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Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges mit Hilfe von
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Linearmotorne Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb eines schienengebundenen
Triebfahrzeuges mit Hilfe von Linearmotoren, bei welchem ein am Triebfahrzeug befestigter
Induktor ein gemeinsames Blechpaket für zwei jeweils auf der Längsseite angeordnete
mehrphasige Wechselstromwicklungen aufweist und bei dem jeder Langsseite des Induktors
ein feststehendes, schienenartiges Sekundärsystem gegenübersteht. Ein derartiger
Antrieb ist aus der DT-OS 2 202 052 insbesondere zur Verwendung bei Schwebefahrzeugen
bekannt. Es handelt sich bei dem bekannten Antrieb um zwei asynchrone Linearmotoren,
deren Sekundärsysteme außenliegend angeordnet sind und deren jeweiliger Induktor
zu einem einzigen Bauteil mit gemeinsamem Blechpaket für die beiden mehrphasigen
Wechselstromwicklungen zusammengefaßt ist. Dadurch erreicht man eine Gewichtsersparnis
an dem mit dem Triebfahrzeug verbundenen Induktor.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei asynchronen Linearmotoren
auftretenden Nachteile, wie z.Bz der Blindstrombedarf zur Erregung, zu vermeiden,
wobei sowohl die Fahrt auf normaler Strecke als auch die Fahrt auf einer Weiche
möglich sein soll, ohne die für den Induktor gewonnene Gewichtsersparnis zu verlieren.
Gemäß der Erfindung sind bei einem Antrieb der eingangs beschriebenen Art an sich
benannte Linearmotoren synchroner Bauart verwendet, deren gemeinsamer Induktor aus
zwei parallel verlaufenden, jeweils von Gleichstromerregerwicklungen umfaßten Blechpaketen
besteht, und die Sekundärsysteme auf normaler Strecke bestehen jeweils aus unbewickelten
und auf Abstand zueinander liegenden magnetischen Abschnitten, die beide
Blechpakete
überdecken und deren sich in Schubrichtung erstreckende Lange angenähert der Polteilung
der mehrphasigen Wechselstrom wicklung entspricht, bei einem Mittenabstand von zwei
Polteilungen, während. im Bereich der Weichen als Sekundärsystem mit Erregerwicklungen
versehene Pole dienen, die, zueinander einen Mittenabstani von einer Polteilung
aufweisend, paarweise jeweils nur ein Blechpaket überdeckend angeordnet sind, wobei
die jeweils einem Blechpaket zugeordneten Pole auf der der mehrphasigen -Wechselstromwicklung
abgewandten Außenfläche untereinander durch ein ma;netisches Joch verbunden sind.
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Der Antrieb besteht also aus zu einem Doppelmotor zusammengefaßten
synchronen Linearmotoren mit jeweils einem außenliegenden, schienenartigen, ortsfesten
Sekundärsystem, dem jeweils eine mehrphasige Wechselstromwicklung gegenübersteht.
Beide Wechselstromwicklungen liegen an den Längsseiten eines gemeinsamen, am Fahr-Zeug
befestigten Induktors, der aus zwei jeweils von Gleichstromerregerwi cklungen umfaßten,
parallel zueinander liegenden Blecllpaketen besteht. Die Sekundärsysteme, die mit
diesem gemeinsamen Induktor zusammenwirken, haben Je nach Art der Streckenführung
einen unterschiedlichen Aufbau. Auf normaler Strecke besteht das Sekundärsystem
aus abwechselnd magnetischen und unmagnetischen Abschnitten, die beide Blechpakete
überdecken.
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Mit diesem Sekundärsystem bildet der gemeinsame Induktor eine ständererregte
Gleichpolmaschine, bei welcher sich der Fluß jeweils über die magnetischen Abschnitte
der Sekundärsysteme schließt. Im Bereich der Weichen sind als Sekundärsystem dagegen
paarweise angeordnete Pole mit einer Erregerwicklung vorgesehen, die jeweils nur
ein Blechpaket überdecken und von denen die einem Blechpaket zugeordneten jeweils
untereinander durch ein magnetisches Joch verbunden sind. Das Sekundärsystem besteht
PISO aus fremderregten Polen, deren Mittenabstand Jeweils eine Polteilung der zugeordneten
mehrphasigen Wechselstromwicklung beträgt Für die Fahrt durch die Weiche werden
dann die Gleichstromerregerwicklungen auf dem gemeinsanen Induktor abgeschaltet
und die er.tsprec,hend der vorgewählten Fahrtrichtung g kurveninneren
Pole
des Sekundärsystems erregt. Dadurch wirkt der synchrone Doppelmotor einseitig als
synchrone Wechsclfeiimaschinr, bei welcher sich der Fluß jeweils zum benachbarten
Pol auteilt und sich über das Joch bzw. dem Induktor schließt.
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Eine derartige Abwandlung des Sekundärsystems im Bereich der Weiche
bedingt zwar einen gewissen Mehraufwand, der aber auf das ortsfeste System beschränkt
bleibt. Man hat aber e:-.ne genaue Richtungsführung des Triebfahrzeuges mittels
einer Weiche ohne bewegliche Teile. Außerdem ist auch im Weichenbereich ein einseitiger
Antrieb des Triebfahrzeuges gegeben, für den- 3s unerheblich bleibt, daß sich entsprechend
der Geometrie der Weichenausführung der Luftspalt zum Sekundärsystem auf der der
gewählten Fahrtrichtung gegenüberliegenden Seite ständig vergrößert.
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Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 bis 6
der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen den prinzipiellen Aufbau des Antriebes gemäß
der Erfindung in einem Schnitt senkrecht zur Langsachse der Sekundärsysteme, wobei
Fig. 1 die normalen Strecken, Fig. 2 den Weichenbereich darstellt. Die Fig. 3 und
4 zeigen Jeweils Ansichten auf das Sekundärsystem, in Fig. 3 der normalen Strecke,
in Fig.4im Weichenbereich. Fig. 5 zeigt in verändertem Maßstab den prinzipiellen
Aufbau einer Weiche und in Fig. 6 ist ein Schritt entlang der Linie VI-VI in Fig.
2 dargestellt.
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Der Antrieb eines nicht dargestellten schienengebundenen Triebfahrzeuges
erfolgt mit zwei Linearmotoren synchroner Bauart, die als Doppelmotor zusammengefaßt
sind. Am Fahrzeug ist der gemeinsame Induktor 1 befestigt, der somit den beweglichen
Teil bildet, während auf der Trasse 2 ortsfest~jeweils die Sekundärsysteme unterschiedlicher
Ausführung -angeordnet- sind, nämlich im Bereich der normalen Strecke das Sekur.därsystem
3 und im Bereich der gleiche 4 das Sekundärsystem 5.
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Der gemeinsame Induktor 1 enthalt zwei parallel verlaufende Blechpakete
6 und 7, die jeweils von zwei Gleichstromerregerwicklungen 8 umfaßt sind. In den
außenliegenden Längsseiten 9 und 10 der Blechpakete 6 und 7 liegen in Nuten 11 je
eine mehrphasige Wechselstromwicklung 12 mit der Polteilung Tp Die Leiter der mehrphasigen
wechselstrtomwicklungen 12 sind j jeweils so abgekröpft, daß sie im Blehpaket 6
eine um die Polteilung Tp verschobene Lage gegenüber dex im Blechpaket 7 einnehmen.
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Das auf der normalen Strecke 13 der Trasse 2 verwendete.Sekundärsystem
3 besteht aus unbewickelten magnetischen Abschnitten 14, die über Stützen 15 an
der Trasse 2 befestigt sind. In Schubrichtung des Triebfahrzeuges gesehen weisen
die magnetischen Abschnitte 14 eine Länge auf, die etwas kleiner als die Polteilung
Tp der Wechselstromwicklung 12 ist. Der Mittenabstand der magnetischen Abschnitte
14 zueinander beträgt die doppelte Polteilung Tpe Bewegt sich nun das Triebfahrzeug
entlang der normalen Strecke 13, so wird durch die Gleichstromerregerwicklungen
8, wie in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet, ein Fulß i erzeugt, der sich jeweils über
die magnetischen Abschnitte 14 der Sekundärsysteme 3 schließt.
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Die Abmessungen der Blechpakete 6 und 7 werden daher nur durch die
mehrphasigen Wechselstromwicklungen 12 und dem Platzbedarf für die Gleichstromerregerwicklungen
8 bestimmt. Dadurch erzielt; man eine Raum- und Gewichtseinsparnis einmal für den
Induktor 1 und zum anderen auch an der Trasse 2, da der Abstand zwischen den beiden
Sekundärsystemen 3 auch durch die Abmessungen des Induktors 1 bestimmt ist.
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Der Induktor 1 bildet also in Verbindung mit dem Sekundärsystem 3
bei erregten Gleichstromerregerwicklungen 8 und eingespeisten Wechselstromwicklungen
12 2 einen als Doppelmotor ausgebildeten Linearmotor sync£ironer Bauart der Gleichpoltype.
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Im Bereich der Weiche 4 ist dagegen das Sekundärsystem 5 eingesetzt.
Dieses besteht aus raarAeise üb-ereinander liegend angeordneten Polen 16 17, die
mit Stützen 18 an der Trasse 2 befestigt sind. Jeder Pol 16 bzw 17 überdeckt Jeweils
nur ein Blechpaket 5 bzw. 7, Die einem Blechpaket zugeordneten Pole, so die Pole
16 für das Blechpaket 6, sind untereinander auf der der Wechselstromwicklung 12
abgewa::dten Außenfläche 19 durch das magnetische Joch 20 verbunden. Entsprechend
sind die dem Blechpaket 7 zugeordneten Pole 17 untereinander auf ihrer Außenfläche
21 durch das Joch 22 verbunden. Der Mittenabstand der Pole zueinander entspricht
jeweils der Polteilung Tp Jeder Pol 16 bzw. 17 ist außerdem von einer Erregerwicklung
23 umfaßt.
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Während der Fahrt des Triebfahrzeuges durch die Weiche 4 werden nun,
wenn der Induktor 1 in den Bereich des Sekundärsystemes 5 eintritt, die GleichstromerregerlJricklungen
8 abgeschaltet und dagegen die auf der Je nach der vorgewählten Fahrtrichtung Kurveninnenseite
liegenden Pole 15 und 17 über die Erregerwicklungen 23 so erregt, daß jeweils benachbarte
Pole unterschiedliche Polarität haben, wie in Fig. 4 durch die Buchstaben N und
S angedeutet. Der synchrone Doppelmotor verhält sich nun wie eine einseitige Wechselfedmaschne,
deren Feldverlauf #' durch Pfeile in Fig. 6 dargestellt ist. Durch diese Betriebsumstellung
ist ein Antrieb auch im Bereich der Weiche 4 gewährleistet.
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1 Anspruch 6 Figuren