Nuten (13) der Erregerwicklungen zum Luftspalt hin eisengeschlossen sind.

2. Schwebeführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleichstrommagnet (2) aus mehreren mit Einzelspulen (6a, 6b) versehenen Teilkernen (4a, Ab) zusammengesetzt ist.

3. Schwebeführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei U-förmiger Ausbildung des Kerns (4) des Gleichstrommagneten (2) auch die Schiene (3) als U-förmig profilierter, zumindest annähernd spiegelbildlich zum Gleichstrommagneten angeordneter Körper ausgebildet ist.

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