DE2912837C2 - Arrangement for detecting the pole position in a long-stator synchronous linear motor for a rail-bound traction vehicle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Pollageerfassung bei einem Langstator-Synchronlinearmotor für ein fahrweggebundenes Triebfahrzeug, bei der von einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung mit Induktor ein hochfrequentes Magnetfeld auf ein fahrwegsetiges, aus in doppeltem Polteilungsabstand gekreuzten Linienleitern bestehendes Meßwicklungssystem übertragen wird, und bei der für die Meßwicklungssignale eine ortsfeste Empfangs- und Auswerteeinrichtung vorgesehen ist.The invention relates to an arrangement for detecting the pole position in a long-stator synchronous linear motor for a track-bound traction vehicle, in the case of a transmission device on the vehicle side Inductor a high-frequency magnetic field on a track set, from at double the pole pitch Crossed line conductors existing measuring winding system is transmitted, and in the case of the measuring winding signals a stationary receiving and evaluating device is provided.

Es ist bereits eine derartige Anordnung zur Erfassung der relativen Pollage zwischen den Erregermagneten und der Vortriebs-Wanderfeldwicklung eines Langstator-Synchronlinearmotors bekannt, die aus einer am Fahrzeug angeordneten Sendeeinrichtung mit Induktor und im Fahrweg verlegten und gekreuzten, an die Polteilung der Wanderfeldwicklung angepaßten mäanderförmigen Meßwicklungen besteht. Mittels mindestens eines an die Kreuzungsstellenabstände angepaßten Induktors (Antenne) der Sendeeinrichtung wird ein mittel- oder hochfrequentes Magnetfeld in die Meßwicklungen induziert und durch die Relativbewegung zwischen Induktor und Meßwicklungen ergeben sich an diesen amplitudenmodulierte Meßspannungen, die einer Empfangs- und Auswerteschaltung zugeführt werden (DE-AS 26 10 752).It is already such an arrangement for detecting the relative pole position between the exciter magnets and the propulsion traveling wave winding of a long-stator synchronous linear motor known, which from an am Vehicle arranged transmitter device with inductor and laid and crossed in the track, to the Pole division of the traveling field winding adapted meander-shaped measuring windings consists. Means at least one inductor (antenna) of the transmitting device that is adapted to the spacing of the intersection points a medium or high frequency magnetic field is induced in the measuring windings and by the relative movement between the inductor and the measuring windings there are amplitude-modulated measuring voltages which are fed to a receiving and evaluation circuit (DE-AS 26 10 752).

Bei der bekannten Anordnung werden für die Erzeugung eines eindeutigen Pollagesignals mindestens zwei Meßwicklungen im Fahrweg benötigt. Bei langen Fahrwegen ergibt sich dadurch ein erheblicher technischer und wirtschaftlicher Aufwand.In the known arrangement for the generation of a unique pole position signal at least two measuring windings are required in the guideway. In the case of long journeys, this results in a considerable amount of technicality and economic effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Erfassung der Pollage zu schaffen, bei der die Erzeugung des eindeutigen Pollagesignals wesentlich vereinfacht ist.The invention is based on the object of creating an arrangement for detecting the pole position which significantly simplifies the generation of the unique pole position signal.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Triebfahrzeug mindestens zwei unterschiedliche Frequenzen ausstrahlende Induktoren angeordnet sind und im Fahrweg nur eine gekreuzte Meßwicklung angeordnet ist, und daß der gegenseitige Abstand der Induktoren V2 des Kreuzungsstellenabstandes der Meßwicklung oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon, oder ²Ii des Kreuzungsstellenabstandes der Meßwicklung oder ein Vielfaches davon beträgt und sich die eine Frequenz von der anderen um ein nicht ganzzahliges Vielfaches unterscheidet.This object is achieved according to the invention in that at least two inductors radiating different frequencies are arranged on the traction vehicle and only one crossed measuring winding is arranged in the track, and that the mutual spacing of the inductors V2 of the crossing point spacing of the measuring winding or an odd multiple thereof, or ² Ii des Crossing point distance of the measuring winding or a multiple thereof and one frequency differs from the other by a multiple that is not an integer.

Der durch die Erfindung erzielte Vorteil bestehtThe advantage achieved by the invention is

π insbesondere darin, daß sich fahrwegseitig eine wesentliche Einsparung an Meßwicklungen ergibt und die Erzeugung der Eindeutigkeit des Pollagesignals von dem bisherigen mehrphasigen Meßwicklungssystem in die frequenzunterschiedlichen fahrzeugseitigen Induktoren gelegt ist.π in particular that there is a roadway side results in substantial savings in measuring windings and the generation of the uniqueness of the pole position signal from the previous multi-phase measuring winding system into the frequency-different inductors on the vehicle is laid.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Im Fahrweg A ist in bekannter Weise eine an Phasenanschlüssen R, S, T wechselrichtergespeiste dreiphasige Vortriebs-Wanderfeldwicklung VW des Langstator-Synchronlinearmotors mit der Polteilung τ_ρ angeordnet, neben, auf oder in der nur noch eine einzige, im Abstand t_pm = 2τ_ρ gekreuzte Meßwicklung MW verlegt ist, an die eine Empfangs- und Auswerteeinrichturig B angeschlossen ist. Ein zur Demodulation erforderliches Referenzsignal wird mittels einer ungekreuzten Hilfswicklung A/VKgewonnen.In route A , a three-phase propulsion traveling wave winding VW of the long-stator synchronous linear motor with the pole pitch τ _ρ , which is inverter-fed at phase connections R, S, T, is arranged next to, on or in which only a single one, at a distance t _{p m = 2τ ρ} crossed measuring winding MW is laid, to which a receiving and evaluating device B is connected. A reference signal required for demodulation is obtained by means of an uncrossed auxiliary winding A / VK.

Am sich entlang des Fahrweges A bewegenden Triebfahrzeug Cist eine Sendeeinrichtung D angeordnet, die aus zwei Oszillatoren 01, O 2 mit unterschiedlichen Frequenzen /1, F₂, diesen nachgeschalteten Sendeverstärkern VX, V2 und von diesen gespeisten Induktoren IX, /2 besteht.
Die Induktoren induzieren Magnetfelder unterschiedlicher Frequenzen /Ί, F₂ in die Meßwicklung MW und haben beim Fahrzeug C einen gegenseitigen Abstand von n' · ¹Z'2 TpM und beim Fahrzeug C" von η ■ ²/₃ t_pm, wobei x_PM den Kreuzungsstellenabstand der Meßwicklung MWsowie n'eine ungerade ganze Zahl und η eine ganze Zahl bedeuten. Das in der Meßwicklung MWund der Hilfswicklung HW entstehende Frequenzgemisch wird in der Empfangs- und Auswerteschaltung B mittels an sich bekannter Selektionsmittel aus der gekreuzten Meßwicklung MWm die einzelnen Signalspektren, und aus der ungekreuzten Hilfswicklung HW in die Einzelfrequenz /Ί und F₂ getrennt. Die entsprechenden Signale werden mittels des aus der Hilfswicklung HW gewonnenen Oszillatorsignals demoduliert und dann in bekannter Weise ausgewertet. A transmission device D is arranged on the motor vehicle C moving along the route A and consists of two oscillators 0 1, O 2 with different frequencies / 1, F ₂ , these downstream transmission amplifiers VX, V2 and inductors IX, / 2 fed by them.
The inductors induce magnetic fields of different frequencies / Ί, F ₂ in the measuring winding MW and have the vehicle C a mutual distance of n 'x ¹ Z' 2 ppm and the vehicle C "of η ■ _^2/3 t _p m, where x _P M the intersection distance of the measuring winding MW and n'eine odd integer and η is an integer. the in the measuring winding mW and produced the auxiliary winding HW frequency mixture in the receiving and evaluating circuit B by means of known selection means from the crossed measuring winding MWm the individual Signal spectra, and from the uncrossed auxiliary winding HW separated into the individual frequency / Ί and F _2. The corresponding signals are demodulated by means of the oscillator signal obtained from the auxiliary winding HW and then evaluated in a known manner.

Die Sendeeinrichtung D kann auch dreiphasig ausgebildet sein, wie durch die Teildarstellung der Sendeeinrichtung des Triebfahrzeuges C'angedeutet ist. Am Fahrzeug C sind die Induktoren IX', 12', 13' mit nicht weiter dargestellten Sendeverstärkern und Oszillatoren mit unterschiedlichen Frequenzen angeordnet; der gegenseitige Abstand der drei Induktoren beträgt beispielsweise 2 ■ ²/j des Kreuzungsstellenabstandes VpM der Meßwicklung. Die Induktoren IX', 12', 13' induzieren Magnetfelder mit den unterschiedlichen Frequenzen F\, F₁, F₃ in die Meßwicklung MW. The transmission device D can also have a three-phase design, as is indicated by the partial representation of the transmission device of the motor vehicle C '. On the vehicle C , the inductors IX ', 12', 13 'are arranged with transmit amplifiers (not shown) and oscillators with different frequencies; the mutual spacing of the three inductors is, for example, 2 · ² / j of the crossing point spacing VpM of the measuring winding. The inductors IX ', 12', 13 ' induce magnetic fields with the different frequencies F 1, F ₁ , F ₃ in the measuring winding MW.

Dadurch entsteht ein dreiphasiges Meßkoordinatensystem, in dem sich die Koordinatenachsen auf eine gegenseitige Verschiebung von 120° zurückführenThis creates a three-phase measuring coordinate system in which the coordinate axes relate to one reduce mutual displacement of 120 °

lassen.permit.

Durch die dreiphasige Ausbildung der Sendeeinrichtung ist empfangssehig eine Auswertung 2 aus 3 erzielDar, so daß ohne zusätzlichen fahrwegseitigen Aufwand die Redundanz der Anordnung vorteilhaft — beispielsweise zur Erhöhung von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit — genutzt werden kann.Due to the three-phase design of the transmitter device an evaluation 2 out of 3 can be achieved according to reception, so that no additional route-side Expense the redundancy of the arrangement advantageous - for example to increase reliability and Availability - can be used.

Es kann aber auch die gemeinsame dreiphasige Auswertung durchgeführt werden, was insbesondere zur Ausschaltung von Signaloberwellen dritter Ordnung führt, wodurch mögliche Meßfehler verkleinert oder ausgeschaltet werden.However, the common three-phase evaluation can also be carried out, which in particular for the elimination of third-order harmonics leads, whereby possible measurement errors are reduced or eliminated.

Da der Kreuzungsstellenabstand v_pm der Meßwick-Since the crossing point distance v _p m of the measuring winding

o lung MW doppelt so groß wie die Polteilung τ_ρ der Vortriebs-Wanderfeldwicklung VW ist, enthält die Auswerteschaltung B zur Angleichung eine an sich bekannte Schaltung zur Periodizitätsanpassung.Because MW is twice as large as the pole pitch τ _{ρ of} the propulsion traveling field winding VW , the evaluation circuit B contains a circuit known per se for adjusting the periodicity for adjustment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anordnung zur Pollageerfassung bei einem Langstator-Synchronlinearmotor für ein fahrweggeibundenes Triebfahrzeug, bei der von einer fahrzeugseitigen Sendeeinrichtung mit Induktor ein hochfrequentes Magnetfeld auf ein fahrwegseitiges, aus ir, doppeltem Polteilungsabstand gekreuzten Linienleitern bestehendes Meßwicklungssystem übertragen wird, und bei der für die Meßwicklungssignale eine ortsfeste Empfangs- und Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Triebfahrzeug (C) mindestens zwei unterschiedliche Frequenzen ausstrahlende Induktoren (IX, 12) angeordnet sind und im Fahrweg (A) nur eine gekreuzte Meßwicklung (MW) angeordnet ist, und daß der gegenseitige Abstand der Induktoren (IX, 12) '/2 des Kreuzungsstellenabstandes (r_p.w) der Meßwicklung (MW) oder ein ungeradzahiiges Vielfaches davon oder ²Ii des Kreuzungsstellenabstandes der Meßwicklung (MW) οά^χ ein Vielfaches davon beträgt und sich die eine Frequenz (F]) von der anderen (f₂) um ein nicht ganzzahliges Vielfaches unterscheidet.1. Arrangement for pole position detection in a long-stator synchronous linear motor for a track-bound traction vehicle, in which a high-frequency magnetic field is transmitted from a vehicle-side transmitter with inductor to a track-side, consisting of line conductors crossed by double pole pitch, and where a measuring winding system is used for the measuring winding signals Receiving and evaluation device is provided, characterized in that at least two inductors (IX, 12) radiating different frequencies are arranged on the motor vehicle (C) and only one crossed measuring winding (MW) is arranged in the track (A) , and that the mutual distance of the inductors (IX, 12) '/ 2 of the crossing point _{distance (r p} .w) of the measuring winding (MW) or an odd multiple thereof or ² Ii of the crossing point distance of the measuring winding (MW) οά ^ χ is a multiple thereof and the one frequency (F]) from the other (f ₂ ) by a fractional number different multiples. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Triebfahrzeug (C) drei unterschiedliche Frequenzen ausstrahlende Induktoren (IY, 12', 13') mit einem gegenseitigen Abstand von ²Ii des Kreuzungsstellenabstandes (t_pm) der Meßwicklung (MW) oder einem Vielfachen davon angeordnet sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the traction vehicle (C) three different frequencies radiating inductors (IY, 12 ', 13') with a mutual distance of ² Ii of the intersection point distance (t _p m) of the measuring winding (MW) or a multiple thereof are arranged.