Für ein Verkehrssystem in Magnetschwebetechnik sind zur Berechnung der elektromagnetischen Kräfte entweder sehr aufwendige Feldberechnungsmethoden oder stark vereinfachende und damit weniger exakte Verfahren üblich. Das beschriebene Berechnungsverfahren stellt einen Kompromiss zwischen beiden Varianten dar. Es beruht auf einem numerisch-analytischen Vorgehen und einem einfachen, aber realistischen, kettenförmigen Ersatzschaltbild. Zur Berücksichtigung des Oberflächeneffektes wird die massive stromtragende Schiene in Elementarleiter mit kleinen rechteckförmigen Querschnitten zerlegt. Das prinzipiell Neue an der beschriebenen Ersatzschaltung ist, dass elementare Schleifen aus Hin- und Rückleiter angenommen werden, wobei der Hinleiter durch den eigentlichen Elementarleiter gebildet wird und der Rückleiter ein angenommener widerstandsloser idealer Linienleiter ist, der die Feldverteilung im betrachteten Bereich nicht beeinflusst. Zur Feldberechnung wird die Methode der konformen Abbildung benutzt. Bei der Berechnung der Kraft, die auf das Fahrzeug wirkt, wird über die Feldstärke integriert. Die Feldstärke liegt in einer bikomplexen Darstellung vor, das heißt, sie besitzt sowohl einen räumlichen als auch einen zeitlichen Imaginärteil. Es werden drei Berechnungsbeispiele beschrieben. Eines davon wird unter Angabe von 13 Rechenschritten ausführlich erläutert. In einer grafischen Darstellung der Kraft über dem Schlupf werden die Ergebnisse der vereinfachten und der exakten Berechnung miteinander verglichen. Sowohl bei der Zugkraft als auch bei der Schwebekraft weicht die vereinfachte Berechnung nach dem beschriebenen Ketten-Ersatzschaltbild im Schlupfbereich von 0;2 bis 1,0 nicht mehr als 10 % vom exakten Verfahren ab. Es wird eingeschätzt, dass die beschriebene Berechnungsmethode genauer ist als die Methode der finiten Differenzen oder die Methode der finiten Elemente.
Equivalent circuits for ac levitation and traction systems
Ersatzstromkreise für Wechselstrom-Magnetschwebe- und -Antriebssysteme
Russian Electrical Engineering ; 70 , 8 ; 19-29
1999
11 Seiten, 3 Bilder, 3 Tabellen, 16 Quellen
Article (Journal)
English
Elektrodynamik , elektromagnetische Kraft , Ersatzschaltbild , Fehlerabschätzung , Feldberechnung , Finite-Differenz-Methode , Finite-Elemente-Methode , Gegeninduktivität , Kettenschaltung (elektrisch) , komplexe Zahl , konforme Abbildung , magnetisches Feld , Magnetschwebebahn , Magnetschwebetechnik , mathematische Gleichung , mathematisches Verfahren , Raumvektor , Verkehrsmittel , Wechselstrom , Zugkraft
Magnetic levitation traction bogie and magnetic levitation tractor
European Patent Office | 2024
|Magnetic levitation vehicle traction motor and magnetic levitation vehicle
European Patent Office | 2023
|TRACTION SYSTEM FOR MAGNETIC LEVITATION TRAIN, AND RAIL TRAIN
European Patent Office | 2021
|European Patent Office | 2025
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