Tragkraftschwankungen bei Magnetschwebefahrzeugen mit integriertem, synchronem Linearantrieb und ihre sicherheitstechnische Bedeutung

Übersicht

In der vorliegenden Abhandlung wird mit Hilfe eines analytischen Verfahrens der Einfluß des Motorstromes auf die Tragkraft untersucht. Rückwirkungen des Statorstrombelages auf das Erregerfeld sind beim synchronen Langstatorantrieb über den Pollagewinkel und die Strombelagsamplitude gegeben. Im ungestörten Betrieb — Strombelagsund Induktionswelle in Phase — ist der Einfluß des Statorstromes auf die Magnettragkraft infolge der Ankernutung zu vernachlässigen. Im gestörten Betrieb, also beim durchlaufenden Pollagewinkel, treten Tragkraftschwankungen auf, die durch eine Stellkraftreserve in der Tragkraftregelung kompensiert werden müssen.

Mit den technischen Daten der neuen Magnetschwebe-Versuchsanlagen (zur Internationalen Verkehrs-Ausstellung 1979 in Hamburg — IVA-Bahn —, Transrapid Versuchsanlage Emsland — TVE —) werden die aufgestellten Beziehungen ausgewertet. Die Kontrolle der praxisnahen Betrachtung und der daraus entwickelten Näherungsbeziehung für die Tragkraft erfolgt mit einem Feldberechnungsprogramm des Institutes für elektrische Maschinen. Antriebe und Bahnen der TU-Braunschweig. Die numerischen Berechnungen bestätigen das im Rahmen der vorliegenden Abhandlung entwickelte Näherungsverfahren mit einer für die Praxis ausreichenden Genauigkeit.

Contents

In this paper the influence of the motor current on the magnetic force is investigated by an analytical method. With the integrated synchronous linear motor the reactions of the current sheet on the excitation field are depending on the pole angle and the amplitude of the current sheet. For an undisturbed operation — current sheet and induction wave in phase — the influence of the motor current on the magnetic force can be neglected. In case of a disturbed performance, i.e. when the pole angle is changing periodically, fluctuations of the magnctic force will be found. This effect has to be compensated by a reserve magnetic force in the levitation control.

With the technical data for the new magnetic levitation pilot plants (International Traffic Fair 1979 at Hamburg and Transrapid — Pilot Plant Emsland) the stated relations are evaluated. Approximated relations for the levitation force are derived. For comparison, a finite-difference computer programme from the “Institut für elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen, Technische Universität Braunschweig” is applied. The approximated relations developed in this paper are verified — with a sufficient precision — by the numerical calculations.