Aus einer Vorstudie für das Projekt Swissmetro, ein unterirdisches Hochgeschwindigkeits-Transportsystem zwischen den urbanen Zentren der Schweiz und des Auslandes, ging als Vorzugslösung für das Antriebssystem der synchrone, homopolare Kurzstator-Linearmotor hervor. In dieser Arbeit wird das magnetische und elektrische Verhalten eines solchen Linearmotors in Form eines mathematischen Modells dargelegt. Eine vereinfachte analytische Beschreibung beinhaltet nicht nur die örtliche Grundwelle sondern auch die örtlichen Oberwellen. Darauf aufbauende spezielle Wicklungsfunktionen erlauben es, den komplizierten Wicklungsaufbau des Linearmotors mathematisch einfach nachzubilden. Die daraus abgeleiteten Modellgleichungen des homopolaren Synchronlinearmotors sind vergleichbar mit denjenigen einer runden Schenkelpol-Synchronmaschine ohne Dämpferwicklung. Davon ausgehend werden ein kombiniertes Antriebs- und Versorgungssystem zur Speisung der Linearmotoren von Swissmetro vorgeschlagen und Topologie und die Dimensionierung der Antriebsstromrichter bestimmt. Da das kombinierte Antriebs- und Versorgungssystem modular konzipiert ist, können Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit durch einen fehlertoleranten Systementwurf auf mehreren Systemebenen erhöht werden. Schließlich werden drei Regelungsverfahren vorgestellt, die die Linearmotoren nach verschiedenen Betriebskriterien jeweils optimal betreiben. Das gesamte Antriebssystem wurde im Simulationsprogramm Matlab/Simulink nachgebildet und auch als Labormodell im herunterskalierten Leistungsbereich von 2 kW aufgebaut. Die theoretischen Berechnungen und die hergeleiteten Modellgleichungen wurden durch Simulation und Messung erfolgreich geprüft.
Swissmetro. Speisung und Regelung des Linearantriebs
Swissmetro. Supply and control of the linear drive
ETH Dissertationen ; 1-282
2000
282 Seiten, 89 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Swissmetro : Speisung und Regelung des Linearantriebs
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