DE2610752A1 - Control for linear induction train - has HF transmitter on train and pickup coils in track to determine pole position - Google Patents

Abstract

The linear induction vehicle has the exiter on the vehicle and the travelling field in the track. In order to achieve complete control, it is important to determine the pole position w.r.t. the track, even when the vehicle is stationary. The improvement has a high frequency transmitter on the train and a secondary winding in the track. The secondary winding is connected to an amplitude demodulator and a decoder whose analogue output is a measure of the pole angle. The length of the secondary loops is equal to two lengths of the travelling field loops.

Description

Schaltungsanordnung zum Betrieb eines fahrweggebundenen elektrischen Triebfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines fahrweggebundenen Triebfahrzeuges mit einem synchronen Linearmotor, dessen als Translator ausgebildeter Erreger im Triebfahrzeug angeordnet ist und dessen als Wanderfeldwicklung ausgebildeter Stator entlang der Trasse verlegt und abschnittweise von ortsfesten steuerbaren statischen Umrichtern mit veränderlicher Spannung und Frequenz gespeist ist, die in Abhängigkeit von einer die Polstellung der Erregerwicklung erfassenden Meßanordnung getaktet sind.Circuit arrangement for operating a route-bound electric traction vehicle The invention relates to a circuit arrangement for operating a track-bound traction vehicle with a synchronous linear motor, whose exciter designed as a translator is arranged in the traction vehicle and whose stator, designed as a traveling field winding, is laid along the route and fed in sections by fixed, controllable static converters with variable voltage and frequency which are clocked as a function of a measuring arrangement that detects the pole position of the field winding.

Als Antriebsysteme für fahrweggebundene Triebfahrzeuge, insbesondere für Hochleitungsschnellbahnen, kommen vorzugsweise Linearmotoren in Betracht. Unter den verschiedenen Ausführungsformen von Linearmotoren zeichnet sich der synchrone Linearmotor durch einen guten Wirkungsgrad und durch eine einfache EnergieUbertragung aus. Ein synchroner Linearmotor besteht aus einer Wanderfeldwicklung und einer Erregerwicklung (Archiv für Elektrotechnik, Bd. 55, 1972, Seiten 13 bis 20). Auf dem Triebfahrzeug ist als Translator ein Erreger angeordnet, der entweder als Permanentmagnet ausgebildet ist oder als eine von Gleichstrom durchflossene Erregerwicklung, die sich über die gesamte Fahrzeuglänge erstrekken kann. Als Stator ist eine Wanderfeldwicklung entlang der Trasse verlegt. Die Wanderfeldwicklung, die im allgemeinen als Mehrphasenwicklung ausgebildet ist, erzeugt nach Maßgabe der eingespeisten Spannung und Frequenz ein in Längsrichtung der Trasse laufendes Wanderfeld, welches das Triebfahrzeug antreibt. Wegen der außergewöhnlichen Länge des Stators wird ein derartiger synchroner Linearmotor auch als synchroner Langstatormotor bezeichnet.As drive systems for track-bound traction vehicles, in particular for high-speed high-speed railways, linear motors are preferred. Under The synchronous one stands out among the various embodiments of linear motors Linear motor with good efficiency and simple energy transfer the end. A synchronous linear motor consists of a traveling wave winding and an excitation winding (Archives for electrical engineering, Vol. 55, 1972, pages 13 to 20). On the locomotive an exciter is arranged as a translator, which is either designed as a permanent magnet is or as an excitation winding through which direct current flows, which extends over the can extend the entire length of the vehicle. A traveling field winding is along the stator the route laid. The traveling field winding, generally called polyphase winding is designed, generated in accordance with the voltage and frequency fed in Wandering field running in the longitudinal direction of the route, which drives the locomotive. Because of the extraordinary length of the stator, such a synchronous linear motor is used also known as a synchronous long stator motor.

Die gesamte FahrstrecRe ist in eine Anzahl von Streckenabschnitte unterteilt, wobei Jedem Streckenabschnitt eine Wanderfeldwicklung zugeordnet ist und die einzelnen Wanderfeldwicklungen des so gebildeten vielteiligen synchronen Linearmotors von einer Anzahl von steuerbaren statischen Umrichtern gespeist sind, die entlang der Trasse verteilt angeordnet sind. Die Umrichter sind hinsichtlich der abgegebenen Spannung und der abgegebenen Frequenz steuerbar und werden in Abhängigkeit von der Polstellung des Erregers getaktet.The entire route is divided into a number of route sections subdivided, each route section being assigned a traveling wave winding and the individual traveling field windings of the multi-part synchronous one thus formed Linear motors are fed by a number of controllable static converters, which are distributed along the route. The converters are with regard to the output voltage and the output frequency are controllable and dependent clocked by the pole position of the exciter.

Um den Synchronmotor möglichst im optimalen Arbeitspunkt bei geringen ohmschen Verlusten betreiben zu können, ist eine laufende Erfassung seines Betriebszustandes erforderlich. Für die Steuerung und Regelung eines synchronen Linearmotors ist die meßtechnische Erfassung des Polstellungswinkels besonders wichtig, die die Stellung des Erregers in bezug auf den Stator angibt.To keep the synchronous motor in the optimal working point with low To be able to operate ohmic losses is an ongoing recording of its operating status necessary. For the control and regulation of a synchronous linear motor is the metrological detection of the pole position angle is particularly important that the position of the exciter in relation to the stator.

Zur Erfassung des Polstellungswinkels ist bei der eingangs beschriebenen, aus der CH-PS 525 584 bekannten Schaltungsanordnung ein Positionsdetektor mit sechs Fotodioden vorgesehen, die in einem dreiphasigen Vollweg-Brückengleichrichter liegen. Die Eingänge des Vollweg-Brückengleichrichters sind mit den Eingängen der Wanderfeldwicklung verbunden. Die von den Fotodioden ausgesandten Lichtstrahlen werden auf einen fotoelektrischen Empfänger mit einer entsprechenden Anzahl von fotoelektrischen Empfangselementen gerichtet, beispielsweise Fototransistoren. Die Ausgangssignale der fotoelektrischen Empfangselemente werden nach einem vorgegebenen Verknupfungsschema miteinander kombiniert und einer Zündsteuerung für die steuerbaren Ventile des statischen Umrichters zugeführt. Mit Hilfe dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch nur eine ungenaue Erfassung des Polstellungswinkels möglich.For the detection of the pole position angle, in the case of the initially described, from CH-PS 525 584 known circuit arrangement a position detector with six Photodiodes provided, which are in a three-phase full-wave bridge rectifier. The inputs of the full wave bridge rectifier are connected to the inputs of the traveling field winding tied together. The light beams emitted by the photodiodes are transmitted to a photoelectric Receiver with a corresponding number of photoelectric receiving elements directed, for example phototransistors. The output signals of the photoelectric Receiving elements are combined with one another according to a predetermined linking scheme and fed to an ignition controller for the controllable valves of the static converter. With the help of this known circuit arrangement, however, only an inaccurate detection is possible of the pole position angle possible.

Bei einer aus der Offenlegungsschrift 23 41 761 bekannten Schaltungsanordnung zum Betrieb eines fahrweggebundenen Triebfahrzuges mit einem synchronen Linearmotor ist zur Ermittlung des Polstellungswinkels eine Rechenschaltung vorgesehen, die aus der Frequenz und aus den vektoriellen, auf den Vektor eines vorgegebenen Referenzsignals bezogenen Werten der Spannung und des Stromes am Einspeisepunkt, sowie aus dem Widerstandswert und der Induktivität des synchronen Linearmotors als Maß für den Polstel- lungswinkel denjenigen Phasenwinkel berechnet, der zwischen dem Vektor einer fiktiven, durch die Bewegung des Erregers in der Wanderfeldwicklung induzierten Hauptfeldspannung einerseits und dem Vektor des Referenzsignals andererseits besteht. Eine derartige Bestimmung des Polstellungswinkels unter Ausnutzung der Hauptfeldspannung ist bei Stillstand und kleinen Geschwindigkeiten nicht möglich.In a circuit arrangement known from laid-open specification 23 41 761 for the operation of a track-bound multiple unit with a synchronous linear motor a computing circuit is provided for determining the pole position angle, which from the frequency and from the vectorial, to the vector of a given reference signal related values of the voltage and the current at the feed point, as well as from the resistance value and the inductance of the synchronous linear motor as a measure for the pole angle of view the phase angle calculated between the vector of a fictitious, through the movement of the exciter in the traveling field winding induced the main field voltage on the one hand and the vector of the reference signal on the other hand. Such a one Determination of the pole position angle using the main field voltage is at Standstill and low speeds are not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine exakte Bestimmung des Polstellungswinkels auch im Stillstand des Triebfahrzeuges ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning, which is an exact determination of the pole position angle even when the locomotive is at a standstill.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Meßanordnung gelöst, die eine oder mehrere im Triebfahrzeug angeordnete und an einen Mittel- oder Hochfrequenzsender angeschlossene Primärwicklung sowie eine in der Trasse verlegte Sekunddrwicklung als MeB-wicklung enthält, an die ein Empfänger mit einem Amplituden-Demodulator und eine Decodierechaltung angeschlossen sind, deren analoge Ausgangssignale ein Maß für den Polstellungswinkel darstellen.According to the invention, this object is achieved by a measuring arrangement, the one or more arranged in the locomotive and connected to a medium or high frequency transmitter connected primary winding as well as a secondary winding laid in the route as a MeB winding to which a receiver with an amplitude demodulator and a decoding circuit are connected, the analog output signals of which are a Represent the measure for the pole position angle.

Der Polstellungswinkel, der zur Synchronisierung des Umrichters mit dem bewegten Erreger ausgewertet wird, ändert sich periodisch mit Werten von 0 bis 2 # und kann als Erregerbewegung in bezug auf eine Periode der Wanderfeldwicklung aufgefaßt werden. Zur Synchronisierung eines statischen Umrichters können folgende Arten von Signalen verwendet werden: a) Eine einzige periodisch verlaufende Spannung, die beispielsweise einen asnusfdrmigen Verlauf aufweist. Ein derartiges Signal ist immer tweldeutig oder mehrdeutig, weil Jedem span nungswert weinigstens zwei Polstellungswinkel entsprechen, b). zeine ein2ige Spannung mit einem sägezahnförmigen Verlauf. Der durch einen Spannungswert der SUgezahnspannung angegebene Polstellungewinkel ist eindeutig, wenndie Sägezahnspannung eine Periode aufweist, die einem Polstelltmiwtnkel 2 entspricht.The pole position angle that is used to synchronize the converter with the moving exciter is evaluated, changes periodically with values from 0 to 2 # and can be used as an excitation movement in relation to a period of traveling field development be understood. The following can be used to synchronize a static converter Types of signals used are: a) A single periodic voltage, which, for example, has an asnus-shaped course. One such signal is always ambiguous or ambiguous, because each voltage value has at least two pole positions correspond to, b). za single tension with a sawtooth shape. Of the is the pole position angle given by a voltage value of the tooth voltage unequivocally when the sawtooth voltage has a period corresponding to one pole position 2 corresponds.

c) Zwei periodisch verlaufende Spannungen, welche der Sinuskomponente und der Cosinuskomponente des Polstellungswinkels entsprechen. Der jeweilige Polstellungswinkel ist eindeutig, wenn die Periode der genannten Spannungen einem Polstellungswinkel von 2 X entspricht.c) Two periodic voltages, which are the sine component and correspond to the cosine component of the pole position angle. The respective pole position angle is unambiguous if the period of the voltages mentioned corresponds to a pole position angle of 2 X equals.

d) Ein mehrphasiges, insbesondere ein dreiphasiges System von Spannungen, die den Komponenten des Polstellungswinkels entsprechen. Der jeweilige Polstellungswinkel ist eindeutig, wenn die Periode der genannten Spannungen einem Polstellungswinkel von 2 t entspricht.d) A multiphase, especially a three-phase system of voltages, which correspond to the components of the pole position angle. The respective pole position angle is unambiguous if the period of the voltages mentioned corresponds to a pole position angle of 2 t.

Ein eindeutiger Polstellungswinkel kann unmittelbar zur Synchronisierung des Umrichters verwendet werden. Es kann auch vorteilhaft sein, einen eindeutigen Polstellungswinkel in Verbindung mit einem phaaengeregelten Oszillator im Steuersatz des Umrichters auszunutzen. Bei einem phasengeregelten Oszillator wird der Polstellungawinkel für die Synchronisierung des Oszillators ausgewertet. Hierfür sind zwar grundsätzlich auch mehrdeutige Signale brauchbar, jedoch müssen dann besondere Maßnahmen getroffen werden, damit der richtige Polstellungswinkel beim Anfahren benützt wird. Zudem besteht immer die Gefahr, daß der phasengeregelte Oszillator bei Eingabe eines falschen Polstellungswinkels kippt, insbesondere, wenn der falsche Polstellungswinkel gegenphasig zum richtigen Polstellungswinkel ist.A clear pole position angle can be used directly for synchronization of the converter can be used. It can also be beneficial to have a unique one Pole position angle in connection with a phase-regulated oscillator in the headset of the converter. For a phase-locked oscillator, the pole position angle is evaluated for the synchronization of the oscillator. For this are in principle Ambiguous signals can also be used, but special measures must then be taken so that the correct pole position angle is used when approaching. In addition there is always the risk that the phase-controlled oscillator will be lost if the wrong one is entered Pole position angle tilts, especially if the wrong pole position angle is out of phase is at the correct pole position.

Bei der vorliegenden Erfindung sind am Erreger eine oder mehrere Primärspulen installiert und mit Mittel- oder Hochfrequenzstrom durchflossen, vorzugsweise mit Frequenzen von Sbis 100tHz. In einer ortsfesten Sekundärwicklung werden in Abhängigkeit von der momentarnen Erregerlage Sekundärspannungen induziert* die einem Empfänger zugeführt und mit Hilfe eines Amplituden-Demodulators in analote Ausgangisignale umgesetzt werden. Der jeweilige Polstellungswinkel wird durch eine Decodierschaltung ermittelt, die beispielsweise als ein bekannter Vektornormierer ausgebildet sein kann.In the present invention, one or more primary coils are attached to the exciter installed and flowed through with medium or high frequency current, preferably with Frequencies from S to 100tHz. In a stationary secondary winding are dependent secondary voltages induced by the momentary excitation position * that of a receiver and with the help of an amplitude demodulator into analog output signals implemented. The respective pole position angle is determined by a decoding circuit determined, which can be designed, for example, as a known vector normalizer can.

Die als Meßwicklung verwendete Sekundärwicklung kann als einphasige oder als mehrphasige Wicklung ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist eine Sekundärwicklung, deren Länge zwei Perioden der Wanderfeldwicklung entspricht. Die decodierten Ausgangssignale der Meßwicklung ändern sich dann periodisch für alle Werte des Polstellungswinkels. Mit einer einphasigen Meßwicklung werden Ausgangssignale der unter a) genannten Art mit periodisch sinusförmigem Verlauf erzeugt, die zwei- oder mehrdeutig sind.The secondary winding used as the measuring winding can be single-phase or be designed as a multi-phase winding. A secondary winding is particularly advantageous, whose length is two periods corresponds to the traveling field winding. the decoded output signals of the measuring winding then change periodically for all Pole angle values. With a single-phase measuring winding, output signals of the type mentioned under a) with a periodically sinusoidal curve, the two- or are ambiguous.

Mit einer mehrphasigen Meßwicklung können Signale der unter b), c) oder d) genannten Arten geliefert werden.With a multi-phase measuring winding, signals of the under b), c) or d) specified types are delivered.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, daß die Wanderfeldwicklung selbst als Sekundärwicklung verwendet wird, wobei die in ihr induzierte Mittel- oder Hochfrequenzspannung induktiv oder kapazitiv auagekoppelt wird, beispielsweise durch einen ltochfrequenzübertrager. Bei Verwendung der Wanderfeldwicklung als Meßwicklung weist jedoch die decodierte analoge Ausgangsspannung die halbe Periode wie der Polstellungswinkel auf. Die aus der Ausgangsspannung ermittelten Werte des Polstellungswinkels sind daher immer zweideutig. Diese Unsicherheit in der Angabe des tatsächlichen Polstellungswinkels kann dadurch beseitig werden, daß bei stillstehendem Fahrzeug der Umrichter statisch betrieben wird und die Wanderfeldwicklung mit Gleichstrom speist, um das Fahrzeug zunächst in eine definierte Lage zu bringen. Damit ist dann sichergestellt, daß beim Anfahren die richtige Phasenlage vorliegt. Bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit bleibt die Phasenlage des Umrichters synchron mit der relativen Fahrzeuglage.According to a further development of the invention, it is possible that the traveling field winding itself is used as a secondary winding, with the mean value induced in it or high-frequency voltage is decoupled inductively or capacitively, for example through a high frequency transformer. When using the traveling field winding as a measuring winding however, the decoded analog output voltage has half the period as the pole position angle on. The values of the pole position angle determined from the output voltage are therefore always ambiguous. This uncertainty in the specification of the actual pole position angle can be eliminated by the fact that the converter is static when the vehicle is at a standstill is operated and feeds the traveling field winding with direct current to the vehicle first to bring it into a defined position. This then ensures that the correct phase position is available when starting up. With increasing vehicle speed the phase position of the converter remains synchronous with the relative vehicle position.

Eine andere Möglichkeit, um bei Verwendung der Wanderfeldwicklung als Meßwicklung einen eindeutigen Wert für den Polstellungswinkel zu erhalten, sieht vor, daß an beiden Seiten der Wanderfeldwicklung parallele Linienleiter verlegt sind und daß im Empfänger die in den Linienleitern induzierten Hochfrequenzspannungen der in der Wanderfeldwicklung induzierten Hochfrequenzspannung überlagert werden. Durch diese Uberlagerung werden die Ausgangssignale periodisch mit zur . Die Ausgangssignale sind daher eindeutig, wenn mehr als eine Phase betrachtet wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine zusätzliche Meßeinrichtung vorzusehen, die ermittelt, ob der Polstellungswinkel größer oder kleiner als 7 ist. Auf diese Weise kann die Zweideutigkeit der aus der Wanderfeldwicklung ausgekoppelten Hochfrequenzspannung b.sei- tigt werden. Für die zusätzliche Meßeinrichtung kann ein einfacher Meßgeber verwendet werden, der beispielsweise magnetisch oder optisch arbeitet.Another possibility to use the traveling wave winding to get a clear value for the pole position angle as a measuring winding suggests that parallel line cables are laid on both sides of the traveling wave winding are and that the high-frequency voltages induced in the line cables in the receiver the high-frequency voltage induced in the traveling field winding are superimposed. Due to this superposition, the output signals are periodically included. The output signals are therefore unambiguous when more than one phase is considered. One more way is to provide an additional measuring device that determines whether the Pole position angle is greater or less than 7. That way, the ambiguity can the high frequency voltage decoupled from the traveling field winding b.sei- does will. A simple encoder can be used for the additional measuring device that works magnetically or optically, for example.

Bei Schwebefahrzeugen wird ein weiteres Orientierungssignal für die Höhe des Erregers über der Trasse benötigt; um eine geregelte Dämpfung von vertikalen Schwingungen zu ermöglichen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht hierbei vor, daß der Betrag der analogen Ausgangs spannungen als Maß für die Höhe des Erregers über der Trasse verwendet wird.In the case of hover vehicles, a further orientation signal is given for the Height of the pathogen required above the route; a regulated attenuation of vertical To allow vibrations. A further development of the invention provides here that the amount of the analog output voltages as a measure of the level of the exciter is used above the route.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre in den UnteransprU-chen näher gekennzeichneten Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Figur 1 zeigt schematisch ein Triebfahrzeug 1 mit einem Erreger 2, das sich in x-Richtung entlang einer Trasse bewegt, in der eine dreiphasige Wanderfeldwicklung mit den Strängen 3a, 3b, 3c verlegt ist. Die Wanderfeldwicklungen werden abschnittsweise von ortsfesten steuerbaren statischen Umrichtern, z. B. dem Umrichter 4, mit veränderlicher Spannung und Frequenz gespeist. Die Umrichter sind eingangsseitig an ein Drehstromnetz 6 angeschlossen. Den Steuereinrichtungen der Umrichter, z. B. der Steuereinrichtung 5 des Umrichters 4, sind in nicht dargestellter, bekannter Weise Sollwerte für Frequenz und Amplitude ihrer Ausgangsspannungen zugeführt. Die Steuereinrichtungen von benachbarten Umrichtern sind jeweils über Synchronisierleitungen 7 bzw. 8 miteinander verbunden. Weiterhin ist den Steuereinrichtungen jeweils ein Synchronisiersignal auf einer Leitung 9 zugeführt, das aus einer Meßanordnung für den Polstellungswinkel gewonnen wird. Die Meßanordnung umfaßt eine im Triebfahrzeug 1 angeordnete Sendeeinrichtung 10, sowie entlang der Trasse angeordnete Menwicklungen 11a, leib, 11c und eine Empfänger- und Auswerteschaltung 12.Embodiments of the invention and their in the subclaims Refinements identified in more detail are and will be shown in the drawing described in more detail below: Figure 1 shows schematically a traction vehicle 1 with an exciter 2, which moves in the x-direction along a route, in the one three-phase traveling field winding is laid with the strands 3a, 3b, 3c. The traveling field windings are in sections of stationary controllable static converters, z. B. the Inverter 4, fed with variable voltage and frequency. The inverters are Connected on the input side to a three-phase network 6. The control devices of the Converter, e.g. B. the control device 5 of the converter 4, are not shown, in a known manner, setpoint values for frequency and amplitude of their output voltages are supplied. The control devices of neighboring converters are each via synchronization lines 7 or 8 connected to each other. Furthermore, the control devices are each one Synchronization signal supplied on a line 9, which consists of a measuring arrangement for the pole position angle is obtained. The measuring arrangement comprises one in the locomotive 1 arranged transmitting device 10, as well as arranged along the route menu windings 11a, body, 11c and a receiver and evaluation circuit 12.

Figur 2 zeigt schematisch die Meßanordnung. Zur Wahrung der Übersicht ist lediglich ein Strang 3a der Wanderfeldwicklung und die zugehörige Meßwicklung 11a dargestellt. Der Erreger 2 ist als eine stromdurchflossene, vorzugsweise supraleitende Wicklung ausgebildet, die an einen Mittel- oder Hochfrequenzsender 13 ange- schlossen ist. Die Abmessungen der Sendeeinrichtung 10 können vorzugsweise der Größe einer Schleife der Meßwicklung entsprechen, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Der Sender 13 arbeitet vorzugsweise in einem Frequenzbereich von 5 bis 100 kHz. Die in der Meßwicklung 11a induzierte Spannung U11a wird einer Empfangs- und Auswerteschaltung 12 zugeführt.Figure 2 shows schematically the measuring arrangement. To maintain an overview is only a strand 3a of the traveling field winding and the associated measuring winding 11a shown. The exciter 2 is as a current-carrying, preferably superconducting Formed winding, which is connected to a medium or high frequency transmitter 13 closed is. The dimensions of the transmitting device 10 can preferably be the size of a Loop of the measuring winding correspond, as shown in the drawing. Of the Transmitter 13 preferably operates in a frequency range from 5 to 100 kHz. the The voltage U11a induced in the measuring winding 11a is used in a receiving and evaluation circuit 12 supplied.

Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau einer derartigen Empfangs-und Auswerteschaltung 12. Die induzierten Spannungen U11a, U11b, U11c der Meßwicklungen 11a, 11b, 11c sind Empfängern 19a, 19b, 19c zugeführt, die insbesondere einen Verstärker enthalten können. Den Empfängern sind Demodulatoren 11in, 14b, 14c nachgeordnet. Die Ausgangsspannungen der Demodulatoren werden einem 3/2-Koordinatenwandler 15 zugeführt. Ein derartiger 3/2-Koordinatenwandler ist beispielsweise in Figur 5 der DT-AS 23 53 594 dargestellt. Die Ausgangsspannungen des Koordinatenwandlers 15 werden in Funktionsgebern 16 bzw. 17 in die Sinuskomponente und die Cosinuskomponente des Polstellungswinkels umgesetzt. Sofern der Oszillator in der Steuereinrichtung des Wechse]richters mit diesen Komponenten synchronisiert wird, können sie unmittelbar auf die Synchronisiereingänge der Steuereinrichtung geschaltet werden. Falls die Steuereinrichtung mit einer dem 1Jinkelwert des Polstellungswinkels entsprechenden Spannung synchronisiert wird, ist ein bekannter inkelnormierer 18 vorgesehen, dem eingangsseitig die Sinuskomponente und die Cosinuskomponente des Polstellungswinkels zugeführt werden und der eine dem Winkelwert des Polstellungswinkels entsprechende Ausgangsspannung liefert.Figure 3 shows schematically the structure of such a receiving and Evaluation circuit 12. The induced voltages U11a, U11b, U11c of the measuring windings 11a, 11b, 11c are fed to receivers 19a, 19b, 19c, in particular an amplifier may contain. Demodulators 11in, 14b, 14c are arranged downstream of the receivers. The output voltages of the demodulators are fed to a 3/2 coordinate converter 15 fed. Such a 3/2 coordinate converter is shown in FIG. 5, for example DT-AS 23 53 594 shown. The output voltages of the coordinate converter 15 are in function encoders 16 or 17 into the sine component and the cosine component of the Pole position angle implemented. If the oscillator is in the control device of the Inverter is synchronized with these components, they can be used immediately can be switched to the synchronization inputs of the control device. if the Control device with an angle corresponding to the angle of the pole position Voltage is synchronized, a known incremental normalizer 18 is provided, the on the input side the sine component and the cosine component of the pole position angle are supplied and the one corresponding to the angle value of the pole position angle Output voltage supplies.

In der Schaltungsanordnung der Figur 3 ist weiterhin eine zusätzliche Auswerteeinrichtung zur Ermittlung eines Orientierungssignals für die Höhe des Erregers über der Trasse dargestellt.In the circuit arrangement of Figure 3 is also an additional Evaluation device for determining an orientation signal for the height of the exciter shown above the route.

Hierzu sind zwei Quadrierstufen 20 und 21 vorgesehen, denen die Ausgangssignale des 3/2-Koordinatenazandlers 15 T zugeführt sind.For this purpose, two squaring stages 20 and 21 are provided, to which the output signals of the 3/2-coordinate converter 15 T are supplied.

Diese Ausgangssignale enthalten neben der Winkelinformation noch eine Information über die Schwingungsamplitude der induzierten Spannung und damit eine Information über die Höhe des Erregers über der Trasse. Die Ausgangsspannungen der beiden Quadrierstufen 20 und 21 werden in einem Summationspunkt addiert und einer Radizierstufe 23 zugeführt. Das Ausgangssignal der Radizierstufe 23 ist ein Maß für die Höhe des erregers über der Trasse.In addition to the angle information, these output signals also contain one Information about the oscillation amplitude of the induced voltage and thus a Information about the height of the pathogen above the route. The output voltages of the two squaring stages 20 and 21 are added in a summation point and one Square root 23 supplied. The output of the square root 23 is a measure for the height of the pathogen above the route.

Figur 4 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der in der Meßwicklung 11a induzierten Spannung U11a. Man erkennt, daß die OrtsabhEngigkeit dieses Spannungsverlaufe-s das Bild einer amplitudenmodulierten Schwingung bietet.Figure 4 shows the location-dependent course of the in the measuring winding 11a induced voltage U11a. It can be seen that the position dependence of this voltage curve-s offers the image of an amplitude-modulated oscillation.

Figur 5 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der demodulierten Spannung U14a am Ausgang des Demodulators 1laa.FIG. 5 shows the location-dependent course of the demodulated voltage U14a at the output of the demodulator 1laa.

Figur 6 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der Ausgangsspannung U16 des Funktionsgebers 16. Die Kennlinie des vunktionsgebers 16 ist beispielsweise so gewählt, daß aus einer ihm eingangsseitig zugeführten Halbwelle eine vollständige Periode einer Schwingung erzeugt wird.FIG. 6 shows the location-dependent course of the output voltage U16 of the function generator 16. The characteristic of the function generator 16 is for example chosen so that from a half-wave supplied to it on the input side, a complete one Period of oscillation is generated.

Es wird insbesondere darauf hingewiesen, da13 es auch möglich ist, nur zwei Meßwicklungen in der Trasse vorzusehen, die gegeneinander um eine halbe Periode versetzt sind. Die Ausgangsspannungen dieser beiden Meßwicklungen werden in der bereits beschriebenen Weise Empfängern zugeführt, denen Demodulatoren nachgeschaltet sind. Die demodulierten Signale können dann normiert werden und zur Synchronisation des Oszillators im Steuersatz des Umrichters verwendet, ober aber einem Winkelnormierer zur Erzeugung eines den Polstellungswinkel angebenden Signals zugeführt werden.It is particularly pointed out that it is also possible to provide only two measuring windings in the route, which are against each other by half Period are offset. The output voltages of these two measuring windings are supplied to receivers in the manner already described, followed by demodulators are. The demodulated signals can then be normalized and used for synchronization of the oscillator is used in the control set of the converter, but an angle normalizer for generating a signal indicating the pole position angle.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Meßwicklung die Wanderfeldwicklung selbst verwendet ist. An das Drehstromnetz 6 ist wiederum ein Umrichter l! angeschlossen, der die drei Stränge 3a, 3b, 3c der Wanderfeldwicklung speist. Von der am Triebfahrzeug 2 angeordneten Sendeeinrichtung 10 werden in der bereits beschriebenen Weise hochfrequente Signale abgestrahlt, die in der Wanderfeldwicklung Spannungen induzieren. Die induzierten Spannungen werden von Auskopplungseinrichtungen 24a, 24b, 24c ausgekoppelt und einer Empfangs- und Auswerteschaltung 25 zugeführt. Das Ausgangssignal der Empfangs- und Auswerteschaltung 25 wird zur Synchronisation des Steuersatzes 5 des Umrichters 4 herangezogen.Figure 7 shows an embodiment of the invention, in which as a measuring winding the traveling field winding itself is used. To the three-phase network 6 is again a converter l! connected to the three strands 3a, 3b, 3c of the traveling field winding feeds. From the arranged on the motor vehicle 2 transmitting device 10 are in the already described way high-frequency signals are emitted in the traveling field winding Induce tension. The induced voltages are generated by decoupling devices 24a, 24b, 24c are decoupled and fed to a receiving and evaluation circuit 25. The output signal of the receiving and evaluation circuit 25 is used for synchronization of the tax rate 5 of the converter 4 is used.

Geeignete Auskopplungseinrichtungen sind aus der Technik der Nachrichtenübertragung auf Hochspannungsleitungen bekannt. So kann beispielsweise in die Zuleitung zur 'Fanderfeldwicklung ein Sperrfilter eingebaut werden, an dem die llochfrequente Spannung abfällt und über einen Ubertlager ausgekoppelt wird. Die ausgekoppelte Spannung wird einem Verstärker mit hochohmigem Eingang zugeführt. Die vom Umrichter herrührenden Störfrequenzen werden in Kondensatoren kurzgeschlossen, die zwischen den Ausgängen des Umrichters angeordnet sind.Suitable decoupling devices are from the technology of message transmission known on power lines. So can for example in the In the supply line to the fan field winding, a blocking filter can be installed at which the hole frequency Voltage drops and is decoupled via a superimposed bearing. The decoupled Voltage is fed to an amplifier with a high-impedance input. The ones from the converter Resulting interference frequencies are short-circuited in capacitors, which between are arranged at the outputs of the converter.

Figur 8 zeigt einen Strang 3a der Wanderfeldwicklung mit einer Auskopplungseinrichtung 24a. An beiden Seiten der Wanderfeldwicklung sind parallele Linienleiter 27 verlegt. Die in der Wanderfeldwicklung Da und in den parallelen Linienleitern 27 induzierten Spannungen werden einem Überlagerungsempfänger 26 zugeführt.FIG. 8 shows a strand 3a of the traveling field winding with a decoupling device 24a. Parallel line conductors 27 are laid on both sides of the traveling field winding. The induced in the traveling field winding Da and in the parallel line conductors 27 Voltages are fed to a heterodyne receiver 26.

Figur 9 zeigt den ortsabhängigen Verlauf der ltusgangsspannung U26 des Uberlagerungsempfängers 26. Die überlagerten Signale sind periodisch mit 2x . Sie sind daher eindeutig, wenn mehr als eine Phase der Wanderfeldwicklung betrachtet wird.FIG. 9 shows the location-dependent course of the initial output voltage U26 of the superimposed receiver 26. The superimposed signals are periodic with 2x . They are therefore unambiguous if more than one phase of the traveling field development is considered will.

4 Patentansprüche 9 Figuren4 claims 9 figures

Claims (4)

Patent ansprüche (1.}Schaltungsanordnung zum Betrieb eines fahrweggebundenen elektri schen Triebfahrzeuges mit einem synchronen Linearmotor, dessen als Translator ausgebildeter Erreger im Triebfahrzeug angeordnet ist und dessen als Wanderfeldwicklung ausgebildeter Stator entlang der Trasse verlegt und abschnittsweise von ortsfesten steuerbaren statischen Umrichtern mit veränderlicher Spannung und Frequenz gespeist ist, die in Abhängigkeit von einer die Pol stellung des Erregers erfassenden Meßanordnung getaktet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung eine im Triebfahrzeug angeordnete Sendeeinrichtung mit einer an einen Mittel- oder Hochfrequenzsender angeschlossenen Primärwicklung sowie eine an der Trasse angeordnete Empfangseinrichtung mit einer Meßwicklung enthält, an die ein Empfänger mit einem Amplitudendernodulator und eine Decodierschaltung angeschlossen sind, deren analoge Ausgangssignale ein Maß für den Polstellungswinkel darstellen.Patent claims (1.} Circuit arrangement for operating a track-bound electric traction vehicle with a synchronous linear motor, which acts as a translator trained exciter is arranged in the traction vehicle and its as a traveling field winding trained stator laid along the route and in sections of stationary controllable static converters with variable voltage and frequency is the function of a measuring arrangement that detects the pole position of the exciter are clocked, characterized in that the measuring arrangement is one in the traction vehicle arranged transmitting device with a to a medium or high frequency transmitter connected primary winding and a receiving device arranged on the route with a measuring winding to which a receiver with an amplitude modulator and a decoding circuit are connected, the analog output signals of which are a Represent the measure for the pole position angle. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Meßwicklung zwei Perioden der Wanderfeldwicklung beträgt.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the length of the measuring winding is two periods of the traveling wave winding. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung die Wanderfeldwic0klung als Meßwicklung verwendet, wobei die in ihr induziert& Mittel- oder Hochfrequenzspannung induktiv oder kapazitiv ausgekoppelt wird.3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the receiving device uses the traveling field winding as a measuring winding, with the induced in it & medium or high frequency voltage inductive or capacitive is decoupled. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Wanderfeldwicklung parallele Linienleiter verlegt sind, und daß einem Uberlagerungsempfänger die in den Linienleitern induzierte Hochfrequenzspannung und die in der Vanderfeldwicklung indizierte Ifochfrequenzspannung zugeführt ist.4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that parallel line cables are laid on both sides of the traveling wave winding, and that a superimposition receiver the high-frequency voltage induced in the line cables and the high-frequency voltage indicated in the Vanderfeld winding is supplied.