專利名稱:導(dǎo)向磁體系統(tǒng)和裝有它的磁懸浮車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種在權(quán)利要求1的前序部分中提到的種類的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)和一種裝有它的磁懸浮車輛。
背景技術(shù):
這種類型的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)用于把磁懸浮車輛保持在軌道軌距內(nèi)的目的,特別是在曲線行駛期間,并且用來借助于控制回路和分配給它們的間隙傳感器以這樣一種方式控制磁體布置,從而在它們的磁極與橫向?qū)к壷g的間隙(下文稱作導(dǎo)向間隙)始終保持為預(yù)選值,例如10mm。對于現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)向磁體系統(tǒng),每個車輛或車輛段在車輛的縱向方向上提供每個以串聯(lián)布置的兩組三個導(dǎo)向磁體和每個布置在這兩組之間的一個制動磁體,以用于這個目的。每個導(dǎo)向磁體由一個磁體裝置形成,該磁體裝置具有在車輛的縱向方向上延伸的鐵心和兩個繞組平面,在該繞組平面中,三個繞組的每一個和分配給它們的間隙傳感器一個布置在另一個后面。在每個磁體裝置中的六個繞組和對應(yīng)數(shù)量的間隙傳感器被串聯(lián)成對地連接并且被連接到控制回路上,從而得到效果大的冗余度。這意味著,在磁體裝置的毗鄰沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域(即例如毗鄰由制動磁體或車輛的前或后端形成的間隙)的那些端部處彼此上下布置的兩個繞組由兩個不同的控制回路服務(wù)。同時,在磁體裝置的毗鄰另一個磁體裝置的那些端部處實現(xiàn)冗余性能,因為在位于那里的繞組或控制回路失效的情況下,導(dǎo)向功能通過向其相鄰繞組供給相應(yīng)較高的電流而由相鄰導(dǎo)向磁體接管。然而,由于存在的非對稱性,將出現(xiàn)圍繞車輛縱向軸線的滾動力矩。
除以上之外,描述的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)未能在各個方面足夠地可變化。這既涉及在給定情況下關(guān)于冗余度的要求,又涉及存在的繞組的數(shù)量以及安裝在它們之間的間隙傳感器的數(shù)量。而且,存在繞組的長度和導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的重量不能是最佳的,該導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的重量基本上由其鐵組分整體地確定。
發(fā)明內(nèi)容
構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)的技術(shù)問題是,以這樣一種方式構(gòu)造以上指示的種類的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),從而關(guān)于各個導(dǎo)向磁體的設(shè)計和它們在磁懸浮車輛中的布置可得到較高靈活性而不失去冗余度,可減小導(dǎo)向磁體裝置的總重量,及避免滾動力矩。
權(quán)利要求1和7的特征化特征用來解決這個問題。
本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)如果需要,每個磁體裝置和因此每個導(dǎo)向磁體可構(gòu)造成固有冗余單元。這意味著,在任何導(dǎo)向磁體的任何繞組或分配給其的任何控制回路失效時,不需要相鄰磁體負(fù)責(zé)故障繞組的導(dǎo)向功能。然而,作為選擇例,也有可能如迄今進(jìn)行的那樣涉及相鄰磁體以保證冗余度,同時顯著減小每個導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的總重量,并且以不可能出現(xiàn)滾動力矩的方式構(gòu)造該裝置。此外,可提供一種磁懸浮車輛,其中盡管與現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造相比磁體裝置的重量顯著減小,但仍保證在磁懸浮車輛的操作期間,不發(fā)生必須由導(dǎo)軌接收的額外負(fù)載變化。
本發(fā)明的其它有利特征由從屬權(quán)利要求中明顯看出。
如下面敘述的那樣,借助于實施例并以其所包括的附圖為基礎(chǔ)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明,在附圖中圖1示意表示在設(shè)有長定子的導(dǎo)軌的區(qū)域中穿過通常磁懸浮車輛的部分截面;圖2表示具有分別用于承載和導(dǎo)向功能的兩個磁體裝置的磁懸浮車輛的模塊的立體圖;圖3示意地表示用于根據(jù)圖2的磁體裝置的控制回路;圖4示意地表示根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向磁體的磁體裝置的繞組的局部剖開立體圖;圖5與在圖4上未表示的橫向?qū)к壱坏酪云拭姹硎緢D4的放大細(xì)節(jié)X;
圖6和7每個示意地表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)和根據(jù)本發(fā)明第一實施例的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的建立和效率;圖8示意地表示裝有根據(jù)圖7的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的磁懸浮車輛的部分的側(cè)視圖。
圖9以與圖7相對應(yīng)的示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的第二實施例的建立,其中在圖7和8中表示的冗余半部的線圈組每一個放置到也提供在圖7和8中的磁體間隙中。
圖10示意表示裝有根據(jù)圖9的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的磁懸浮車輛的部分的側(cè)視圖;及圖11和12以與圖9和10相對應(yīng)的視圖表示在根據(jù)本發(fā)明的磁懸浮車輛的兩段之間的過渡區(qū)域中的另一個實施例。
具體實施例方式
圖1示意地表示穿過磁懸浮車輛1的橫截面,該磁懸浮車輛1按照常規(guī)可運(yùn)動地安裝到在路線的縱向方向上延伸的導(dǎo)軌上,所述導(dǎo)軌包括由鋼和/或混凝土制成的梁(支撐)2以及安裝在其上的導(dǎo)軌板3。磁懸浮車輛1的推力由長定子電機(jī)實現(xiàn),該長定子電機(jī)包括附加到導(dǎo)軌板3下面的并且在其縱向方向上一個布置在另一個后面的定子疊片4。定子疊片4包括交替接續(xù)的齒和槽,僅表示在圖3中,供有可變幅值和頻率的三相電流的繞組插入在這些齒和槽中。長定子電機(jī)的實際激勵場由起承載(支撐)磁體5的作用的至少一個第一磁體裝置產(chǎn)生,磁體5由至少一個橫向支撐支架6附加到所述磁懸浮車輛1上,并且包括面向定子疊片4的向下敞開槽的磁極,如圖1中所示。承載磁體5不僅提供激勵場,而且在磁懸浮車輛1的操作期間也通過在所述承載磁體5與所述定子疊片4之間保持例如10mm的限定間隙7而實現(xiàn)承載和懸浮功能。
為了磁懸浮車輛1的導(dǎo)向,導(dǎo)軌板3包括橫向附加導(dǎo)軌8,該橫向附加導(dǎo)軌8由也安裝到支撐支架6上并且起導(dǎo)向磁體9的作用的至少一個第二磁體裝置面對著,所述磁體裝置用來在車輛的操作期間在其本身與導(dǎo)軌8之間保持與間隙7相對應(yīng)的導(dǎo)向間隙7a。
如圖2所示,承載磁體5和導(dǎo)向磁體9每個形成附加到支撐支架6上的模塊,并且每一個分別包括用于“承載”和“導(dǎo)向”功能的磁體裝置10或10a。然而,顯然從行駛方向上看,多個這樣的模塊能以并排和一個在另一個后面的橫向排列安裝在磁懸浮車輛1處。
用于“承載”功能的磁體裝置10包括一個布置在另一個后面的磁極11,對于所述磁極11的一個在圖4中示意指示的繞組12和鐵心14被電氣地串聯(lián)連接,并且通常由澆鑄樹脂層等形式的防腐蝕保護(hù)層圍繞。各個磁極11的所述鐵心14由未表示的磁極背彼此連接,并且由未表示的磁極頰板和穿過這些磁極頰板的桿附加到磁體裝置10的磁體后箱15上。經(jīng)主彈簧接合到這個磁體后箱15上的是支撐支架6(圖1),該支撐支架6與包括縱向和橫向連接器的并且支撐裝有乘客單元的所述磁懸浮車輛1(圖1)的車體17的抗彎曲下部結(jié)構(gòu)或懸掛框架16相連接。
磁體裝置10a對應(yīng)地包括磁極11a,該磁極11a毗鄰一公共平面并且由分配給其的鐵心和繞組12a形成,該鐵心和繞組12a僅示意地指示在圖2中,并且在下文更詳細(xì)地描述。
磁懸浮車輛1和其磁體裝置對于專家一般是已知的,例如通過出版公報US-PS 4,698,895、DE 39 28 277 A1、及PCT WO 97/30504 A1得知,為簡單起見這些通過參考形成本公開的一部分。
每個根據(jù)圖3的控制回路18用來控制磁極11和11a的繞組12、12a,以在磁懸浮車輛1的行駛期間保持間隙7和7a恒定。這個控制回路包括至少一個間隙傳感器,或者優(yōu)選地幾個間隙傳感器19、19a(也見圖2),該傳感器與磁極11、11a毗鄰?fù)黄矫?,且通過電感或電容裝置測量間隙7、7a的實際尺寸,并且用作用于控制回路18的實際值發(fā)射器。由間隙傳感器19、19a發(fā)射的電氣信號傳遞到根據(jù)圖3的控制器20,并且在其中與由線路21供給的并且固定預(yù)置的公稱值相比較。由此,控制器20確定用于致動器22的差值或致動器信號,該信號又以以下方式控制通過繞組12、12a的電流,從而間隙7、7a在行駛期間大體取恒定尺寸并保持它。
為了給控制環(huán)路18供給要求的操作電壓,使用根據(jù)圖3的電源單元23,該電源單元23包括提供在磁懸浮車輛1中和/或其處的電池、直線發(fā)電機(jī)、集流器等,并且經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換器24連接到控制器20和致動器22上,以及連接到與車載電網(wǎng)相連的線路26上。
根據(jù)圖4和5,在本發(fā)明中所提出的導(dǎo)向磁體的磁體裝置31優(yōu)選地包含在所述磁懸浮車輛1的縱向或行駛方向上延伸的鐵心33,所述鐵心33例如具有E形橫截面和三個腿部33a、33b、及33c,其自由前正面位于一個平面中,該平面限定在磁體裝置31與橫向?qū)к?之間的導(dǎo)向間隙7a。連接腿部33a、33b、和33b、33c的鐵心33的腹板段分別包裹有繞組34a和34b,該繞組34a和34b在一個布置在另一個以上并且也在縱向方向上延伸的兩個繞組平面中,如圖4中所示。在縱向方向上,磁體裝置31包括每個一個布置在另一個之后的四個鐵心33,并因此包括在每個繞組平面中一個布置在另一個后面的四個繞組34a1至34a4和34b1至34b4。與圖3類似,這些繞組34由控制回路18致動。對于冗余度考慮,每個僅表示在圖2中的一個間隙傳感器19a優(yōu)選地分配給每個繞組34,其中這些間隙傳感器19a便利地與腿部33a至33c毗鄰?fù)黄矫妗G宄氖牵趫D2的模塊內(nèi),每個磁體裝置10a可用根據(jù)本發(fā)明的并且在車輛的縱向方向上具有對應(yīng)長度的磁體裝置31代替。而且,如圖2中所示可安裝的間隙傳感器19a在圖4中為了簡單起見已經(jīng)省去。
圖6給出當(dāng)使用具有分別在兩個平面中的三個繞組12a1至12a6的圖2的已知磁體裝置10a時繞組電流的控制的粗略示意圖。此外,圖6表示在縱向方向上一個布置在另一個后面的三個磁體裝置,其每一個與磁體裝置10a相對應(yīng)并且屬于導(dǎo)向磁體FMA、FM2及FM3。繞組示意地表示成小框,指示相應(yīng)控制回路的數(shù)字的羅馬數(shù)字已經(jīng)進(jìn)入該小框中。位于各個繞組之間的間隙傳感器19a示意地由粗線定界,如圖6中所示。羅馬數(shù)字指示,已經(jīng)分配給相同數(shù)字的那些繞組彼此成對地連接,并且串聯(lián)地連接到相關(guān)控制回路18上。對于導(dǎo)向磁體FM1,這意味著繞組12a4和12a2串聯(lián)連接,并且連接到控制回路I上;繞組12a1和12a5串聯(lián)連接,并且連接到控制回路II上;及繞組12a3、12a6串聯(lián)連接,并且連接到控制回路III上,如圖3中所示。而且,每個控制回路18也包括每個分配給相關(guān)繞組的兩個間隙傳感器19a。對于導(dǎo)向磁體FM3提供類似連接。相反,對于中央導(dǎo)向磁體FM2,一方面三個繞組12a1、12a4及12a5和另一方面三個繞組12a2、12a3及12a6串聯(lián)連接,并且每個連接到控制環(huán)路IV或V上。
根據(jù)圖6的布置的后果是,只有在兩個導(dǎo)向磁體FM1和FM3的外端處設(shè)置的那些繞組12a1、12a4和12a3、12a6是冗余的。因此,在控制回路I或相關(guān)繞組12a2和/或12a4失效的情況下,位于那里上方或那里下方的繞組12a1和12a5的功能被保持,從而控制回路II自動地保證導(dǎo)向間隙7a的相關(guān)部分保持恒定。相反,在導(dǎo)向磁體FM1和FM3的內(nèi)端處,冗余度僅對于防止失效的情形存在,例如控制環(huán)路III(或VI)和/或相關(guān)繞組的失效,相鄰中央導(dǎo)向磁體FM2以及其控制回路IV和V及相關(guān)繞組將不得不還接管導(dǎo)向磁體FM1和/或FM3的功能,并且/或者反之亦然。
相反,對于根據(jù)圖7(和/或圖4和5)的發(fā)明裝置,在每個繞組平面中提供偶數(shù)的四個繞組34a1至34b4以及在圖3中所示的相關(guān)控制回路18??刂苹芈愤@里由數(shù)字I至VIII指示。由此得出,導(dǎo)向磁體FM1和導(dǎo)向磁體FM3都是固有冗余的。對于FM1,提供分別具有繞組34b1、34a2或34a1、34b2或34a3、34b4或34b3、34a4的四個串聯(lián)回路,其中繞組對的控制由控制回路I至IV的每一個和相關(guān)聯(lián)間隙傳感器對實現(xiàn)。如果分別在導(dǎo)向磁體FM1的外或內(nèi)端處的繞組34a1、34b2或34b4、34a3或相應(yīng)控制回路II或III不能工作,那么這種失效分別由繞組對34b1、34a2或34a4、34b3以及由相應(yīng)控制回路I或IV補(bǔ)償,從而完全保持導(dǎo)向功能。這同樣適用于導(dǎo)向磁體FM3。
由于繞組和控制回路的上述發(fā)明分布,在原理上不再需要在圖7中表示的中央導(dǎo)向磁體FM2,因為在失效的情況下,它不必接管相鄰磁體FM1和/或FM3的任何導(dǎo)向功能,并且因為如果導(dǎo)向磁體FM1和FM3被足夠地設(shè)計,則在正常操作期間會帶來導(dǎo)向力的過大供給。因此根據(jù)本發(fā)明,提出完全從在圖7中表示的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)中省去中央導(dǎo)向磁體FM2,并且代之以提供間隙36,該間隙36便利地具有與省去的磁體裝置31的長度相對應(yīng)的長度。如此建立的間隙便利地由覆蓋物37覆蓋,覆蓋物37在圖7中以虛線表示,它關(guān)于流動和聲音是有利的并布置在導(dǎo)向磁體FM1與FM3之間。除此之外,間隙36便利地提供在其中要求最低的磁懸浮車輛1的那些點(diǎn)處,例如在懸掛框架16的鉸鏈點(diǎn)之間(圖1)。
圖7還表示,與圖6相反,有兩對繞組,它們在磁體裝置31的兩端處,所述繞組對分別由兩個繞組(例如34b1、34a2或34a1、34b2)形成,該兩個繞組在縱向方向上彼此緊鄰地但彼此上下對角地布置。在這些繞組對之間,可有另外的繞組對,其中對于冗余度考慮,最好給出偶數(shù)個輔助繞組對,該輔助繞組對像上述繞組對那樣在端部處是固有冗余的。
當(dāng)比較6和圖7時,由發(fā)明裝置如此得到的兩個優(yōu)點(diǎn)成為顯然的。首先,圖6表示例如在控制環(huán)路IV或V失效的情況下繞車輛的縱向軸線的滾動力矩可能出現(xiàn),因為在兩個繞組平面中設(shè)有繞組12a2、12a3及12a6或12a1、12a4及12a5的剩余磁極非對稱地布置。相反,對于圖7的布置,在任何線圈對或相關(guān)控制回路I至VIII失效的情況下這種非對稱性不會出現(xiàn)。這對于力作用中心點(diǎn)(=力施加點(diǎn))的位置也類似地正確。例如,如果在圖6上的控制回路III不能工作,則導(dǎo)向磁體FM1的力作用點(diǎn)如圖6上所示向左移動。相反,對于根據(jù)圖7的布置,在控制環(huán)路III失效的情況下,沒有本質(zhì)變化發(fā)生,特別是如果由已經(jīng)失效的磁極引起的力部分通過增大屬于控制環(huán)路IV的磁極中的繞組電流而幾乎完全補(bǔ)償。
如果在實際中實施,對于圖7的實施例粗略地得到在圖8上表示的布置。磁懸浮車輛1的行駛方向由箭頭v指示,其鼻部或前端用附圖標(biāo)記40指示。此外,懸掛框架16(圖1)的一些懸掛框架段41、41a、41b在粗略示意圖中表示成,在車輛1的縱向方向上一個布置在一個后面并且經(jīng)未表示的氣動彈簧聯(lián)接到磁懸浮車輛1的車體17上。在它們的縱向方向上,懸掛框架段41、41a、41b具有框架部分形式的支撐元件44、45,該支撐元件44、45彼此以一定距離布置并且由縱向桁架43連接,并且每個設(shè)有前端和后端支撐部分46、47或48、49。在該實施例中,在行駛方向上在前面的導(dǎo)向磁體FM1如此連接到懸掛框架段41上,從而其前端連接到前支撐元件44的后支撐部分47上,而其后端以鉸鏈布置連接到后支撐元件45的前支撐部分48上,如在圖8上清楚地表示的那樣。下一個導(dǎo)向磁體FM2通常在其前端處連接到懸掛框架段41的后支撐元件45的后支撐部分49上,并且在其后端處它連接到在行駛方向上隨后的懸掛框架段41a的前支撐元件41a的前支撐部分46a上。以上描述的布置可沿整個磁懸浮車輛1從鼻部到尾部繼續(xù)。然而,最好沿與導(dǎo)向磁體的長度對應(yīng)的段在第三導(dǎo)向磁體FM3之后安裝制動磁體50,所述制動磁體形成沒有任何導(dǎo)向磁體的區(qū)域,并且例如是也與導(dǎo)軌8合作的渦流制動器的部分。因而,在這個位置處,在支撐元件45a的后支撐部分49a處的例如導(dǎo)向磁體FM3的接合被去掉,其去掉方式與在鼻部區(qū)域40中的前支撐元件44的前端支撐部分46不聯(lián)接到導(dǎo)向磁體上的方式相同,因為沿行駛方向上看,導(dǎo)向磁體FM1的后面也是沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域。在圖8中表示的右側(cè)上布置是類似的,即在行駛方向上在位于制動磁體50后面一側(cè)上是類似的。而且顯然,在圖8中只表示一側(cè),即在行駛方向上磁懸浮車輛1的左側(cè),并且在圖8中不可見的右側(cè)上,有相應(yīng)的導(dǎo)向磁體和其它制動磁體(如果有的話)。
除此之外,圖8表示,與以上描述相對應(yīng)的導(dǎo)向磁體FM2失去,從而在那里創(chuàng)建間隙36,如圖7中所示。這對于布置到在圖8中所示的制動磁體50的右邊的車輛段同樣有效。不存在導(dǎo)向磁體FM2或相應(yīng)的其它導(dǎo)向磁體可能是有用的,例如每當(dāng)根據(jù)圖8的導(dǎo)向磁體位于兩個懸掛框架段41、41a之間或其它車輛段之間時,其中在這些車輛段中對要由導(dǎo)向磁體施加的力的需要較少。在這種區(qū)域中的導(dǎo)向磁體FM2因此只導(dǎo)致實際上不需要的多余繞組的供給。通過省去導(dǎo)向磁體FM2,得到?jīng)]有對導(dǎo)向性能的顯著不利影響。然而,有利的是,在圖8中表示的布置中將節(jié)省導(dǎo)向磁體需要的并且主要由它們的鐵部分造成的重量的大約三分之一。
由根據(jù)圖8的布置產(chǎn)生的問題是,力被不均勻地引入懸掛框架16(圖1)中。這導(dǎo)致由懸掛框架16和車體17和/或軌道(圖1)吸收的擺動力矩,但盡管如此這仍是不希望的。對于具有中央制動磁體50和每個布置在其上游和/或下游的三個導(dǎo)向磁體FM1至FM3的磁懸浮車輛1,如果失去中央導(dǎo)向磁體,則在每種情況下導(dǎo)致總共八個負(fù)載變化,即,兩個在磁懸浮車輛1的端部兩個處,兩個在每個間隙36處,以及兩個分別在制動磁體50的區(qū)域中。這是不希望的,特別是對于以高速行駛的磁懸浮車輛1,因為力施加到軌道3上。
因此,根據(jù)在圖9和10中表示的本發(fā)明的另一個實施例,導(dǎo)向磁體FM2再次提供在根據(jù)圖7和8的間隙36中。然而,為了允許在圖7和8上所示的重量節(jié)省,這個導(dǎo)向磁體FM2的磁體布置51總共只有四個一個布置在另一個后面并且便利地布置在同一繞組平面中的繞組52至55。導(dǎo)向磁體FM2的端部與在圖8的實施例中保持自由的支撐部分49和46a(圖10)相連接。而且,與圖7和圖8相比,在相鄰兩個導(dǎo)向FM1和FM3的磁體裝置56、57中省去兩個繞組的每一個。在遠(yuǎn)離導(dǎo)向磁體FM2的第一端部處,如圖7中所示的磁體裝置56、57分別具有兩對繞組58a、58b和59a、59b,而在面對導(dǎo)向磁體FM2的第二端部處,磁體裝置56、57具有位于相同或不同平面中的兩個繞組60a、60b和61a、61b(但是是一個位于另一個后面),并且除此之外,它們分別具有兩個空穴部62和63。繞組60a、60b和61a、61b各形成磁體裝置56和57的第三對繞組,并且分別串聯(lián)連接到一個指定控制回路III和VI上。以類似方式,一個位于另一個后面的導(dǎo)向磁體FM2的兩個繞組52、53或54、55各成對地和串聯(lián)地連接到控制回路IV或V上。如此得到的優(yōu)點(diǎn)在于,在特征在于無磁體區(qū)的特別暴露區(qū)域處,例如在毗鄰車輛1的前端40和制動磁體50的區(qū)域中,類似于圖7和圖8每個對角連接的兩對繞組導(dǎo)致系統(tǒng)本身的冗余度。在位于其之間的所有較少暴露區(qū)域中,有關(guān)相鄰繞組對(例如,52、53)在一對繞組(例如60a、60b)和/或相關(guān)控制回路失效的情況下必須供給要求的磁力,反之亦然,如圖6中所示。與圖6和圖7相類似的相應(yīng)示意表示在圖9中找到,使有關(guān)間隙傳感器在圖9中由X指示并且在圖10中由空穴64指示。
圖9和圖10的實施例產(chǎn)生兩個基本優(yōu)點(diǎn)。一方面,每個車輛1的負(fù)載變化數(shù)減少四個,而在圖8中所示的導(dǎo)向磁體的重量減小近似三分之一,因為只有16個繞組而不是24個繞組,如果間隙36由完整的導(dǎo)向磁體FM2填充,則在圖7的實施例中要提供24個繞組。還注意到,關(guān)于軌道3的操作強(qiáng)度,在從最大負(fù)載到零負(fù)載過渡處的負(fù)載變化遠(yuǎn)比在從最大負(fù)載到一半負(fù)載和/或減小負(fù)載過渡處的負(fù)載變化更嚴(yán)重,因為在后一種情形下預(yù)張緊調(diào)整被大體連續(xù)地保持。最后提到的負(fù)載變化因此在這種設(shè)想中保持忽略不計。并且顯然,甚至兩個或更多的三個磁體裝置51也可以存在于兩個磁體裝置56、57之間。
圖11和12最后表示當(dāng)前認(rèn)為最好的本發(fā)明的實施例。這里已經(jīng)考慮到,在彼此聯(lián)接并一個在另一個后面運(yùn)行的磁懸浮車輛1的兩段66、67之間的過渡區(qū)域65也形成沒有導(dǎo)向磁體并且導(dǎo)致嚴(yán)重負(fù)載變化的區(qū)域。鑒于冗余度考慮,當(dāng)應(yīng)用圖7和10的實施例時,這些過渡區(qū)域65通常以與毗鄰鼻部區(qū)域40或制動磁體50的那些區(qū)域的相同方式分別作為無磁體區(qū)域,即在那里分別提供兩個對角連接的繞組對(例如,在圖10中的58或59)。相反,在圖11和圖12的實施例中,提出在每個過渡區(qū)域65中提供具有磁體裝置68的導(dǎo)向磁體FM5,所述磁體裝置68具有一個位于另一個后面的四個繞組69至72,像在磁體裝置51中那樣(圖10)。因而,兩個繞組每個(例如69和70)布置在一個段66的后端處,并且其它兩個繞組(例如71和72)布置在下一個段67的前端處,并且例如所有它們都布置在相同繞組平面中。而且,毗鄰前運(yùn)行段66的后端的導(dǎo)向磁體FM6和鄰接尾段67的前端的一個導(dǎo)向磁體FM7分別設(shè)有磁體裝置73和74,該磁體裝置73和74也僅包括一個位于另一個后面并且優(yōu)選地布置在相同繞組平面中的四個繞組,它們根據(jù)圖11成對地連接并連接到指定的控制回路上。因而,與圖9和圖10相比不用增加重量地實現(xiàn)在兩個至此的無磁體區(qū)域之間有連續(xù)不間斷的繞組帶或連續(xù)磁通帶。在這個帶中,繞組個別地一個布置在另一個后面,結(jié)果是,避免磁通的恒定斷開和新的建立,并且要考慮的負(fù)載變化和力矩只能發(fā)生在不可避免的無磁體區(qū)域,如在磁懸浮車輛的開始或終止處或在制動磁體處。進(jìn)一步清楚的是,在尾部區(qū)域中也可提供對于鼻部區(qū)域40在圖9和10中描述的布置,特別是如果磁懸浮車輛1對于車輛中心和對于在兩個相反方向上的運(yùn)動對稱地構(gòu)造,則更是如此。而且,便利的是,懸掛框架段41、41a等的幾乎所有支撐部分每個都連接到磁體裝置上。
對于本發(fā)明的特別優(yōu)選實施例例子,在磁懸浮車輛1的鼻部或尾部處提供的繞組和鐵心(例如在圖4中的34和33)比在磁懸浮車輛1的其它區(qū)域中的那些長。這樣做以便依據(jù)行駛方向考慮到在曲線行駛期間存在對于導(dǎo)向力的增大需求的情形。
本發(fā)明不限于能以多種方式多樣化的以上描述實施例。特別是,這適用于磁體裝置的鐵心和繞組的描述形狀,并且適用于導(dǎo)向磁體的其它構(gòu)造。此外,除描述的磁體裝置之外,也有可能提供其它和/或不同構(gòu)造的磁體裝置,如果它們不顯著影響導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的描述功能。為此,在原理上給每個磁體裝置僅提供描述的繞組就足夠了。在車輛的縱向方向上測量的磁體裝置的長度便利地于按照預(yù)選擇的矩陣(柵)長度到處相等。而且,不言自明的是,不同的特征也能以除以上描述和表示的那些之外的組合應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于磁懸浮車輛(1)的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),具有至少一個磁體裝置(31,56,57),該磁體裝置包括沿車輛的縱向方向在第一和第二端之間延伸的鐵心(33),所述鐵心具有用于多個繞組(34,58至61)的一個布置在另一個上面的至少兩個繞組平面,其中在第一端處,所述磁體裝置(31,56,57)在所述繞組平面的至少兩個中分別設(shè)有一個位于另一個后面的兩個繞組(34,58至61),其方式使得在車輛的縱向方向上一個在另一個后面并且彼此對角上下布置和串聯(lián)連接的兩個繞組形成分別連接到一個指定控制回路(18)上的一個第一對和/或第二對繞組(例如,58a,58b和/或59a,59b),其特征在于,在第二端處,所述磁體裝置(31,56,57)具有至少兩個繞組,所述至少兩個繞組在車輛的縱向方向上一個布置在另一個后面、電氣地串聯(lián)連接、并形成連接到另一個指定控制回路(18)上的第三對繞組(例如,60a,60b和/或61a,61b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),其特征在于,該導(dǎo)向磁體系統(tǒng)具有至少兩個磁體裝置(56,57),所述磁體裝置(56,57)的每一個毗鄰一個沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域(例如,50)并且以它們的第二端彼此面對;至少一個第三磁體裝置(51)設(shè)置在這兩個磁體裝置(56,57)之間,所述第三磁體裝置(51)包括在車輛的縱向方向上一個位于另一個后面的至少四個繞組(52至55),其中,一個緊位于另一個后面的兩個繞組(52,53或54,55)電氣地串聯(lián)連接并且連接到另一個指定控制回路(18)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),其特征在于,在第二端處,所述磁體裝置(31)在所述繞組平面的至少兩個中分別設(shè)有一個位于另一個后面的兩個繞組(34a3,34a4或34b3,34b4),其方式使得在車輛的縱向方向上一個在另一個后面并且彼此對角地上下布置的兩個繞組電氣地串聯(lián)連接,并且形成連接到另一個指定控制回路(18)上的一對繞組(例如,34a3,34b4或34a4,34b3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),其特征在于,在車輛的縱向方向上,多個磁體裝置(31)一個布置在另一個后面,使得在選擇的磁體裝置(31)之間存在間隙(36)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),其特征在于,所述間隙(36)具有與所述磁體裝置(31)的長度相對應(yīng)的一長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的導(dǎo)向磁體系統(tǒng),其特征在于,所述間隙(36)由覆蓋部分(37)所覆蓋。
7.一種具有包括至少一個磁體裝置(31,56,57)的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的磁懸浮車輛,其特征在于,所述導(dǎo)向磁體系統(tǒng)根據(jù)以上權(quán)利要求1至6中任意一項構(gòu)造。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁懸浮車輛,其特征在于,在其中間區(qū)域中,所述磁懸浮車輛具有至少一個沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域(50);并且只有根據(jù)權(quán)利要求2的磁體裝置(51、56、57)設(shè)置在這個區(qū)域(50)與一鼻部或尾部區(qū)域(40)之間,所述鼻部或尾部區(qū)域(40)也形成一沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁懸浮車輛,其特征在于,所述磁懸浮車輛在一中間區(qū)域中具有一沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域(50),并且只有根據(jù)以上權(quán)利要求3至6中任意一項的磁體裝置(31)被設(shè)置在該區(qū)域(50)與一鼻部或尾部區(qū)域(40)之間,所述鼻部或尾部區(qū)域(40)也形成一沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的磁懸浮車輛,其特征在于,所述沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域(50)由布置在中間的制動磁體形成。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求7至10中任意一項所述的磁懸浮車輛,其特征在于,所述磁懸浮車輛在車輛的縱向方向上具有一個布置在另一個后面的至少兩個段(66,67),其中在這些段(66,67)之間的過渡區(qū)域(65)分別形成另外的沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁懸浮車輛,其特征在于,每個構(gòu)造得像根據(jù)權(quán)利要求2的第三磁體裝置(51)的磁體裝置(68)被設(shè)置在兩個段(66,67)之間的所述過渡區(qū)域(65)中,所述第三磁體裝置(51)包括在車輛的縱向方向上一個布置在另一個后面的至少四個繞組(69至72)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁懸浮車輛,其特征在于,所述磁懸浮車輛僅使所述鼻部和/或尾部區(qū)域(40)以及如果有的布置在它們之間的制動磁體(50)用作沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域,其中根據(jù)權(quán)利要求1的磁體裝置(56,57)毗鄰所述沒有導(dǎo)向磁體的區(qū)域,而只有與所述第三磁體裝置(51)相對應(yīng)的磁體裝置(68)被設(shè)置在所述磁體裝置(56,57)之間,所述磁體裝置(56,57)包括位于段(66,67)之間的過渡區(qū)域(65)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的磁懸浮車輛,其特征在于,在所述鼻部和/或尾部區(qū)域(40)之間的所述磁體裝置(56,68,57)在車輛的長度上形成連續(xù)的磁通帶,該帶至多由制動磁體(50)中斷。
15.根據(jù)以上權(quán)利要求7至14中任意一項所述的磁懸浮車輛,其特征在于,與其它磁體裝置相比,毗鄰鼻部和/或尾部區(qū)域(40)的所述磁體裝置(31,56,57)設(shè)有沿車輛的縱向方向上延伸的繞組和鐵心。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磁懸浮車輛的導(dǎo)向磁體系統(tǒng)。該導(dǎo)向磁體系統(tǒng)包含多個具有鐵心的磁體裝置(50、51、57),所述鐵心具有兩個繞組平面,并且在車輛的縱向方向上延伸。偶數(shù)個繞組(58、60或59、61)布置在每個繞組平面中。在磁體裝置的一端處,串聯(lián)電氣連接并且直接相鄰?fù)瑫r彼此對角布置的每兩個繞組(例如,58a或58b)形成一對連接到指定控制環(huán)路上的繞組。在磁體裝置的另一端處,或者設(shè)有上述類型的兩對繞組,或者設(shè)有包括一個位于另一個后面的兩個繞組(60a、60b或61a、61b)的僅一對繞組。本發(fā)明也涉及一種裝有上述導(dǎo)向磁體系統(tǒng)的磁懸浮車輛。
文檔編號B60L13/08GK1878686SQ200580001218
公開日2006年12月13日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
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