用于軌道車輛的供電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛的供電裝置，所述軌道車輛包括至少一個被驅(qū)動的車廂，所述供電裝置具有中間回路、制動系統(tǒng)和用于用工作能量供給制動系統(tǒng)的能量供給系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在軌道車輛中，通常在兩種制動類型、即工作制動和也稱作快速制動或危急制動的緊急制動之間有所區(qū)別。在工作制動用于列車的速度減小的同時，由緊急制動更嚴(yán)格地要求，確保乘客、人員和第三方的盡可能大的安全性。在工作制動中，優(yōu)選地使用電動制動器，其中制動力通過軌道車輛的電動發(fā)動機產(chǎn)生。在制動期間由發(fā)動機以發(fā)電機的方式產(chǎn)生的電能要么經(jīng)由電阻轉(zhuǎn)換成熱量、輸送給輔助設(shè)備、要么引回到電網(wǎng)中。
[0003]除了電動制動器之外，列車通常具有完整的摩擦制動器，其中以氣動的、液壓的和/或機械的方式實現(xiàn)制動效果。對此的原因在于電動制動器相對于機械制動器的過低的故障安全性，使得對于足夠的制動安全性而言即使在緊急情況下也不棄用摩擦制動器。然而這意味著，列車的發(fā)動機車廂具有兩個完整的制動單元，即摩擦制動器和電機致動器。兩個制動單元具有不同的優(yōu)點。在摩擦制動器在緊急制動的情況下確保更大的安全性的同時，發(fā)電機的致動器具有經(jīng)濟優(yōu)點。因此，例如在制動襯片和制動盤中不出現(xiàn)磨損并且能夠使用重新獲得的能量進而能夠減少列車的總耗電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的是，改進用于安全的電動制動的邊界條件。
[0005]所述目的通過在開始提及類型的供電裝置來實現(xiàn)，其中根據(jù)本發(fā)明能量供給系統(tǒng)包含至少兩個設(shè)置在中間回路上的用于被驅(qū)動的車廂的能量供給單元以對制動系統(tǒng)進行冗余的能量供給。
[0006]本發(fā)明基于下述考慮:為了電動制動器的故障安全的運行，需要制動系統(tǒng)的安全的車載電網(wǎng)供給。通過車載電網(wǎng)供給用能量供給制動系統(tǒng)，所述制動系統(tǒng)例如包含用于功率組件的控制裝置和調(diào)控裝置以及冷卻設(shè)備，所述功率組件是對于電動制動所必需的。附加地，在借助異步技術(shù)實現(xiàn)安全的電動制動的情況下，仍能夠安全地用能量來供給中間回路再充電設(shè)備，以便因此在中間回路中安全地提供用于異步機的退磁(Aufmagnetiesierung)的會κ量。
[0007]上述設(shè)備中的一些設(shè)備連接到交流列車母線上。所述列車母線能夠經(jīng)由能量供給系統(tǒng)從中間回路用工作電壓供給。但是，也可能的是，所述設(shè)備或制動系統(tǒng)直接經(jīng)由能量供給單元用工作能量供給。通過制動系統(tǒng)通過兩個能量供給單元要么直接地要么經(jīng)由交流列車母線進行冗余的能量供給，制動系統(tǒng)的供電的安全性能夠借助其對于電動制動所必需的設(shè)備在如對于用于即使在沒有故障安全的機械制動器的情況下也執(zhí)行緊急制動的電動制動系統(tǒng)所需要的那樣的程度提高。
[0008]尤其在地鐵領(lǐng)域中，電動制動系統(tǒng)在整個行駛速度范圍之內(nèi)能夠產(chǎn)生足夠大的制動力矩，以便也實現(xiàn)緊急制動。通過本發(fā)明，借助安全的供電能夠提供邊界條件，借助所述邊界條件實現(xiàn)電動制動器的足夠高的運行安全性。為了將列車制動，因此，能夠棄用機械制動系統(tǒng)。
[0009]有利地，交流列車母線的冗余的能量供給通過兩個能量供給單元從中間回路進行。能量供給單元適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在中間回路和交流列車母線之間。
[0010]此外，有利的是，兩個能量供給單元中的每個能量供給單元制備并且設(shè)計成用于對制動系統(tǒng)和/或交流列車母線進行單獨的能量供給。如果一個能量供給單元例如由于故障失效，那么兩個能量供給單元中的另一個能量供給單元能夠要么直接地、要么經(jīng)由交流列車母線單獨地供給制動系統(tǒng)，使得至少對于緊急制動所必需的所有設(shè)備足夠地用電流、例如工作電壓供給。當(dāng)然，也可能的是，設(shè)有多于兩個的能量供給單元，所述能量供給單元分別用能量供給制動系統(tǒng)和/或交流列車母線。
[0011]供電裝置是用于軌道車輛的供電裝置，因此，所述供電裝置制備用于，將軌道車輛的運行設(shè)備用工作能量供給，尤其是驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)以及適當(dāng)?shù)厝科渌拈g接地或直接地由軌道車輛的中間回路用能量供給的設(shè)備。因此，供電裝置設(shè)為用于安裝到軌道車輛中。適當(dāng)?shù)?，供電裝置至少部分地設(shè)置在被驅(qū)動的車廂中。在此，尤其兩個能量供給單元有利地設(shè)置在被驅(qū)動的車廂中。
[0012]制動系統(tǒng)適當(dāng)?shù)匕ㄖ苿永鋮s單元和/或制動風(fēng)扇，尤其是所有必須用能量供給的設(shè)備，以便能夠無損壞地執(zhí)行緊急制動，必要時除驅(qū)動發(fā)動機本身之外。輸入整流器能夠在輸入側(cè)直接與車載電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓連接。中間回路適當(dāng)?shù)厥菭恳虚g回路，所述牽引中間回路尤其經(jīng)由發(fā)動機逆變器用驅(qū)動能量來供給被驅(qū)動的車廂。軌道車輛除了交流列車母線之外也能夠具有直流列車母線，所述直流列車母線適當(dāng)?shù)赜山涣髁熊嚹妇€饋送。有利地，從直流列車母線用能量供給軌道車輛的車載電網(wǎng)。
[0013]在本發(fā)明的一個有利的實施方式中，供電裝置具有至少兩個用于被驅(qū)動的車廂的輸入整流器以將能量供給中間回路。如果輸入整流器或兩個能量供給單元中的一個能量供給單元失效，那么通過交流列車母線經(jīng)由兩個輸入整流器進行冗余的饋送能夠確保，制動組件始終保持用電流供給。
[0014]適當(dāng)?shù)?，兩個輸入整流器分別設(shè)計成用于用能量供給中間回路、尤其是整個中間回路。因此，兩個輸入整理器中的每個輸入整流器制備用于，在其它輸入整流器失效的情況下也用足夠的能量供給中間回路，使得至少對于緊急制動所必需的運行設(shè)備為了導(dǎo)入并且在制動期間可靠地用工作電壓供給。
[0015]制動系統(tǒng)能夠經(jīng)由制動回路為了用能量供給制動系統(tǒng)的設(shè)備而連接到能量供給單元上。制動回路能夠是交流列車母線或自身的制動回路，所述自身的制動回路附加于交流列車母線存在并且能夠與其并行地由能量供給單元饋送。制動回路能夠是唯一的、連續(xù)的回路或者具有多個回路區(qū)段，所述回路區(qū)段也能夠并聯(lián)連接，使得一個制動回路區(qū)段用工作能量供給制動設(shè)備的第一部分并且另一個制動回路區(qū)段用工作能量供給制動設(shè)備的第二部分。
[0016]本發(fā)明的一個有利的實施方式提出，供電裝置具有交流列車母線，通過所述交流列車母線用工作能量供給制動系統(tǒng)，其中第二能量供給單元構(gòu)成為用于對交流列車母線進行冗余的能量供給。
[0017]此外，有利的是，中間回路同樣以冗余的方式存在。對此，中間回路適當(dāng)?shù)啬軌蚓哂兄辽賰蓚€區(qū)段，這兩個區(qū)段都制備用于用電流饋送交流列車母線。對此，適當(dāng)?shù)?，這兩個區(qū)段中的每個區(qū)段都經(jīng)由自身的能量供給單元與交流列車母線連接。如果中間回路的一個區(qū)段失效，那么交流列車母線盡管如此仍能夠繼續(xù)可靠地用電流供給。對此，有利的是，兩個能量供給單元分別與中間回路的自身的區(qū)段相關(guān)聯(lián)并且兩個區(qū)段是彼此分離的并且經(jīng)由能量供給單元用于對交流列車母線進行冗余的能量供給。有利地，兩個區(qū)段分別由自身的輸入整流器饋送。
[0018]本發(fā)明的另一個有利的實施變型形式提出，每個輸入整流器僅饋送區(qū)段中的一個區(qū)段。就此而言，供電裝置能夠劃分成具有各一個中間回路區(qū)段和能量供給單元的兩個相同的部分，其中每個部分能夠在設(shè)計和功率方面是等價的，并且能夠相互替換。在常規(guī)的運行期間，每個區(qū)段都對被驅(qū)動的車廂的驅(qū)動器的適當(dāng)相同的部分和各一個能量供給單元進行饋送，所述能量供給單元在其功率方面適當(dāng)?shù)貥?gòu)成為是相同的。
[0019]此外，有利的是，供電裝置具有兩個用于被驅(qū)動的車廂的輸入整流器以相應(yīng)地用能量供給整個中間回路并且還具有開關(guān)機構(gòu)以將兩個輸入整流器與至少一個能量供給單元連接以用于其能量供給。以所述方式，所述能量供給單元能夠由兩個輸入整流器饋送，使得所述能量供給單元能夠持續(xù)地用能量供給交流列車母線，即使在一個輸入整流器失效的情況下也如此。
[0020]為了實現(xiàn)供電的非常高的安全性，有利的是，能夠?qū)⒔涣髁熊嚹妇€根據(jù)運行情況以不同的運行模式供給。在一個運行模式中，中間回路的兩個區(qū)段彼此連接并且由兩個輸入整流器饋送。如果一個輸入整流器失效，那么剩余的輸入整流器饋送整個中間回路。
[0021]根據(jù)輸入整流器的現(xiàn)有的功率，能夠適宜的是，將兩個區(qū)段彼此分開，使得在一個輸入整流器失效的情況下，例如在由該輸入整流器造成的中間回路短路的情況下，僅還存在運行的區(qū)段。對此，開關(guān)機構(gòu)適當(dāng)?shù)刂苽涑捎糜趯⒅虚g回路分成兩個區(qū)段，所述兩個區(qū)段彼此分開并且分別由自身的輸入整流器饋送并且這兩個區(qū)段分別具有自身的能量供給單元以將能量饋入到交流列車母線中。
[0022]另一個運行模式提出，兩個區(qū)段雖然是分開的，然而兩個能量供給單元能夠由兩個輸入整流器中的至少一個輸入整流器饋送。如果另一個輸入整流器失效，那么其區(qū)段也失效并且被驅(qū)動的車廂的懸掛在區(qū)段上的行駛發(fā)動機也是準(zhǔn)備好驅(qū)動的，所述區(qū)段由剩余的輸入整流器饋送。懸掛在另一個區(qū)段上的行駛發(fā)動機(在任何涉及驅(qū)動的情況下)停機。當(dāng)然，適當(dāng)?shù)兀瑑蓚€能量供給單元與剩余的輸入整流器連接并且兩個能量供給單元能夠用足夠的能量供給交流列車母線。對此，開關(guān)機構(gòu)否則在分開的區(qū)段中設(shè)為用于將兩個能量供給單元與兩個輸入整流器中的至少一個輸入整流器連接。
[0023]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，兩個能量供給單元具有不同的功率。在此，功率較強的能量供給單元能夠制備用于常規(guī)運行，所述能量供給單元在常規(guī)運行中單獨地饋送交流列車母線。較弱的能量供給單元能夠用于緊急運行。尤其，所述較弱的能量供給單元在較強的能量供給單元失效的情況下連接到交流列車母線上。對此，開關(guān)機構(gòu)適當(dāng)?shù)卦O(shè)為用于，將較弱的能量供給單元連接到兩個輸入整流器上，要么單獨地、要么共同地連接到兩個輸入整流器上。因此，具有較低的功率的能量供給單元能夠與兩個輸入整流器連接并且較強的能量供給單元在常規(guī)運行中設(shè)計成并且制備成用于對交流列車母線進行單獨的能量供給。
[0024]對于緊急制動所必需的運行設(shè)備的供電的安全性在下述情況下能夠繼續(xù)提高:供電裝置具有直流電流源，所述直流電流源與至少一個能量供給單元連接或者能夠與至少一個能量供給單元連接并且設(shè)計成用于，經(jīng)由能量供給單元用能量供給交流列車母線。直流電流源適當(dāng)?shù)夭痪哂兄虚g回路，即至少暫時地與通過中間回路的供給無關(guān)。直流電流源適當(dāng)?shù)貫橹绷麟娏餍铍娖鞑⑶夷軌蚴请姵鼗蛑绷髁熊囈€。適當(dāng)?shù)?，在本發(fā)明的所述實施方式中，兩個能量供給單元設(shè)計成具有不同的功率并且直流電流源與較弱的能量供給單元連接。
[0025]為了用電