DE3148007A1

DE3148007A1 - "pollageerfassung durch die kombination von zwei sensor-anordnungen"

Info

Publication number: DE3148007A1
Application number: DE19813148007
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 3340 Wolfenbüttel Meins; Herbert Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Weh
Original assignee: Individual
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE3148007C2

Description

"Pollageerfassung durch die Kombination von
zwei Sensor-Anordnungen" Beschreibung der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung fÜr die berührungslose Korrektur des Lagesignals eines bewegten Körpers, insbesondere zur Anwendung bei einem durch einen Langstatorlllotor angetriebenen Verkehrssystem, gekennzeichnet dadurch, daß das Lagesignal keinen definierten Bezug zur Linearmotorwicklung aufweist, jedoch mit der Wicklungsverteilung des Langstators periodisch verläuft und zur Orientierung des Lagesignals an die Langstatorwicklungsverteilung fahrzeugseitige Sondensignale sowie meßbare elektrische Größen der Langstatorwicklung herangezogen werden.
Die Bestimmung der tage eines bewegten Körpers erfolgt durch Auswertung periodischer ortsfester Strukturen entlang des Fahrweges.
Finden für den Antrieb des Körpers (Fahrzeuges) synchrone oder asynchrone Langstatorlinearmotoren Anwendung, so bieten Verfahren zur Fahrzeuglagebestimmung unter Ausnutzung der in der Nutteilung periodischen Zahn-Nut-Struktur des Stators Vorteile, da keine zusätzlichen Einrichtungen entlang des Fahrwecres notwendig sind.
Bei einer durch die Polteilung bekannten Statorwicklungsgeometrie und entsprechender Auswertung der Nutungsstruktur ergibt sich ein mit der Polteilung periodisches Lagesignal. Ohne zusätzliche Maßnahmen beschreibt diese Größe eine relative Lageinformation, deren Zuordnung zur Statorwicklungsverteilung abiängig ist von in der Nutung auftretenden Kontinuitatsstörungen. Um einen absoluten Bezug des Lagesignals zur Statorwicklung herzustellen, bedarf es einer stetigen oder punktförmigen Korrelctur.
Entsprechend der Darstellung in Abb. 1 erfolgt die Korrektur des auf dem Fahrzeug ermittelten Lagesignals N (14) durch ein Signal P (17) , das aus dem auf dem Fahrzeug gemessenen Strombelag A (13) und dem gemessenen zeitlichen Verlauf der Statorströme i (16) gebildet wird.
Die Ermittlung der auf das Fahrzeug bezogenen Strombelagsverteilung erfolgt dabei mit einer bekannten Streufeldmeßeinrichtung (1) (Pollageerfassung und -stabilisierung bei einem Synchron-Langständermotor, etz-a, Band 6, 1977, Seite 414-418). Das in der Schaltungsanordnung (3) gebildete Signal A (13) wird durch die Komponenten Ad, A bezüglich des fahrzeugseitigen Koordinatensystems d,q beschrieben. Dabei ergibt sich für den allgemeinen Fall ein Winkel αi des Strombelages A bezüglich der Fahrzeuglage I. Die auf dew Iahrzeug ermittelten Signale werden mit der Ubertragungseinrichtung (5) dem ortsfesten Anlagenteil zugeführt.
Mit der Strommeßanordnung (6) werden die vom Wechselrichter (7) gelieferten Wicklungsströme (15) erfaßt und nach einer Koordinatenwandlung in (8) als Stromvektor i (16) im ortsfesten daß -Koordinatensystem dargestellt. Durch Division (9) der Größen (13) und (16),(Gleichung 1) ergibt sich das von der Amplitude des Stromes bzw. Strombelages unabhängige Lagesignal P (17), das bezüglich des J, -Koordinatensystems um den Winkel e =wt + αi gedreht ist.
Das von der Nutenzähleinrichtung (2) in der Schaltungsanordnung (4) gebildete Lagesignal N (14) weist bezüglich des Lagesignals P (17) die Winkelabweichung # - # # o auf. Eine Phasenkorrektur des Signales N auf das Signal P erfolgt durch, daß der zur Bildung des Lagesignals L (18) verwendete Zähler (11) durch das Signal P periodisch zu Null gesei.zt wird.
Bei nicht vorhandenem Wieklungsstrom i und Strombelag A ist das Signal P nicht verfügbar, Nrfolgt ein selbsttätiges Rücksetzen des zählers (11) bei einem Zählorstand,der gorade einer Wicklungsperiode entspricht, so beschreibt das Signal @ (18) dann eine dem Signal P entsprechende Lage, wenn keine Nutungsstörungen auftreten.
Eine weitere Korrekturmöglichkeit des Lagesignals N (14) ist in Abb, 2 dargestellt.
Die mit der Strommeßeinrichtung (6) und der Spannungsmeßeinrichtung (19) erfaßten elektrischen Größen der Langstatorwicklung werden als Signale (15), (20) einer Modallschaltung (21) zugeführt, Das Ausgangssignal der Modellschaltung ist bei einem synchronen hin@armotor die vom Fahrzeug induzierte Spannung up (22), deren zeitlicher Verlauf durch den Lagewinkel # beschrieben wird. Eine Phasenkorrektur des Signales N auf das Signal up erfolgt dadurch daß der zur Bildung des Lagesignals 1, (18) verwendete Zähler (11) durch das Signal u peric@isch zu Null gesetzt wird. Das zur Phasenkorrektur verwendete Signal up (22) ist auch bei fehlendem Statorstrombelag verfügbar.
Eine punktförmige Korrektur des Lagesignales N (14) erfolgt durch eine fahrzeugseitige Sondeneinrichtung (24) entsprechend der Darstellung in Abb. 3.
Von einem in definiertem Bezug zur Langstatorwicklung angeordneten passivem Geberteil (25) wird in der aktiven Fahrzeugsonde (24) ein Impuls 1 (26) ausgelöst. Das Rücksetzen des Zählers (11) erfolgt selbsttätig durch das Signal N (14) mit einer der Langstatorwicklung entsprechenden Periodizität und zusätzlich durch den Impuls @ (26). Dabei ist es zweckmäßig, die fahrweg@eitigen passiven Geberteile (25) so anzuordnen, daß @@ der Statornu tung auftretende Diskontinuitäten eng eingegrenzt sind.
Hierdurch wird erreicht , daß auftretende @agefehle sich nur örtlich begrenzt auswirken können.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e 1. Einrichtung für eine berührungslose Korrektur des Lagesignals eines bewegten Körpers, insbesondere zur Anwendung bei einem durch einen Langstatormotor angetriebenen Verkehrssystem, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß das Lagesignal keinen definierten Bezug zur Linearmotorwicklung aufweist jedoch mit der Wicklungsvertei lung des Langstators periodisch verläuft,und zur Orientierung des Lagesignals an die Langstatorwicklungsverteilung fahrzeugseitige Sondensignale sowie meßbare elektrische Größen der Langstatorwicklung herangezogen wer den 2 Einrichtung nach Anspruch | 1, d a d U r c h g e k e n nz e i c h- n e t, daß zur Korrektur der Fahrzeuglagegröße die auf dem Fahrzeug mit einer Sonde ermittelte Zuordnung um Statorstrombelag sowie der meßbare zeitliche Verlauf der Statorwicklungsströme herangezogen wird, wobei entsprechend der Darstellung in Abb. 1 eine Verknüpfung der Signale (emäß Gl 1 erfolgt 3. Einrichtung nach Anspruch 1, , d a d u r c 11 g e k e n nz e i c h n e t, daß zur Korrektur der Fahrzeuglagegröße nur die in einem Streckenmodell aus den meßbaren elektrischen Größen Spannung und Strom errechnete, vom Fahrzeug induzierte Spannung herangezogen wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r t X g e k e n nz e i c h n e t, daß zur Korrektur der Fahrzeuglagegröße n ein impulsförmiges Signal herangezogen wird, welches entsteht aus dem Zusammenwirken einer weiteren fahrzeugseitigen Sonde und an dem Fahrzeug angebrachten passiven Geberteilen, webei d@ese so angeordnet sind, daß ein örtlich definierter Bezug zur Statorwicklung gegeben ist.