專利名稱：多系統(tǒng)車輛變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多系統(tǒng)車輛的變壓器，具有牽引初級繞組、牽引次級繞組 以及輔助次級繞組。
背景技術(shù)：
全歐洲的鐵路網(wǎng)的特征在于多個不同的電壓供應(yīng)網(wǎng)。除了 25kV/50Hz或 15kV/16.7Hz的交流電網(wǎng)(例如在德國)之外，同樣還存在具有3kV或1.5kV的電壓供應(yīng) 的直流電網(wǎng)。作為多系統(tǒng)車輛的列車由此必須滿足在歐洲范圍內(nèi)的載人和載貨車輛的要 求，使得多系統(tǒng)車輛在所有電網(wǎng)中(不管是交流還是直流電壓運行)，關(guān)于不同的電壓高 度都必須能夠運行。用于滿足該任務(wù)的主要的電氣組件是在多系統(tǒng)車輛中集成的行駛變壓器。在交 流電壓運行中交流電壓通過在牽引初級繞組上的滑接線被饋入并且然后借助可接通的牽 引次級繞組被用于驅(qū)動的直流電路。此外所謂的輔助運行繞組以加熱繞組或濾波繞組的 形式附加地與牽引初級繞組電磁地耦合，從而為其它系統(tǒng)提供電能，例如用于供暖。在直流電壓運行中通過滑接線將直流電壓直接地引入到牽引次級繞組中，其中 牽引初級繞組可以開路或短路(DE38 17 652 C2)。此時直流電壓直接通過牽引次級繞組 饋入到驅(qū)動的直流電路中。按照直流電壓運行來使用多系統(tǒng)車輛變壓器時的問題是，特別是在牽引次級繞 組中形成由系統(tǒng)引起的沖擊電流，該沖擊電流又導(dǎo)致在輔助運行繞組或附加的輔助次級 繞組中的電流升高。例如W02006/079744A1描述了用于具有多電流電機的車輛的變壓 器，其具有至少一對初級和次級繞組，其中次級繞組還包括輔助次級繞組。在直流運行 中牽引次級繞組被提供以直流電壓。牽引初級繞組被配置為開路并且輔助次級繞組短 路。在現(xiàn)有技術(shù)中的該解決方案中的缺陷是，由于由系統(tǒng)引起的沖擊電流，特別是 在短路的輔助次級繞組中，電流升高會導(dǎo)致輔助次級繞組的損害或者甚至導(dǎo)致毀壞。此 外，變壓器的總電感按照現(xiàn)有技術(shù)由于輔助次級繞組的短路僅在有限的范圍內(nèi)確定并且 由此在牽引變壓器的開發(fā)中只能不精確地設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
由此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種變壓器，其避免在現(xiàn)有技術(shù)中的上 述缺陷并且避免了由于出現(xiàn)的電流沖擊產(chǎn)生的對輔助次級繞組的損害。上述技術(shù)問題通過一種具有權(quán)利要求1的特征的變壓器解決。按照本發(fā)明，在 直流電壓運行中，直流電壓可以饋入到牽引次級繞組中，其中電氣組件集成在輔助次級 繞組的閉合的電路中。該電路元件布置具有如下優(yōu)點在在輔助次級繞組中的接頭之間的部分地高的 電流沖擊的情況下，電流高度和/或電流上升被衰減或減小。由此以有效方式限制在輔助次級繞組中出現(xiàn)的電流。同時在直流電壓運行中可以有針對地控制牽引次級繞組的總 阻抗。 在變壓器的一種優(yōu)選實施方式中，電氣組件是電阻。根據(jù)在直流電壓運行中出 現(xiàn)的電壓，在電阻的合適的電導(dǎo)率的情況下可以有效限制電流沖擊，因為電阻將電能的 一部分轉(zhuǎn)換為熱能。此外，電氣組件優(yōu)選還包括電容器和/或線圈。通過在輔助次級繞組的閉合電 路中使用電容器(如電阻一樣)可以將牽引次級繞組的總阻抗調(diào)整到最佳水平。另一方 面，作為電氣組件，電容器結(jié)合輔助次級繞組形成振蕩電路并且由此提供如下可能性 濾除或衰減在牽引次級繞組中疊加在直流電壓上的確定的頻率。此外還有如下優(yōu)點在諧振情況下，在輔助次級繞組中的相應(yīng)電流高度的情況 下，整個變壓器的電感受到影響。通過在輔助次級繞組的閉合電路中的電容器的附加電 容，明顯提高通過輔助繞組的電流并且由此明顯提高電感，至少牽引次級繞組的電感。 由此電感最小化或者說在牽引次級繞組的雜散電感改變。具有優(yōu)勢的是，通過測量裝置來確定存在于牽引次級繞組中的總阻抗并且用作 對于可控組件的控制設(shè)備的控制輸入。由此產(chǎn)生如下可能性根據(jù)存在的總阻抗，這樣 影響在輔助次級繞組的閉合電路中的電子組件，使得對于各個直流電壓運行最佳地設(shè)置 牽引次級繞組的總阻抗。具有優(yōu)勢的是，將電氣組件設(shè)置在輔助次級繞組中。特別是在牽引初級繞組、 牽引次級繞組和輔助次級繞組的集中的結(jié)構(gòu)的情況下，存在如下可能性將電氣組件直 接集成為在輔助次級繞組中的閉合的電路的組成部分。在電容性組件的情況下，可以結(jié) 合具有高的介電常數(shù)的相應(yīng)地置于中間的絕緣材料，將導(dǎo)電層直接集成在輔助次級繞組 的按層的結(jié)構(gòu)中。在變壓器的一種優(yōu)選實施方式中，或者將輔助次級繞組作為附加的次級繞組被 集成在變壓器中，或者關(guān)于電氣要求這樣匹配現(xiàn)有的輔助運行繞組，使得其在直流電壓 運行中可以被用作輔助次級繞組。在本發(fā)明的意義下，輔助次級繞組理解為特別的加熱 繞組、濾波繞組和/或補償繞組。通過自動確定總阻抗，優(yōu)選地得到對于電氣組件，特別是以調(diào)節(jié)電導(dǎo)率的電位 器的形式的電氣組件的自動調(diào)節(jié)。優(yōu)選可以根據(jù)施加的直流電壓電氣互相連接、特別是串聯(lián)連接多個輔助次級繞組。其它優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中給出。


以下借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中，圖1具有閉合的電路和集成的電阻的變壓器的電路圖；圖2示出了具有在輔助次級繞組的閉合的電路中的電容器元件的變壓器的電路 圖；圖3示出了具有在輔助次級繞組的閉合的電路中的集成的振蕩電路的變壓器的 電路圖。
具體實施例方式圖1示出了變壓器1的電路圖，其牽引次級繞組3a，3b可以借助升壓及降壓變壓 器13相連。在升壓和/或降壓變壓器13之后連接直流電路和/或緊接的電機控制器。 牽引初級繞組2a，2b相對牽引次級繞組3a，3b和輔助次級繞組4a圍繞相應(yīng)的核14分 組。牽引初級繞組2a，2b在直流電壓運行中設(shè)置在開路中并且電氣接地。輔助次級繞 組4a具有閉合的電路7，在該閉合的電路中設(shè)置了可調(diào)節(jié)的電位器5。牽引變壓器1的 阻抗借助相應(yīng)的測量裝置9來測量并且被傳輸?shù)娇刂茊卧?0?？刂茊卧苯优c可調(diào)節(jié)的 電位器5相連并且根據(jù)在測量裝置9上測量的阻抗再調(diào)節(jié)輔助次級繞組的閉合電路7的阻 抗。圖2示出了變壓器1的電路圖，在其閉合電路7中設(shè)置了電容。由于在輔助次 級繞組中的高的電流，影響整個變壓器的電感，從而在輔助次級繞組4a的閉合電路7中 的附加的電容5提高在附加次級繞組4a中的電流并且由此可以整體上調(diào)節(jié)變壓器1的電感。圖3示出了具有在輔助次級繞組4a，4b的閉合 電路中的振蕩電路5的變壓器1 的電路圖。在圖3的示出的例子中，輔助次級繞組4a，4b電氣互相連接并且是閉合電路 7的部分。同樣牽引次級繞組3a，3b互相串聯(lián)地電連接。
權(quán)利要求
1.一種用于多系統(tǒng)車輛(6)的變壓器(1)，具有牽引初級繞組(2)、牽引次級繞組(3) 以及輔助次級繞組(4)，其特征在于，在直流電壓運行中，直流電壓施加在所述牽引次級繞組(3)上，其中，電氣組件(5) 被集成在所述輔助次級繞組(4)的閉合的電路(7)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器(1)，其特征在于，所述電氣組件(5)是電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變壓器(1)，其特征在于，所述電氣組件(5)包括電容 器和/或線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的變壓器(1)，其特征在于，存在于所述牽引次 級繞組(4)中的總阻抗能夠通過對所述電氣組件(5)的控制來改變。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的變壓器(1)，其特征在于，所述電氣組件(5)被 設(shè)置在所述輔助次級繞組(4)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的變壓器(1)，其特征在于，所述電氣組件(5) 被設(shè)置在所述變壓器(1)中并且包括導(dǎo)電層(11)和具有高的介電常數(shù)的絕緣層(12)的序 列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的變壓器(1)，其特征在于，所述輔助次級繞組 ⑷被構(gòu)造為附加的牽引次級繞組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的變壓器(1)，其特征在于，具有匹配的繞組數(shù) 的現(xiàn)有的輔助運行繞組能夠被用作所述輔助次級繞組(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項所述的變壓器(1)，其特征在于，測量裝置(9)確 定牽引次級繞組(3)的總阻抗，并且控制單元(10)根據(jù)所確定的總阻抗這樣調(diào)節(jié)所述電 氣組件(5)，使得盡管有系統(tǒng)引起的沖擊電流，還是保證所述牽引次級繞組(3)的最佳電 感。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于多系統(tǒng)車輛的變壓器，具有牽引初級繞組、牽引次級繞組以及輔助次級繞組。在直流電壓運行中通過引入到輔助次級繞組的閉合電路中的電氣組件，例如電阻或電容器，衰減或減小由系統(tǒng)引起的、部分地高的電流沖擊。由此以有效方式限制在輔助次級繞組中的電流。同時在直流電壓運行中可以有針對地控制牽引次級繞組的總阻抗。
文檔編號B60L9/30GK102015352SQ200880128860
公開日2011年4月13日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者邁克爾·阿蒙 申請人:西門子公司