[發明專利]用于電驅動的軌道車輛的設備

有效

• 申請號: 201380028962.1
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN104349928B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 馬丁·格林卡
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B60L9/00
• 分類號: B60L9/00;B60L9/18;B60L9/24;H02M1/12;B60L9/30;H02M1/10;H02J1/02;H02M1/15
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;高少蔚

技術領域

本發明涉及一種用于電驅動的軌道車輛的設備，所述設備具有：電路裝置，所述電路裝置能夠與軌道車輛的牽引單元連接并且——為了運行所述牽引單元——與鐵路電網供電裝置連接；交流電壓模式，在所述交流電壓模式中，電路裝置與鐵路電網供電裝置連接，所述鐵路電網供電裝置引導交流電壓；和直流電壓模式，在所述直流電壓模式中，電路裝置與鐵路電網供電裝置連接，所述鐵路電網供電裝置引導直流電壓，其中電路裝置具有有源的多極，所述多極在交流電壓模式中作為變壓設備連接在鐵路電網供電裝置和牽引單元之間，并且所述電路裝置具有補償設備，所述補償設備在直流電壓模式中設為用于：抵抗從鐵路電網供電裝置中得到的或者由牽引單元產生的、流動至鐵路電網供電裝置的電網電流的干擾分量，其中補償設備包括用于檢測至少一個電網電流特征變量的至少一個傳感器單元、有源的多極和控制單元，所述控制單元設為用于根據電網電流特征變量控制有源的多極。

背景技術

用于跨邊界的交通或者用于具有不同的電壓系統的電網中的交通的軌道車輛設計成，使得在交流電壓和直流電壓下運行是可行的。在交流電壓模式中，在鐵路電網供電裝置和牽引單元之間設有饋電電路，所述饋電電路用作為變壓設備。

在廣泛發展的實施方案中，變壓設備構成為變壓器，所述變壓器將由鐵路電網供電裝置引導的高壓轉換成適合于運行牽引單元的電壓。變壓器具有鐵路電網側的初級繞組和次級繞組，所述次級繞組有利地為電感器，所述電感器的尺寸設計得在直流電壓模式中足以補償電網電流中的不期望的干擾分量。

在其他的饋電電路中，在交流電壓模式中借助于四極進行變壓，所述四極具有有源的部件。例如，從EP?0670236A1中已知一種變壓設備，在所述變壓設備中，放棄使用大尺寸的變壓器并且借助于具有變流閥的有源的功能元件進行變壓。設備包括變壓器，所述變壓器與饋電電路的常見的主變壓器相比尺寸設計得明顯更小。

如果在交流電壓模式中使用的饋電電路中不存在變壓器或者——如在上述實施方案中那樣——現有變壓器的尺寸設計得對干擾電流補償的功能不充分，那么需要DC電網扼流圈，以將牽引單元與DC鐵路電網供電裝置脫耦。根據現有技術，電網扼流圈由于在大多數DC鐵路電網中的高要求的干擾電流極限值是困難的并且是空間耗費的。在DC電網扼流圈中出現的損耗相當大地影響牽引單元的總效率。

從DE?10?2010?044?322?A1中已知用于電驅動的軌道車輛的設備，其中設為用于在交流電壓電網上運行的整流器裝置當在直流電壓電網上運行時作為用于產生補償電流的有源濾波器運行。

發明內容

本發明基于下述目的：提供一種用于電驅動的軌道車輛的設備，所述設備為了在交流電壓模式中運行具有有源的多極，通過所述設備能夠以低的耗費在直流電壓模式中執行干擾電流補償功能。

對此提出：多極具有輸入端，所述輸入端在交流電壓模式中構成為鐵路電網側的輸入端，并且牽引單元與引導在交流電壓模式中經過整流的電壓的中間回路連接，其中多極經由輸出端對中間回路——在交流電壓模式中——饋送電能并且——在直流電壓模式中——產生補償電流，所述補償電流與電網電流耦合。由此，存在的、在直流電壓模式中通常不運行的單元有利地用于產生與電網電流耦合的補償電流，其中能夠以小的結構耗費提供補償設備，所述補償設備能夠監控在中間回路中引導的電網電流的波度并且能夠尤其有效地抵抗從中得出的干擾分量。

“多極”應當理解為具有至少兩個輸入端和兩個輸出端的開關單元。在一個優選的實施方案中，多極構成為四極。“有源的多極”應當理解為具有有源器件、尤其是半導體的開關元件、如晶體管的多極。多極的在交流電壓模式中構成為鐵路電網側的輸入端的輸入端適當地由多極的在專業語言中稱作為術語“饋電電路”的裝置形成。

通過補償電流經由多極的朝向中間回路的輸出端產生進而經由所述輸出端中的至少一個離開多極以便與電網電流耦合，能夠實現用于產生具有一定流動方向的補償電流的能量流，所述流動方向適合于在損耗小的情況下產生補償電流。在此，所述能量能夠通過輸入端流動到多極中。在饋電電路在輸入端中的至少一個輸入端上提供補償電流且對此經由輸出端從中間回路中得到能量的具有相反能量流的配置中，針對在交流電壓模式中的最佳運行來設計的常用的多極必須在部分負荷運行中運行，由此能夠出現顯著的損失。這尤其歸因于：多極的內部部件主要為了提供用于饋電電流的能量而運行。