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DE2364308A1 - High speed linear motor - with movable contact shoes complete with damping - Google Patents

High speed linear motor - with movable contact shoes complete with damping

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Publication number
DE2364308A1
DE2364308A1 DE2364308A DE2364308A DE2364308A1 DE 2364308 A1 DE2364308 A1 DE 2364308A1 DE 2364308 A DE2364308 A DE 2364308A DE 2364308 A DE2364308 A DE 2364308A DE 2364308 A1 DE2364308 A1 DE 2364308A1
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Germany
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pole
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DE2364308A
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German (de)
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DE2364308C2 (en
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Goetz Dipl Phys Heidelberg
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Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/03—Electric propulsion by linear motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

The high speed linear motor system requires accurate and small air gaps between the vehicle and the track. In order to dampen out the irregularities in the track the contact shoes on either side of the track are mounted with vertical movement, and are coupled to the vehicle by means of linked suspension elements. The material of the contact shoes, and their bearings, is of a low hysteresis loss steel so that a responsive suspension is obtained. The magnetic bridge units are controlled by an electromagnetic coil winding.

Description

Linearmotor für hohe Geschwindigkeiten 18»12.73 Patentbeschreibung Linear motor for high speeds 18 »12.73 Patent description

Bei einem Fahrzeug welches hohe Geschwindigkeiten mit neu zu entwickelnden magnetischen Trag- und FUhrungsmitteln erzielen soll, besteht ein Problem darin, bei kleinen Luftspalt etwelche erforderlich sind un die magnetischen Energien nicht zu gross werden zu lassen, den Unregelraässigkeiten der Fahrspur zufolgen. Die Fahr* spur wird bei dem Entwicklungsgegenstand, der von dieser Patentanmeldung betroffen wird, dargestellt durch eine ferromagnetisch· Einrichtung die mit Hubmagneten oder auch mit Erregermagneteh für den Fahrzeugantriea funktionell verbunden ist .In a vehicle which is to achieve high speeds with newly developed magnetic support and guide means, there is a problem with small air gaps that some are required and that the magnetic energies do not become too large to let follow the irregularities of the lane. The driving * In the case of the subject of development to which this patent application relates, trace is represented by a ferromagnetic Device with lifting magnets or with exciter magnets for the vehicle drive is functionally connected.

Der Aufwand für eine elektromagnetische Steuerung oder eine Steuerung anderer Art zur Aufrechterhaltung eines kleinen Luftspaltes ^deiTifeststehenden Teilen der Trasse ist wesentlich davon abhängig wie hcLK Beschleunigungskräfte auf Grund von vertikalen und horizontalen Relativbewegungen zwischen Traaa· und Fahrzeug ausgeglichen werden müssen. Da/bei gehen die zu erzielenden Ausgleichskräfte proportional mit der Masse der Z.t<. steurnden Einrichtung.The effort for an electromagnetic control or a control of another type to maintain a small air gap ^ the fixed parts of the route is essentially dependent on how hcLK acceleration forces due to vertical and horizontal relative movements between the Traaa · and the vehicle must be compensated. The balancing forces to be achieved are proportional to the mass of Zt <. controlling facility.

Erfindungsgemäss wird die träge. Masse der hier su steuernden Einrichtung reduziert auf die Polschuhe;welche beweglich au den Übrigen Massen des Fahrzeuges angeordnet werden,Dabei setzen sich die magnetischen Kräfte wesentlich an den Polschuhen ab, sodaes insbesondere das Fahrzeuggewicht gegenüber den Polschuhen über Federungen abgestützt werden kann,0ie Polschuhe können damit den ünregelmäeeigkeiten der Trasse und den Gegebenheiten der Steurunf leicht und mit geringer träger Masse folgen, während die gross·According to the invention, the sluggish. Mass of the device to be controlled here reduced to the pole pieces ; which are movably arranged on the other masses of the vehicle, the magnetic forces are essentially deposited on the pole pieces, so that in particular the weight of the vehicle can be supported against the pole pieces by means of springs and follow with a low inertial mass, while the large

509826/0191 ORIGINAL INSPECTED509826/0191 ORIGINAL INSPECTED

Λ.Λ.

Masse des Fahrzeuges und der Magnete starr oder wiederum auch federnd miteinander verbunden von den gleichen Polschuhen durch eine relativ weiche Federung separiert ist.Mass of the vehicle and the magnets rigid or in turn resiliently connected to each other is separated from the same pole pieces by a relatively soft suspension.

Bei der hierzu vorzusehenden Federung ist nach dem Stand der Technik nicht nur mechanische unter zusätzlicher Verwendung von Dämfern sondern auch hydraulische- pneumatische.aktive,gestein*te Federung anzuwenden.The suspension to be provided for this purpose is state-of-the-art not just mechanical with the additional use of dampers but also hydraulic, pneumatic, active, rocky suspension apply.

Die horizontalen FUhrungskrifte bei deviin den lbindungen gezeigtenThe horizontal guides shown at devi in the bindings

Beispielkonfigurationen werden vorteilhaft durchgeteilte Statoren erhöht, gegenüber ungeteilten nahezu verdoppelt, wofür die beweg- · liehen Polschuhe geteilt oder mit zwei Polflächen versehen^erfindungsgemäss gegenüber einem durchgehenden Dauer- oder Elektromagnetenkörper verschiebbar angeordnet sind.Example configurations are advantageously split stators increased, almost doubled compared to undivided parts, for which the movable Borrowed pole shoes divided or provided with two pole faces ^ according to the invention are arranged displaceably relative to a continuous permanent or electromagnet body.

unter- und oberhalb eines Statorwanderfeldes sich befindenden Erregermagneten ist eine Konfiguration von besonderem Vorteil, bei welcher die eine Seite nur durch eine magnetische Flussbrückey nicht aber durch einen Magnet gebildet wird»Hierbei ist gegebenenfalls die gesammte Einrichtung ohne verschiebbare Flächen gemeinsam mit den gegenüberliegenden Polschuhen verschiebbar anzuordnen^wodurch sich Vereinfachungen ergebenJBei der Ausatatfc tung eines Fahrzeuges mit Einheiten von Polschuhen ist es vorteilhaft; wenn jede Ecke des Fahrzeuges mit separaten Polteilgruppen versehen ist, damit diese unabhängig von den anderen Gruppen den Störungen gemäss gesteurt werden kann und auch keine zu grosse Schlankheit aufweisen bussj die zu erhöhtem Konstruktionsaufwand führen würde.A configuration of excitation magnets located below and above a stator traveling field is particularly advantageous in which one side is formed only by a magnetic flux bridge but not by a magnet To arrange surfaces together with the opposite pole pieces so that they can be displaced, which simplifies the design direction of a vehicle with units of pole pieces, it is advantageous; if each corner of the vehicle is provided with separate pole part groups so that they can be controlled independently of the other groups according to the disturbances and also do not have too great a slimness bussj which lead to increased construction effort would.

509826/0191509826/0191

Auf Grund der geringen Masse des Teiles der den Unebenheiten der Fahrbahn folgen muss, der Polteilgrpppen, können Of the bumps in the road must be followed due to the low mass of the part of the Polteilgrpppen can

diese mit hoher Frequenz an die Fahrbahn durch z.B. eine elektrjmagnetische Steuerung angekopplet werden« Das bedeutet these are coupled to the roadway at a high frequency, for example by means of an electro-magnetic control system «That means

die Einhaltung einer nahezu gleichbleibenden compliance with an almost constant

Spaltweitef weshalb diese wiederum besonders klein ausgeführt werden kann und damit zu einer erheblichen Ersparniss an magnetischer Ener*· gie und Gewichtsaufwand führt, dagegen ist die Koppelung zwischen diesen Polteileinheiten und den Magneten^welche normalerweise dirket mit dem Fahrzeug verbunden sein werden.eine Ankopplung mit niedriger Frequenz^ wie sie als passive Federung zum Stand der m Technik gehört oder wie sie als Aktive Federung mit Berücksichtigung von Beschleunigungs- und Wegeinflüssen gesteuert ausgeführt werden kann.Gap wide e f, which is why it can be made particularly small and thus leads to a considerable saving in magnetic energy and weight , on the other hand the coupling between these pole units and the magnets, which are normally connected directly to the vehicle, is one coupling a low frequency ^ as how it may be carried out as a controlled active suspension with consideration of acceleration and Wegeinflüssen heard as a passive suspension with the prior art or m.

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Claims (13)

Linearmotor für höhe Geschwindigkeiten 18.12.73 PatentansprücheLinear motor for high speeds 12/18/73 claims 1. !Linearmotor" für hohe Geschwindigkeiten mit stationärem Wanderfeld *7 und Erregermagneten £ la Fahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass die Erregermagnete vornehmlich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges bewegliche Polschuhe 3 aufweisen.1.! Linear motor "for high speeds with a stationary traveling field * 7 and exciter magnets £ la vehicle characterized that the exciter magnets have pole pieces 3 that can be moved perpendicular to the direction of movement of the vehicle. 2. Linearmotor nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Polschuhe ^ mechanisch zusammengefasst verbünden sind und über Federungen U- die Erregermagnete und das (Fahrzeug)2. Linear motor according to claim 1, characterized in that several pole pieces ^ are mechanically combined and the excitation magnets and the (vehicle) via springs U- 3. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass zwischen beweglichem Polschuh und Magnet eine Verschiebungsfläche £ etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung f des mit dem Fahrzeug verbundenen Errgerteils angeordnet ist.3. Linear motor according to previously characterized in that a displacement surface £ is arranged approximately perpendicular to the direction of movement f of the exciter part connected to the vehicle between the movable pole piece and the magnet. Jf. Linearmotor nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, dass dl· Verschiebungsflache aus Flächennadellagern§aue Stahlmaterial alt kleiner Hystereseenergie hergestellt ist.Jf. Linear motor according to claim 3, characterized in that dl Displacement surface from flat needle bearings §aue steel material old small hysteresis energy is produced. 5. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass der »·- wegliche Polschuh zweiteilig oder zwei Schuhflächen besitzt und am einteiligem Magnet verschiebbar angeschlossen sit.5. Linear motor according to previously characterized in that the »· - has movable pole piece in two parts or two shoe surfaces and is slidably connected to the one-piece magnet. 6. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass eine Crr sf er feldsei te durch Polschuhe^ptnit BrUcke /f// oh»» Magaettfebildet wird.6. Linear motor according to the previously characterized in that a Crr sf er field side is formed by pole shoes ^ ptnit bridge / f // oh »» Magaettfeb. 509826/0191509826/0191 7. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die7. Linear motor according to previously characterized in that the Magnete Dauermagnete^^ sind.Magnets are permanent magnets ^^. ι .ι. 8. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass Magnete durch einen steuerbaren Elektromagnet «7C* überbrückt werden .8. Linear motor according to previously characterized in that magnets are bridged by a controllable electromagnet «7C *. 9. Linearmotor nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke •/■/zwischen den Polschuhen mit einer steuerbaren Elektror magnetwicklung y/4i versehen ist.9. Linear motor according to claim 6, characterized in that the bridge • / ■ / between the pole pieces with a controllable Elektror magnet winding y / 4i is provided. 10. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliehen Polteile (Folschuhe) in einer U-förmigen Konstruktion -^T^Tzusammengefasst sind und im Fahrzeug durch eine Para- . llelführung und oder eine Federungseinrichtung gehalten werden.10. Linear motor according to previously characterized in that the movable pole pieces (foliage shoes) in a U-shaped construction - ^ T ^ T are summarized and in the vehicle by a Para-. llelführung and or a suspension device are held. 11. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass mit den beweglichen Polteilen Abstandsmesseinrichtungen .^Τψ zur Messung des Luftspaltes /f([zwischen Polteilen und Wanderfeldstator -^ vorhanden sind, die Steuerungssignale an die Magnetsteuerung, 11. Linear motor according to previously characterized in that with the movable pole parts distance measuring devices. ^ Τψ for measuring the air gap / f ([ between pole parts and traveling field stator - ^ are present, the control signals to the magnet controller, 12. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Polteile '3 über Luftkissen oder andere Gleitmittel in Bezug auf andrückende Gegenkräfte im Abstand zur Wanderfeldstatoroberfläche /f3 gehalten werden. . ;12. Linear motor according to the previously characterized in that the pole parts' 3 are held at a distance from the traveling field stator surface / f3 by means of air cushions or other lubricants with regard to opposing forces that are pressed against them. . ; 13. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier zu 'inheiten zusammengefasste Folgrppen" in einem Fahrzeug bzw. Fahrzeugabschnitt . angeordnet sind.13. Linear motor according to previously characterized in that at least four following groups "combined into units" are arranged in a vehicle or vehicle section. 509 8 26/019509 8 26/019 . ■ . 6- . ■. 6- 1^f. Linearmotor nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Ankoppelung der Polteileinheiten - an den Wanderfeldetator mit mindestens doppleter Eigenfrequenz als die Koppelung zwischen Polteileinheiten und Magneten (Fahrzeug) erfolgt.1 ^ f. Linear motor according to the previously characterized in that the coupling of the pole part units - to the traveling field detector with at least twice the natural frequency than the coupling between the pole part units and the magnet (vehicle) takes place. 509826/0T91509826 / 0T91
DE19732364308 1973-12-22 1973-12-22 Linear motor with traveling field stator and exciter magnets on the vehicle Expired DE2364308C2 (en)

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DE102009050511A1 (en) * 2009-10-23 2011-05-05 Weh, Herbert, Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Magnetic carrying/guiding arrangement for e.g. linear movement application, has excitation arrangement including parts that are deflected by control process to obtain required position correction of excitation part using field densities

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