[發明專利]用于三相永磁電機的電源系統

有效

• 申請號: 200910140243.4
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101626151A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: O·賈科莫尼;G·德波特;S·貝蘭;D·西伯斯
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通運輸股份有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 金 曉

技術領域

本發明涉及一種用于三相永磁電機的電源系統，特別涉及用于軌道車輛，以及更特別地涉及包括如下部件的上述系統，其包括逆變器，被連接到電機的三相繞組中的每一個的第一端，和隔離接觸器，其設置在逆變器和相應的繞組的第一端之間的至少其中兩相上，連接到公共點三個繞組的第二端。

背景技術

在故障的情況下，隔離接觸器能夠使得電機與逆變器隔離，其適用在電機外部故障的情況下。然而，在內部故障的情況下該方法是不夠的，尤其是當在電機內部或電機外部兩相發生短路時。

由于永磁電機持續地具有磁通(flux)，因此在其旋轉時其產生了與其轉速成比例的電動勢。因此，在電機內部或者外部短路的情況下，只要電機正在旋轉，短路電流就會被維持。由此，這首先導致了過熱，其可能足夠嚴重以至于導致著火。此外，該電流產生了持續的振動耦合(除了電機端子的三相短路的情況之外)，在軌道車輛的情況下其可能導致令人煩惱的(bogey)穩定的問題。

因此，在電機內部故障的情況下，有必要不僅打開隔離接觸器，而且需要停止所述車輛。

發明內容

本發明旨在克服該缺點。

更特別地，本發明的目的在于提供一種用于電機的供電系統，其使得能夠避免在內部故障的情況下的任何短路電流，因此將避免任何過熱和機械不穩定性。

為此，本發明首先涉及用于三相永磁電機的電源系統，特別用于軌道車輛，包括逆變器，其連接到電機的三相繞組中的每一個的第一端，以及隔離接觸器，其設置在所述逆變器和相應的繞組的第一端之間的至少其中兩相上，所述三個繞組的第二端連接到公共點，所述系統包括中性隔離裝置，其設置在所述公共點和各個繞組的第二端之間?的至少兩相上。

以下將可以看到，上述結構能夠使得電機的每一相被單獨地隔離，因此使得能夠防止產生短路電流。

在一個具體實施例中，隔離接觸器和中性接觸器被設置在電機的相同兩相的繞組的端部處。

本發明還涉及用于停止三相永磁電機運行的方法，特別用于軌道車輛的三相永磁電機，在內部故障的情況下，通過逆變器向電機提供功率，所述逆變器連接到電機三相繞組中的每一個的第一端，隔離接觸器被設置在所述逆變器和各個繞組的第一端之間的至少其中兩相上，所述三個繞組的第二端連接到公共點，所述方法包括如下步驟：打開設置在所述公共點和各個繞組的第二端之間的至少兩相上的中性隔離裝置和隔離接觸器。

本發明還涉及一種軌道車輛，包括電氣三相永磁電機，所述車輛包括例如如上所述的電源系統。

附圖說明

將參考示意性的附圖以非限制性舉例的方式對本發明的具體實施例進行說明，其中：

圖1示出了現有技術的軌道牽引電路的電路圖；以及

圖2示出了包括根據本發明的電源系統的軌道牽引電路的電路圖。

具體實施方式

圖1示出了牽引電路，其以公知的方式包括三相逆變器1，其每一相分別連接在永磁電機4的繞組3a、3b和3c的一端2a、2b和2c的輸出端處。所述繞組3a、3b和3c的另一端5a、5b和5c連接到電機4的中性公共點6。從經由輸入電容器8連接到地的連續母線7向逆變器1自身提供功率。

以類似于公知的方式，逆變器1的輸出端處的三相經由三個隔離接觸器9連接到電機4的繞組，在故障的情況下，隔離接觸器9使得能夠將所述逆變器與電機隔離。由于用于檢測故障和用于控制接觸器9的電路10是公知的，因此將不會更詳細地描述該電路。

將理解，如果在電機內部出現短路故障，例如在電機的繞組3b?和3c的端子2b和2c之間，則由于電機旋轉產生的電動勢，即使在打開隔離接觸器9之后，也將會在繞組3b和3c中建立起短路電流i。因此必須停止在其上安裝有電機4的車輛。

通過圖2所示的配置解決該問題。圖1中的參考標號在圖2中被保留用于相同的元件。

根據本發明，在電機4的繞組的第二端和公共點6之間加入了中性接觸器11。作為接觸器11的變化，可以使用任何其他隔離裝置，例如分段開關或者熔斷(protistor)型的受控熔絲。實際上，在這里接觸器11是點6和繞組3a和3c的端5a和5c之間的雙重接觸器。同樣地，接觸器9’現在是電機4的繞組3a和3c的端2a和2c之間的雙重接觸器。這里，與接觸器9’一樣，由相同的電路10在相同的條件下控制接觸器11。還可以僅僅在檢測到電機內部故障時進行控制。

將理解，通過打開接觸器9和11，防止了在電機繞組之間形成其中可能會建立短路電流的回路。由于打開了這兩個接觸器，現在可以繼續使車輛以退化的狀態行駛，甚至在電機內部形成短路之后仍然驅動旋轉的電機。