DE2163217A1

DE2163217A1 - Anordnung fuer das elektrodynamische beruehrungslose tragen und spurfuehren, insbesondere von schwebefahrzeugen

Info

Publication number: DE2163217A1
Application number: DE2163217A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Harz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-16
Filing date: 1971-12-16
Publication date: 1973-06-20
Also published as: BE792719A; FR2163547A1; JPS4865616A

Description

SIEMENSAIiTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den 16.12.1971 Berlin und München Werner-von-Siemens™Str.50

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Anordnung für das elektrodynamische berührungslose Tragen und Spurführen, insbesondere von Schwebefahrzeugen

Ss ist bekannt (ETZ-B 1971, S. 313), Schwebefahrzeuge an eisernen Tragschienen magnetisch aufzuhängen und durch weitere senkrecht dazu angeordnete Schienen magnetisch auch in der Spur zu halten. Man arbeitet hierbei auf rein magnetische Weise, was unbedingt einen Regelvorgang bei den verwendeten Elektromagneten erfordert, weil sonst die von diesen ausgeübte Zugkraft mit kleiner v/erdendem Abstand zwischen Magnet und Schiene immer mehr zunimmt und schließlich beide fest aufeinander preßt. Sie können sich infogedessen nicht mehr aneinander vorbei bewegen, so daß der ■ beabsichtigte Zweck nicht erreicht wird. Abgesehen von der Notwendigkeit der Regelung haben magnetische Anordnungen noch den Nachteil, daß die mit ihnen erreichbaren Kräfte bei etwa gleichem Aufwand nur etwa halb so groß sind wie die bei elektrodynamischen Anordnungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine elektrodynamische Anordnung für das berührungslose Tragen und Spurführen von beweglichen Geräten, insbesondere von Schwebefahrzeugen zu schaffen, mit der man bei etwa gleichem Aufwand größere (etwa doppelt so große) Kräfte erhält, wie mit einer elektromagnetischen und die auch selbststabilisierend wirkt, so daß man gegebenenfalls ohne Regelung auskommt oder diese nur für größere Genauigkeit benutzt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß in einer, in einem einphasigen Wechselfeld befindlichen kurzgeschlossenen Windung Ströme erzeugt werden, die bewirken, daß die Windung aus

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dem Bereich dieses Feldes herausbewegt wird. Ist die Windung z.B. drehbar, so stellt sie sich so ein, daß ihre Wicklungsachse zur Achse des Wechselfeldes senkrecht steht. Ein bekanntes Beispiel für diese Wirkung ist der Repulsions-' motor, bei dem der Läufer über einen Stromwender und Bürsten einachsig kurzgeschlossen und die LäuferWicklungsachse durch die Bürsten in einem bestimmten einstellbaren Winkel zur Ständerwicklungsachse festgehalten wird; wodurch dann die gewünschte Drehmomentbildung eintritt.

Kann sich die obengenannte, kurzgeschlossene Windung, die auch eine flache Metallschiene sein kann, nur senkrecht zur Achse des Wechselfeldes bewegen, so wird eine Kraft in dieser Richtung auf sie ausgeübt, die sie dem Einfluß des Wechselfeldes zu entziehen versucht. Diese Repulsionswirkung wird nun bei der Erfindung bei einer Anordnung für das elektrodynamische, berührungslose Tragen und gegebenenfalls Spurführen beweglicher Geräte, Maschinen und Teile, insbesondere von Schwebefahrzeugen ausgenutzt. Gemäß der Erfindung wird in einem beweglichen bzv/. ortsfesten, mit einem Luftspalt versehenen, geblechten oder massiven Eisenkreis (Tragkörper) von mit konstanter Frequenz gespeisten Erstwicklungen ein' Wechsel- oder Gleichfluß erzeugt, der mit einem kleinen Teil eine ortsfeste bzw. bewegliche, in den Luftspalt hineinragende und als Zweitwicklung wirkende metallische flache Schiene durchsetzt, die die am Luftspalt des Tragkörpers vorhandene Fläche (Polfläche) mehr oder weniger abschirmt, während der Hauptteil des Flusses den Luftspalt an dem nicht abgeschirmten Teil der Polfläche durchsetzt und mit in der Schiene (Zweitwicklung) erzeugten Strömen Kräfte bildet, die zum Tragen und Spurführen des Gerätes (Schwebefahrzeuges) dienen.

Es wird also von einer mit konstanter Frequenz gespeisten Erstwicklung in einem, wie bei einem Umspanner, jedoch mib Luftspalt ausgeführten, ortsfesten bzw. beweglichen Blech-

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paket ein Wechselfluß erzeugt, der eine in den Luftspalt hineinragende bewegliche bzw. ortsfeste Metallschiene durchsetzt, die als Zweitwicklung wirkt, in der durch das Wechselfeld Ströme erzeugt werden. Unter dein Einfluß der Ströme in Erst- und Zweitwicklung suchen sich beide voneinander zu entfernen. Je weiter die Schiene in den Luftspalt hineinragt, desto größer ist die abstoßende Kraft zwischen beiden. Macht man die Schiene ortsfest und ordnet man den aus Erstwicklung und Blechpaket bestehenden Tragkörper auf dem Fahrzeug an, so kann auf diese Weise das Gewicht des Fahrzeuges berührungslos auf die Schiene übertragen werden. Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Fahrzeuges und der von dem Tragkörper ausgeübten Kraft tritt ein, wenn die Schiene ein bestimmtes Maß in den Luftspalt hineinragt, ohne daß dafür ein Regelvorgang erforderlich ist. Damit die Kraft eindeutig in dem gewünschten Sinn wirkt, darf die Schiene die dem Luftspalt zugekehrte Fläche des Blechpaketes (Polfläche) nicht völlig abschirmen, weil bei völliger Abschirmung die auf die Schiene quer zur Flußrichtung ausgeübte Kraft zu Null würde und nur noch eine in Flußrichtung v/irkende abstoßende Kraft vorhanden wäre.

Da sich der Fluß bei einer solchen Anordnung über mehr oder weniger lange Luftstrecken schließen muß₃ sind die magnetischen Leitwerte verhältnismäßig schlecht und demgemäß die dafür benötigten Durchfleitungen groß. Je nach der Frequenz des verwendeten Wechselstromes treten daher mehr oder weniger große Blindleistungen auf. Durch Herabsetzung der Frequenz, z.B. auf 5 Hz oder noch weniger, kann man die Blindleistung beträchtlich herabsetzen, soweit es mit Rücksicht auf die beabsichtigte Wirkung eben möglich ist.

Man kann aber auch die Wicklungen der Blechpakete nur mit Gleichstrom speisen, so daß keine Blindleistung auftritt. Die den Wicklungen zugeführte Leistung hat dann einen Kleinstwert und entspricht nur den Wicklungs-Verlusten. Eine ab-

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stoßende Wirkung zwischen Erstwicklungen und Schienen kommt dann aber nur zustande, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet, weil dann durch das von den Wicklungen erregte Gleichfeld in den Schienen Ströme erzeugt werden, die dem Gleichfeld in dem von den Schiebenen abgeschirmten Teil der Luftspaltfläche nach dem Lenz'sehen Gesetz entgegenwirken. Bekanntlich ist nach dem Lenz'sehen Gesetz die induzierte Spannung so gerichtet, daß das magnetische Feld eines durch sie erzeugten Induktionsstromes der Ursache der Induktion entgegenwirkt. Die abstoßende Kraft zwischen den Strömen in Erst- und Zweitwicklung (Schiene) wirkt über den nicht abgeschirmten Teil der Luftspaltfläche, die nahezu vom vollen Feld durchsetzt wird. Es kommt demnach die gleiche Wirkung zustande wie oben mit einem einphasigen Wechselfeld, nur mit dem großen Vorteil, daß keine unerwünschte Blindleistung auftritt. In der Zeit, in der das Fahrzeug noch keine ausreichende Geschwindigkeit erreicht, bewirkt der von den Erst-Wicklungen bzw. Erregerwicklungen erzeugte Flüß in den Schienen noch keinen genügend großen Tragstrom, so daß das Fahrzeug auf andere Weise getragen und geführt werden muß, z.B. in dem man die Wicklungen mit Wechselstrom speist oder das Fahrzeug mit Rädern in herkömmlichem Sinn versieht. Bei der Speisung der Erstwicklungen (Erregerwicklungen) mit Gleichstrom braucht der magnetische Kreis der Tragkörper nicht geblecht zu sein, sondern kann aus massivem Eisen bestehen.

Im folgenden sei die Erfindung noch an Hand der in den Fig. 1-5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung zwei Blechpakete 1 und 2, die nach Art von Umspannerkenen, jedoch mit einem Luftspalt hergestellt sind, und auf denen die zugehörigen Erstwicklungen 3» 4 untergebracht sind, die an eine Einphasenstromquelle konstanter Frequenz angeschlossen sind.

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Die Blechpakete mit Wicklungen (Tragkörper) seien auf dem Schwebefahrzeug untergebracht. In die Luftspalte ragen die beiden ortsfesten Schienen 5, 6 hinein.

Die Anordnung wirkt folgendermaßen:

Wenn die beiden Erstv/icklungen 3» 4 mit Viechseistrom gespeist werden, durchsetzt der von ihnen erzeugte Fluß die Luftspaltfläche (Polfläche) und den Luftspalt, von denen ein Teil durch die Schienen 5, 6 abgeschirmt wird, Das kommt dadurch zustande, daß ein kleiner Teil des Flusses die Schienen durchsetzt und dort eine Gegendurchflutung hervorruft, die in Fig. 1 durch Kreuze und Punkte angedeutet ist. Unter dem Einfluß dieser Gegendurchfluchtung wird der größte Teil des Flusses (durch drei Pfeile angedeutet) in den nicht abgeschirmten Teil des Luftspaltes abgedrängt. Dieses Feld ergibt mit der Durchflutung im oberen Teil der Schienen 5 und 6 eine Kraft, die die Abschirmung der Luftspaltflächen durch die Schienen zu verringern versucht, d.h. bei ortsfesten Schienen und beweglichen Tragkörpern werden diese nach oben gehoben bis Gleichgewicht zwischen den auf diese Weise erzeugten elektrodynamischen Kräften und dem durch die Tragkörper übertragenen Gewicht des Fahrzeuges besteht. Die Kraft nimmt dabei etwa quadratisch zu, wenn die abgeschirmte Luftspaltfläche geradlinig zunimmt.

Bezeichnet man (vergl. Fig. 2) die Höhe der Luftspaltfläche (Polfläche) mit h, ihre Länge mit 1, außerdem den Abstand der Polflächenoberkante von der Schienenoberkante mit x, wobei χ das kleinste zulässige Maß bei der größten in der nicht abgeschirmten Polfläche zugelassenen Induktion bedeutet, ferner £> den Luftspalt, H die Feldstärke und B die Induktion, so gilt für die Durchflufcung θ

II in A/m, B in T, f> in m

3 0 9 82 5 / 0 ? & a

Die vom Strom I ^Aj im Kurzschlußkreis (Schiene in einem Feld mit der Induktion B [ίΓ| über die Länge 1 [mj elektrodynamisch erzeugte Kraft F-, ist durch die Beziehung gegeben

^Fed -B.I.I LnJ (2)

Mit (1) in (2) erhält man

^Fed * W- - B² . 6 · 1 - 10⁶ />] (3)

Hierbei ist, um auf einfache Beziehungen zu kommen, der P Fluß durch die Schiene vernachlässigt, der für die vom Ström in der Schiene verursachten Spannungsabfälle erforderlich ist, ferner sind Nebenwirkungen wie Streuung usw. außer Acht gelassen.

Da bei konstanter Wechselspannung und Frequenz der Fluß konstant ist, gilt für B

B 3 B₀ . x_o/ χ (4)

Mit (4) in (3) wird

*r\ r X Λ 2 C

d.h. die Tragkraft nimmt mit abnehmendem χ nach einer quadra tischen Hyperbel zu, außerdem ist sie verhältnisgleich dem Luftspalt und der Länge 1.

Mit den Werten:

B_Q = 1,42 T; 5 - 0,04 m; 1 = 0,3 m; x₍₎ = 0,06 m; x - x_}

wird die Tragkrafb (Sicherheitsti-a/'kraft.)

^Fedo ⁼ °'⁸ ^{λ Λ}>^1{2-^Ζ ' °'⁰⁴ * °>⁵ ' ^{1()6 N = 1920}° ^{N = 196}° ^kp

3 0 9 8 2 5 / 0 2 Π Ί

Der Fluß ist gegeben durch

ψ = B_o . X₀ 1 1 = 1,42 . 0,06 . 0,3 Vs = 0,025 Vs

Die Windungsspariung e bei 50 Hz

e_w = 4,44 : 50 . 0,025 V= 5,65 V Die normale Tragkraft sei·

^PedN ^{= 9800} N = 1000 kp

Dazu gehört eine Induktion von B^ = 1,42 . ^1000/1960 = 1,02 T, ein χ = 0,06 . 1,42 / 1,02 = 0,084 m und eine Durchflutung von

Θ_Ν = 0,8 . 1,02 . 0,04 . 10⁶A= 32500 A.

Als Blindleistung erhält man demnach

Q_n = 5,65 V . 32500 A = 183 kVA bei 50 Hz.

Bei einer Frequenz von 3 Hz geht diese Blindleistung auf 11 kVA für eine Tragkraft von 1000 kp zurück, \ieim. es'zwar ■ auf diese "Weise gelingt, das Fahrzeug im Stillstand und bei kleinen Geschwindigkeiten im Schwebezustand ^u halten, so ist doch der Aufwand an Blindleistung beträchtlich. Speist man dagen die Erstwicklungen 3 und 4 bei ausreichender Geschwindigkeit mit Gleichstrom (in Fig. 1 durch (+) und (-) bei den Anschlußleitungen angedeutet, so erzeugen die von ihnen erregten Felder in den Schienen 5 und 6 Ströme von der gleichen Richtung wie es in Fig. 1 dargestellt ist, d.h. die Durchflutungen in den Schienen 5 und 6 wirken im Abschirmbereich den von den Erstwicklungen (Erregerwicklungen) 3 und 4 verursachten Durchflutungen entgegen und lassen nur einen kleinen Fluß durch die Schienen zu, der ausreicht die Spannungsabfalle zu decken, die die Ströme in den Schienen verursachen.

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Im Bereich der nicht abgeschirmten Polflächen kann sich dagegen der von den Erregerwicklungen ausgehende Fluß voll ausbilden, so daß eine abstoßende Kraft zwischen Wicklungen und Schienen in gleicher Weise entsteht wie bei Speisung der Wicklungen mit Einphasenwechselstrom. Es gilt daher die gleiche Beziehung (2)

^Fed

Da hierdurch der Fluß nicht mehr wie bei Wechselstromspeisung durch Spannung und Frequenz bestimmt, d.h. normalerweise konstant ist, ändert sich B nicht mit Änderung der abgeschirmten Polfläche, sondern bleibt konstant, wenn I konstant bleibt, d.h. aber auch die ausgeübte Kraft bleibt konstant. Man wird daher die Durchflutung der Erregerwicklungen in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Schienen in den Luftspalten der Blechpakete regeln. Mit kleiner werdendem Maß χ müssen die Durchflutungen verstärkt werden.

Nun können Anordnungen der vorbeschriebenen Art nicht nur zum berührungslosen Tragen von Fahrzeugen, sondern auch für die Spurführung verwendet werden, so daß besondere Anordnungen für diesen Zweck nicht benötigt werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden nämlich auf die Blechpakete 1 und 2 nicht nur nach oben gerichtete Kräfte ausgeübt, sondern auch in waagerechter Richtung, beim Blechpaket 1 nach rechts und beim Blechpaket 2 nach links. Dies ergibt sich aus der in Fig. 1 dui^ch Punkte und Kreuze gekennzeichneten Richtung der Ströme in den Erstwicklungen und Schienen.

Aus diesem Grunde sind auch die Erstwicklungen in Fig. 1 nur auf einer Seite der Luftspalte angebracht. Sind die Ströme in beiden Erstwicklungen 3 und 4 gleich groß, so haben sich die gegeneinander gerichteten Kräfte gegenseitig auf. Steigert man dagegen den Strom in der Erstwicklung 3»

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so überwiegt die waagerechte Kraft am Blechpaket 1 über die des Blechpaketes 2, und das Fahrzeug wird nach rechts gedrückt. Das Umgekehrte ist der Fall, wenn der Strom in der Erstwicklung 4 gesteiert wird. Die stärker erregte Spule hat aber zur Folge, daß das zugehörige Blechpaket stärker angehoben wird (das Maß χ wird größer) bis wieder Gleichgewicht zwischen ausgeübter Kraft und Fahrzeuggewicht besteht. Bei der schwächer erregten Wicklung wird dagegen das Haß χ kleiner. Dies hätte die unerwünschte Folge, daß sich das Fahrzeug nach rechts oder links neigt.

Um dies zu verhindern, werden zwei v/eitere Blechpakete 7* 8 (Fig. 3) vorgesehen, von denen das Blechpaket- 7 axial hinter dem Blechpaket 1 der gleichen Schiene 5 ziAgeordnet ist, während das Blechpaket 8 axial hinter dem Blechpaket 2 ebenfalls auf die gleiche Schiene 6 wirkt. Das Gesamtgewicht des Fahrzeuges verteilt sich damit auf vier Tragkörper bzw. auf ein Mehrfaches davon. Die Erstwicklung 9 liegt aber spiegelbildlich zur Erstwicklung 3 auf der anderen Seite d.es Luftspaltes und ebenso die Erstwicklung 10 zur Erstwicklung 4. Wenn jetzt das Fahrzeug zur Spurführung eine Bewegung nach rechts erfahren soll, so werden die Erstwicklungen 3 und 10 mit größeren, die Erstwicklungen 4 und 9 dagegen mit kleineren Strömen gespeist, und man erreicht dadurch zwar die gewünschte seitliche Bewegung nach rechts, zugleich aber v/erden die kleineren Tragkräfte der Blechpakete 2 und 9 durch die größeren der Blechpakete 8 und 1 ausgeglichen, so daß sich das Fahrzeug auf gerader Strecke nicht zur Seite neigen kann. In der Kurve kommt die Kurvenneigung durch Überhöhung einer Schiene gegenüber der anderen zustande.

In den Fig. 4a und 4b ir;t noch gezeigt, wie man die unabhängige Steuerung der Trag- und Führungiikräfte durch entsprechende Steuerung der Zündv/inkol an den, die beiden Y/icklurigsgruppen speisenden Thyrifjboren bewirkt. In Fig. 4a sei 'ILe einphasige Wechsolnpammng au den boiclen Erstwicklungon 3

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ι ι i d .' Γ, / 0 i Η Ί BAD ORIGINAL

und 10 dargestellt, in Fig. 4b die an den Erstwicklungen und 9. Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und keine Führungskraft benötigt wird, sei bei beiden Wicklungsgruppen ein Zündwinkel von 60° eingestellt. Man erhält demnach für beide Gruppen die gleichen Tragkräfte, die den gleichen schraffierten Spannungs-Zeit-Flächen entsprechen, wie das in den Fig. 4a und 4b an den positiven Halbschwingungen dargestellt ist. Soll jetzt eine nach rechts gerichtete Führungskraft auftreten, so wird der Zündwinkel für die Thyristoren der Erstwicklungen 3 und 10 durch die Führungssteuerung. z.B. auf 30° verkürzt und gleichzeitig für die Thyristoren der Erstwicklungen 4 und 9 auf 90° vergrößert. Die entsprechenden Sparinungs-Zeit-Flächen sind in den negativen Halbschwingungen dargestellt, in Fig. 4a für die Erstv/icklungen 3 und 10, in Fig. 4b für die Erstwicklungen 4 und 9.

Weiterhin ist in den Fig. 4a und 4b durch Pfeile a, b und c angedeutet, wie die Trag- und Führungskräfte beeinflußt werden können. Die Verstellung des Zündwinkeis in Richtung a erhöht die Tragkraft und ist für die Wicklungen über beiden Schienen gleichsinnig. Sine Verstellung in Richtung b bringt für die Erstwicklungen 3 und 10 eine Vergrößerung und für die Erstwicklungen 4 und 9 eine Verkleinerung des Stromes und .als Folge eine Führungskraft nach rechts. Das Gegenteil tritt ein bei einer Verstellung in Richtung c. Es bereitet keine Schwierigkeiten, die Steuerspannungen für Tragkraft und Führungskraft getrennt als Gleichspannungen abzubilden und entsprechend in Reihe geschaltet gegen eine Sägezahnspannung wirken zu lassen, um die richtigen Zündimpulse für die Thyristoren zu erhalten. Man kann auch für die Wicklungen einer jeden Schiene getrennte SLeuerspannungen für die Tragkraft vorsehen und kann so z.B. eine gleichbleibende Eintauchtiefe an den Lux'cspalteri der Blochpakete beibehalten.

Auf die Regelung der Thyristoren hat es grundsätzlich kainon Ei.nfluß, ob die l/Lckltui^on iii t Eiiipha.-isonwechselrjtrora oder-

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mit Gleichstrom gespeist werden, im zuletzt genannten Fall müssen die Thyristoren noch die Gleichrichtung übernehmen. Die Gleichstromspeisung hat den großen Vorteil, daß die Thyristoren nur für die Verluste der Erstwicklungen bemessen werden müssen. In besonderen Fällen kann dafür auch Supraleitung verwendet werden. Die Gleichstromspeisung hat lediglich den Nachteil, daß Trag- und Führungskräfte erst von einer gewiessen Geschwindigkeit an zur Verfügung stehen.

Fürden Antrieb des berührungslos schwebenden Fahrzeuges können Linearmotoren bekannter Bauart, z.B. Drehstrom-Wanderfeldmotoren verwendet werden. Sie können auf die gleichen Schienen 5 und 6 wirken, die auch für die Übertragung der Trag- und Führungskräfte dienen. Eine besondere Antriebsschiene kann daher entbehrt werden.

Ordnet man die Tragkörper und Schienen kreisförmig an, wobei zweckmäßig die Tragkörper ortsfest und die Schienen beweglich sind, so kann man solche Anordnungen zum Anheben von umlaufenden Lasten in senkrechter Richtung verwenden, z.B. für die Traglagerentlastung von großen Wasserkraftgeneratoren. ■ In der Regel kann man hierbei auf die berührungslose Spurführung verzichten, weil diese Aufgabe ohne Schwierigkeiten von den Führungslagern normaler Bauart übernommen werden kann. Wenn die Erregerwicklungen der Tragkörper mit Gleichstrom erregt werden, dann können Tragkräfte erst bei einer gewissen Drehzahl des Polrades entstehen. Für die Zwischenzeit muß die Last von einem anderen Lager aufgenommen werden, das jedoch nur kurzzeitig beansprucht wird.

In Fig. 5 ist ein solches Ausführungsbeispiel dargestellt. Zwei Blechpakete 1, 2 mit den Erstwicklungen 3, 4 (Tragkörper) sind zusammen mit mehreren anderen am Umfang eines Kreises angeordnet. In die Luftspalte der ortsfesten Tragkörper ragt ein Tragring 11 hinein, der über eine Tragvorrichtung 12 mit der senkrechten Welle 13 eines Wasserkraft-

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generators verbunden ist. Führungslager 14, 15 stellen den senkrechten Lauf der Welle sicher. Die Erstwicklungen 3, und die der übrigen Tragkörper werden mit Gleichstrom erregt. Sobald die Drehzahl des Generators einen bestimmten Wert erreicht hat, werden im Tragring 11 Ströme erzeugt, die zusammen mit dem Fluß im nicht abgeschirmten Teil des Luft~ Spaltes Kräfte bilden, die den Tragring 11 mitsamt dem ganzen Läufergev/icht nach oben anheben. Durch Regelung des Stromes in den Wicklungen kann das Maß der Anhebung genau eingehalten v/erden. Da hierbei keine Führungskräfte in waagerechter Richtung ausgeübt werden müssen, können an den Tragkörpern Wicklungen zu beiden Seiten der Luftspalte vorhanden sein.

Der Tragring 11 ist im abgeschirmten Bereich bis auf den kleinen Betrag, der für die Deckung der von den Strömen im Tragring verursachten Spannungsabfälle erforderlich ist, im wesentlichen flußfrei, so daß vom Tragring außer den durch die kleinen Stromwärmeverluste bedingten keine weiteren Bremsmomente ausgeübt werden.

Um wie bei Wechselstromspeisung mit zunehmender Abschirmung der Polflächen durch den Tragring eine zunehmende Hubkraft zu erhalten, kann man den Luftspalt der Tragkörper nach unten verkleinern, so daß bei gleicher Durchflutung ein größeres Feld entsteht, das die größere Hubkraft zur Folge hat.

9 Ansprüche
5 Figuren

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Claims

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Anordnung für das elektrodynamische, berührungslose agen und gegebenenfalls Spurführen beweglicher Geräte, Maschinen und Teile, insbesondere von Sehwebefahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem beweglichen bzw. ortsfesten, mit einem Luftspalt versehenen, geblechten oder massiven Eisenlireis (1,2)(Tragkörper) von mit konstanter Frequenz gespeisten Erstwicklungen (3,4) ein Wechsel·-· oder Gleichfluß erzeugt wird, der mit einem kleinen Teil eine ortsfeste bzw. bewegliche, in den Luftspalt hineinragende und als Zweitwicklung wirkende metallische flache Schiene (5,6) durchsetzt, die die am Luftspalt des Tragkörpers vorhandene Fläche (Polfläche) mehr oder weniger abschirmt, während der Hauptteil aea Flusses den Luftspalt an dem nicht abgeschirmten Teil der Polfläche durchsetzt und mit in der Schiene (5,6) (Zweicwicklung) erzeugten Strömen Kräfte bildet, die zum Tragen und Spurführen des Gerätes (Schwebefahrzeuges) dienen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fluß erzeugten Erstwicklungen (3,4) des Tragkörpers nur auf einer Seite des Luftspaltes vorhanden sind, so daß auf die Schienen (5,6) nicht nur Kräfte quer, sondern auch längs zur Flußrichtung ausgeübt werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 zum berührungslosen Betrieb eines Schwebefahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper auf dein Schwebefahrzeug angebracht sind und sich über zwei ortsfesten Schienen entlang bewegen.
4. Anordnung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß sich von den Erstwicklungen (3,9) zweier gegenüber befindlicher je einer Schiene (5) zugeordneter Tragkörper (1,7) die eine (3) rechts vom zugehörigen Luftspalt, die andere (9) links davon befindet und umgekehrt.

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5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare gegenüber befindlicher Tragkörper vorhanden sind, von denen sich die Erstwicklungen der einer Schiene zugeordneten Tragkörper zur Hälfte rechts und zur Hälfte links des zugehörigen Luftspaltes befinden.
6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß für die Einhaltung einer bestimmten Höhe der Tragkörper über den Schienen die Erstwicklungen aller Tragkörper im gleichen Sinn beeinflußt werden, für die Spurführung nach rechts dagegen die rechts der Luftspalte an beiden Schienen befindlichen Erstv/icklungen mit stärkeren und die links davon befindlichen mit schwächeren Strömen gespeist werden und umgekehrt für die Spurführung nach links.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Tragkraft und Spurführung durch Thyristoren gesteuert werden, deren Zündimpulse in bekannter Vfeise aus einer Sägezahnspannung mid einer Gleichstromsteuerspannung gewonnen werden, v/obei die Gleichstrorasteuerspannung aus einer auf alle Thyristoren in gleichem Sinn wirkenden Gleichspannung und einer mit ihr in Reihe geschalteten, von der Spurführung beeinflußten Gleichspannung besteht, wobei diese sich zu joner für die eine Hälfte der Thyristoren hinzufügt und damit eine stärkere Durchflutung der die eine Querbewegung bewirkenden Erstwicklungen zur Folge hat, während die zweite Gleichstromsteuerspannung die erste für die andere Hälfte der Thyristoren vermindert und eine schwächere Durchflutung der die andere Querbewegung bewirkenden Erstv/icklungen hervorruft und umgekehrt.
8. Anordnung nach Anspruch 1 mit ortsfest im Kreise angeordneten Tragkörpern für die Traglagerentlastung von senkrechten mit Führungslagern versehenen Ivasserkraftgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zweitv/icklung wirkende und einen Teil der Polflächen abschirmende metallische

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Schiene zu einem Tragring (1) gestaltet ist, der über eine Tragvorrichtung (12) mit der-Welle (13) des Generators verbunden ist, wobei durch Regelung des Stromes in den Entwicklungen die Hubhöhe des Tragringes (11) auf einem bestimmten Wert gehalten wird.
9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, deren Wicklungen mit Gleichstrom gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspalte der Tragkörper (1,2) mit zunehmender Abschirmung der Polflächen kleiner werden, so daß bei gleichbleibender Durchflutung die Hubkräfte zunehmen.

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