Zum Betriebsverhalten synchroner Linearmotoren

Übersicht

Es wird ein synchroner Linearantrieb untersucht, bei dem die Erregerwicklung auf dem Fahrzeug angeordnet und die Statoren längs der Trasse abschnittsweise verlegt sind. Im Gegensatz zu konventionellen rotierenden Synchronmaschinen tritt durch die geradlinige Bewegung des Translators eine zeitliche, für den einzelnen Stator aber nicht periodische Änderung des magnetischen Leitwerts auf. Der Einfluß dieser Leitwertänderung läßt sich durch eine dimensionslose LeitwertfunktionK(t) erfassen. Sie beeinflußt über die Hauptinduktivitäten der Anordnung die magnetischen Kopplungen der einzelnen Wicklungsstränge und bewirkt zusätzliche Induktionsspannungen. Die abgeleiteten Beziehungen enthalten die Theorie der konventionellen Drehfeldmaschinen als Grenzfall.

Da nur die jeweils mit dem Translator im magnetischen Eingriff stehenden Statoren eingeschaltet sind, ergibt sich eine dynamische Betriebsweise des synchronen Linearantriebs. Für ein Entwurfsmodell durchgeführte Berechnungen zeigen jedoch, daß sich die Ausgleichvorgänge nur in einem verhältnismäßig kleinen Teil der Zeit abspielen, auf die das Zusammenwirken von Stator und Translator begrenzt ist. Mithin steht die erforderliche stationäre Schubkraft während des größten Teils der Einschaltzeit eines Stators zur Verfügung.

Contents

A synchronous linear propulsion system is discussed with the field-winding being carried on the moving part (“translator”) and a string of stators being embedded along the guideway in distance from each other. Different from conventional rotating synchronous machines there exists a time-dependent but for each stator not periodical magnetic reluctance variation. The influence of this reluctance variation is described by a reluctance factork(t). It affects the self-and mutual inductances and generates additional voltages. The derived equations contain the theory of conventional rotating field machines as a special case.

As only those stators are switched on being just magnetically coupled with the translator the synchronous linear propulsion system operates dynamically. Numerical computations on a design model show however that the transient phenomena take only a small part of the total operating time. Therefore a quasistatic propelling force exist for the major part of stator operating time.