[發明專利]用于車輛的驅動裝置

在審

• 申請號: 201380064870.9
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104837667A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 沃爾夫岡·費特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L15/32;B60L3/04;B60L9/00
• 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;李德山

技術領域

本發明涉及一種用于車輛的、尤其是軌道車輛的驅動裝置，具有：一組驅動單元，所述驅動單元分別具有至少一個電的牽引馬達和功率產生單元，所述功率產生單元設置用于產生用于牽引馬達的功率；和一組馬達保護單元，所述馬達保護單元分別與牽引馬達相關聯。

背景技術

在常規的異步馬達技術中的用于車輛的、尤其是有軌車輛的電驅動裝置中，牽引馬達和/或對其饋電必要的脈沖逆變器部分地電并聯連接，以便以盡可能小的構件耗費提供必要的驅動功率。如果脈沖逆變器彼此并聯連接，其中并聯電路由共同的饋電裝置饋入電能，那么與脈沖逆變器相關的故障需要脈沖逆變器的整個并聯電路經由中央的、與并聯電路相關聯的電網保護器被切斷。

為了能夠避免牽引力完全失效，已經提出：設有多個電不相關的饋電裝置、尤其不相關的中間回路，所述中間回路可彼此不相關地接通。然而這需要附加的電網保護器、預充電裝置和所屬的控制裝置，由此構造耗費和成本耗費是較高的。該構造耗費和成本耗費能夠通過如下方式限制：由共同的脈沖逆變器對多個牽引馬達饋電。

然而，在特定的應用情況下、如尤其是在具有同步馬達的牽引裝備中那樣，將牽引馬達并聯在脈沖逆變器上是不可行的。在這種情況下，為每個牽引馬達設置自身的脈沖逆變器，其中各個馬達保護單元與每個牽引馬達相關聯，所述馬達保護單元在需要時、例如在拖拽行駛中將牽引馬達與相關聯的脈沖逆變器斷開。全部脈沖逆變器彼此并聯連接，其中并聯電路可經由中央的電網保護器與饋電裝置斷開。驅動裝備相對于故障的可用性因此尤其低。

發明內容

本發明基于如下目的：提供一種泛型的驅動裝置，借助所述驅動裝置能夠在構造耗費和成本耗費低的情況下實現相對于故障的高的可用性。

對此提出：至少一個馬達保護單元具有至少一個開關機構，所述開關機構連接在饋電裝置和用于相關聯的牽引馬達的功率產生單元之間。由此，軌道車輛的可用性能夠簡單地且成本適宜地通過使用傳統方式構成的馬達保護單元來提高。該馬達保護單元能夠簡單地加裝可由控制單元控制的附加的開關機構，其中所述馬達保護單元通常包括用于將相關聯的牽引馬達與相應的功率產生單元斷開的至少一個開關元件和優選用于操作開關元件的控制單元。

如果驅動單元分別具有唯一的牽引馬達，那么開關機構的尺寸確定由唯一相關聯的馬達饋電線的電流負載得出，由此能夠將市售的且成本適宜的開關設備用于開關機構。

術語“在……之間”尤其涉及從饋電裝置獲得的并且被引導至相關聯的牽引馬達的功率的功率流。關于功率流，開關機構設置在功率產生單元上游或者功率流能夠通過功率產生單元上游的開關機構中斷。

尤其是應當將“饋電裝置”理解為電路，所述電路的功能是提供特定的電壓。

優選地，該電壓是直流電壓，其中功率產生單元分別設置用于：基于所提供的直流電壓產生用于相關聯的牽引馬達的電信號，其中電流特性對應于特定的電功率。特別地，功率產生單元能夠構成為變流器、優選構成為脈沖逆變器。

能夠為一組驅動單元設置多個不相關的饋電裝置，所述饋電裝置分別構成為彼此不相關的電路、尤其是中間回路。

然而，所提出的驅動裝置尤其適合于如下驅動裝置的實施方案，在所述驅動裝置中驅動單元彼此并聯連接并且驅動單元的并聯電路由饋電裝置饋電，因為對于該拓撲能實現高的可用性。裝配有至少一個開關機構的至少一個馬達保護單元能夠在用于與馬達保護單元相關聯的牽引馬達的功率產生單元故障時借助于其開關機構將該功率產生單元與共同的饋電裝置斷開，而其他的功率產生單元能夠繼續運行。如果并聯裝置具有n個驅動單元，那么在這種故障中會產生可經由饋電裝置獲得的共同的驅動功率的最大100/n％的損耗。對于具有至少四個驅動單元的裝置而言能夠實現尤其高的可用性。

優選地，牽引馬達構成為同步馬達。針對所述同步馬達適用的是如下條件，通過唯一的功率產生單元對多個牽引馬達饋電是不可行的。因此在這種情況下需要高數量的功率產生單元，所述功率產生單元優選彼此并聯連接并且由共同的饋電裝置饋電。

在本發明的一個優選的實施方案中，馬達保護單元具有至少一個開關元件和控制單元，所述開關元件用于將相關聯的牽引馬達與相應的功率產生單元斷開，所述控制單元設置用于同步地操作開關元件和開關機構。由此，能夠實現開關機構與馬達保護單元的其余的優選常規的組成部分尤其簡單地連接。在打開開關元件以將牽引馬達與相應的功率產生單元斷開時，同時能夠將該功率產生單元與饋電裝置斷開。