專利名稱：用于磁懸浮車輛的磁極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的磁極。
背景技術(shù)：
這種磁極以不同的用途應(yīng)用于磁懸浮車輛，例如，作為承載、引導(dǎo)的一部分，或制動磁體。迄今為止，這些磁極由已經(jīng)處于外殼電位的鐵心和應(yīng)用在其上的繞組構(gòu)成，所述繞組由以交替順序排列的導(dǎo)體和絕緣體的層形成(PCT WO 97/30504)。所述導(dǎo)體和絕緣體由帶狀和/或條狀材料形成，例如，鋁帶和薄絕緣箔。另外，通常在與鐵心鄰接的導(dǎo)體帶的第一層和鐵心自身之間提供圍繞鐵心殼布置的絕緣層。
由于導(dǎo)體帶的形狀主要為矩形，因此其與鐵心鄰接的縱向邊緣產(chǎn)生一個銳邊的繞組幾何形狀，當(dāng)磁極被使用時，該幾何形狀必然伴有電場強度集中和在這些區(qū)域的尖端放電。另外，由于在這些區(qū)域產(chǎn)生了達到千伏范圍的高電壓，因此如果不能安全地避免，那么對絕緣的損壞會使得磁極無效。特別是，如果在承載或引導(dǎo)磁體系統(tǒng)中的大量磁極被連續(xù)地轉(zhuǎn)換，并且如果與磁極的感應(yīng)率結(jié)合的寄生電容產(chǎn)生不需要的諧振，那么將會產(chǎn)生這種負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，現(xiàn)在本發(fā)明的一個目的是減少和/或甚至完全避免在上文所描述的這種磁極的尖端或類似部分的場強集中。
權(quán)利要求1的特征部分用于解決該目的。
本發(fā)明具有的優(yōu)點是，在與鐵心鄰接的區(qū)域通過適當(dāng)?shù)厍懈顚?dǎo)體實現(xiàn)預(yù)選的繞組形狀，由此，靠近鐵心的導(dǎo)體帶層的具有銳邊的側(cè)邊被離鐵心較遠的層隱藏，因此不會造成損害。
由從屬權(quán)利要求可以明顯看到本發(fā)明的其它優(yōu)點。


本發(fā)明的實施側(cè)將在下文基于附圖被更詳細地解釋，其中圖1示出了在包括一個鐵心和一個單圓盤繞組的常規(guī)磁極上施加繞組的透視圖；圖2示意地示出了在與鐵心鄰接的區(qū)域中根據(jù)圖1的磁極的一半的繞組幾何形狀，作為沿著圖1中線II-II的部分剖面；圖3示出了相應(yīng)于圖2的部分剖面，但是通過具有根據(jù)本發(fā)明的繞組幾何形狀的磁極而加強；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明磁極的另一個實施例的相應(yīng)于圖3的部分剖面，和圖5示出了根據(jù)本發(fā)明磁極的第三個實施例的相應(yīng)于圖3和圖4的部分剖面。
具體實施例方式
根據(jù)圖1將在下文涉及的該種磁極包括由疊片組構(gòu)成的鐵心1以及一個應(yīng)用在其上的繞組2，鐵心1最好為方形并具有修整的角部?？梢酝ㄟ^很多不同的方式制造鐵心1，這對本發(fā)明并不重要。另外，所述鐵心1可設(shè)有抵靠其殼面的環(huán)形絕緣層3，所述絕緣層由絕緣材料制成，例如，由塑料制成，并且也可構(gòu)造為繞組載體，該載體設(shè)有組裝凸緣4，繞組2將位于其間。絕緣層3用作所述繞組2的組裝以及繞組2關(guān)于所述鐵心1的中心和線圈軸線5在徑向?qū)﹁F心1的電絕緣。
例如，繞組2由以交替順序排列的導(dǎo)體帶6(例如，由鋁制成)的層和以絕緣箔或類似形式設(shè)置在其間的在徑向上將這些層彼此電絕緣的其它絕緣層7構(gòu)成。在制造所述磁極1時，導(dǎo)體帶6和絕緣層7以已知的方式從供應(yīng)圈8，9抽出，并且圍繞中心軸線5共軸地纏繞在所述鐵心1上。此后，如此獲得的繞組2包括一個圓盤構(gòu)成，所述圓盤相對于中心軸線5共軸延伸并在徑向上具有許多層。
根據(jù)圖2的磁極，顯示了一個位于中心軸線5右側(cè)的繞組部分2a，其具有很多層10，例如，用參考數(shù)字10a到10k單獨標(biāo)明。因此，層10a直接位于鐵心1和/或絕緣層3處。在兩個獨立的層10之間具有每一個用線表示的絕緣層11，該絕緣層在徑向上將層10彼此電絕緣。
最里面的層10a和最外面的層10k設(shè)有未在這里示出的用于施加終端電壓的電連接。
磁極具有一個平行于中心軸線5測量并且位于形成層的導(dǎo)體帶的兩縱向邊緣14和15之間的高度，因此與導(dǎo)體帶的寬度一致。圖2中用字母A表示的導(dǎo)體帶的中間部分關(guān)于峰值場強為較為不重要。相反，用字母B和C表示的并且在導(dǎo)體帶的每個縱向邊緣14，15在兩側(cè)延伸的部分的特征在于邊緣和尖端，其可以產(chǎn)生電場強度的不可控制的高度集中。一方面是由于與縱向邊緣14，15鄰接的導(dǎo)體帶的尖銳的切割邊緣，另一方面是由于高度上的誤差以及在鐵心1上施加繞組的不準(zhǔn)確性。這一切或許會在縱向邊緣14，15的區(qū)域產(chǎn)生具有非常小半徑的曲折狀和鋸齒狀的輪廓，如上所述，這將在接近鐵心1的區(qū)域產(chǎn)生干涉。
根據(jù)本發(fā)明，磁極因此根據(jù)圖3成形。其與根據(jù)圖1和圖2的磁極的主要不同在于，它的繞組16是由導(dǎo)體帶17制成的，導(dǎo)體帶17在鄰接所述鐵心1的區(qū)域為楔形并且被適當(dāng)?shù)厍懈钜员阌谄湓谄叫杏谥行妮S線5測定的寬度從所述鐵心1朝外側(cè)逐步增加，從平均值b1直到最大值b2，該最大值基本與鐵心的高度一致。除了圖2顯示的部分，圖3還顯示了具有特別切割的一部分導(dǎo)體帶17的俯視圖。不是僅僅在位于徑向外側(cè)的導(dǎo)體帶17的自由端，優(yōu)選地在與一定數(shù)目的層10a，10b等相應(yīng)的長度之后，達到所述最大值b2，如在垂直于中心軸線5延伸的所述導(dǎo)體帶17的縱軸18的方向上看到的，該一定數(shù)目小于(優(yōu)選地小很多)現(xiàn)有層10的總數(shù)。假設(shè)有100直到300層10，在例如最大約10層后達到最大值b2。
采用根據(jù)圖3的實施例，最大值b2在大約6層后達到，例如，在層10f。從這點起，導(dǎo)體帶17的寬度將恒定地等于該值b2。
導(dǎo)體帶17的增加的寬度通過在靠近所述鐵心1的一部分特別地切割其縱向邊緣17a、17b而獲得。所述特別的切割沿著圖3中所示的直線19，20進行?？蛇x擇的是，縱向邊緣17a，17b的特別的切割也可以沿著連續(xù)延伸的可選用任何合適形狀的曲線21，22取得。
由于在形成如圖3中用虛線表示的三角形的多余部分23和/或相應(yīng)的槽過程中切割側(cè)緣17a、17b層，所以層10a，10b……10k獲得了一個逐漸增加的高度。直線19，20和/或曲線21，22的斜度有利地如此選擇，以便于只有第一層的角部和/銳邊(例如，圖3中的24，25)分配給所述鐵心，該角部和邊緣已經(jīng)被后續(xù)層以平面的形式覆蓋。例如，層10a的邊緣24被層10b覆蓋，層10b的邊緣25被層10c覆蓋，等等，借此，有害的尖端放電被大大減少了?？紤]到導(dǎo)體帶17非常薄(例如，0.2mm)和因此在這里產(chǎn)生的板/尖端結(jié)合的場強集中至少為在板/板結(jié)合處產(chǎn)生的場強集中的三倍，這尤其理想。另外，通過上面描述的特別切割，考慮到以上所述的用作覆蓋的幾何形狀，可以確保導(dǎo)體帶17的最小寬度b1僅按需要遠小于最大寬度b2，從而阻止與此相關(guān)的歐姆電阻的增強對在徑向上經(jīng)由所述鐵心1的熱損耗的導(dǎo)散造成大的不利影響。
本發(fā)明所取得的優(yōu)點從圖4中尤其明顯，其中類似圖2畫出了區(qū)域D到H。因此，如圖2中的區(qū)域A，區(qū)域D是非危險的。區(qū)域E和F標(biāo)志類似于圖2中區(qū)域B和C的兩個區(qū)域，但是這里所表示的區(qū)域具有減少的場強載荷。此外，由于在這些區(qū)域的場強載荷逐漸減少，所以區(qū)域G和H普遍是非危險的。
本發(fā)明的其他優(yōu)點在于，通過避免絕緣擊穿獲得了更高的操作安全性、老化效應(yīng)的降低、以及電暈和部分放電額定值的增強。除此之外，特別明顯的是，圖3和圖4中顯示的在第一層10a到10e區(qū)域中的階梯形幾何形狀原則上可隨意選擇并且可以極大地適于磁力需要。另外，根據(jù)圖5可以在所述鐵心1的絕緣層3和第一層10a之間提供連續(xù)的、部分導(dǎo)電的箔26，所述箔例如由混合有碳黑的有機絕緣材料制成并且能夠散逸電容性電流而不允許操作電流通過。根據(jù)圖5在鐵心1上施加了繞組后，箔26可抵靠邊緣和角部24，25等放置，以便因此獲得圓整的和均勻的靠近鐵心1的階梯區(qū)域并進一步減少尖端放電。
最后，本發(fā)明的一個特別的和基本的優(yōu)點是，圍繞所述鐵心1纏繞的絕緣層3不必比通常也可以避免絕緣故障所使用的厚。這也避免了絕緣破裂，但是也使在繞組17中產(chǎn)生的熱損耗經(jīng)由鐵心1導(dǎo)散更加困難。
根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)體帶17的邊緣17a，17b可被相同地或不同的切割和/或確定邊界。相對于導(dǎo)體帶17的縱軸18鏡像對稱地切割縱向邊緣17a，17b是一個特別的優(yōu)點。
本發(fā)明并不限制于這里所描述的可以以很多方式修改的實施例。這尤其適合于在個案中選擇的和可通過優(yōu)化測量獲得的線19，20和/或21，22和/或多余部分23的形狀。另外，可以通過兩個或多個、在中心軸線5的方向上一個位于另一個之上、并且通過另外的絕緣層隔離的圓盤構(gòu)造所述磁極，在這種情況下，每個圓盤將根據(jù)圖3到圖5成形并由靠近鐵心相應(yīng)切割的導(dǎo)體帶組成。很顯然，這些不同的特點也可以用于除上文描述和顯示之外的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于磁懸浮車輛的磁極，包括一個具有中心軸線(5)的鐵心(1)和以圓盤形式應(yīng)用于其上的繞組(16)，所述繞組由導(dǎo)體帶(17)圍繞鐵心(1)纏繞數(shù)層(10)形成，其特征在于，所述導(dǎo)體帶(17)在其沿所述中心軸線(5)的方向間隔設(shè)置的縱向邊緣(17a，17b)被如此切割，使得其寬度從鐵心(1)朝著外側(cè)穩(wěn)定地增加，直到達到一個最高值(b2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁極，其特征在于，在一個與若干層(10)相對應(yīng)的長度后，達到沿導(dǎo)體帶(17)的縱向所示的導(dǎo)體帶(17)的寬度最大值(b2)，所述若干層(10)比總的層(10a....10k)的數(shù)目少。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁極，其特征在于，在與大約10層(10)相對應(yīng)的導(dǎo)體帶(17)的長度后，達到所述寬度最大值(b2)。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求1至3中任意一個所述的磁極，其特征在于，所述導(dǎo)體帶(17)的縱向邊緣(17a，17b)相對于垂直于所述導(dǎo)體帶(17)的中心軸線(5)延伸的縱軸(18)被鏡像對稱地切割。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求1至4中任意一個所述的磁極，其特征在于，所述縱向邊緣(17a，17b)沿直線(18，19)被切割。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求1至4中任意一個所述的磁極，其特征在于，所述縱向邊緣(17a，17b)沿連續(xù)的曲線(20，21)被切割。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求1至6中任意一個所述的磁極，其特征在于，所示鐵心(1)在其殼面上被一絕緣層(3)覆蓋，并且在所述絕緣層(3)和與其鄰接的所述圓盤的層(10a)之間設(shè)置一個部分導(dǎo)電的箔(26)，所述部分導(dǎo)電的箔(26)抵靠著臺階(24，25)，所述臺階(24，25)被形成在通過所述導(dǎo)體帶(17)的切割而形成的所述單獨的層(10)之間。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求1至7中任意一個所述的磁極，其特征在于，所述磁極至少包括兩個圓盤，每個圓盤具有由一個導(dǎo)體帶(17)形成的層(10)，并且其中所有圓盤的所述導(dǎo)體帶(17)根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一個或幾個進行切割。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于磁懸浮車輛的磁極，包括一個鐵心(1)和一個以圓盤形式應(yīng)用在那里的繞組(16)，所述繞組由導(dǎo)體帶(17)圍繞所述鐵心(1)纏繞數(shù)層(10a….10k)形成。根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)體帶(17)沿其縱向邊緣(17a，17b)被如此切割，使得從鐵心(1)延伸的導(dǎo)體帶的寬度穩(wěn)定地增大至最大值(b2)。
文檔編號B60L13/04GK1842434SQ200580000974
公開日2006年10月4日 申請日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者W·哈恩, 鄭清華, L·米勒 申請人:蒂森克魯伯快速運輸有限公司