Устройство для управления энергоснабжением по меньшей мере одной размещенной вдоль трассы и подразделенной на участки обмотки линейного привода транспортного средства на магнитном подвесе (варианты) - RU2075405C1

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к управлению энергоснабжением линейного привода, в частности к устройству для управления энергоснабжением по меньшей мере одной размещенной вдоль трассы, подразделенной на участки длинностаторной обмотки линейного привода транспортного средства на магнитном подвесе.

Известно управление энергоснабжением по меньшей мере одной размещенной вдоль трассы, подразделенной на участки длинностаторной обмотки линейного привода транспортного средства на магнитном подвесе за счет того, что устройство для создания силы тяги транспортного средства выполнено в виде двух размещенных на расстоянии независимых узлов, в которые подают управляющие сигналы, обеспечивающие отдачу токов равной величины участкам обмотки /см. Elektrotechnische Zeitschrift etz, т. 108, 1987, N 9, с. 378-381/. Устройство для осуществления этого способа включает в себя блок для создания сигнала заданного тока, вход которого подключен к датчику фактической скорости транспортного средства, а выход к блоку для формирования и отдачи управляющих сигналов обоим независимым узлам устройства для создания силы тяги транспортного средства, обеспечивающих отдачу токов равной величины участкам обмотки через кабель.

Недостаток известного устройства заключается в том, что им нельзя достичь оптимальных показателей по потерям мощности в кабеле, числу необходимых для каждого участка трассы участков обмотки и степени эксплуатации установленной в устройстве для создания силы тяги транспортного средства мощности, и таким образом, по общим энергозатратам.

Целью изобретения является снижение общих энергозатрат устройства для создания силы тяги транспортного средства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления энергоснабжением по меньшей мере одной размещенной вдоль трассы и подразделенной на участки обмотки линейного привода транспортного средства на магнитном подвесе, содержащее блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам расположенных по концам трассы независимых источников питания, снабженных кабелем с участками упомянутой обмотки через общие выключатели, блок задания тока, один из входов которого соединен с выходом датчика фактической скорости транспортного средства, а выход с одним из входов блока управления, введен блок памяти заданных значений скорости, вход которого подключен к выходу датчика месторасположения транспортного средства, а выход к другому входу блока задания тока, блок управления соединен другим входом с выходом датчика местоположения транспортного средства и выполнен с возможностью формирования по меньшей мере в условиях номинального режима для всех участков обмотки токовых уставок трассовых источников питания в соответствии с выражением I (1 l/d)I_S, где d общая длина кабеля, l длина кабеля, соединяющего участок обмотки с соответствующим источником питания, I_S заданный суммарный ток через обмотку.

Еще один путь достижения цели заключается в том, что в устройство для управления энергоснабжением по меньшей мере одной размещенной вдоль трассы и подразделенной на участки обмотки линейного привода транспортного средства на магнитном подвесе, содержащее блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам, расположенным по концам трассы независимых источников питания, связанных кабелем с участками упомянутой обмотки через общие выключатели, блок задания тока, один из входов которого соединен с выходом датчика фактической скорости транспортного средства, а выход с одним из входов блока управления, введен блок памяти заданных значений скорости, вход которого подключен к выходу датчика местоположения транспортного средства, а выход к другому входу блока задания тока, блок управления соединен другими входами с выходами датчика местоположения транспортного средства, датчика скорости и блока памяти заданных значений скорости и выполнен с возможностью формирования по меньшей мере в условиях номинального режима для участков средней области обмотки токовых уставок трассовых источников питания в соответствии с выражением I (1 l/d)I_S, где d общая длина кабеля, l длина кабеля, соединяющего участок обмотки с соответствующим источником питания, I_S заданный суммарный ток через обмотку, а для остальных участков обмотки неизменных токовых уставок трассовых источников питания, меньших заданного суммарного тока, через обмотку, с постоянным отношением уставки близлежащего источника питания к уставке удаленного источника питания, превышающим единицу.

Достижению поставленной цели способствует то, что блок задания тока может быть соединен дополнительным входом с выходом датчика местоположения транспортного средства.

Блок управления может быть соединен дополнительными входами с выходом блока выдачи команды на переключение источников питания с одной трассы на другую, вход которого подключен к выходу датчика местоположения транспортного средства, с выходом блока хранения возможных нарушений режима нормальной эксплуатации транспортного средства и реакций на них, с выходом блока выдачи команды на изменение уставок трассовых источников питания при нарушении нормальной эксплуатации транспортного средства и выполнен с возможностью форсированного формирования максимальных уставок по току и напряжению соответственно для одного и другого источников питания либо максимальных токовых уставок для обоих источников питания.

На фиг. 1 показан схематический поперечный разрез через одну возможную установку на дороге транспортного средства на магнитном подвесе; на фиг. 2 - схематический вид через одну возможную форму выполнения описываемого устройства при его использовании в сочетании с транспортным средством на магнитном подвесе согласно фиг. 1; на фиг. 3 эквивалентная схема линейного привода; на фиг. 4 векторная диаграмма линейного привода согласно фиг. 3; на фиг. 5 одна возможная форма выполнения блока для формирования и отдачи управляющих сигналов; на фиг. 6 диаграмма предпочтительного разделения тока при использовании описываемого устройства; на фиг. 7 диаграмма возникающих при разделении тока согласно фиг. 6 потерь мощности; на фиг. 8 диаграмма требуемого напряжения при разделении тока согласно фиг. 6; на фиг. 9 - диаграмма предлагаемого разделения длины отдельных участков длинностаторной обмотки линейного привода, который можно использовать в сочетании с описываемым устройством; на фиг. 10 сильно упрощенный вид узла устройства для создания силы тяги транспортного средства с предусмотренным на выходе трансформатором; на фиг. 11 зависимость исходного тока узла согласно фиг. 10 от напряжения и скорости транспортного средства на магнитном подвесе, соответственно при разных коэффициентах трансформации трансформатора.

Согласно фиг. 1, показывающей транспортное средство на магнитном подвесе, снабженное синхронным линейным приводом, статор 1, выполненный в качестве пакета листов, неподвижно соединен с дорогой 2, созданной вдоль заданной трассы. В канавки, выполненные в статоре 1, вложена длинностаторная обмотка 3 в виде трехфазной обмотки, питаемая трехфазным током переменной амплитуды и частоты от преобразователя, вследствие чего известным образом вдоль линейного привода перемещается волна линейной токовой нагрузки. Поле возбуждения синхронного линейного привода создается несущими магнитами 4, связанными с лишь схематически представленным на фиг. 1 транспортным средством 5, движущимся вдоль трассы, причем несущие магниты 4 выполнены из магнитного сердечника 6 и обмотки возбуждения 7. Кроме выполнения задачи поддержания с помощью магнетизма, несущие магниты 4 одновременно создают поле возбуждения синхронного линейного привода. Обычно по обеим сторонам дороги 2 размещен выполненный в качестве пакета листов статор 1 с соответствующей длинностаторной обмоткой 3, а по обеим сторонам транспортного средства 5 ряд несущих магнитов 4.

Для достижения требуемой силы тяги необходимо, чтобы скорость транспортного средства была синхронна со скоростью распространения волны линейной токовой нагрузки. Максимальная сила тяги достигается при заданной амплитуде основной бегущей волны путем соблюдения оптимального относительного положения поля возбуждения транспортного средства к бегущей волне, что в случае синхронного трехфазного привода соответствует соблюдению оптимального угла вращающегося индуктора. Это достигается путем регулирования частоты преобразователя, причем фактическая скорость транспортного средства и относительное положение несущих магнитов 4, например, относительно фазы R длинностаторной обмотки 3 используются в качестве исходных величин.

Для определения этих исходных величин можно применять, например, расположенную вдоль выполненного из пакета статора 1 измерительную планку 8, установленную на неизменяющемся расстоянии от поверхности статора 1 и в направлении распространения волны имеющую определенное месторасположение относительно длинностаторной обмотки 3. На измерительную планку 8 нанесено сплошное металлическое покрытие 9, служащее измерительной поверхностью для регистрации рабочего зазора 10 с помощью чувствительного элемента 11, установленного в определенном положении относительно полюсной поверхности магнитного сердечника 6. Кроме того, на измерительную планку 8 нанесена дополнительная металлическая измерительная поверхность 12, в которой по направлению распространения волны линейной токовой нагрузки выполнены разрывы, размещенные в определенных местах относительно длинностаторной обмотки 3 и являющиеся носителями цифровой информации об относительном полюсном положении и фактическом положении транспортного средства. Содержащаяся на измерительной поверхности 12 информация регистрируется с помощью предусмотренных на транспортном средстве 5 передающих обмоток 13 и приемных обмоток 14, обрабатывается и преобразуется в сигналы, отражающие полюсное положение, фактическое положение транспортного средства 5 и скорость транспортного средства 5. Эти сигналы вместе с указывающими размер рабочего зазора 10 сигналами передаются, например, через радиосвязь узлами устройства для создания силы тяги транспортного средства 5 или центральному управляющему устройству.

Для максимального снижения потребности в реактивной мощности и напряжении линейного привода активируется всегда лишь тот участок длинностаторной обмотки 3 /фиг. 2/, который относится к участку трассы, по которому в этот момент движется, например, по направлению стрелки X транспортное средство 5. В этих целях длинностаторная обмотка 3, как это схематически показано на фиг. 2, подразделена на множество последовательно расположенных вдоль трассы участков 15-23, причем данные участки через соответствующие индивидуальные выключатели 24 можно подключить к кабелю 25. На фиг. 2 представлен случай подключения к кабелю 25 участка 18. Концы кабеля 25 подключены к независимым источникам питания 26, 27, составляющим устройство для создания силы тяги транспортного средства 5 и содержащим необходимые для подачи тока на участки 15-23 приспособления, в частности преобразователи и т.п. Каждый из источников 26, 27 может быть подключен или можно подключить посредством дополнительных переключающих узлов 28 к одному из дополнительных кабелей 29, 30, уложенных вдоль трассы, если транспортное средство 5 еще не дошло до определенного источником 26 или 27 и кабелем 25 участка трассы или уже покидает его.

В самом деле, длинностаторная обмотка 3 состоит не только из участков 15-23, но и из дополнительных участков, связанных с участками 15-23 в рамках схемы соединения звездой, с тем чтобы получить обычную трехфазную систему с фазами R, S и T. В целях упрощения эти дополнительные участки на фиг. 2 не представлены, т. к. они не обязательны для понимания сущности предлагаемого изобретения.

Представленные на фиг. 2 участки 15-23 служат обычно лишь для привода одной, например правой, стороны транспортного средства 5. Соответствующие участки 31-39, выключатели 40, 41 источники 42, 43 и кабели 44, 45, 46 соответствующим образом служат для привода другой, например левой, стороны транспортного средства. При этом участки 15-23 смещены относительно участков 31-39 в направлении X по меньшей мере на одну длину транспортного средства 5 /как схематически показано на фиг. 2/, с тем чтобы обеспечить осуществление так называемого переменного метода. Этот метод заключается в том, что выключатели 24 и 40 срабатывают всегда тогда, когда место разделения между двумя участками обмотки 3 находится примерно в середине транспортного средства 5. Кроме того, следует указать на то, что на практике по два соответствующих друг другу источника 26, 42, и 27, 43, соответственно, обычно выполнены в качестве одного узла, размещенного на трассе.

На фиг. 3 представлена эквивалентная схема для только что включенного участка 15-23 и 31-39, соответственно. Требуемый для нормальной работы транспортного средства 5 на данном участке обмотки 3 и для заданной скорости ток обозначен I_S, а зависящее от фактической скорости транспортного средства 5 напряжение вращающегося индуктора U_p. Позициями R_S и jX_S обозначены активное и реактивное сопротивление участка обмотки 3 между соответствующим местом подключения к кабелю 25 и нулевой точкой. Источник 26 отдает частичный ток I_А, для чего он должен обеспечить соответствующее напряжение U_А, которое превышает напряжение вращающегося индуктора U_p на сумму падения напряжения U_ZA, вызываемого частичным током I_A на соответствующем участке кабеля 25 и обусловленного его активным R_ZA и реактивным X_ZA сопротивлением, и падения напряжения на данном участке, обусловленного активным R_S и реактивным и jX_S сопротивлением. При этом значения R_ZA и jX_ZA относятся к участку кабеля 25, простирающемуся от выхода узла 26 до места подключения соответствующего участка длинностаторной обмотки 3. Получаемые при этом напряжения представлены на фиг. 4 с помощью векторной диаграммы. То, что было изложено выше для обеспечиваемых источником 26 частичного тока I_A и напряжения U_A, аналогично относится и к обеспечиваемым источникам 27 напряжения U_B и частичному току I_B.

Как уже было изложено выше, в известном устройстве частичные токи I_A I_B равны 0,5 I_S. Однако согласно предлагаемому изобретению выбирают разделение тока, зависящее от местонахождения питаемого в сей момент участка длинностаторной обмотки 3 на трассе, относящейся к источникам 26, 27 или 42, 43 по направлению X движения транспортного средства 5. Особенно выгодное разделение тока достигается тогда, когда при подключении любого участка, например участка 18, частичный ток I_А, отдаваемый находящимся ближе к нему источником, в данном случае источником 26, больше частичного тока I_В, отдаваемого находящимся подальше от данного участка 18 источником, в данном случае источником 27.

Оптимальных условий можно достичь тогда, когда оба частичных тока соответствуют формуле I (1 l/d)I_S, причем l показанное на фиг. 2 расстояние соответствующего участка /например, участка 16/ от соответствующего источника 26, 27, а d расстояние между двумя источниками 26, 27, т.е. общая длина кабеля 25. В самом деле, l длина того участка кабеля 25, который простирается от выхода соответствующего источника 26, 27 до момента подключения соответствующего участка 15-23 к кабелю 25, а d общая длина кабеля 25 между выходами двух источников 26, 27. В нижеследующем в целях упрощения частично говорится лишь о соответствующем месте соответствующего участка по направлению X. Когда l/d в месте подачи тока в участок 18 относительно источника 26 равно, например, 0,3, вследствие чего l/d относительно источника 27 равно 0,7, тогда в результате для I_А получают 0,7 I_S, а для I_В 0,3 I_S. В том случае, если активные и реактивные сопротивления кабеля 25 пропорциональны его длине /и обычно это именно так/, то падение напряжения U_ZA /фиг. 3 и 4/ вдоль простирающегося до источника 26 участка кабеля 25 равно падению напряжения U_ZB вдоль простирающегося до источника 27 участка кабеля 25. Для всех других участков длинностаторной обмотки 3 также всегда верно U_ZA U_ZB, с той особенностью, что частичные токи для подключенного к середине кабеля 25 участка, например участка 19, равны I_A I_B 0,5 I_S. Из этого следует, что для всех участков верно U_A U_B.

Применение указанной формулы обеспечивает максимально достигаемое в нормальных условиях снижение расходуемой кабелем 25 при подаче частичных токов в любой из участков 15-23 мощности потерь. Это приводит к снижению общих энергозатрат. Кроме этого преимущества снижения мощности потерь, имеется и то преимущество, что более отдаленный в определенный момент источник может иметь значительно уменьшенное максимальное напряжение по сравнению с симметричной подачей тока, т.е. когда I_A I_B=0,5 I_S.

Для осуществления описанного разделения тока используют показанное на фиг. 2 устройство. Оно содержит блок задания тока 47 для формирования сигнала заданного тока, в который через линию 48 подается заданное значение соблюдаемой или устанавливаемой скорости транспортного средства 5. Такие заданные значения скорости транспортного средства 5 в каждом месте на трассе содержатся в блоке памяти заданных значений скорости 49, которому через схематически изображенную линию 50 /через радиосвязь/ от датчика места 51 транспортного средства 5 передается сигнал местонахождения и который отдает заданное для участка, по которому движется транспортное средство 5 в данный момент, значение скорости.

Блок 47 отдает необходимый для достижения заданной скорости заданный сигнал для тока I_S, подаваемый в блок управления 52 для формирования и отдачи управляющих сигналов, обеспечивающих подачу частичных токов вышеописанной характеристики, причем и в блок 52 через линию 50 подаются сигналы местонахождения. Блок 52 отдает на выходе 53 сигнал, устанавливающий в источнике 26 необходимое для достижения тока I_А напряжение U_A, а на выходе 54- соответствующий сигнал для источника 27. По выходам 55 и 56 отдают соответствующие сигналы для источников 42 и 43. Блоки 47 и 52 через линию 57 соединены с датчиком 58 фактической скорости транспортного средства 5. С помощью определяемого на транспортном средстве 5 сигнала фактической скорости, переданного по линии 57, блок 47 проверяет соблюдение заданной скорости. Тот же самый сигнал фактической скорости подается и в блок 52.

На фиг. 5 представлены элементы одной возможности формы выполнения блока управления 52, снабженного входами 59, 60, 61, согласно фиг. 2 соединенными с блоком 47 и с линиями 57 и 50. Вход 61 соединен с блоком 62, в котором содержится действительная для нормального режима работы, зависящая от положения того участка, по которому в данный момент движется транспортное средство 5, и определяющая разделение тока функция K f(x), которая в представленном примере соответствует уравнению K l/d, причем l и d имеют вышеуказанные значения. Зависящий от места сигнал согласно значению l/d, например, относительно находящегося на фиг. 2 на левой стороне источника 26 отдается на выходе 63 блока 62 и в схеме вычитания 64 вычитается из сигнала, соответствующего значению l и содержащегося в блоке 65, так что получается сигнал, соответствующий значению 1 l/d. Данный сигнал в схеме умножения 66 умножается на отдаваемый от входа 59 соответствующий значению I_S сигнал и передается на выход 53. Кроме того, соответствующий значению K l/d сигнал в дополнительной схеме умножения 67 умножается непосредственно на сигнал I_S и передается на выход 54. Таким образом, выход 53, например, всегда отдает сигнал, соответствующий (1 l/d)I_S для источника 26, а выход 54 всегда отдает сигнал, соответствующий значению l/dI_S для источника 27. Соответствующие сигналы аналогично формируются и для источников 42, 43 /выходы 55, 56/.

С линией 50 может быть соединен и блок 68, в котором содержатся данные по всей трассе. От него блок 52 получает, например, информацию о том, что источник 27, когда транспортное средство 5 передает на следующий участок трассы /соответствующий, например, кабелю 30/, должен быть соединен с выходом 53, потому что он в этот момент является самым близким к последующему участку длинностаторной обмотки 3 источником, в то время как выход 54 подал бы исходный сигнал, относящийся к отдаленному источнику. Блок 52 выполнен соответствующим образом для выполнения этой задачи. Согласно альтернативной возможности уравнение K F(х) для каждого индивидуального участка трассы может содержаться в виде таблицы или т.п. в соответствующей памяти таким образом, что при переходе транспортного средства 5 на другой участок трассы выходы 53, 54 сразу же отдают требуемые сигналы.

Применение уравнения I (1 l/d)I_S по всей представленной на фиг. 2 трассе привело бы к тому, что при подаче тока в участок длинностаторной обмотки 3, находящийся вблизи одного из источников например участок 15 или 23, один источник практически должен бы обеспечить весь ток I_S. Это не всегда желательно, т. к. и относительно частичных токов I_A и I_B предпочитают как можно более низкие колебания и максимальные токи. Поэтому согласно изобретению далее предлагают определять частичные токи I_A, I_B по уравнению I (1 l/d)I_S лишь в средней области соответствующих участков трассы, а в двух остальных областях предусматривать постоянные частичные токи меньше I_S, причем соотношение обеспечиваемого более близким источником частичного тока и обеспечиваемого более отдаленным источником частичного тока больше 1. Тогда блок 52 и узлы 26, 27 и 42, 43 должны быть выполнены соответствующим образом.

Предпочтительно выбирают разделение тока согласно фиг. 6. При этом d также означает общую длину кабеля 25, l, однако, означает длину используемого для подачи тока участка кабеля 25 относительно источника 26, находящегося на фиг. 2 на левой стороне, так что d-l длина остального участка кабеля 25 относительно источника 27, изображенного на фиг. 2 на правой стороне. Обеспечиваемый источником 26 частичный ток I_A при этом неизменно соответствует значению 2/3 I_S, пока источник 26 является близким источником и поэтому, например, l/d равно или меньше 1/3, что согласно фиг. 2 верно для участков 15-17. С другой стороны в данной области отдаленный источник 27 обеспечивает лишь частиный ток I_B 1/3 I_S. В средней области участка трассы для обоих частичных токов I_A и I_B верно уравнение (1 l/d)I_S, что согласно фиг. 2 относится к участкам 18-20. В той области участка трассы, где расположены участки 21-23 длинностаторной обмотки 3, отдаленный источник 27 обеспечивает постоянный частичный ток I_B 2/3 I_S. Таким образом, соотношение обеспечиваемого близким источником частичного тока и обеспечиваемого отдаленным источником частичного тока в данном случае равно 2:1.

Вследствие предлагаемого разделения тока достигнутые относительно мощности потерь в кабеле 25 и относительно сниженного максимального напряжения в источниках 26, 27 преимущества частично теряются, однако достигают дополнительного преимущества благодаря тому, что обеспечиваемые частичные токи I_A, I_B не превышают значение 2/3 I_S. Достигнутое в конце снижение мощности потерь V вытекает из линии 69 /фиг. 7/, а достигнутое в общей сложности снижение максимального напряжения видно из линии 70 на фиг. 8 /каждый раз в расчете на симметричное разделение тока с I_A I_B 0,5 I_S согласно линиям 71 и 72 в одинаковых условиях/. При этом мощность потерь V /фиг. 7/ и максимально требуемое у источника 26 напряжение U_A /фиг. 8/ относятся к соотношению с l/d, причем l расстояние соответствующего участка от источника 26. Для напряжения U_B правого источника 27 получаются соответствующие линии 70 данные, зависящие от месторасположения данного участка.

Меньшие максимальные напряжения для источника, который в определенном случае является отдаленным источником, составляющие, например, 5, 84 кВ вместо 6,05 кВ, согласно изобретению используют для удлинения участков 15-23 и 31-39 в направлении Х.

Таким образом, требуется меньше участков и, соответственно, меньше переключающих узлов 24 и 40, что в случае длинных трасс позволяет значительно снизить расходы.

Согласно изобретению предлагается определенным образом оптимировать длину по меньшей мере трех участков /например 15-17 и 21-23/, которые расположены вне средней области трассы. Для этого длину каждого из участков длинностаторной обмотки 3 выбирают так, что сумма предусмотренного для данного участка номинального напряжения вращающегося индуктора, падения напряжения, возникающего на его активных R_S и реактивных jX_S сопротивлениях, и падения напряжения, возникающего на активных R_Z и реактивных jX_Z сопротивлениях участка кабеля 25, простирающегося между данным участком длинностаторной обмотки 3 и отдаленным источником, является постоянной и не зависимой от положения соответствующего участка по направлению Х движения транспортного средства 5. В отношении источника 26 на фиг. 2 это означает, что длины участков 21-23 и предпочтительно и участков 18-20 выбирают так, что для создания требуемых для этих участков частичных токов I_A можно использовать всегда равное напряжение U_A, в то время как для подачи токов I_A в участки 15-17 достаточны несколько меньшие напряжения U_A.

То же самое соответствующим образом относится и к источнику 27, который может отдать участкам 15-20 частичные токи I_B, в основном, с одинаковыми максимальными напряжениями U_B.

Таким образом, достигается оптимальное использование предусмотренных в узлах максимальных напряжений и токов.

В самом деле, названная выше сумма на одном участке обмотки 3 постоянна лишь тогда, если постоянны и скорость транспортного средства 5, и напряжение U_p вращающегося индуктора, соответственно. Если они не являются постоянными, то названная выше сумма относится к максимальному напряжению вращающегося индуктора, достигаемому на соответствующем участке обмотки 3 в нормальных условиях. На фиг. 9 схематически показана разность длины индивидуальных участков 15, 23 при неизменяющемся режиме работы и в нормальных условиях, т. е. для езды при постоянных скорости и токе I_S. Необходимые длины l_W определяют соответствующим расчетом с учетом оптимизации. Фиг. 9 также показывает соответствующие частичные токи I_A, I_B и частичные напряжения U_A, U_B в зависимости от расстояния l/d соответствующего участка обмотки 3 от показанного на фиг. 2 на левой стороне узла.

Установленные в источниках 26, 27 и 42, 43 преобразователи 73 /фиг. 10/ обычно подключены к кабелям 24 и 25, соответственно, через трансформаторы с заданными коэффициентами трансформации. Поэтому необходимо предусматривать преобразователи, отвечающие особым требованиям на данном участке трассы, причем их мощность устанавливается в зависимости от того, осуществляется ли на данном участке трассы езда с постоянной скоростью, с возрастающей скоростью, по восходящему участку трассы и т.д. Поэтому до сих пор вдоль трассы устанавливают множество разных преобразователей разной мощности.

Согласно изобретению, однако, в целях дальнейшего снижения расходов предлагается предусматривать в установленных вдоль трассы источниках, например в источнике 26 /фиг. 10/, в основном, одинаковые преобразователи 73 или же состоящие из нескольких одинаковых преобразователей узлы и выбирать разные коэффициенты трансформации трансформаторов 74. Хотя вследствие этого предусмотренные в узлах мощности /P UI/ равны во всех случаях, но в соответствии с требованиями каждого конкретного случая можно обеспечить разные максимальные напряжения и токи. На фиг. 11 схематически показана зависимость тока I от напряжения на выходе трансформатора 74. Зависимость тока I от скорости V транспортного средства 5 подобна и поэтому не показана на чертеже. При этом низкий коэффициент трансформации, например, в месте C1 позволяет создать высокие токи при низких напряжениях. Такой коэффициент трансформации можно предусматривать, например, на участке трассы, на котором транспортное средство 5 осуществляет ускорение из состояния покоя или движение по возрастающему участку трассы. Для таких периодов ускорения обычно достаточны низкие максимальные напряжения, т.е. скорость транспортного средства 5 и тем самым и напряжение U_p вращающегося индуктора сравнительно низки. Поэтому в такой ситуации необходимую для ускорения силу тяги можно обеспечивать с помощью повышенного максимального тока. Когда позже транспортное средство 5 переходит на участок трассы, по которому оно движется с максимальной скоростью, тогда для этого можно использовать трансформатор 74 с большим коэффициентом трансформации, например, в месте C2 /см. фиг. 11/, т.к. в случае езды с неизменно высокой скоростью необходимые токи I_S сравнительно низки, но для их создания необходимы высокие напряжения в узлах из-за высоких напряжений U_p вращающегося индуктора. Возможен и такой вариант, согласно которому источники 26, 27, 42, 43 снабжены трансформаторами 74, имеющими разные коэффициенты трансформации или же подразделяют участок трассы на несколько частей, для каждой из которых предусмотрен предопределенный коэффициент трансформации, с тем чтобы и в пределах одного участка можно было учитывать требования разных условий. I_max и U_max на фиг. 11 обозначают пределы тока и напряжения используемого длинностаторного привода /кабелей обмотки и т.п./. Благодаря зависящему от места разделения току описываемое устройство имеет то преимущество, что по меньшей мере в одном из источников 26, 27 имеется запас тока. Например, в случае разделения тока и выбора длины согласно фиг. 9 тот источник, который в данный момент отдает 1/3 тока I_S в определенный участок обмотки 3, теоретически может приводиться в состояние отдачи тока в количестве 2/3 I_S в пересчете на другой частичный ток. Согласно изобретению этой возможностью пользуются для предотвращения резкого снижения действующей на транспортное средство 5 силы тяги в случае определенных неожиданных аварийных ситуаций.

Если, например, в случае аварийной ситуации отказывает весь источник, например источник 26, то согласно изобретению отменяют описанное зависящее от места разделение тока и еще работоспособные источники 27, 42 и 43 получают команду на на отдачу максимального количества тока, так что в данной аварийной ситуации все-таки достигается вся заданная мощность. Ее, правда, можно достичь лишь после определенного снижения скорости транспортного средства 5, т. к. источники 27, 42 и 43 относительно данных участков обмотки 3 работают с максимальным напряжением и поэтому могут отдать более высокий, чем заданный, ток лишь тогда, когда и скорость транспортного средства 5, и тем самым и напряжение U_p вращающегося индуктора соответственно снизились. Все-таки снижение скорости заметно меньше, чем в том случае, если каждый из трех еще работоспособных источников 27, 42 и 43 мог бы отдать лишь 50% тока I_S. В описанном случае можно использовать, например, блок 75, в котором содержатся возможные аварийные ситуации и соответствующие ответные мероприятия, который отдает блоку 62 соответствующий сигнал, вследствие чего последний осуществляет не зависящее от моста, а учитывающее конкретную аварийную ситуацию разделение тока. Для этого, конечно, необходимо соответствующее выполнение блока 62 и источников 26, 27 и 42, 43.

В случае отказа обоих источников устройства для создания силы тяги транспортного средства 5 могут быть достигнуты еще 67% вместо лишь 50% заданной мощности для поддержания аварийной работы транспортного средства. Это аналогичным образом верно и при отказе находящейся с одной стороны трассы части линейного привода, размещенного по обеим сторонам трассы. Если, например, отказывается часть линейного привода, находящаяся на той стороне, которая согласно фиг. 2 снабжается током от источников 42, 43, то каждый из двух остальных источников 26, 27 может получать команду на отдачу в зависимости от снижения скорости транспортного средства 5, примерно до 67% заданного для этой стороны общего тока I_S. Поэтому в данном случае снижение силы тяги составляет не 50% а лишь примерно 33%
В других аварийных ситуациях можно принимать аналогичные меры, так что независимо от местоположения того участка обмотки 3, по которому в данный момент по направлению движется транспортное средство 5, всегда один из соответствующих узлов работает с максимальным током или переключается на него, в то время как другой узел работает с максимальным напряжением или переключается на него. Если в данный момент транспортное средство 5 находится в такой фазе работы, в которой никакой из узлов не работает с максимальным напряжением, то независимо от скорости транспортного средства 5 все еще работоспособные узлы могут отдать максимальное количество тока.

Таким образом, в зависимости от актуальной аварийной ситуации можно устанавливать различные эксплуатационные режимы, обеспечивающие оптимальную аварийную работу транспортного средства 5.

Для управления разными узлами в случае аварии согласно изобретению по фиг. 5 предусматривается подать в блок 52 через вход 60 /фиг. 2/ сигнал фактической скорости транспортного средства 5, а через дальнейший вход 76 - поступающий через линию 48 сигнал заданной скорости. Оба сигнала подаются в управляющее приспособление 77, например компаратор или т.п. связанное с входом 78 блока 62. Управляющее приспособление 77 на своем выходе отдает, например, сигнал "0", если фактическая скорость равна заданной скорости. Если, наоборот, фактическая скорость меньше или на определенное пороговое значение меньше заданной скорости, то управляющее приспособление 77 отдает, например, сигнал "1". В случае отдачи сигнала "0" блок 62 работает описанным образом, а в случае отдачи сигнала "0" блок 62 отменяет зависящее от места разделение тока и отдает отвечающий значению 0,5 сигнал, так что оба источника 26, 27 и 42, 43, соответственно, настраивают соответствующие преобразователи так, что они отдают токи I_A I_B. При этом упомянутый выше блок 75 может быть связанным с блоком 62. Это делало бы возможным обеспечение с помощью упора управляющего приспособления 77 и с помощью не представленных на чертеже ведущих к источникам 26, 27, 42, 43 линий не только желаемого в аварийном случае разделения тока, например I_A I_B, но и поддержания отдаваемых источниками токов и напряжений на максимальном уровне или их доведения до этого уровня. И в описанных случаях необходимо соответствующее выполнение блока 52 и источников 26, 27 и 42, 43, соответственно.

Особенной аварийной ситуацией является незапланированная остановка транспортного средства 5. Для необходимого в таком случае экстренного торможения оба источника 26, 42 и 27, 43, соответственно, отдают разные токи I_A, I_B, имеющие противоположные токам при нормальной работе знаки. Как и в других описанных аварийных ситуациях, подача токов торможения зависит от фактической скорости транспортного средства 5, так что максимальных токов торможения I_A I_B -2/3 I_S обычно можно достичь лишь тогда, когда скорость транспортного средства 5, и тем самым и напряжение U_p вращающегося индуктора снизились в соответственной степени. В противоположном случае, в периоде ускорения после экстренной установки все соответствующие узлы могут подать максимальный ток I_A I_B -2/3I_S, пока напряжение U_p вращающегося индуктора еще достаточно низко. В зависимости от скорости потом можно переключить на зависящее от места разделение тока.

В упомянутой аварийной ситуации можно использовать выполненный аналогично блоку 75 блок 79, который тогда отдает сигнал блоку 62, вследствие чего тот больше не осуществляет зависящее от места разделение тока, а непосредственно соединяет свой выход с выходами 53, 56.

Данное изобретение не ограничивается описанными формами выполнения, которые можно варьировать любым образом в рамках знаний специалиста. При этом само собой разумеется, что в конкретной форме выполнения изобретения описанные признаки могут иметься или отдельно, или в разных комбинациях. Это относится, в частности, к описанным разделению тока и выбору длины участков. Оба параметра можно оптимизировать в зависимости от потребностей конкретной ситуации или отдельно, или вместе. В частности, использование зависящего от места выбора длины индивидуальных участков обмотки 3 выгодно там, где до сих пор предусматриваются одинаковые частичные токи.

Реферат

Использование: высокоскоростной транспорт на магнитном подвесе с линейным электродвигателем. Сущность изобретения: устройство содержит блок задания тока, соединенный выходом с датчиком фактической скорости транспортного средства, и блок управления, вход которого подключен к выходу блока задания тока. Блок управления предназначен для отдачи управляющих сигналов двум независимым источникам питания, размещенным на концах трассы. Эти источники снабжают током через кабель участка кабельной обмотки линейного электродвигателя. Отличительная особенность предложения состоит в реализации блока управления, который обеспечивает формирование токовых участков источников питания в зависимости от конкретных эксплуатационных условий и/или длины отрезков кабеля, соединяющих участки обмотки с источником питания. 2 c. и 4 з.п.ф-лы, 11 ил.

Формула