專利名稱：磁懸浮列車中用于調(diào)節(jié)支持間隙的方法和具有以所述方法工作的調(diào)節(jié)電路的磁懸浮列車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分的方法以及一種根據(jù)權利要求4的前序部分的磁懸浮列車。
背景技術：
磁懸浮列車，特別是裝備有長定子線性電動機的磁懸浮列車，具有多個在行駛方向上連續(xù)設置的支撐(支持)磁體，它們與磁懸浮列車的軌道、特別是安裝在軌道上的長定子相對。在驅(qū)動磁懸浮列車時，支撐磁體首先被激活，以便在軌道和磁懸浮列車之間形成預定大小的支持間隙(support gaps)(例如10mm)。然后，磁懸浮列車被起動，其中在長定子線性電動機的情形下，支撐磁體同時提供線性電動機的激勵場(例如DE 39 17 058 C1)。通過間隙傳感器(例如DE 35 16 036C2)和與其連接的調(diào)節(jié)電路來確保保持為支持間隙所預給定的額定值，其中調(diào)節(jié)電路這樣控制支撐磁體的繞組中的電流，使得支持間隙在運行期間基本上保持相同大小(例如“MagnetschnellbahnTransrapid-Technik und System”，Thyssen Transrapid GmbH，MSBTr 10/96)。
這樣的磁懸浮列車的支撐磁體一般被安裝在支架(Gestellbuegeln)上，其中支架在它那側被固定在車廂的懸浮框架(suspension frame)或是類似裝置上。其中，優(yōu)選地這樣選擇機械結構，使得在懸浮框架的縱向端上設置兩個固定在不同支撐磁體上的支架，從而在那里至少兩個相鄰支撐磁體作用于懸浮框架。
由于例如指示支持間隙實際值的傳感器信號中、與該傳感器相連的調(diào)節(jié)電路中、以及機械結構中不可避免的公差，所以發(fā)生以下情況，即相鄰支撐磁體的繞組被不同大小的電流流經(jīng)，盡管它們建立相同支持間隙。這是不期望的，因為不同電流導致繞組的不同負載，例如通過放熱。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，這樣改進前面所述類型的方法和磁懸浮列車，使得盡管存在上述公差，也盡可能減小流經(jīng)相鄰支撐磁體的繞組的電流之間可能的差別，或者甚至將其減小為零。
權利要求1和4的區(qū)別特征用于解決該問題。
本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點，即在相鄰支撐磁體的繞組電流之間出現(xiàn)不期望的差別時，執(zhí)行勵磁電流的調(diào)平，而容忍由相應支撐磁體所產(chǎn)生的支持間隙中的微小區(qū)別。這種與支持間隙額定值的偏差被懸浮支架(Schebebegestelle)的機械結構吸收，而不影響行駛舒適性或?qū)е缕渌秉c，并因此可以毫無問題地被容忍。
本發(fā)明的其他有利特征在從屬權利要求中給出。


圖1示意性地示出了設置有長定子的軌道區(qū)域中通常磁懸浮列車的局部剖視圖。
圖2示意性地示出了磁懸浮列車的相鄰支撐磁體的兩個調(diào)節(jié)電路；以及圖3以不同的圖解顯示示出了本發(fā)明進行的調(diào)節(jié)策略。
具體實施例方式
圖1和圖2示意性地示出了磁懸浮列車1，它通?？梢苿拥乇话惭b到在線路的縱向上延伸的軌道上，軌道包含由鋼及/或混凝土制造的支座2以及安裝在其上的軌道板3。例如借助于長定子電動機來實現(xiàn)磁懸浮列車1的驅(qū)動，其中長定子電動機包括被固定在軌道的軌道軌板3下方、在其縱向上連續(xù)排列的定子疊片4。定子疊片4具有根據(jù)圖2交替連續(xù)排列的齒5a和凹槽5b，以已知方式將未示出的三相交流電繞組插入其中，其中三相交流電繞組被供以可變幅度和頻率的三相電流。長定子電動機的實際激勵場由作為支撐磁體6a、6b的磁性裝置產(chǎn)生，其中磁性裝置被至少一個側支架7固定在磁懸浮列車1的懸浮框架8上，并且磁性裝置具有面向定子疊片4的凹槽5b的磁極9a、9b。支撐磁體6a、6b不僅提供激勵場，而且還通過在磁懸浮列車1的運行期間在支撐磁體6a、6b和軌道或其定子疊片4之間維持大小為sa或sb(圖2)的預定間隙10a或10b而實現(xiàn)支承和懸浮功能。
為了正確引導(Spurfuehrung)磁懸浮列車1，軌道板3具有被側面安裝的引導條(Fuehrschiene)11，其與同樣被安裝在支架7上的引導磁體12相對，其中引導磁體12在運行時用于在其與引導條10之間維持對應于間隙10a、10b的間隙14。
本領域技術人員例如從文獻US-PS4,698,895，DE 3928278A1和PCT WO 97/30504A1中已知磁懸浮列車1及其磁性裝置，這里為了簡單起見將其包括在此引作參考。
根據(jù)圖2的實施例示出了兩個相鄰的或在磁懸浮列車1的行駛方向上連續(xù)設置的支撐磁體6a和6b，其中分別僅示出了各具有一個磁極9a或9b的兩個相對的端部6a，6b。實際上，每個支撐磁體6a、6b優(yōu)選地分別包含具有許多、例如12個，在行駛方向上間隔開的磁極9a或9b的磁性裝置。每一磁極9a、9b具有磁芯15a、15b和圍繞它的繞組16a或16b。
例如，支撐磁體6a、6b這樣面向定子疊片4，使得在磁懸浮列車停止運轉狀態(tài)中-即當它處于停止在導軌上的狀態(tài)時-支持間隙10a、10b的大小sa或sb例如為17mm，然而在車輛1運行時，保持例如10mm的值，該值產(chǎn)生對于磁懸浮列車1典型的懸浮狀態(tài)。
在圖2中示意性地示出的調(diào)節(jié)電路17a和17b用于維持支持間隙10a、10b的例如10mm的預定額定值。調(diào)節(jié)電路17a包括間隙傳感器18a，該間隙傳感器測量支撐磁體6a或其磁極9a與定子疊片4之間間隙10a的實際大小或?qū)嶋H值sa，并提供對應于大小實際值sa的電信號。間隙傳感器18a通過比較電路19a被連接至調(diào)節(jié)器21a，其中間隙10a的額定值經(jīng)由線路20a被輸送到比較電路19a。比較電路19a比較間隙傳感器18a的實際值sa與額定值na，并且在其輸出端提供差動信號，借助于該差動信號在調(diào)節(jié)器21a中生成控制信號，并將控制信號輸送至執(zhí)行器22a。執(zhí)行器22a為支撐磁體6a的繞組16a產(chǎn)生電流，并向該繞組16a尤其提供這樣的電流，使得支持間隙10a的大小在運行期間始終基本上對應于經(jīng)由線路20a所預定的額定值na。
調(diào)節(jié)電路17b被相應地構建，因此它的部件以相應的參考標號18b至22b以及nb表示。調(diào)節(jié)電路17b用于調(diào)節(jié)支撐磁體6b和定子疊片4之間大小為sb的間隙10b。
最后，在圖2中示出了磁懸浮列車1的懸浮框架8之一，該懸浮框架在一端被支撐磁體6a支撐，而在另一端由相鄰的支撐磁體6b支撐。因此，在通常情況下，兩個支撐磁體6a和6b應該將各自的支撐間隙10a、10b調(diào)整和設置為基本上相等的值na和nb，如在圖3b中示意性所示。其中，由于開始所提到的公差(例如間隙傳感器18a、18b的測量信號中的誤差)，可能發(fā)生，流經(jīng)這兩個作用于懸浮框架8的支撐磁體6a或6b的繞組16a、16b的電流不同。這示例性地在圖3a中表示，其中參考數(shù)字23a表示流經(jīng)繞組16a的電流，而參考數(shù)字23b表示流經(jīng)繞組16b的電流。為了避免這種不同的電流，根據(jù)本發(fā)明如下執(zhí)行。
首先，設置校正電路24(圖1)，它包括兩個與執(zhí)行器22a、22b的輸出端相連的輸入端和兩個輸出端，這兩個輸出端分別連接到兩個比較電路19a、19b其中之一，線路20a，20b也被連接到這兩個比較電路上，線路20a，20b為支持間隙10a，10b預給定額定值na、nb。在校正電路24中，借助于與流經(jīng)繞組16a、16b的電流23a、23b(圖2a)成比例的執(zhí)行器22a或22b的不同輸出值，計算用于支持間隙10a、10b的額定值na、nb的校正值。在特定情況下(電流23a＞電流23b)，由這個電流差計算用于比較電路19b的信號，通過這個用于比較電路19b的信號，支持間隙10b的額定值nb被減小。從而，繞組16b接收更多的電流，因此支持間隙10b與支持間隙10a相比變得更小，如圖3d所示。這種對額定值nb的影響一直進行，直到流經(jīng)這兩個繞組16a、16b的電流基本上相同為止。
然而，對于支持間隙10b，預先確定下限值，即預先選定的最小值，該值例如為9mm而不是通常的10mm，并且在圖3d中用uG表示。如果在達到這個極限值uG時還沒有實現(xiàn)流經(jīng)繞組16a、16b的電流的平衡，則現(xiàn)在也向比較電路19a輸送校正值，通過該校正值，流經(jīng)繞組6a的電流的額定值na被減小。結果是，支持間隙10a的大小sa變得比對應于額定值na更大(圖2d)。同樣，該校正也執(zhí)行，直到達到上限值oG，即例如預定最大值11mm而不是通常的10mm。
通常，以所述方式總是能夠?qū)崿F(xiàn)對應于圖3c中值25的繞組電流的平衡，于是磁懸浮列車1以略微不同的支持間隙10a、10b運行。即使在流經(jīng)兩個繞組16a、16b的電流在執(zhí)行所述校正之后仍然不相同，但是它們至少如此相互接近，使得一方面，在繞組16a、16b中所得到的不同熱損失可以被容忍，并且另一方面，所獲得的支持間隙10a、10b的值sa、sb足夠接近于所期望的額定值na、nb，使得與其相連的不同負載分配也可以被容忍。
之前由校正電路24所確定的繞組電流之間的差異通常被永久地保持。但是如果它們在磁懸浮列車運行期間變化，則首先支持間隙10a的增大被取消，并且如果必要的話，隨后支持間隙10b的減小也被取消。此外，在相關支撐磁體6a、6b發(fā)生故障的情況下，額定值na、nb的所述校正立刻被取消。
因此，如果不可避免的制造公差和同類的事情發(fā)生的時候，所述調(diào)節(jié)策略不旨在將支持間隙10a、10b保持恒定地等于預先確定的值sa或sb，而是在容忍較小間隙偏差的同時提供盡可能相同的繞組電流25(圖3c)。
本發(fā)明并不局限于所述的實施例，所述實施例可以多種方式被改進。特別地，這適用于僅僅示例地被給出的支持間隙10a、10b的大小na、nb的值，以及它們的上限值或下限值。此外，校正電路24僅代表用于校正額定值na，nb的一種可能的方法，因為調(diào)節(jié)工程領域中的技術人員也可以以任意其它有利的方式進行這些校正。此外，可以想到，將所描述的調(diào)節(jié)在適當?shù)淖兓乱矐糜诙嘤趦蓚€相鄰支撐磁體的繞組電流的調(diào)整中。除此之外，顯然，每個支撐磁體6a、6b的繞組16a、16b的數(shù)量可以被不同地選擇，特別是每個支撐磁體6a、6b例如可以是半磁體，其繞組被連接至分配給它、并且獨立于各自另外半磁體的調(diào)節(jié)電路。還可能將校正電路24分成分別被分配給調(diào)節(jié)電路17a或17b的兩個部分。最后，當然，不同特征也可以以與所描述和示出的不同的組合被應用。
權利要求
1.磁懸浮列車(1)中用于調(diào)節(jié)支持間隙(10a、10b)的方法，其中所述支持間隙在磁懸浮列車(1)運行時被形成在軌道(2、3、4)和多個被固定在所述磁懸浮列車(1)上的具有繞組(16a、16b)的支撐磁體(6a、6b)之間，其中相鄰位置上的至少兩個支撐磁體(6a、6b)作用于所述磁懸浮列車(1)的懸浮框架(8)，并且流經(jīng)繞組(16a、16b)的電流被這樣調(diào)節(jié)，使得這兩個支撐磁體(6a、6b)和軌道(2、3、4)之間的支持間隙(10a、10b)具有預定的額定值(na、nb)，其特征在于，在正常條件下流經(jīng)相鄰支撐磁體(6a及/或6b)的繞組(16a及/或16b)的電流不同時，支持間隙(10a、10b)的額定值(na、nb)被這樣改變，使得流經(jīng)具有較低電流的支撐磁體(6a、6b)的繞組(16a及/或16b)的電流被增加，并且/或者流經(jīng)具有較大電流的支撐磁體(6b及/或6a)的繞組(16b及/或16a)的電流被減小。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，在兩個繞組(16a 16b)中的電流出現(xiàn)差異時，首先嘗試通過以下方式使兩個繞組(16a、16b)中的電流彼此相等，即將流經(jīng)具有較低電流的繞組(16a或16b)的電流增大，最多直到達到最小間隙(uG)。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于，如果通過增加具有較低電流的繞組(16a及/或16b)中的電流不能使兩個電流相等，則流經(jīng)具有較高電流的繞組(16b及/或16a)中的電流被減少，最多直到達到最大間隙(oG)。
4.具有用于調(diào)節(jié)支持間隙(10a、10b)的調(diào)節(jié)電路的磁懸浮列車(17a、17b)，其中所述支持間隙在列車運行期間被形成在軌道(2、3、4)和多個被固定在列車(1)上并且具有繞組(16a、16b)的支撐磁體(6a、6b)之間，其中所述調(diào)節(jié)電路(17a、17b)包括調(diào)節(jié)裝置(19a到22a及/或19b到22b)，用于這樣調(diào)節(jié)流經(jīng)所述繞組(16a、16b)的電流，使得所述支持間隙(10a、10b)具有預定的額定值(n a、nb)，其特征在于，用于根據(jù)流經(jīng)所述繞組(16a、16b)的電流校正相應額定值(na、nb)的裝置(24)被分配給至少兩個相鄰支撐磁體(6a、6b)的調(diào)節(jié)電路(17a、17b)。
5.根據(jù)權利要求4的磁懸浮列車，其特征在于，所述調(diào)節(jié)電路(17a、17b)具有輸出端被連接到繞組(16a、16b)的執(zhí)行器(22a、22b)和用于比較所述支持間隙(10a、10b)的額定值和實際值(na、nb和sa、sb)的比較電路(19a、19b)，其中所述裝置(24)包含校正電路，所述校正電路在輸入端側被連接至執(zhí)行器(22a、22b)的輸出端，并且在輸出端側被連接至比較電路(19a、19b)。
6.根據(jù)權利要求4或5的磁懸浮列車，其特征在于，如果流經(jīng)相關支撐磁體(6a、6b)的繞組(16a、16b)的電流比流經(jīng)另一支撐磁體(6b及/或6a)的繞組(16b及/或16a)的電流小(大)，則校正電路在電流增加(減小)的意義上起作用。
7.根據(jù)前述權利要求4至6中任一項的磁懸浮列車，其特征在于，為所述支持間隙(10a，10b)分配上下極限值(oG、uG)。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種方法和以所述方法運行的磁懸浮列車。為調(diào)節(jié)在磁懸浮列車(1)的運行中在軌道(2、3、4)和多個被固定在所述的磁懸浮列車(1)上的具有繞組(16a、16b)的支撐磁體(6a、6b)之間形成的支持間隙(10a、10b)，其中在相鄰位置的至少兩個支撐磁體(6a、6b)作用于所述磁懸浮列車(1)的懸浮框架上，其中流經(jīng)繞組(16a 16b)的電流被這樣調(diào)節(jié)，使得兩個支撐磁體(6a、6b)和軌道(2、3、4)之間的支持間隙(10a、10b)具有預先確定的額定值(na、nb)。依據(jù)本發(fā)明并在正常條件下流經(jīng)相鄰支撐磁體(6a及/或6b)的繞組(16a及/或16b)的電流不同時，支持間隙(10a、10b)的額定值(na、nb)被這樣改變，使得流經(jīng)具有較低電流的支撐磁體(6a、6b)的繞組(16a及/或16b)中的電流被增加，并且/或者流經(jīng)具有較大電流的支撐磁體(6a及/或6b)的繞組(16a及/或16b)中的電流被減小。
文檔編號B60L13/10GK1842438SQ200580001037
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權日2004年3月18日
發(fā)明者托馬斯·貝克, 西格弗里德·埃爾曼, 奧拉弗·休伯 申請人:蒂森克魯伯快速運輸有限公司