專利名稱：用于將電能從軌道傳輸給磁懸浮鐵路上的車輛的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述類型的裝置。
背景技術(shù)：
普通磁懸浮車輛的車載能量通常借助于線性發(fā)電機以一種非接觸的方式產(chǎn)生，該線性發(fā)電機被結(jié)合到至少一個預(yù)定用于承載和/或引導(dǎo)磁懸浮車輛的磁體裝置的磁極中，并且該線性發(fā)電機例如與長定子共同作用(例如，DE 34 10 119 A1)。能量的傳輸依賴于磁懸浮車輛的速度，這就是為什么現(xiàn)有技術(shù)的裝置只是從約100km/h的速度起才覆蓋磁懸浮車輛的全部能量需求的原因。因此，在磁懸浮車輛的速度較低時或為零時(例如，在車站)，就需要附加的能源。這一方面包括沿磁懸浮車輛內(nèi)攜帶的大功率的蓄電池，另一方面包括外部裝置，例如，沿著軌道的低速段鋪設(shè)的接觸軌，安裝在磁懸浮車輛上的接觸軌集電器被指定給所述接觸軌。后者使得在操作故障的情況下必須只有在可利用到外部供電的地方才停止磁懸浮車輛。另外，用于這些裝置上的財政花費相當(dāng)大。最后，由于蓄電池中的放電程序或由于機械磨損和破裂，它們需要經(jīng)常維護。

發(fā)明內(nèi)容
因此，現(xiàn)在本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以這樣一種方式來構(gòu)造上面所述類型的裝置，使得通過使用簡單的和低成本的結(jié)構(gòu)裝置來保證有效的和持久的能量傳輸。
權(quán)利要求1特征部分的技術(shù)特征用于解決該問題。
根據(jù)本發(fā)明的裝置具有的優(yōu)點是低磨損和破裂，以及當(dāng)在冬季工作時也很少需要維護。另外，主導(dǎo)體可以以較低的成本進行制造并且可以沿著整個軌道以可忍受的成本花費進行安裝，因此在出現(xiàn)故障的情況下可以在軌道上任何一點停止磁懸浮車輛或以降低的速度操作車輛。另外，將接收線圈固定于磁體后箱上所具有的優(yōu)點是，其可以與磁體裝置結(jié)合成一個整體的模塊化裝置，并且接收線圈相對于主導(dǎo)體的位置經(jīng)受較少的波動，仿佛接收線圈安裝在例如車體上，其中車體通過彈簧支撐在磁體后箱上。
從下面的從屬權(quán)利要求中將會明了本發(fā)明的其它優(yōu)點。


下面將通過優(yōu)選實施例并基于所公開的附圖對本發(fā)明進行更詳細(xì)的描述，附圖以不同的比例制作，其中圖1示意性地示出了通過普通磁懸浮車輛的裝備有長定子的軌道區(qū)域的部分剖面圖；圖2和3分別顯示了從軌道側(cè)和從外側(cè)觀察的具有兩個圖1的磁懸浮車輛的磁體裝置的模塊的透視圖；圖4示意性地顯示了用于圖2和圖3的磁體裝置的控制回路；圖5示出了與圖3相對應(yīng)的模塊，但是在拆去前罩之后并且可以看清安裝于磁體后箱內(nèi)的不同部件；圖6示出了具有進一步細(xì)節(jié)的圖5中的磁體裝置的示意性正視圖；圖7示出了沿圖6中線VII-VII的截面；圖8示出了具有本發(fā)明的磁極的單獨激勵的圖6中的磁體裝置的示意性電路圖；圖9示出了類似于圖1的部分截面圖，但是以一個更大的比例顯示了從軌道到磁懸浮車輛的非接觸電力輸送；圖10示出了具有用于非接觸電力輸送的接收線圈的磁體裝置的從軌道梁側(cè)部觀察的正視圖，圖11示出了沿圖10中線XI-XI的截面；圖12示出了根據(jù)圖10的磁體裝置的透視正視圖；和圖13為圖11中X的放大圖；圖14為從前部(即從安裝在磁懸浮車輛上的磁體后箱側(cè))觀察的、結(jié)合到圖12的磁體裝置中的接收線圈的半繞組的部分的充分放大的示意性透視圖；
圖15為從后部(即從安裝于導(dǎo)軌橫梁上并顯示在圖9中的主導(dǎo)體側(cè))觀察的、與圖14相對應(yīng)的半繞組；圖16示意性地顯示了在繞組端部被彎曲約90度的角度后、在圖15中可觀察到的的半繞組的部分；圖17和圖18示意性地顯示了與圖14和圖15相對應(yīng)的半繞組的視圖，但是繞組端部已經(jīng)被彎曲約180度的角度；和圖19示意性地顯示了通過圖16的半繞組和主導(dǎo)體的放大的截面圖。
具體實施例方式
圖1示意性地說明了通過磁懸浮車輛1的截面，所述磁懸浮車輛通常可移動地安裝于沿著道路的縱向延伸的導(dǎo)軌上，所述導(dǎo)軌包括由鋼和/或混凝土制成的橫梁(支撐)2以及安裝于其上的導(dǎo)軌板3。磁懸浮車輛1由長定子電機推動，該長定子電機由固定于導(dǎo)軌板3下面并且在它們的縱向上一個位于另一個之后排列的定子疊片4構(gòu)成。該定子疊片4包括未示出的交替排列的齒和槽，被供以變化的振幅和頻率的三相電流的繞組插入其中。長定子電機的自身勵磁場通過至少一個用作支承磁體5的第一磁體裝置產(chǎn)生，所述支承磁體通過至少一個側(cè)托架6固定于所述磁懸浮車輛1上并且所述支承磁體包括朝向如圖1中所述的定子疊片4的向下開口槽的磁極。支承磁體5不僅提供勵磁場，而且實現(xiàn)在磁懸浮車輛1的工作期間通過在所述支承磁體5和所述定子疊片4之間保持一個限定的氣隙7(如10mm)而支承和懸浮。
為了引導(dǎo)磁懸浮車輛1，導(dǎo)軌板3包括側(cè)向固定的導(dǎo)向軌8，該導(dǎo)向軌與同樣安裝于托架6上的引導(dǎo)磁體9面對并且在車輛工作期間用于保持與在自身和導(dǎo)向軌8之間的間隙7相應(yīng)的間隙7a。
如圖2和圖3中所示，圖1中所示的支承磁體5和引導(dǎo)磁體9形成了固定于托架6上并且包括用于“支撐”(承載)和“引導(dǎo)”功能的磁體裝置10，10a的一個模塊。然而，很明顯，沿運動方向看，多個這樣的模塊可以以側(cè)向布置并排地一個接一個地安裝于磁懸浮車輛1上。
用于“承載”功能的磁體裝置10包括12個彼此前后排列的磁極11，圖2中示意性表示的其中一個所述磁極11a的繞組12和鐵心14串聯(lián)地電連接并且通常被以鑄造用樹脂層或類似形式的防腐層包圍。各個磁極11的所述鐵心14通過磁極背(未示出)彼此連接并且通過也未示出的磁極板及穿過這些磁極板的桿固定于下文稱為磁體裝置10的磁體后箱15的裝置上。經(jīng)由主彈簧與磁體后箱15接合的是托架6，托架與抗彎曲的下部結(jié)構(gòu)或懸浮框架16連接(圖1)，懸浮框架16包括縱向和橫向連接器并且支撐所述配有乘客車廂的磁懸浮車輛1的車身17。
磁懸浮車輛1和它們的磁體裝置通常為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，例如，通過出版公開物US-PS 4,698,895,DE 39,28 277A1以及PCTWO 97/30504A1獲知，為簡單起見，這些出版物通過參考作為本發(fā)明公開的一部分。
根據(jù)圖4的控制回路18用于控制磁極11的繞組12，從而在磁懸浮車輛1行駛過程中保持間隙7為常數(shù)。該控制回路包括至少一個間隙傳感器，或最好幾個間隙傳感器19(見圖2)，所述間隙傳感器接界于與磁極11相同的平面，間隙傳感器19通過感應(yīng)或電容裝置測量間隙7的實際尺寸并且用作控制回路18的實際值傳送裝置。通過間隙傳感器19傳送的電信號被傳送到控制器20，在那里與一個額定值進行比較，該額定值通過線路21輸入并固定地預(yù)選或改變。其中，控制器20為致動器22確定一個差動或致動器信號，該致動器進而通過繞組12以間隙7大致為恒定尺寸并且在行駛過程中保持該尺寸的方式控制電流。
控制回路18所需的工作電壓通過圖4中所示的并且包括線性發(fā)電機的繞組23的供電單元供應(yīng)，如在圖2中作為例子示出的磁極11a的放大細(xì)節(jié)，所述繞組安裝在至少一個磁極內(nèi)， 并與長定子共同作用以提供例如達到300V的交流電壓，其依賴于磁懸浮車輛1的速度。該電壓在例如具有一個升高限制器的變壓器24中轉(zhuǎn)換成一個工作需要直流電壓(例如440V)，所述電壓一方面供應(yīng)給控制器20和致動器22，另一方面通過線路26傳遞給磁懸浮車輛的車載電網(wǎng)。
盡管控制器20、致動器22和變壓器24迄今為止已經(jīng)配置在任何地方，最好在車體17的地板內(nèi)，因此需要大量的如圖3中附圖標(biāo)記27所指示的電纜線路，本發(fā)明建議將這些部件完全容納在磁體裝置10的磁體后箱15內(nèi)。這尤其從圖5中得到，圖5示出了在移去指向?qū)к壈?的罩28(圖2)后的磁體后箱15的視圖。例如，附圖標(biāo)記29示出了在磁體后箱15內(nèi)的孔，其用于容納沒有更詳細(xì)地說明但在圖6和圖7中示出的抽屜形裝置30并安置控制回路18及其部件20和22，以及供電單元的變壓器24。有利的是，該抽屜形裝置30被如此構(gòu)造以便于當(dāng)組裝時，可以建立正確的連接而不需要任何進一步的額外工作，也就是，孔29和抽屜形裝置30設(shè)有共同作用的插入式和拔出式裝置或類似裝置。
在磁體后箱15內(nèi)容納控制回路18和變壓器24是沒有任何問題，因為在已知的磁體裝置10中的磁體后箱15基本由具有U形剖面的中空體組成，因此提供了充足的空間。因為事實上只有通向車載電網(wǎng)的線路26以及任何為控制和診斷目所需的線路必須從磁體后箱15外面鋪設(shè)，因此可以在很大程度上省去布設(shè)電纜27。所有其他的線路可以鋪設(shè)在磁體后箱15內(nèi)并且從那里以最短的距離鋪設(shè)至間隙傳感器19以及繞組12和23。從而可以得出，包括磁極11、控制回路18、供電單元23和24以及鋪設(shè)電纜的整個磁體裝置10形成了自主的機電一體化模塊，其中集成了懸浮性能所需要的所有功能。如果需要，在磁體后箱15內(nèi)可以安裝附加的緩沖蓄電池，其在磁懸浮車輛1靜止或行駛速度過低的情況下提供所需要的能量。
除了用于“承載”功能的磁體裝置10外，圖2中所示的模塊還具有用于“引導(dǎo)”功能的具有磁極32的磁體裝置10a。磁體裝置10a被靠近磁體后箱15a(圖3)設(shè)置并且有利地容納在例如3096mm的相同柵距內(nèi)，該柵距也適用于磁體裝置10。通過與間隙傳感器19類似，其他間隙傳感器19a被指定給磁極32并且連接于其它未示出的構(gòu)造如控制回路18的控制回路，用于保持磁極32和側(cè)向?qū)蜍?(圖1)之間的間隙7a為常數(shù)。上文借助控制回路18的描述也適于其它控制回路。由于引導(dǎo)磁體通常沒有線性發(fā)電機的繞組，因此到這些控制回路的電力有利地借助供電單元23和24供應(yīng)。與磁體裝置10相比，在磁體裝置10a中只有三個磁極32，由每排三繞組的兩排形成。
指定用于“承載”功能的磁體裝置10包括12個磁極11，該12個磁極被組合以形成兩組，每組由六個直接并排的磁極構(gòu)成。這些組中的每個組由一個控制回路18控制并且有利地由單獨指定給每個組的供電單元23，24供應(yīng)電流。這樣做的好處在于，一方面，在一個組出現(xiàn)故障的情況下，其他的組可以繼續(xù)工作。另一方面，在一個組出現(xiàn)故障的情況下，具有抗彎曲的縱向和橫向連接器的相關(guān)懸浮框架16通過一個指定組的鄰近磁體裝置被保持在合適的位置，而不會使磁懸浮車輛1著陸在滑軌上或者使磁體裝置10撞擊到長定子。然而，它也伴隨有下面將概述的兩個缺點。
每六個磁極11的分組式組合的第一個缺點是，在它們的繞組12中會產(chǎn)生相對高的電壓。這主要由電容式過壓產(chǎn)生，該電容式過壓來自于磁極11的繞組的由導(dǎo)電帶的制造以及如此產(chǎn)生的寄生電容。由繞組的電感和寄生電容形成的電振蕩電路產(chǎn)生了諧振，當(dāng)磁體裝置10受到激勵時，諧振可能將帶來如此高的電壓和電流以至于會損壞絕緣。另一個缺點是，不得不為控制回路18提供特殊的安全裝置，該安全裝置在致動器22(圖4)不正常工作時防止磁極11的指定組撞擊長定子。
為了避免上述缺陷，本發(fā)明建議為每個組只提供一個磁極11或最多兩個磁極11。磁極11的這種分配如圖6-圖8所示。磁體裝置10在這里包括具有繞組12a等的11a到11l的12塊磁極、只有部分描繪的間隙傳感器19以及線性發(fā)電機的繞組23。另外，包含控制回路18和供電單元的磁體后箱15和抽屜形裝置30在圖2中表示。包含在抽屜形裝置30中的部件在圖8中顯示，然而為了更好的理解位于磁體后箱15下面。附圖標(biāo)記34表示凹進部分，圖1和圖2的托架6的末端進入其中。另外，圖6表示了圖2中不能看到的磁極后部35，其將磁極11的鐵心14彼此連接。最后，圖6和圖8顯示了六個磁極11a到11f或11g到11l，每組形成了一個以熟知的方式連接于用于磁懸浮車輛1的車體17(圖1)的懸浮框架16的半磁體A和B。
如圖8中所示，磁極11單獨電控制并且彼此獨立。為了這個目的，磁極單元36a到36f的每一個被指定給半磁體裝置A中從11a到11f的每個磁極，每個磁極單元包含指定的控制回路18和設(shè)有如上所述類型的升高限制器或類似裝置的指定的變壓器24。另外，每個磁極繞組12(例如，尤其是磁極11d的繞組12d)通過導(dǎo)線37連接到一個相關(guān)的磁體單元(例如，尤其是磁極單元36d)及包含于其中的控制回路18，每個線性發(fā)電機繞組23(例如，尤其是磁極11d的繞組23d)通過導(dǎo)線38連接到相關(guān)的磁極單元36d和包含于其中的圖4中的變壓器24。以上同樣適用于所有其他磁極11，如特別在圖8中通過磁極11f的放大圖所示。另外，現(xiàn)有的間隙傳感器19通過導(dǎo)線39連接到所有磁極單元36，以便將間隙7的相關(guān)實際值傳送給它的控制回路18。另一個半磁體B被相應(yīng)地構(gòu)造。
由于所描述的設(shè)置，每個半磁體A，B包含每個具有一個指定的磁極單元36的六個磁極11。因此，如果一個磁極11或相關(guān)的磁極單元36有缺陷時，因為與有缺陷單元相鄰的磁極可以很容易取代它的功能，所以不會存在磁極裝置10或半磁體A，B全部受到損害的危險。因此，不需要提供具有對抗致動器22的非正?？刂频奶厥獍踩b置的控制回路18，也不會出現(xiàn)有害的電容式過壓。如果磁極11不是單獨致動而是成對致動的話，那么將會獲得相應(yīng)的優(yōu)點。特別的優(yōu)點是，在任何一個部件故障時，只有一個或最多兩個磁極11將不工作而不是半磁體的六個磁極或整個磁體裝置10的12個磁極不工作。另外，電壓水平下降了，因此使車載電網(wǎng)所需要的電壓降低。
另外，圖8還顯示了一個關(guān)于形成磁體裝置10的始端和末端的磁極11a和11l的特別的特征。由于這些磁極11a、11l被構(gòu)造為半磁極，因此沒有用于連接線性發(fā)電機繞組23的空間，相關(guān)磁極單元36a和36l有利地供有來自車載電網(wǎng)的電流，如圖8中通過線路40所顯示的。
隨后的用于控制引導(dǎo)磁體的磁極32的過程相似。
借助線性發(fā)電機的車載能量的產(chǎn)生僅僅在磁懸浮車輛1達到某個最小速度的軌道段有效。在其它軌道段，電能因此借助安裝在軌道上并指定有機械或機械-氣動集電器41(圖8)的電接觸軌產(chǎn)生。集電器41構(gòu)成了除繞組23之外的供電單元的整體部分，如果實行獨立的磁極控制的話，其根據(jù)圖8被連接于每個單獨的磁極單元36。另外，集電器41的輸出通過一個合適的變壓器42，例如，包含升高限制器的變壓器42，通向?qū)Ь€40。如圖2和圖5所示，集電器41被集成在例如被罩28空氣動力學(xué)地罩住的磁體后箱15中，并且因此如線性發(fā)電機的繞組23一樣被集成在磁極裝置10的自主式模塊中。
由于接觸軌和機械集電器41因為容易磨損和破裂的原因并不總是合乎需要的，尤其在高速度時，因此本發(fā)明的另一個基本特點是以不同的方式提供從軌道3到磁懸浮車輛1的能量傳輸，也就是，非接觸的并優(yōu)選是感應(yīng)的。特別如圖9中所示，其描繪了基本相應(yīng)于圖1的一個示意性剖視圖，但是以放大的比例。
根據(jù)圖9所示，在已經(jīng)設(shè)置用于集電器41(圖8)的電流軌的軌道處，提供有構(gòu)造為傳輸線圈的主導(dǎo)體44，其優(yōu)選地包括往復(fù)地運行并且有利地在軌道2，3的整個長度上延伸的線路段44a，44b。兩個線路段44a，44b固定在橫梁2上，例如，通過由絕緣體組成的保持器45。另外，主導(dǎo)體44連接到例如300V的優(yōu)選高頻率的電壓源46(僅僅示意地顯示)。
代替集電器41，在磁懸浮車輛1上安裝一個接收器或接收線圈47。接收線圈47被優(yōu)選地構(gòu)造成不圍繞主導(dǎo)體44，而是以一個小間距與其相對。因此，可以像控制回路18的其它所述部件和根據(jù)本發(fā)明的供電單元那樣將接收線圈47容納在磁體后箱15中并且用由電絕緣材料組成的罩18覆蓋它。
根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選實施例，保持器45為鉸接構(gòu)造，使得主導(dǎo)體44被鉸接地安裝并且可旋轉(zhuǎn)到橫梁2的頂部或底部，也可以被分段地折合。因此，可以避免在工作過程中對工作存在干擾的主導(dǎo)體44的完全拆除。
圖10-圖13以與圖5類似的圖顯示了接收線圈47的構(gòu)造，并且由于冗余的原因，線圈47有利地具有每個指定給上面所述的半個磁體A，B中的一個的兩個半部47a，47b，因此在該實施例中每個部分具有約1500mm的長度。在圖10和圖12中以粗線表示的每個半部47a，47b優(yōu)選地包括多個平行的導(dǎo)體47c(圖13)，所述導(dǎo)體47c相對于主導(dǎo)體44被如此設(shè)置以便被由導(dǎo)體44或分別由線路段44a，44b產(chǎn)生的同心磁場線穿透，因此由主導(dǎo)體44供應(yīng)的約為300V的電壓可在其未顯示的連接端被輸出耦合。因此，兩個連接端可以類似于圖8連接到磁極單元36或變壓器42。很明顯，如果磁懸浮車輛1在縱向兩側(cè)裝有磁體裝置10，10a，那么有利地適合的主導(dǎo)體44被設(shè)置在橫梁2的兩側(cè)。
接收線圈47優(yōu)選地與所需連接部件(例如，插塞連接器)一起加工成一個預(yù)制的模塊化組，并且被如此地安裝在磁體后箱15或罩28處和/或整體地形成在磁體后箱15或罩28中，從而接收線圈47形成了由磁體裝置10形成的自主式模塊的一部分。
電力的非接觸傳輸?shù)囊粋€基本優(yōu)點是，它以機械低磨損的方式工作，并且如同應(yīng)用接觸軌的情況，能量輸出耦合與行駛速度無關(guān)。另外，由于每個磁體裝置10具有兩個線圈半部47a，47b，因此獲得了多重冗余。進而，可以省去線性發(fā)電機的繞組23并且如果適當(dāng)設(shè)計，可以省去甚至升高限制器以及車載蓄電池。如果需要，可以通過設(shè)置在軌道旁的簡單的鉛蓄電池來保證應(yīng)急供電。
接收線圈47或半繞組47a，47b優(yōu)選地分別以所謂的分層繞組的方式構(gòu)造。如圖13，14和15所示，對于半繞組47a，它們包括位于一個平面中的多個層48。各個層48優(yōu)選地由具有圓形或方形橫截面的導(dǎo)體制造并且具有基本直的、彼此平行地沿著磁體裝置10(圖12)延伸的第一和第二縱向段48a，48b以及連接它們的端部的繞組端部48c?？v向段48a，48b相對于主導(dǎo)體44的線路段44a，44b平行延伸并且用于產(chǎn)生電壓。第一縱向段48a被指定給線路段44a，第二縱向段48b被如此地指定給主導(dǎo)體44的線路段44b，使得每個線路段44a，44b大約設(shè)置在由被指定的縱向段48a，48b形成的層部分的中間，如在圖14中特別顯示的。與此對比，半繞組47a的導(dǎo)體大致在垂直于線路段44a，44b的繞組端部48c的區(qū)域中延伸，因此一方面它們不會有助于或至少僅僅稍微有助于電壓的產(chǎn)生，另一方面在磁體裝置10的縱向上具有一個根據(jù)圖14中的尺寸l的相對大的空間需要。由于實際的原因，繞組端部48c另外還不能越過磁體裝置10(圖12)的縱向端部伸出，因此它們產(chǎn)生了以下缺點，即減少了用于產(chǎn)生電壓的縱向段48a，48b的有效長度并因此妨礙了理想電壓的產(chǎn)生。
為了避免這個缺陷，本發(fā)明建議在繞組端部48c的區(qū)域中以一定角度從由縱向段48a，48b形成的繞組平面向后彎曲接收線圈47和/或它的半繞組47a，47b。圖16中示意性地顯示了以約90度的角度彎曲繞組端部48d，圖17和圖18示意性地顯示了以約180度的角度彎曲繞組端部48e。當(dāng)根據(jù)圖9和圖12的接收線圈47被安裝于面對主導(dǎo)體44的磁體后箱15的前端時，繞組端部48d因此垂直于磁體后箱15的前端設(shè)置，這就是為什么后者配有容納彎曲的繞組端部48d的相應(yīng)的槽和/或凹進部分的原因。通過使繞組端部48e彎曲180度，這些凹進部分可以相應(yīng)地構(gòu)造得較淺。
由于接收線圈47和/或它的一半47a，47b的所有各個層48一個位于一個上面地平行于繞組平面安置，所以每個單獨的層48可在相同的位置彎曲而不會使相鄰的層48阻礙該過程。因此，整個繞組出現(xiàn)較尖銳的拐點，結(jié)果接收線圈47和/或半繞組47a，47b的縱向段48a，48b實際上可以在磁體裝置10的整個長度上延伸并且因此構(gòu)造得比圖14中所示尺寸長2·l。不言自明，圖16到圖18中所示的90度和/或180度的彎曲特別代表優(yōu)選實施例，但是也可以具有其他彎曲角度，尤其是90度到180度之間的角度也是可以的。另外，繞組端部48c也可以朝向相對側(cè)彎曲，這依賴于磁體裝置10的排列和構(gòu)造。最后，本發(fā)明使接收線圈47由多于兩部分47a，47b構(gòu)造成為可能，而這不會大大減小所涉及的縱向段48a，48b的總長度。如果沿著磁懸浮車輛有多個磁體裝置10和/或接收線圈47，那么線路段48a，48b的有效長度會大大增加。
圖14到圖18所示的裝置在主導(dǎo)體44和接收線圈47之間或線路段44a，44b與縱向段48a，48b之間分別產(chǎn)生了一個相對小的磁耦合。另外，在由金屬組成并且設(shè)置在接收線圈47后部的磁體后箱15的部件(圖9)中存在渦流損耗的風(fēng)險。因此，已經(jīng)建議在與主導(dǎo)體44相對的接收線圈47的一側(cè)設(shè)置一個用于集中由主導(dǎo)體44產(chǎn)生的并在圖19中示意地顯示的磁場線49a，49b的裝置。該裝置尤其包括由具有高磁導(dǎo)率和高電阻的材料構(gòu)成的部件。用于該目的的一種特別優(yōu)選的材料為鐵素體，尤其是軟鐵素體，然而，由于其由鐵磁粉末制成并且通過擠壓和隨后的燒結(jié)生產(chǎn)，因此其比較易碎、具有機械敏感性以及因此差的可加工性。通過已經(jīng)建議的設(shè)置，用于集中磁場線的裝置因此不是由大面積的板狀部件構(gòu)成，而是由多個相對小的材料帶和連接部件構(gòu)成，該連接部件通過粘結(jié)或相似方法彼此連接從而形成格子框架并且其具有用于本發(fā)明目的的足夠的機械穩(wěn)定性。在接收線圈47由至少兩個半線圈47a，47b組成并且每個半線圈以其縱向段48a，48b位于兩個線路段44a，44b之一的相對位置的情況下(圖9和圖12)，那么對于每個半線圈47a，47b提供相同的排列。如果提供一件式接收線圈47，那么在這個意義上同樣適用它。因此，在下文中只更詳細(xì)地說明提供給半線圈47a的布置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該實施例可從圖14到圖18中明顯看到并且圖19中對其進行了補充說明，該實施例被認(rèn)為是當(dāng)前最好的，在半線圈47a的與線路段44a相對的一側(cè)上設(shè)置多個第一材料帶50a，所述材料帶基本與線路段44a垂直設(shè)置并且與由縱向段48a形成的繞組平面平行。在半繞組47a的遠(yuǎn)離線路段44b的一側(cè)，具有相應(yīng)的布置，提供了多個第二材料帶51b，其有利地設(shè)置在與第一材料帶51a相同的平面中。兩個材料帶50a，50b都具有這樣一個長度，該長度稍大于與由縱向段48a，48b形成的層部分的高度相對應(yīng)的尺寸，而它們彼此相對的端部不重疊。每個單獨的材料帶50a，50b設(shè)置得象柵格并且以預(yù)先選定的距離彼此平行。
第一材料帶50a的端部由第一連接部件51a連接，該連接部件基本與線路段44a平行。因此，第二材料帶50b的端部由第二連接部件51b連接。構(gòu)造得像柵格框架的模塊化部件因此被形成，其以一種這里沒有更詳細(xì)說明的方式固定于磁體后箱15。
通過例如膠粘彼此連接的材料帶50a，50b和連接部件51a，51b優(yōu)選地都由鐵素體制成。另外，如圖19中示意性顯示的，它們有利地緊鄰地設(shè)置在縱向段48a，48b的后部，并且以這樣一種方式，使得它們造成由線路段44a，44b產(chǎn)生的場強線49a和/或49b的集中。相對于圖19，可以設(shè)想，電流目前以從附圖平面向外的方向流經(jīng)線路段44a并且以進入附圖平面的方向流經(jīng)線路段44b。由于材料帶50a，50b的高的磁導(dǎo)率，磁場線49a，49b在線路段48a，48b的緊鄰后部閉合，如圖19中用箭頭示意性表示的，因此大大增加了有利于電壓產(chǎn)生的磁耦合。同時，由于材料帶50a，50b的高電阻，可以避免大的渦流損耗的出現(xiàn)，更是因為材料帶50a，50b和連接部件51a，51b對位于其后部的磁體后箱15的那些部件磁屏蔽的原因。最后，連接部件51a，51b在柵格框架結(jié)構(gòu)內(nèi)使磁通量基本上均勻分布。材料帶50a，50b和連接部件51a，51b的長度可以被適當(dāng)?shù)剡x擇從而可以盡可能多地收集和/或集中磁場線49a，49b。
如圖14中示意性顯示的，材料帶50a，50b和連接部件51a，51b兩者優(yōu)選地具有矩形橫截面并因此分別具有窄邊和寬邊52，53和54，55。寬邊53，55優(yōu)選地平行于繞組平面設(shè)置。另外，連接部件51a，51b的寬邊55根據(jù)本發(fā)明抵靠著材料帶50a，50b的寬邊53，藉此獲得了相對大的連接和/或結(jié)合區(qū)域以及相對小的磁轉(zhuǎn)變阻力，盡管有不可避免的氣隙，這導(dǎo)致磁路進一步的改進。當(dāng)將連接部件51a，51b固定于材料帶50a，50b的面向線路段44a，44b的側(cè)面上時，其另外提供了優(yōu)點，即連接部件51a，51b大體上位于與半繞組47a的縱向段48a，48b相同的平面上，尤其如圖19所示。因此，它們不需要額外的空間，尤其是如果它們的厚度不大于縱向段48a，48b的厚度時，這在磁意義上是足夠的。
材料帶50a，50b和連接部件51a，51b例如由最大長度為100mm、最大寬度為15mm和最大厚度為3mm的鐵素體棒制成。通過線路段44a，44b之間的距離約為150mm、每個由縱向段48a，48b形成的層部分的高度約為30mm，如果例如提供10層，則材料帶50a，50b的長度可例如達到100mm，并且它們在平行于主導(dǎo)體44方向上彼此之間的距離可達到例如15mm。在這種情況下，接收線圈47距離主導(dǎo)體44的距離達到例如40mm。另外，很明顯，在縱向段48a，48b的縱向，如果半繞組47a，47b比可以沒有任何問題地被加工的連接部件51的長度充分地長，則數(shù)個由材料帶50和連接部件51形成的柵格框架可以連續(xù)地設(shè)置。
本發(fā)明并不限制于上面所描述的可以采用很多方法修改的實施例。特別是，這適用于每輛磁懸浮車輛上存在的磁體裝置10，10a的總數(shù)和用于支承磁體、引導(dǎo)磁體或支承磁體和引導(dǎo)磁體的組合的設(shè)計的由磁體裝置10，10a建造模塊。另外，每個支撐和引導(dǎo)磁體的磁極11、32的數(shù)目可以以與所描述的方式不同的方式選擇。最后，不言自明的是，不同的特點可以應(yīng)用于不同于上文所描述和顯示的其它組合中。
權(quán)利要求
1.一種用于將電能從軌道(2，3)傳輸?shù)酱艖腋¤F路的車輛(1)的裝置，所述車輛(1)包括至少一個連接于與車體(17)連接的磁體后箱(15)上的磁體裝置(10)，其特征在于，所述軌道(2，3)設(shè)有至少一個構(gòu)造為發(fā)射線圈并連接至電壓源(46)的主導(dǎo)體(44)，所述車輛(1)設(shè)有至少一個安裝于它的磁體后箱(15)上的接收線圈(47)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接收線圈(47)被安裝在所述磁體后箱(15)的罩(28)上或安裝于該罩內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述接收線圈(47)至少包括兩個半繞組(47a，47b)，每個半繞組(47a，47b)被指定給所述磁體裝置(10)的一半。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求1至3中任意一個所述的裝置，其特征在于，所述接收線圈(47)為同樣容納于磁體后箱(15)中的供電單元的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述供電單元具有一個設(shè)置在接收線圈(47)和磁體裝置(10)之間的變壓器(24)。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求1至5中任意一個所述的裝置，其特征在于，所述接收線圈(47)被構(gòu)造為一個配有所需接觸部件的預(yù)制的模塊化組，所述磁體后箱(15)包括用于與所述接觸部件配合的接觸裝置以及用于容納所述模塊化組的插入和/或拔出裝置。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求1至6中任意一個所述的裝置，其特征在于，所述接收線圈(47)和/或每個半繞組(47a，47b)被設(shè)計成位于一個繞組平面中的分層繞組，所述分層繞組包括平行于主導(dǎo)體(44)延伸的縱向段(48a，48b)和將所述縱向段(48a，48b)彼此連接的繞組端部(48d，48e)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述繞組端部(48d，48e)以一個角度被彎出所述繞組平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述繞組端部(48d，48e)被以約90度到180度的角度彎曲。
10.根據(jù)前面權(quán)利要求7至9中任意一個所述的裝置，其特征在于，所述縱向段(48a，48b)和所述繞組端部(48d，48e)包括具有方形或圓形橫截面的導(dǎo)體。
11.根據(jù)前面權(quán)利要求1至10中任意一個所述的裝置，其特征在于，在接收線圈(47)的遠(yuǎn)離主導(dǎo)體(44)的一側(cè)上設(shè)置有多個材料帶(50a，50b)，所述材料帶基本垂直于主導(dǎo)體(44)并平行于繞組平面被設(shè)置并且用于集中由主導(dǎo)體(44)產(chǎn)生的磁場線(49a，49b)，其中所述材料帶(50a，50b)在其端部通過連接部件(51a，51b)連接，所述連接部件平行于主導(dǎo)體(44)設(shè)置并基本布置在所述繞組平面內(nèi)，并且依靠在所述材料帶(50a，50b)的所述端部，其中所述材料帶(50a，50b)以及連接部件(51a，51b)由具有與空氣相比的高磁導(dǎo)率材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述材料帶(50a，50b)和所述連接部件(51a，51b)具有矩形橫截面和因此的窄邊和寬邊(52，54和/或53，55)，其中所述寬邊(53，55)平行于所述繞組平面設(shè)置，所述連接部件(51a，51b)以其寬邊(55)依靠在材料帶(50a，50b)的寬邊(53)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述主導(dǎo)體(44)包括兩個線路段(44a，44b)，所述線路段用于供電流以相反方向穿過，并且接收線圈(47)或它的半繞組(47a，47b)的縱向段(48a，48b)的每一個被指定給所述線路段的一部分，這些部分中的每一個被設(shè)置在被指定的材料帶(50a，50b)的中間區(qū)域。
14.根據(jù)前面權(quán)利要求11至13中任意一個所述的裝置，其特征在于，所述材料帶(50a，50b)和所述連接部件(51a，51b)由鐵素體構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將電能從軌道(2，3)傳輸給磁懸浮鐵路上的車輛(1)的裝置。本發(fā)明的裝置的特征在于，它以非接觸方式工作，藉此，設(shè)計成發(fā)射線圈并與電壓源(46)相連的至少一個主導(dǎo)體(44)被應(yīng)用于軌道(2，3)上，并且至少一個安裝在車輛(1)的磁體后箱(15)上的接收線圈(47)被應(yīng)用于車輛上。
文檔編號B60L13/10GK1842430SQ200580001034
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者P·貝克爾, W·哈恩, L·米勒 申請人:蒂森克魯伯快速運輸有限公司