DE2337930B2 - Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors zum Antreiben eines Zuges - Google Patents
Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors zum Antreiben eines ZugesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors
zum Antreiben eines Zuges mit einer Feldanordnung,
65 die am Zug angebracht ist, und einer in der
elektromagnetischen Schiene befindlichen Ankerwicklung, deren Wicklungselemente in Fahrtrichtung ausgerichtet
und senkrecht stehend auf einem ortsfesten Träger angeordnet sind, wobei der den Wicklungselementen
in Form von Gleichstromimpulsen zugeführte Strom in der Weise in Übereinstimmung mit der
Zugbewegung gesteuert wird, daß die Wicklungsleiter in Verbindung mit der die Schiene von beiden Seiten her
umfassenden Feldanordnung dem Zug sowohl eine Antriebskraft als auch eine Schwebekraft erteilen.
Es ist eine Vorrichtung zum Antreiben eines Zuges mit einer solchen elektromagnetischen Schiene aus der
DE-OS 2133 992 bekannt Ein Fahrzeug wird in
schwebendem Zustand mit sehr hoher Geschwindigkeit über eine Schiene bewegt Zu diesem Zweck ist das
Fahrzeug mit einer Feldanordnung (Elektromagnetsystem)
versehen, deren Luftspalt eine Schiene umgibt, die aus einer Hintereinanderreihung einer Mehrzahl einzelner
Schleifenwicklungen gebildet ist. Am Fahrzeug selbst befinden sich Stromabnehmer, die mit Gleitschienen
am Untergrund zusammenwirken, um in diejenigen Schleifenwxklung aus einer ortsfesten Energiequelle
einen Strom einzuspeisen, welche sich im Luftspalt des Elektromagnetsystems befindet. Die Einspeisung, die in
einigen Ausführungsbeispielen dabei über bewegliche Teile durchgeführt wird, kann dabei insbesondere auch
ohne Anwendung mechanisch bewegter Kontakte mit Hilfe von Thyristoren erfolgen. Bei Verwendung der
bekannten Vorrichtung für längere Strecken ist es ungünstig, daß die Enden jeder Schleifenwicklung mit
Thyristoren für die Stromsteuerung versehen werden müssen. Da die Schleifenwicklungen relativ kurz sind,
müssen viele derartige Thyristoren an Ort und Stelle angeordnet werden. Eine Verlängerung der Schleifen in
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ist jedoch durch die Länge des Fahrzeugs bestimmt und weiterhin dadurch
begrenzt, daß die Schleifen mit ihren vielen Windungen die Reaktionskräfte der Auf- und Vortriebskräfte
aufnehmen müssen.
Es sind auch schaltungstechnisch einfacher aufgebaute Linearmotoren bekannt, bei denen das mit der
Zugbewegung fortschreitende magnetische Feld durch eine wechselstromgespeiste Wanderfeldwicklung, z. B.
in Form einer Wellenwicklung erzeugt wird. Wollte man derartige Wellenwicklungen jedoch mit Gleichstromimpulsen
speisen, so sind besondere Maßnahmen erforderlich, um die Stromrückleitung in dem jeweiligen
Speiseabschnitt sicherzustellen, da ein unbelasteter Sternpunkt am Ende der einzelnen Wicklungsstränge
nicht möglich ist.
Bei einem Aufbau einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromspule (DE-PS 4 70 021) weisen die Spulen
Wellen- oder Schleifenwicklungsform auf, durch welche durch Zufuhr eines Einphasen- oder Mehrphasenwechselstromes
ein fortschreitendes Magnetfeld erzeugt wird, um eine Antriebskraft zu bewirken. Bei dieser
Ausführungsform kann jedoch keine Schwebekraft erzeugt werden.
Bei einem bekannten linearen Induktionsmotor mit fester Primärwicklung (DE-OS 18 07 569) kann ebenfalls
nur eine Antriebskraft für einen sich bewegenden Gegenstand erzeugt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Schiene der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß im Hinblick auf die erforderliche Einspeisung der Gleichstromimpulse zur Erzeugung des
fortschreitenden Feldes eine wesentliche Vereinfachung
des konstruktiven und schaltungstechnischen Aufwandes erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Schiene der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als
Wicklungselemente N Paare von mit Gleichstromimpulsen gespeisten Wellenwicklungssträngen vorgesehen
sind, wobei die beiden Wicklungsstränge eines Paares als Hin- und Rückleitung für den Impuisstrom geschehet
und gegeneinander um eine Polteilung versetzt sind und wobei die Wjcklungsstrangpaare untereinander um \/N
Pol teilung versetzt sind.
Durch die Anwendung der Wellenwicklung ergibt sich die Möglichkeit, lange Streckenabschnitte von einer
Stelle aus mit Gleichstromimpulsen nicht zu hoher Spannung zu speisen. Insbesondere ist darauf hinzuweisen,
daß bei der Schiene gemäß der Erfindung besondere Rückleiter nicht erforderlich sind.
Wenn in aus der DE-OS 21 33 922 ebenfalls schon bekannter Weise die elektromagnetische Schiene zwei
zueinander parallel angeordnete Schienenhäiften aufweist,
wodurch auf das zu bewegende Fahrzeug kein Drehmoment in seitlicher Richtung ausgeübt wird,
können in einer bevorzugten Ausführungsform die Wicklungsstränge der einen Schienenhälfte als Hinleiter
und die der anderen Schienenhälfte als Rückleiter geschaltet sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Schiene gemäß der Erfindung weisen die senkrechten
Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge etwa die halbe Breite im Verhältnis zu der Breite der
Waagerechten Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge unter Beibehaltung des Stromdurchtrittsquerschnitts
auf, wobei zwei Wellenwicklungsstränge mit sich überlappenden senkrechten Wicklungsleitern zu
einer Schiene der Breite eines Wellenwicklungsstranges zusammengesetzt sind. Durch diese Maßnahme kann
eine verhältnismäßig schmale Schiene erzielt werden, so daß entsprechend auch die Feldanordnung am Fahrzeug
leicht wird.
Durch an den Wicklungsleitern angebrachte Kühlmetallstreifen,
die in den freien Raum innerhalb der Wellenwindungen ragen, kann die im Ankerleiter
erzeugte Stromwärme besonders günstig nach außen abgeführt werden, so daß einerseits eine verhältnismäßig
dichte Zugfolge möglich ist, andererseits beim Anfahren eine thermische Überbeanspruchung der
Isolierung der elektromagnetischen Schiene vermieden wird.
Um eine Verbindung von Ankerwicklungsstücken zu ermöglichen, ohne daß die Breite der Schiene an diesen
Stellen zunimmt, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsstellen innerhalb der Wellenwicklungsstränge an
dem senkrechten Wicklungsleiter einen Teil mit etwa halber Dicke des sonstigen Wicklungsleiterquerschnittes
aufweisen, und die Wellenwicklungsstränge so r>5
zusammengesetzt sind, daß die senkrechten Wicklungsleiter von außen frei zugänglich sind. Auf diese Weise
können die einzelnen Verbindungen ungestört von den benachbarten Verbindungsteilen ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich- e,o nung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Wicklungsschema für einen thyristorgesteuerten
Linearmotor zur Erläuterung des Wicklungsprinzips, jedoch noch nicht in der vollen erfindungsgemäßen
Ausgestaltung.
F i g. 2 ist eine schaubildliche Ansicht zur Darstellung des Arbeitsprinzips eines thyristorgesteuerten Linearmotors mit einer Wicklung gemäß Fig. 1.
Fig.3a und 3b sind schaubildliche Absichten von
einzelnen Wellenwicklungssträngen.
Fig.4 zeigt ein Wicklungsschema für eine elektromagnetische
Schiene gemäß der Erfindung mit fünf Wicklungsstrangpaaren.
F i g. 5 ist eine Querschnittsansicht einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
Fig.6 ist eine schaubildliche Ansicht eines Wick-(ungsstrangpaares
einer stromdurchflossenen elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
F i g. 7 ist ein Stromflußdiagramm für die elektromagnetische Schiene nach F i g. 6.
F i g. 8 ist eine graphische Darstellung der Verteilung des magnetischen Flusses längs der elektromagnetischen
Schiene nach F i g. 6.
Fig.9 ist eine Draufsicht der Anordnung zweier
elektromagnetischer Schienen nach F i g. 6.
Fig. 10a und 10b sind graphische Darstellungen der Verteilung des Magnetflusses längs der elektromagnetischen
Schiene nach F i g. 9.
F i g. 11 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform
einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
Fig. 12a ist eine Unteransicht einer elektromagnetischen
Schiene mit vier Wicklungssträngen.
Fig. 12b, 12c, 12d und 12e sind Ansichten einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung
zwecks Erläuterung der Drehmomentbeanspruchung der Feldanordnung.
Fig. 13 ist eine Ansicht der waagerechten Anordnung der Wicklungsstränge zwischen der Feldanordnung
in einer besonderen symmetrischen Anordnung.
F i g. 14 und 15 zeigt Wicklungsschemata für elektromagnetische
Schienen mit je vier Wicklungssträngen,
Fig. 16a und 16b zeigt schaubildliche Ansichten von zusammengesetzten Wicklungen.
Fig. 17 und 18 zeigt Längsschnittansichten von Wicklungen mit Kühlmetallstreifen.
Fig. 19a ist eine schaubildliche Ansicht, in welcher
Endverbindungsteile einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung dargestellt sind.
Fig. 19b ist eine schematische Ansicht zweier zusammengesetzter Endverbindungsteile gemäß
Fig. 19a.
F i g. 20a und 20b sind der F i g. 19a bzw. 19b ähnliche
Ansichten einer abgewandelten Ausführungsform der Endverbindungsteile.
Fig.21 ist eine der Fig. 19a ähnliche Ansicht einer
noch anderen Ausführungsform einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
F i g. 22 zeigt ein Wicklungsschema für eine elektromagnetische Schiene gemäß der Erfindung mit fünf
Wicklungsstrangpaaren.
F i g. 23a ist eine Seitenansicht der Verbindungsstelle einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung.
F i g. 23b ist eine Schnittansicht nach Linie X-X der F ig. 23a.
F i g. 24 ist eine Seitenansicht mit drei Wicklungssträngen, welche Endverbindungsteile gemäß den
Fig. 23a und 23b haben.
Fig.25 ist eine Schnittansicht nach Linie Y-Y der
Fig. 24.
Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt eine elektromagnetische Schiene eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen
\-a, \-b, \-c und \-d Die Wicklungsleiter in jedem Wellenwicklungsstrang sind in Reihe geschaltet,
und die Wellenwicklungsstränge sind nebeneinander
angeordnet, wobei die Wicklungsstränge um einen vorbestimmten Phasenwinkel gegeneinander verschoben
sind. Weiterhin ist die gesamte Spuleneinrichtung mit einem Schutzmaterial überzogen und an einem
geeigneten Träger am Erdboden befestigt, wobei entsprechende Spulenebenen senkrecht gehalten sind.
Aus Zwecken der Kürze wird der Aufbau gemäß vorstehender Beschreibung als »elektromagnetische
Schiene« bezeichnet.
Eine Feldanordnung 16, die an dem Fahrzeug oder dem Zug angebracht ist, bildet zwischen Polen N und 5
einen Luftspalt, der sich in Längsrichtung bzw. in der Fahrrichtung des Fahrzeugs erstreckt und die elektromagnetische
Schiene mit geeigneten Spalten aufnimmt. Die Feldanordnung 16 ist mit einer Erregerspule
versehen, um einen Magnetfluß B zu erzeugen, welcher die Ankerwicklung in einer Richtung normal zu deren
Ebene kreuzt. Die durch die Wicklungsstränge fließenden elektrischen Ströme werden in geeigneter Weise
gesteuert mittels eines aus einer dreiphasigen Spannungsquelle gespeisten Frequenzwandlers /, und zwar
unter der Steuerung eines Steuersignals /, welches mit der Stellung der Feldanordnung 16 an dem Fahrzeug
übereinstimmt, so daß die Feldanordnung 16 und demgemäß das Fahrzeug synchron mit der Phasenlage
der Wicklungsströme vorgetrieben werden.
Wenn es bei diesem Beispiel beabsichtigt ist, den thyristorgesteuerten Linearmotor in einem mit ultrahoher
Geschwindigkeit fahrenden Zug zu verwenden, erreicht die erforderliche Schwebekraft für jeden
Wagen 30 bis 40 Tonnen, und die erforderliche Antriebskraft erreicht etwa 5 Tonnen je Wagen. Um
solche Kräfte in dem Fall zu erhalten, in welchem natürliche leitende Spulen als Feldausführung an dem
Wagen verwendet werden, sind etwa 105 Amperewindungen
für die Spulen erforderlich, damit die Feldflußdichte in der Größenordnung von 0,8 T liegt. Wenn sich
dabei die Feldanordnung mit hoher Geschwindigkeit vorbewegt, erreicht die gegenelektromotorische Kraft,
die in den Wicklungssträngen induziert wird, hohe Werte, so daß auch eine hohe Spannung, die 10 kV
überschreitet, induziert wird.
In Fig.3 sind Wellenwicklungsstränge 1 dargestellt,
wie sie in einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung verwendet werden können.
Die Teilung und Höhe der Wellenabschnitte der Ankerwicklung können derart bestimmt werden, daß sie
im Hinblick auf die Antriebskraft und die Schwebekraft, die für den Zug erforderlich sind, die Abmessungen der
Feldausführung und die Steuerfrequenzen zweckmäßige Werte haben.
Während bei der Wicklungsanordnung nach Fig. 1 noch für jeden Wellenwicklungsstrang eine eigene
Rückleitung vorgesehen ist, wird dies bei der elektromagnetischen Schiene nach Fig.4 vermieden, was
später noch in Verbindung mit F i g. 6 näher erläutert werden wird.
Die elektromagnetische Schiene umfaßt gemäß Fig.4 eine Ankerwicklung, die aus zehn nebeneinanderliegenden Wellenwicklungssträngen zusammengesetzt
ist Die Wellenwicklungsstränge sind mit vorbestimmter Phasenverschiebung zwischeneinander angeordnet
Diese Anordnung ist notwendig, um die oben genannte Antriebskraft möglichst gleichmäßig zu
erzeugen.
Da ein Wellenwicklungsstrang eine minimale Windungszahl
nämlich gerade eine Windung je doppelter Polteilung hat hat die resultierende elektromotorische
Kraft dementsprechend einen minimalen Wert. Da damit auch die Induktanz jedes Wicklungsstranges
gering ist, ist auch der Kommutationsstoß dementsprechend klein und auch die erzeugte Induktionsspannung
ist minimal. Wenn daher angenommen wird, daß eine Länge eines elektromagnetischen Schienenspeiseabschnitts
500 m beträgt, ist die resultierende Spannung für die gewellten Wicklungsstränge 10 kV.
Fig.5 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer Schiene gemäß der Erfindung, bei welcher die Ankerwicklung in vier Reihen unterteilt ist. Mit dem Bezugszeichen 1 sind Wellenwicklungsstränge aus Kupfer oder Aluminium bezeichnet, von denen zwei untere rechte Reihen und zwei obere linke Reihen in ihren Querschnitten wiedergegeben sind. Ein elektrischer Isolator 2, der aus Epoxyharz, Polyesterharz od. dgl. gebildet ist, füllt den Raum zwischen den Wellenwicklungssträngen 1 aus und bildet Spulenzwischenlagenteile 8. Mit dem Bezugszeichen 3 ist eine nicht leitende Abdeckung bzw. ein nicht leitender Überzug bezeichnet, der beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff gebildet ist. Diese nicht leitende Abdeckung 3 überdeckt die Wellenwicklungsstränge 1 und den Isolator 2, und alle Teile sind zu einem einheitlichen Gebilde geformt. Die Ankerwicklung ist andererseits mechanisch an einer Führungsbahn 7 über einen ortsfesten Träger 4 befestigt, der aus nicht magnetischem Metall, beispielsweise aus Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet ist. Mit dem Bezugszeichen 5 sind Befestigungsbolzen, und mit dem Bezugszeichen 6 sind Sicherungs- bzw. Befestigungsbolzen bezeichnet. Mit 16 ist die Feldanordnung bezeichnet, die an dem Zug angebracht ist und über der elektromagnetischen Schiene 10 derart reitet, daß magnetische Flüsse quer zur Ankerspule erzeugt werden.
Fig.5 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer Schiene gemäß der Erfindung, bei welcher die Ankerwicklung in vier Reihen unterteilt ist. Mit dem Bezugszeichen 1 sind Wellenwicklungsstränge aus Kupfer oder Aluminium bezeichnet, von denen zwei untere rechte Reihen und zwei obere linke Reihen in ihren Querschnitten wiedergegeben sind. Ein elektrischer Isolator 2, der aus Epoxyharz, Polyesterharz od. dgl. gebildet ist, füllt den Raum zwischen den Wellenwicklungssträngen 1 aus und bildet Spulenzwischenlagenteile 8. Mit dem Bezugszeichen 3 ist eine nicht leitende Abdeckung bzw. ein nicht leitender Überzug bezeichnet, der beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff gebildet ist. Diese nicht leitende Abdeckung 3 überdeckt die Wellenwicklungsstränge 1 und den Isolator 2, und alle Teile sind zu einem einheitlichen Gebilde geformt. Die Ankerwicklung ist andererseits mechanisch an einer Führungsbahn 7 über einen ortsfesten Träger 4 befestigt, der aus nicht magnetischem Metall, beispielsweise aus Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet ist. Mit dem Bezugszeichen 5 sind Befestigungsbolzen, und mit dem Bezugszeichen 6 sind Sicherungs- bzw. Befestigungsbolzen bezeichnet. Mit 16 ist die Feldanordnung bezeichnet, die an dem Zug angebracht ist und über der elektromagnetischen Schiene 10 derart reitet, daß magnetische Flüsse quer zur Ankerspule erzeugt werden.
Wie oben beschrieben, ist die Erfindung für einen mittels eines thyristorgesteuerten Linearmotors angetriebenen
mit ultrahoher Geschwindigkeit fahrenden Zug bestimmt. Die Schiene ist dadurch charakterisiert,
daß alle Teile: eine Mehrzahl von gewellten Ankerspulen, eine Abdeckung zum Abdecken oder Überziehen
der Ankerspulen und ein Träger zu einem einheitlichen Gebilde geformt sind, und dadurch, daß das erhaltene
einheitliche Gebilde über den Träger am Erdboden befestigt ist Daher bietet eine elektromagnetische
Schiene gemäß der Erfindung den Vorteil der Verringerung der erzeugten Spannung, der leichten
Ausführbarkeit des Isolierungsaufbaus und einer verbesserten Güte der Isolierwirkung.
Um die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Zuges zu steuern, muß die Frequenz der Gleichstromimpulse
gesteuert werden. Dies geschieht in den Frequenzwandlern, die einzelnen Speiseabschnitten an der Fahrtstrekke
zugeordnet sind. Dabei muß in jedem Speiseabschnitt eine Speiseleitung als Rückkehrweg für jeden Wellenwicklungsstrang
vorgesehen sein, der als Speisedurchgang wirkt Bei einer elektromagnetischen Schiene
gemäß der Erfindung sind Paare von Wellenwicklungssträngen vorgesehen, und die beiden Wellenwicklungsstränge
werden als Speisedurchgang bzw. als Rückkehrdurchgang benutzt die gegeneinander um eine Polteilung
versetzt sind, um die Antriebskraft in Wechselwirkung mit der Feldanordnung zu erzeugen und eine extra
Speiseleitung als Rückkehrdurchgang fortlassen zu
können. -
Eine derartige Ausführung einer Wicklung wird unter Bezugnahme auf Fig.6 beschrieben, in welcher die
Richtung des elektrischen Stromes durch die beiden
Wellenwicklungsstränge schaubildlich dargestellt ist. In F i g. 6 sind zwei Wellenwicklungsstränge 21 und 22
dargestellt, die um einen Abstand entsprechend einer Teilung 23 zwischen sich in Längsrichtung versetzt
angeordnet sind. Die Wellenwicklungsstränge 21 und 22 sind an dem vom Frequenzwandler entfernten Ende 24
des Speiseabschnitts elektrisch miteinander verbunden. Es sei bei einer solchen Anordnung angenommen, daß
der Anschluß 25 sich auf höherem Potential als der Anschluß 26 befindet. In diesem Fall fließt Strom in
Richtung der in der Zeichnung wiedergegebenen Pfeile, so daß die durch die benachbarten Seiten 27 und 28 der
Wellenwicklungsstränge 21 und 22 fließenden Ströme in gleicher Richtung fließen, so daß wirksam ein
Magnetfeld erzeugt wird.
Die räumliche Verteilung des Magnetflusses des Wellenwicklungsstrangpaares gemäß F i g. 6 ist in
F i g. 7 und 8 wiedergegeben, wobei in F i g. 7 die Stromflußrichtung durch die Wicklungsleiter wiedergegeben
ist und Fig.8 die räumliche Verteilung des Magnetflusses zeigt, der aus dem Strom gemäß F i g. 7
erhalten ist.
In den Fig. 10a und 10b ist die räumliche Verteilung
des Magnetflusses zu erkennen, die erhalten wird, wenn zwei Wellenwicklungsstrangpaare gemäß F i g. 6 in
gegenseitiger räumlicher Verschiebung angeordnet sind. F i g. 9 ist eine Draufsicht der elektromagnetischen
Schiene, F i g. 10a zeigt die Magnetflußverteilung, wobei das Wellenwicklungsstrangpaar No. C-I der F i g. 9
erregt ist, und Fig. 10b zeigt die Magnetflußverteilung, wenn das Wellenwicklungsstrangpaar No. C-2 erregt
ist. Wie aus einem Vergleich zwischen F i g. 10a und 10b ersichtlich, ist das Magnetfeld gemäß F i g. 10b räumlich
um eine halbe Spulenteilung voreilend. Auf diese Weise wird ein kommutierter Strom aufeinanderfolgend
jedem der Wellenwicklungsstrangpaare zugeführt, so daß das fortschreitende Magnetfeld erzeugt wird, um in
Wechselwirkung mit der Feldanordnung die Antriebskraft zu erzeugen. Auch hier kann die Speiseleitung von
der Energiequelle zum entfernt liegenden Ende des Speiseabschnitts ebenso wie bei der Ausführungsform
gemäß F i g. 6 fortgelassen werden.
Um die Antriebskraft, die erhalten werden kann, so kontinuierlich und glatt wie möglich zu machen, muß die
elektromagnetische Schiene gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von Wellenwicklungsstrangpaaren aufweisen,
die in der Fortbewegungsrichtung um eine Länge voneinander verschoben sind, die durch das Doppelte
einer Spulenteilung geteilt durch die Teilungszahl bestimmt ist. Da bei diesem Beispiel der Strom
aufeinanderfolgenden Wellenwicklungssträngen zugeführt wird, die unterschiedliche Lagen gegenüber der
Symmetrieebene des Luftspaltes der Feldanordnung haben, wird die Länge des unteren Teiles der
betreffenden Wellenwicklungsstränge, durch welche der Strom quer zum Magnetfluß der Feldausführung
fließt, den beiden Seitenpolen der Feldanordnung Schwebekraftkomponenten erteilen, die entsprechend
unausbalanciert sind, so daß ein unerwünschtes Drehmoment
erzeugt wird, wodurch die Stabilität des Fahrens des Zuges verschlechtert wird.
Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird durch
eine Abwandlung einer Schiene gemäß der Erfindung eine verbesserte Ausführung geschaffen, bei welcher
zwei parallele elektromagnetische Schienen auf dem Erdboden verlegt sind, die Wellenwicklungsstränge
haben. Eine der beiden elektromagnetischen Schienen wird als Hinleiter verwendet, wohingegen die andere als
Rückleiter für den Strom verwendet wird, so daß sich die unerwünschten Drehkräfte, die sich aus den beiden
Schienen ergeben, gegeneinander aufheben.
Auch bei dieser elektromagnetischen Schiene ist keine besondere Speiseleitung für den Rückleiter
erforderlich. Bei diesem Beispiel können die beiden elektromagnetischen Schienen intern jeweils in eine
Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen unterteilt sein.
Dieses abgewandelte Konzept wird mit Bezug auf
ίο F i g. 11 beschrieben. Die Bezugszeichen 10 und 10'
zeigen zwei ähnliche elektromagnetische Schienen an, die parallel zueinander angeordnet sind. Zwei Feldanordnungen
16 und 16', die über den Schienen 10 bzw. 10' reiten, sind gemäß der Darstellung als eine einheitliche
is Anordnung ausgeführt. Bei dieser Anordnung wird ein
elektrischer Strom zugeführt, indem die eine der Schienen als Speisedurchgang und die andere Schiene
als Rückkehrdurchgang verwendet wird. Die Magnetfelder der Feldanordnungen 16 und 16' sind in Richtung
der Pfeile gerichtet, d. h. wie im unteren Teil der F i g. 11
zu sehen, in entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß werden Schwebekraft und Antriebskräfte gleicher
Richtung gleichzeitig den Anordnungen 16 und 16' erteilt. Die Wellenwicklungsstränge in den Schienen 10
und 10' haben die gleiche Teilung.
Bei dieser Ausführung und Anordnung haben daher die den Feldanordnungen 16 und 16' erteilten
Schwebekräfte die gleiche Intensität, so daß die unerwünschte Drehkraft auf Null zurückgeführt ist.
Es wird nunmehr auf Fig. 12a bis 12e Bezug genommen, gemäß welchen eine Ankerwicklung einer
einzigen elektromagnetischen Schiene in vier Wellenwicklungsstrangpaare unterteilt ist. F i g. 12c zeigt das
an der Feldanordnung wirksame Drehmoment in demjenigen Fall, in welchem die Ankerwicklung gemäß
Fig. 12a mit kommutiertem Strom gespeist wird. Fig. 12b zeigt den unteren Teil der Wellenwicklungsstränge,
der zwischen dem Nordpol und dem Südpol der Feldanordnung liegt. Die dem Nordpol und dem Südpol
der Feldanordnung erteilten Schwebekräfte sind unterschiedlich, so daß ein Drehmoment in Richtung des
Pfeiles M\ erzeugt wird, wie es in F i g. 12c dargestellt ist.
Wenn die Feldanordnung sich vorwärts bewegt, wird dieses Drehmoment abv/echselnd erzeugt und verschlechten
die Fahrstabilität des Zuges. In F i g. 12b sind mit unterbrochenen Linien die unteren Teile der
Wellenwicklungsstränge dargestellt, die keinen Strom führen.
Fig. 12d und 12e zeigen jeweils das Verhältnis mit
der Feldanordnung und dem Drehmoment in demjenigen Fall, in welchem die beiden anderen Wellenwicklungsstränge
mit Strom gespeist werden. Bei diesem Beispiel ist die Anordnung der unteren Teile der
stromführenden Wellenwicklungsstränge ebenfalls asymmetrisch, so daß die Schwebekräfte, die dem
Nordpol und dem Südpol erteilt werden, voneinander verschieden sind, so daß das Drehmoment erzeugt wird.
Dieses Drehmoment ist in Fig. 12e durch den Pfeil Mz
dargestellt, und es erscheint während des Fahrens des Zuges alternierend.
Um die Erzeugung des abwechselnden Drehmomentes in der Feldanordnung zu verhindern und dementsprechend
die Fahrstabilität des Zuges zu verbessern, wird gemäß'der Erfindung ein abgewandeltes Konzept
vorgeschlagen, bei welchem eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen in der elektromagnetischen
Schiene mit Bezug auf die Längsrichtung der Schiene bzw. mit Bezug auf die Vorbewegungsrichtung des
Zuges symmetrisch angeordnet sind. Das heißt, eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen ist weiter in
zwei Abschnitte eingeteilt, so daß die Länge der unteren Abschnitte jedes Wellenwicklungsstranges, die mit
einem quer zum Magnetfluß der Feldanordnung gerichteten Strom gespeist werden, symmetrisch angeordnet
sein können. Auch können sie in bezug auf die Fortbewegungsrichtung des Zuges symmetrisch angeordnet
sein und elektrisch miteinander parallel geschaltet werden. Dieses Konzept bzw. eine solche
Ausführungsform wird nachstehend anhand Fig. 13 erläutert.
In Fig. 13 ist eine Anzahl der waagerechten Anordnung der Wellenwicklungsstrangpaare dargestellt,
um ihre unteren Teile wiederzugeben, die zwischen den Magnetpolen der Feldanordnung liegen.
Wie dargestellt, sind acht Wellenwicklungsstrangpaare 501, 502, 503, 504, 501', 502', 503' und 504' vorgesehen,
und je zwei Wellenwicklungsstrangpaare 501 und 501', 502 und 502', 503 und 503' und 504 und 504' sind so
angeordnet, daß ihre unteren Enden parallel und symmetrisch liegen, und die entsprechenden Wellenwicklungsstränge
sind elektrisch parallel miteinander verbunden. Die dadurch bedingten symmetrischen
Verhältnisse zwischen den Wicklungsstrangpaaren werden mit dem Vorbewegen der Feldanordnung
niemals geändert. Als Ergebnis sind die den beiden Polen der Feldanordnung erteilten Schwebekräfte
ebenfalls symmetrisch, so daß die Erzeugung des abwechselnden Drehmomentes beseitigt ist, welches die
Fahrstabilität des Zuges verschlechtern könnte. Da weiterhin die der elektromagnetischen Schiene erteilte
Reaktion ebenfalls symmetrisch wird, wird die Schiene dem resultierenden Biegemoment nicht unterworfen, so
daß sie von sich daraus möglicherweise ergebenden Beschädigungen frei ist
Mit Bezug auf die Durchführbarkeit der Schwebung und in bezug auf Beschleunigung und Verzögerung
sollte das Zugkörpergewicht so klein wie möglich sein. Um in diesem Zusammenhang das Gewicht der
Feldanordnung zu verringern, die an dem Zugkörper angebracht werden soll, muß die Dicke der Schiene
klein sein, so daß der Spalt zwischen den beiden Polen der Feldanordnung schmal gemacht werden kann, um
die Feldanordnung leichter zu machen. In Verbindung mit der Dicke der elektromagnetischen Schiene ist
daran zu erinnern, daß ein Hauptproblem darin besteht, daß die Dicke durch das teilweise Überlappen der
Vielzahl von Wellenwicklungssträngen gemäß vorstehender Beschreibung notwendigerweise vergrößert
wird. Im Hinblick auf dieses Problem ist gefunden worden, daß durch die nachstehend beschriebene
Ausführung dieses besondere Problem gelöst wird. Bei dieser Ausführung umfaßt die elektromagnetische
Schiene eine Mehrzahl von Wellenwicklungssträngen, bei denen zwei Wellenwicklungsstränge, die mit einem
Interval! oder Abstand entsprechend einer Spulenteilung angeordnet sind, hinsichtlich ihrer senkrechten
Wicklungsleiter einander überlappend angeordnet sind. Genauer gesagt, ist jeder der Wellenwicklungsstränge
so ausgeführt, daß ihre senkrechten Wicklungsleiter verbreitert sind derart, daß ihre Dicke kleiner als die
Hälfte der Dicke ihrer waagerechten Wicklungsleiter ist Jeder der senkrechten Wicklungsleiter ist an einem
der senkrechten Wicklungsleiter eines anderen Wellenwicklungsstranges befestigt, und zwar über elektrisch
isolierendes Material Es können daher ohne unerwünschte Erhöhung der Stromdichte der Wicklungsleiter
eine Schwebekraft und eine Antriebskraft mit ähnlichem Wert einer elektromagnetischen Schiene mit
der gleichen Anzahl von Wellenwicklungssträngen erhalten werden, obwohl die Gesamtdicke dieser
Schiene auf die Hälfte der Gesamtdicke der nicht abgewandelten Schiene verkleinert werden kann
(Fig. 16 und 16b).
Es wird auf F i g. 14 Bezug genommen, in welcher eine zusammengesetzte Wicklungsstranganordnung, die eine
ίο elektromagnetische Schiene bildet, in einer auseinandergezogenen
Weise dargestellt ist. Es sind vier Wellenwicklungsstränge dargestellt. Die Wellenwicklungsstränge
101,102,103 und 104 überlappen einander in der dargestellten Weise. Wenn bei diesem Beispiel
jeweils die Wicklungsstränge 101 und 103 sowie 102 und 104 für die Anordnung kombiniert werden (Fig. 15),
dann überlappen bei den Welleiiwicklungsstrangpaaren 101 und 103 sowie 102 und 104 jeweils ihre senkrechten
Wicklungsleiter C einander. Die schaubildliche Ansicht dieser Anordnung ist in Fig. 16a gegeben. Wie aus
dieser Figur ersichtlich, beträgt, da bei den beiden Wellenwicklungssträngen 101 und 103 ihre gewellten
Wicklungsleiter /und m einander an ihren betreffenden senkrechten Seiten η und ^'überlappen, die Gesamtdikke
des Wellenwicklungsstrangpaares das Zweifache der Dicke t der betreffenden Wellenwicklungsstränge /und
m.
Diese Gesamtdicke des Wellenwicklungsstrangpaares kann gemäß dem vorgenannten Vorschlag verringert
werden, wie es in Verbindung mit Fig. 16b beschrieben wird. Wie dargestellt, weisen zwei Wellenwicklungsstränge
101 und 103 gewellte Wicklungsleiter / und m auf. Wie beschrieben, haben die senkrechten
Wicklungsleiter η und /7'eine Dicke entsprechend der
Hälfte der Dicke der waagerechten Wicklungsleiter h und Λ", die dadurch gebildet sind, daß die senkrechten
Wicklungsleiter η und n'so ausgedehnt sind, so daß ihre
Breite das Zweifache der Breite der waagerechten Wicklungsleiter Λ und Λ'beträgt. Die Wellenwicklungsstränge
101 und 103 sind derart befestigt, daß die senkrechten Wicklungsleiter zueinander angepaßt sind,
indem elektrisch isolierendes Material e zwischen sie eingesetzt wird, so daß die Gesamtdicke der zusammengepaßten
senkrechten Wicklungsleiter gerade so groß
« ist wie die Breite des waagerechten Wicklungsleiters.
Bei dieser Ausführung gemäß der Erfindung ändert sich die Stromdichte niemals, da die wesentliche
Querschnittsfläche des Wicklungsleiterstranges nicht verkleinert wird, obwohl die Dicke der elektromagnetisehen
Schiene selbst auf die Hälfte der Dicke einer Schiene nach Fi g. 16a verringert ist Als Ergebnis wird
die Joule'sche Wärme nicht erhöht, so daß großer Temperaturanstieg in der elektromagnetischen Schiene
nicht auftritt Demgemäß kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Spalt zwischen den beiden Polen der
Feldanordnung schmaler gemacht werden, so daß demgemäß die Feldanordnung selbst schmaler und
leichter gemacht werden kann, ohne daß sich eine bemerkenswerte Temperaturerhöhung oder eine beträchtliche
Verringerung der Schwebekraft ergibt
Um eine Schwebekraft lind eine Antriebskraft zu
erhalten, die zum Vorbewegen eines Zuges ausreichend sind, der ein Gewicht von 30 Tonnen je Wagen hat, ist es
andererseits notwendig, die Amperewindungszahl der Ankerwicklung am Erdboden auf einen Wert von 80 000
zu bringen und einen Strom mit einer hohen Stromdichte in der Größenordnung von 15 A/mm2
durch die Wicklungsleiter hindurchzuführen, sowie die
Feldanordnung an dem Zug so auszulegen, daß sie einen Magnetfluß von einer Dichte von 0,8 T erzeugt. Mit
einer solch hohen Stromdichte ist der Temperaturanstieg beträchtlich. Wenn beispielsweise angenommen
wird, daß ein Zug einer Länge von 300 Meter mit einer Geschwindigkeit von 500 km je Stunde 5,7 Sekunden
auf einer elektromagnetischen Schiene fährt, erreicht der Temperaturanstieg der Ankerwicklung nahezu etwa
50°C, und er erreicht während des Anfahrvorganges nahe von Stationen, wenn ein Zug auf einer elektromagnetischen
Schiene etwa 45 Sekunden ist, einen Wert von etwa 450° C.
Ein solch übermäßiger Temperaturanstieg verschlechtert oder beschädigt die elektrische Isolation der
elektromagnetischen Schiene beträchtlich, oder er führt '5
zu einer starken Verformung der Wicklungsleiter während des Anfahrvorganges des Zuges. Demgemäß
ist es außerordentlich erwünscht, eine wirksame Einrichtung zum Aufzehren bzw. Verteilen oder
Ableiten der in der elektromagnetischen Schiene erzeugten Wärme zu schaffen. Für diesen Zweck umfaßt
die Wärmeabführeinrichtung Metallstreifen, die in einem Raum, der von den drei Seiten der Ankerwicklung
umgeben ist, derart angeordnet sind, daß sie sich in Berührung mit den Wicklungsleilern befinden oder mit
diesen verbunden werden können, um durch sie hindurch die erzeugte Wärme abzuführen.
Eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Einrichtung erfolgt an Hand Fig. 17, gemäß welcher
wärmeleitende Metallstreifen 29 und Isolierstücke 30 in der Gestalt von Kammzähnen abwechselnd in einem
Raum 31 angeordnet sind, der von den drei Seiten a, b und cdes Wellenwicklungsstranges 1 umgeben ist.
Die Metallstreifen 29 sind aus einem Wärme gut leitenden Metall wie Kupfer, Aluminium oder einer
ihrer Legierungen gebildet, und sie können mit den Wicklungsleitern des Wellenwicklungsstranges 1, die
aus Kupfer, Aluminium od. dgl. gebildet sind, einheitlich oder einstückig gebildet werden, indem sie in Berührung
mit diesen gebildet oder angeordnet werden oder indem *o
sie an den Wicklungsleitern mittels Verschweißung oder vermittels von Nieten befestigt sind bzw. werden. Die
Isolierstücke 30 sind andererseits aus einem Isoliermaterial wie Harz oder Kautschuk gebildet, und sie sind
zwischen jeweils zwei benachbarten Metallstreifen 29 angeordnet oder im geschmolzenen Zustand zwischen
diese eingefüllt Die Isolierstücke 30 isolieren und verstärken die Metallstreifen 29 und sie verhindern, daß
elektrischer Strom, der durch den Wellenwicklungsstrang 1 fließt, in die Metallstreifen 29 fließt, so daß
Wirbelstromverluste zufolge des Magnetflusses der Feldanordnung an dem Zug minimiert sind. Mit Bezug
auf die sich ergebenden Wirkungen der Metallstreifen 29 haben Untersuchungen gezeigt, daß die beschriebene
Ausführungsform eine dreifache Wärmekapazität und eine drei mal so große Wärmeaufzehrungsfläche im
Vergleich mit Wellenwicklungssträngen ohne solche Metallstreifen haben kann. Es ist weiterhin gefunden
worden, daß mit diesen Metallstreifen der Temperaturanstieg während des Anfahrvorganges unter den
gleichen Fahrbedingungen auf etwa 1000C verringert
wird.
Eine andere, jedoch ähnliche Ausführungsform der Wärmeabfuhreinrichtung zeigt Fig. 18, in welcher
hohle Teile 33 in Leitern 32 mit kammzahnförmiger
Gestalt gebildet sind.
Bei einer elektromagnetischen Schiene gemäß der Erfindung, die hoher Spannung und hohem Temperaturanstieg
unterworfen ist, ist den Verbindungsteilen und den Anschlußteilen für die Ankerwicklung besondere
Aufmerksamkeit zu widmen.
Solche Verbindungsteile und Anschlußteile müssen der oben genannten Wärmeausdehnung und Wärmezusammenziehung
und einer Verschlechterung des Wirkungsgrades widerstehen und sie müssen die Herstellung
und Wartung der elektromagnetischen Schiene am Anwendungsort ermöglichen. Für diesen Zweck wird
eine solche Ausführung gemäß der Erfindung vorgeschlagen, bei der der herausgeführte Teil der Wellenwicklungsstränge
mit dem Hauptkörper der Schiene an deren unterem Teil zu einem einheitlichen Gebilde
geformt ist.
In den Fig. 19 und 20 sind Endverbindungsteile und
Anschlußteile dargestellt, wobei für Teile, die Teilen gemäß F i g. 5 entsprechen, gleiche Bezugszeichen
verwendet sind. In Fi g. 19a ist mit 34 ein herausgeführter Teil bezeichnet, der an den Enden der elektromagnetischen
Schiene 10 zu einem einstückigen Gebilde mit dieser geformt ist. Die Wellenwicklungsstränge 1 sind
nach unten herausgeführt, wobei ihre Außenflächen mit dem Isolierüberzug abgedeckt bleiben, und sie sind am
Anschluß 35 zur Außenseite freigelegt. Dieser untere Anschlußteil 35 hat, wie dargestellt, ausreichende
Erstreckung oder Verlängerung, um zwischen den freiliegenden Leitern genug Raum zu schaffen, um den
dazwischen liegenden hohen Spannungen widerstehen zu können.
Es wird nunmehr auf F i g. 19b Bezug genommen, gemäß welcher der herausgeführe Teil gemäß F i g. 19a
dazu verwendet wird. Verbindung zwischen benachbarten elektromagnetischen Schienen zu schaffen. Die
Anschlußteile 35 sind zwischen den Endleitern der Wellenwicklungsstränge 1 unter Verwendung eines
biegsamen Leiters 38 miteinander verbunden, und alle Teile sind in einem Verbindungskanal 37 angebracht.
Der biegsame Leiter 38 ist mit einem Isoliermaterial überzogen, und zwar in ähnlicher Weise, wie die
Wellenwicklungsstränge 1. Mit 36 ist ein Spielraum bezeichnet, der in dem Verbindungsteil zwischen den
beiden elektromagnetischen Schienen gebildet ist. Dieser Spielraum 36 nimmt mögliche Wärmeausdehnung
und Wärmezusammenziehung des Hauptkörpers der elektromagnetischen Schiene auf.
Eine andere, jedoch ähnliche Ausführungsform wird anhand F i g. 20 beschrieben. Gemäß F i g. 20a ist der
Wellenwicklungsstrang 1 aus den beiden unteren Enden der elektromagnetischen Schiene 10 herausgeführt, und
auf diese Weise sind die herausgeführten Teile 34, die zusammen mit der elektromagnetischen Schiene 10 zu
einem einstückigen Gebilde geformt sind, in zwei Teile getrennt. Die Art der Verbindung und der Abdeckung
bzw. des Überziehens der beiden elektromagnetischen Schienen ist der Art gemäß Fig. 19 ähnlich, so daß eine
wiederholte Beschreibung mit Angabe der sich daraus ergebenden Wirkungen hier fortgelassen ist
Eine andere Ausführungsform der elektromagnetischen Schiene, bei welcher nicht nur der Anschlußvorgang
der Wellenwicklungsstränge, sondern auch Inspektion und Wartung der Schiene erleichtert sind, wird
in Verbindung mit Fig.21 beschrieben, in welcher ein
hohler kastenartiger Träger dargestellt ist Der Träger 43 hat die Gestalt eines hohlen Kastens, der aus Beton
oder nicht magnetischem Metall hergestellt ist und eine Öffnung 44 aufweist, die sich an der oberen Fläche mit
vorbestimmter Breite in Längsrichtung erstreckt Auf den beiden Seiten der öffnung 44 befinden sich zwei
aufrechtstehende Tragplatten 45, die sich ebenfalls in Längsrichtung erstrecken, um eine elektromagnetische
Schiene 42 zwischen sich festzuklemmen. Wenn die elektromagnetische SrWehe 42 durch die gegenüberliegenden
Tragplatten 45 auf diese Weise festgeklemmt ist, steht ein Anschlußteil 47 der Wellenwicklungsstränge 1
nach unten ins Innere des hohlen rechteckigen Kastenkörpers 46 durch die Öffnung 44 hindurch vor.
Als Ergebnis kann leichter Zugang zur Innenseite des Kastenkörpers 46 für den Verbindungsvorgang oder
Anschlußvorgang der Leiter, für Inspektion und Wartung des Verbindungsteiles und für Austausch der
elektromagnetischen Schienen erhalten werden.
Wenn es beabsichtigt ist, die Wellenwicklungsstränge
elektromagnetischer Schienen miteinander zu verbinden, nachdem sie zu einem einstöckigen Gebilde
geformt worden sind, werden ihre Verbindungsanschlüsse,
die eine vorbestimmte Länge haben, die so berechnet ist, daß ein vorbestimmter Wert an
spezifischem Kontaktwiderstand erhalten wird, überlappt und später unter Verwendung von Bolzen in der
gleichen Weise, wie bei gewöhnlichem Sammelschienenanschluß verfahren wird, befestigt. Bei einem
abgewandelten Verfahren werden die Verbindungsanschlüsse schräg geschnitten, so daß sie für nachfolgendes
Hartlöten mit einer Silberlegierung aneinander anliegen.
Da andererseits die Feldanordnung, die einen vorbestimmten Spielraum zwischen ihren Polabschnitten
hat, so angeordnet ist, daß sie auf der elektromagnetischen Schiene in dem thyristorgesteuerten Linearmotor
reitet bzw. diese übergreift, ist es nicht zulässig, durch Leiterverbindungen die Dicke der elektromagnetischen
Schiene über einen vorbestimmten Wert hinaus zu vergrößern. Da weiterhin Isoliermaterial in den
Raum zwischen zwei benachbarten oder anschließenden Wellenwicklungssträngen iin der elektromagnetischen
Schiene eingesetzt ist, erfordert das Hartlöten mittels einer Silberlegierung od. dgl. die Erhitzung der
Leiter auf eine hohe Temperatur, so daß das Hartlöten nicht als ein geeignetes Verfahren angesehen wird, weil
die übermäßige Erhitzung des Isoliermaterials zu einer Verschlechterung durch Wärme führt.
Es wird nunmehr auf F i g. 22 Bezug genommen, in welcher die Teilung einer Ankerwicklung und der
Phasenunterschied zwischen den Wellenwicklungssträngcn
der Ankerwicklung dargestellt sind, wenn Wellenwicklungsstränge mit einer Wellung rechteckiger
Gestalt in zehn Reihen 1 bis 10 angeordnet sind. Wie dargestellt, ist der Wellenwicklungsstrang 1 aus
Spulenseiten 1', 1"; der Wellenwicklungsstrang 2 aus Spulenseiten 2', 2",... und der Wellenwicklungsstrang
10 aus Spulenseiten 10', 10" zusammengesetzt. Betreffende Spulenseiten des (n/2 + l)-ten Wellenwicklungsstranges
sind an Stellen entsprechend den Spalten zwischen betreffenden Spulenseiten des ersten Wellenwicklungsstranges
angeordnet. Die betreffenden WeI-lenwicklungsstränge sind so angeordnet, daß ihre
Spulenebenen senkrecht liegen und daß die obere oder untere waagerechte Seite miteinander fluchten. In den
Wellenwicklungssträngen sind weiterhin diejenigen Spulenseiten, die keine entsprechenden Seiten der
benachbarten Spulenanordnungen mit Bezug auf die zur Spulenebene senkrechte Richtung haben, gemäß
F i g. 22 so dargestellt, daß sie den χ Teilen entsprechen,
welche die senkrechten kürzeren Seiten der betreffenden Spule sind (gemäß der Darstellung haben sie die
Länge e).
Wie aus vorstehender Erläuterung verständlich, ist gefunden worden, daß die senkrechten kürzeren Seiten
der betreffenden Wellenwicklungsstränge nur bei einer Ausführung, wie sie in Fig.22 gezeigt ist, von den
ίο Raumbegrenzungen derjenigen benachbarter Wellenwicklungsstränge
frei gemacht werden können. Wird dies berücksichtigt, kann eine neuartige Ausführung
vorgeschlagen werden, bei welcher die Verbindungsteile benachbarter Wellenwicklungsstränge an den senkrechten
kürzeren Seiten angeordnet sind. Für diesen Zweck sind die Verbindungsteile, die während des
Verbindungsvorganges einander überlappen, derart verlängert, daß sie eine Dicke gleich oder kleiner als der
halben Dicke der übrigen Seiten haben. Danach werden die miteinander zu verbindenden besonderen Teile
mittels Bolzen oder Nieten miteinander verbunden, die aus nicht magnetischem Metall gebildet sind, oder sie
werden durch ein anderes geeignetes Verfahren so miteinander verbunden, daß die wirksame Querschnittsfläche
der gesamten verbundenen Teile aufrechterhalten werden kann, so daß elektrische Äquivalenz
gewährleistet ist Obwohl weiterhin die Kopfteile der Bolzen oder Nieten einen Vorsprung in der zu den
Spulenebenen normalen Richtung bilden, haben die miteinander verbundenen Teile, an denen die Bolzen
oder Nieten befestigt sind, keine Hindernisse wie z. B. die Spulenseite einer anderen Spulenanordnung in der
oben genannten Richtung. Diese Ausführung und Anordnung liefert genügend Raum für die Kopfteile, so
daß die Ausführung der Verbindung in der Fabrik oder am Anwendlungsort bemerkenswert erleichtert ist.
Ein vorteilhaftes Verbindungsverfahren wird nachstehend an Hand der F i g. 23 bis 25 beschrieben.
In F i g. 24 sind die Anschlußenden eines Wellenwicklungsstranges 201 an der senkrechten kürzeren Seite derart verlängert, daß sie eine Dicke gleich oder kleiner als die Dicke der verbleibenden Seite des Wicklungsstranges 201 haben. Diese Verlängerung wird auch an dem anderen Wellenwicklungsstrang 202 geschaffen,
In F i g. 24 sind die Anschlußenden eines Wellenwicklungsstranges 201 an der senkrechten kürzeren Seite derart verlängert, daß sie eine Dicke gleich oder kleiner als die Dicke der verbleibenden Seite des Wicklungsstranges 201 haben. Diese Verlängerung wird auch an dem anderen Wellenwicklungsstrang 202 geschaffen,
<5 wonach eine Überlappung an dem Wellenwicklungsstrang
201 zwecks Verbindung erfolgt. Wie aus F i g. 23b ersichtlich, hat der Wicklungsleiter daher gleichmäßige
Dicke und Höhe selbst an der Stelle der Verbindung.
Wie aus F i g. 24 ersichtlich, sind bei den Wicklungsleitern D, D' und D", welche die auf diese Weise ausgeführten Verbindungen haben, die senkrechten kürzeren Seiten 301, 302 und 303 von der Außenseite frei zugänglich ohne Störung mit denjenigen benachbarter Wicklungsleiter D', D und D". Auf diese Weise kann der Verbindungsvorgang bemerkenswert vereinfacht werden.
Wie aus F i g. 24 ersichtlich, sind bei den Wicklungsleitern D, D' und D", welche die auf diese Weise ausgeführten Verbindungen haben, die senkrechten kürzeren Seiten 301, 302 und 303 von der Außenseite frei zugänglich ohne Störung mit denjenigen benachbarter Wicklungsleiter D', D und D". Auf diese Weise kann der Verbindungsvorgang bemerkenswert vereinfacht werden.
Wie in Fig.25 dargestellt, ergibt sich, wenn es
beabsichtigt ist, die senkrechte kürzere Seite 302 festzulegen, kein Hindernis für das Vorragen des
Kopfteiles des Bolzens 51 durch die senkrechten kürzeren Seiten 301 und 303 der benachbarten
Wicklungsleiter D'und D" und durch die waagerechten Seiten 402.
Hierzu 11 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektromagnetische Schiene eines thyristorgesteuerten Linearmotors zum Antreiben eines Zuges
mit einer Feidänordnung, die am Zug angebracht ist, und einer in der elektromagnetischen Schiene
befindlichen Ankerwicklung, deren Wicklungselemente in Fahrtrichtung ausgerichtet und senkrecht
stehend auf einem ortsfesten Träger angeordnet sind, wobei der den Wicklungselementen in Form
von Gleichstromimpulsen zugeführte Strom in der Weise in Obereinstimmung mit der Zugbewegung
gesteuert wird, daß die Wicklungsleiter in Verbindung
mit der die Schiene von beiden Seiten her umfassenden Feldanordnung dem Zug sowohl eine is
Antriebskraft als auch eine Schwebekraft erteilen, dadurch: gekennzeichnet, daß als "Wicklungselemente
N Paare von mit Gleichstromimpulsen gespeisten Wellenwicklungssträngen vorgesehen
sind, wobei die beiden Wicklungsstränge (21,22) eines Paares als Hin- und Rückleitung für den
Impulsstrom geschaltet und gegeneinander um eine Polteilung (23) versetzt sind und wobei die
Wicklungsstrangpaare (1-1,1-2... 1-10) untereinander
um 1 / N Polteilung versetzt sind.
2. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1 mit zwei zueinander parallel angeordneten Schienenhälften,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwicklungsstränge der einen Schienenhälfte (10)
als Hinleiter und die der anderen Schienenhälfte (10') als Rückleiter geschaltet sind (F i g. 11).
3. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten
Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge etwa die halbe Breite im Verhältnis zu der Breite der
waagerechten Wicklungsleiter der Wellenwicklungsstränge unter Beibehaltung des Stromdurchtrittsquerschnitts
aufweisen, und daß zwei Wellenwicklungsstränge (101, 103) mit sich überlappenden
senkrechten Wicklungsleitern zu einer Schiene der Breite eines Wellenwicklungsstranges zusammengesetzt
sind (F ig. 16b).
4. Elektromagnetische Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch an den
Wicklungsleitern angebrachte Kühlmetallstreifen, die in den freien Raum innerhalb der Wellenwindungen
ragen (F ig. 17 und 18).
5. Elektromagnetische Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsstellen
innerhalb der Wellenwicklungsstränge (201, 202) an dem senkrechten Wicklungsleiter einen Teil mit
etwa halber Dicke des sonstigen Wicklungsleiterquerschnittes aufweisen und daß die Wellenwicklungsstränge
so zusammengesetzt sind, daß die senkrechten Wicklungsleiter von außen frei zuganglieh
sind(Fig. 24 bis 26).
6. Elektromagnetische Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leiter eines Schienenstücks nach unten ausgeführt ausgebildet sind und Endverbindungsteile (34,35,47)
aufweisen.
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