[发明专利]用于测量磁悬浮铁路的磁悬浮车辆的极位置角的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量在磁悬浮铁路路段的路段侧的定子的定子磁场 和位于磁悬浮铁路路段上的磁悬浮车辆的磁参考轴之间的极位置角 (Pollagewinkel)的方法，其中，在所述磁悬浮车辆的支承磁铁接通的情况下， 利用磁场传感器对测量通过磁场传感器的优先测量方向预定的定子磁场的方向 分量，并且利用所述两个磁场传感器的测量值确定所述极位置角。

背景技术

用于测量磁悬浮车辆的极位置角的极位置测量装置例如被应用于 Transrapid中。极位置测量装置被安装在前面和后面，具体说是在车辆两侧上(也 就是从行驶方向上看是左边和右边)，并且分别配备有用于测量磁悬浮铁路路段 的路段侧的定子的定子磁场的磁场传感器对。传感器对的定位和工作方式在以 下结合右前面的传感器对举例描述；但是对此的解释也类似地适合于其余的传 感器对。右前面的磁场传感器对的磁场传感器分别被固定在支架上，在该支架 上还安装了磁悬浮车辆的右前面的支承磁铁。两个磁场传感器之间的间隔通常 为τ/2，其中τ表示路段侧的定子磁场的基波的波长并且在Transrapid中例如为 258mm。与磁场传感器对的两个磁场传感器相连的是分析装置，该分析装置利 用两个磁场传感器的测量值确定在路段侧的定子的定子磁场和磁悬浮车辆的磁 参考轴之间的极位置角。作为测量传感器在Transrapid中使用霍尔传感器，这 些霍尔传感器由于结构原因而方向敏感地测量并且相应地分别具有一个优先测 量方向，这些霍尔传感器对于该优先测量方向是敏感的。利用霍尔传感器测量 定子磁场的预定的方向分量，具体说是磁场的x分量，也就是在车辆纵向或者 说行驶方向上的分量，或者是z分量，也就是其垂直于车辆纵向向上或向下对 齐的分量。

发明内容

从所描述类型的方法出发，本发明要解决的技术问题是，就更进一步改进 的测量精确性而扩展该方法。

按照本发明，这样调整磁场传感器的优先测量方向，使得两个磁场传感器 中的至少一个具有针对支承磁铁的支承磁场的最小测量灵敏度。

本发明的一个主要优点是，通过至少一个磁场传感器的按照本发明设置的 取向，明显降低了通过支承磁铁的支承磁场的测量值错误，并且由此可以实现 与没有按照本发明的取向相比明显更精确的极位置测量值。在此，本发明基于 以下知识，当设置了对于磁场传感器的不利的测量方向并且由此测量了定子磁 场的不利的方向分量时，支承磁场会对定子磁场的测量具有并非不大的影响： 例如，如果用磁场传感器在如下测量方向上测量，在该测量方向情况下支承磁 场具有高的场向量分量，则形成对于定子磁场的相当不精确的测量值，相反， 在与之垂直的测量方向情况下可以实现用于确定极位置角的更好的测量值。通 过按照本发明如下有针对地设置磁场传感器的优先测量方向，使得支承磁铁的 影响是小的，本发明始于这一点上。

如果测定，对于至少一个磁场传感器的哪个测量方向测量针对支承磁场的 最小测量值并且如果该测量方向作为对于极位置角的优先测量方向测量被考 虑，则可以特别简单和由此具有优势地确定优先测量方向。

作为替换，但同样可以简单和具有优势地确定优先测量方向，方法是测定， 对于至少一个磁场传感器的哪个测量方向测量对于支承磁场的最大测量值；在 这种情况下将与该测量方向垂直的方向作为用于极位置角的测量的优先测量方 向来考虑。

因为支承磁场对位于支承磁铁附近的磁场传感器的测量结果比位于支承 磁铁较远处的磁场传感器的测量结果干扰更多，所以被认为具有优势的是，如 下选择优先测量方向，使得其对位于支承磁铁附近的磁场传感器具有对于支承 磁场的最小的测量灵敏度。优选地如位于附近的磁场传感器一样地设置位于远 处的磁场传感器的优先测量方向，从而两个磁场传感器的优先测量方向相同或 者说平行。

为了能够特别简单地设置期望的优先测量方向，在本方法的第一优选变形 中，使用可旋转的磁场传感器。优选地首先如下旋转一个磁场传感器，使得其 对于支承磁场具有最小的测量灵敏度，并且接着将两个磁场传感器中的另一个 在相同的方向上旋转，由此两个磁场传感器被带入相同的优先测量方向。