本發(fā)明涉及一種用于對(duì)車輛的電負(fù)載供應(yīng)電能的方法。本發(fā)明此外涉及一種車輛、尤其是軌道車輛的的能量供應(yīng)系統(tǒng)，用于執(zhí)行該方法。

背景技術(shù)：

輔助運(yùn)行變流器被使用，從而對(duì)車輛的車載網(wǎng)絡(luò)和與之連接的負(fù)載供應(yīng)電能。車輛的、尤其是軌道車輛的典型的負(fù)載是用于控制/調(diào)節(jié)車輛、壓縮機(jī)、空調(diào)設(shè)備、照明裝置、插座等等的車載電子裝置。負(fù)載被分成一組三相負(fù)載和一組單相負(fù)載。

三相負(fù)載通過三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、例如像交流電網(wǎng)供電。該能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)相，其常常被描述為L1、L2和L3。多數(shù)情況下，該三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)不提供零線(N導(dǎo)線)。然而也公開了一些應(yīng)用，在這些應(yīng)用中三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)具有N導(dǎo)線。N導(dǎo)線表現(xiàn)為運(yùn)行接地。尤其在軌道車輛中，三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)常常設(shè)計(jì)成3AC列車多種用電回流母線。

單相負(fù)載的情況是不同的。其通過一個(gè)相位和零線供應(yīng)能量。因此，單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)具有N導(dǎo)線。出于安全性的原因，其與地電位低電阻地連接。

輔助運(yùn)行變流器的任務(wù)是給能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的供電。通過多個(gè)并聯(lián)連接的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的供電也獲得了提高的冗余并進(jìn)而獲得了能量供應(yīng)的提高的故障安全性。

對(duì)于車輛的運(yùn)行來說強(qiáng)制性需要的組件通過三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)供電。即使當(dāng)對(duì)于這些組件來說部分地還有對(duì)于該能量供應(yīng)的失效而存在通過電池實(shí)現(xiàn)的附加供電，車輛的結(jié)構(gòu)的目的還是在于盡可能故障防護(hù)地設(shè)計(jì)該三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。特別故障防護(hù)的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)為所謂的IT網(wǎng)絡(luò)。IT網(wǎng)絡(luò)、也稱為IT系統(tǒng)是在接地故障時(shí)用于以提高的故障安全性進(jìn)行電能供給的網(wǎng)絡(luò)、尤其是低壓網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)類型。在IT網(wǎng)絡(luò)中，保護(hù)接地和運(yùn)行接地不同地設(shè)計(jì)。保護(hù)接地用于通過人員對(duì)組件的接觸保護(hù)。運(yùn)行接地通過N導(dǎo)線設(shè)計(jì)。一旦在三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中完全存在運(yùn)行接地，那么其就被隔離地，也就是斷開地設(shè)計(jì)。N導(dǎo)線的高電阻的接地在此是允許的。由此在正常運(yùn)行中不會(huì)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的相位L1，L2和L3和接地的部件之間的低電阻的連接。借此，IT網(wǎng)絡(luò)就不具有相對(duì)于地電位的定義的電壓電位并且被描述為無電位的。由此，當(dāng)在相位中的一個(gè)出現(xiàn)接地故障時(shí)，能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)也能夠繼續(xù)運(yùn)行。在識(shí)別出的接地故障的情況中，報(bào)警信號(hào)通常敦促及時(shí)執(zhí)行維護(hù)，從而排除接地故障。在能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的另外的接地故障才導(dǎo)致能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的失效。因此，IT網(wǎng)絡(luò)以特別的程度適用于車輛的故障安全的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。

除了三相的、故障安全的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之外，此外常常尤其是在歐洲出現(xiàn)僅僅單相地運(yùn)行(例如230V，50Hz)對(duì)供電安全性沒有過大的要求的小功率負(fù)載，例如像插座或燈的需求。對(duì)于這些負(fù)載來說需要一個(gè)或者多個(gè)附加的變壓器或者N導(dǎo)線形成器，其由現(xiàn)有的三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生單相的電壓系統(tǒng)。由此，三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)計(jì)成IT網(wǎng)絡(luò)、即無電位的，并且單相的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)具有接地的N導(dǎo)線。特別是來自亞州和美洲的顧客常常附加地希望在軌道車輛中的能負(fù)載的N導(dǎo)線，從而單相負(fù)載能夠簡單地直接連接在三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)相位上。出于安全性的原因，在德國例如通過標(biāo)準(zhǔn)DIN VDE 0100確定，N導(dǎo)線在車輛方面永久地接地。該實(shí)現(xiàn)類型也被描述為TT網(wǎng)絡(luò)或者TT系統(tǒng)。

通過一個(gè)或者多個(gè)附加的變壓器，輔助運(yùn)行變流器能夠?qū)囕v的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)供電，其不僅包括無電位的三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，而且也包括具有接地的N導(dǎo)線的單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。在三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的接地故障基于在三相和單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的電隔離的原因而不會(huì)導(dǎo)致這兩個(gè)能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的失效。

N導(dǎo)線的接地具有缺點(diǎn)，即在單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的相位中的每個(gè)接地故障都會(huì)導(dǎo)致輔助運(yùn)行變流器中的短路電流。該短路電流能夠通過變壓器的合適的設(shè)計(jì)，例如通過高的短路電流電壓u_k降低。附加的是，為了保護(hù)輔助運(yùn)行變流器在該種情況中能夠?qū)崿F(xiàn)單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的快速斷開，從而保護(hù)輔助運(yùn)行變流器的半導(dǎo)體防止損壞。

出于該原因，對(duì)于車輛的運(yùn)行來說強(qiáng)制性需要的組件不是由單相能量供應(yīng)網(wǎng)路供電而而是由三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)供電，從而實(shí)現(xiàn)了車輛的繼續(xù)運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種用于為車輛的負(fù)載提供電能的方法，利用該方法能夠利用在交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器安全并進(jìn)而簡單和成本低廉地克制尤其在對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電時(shí)的接地故障的故障情況。

該目的通過一種用于通過在交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變壓器對(duì)車輛的負(fù)載進(jìn)行供電的方法實(shí)現(xiàn)，其中，在接地故障的情況中中斷在輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的N導(dǎo)線之間的通過電流，其中，在交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器基波同步地并且脈沖同步地運(yùn)行。

該目的進(jìn)一步通過車輛、尤其是軌道車輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，即確定用于執(zhí)行該方法，并且包括至少兩個(gè)并聯(lián)地布置的輔助運(yùn)行變流器、用于為電負(fù)載供電的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和用于中斷在輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的通過電流的至少一個(gè)開關(guān)。

本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，即通過接地故障引發(fā)的故障不會(huì)導(dǎo)致三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的失效，當(dāng)在輔助運(yùn)行變流器和N導(dǎo)線之間的通過電流被中斷時(shí)。通過該通過電流的中斷，輔助運(yùn)行變壓器能夠被無電位地運(yùn)行。地電位然后通過接地故障確定。其相應(yīng)于作為IT網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了在出現(xiàn)接地故障時(shí)在作為具有接地的N導(dǎo)線的TT網(wǎng)絡(luò)的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)至作為IT網(wǎng)絡(luò)的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的動(dòng)態(tài)變換，從而確保了三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和連接在其上的負(fù)載的供電安全性。存在的單相供電網(wǎng)絡(luò)因此不再用于能量傳輸，因?yàn)橥ㄟ^N導(dǎo)線的通過電流的中斷不再能夠傳輸能量。因此，利用該方法確保了三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的故障安全的運(yùn)行。該方法提供了優(yōu)點(diǎn)，即與至今公開的方法相比不需要變壓器。這使得在其中多數(shù)情況下布置有變壓器的輔助運(yùn)行變流器以及還有車輛的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)明顯更加便宜和輕巧。

通過放棄變壓器產(chǎn)生了這樣的問題，即輔助運(yùn)行變流器通過接地連接彼此耦合連接。通常在并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器之間產(chǎn)生平衡電流，其使得對(duì)車輛的負(fù)載的可靠的供給變得不可能。然而在此指出，當(dāng)輔助運(yùn)行變流器基波同步和脈沖同步地運(yùn)行時(shí)，則并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器的并聯(lián)運(yùn)行是可能的。基波同步和脈沖同步的運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)在于，即在輔助運(yùn)行變流器之間的平衡電流被避免或者至少盡可能降低，即輔助運(yùn)行變流器的并聯(lián)運(yùn)行是可能的。由此輔助運(yùn)行變流器的并聯(lián)運(yùn)行才變得有意義。

通過并聯(lián)的布置，即使在一個(gè)輔助運(yùn)行變流器故障時(shí)通過還保持運(yùn)行的輔助運(yùn)行變流器繼續(xù)確保對(duì)能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的電用戶的供給。通過并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器的可能方式的脈沖同步的定時(shí)還實(shí)現(xiàn)了在各個(gè)處于運(yùn)行的輔助運(yùn)行變流器上的均勻的功率分配。并聯(lián)電路的優(yōu)點(diǎn)在于，可以設(shè)置多個(gè)輔助運(yùn)行變流器來對(duì)電負(fù)載進(jìn)行供電，它們具有較小的結(jié)構(gòu)尺寸并且能夠簡單地集成到現(xiàn)有的構(gòu)造中。另外的優(yōu)點(diǎn)在于，通過并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器獲得了一定的冗余，從而即使在一個(gè)或者多個(gè)輔助運(yùn)行變流器故障時(shí)也能可靠地為電負(fù)載、一部分電負(fù)載、尤其是對(duì)于車輛的運(yùn)行來說必要的電負(fù)載供電。

在另一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，該方法為此確定，即使在設(shè)置用于對(duì)電負(fù)載進(jìn)行供電的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的接地故障時(shí)也確保輔助運(yùn)行變流器的運(yùn)行。在能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的接地故障是相應(yīng)的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)故障的通常原因。該方法剛好對(duì)于能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的接地故障展現(xiàn)出特別簡單的可能性，即在沒有變壓器的情況下保持連接的負(fù)載的運(yùn)行。

在另外優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，車輛是軌道車輛，其中，交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器對(duì)軌道車輛的車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電。剛好在軌道車輛中提出了對(duì)車輛的可用性的高要求?；谕ㄟ^在空閑道路上的或者、尤其是危險(xiǎn)地在隧道中的拋錨和必要的動(dòng)作、如復(fù)雜的救援造成的行駛狀態(tài)的原因而需盡量避免車輛的故障。附加的是，在拋錨的軌道車輛的情況中要考慮到在軌道網(wǎng)絡(luò)的另外部分中較大的、一部分是巨大的干擾。由于由此導(dǎo)致的延遲造成的顧客不滿意也導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的損失并且必須被阻止。在軌道車輛中，與裝有橡膠輪胎的車輛相比能夠更加容易地接地。這通常通過輪組與軌道的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，該軌道處于地電位。通過這種方式，尤其在單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的N導(dǎo)線能夠以簡單和廉價(jià)的方式實(shí)現(xiàn)。為了即使在接地故障的情況中利用該布置也能確保交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的3AC輔助運(yùn)行變流器的安全運(yùn)行而使用了根據(jù)本發(fā)明的方法。該方法允許對(duì)為了軌道車輛的運(yùn)行而強(qiáng)制性需要的負(fù)載的安全供電。

在另外優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，通過電流通過開關(guān)的斷開而中斷。開關(guān)的斷開展示一種簡單的可能性，即中斷在3AC輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的通過電流。開關(guān)在此能夠連接在輔助運(yùn)行變流器中、能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中或者在3AC輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的線路中。被證明特別有利的是，將開關(guān)布置在輔助運(yùn)行變流器的容器中。因?yàn)殛P(guān)于輔助運(yùn)行變流器的調(diào)節(jié)和/控制裝置的接地短路的信息是已知的，當(dāng)開關(guān)布置在輔助運(yùn)行期的容器的內(nèi)部中并且由輔助運(yùn)行變流器的調(diào)節(jié)/控制裝置所控制時(shí)，因此其能夠快速地對(duì)該狀態(tài)做出反應(yīng)。因此，以特別簡單的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)3AC輔助運(yùn)行變流器的保護(hù)。

在另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，在該方法中具有至少兩個(gè)輔助運(yùn)行變流器，在識(shí)別接地故障時(shí)執(zhí)行以下步驟：

-關(guān)閉輔助運(yùn)行變流器

-斷開用于中斷在輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的通過電流的所述開關(guān)

-接通第一輔助運(yùn)行變流器

-接通至少一個(gè)另外的輔助運(yùn)行變流器，其中，另外的輔助運(yùn)行變流器在接通過程中、尤其相關(guān)于頻率和電壓高度與第一輔助運(yùn)行變流器同步，并且

-在確定的接地故障解除后接通用于中斷在輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的通過電流的開關(guān)。

在能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的接地故障的出現(xiàn)沒有導(dǎo)致輔助運(yùn)行變流器之一的損害，其優(yōu)選這樣地設(shè)計(jì)成3AC輔助運(yùn)行變流器，從而能夠?qū)χ辽僖粋€(gè)3AC能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)提供能量。此外確保，即在出現(xiàn)接地故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致3AC輔助運(yùn)行變流器損害的通過電流被避免。通過另外的方法步驟確保，即在出現(xiàn)接地故障時(shí)，能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，有利的三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)能夠繼續(xù)被供應(yīng)能量。為此，第一3AC輔助運(yùn)行變流器在第一步驟中與能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)再次連接。并聯(lián)連接的另外的3AC輔助運(yùn)行變流器相關(guān)于其施加在輸出端上的電壓與第一3AC輔助運(yùn)行變流器同步。然后，當(dāng)另外的3AC輔助運(yùn)行變流器在輸出端上尤其相關(guān)于電壓高度、頻率和相位提供如3AC輔助運(yùn)行變流器的相同的輸出電壓時(shí)，結(jié)束同步過程。然后，另外的3AC輔助運(yùn)行變流器也可以為了對(duì)電負(fù)載進(jìn)行供電而再次接通至能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。這適用于所有的另外的3AC輔助運(yùn)行變流器。另外的輔助運(yùn)行變流器的接通可以并行地和/或串行地實(shí)現(xiàn)。如果通過合適的裝置確定，即不再存在接地故障，也就是出現(xiàn)接地故障解除，那么也可以再次產(chǎn)生在3AC輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的通過電流。這例如可以通過接通在3AC輔助運(yùn)行變流器和N導(dǎo)線之間的電連接實(shí)現(xiàn)。

在另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，能量供應(yīng)系統(tǒng)具有至少一個(gè)接地故障監(jiān)控裝置。能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)在此包括三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(3AC)和N導(dǎo)線。該裝置適于簡單和可靠地識(shí)別出接地故障。通過該裝置可以將關(guān)于接地故障的信息傳遞給輔助運(yùn)行變流器的控制或者調(diào)節(jié)裝置，通過該裝置能夠執(zhí)行用于使并聯(lián)的3AC輔助運(yùn)行變流器運(yùn)行的根據(jù)本發(fā)明的方法。優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于該方法而言可以使用能在市場上找到的接地故障監(jiān)控裝置。用于執(zhí)行之前描述的方法的特定設(shè)備的研發(fā)是不必要的。因此，確保了能量供應(yīng)系統(tǒng)的接地故障監(jiān)控的成本低廉的實(shí)現(xiàn)。

在另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，能量供給系統(tǒng)的輔助運(yùn)行變流器電并聯(lián)地布置。在該設(shè)計(jì)方案中，輔助運(yùn)行變流器也優(yōu)選地設(shè)計(jì)成3AC輔助運(yùn)行變流器。通過并聯(lián)的布置，即使在一個(gè)輔助運(yùn)行變流器故障時(shí)也能通過保持運(yùn)行的另外的輔助運(yùn)行變流器繼續(xù)確保對(duì)能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的電負(fù)載的供電。通過并聯(lián)的3AC輔助運(yùn)行變流器的可能方式的脈沖同步的定時(shí)還實(shí)現(xiàn)了在各個(gè)處于運(yùn)行的3AC輔助運(yùn)行變流器上的均勻的功率分配。并聯(lián)電路的優(yōu)點(diǎn)在于，可以設(shè)置多個(gè)3AC輔助運(yùn)行變流器來對(duì)電負(fù)載進(jìn)行供電，其具有較小的結(jié)構(gòu)尺寸并且能夠簡單地集成到現(xiàn)有的構(gòu)造中。另外的優(yōu)點(diǎn)在于，通過并聯(lián)3AC輔助運(yùn)行變流器獲得了一定的冗余，從而即使在一個(gè)或者多個(gè)3AC輔助運(yùn)行變流器故障時(shí)也能可靠地為電負(fù)載、至少一部分電負(fù)載，尤其是對(duì)于車輛的運(yùn)行來說必要的電負(fù)載供電。

在另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，能量供應(yīng)系統(tǒng)具有三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，其彼此電連接。通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以放棄單相和三相能量供給網(wǎng)絡(luò)的電隔離。通常，通過變壓器確保這種類型的電退耦、也稱為電隔離。因?yàn)槠鋵?duì)于根據(jù)本發(fā)明的能量供應(yīng)系統(tǒng)來說不是必要的，因此其明顯更加便宜和輕便。

在另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，在單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的電連接通過輔助運(yùn)行變流器執(zhí)行。該布置的優(yōu)點(diǎn)在于，通過電流在接地故障的情況中通過輔助運(yùn)行變流器流動(dòng)并且能夠由其通過控制/調(diào)節(jié)裝置識(shí)別。通過該探測實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的方法的安全的使用。該特征確保，即也能在存在接地故障時(shí)進(jìn)一步安全地保證輔助運(yùn)行變流器的運(yùn)行。

附圖說明

接下來根據(jù)圖中示出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明和描述。圖中示出：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的第一原理電路圖，

圖2是具有分離的單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的根據(jù)本發(fā)明的車載網(wǎng)絡(luò)的另外的原理電路圖，

圖3是具有開關(guān)的根據(jù)本發(fā)明的車載網(wǎng)絡(luò)的另外的原理電路圖，

圖4是具有雙極開關(guān)的根據(jù)奔放的車載網(wǎng)絡(luò)的另外的原理電路圖，

圖5至8是具有并聯(lián)布置的輔助運(yùn)行變流器和三相AC匯流母線的能量供應(yīng)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

在圖1中示出了輔助運(yùn)行變流器1，其為電負(fù)載3供應(yīng)電能。出于簡化的目的，在圖中僅僅示出了車輛的并聯(lián)連接的輔助運(yùn)行變流器1的一個(gè)輔助運(yùn)行變流器1。在此，三相電負(fù)載31連接至三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21。單相負(fù)載32與單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22連接。單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的N導(dǎo)線與地電位連接。在此示出的實(shí)施例中，輔助運(yùn)行變流器1在其輸出端提供了用于對(duì)三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21進(jìn)行供電的三個(gè)相位L1，L2，L3。另外的輸出端形成單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的N導(dǎo)線N。單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的相位L通過與三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1的電連接形成。可替換的是，單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的相位L也能夠由三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L2或者L3形成。整個(gè)能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2包括三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21和單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22。車輛、尤其是軌道車輛具有多個(gè)電負(fù)載3，不僅有三相電負(fù)載31還有單相電負(fù)載32，其中在圖1中為了簡化起見僅僅示出了相應(yīng)一個(gè)三相電負(fù)載31和一個(gè)單相電負(fù)載32。

圖2示出了可選的實(shí)施例，其中單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的相位L也直接在輔助運(yùn)行變流器1的輸出端上提供。在該實(shí)施例中為了簡化起見僅僅示出了車輛的交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的3AC輔助運(yùn)行變流器1的一個(gè)輔助運(yùn)行變流器1。在此，相位L的電位與三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1，L2，L3的電位相同或者與該電位無關(guān)。該布置的優(yōu)點(diǎn)在于，單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的相位L的電位直接在輔助運(yùn)行變流器1中產(chǎn)生，并且由此能夠由輔助運(yùn)行變流器1控制或者調(diào)節(jié)。輔助運(yùn)行變流器1例如可以通過與用于對(duì)三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的三個(gè)相位L1，L2，L3進(jìn)行供電的輸出端的連接產(chǎn)生單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的相位L。相位L在相位L1，L2，L3之間的切換也被證明是有利的。此外，在單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21和輔助運(yùn)行變流器1之間的通過電流能夠簡單地例如通過在此沒有示出的開關(guān)中斷。為了避免在系統(tǒng)的一致的組件方面的重復(fù)，參考對(duì)圖1的描述和在那里添加的標(biāo)號(hào)。

圖3示出了根據(jù)圖2的車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)實(shí)施例，其中在輔助運(yùn)行變流器1和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2之間的連接中連接有用于中斷在輔助運(yùn)行變流器1和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2之間的通過電流的開關(guān)4。為了避免在系統(tǒng)的一致的組件方面的重復(fù)，參考對(duì)圖1和圖2的描述和在那里添加的標(biāo)號(hào)。在該實(shí)施例中，為了簡化起見也僅僅示出了車輛的交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的3AC輔助運(yùn)行變流器1中的一個(gè)輔助運(yùn)行變流器1。該中斷在本實(shí)施例中在接地的N導(dǎo)線N的情況中實(shí)現(xiàn)。在此示出的N導(dǎo)線對(duì)應(yīng)于單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22。此外在此也被證明有利的是，三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21還具有N導(dǎo)線。在此涉及單獨(dú)的N導(dǎo)線或者可以使用單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22的N導(dǎo)線。然后可以在三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1，L2，L3和N導(dǎo)線之間連接單相負(fù)載32。在此也被證明為特別有利的是在輔助運(yùn)行變流器1和三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的接地的N導(dǎo)線之間配備有開關(guān)4，其中斷在輔助運(yùn)行變流器1和三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的N導(dǎo)線N之間的通過電流。在此，開關(guān)4可以布置在輔助運(yùn)行變流器1和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2之間的線路中。有利的替代方案在于，用于中斷在輔助運(yùn)行變流器1和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2之間的通過電流的開關(guān)4布置在輔助運(yùn)行變流器1中。在該種情況中，開關(guān)4直接通過輔助運(yùn)行變流器1的控制/調(diào)節(jié)裝置來驅(qū)控。

圖4示出了車輛的車載網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)實(shí)施例，其中開關(guān)設(shè)計(jì)成雙極的。該開關(guān)4的目的除了在接地故障時(shí)中斷在輔助運(yùn)行變流器1和能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2的N導(dǎo)線之間的通過電流外還用于中斷單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的相位L。由此可以確保，即在接地故障的情況中無電壓地接通單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22。對(duì)于人員，尤其是維護(hù)人員在接觸中有危險(xiǎn)的電壓造成危險(xiǎn)由此被極大地降低。為了避免在系統(tǒng)的一致的組件方面的重復(fù)，參考對(duì)圖1、2和圖3的描述和在那里添加的標(biāo)號(hào)。在該實(shí)施例中，為了簡化起見也僅僅示出了車輛的交流電壓側(cè)并聯(lián)連接的3AC輔助運(yùn)行變流器1中的一個(gè)輔助運(yùn)行變流器1。

圖5示出了具有多個(gè)并聯(lián)地布置的輔助運(yùn)行變流器11和12的能量供應(yīng)系統(tǒng)5。在此并聯(lián)連接的3AC輔助運(yùn)行變流器同時(shí)為三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1，L2，L3供電。該三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21設(shè)計(jì)成三相AC匯流母線。此外，還存在單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22，其中該單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22中的每一個(gè)都通過輔助運(yùn)行變流器11，12中的一個(gè)供電。輔助運(yùn)行變流器11，12的并聯(lián)連接確保了，即使在一個(gè)或者多個(gè)輔助運(yùn)行變流器11，12發(fā)生故障時(shí)也能可靠地為三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21提供電能。為了在輔助運(yùn)行變流器11，12的故障的情況中能夠?qū)⑵渑c三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21斷開，在輔助運(yùn)行變流器11，12中設(shè)置有開關(guān)4。該開關(guān)4實(shí)現(xiàn)了為設(shè)置用于對(duì)能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2的輸出端與能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2的斷開。此外，該開關(guān)4允許中斷在輔助運(yùn)行變流器和能量供應(yīng)系統(tǒng)5的N導(dǎo)線之間的通過電流。由此確保，即根據(jù)本發(fā)明的方法能夠通過能量供應(yīng)系統(tǒng)5執(zhí)行。輔助運(yùn)行變流器11，12除了具有開關(guān)4之外還具有帶有功率半導(dǎo)體104、中間電路緩沖電容102和濾波器103的橋電路101。出于清晰的目的，放棄了用于接收從觸線或者柴油發(fā)電機(jī)獲得的能量的電路。橋電路101具有功率半導(dǎo)體104，其布置在橋電路中。在此，每個(gè)功率半導(dǎo)體104都包括半導(dǎo)體開關(guān)和與之反并聯(lián)地連接的二極管。中間電路電容器102用于平滑中間電路電壓。從中間電路電壓，通過具有功率半導(dǎo)體開關(guān)104的橋電路101在輔助運(yùn)行變流器11，12的輸出端上產(chǎn)生具有能調(diào)節(jié)的電壓高度和能調(diào)節(jié)的頻率以及相位的電壓。濾波器103用于過濾不希望的諧波。通過其幫助能夠產(chǎn)生輔助運(yùn)行變流器11，12的輸出電壓的足夠精確的正弦走向。在三相能量供應(yīng)系統(tǒng)21中的接地故障的情況中，與單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22連接的開關(guān)4被斷開。由此確保，即由于接地故障的原因不會(huì)導(dǎo)致在輔助運(yùn)行變流器11，12的內(nèi)部的短路電路。此外確保，即能夠可靠地對(duì)對(duì)于車輛、尤其是軌道車輛的運(yùn)行來說必要的電負(fù)載供應(yīng)能量。三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的短時(shí)的故障在此并未消極地影響車輛的可用性。另外，三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的短時(shí)的故障也不會(huì)對(duì)車輛的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

圖6示出了用于車輛的能量供應(yīng)系統(tǒng)5的另外的實(shí)施例。為了避免在系統(tǒng)的一致的組件方面的重復(fù)，參考對(duì)圖5和圖6的描述和在那里添加的標(biāo)號(hào)。在圖6中示出的實(shí)施例與圖5的區(qū)別在于具有在輔助運(yùn)行變流器11，12內(nèi)部的功率半導(dǎo)體104的橋電路101。在此，輔助運(yùn)行變流器11，12的用于與能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2的N導(dǎo)線連接的輸出端沒有與串聯(lián)連接的中間電路電容器102的中點(diǎn)連接，而是與具有功率半導(dǎo)體104的橋電路101的另外的橋分支連接。通過該電路，在輔助運(yùn)行變流器1的輸出端上能夠產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓具有較小的諧波。該布置允許較小地和便宜地構(gòu)造濾波器103。同時(shí)，輔助運(yùn)行變流器1的輸出電壓的質(zhì)量被進(jìn)一步提高。這指出，即在輸出端上的電壓對(duì)應(yīng)于正弦形狀。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的能量供應(yīng)系統(tǒng)5的另外的實(shí)施例。為了避免在系統(tǒng)的一致的組件方面的重復(fù)，參考對(duì)圖5和圖6的描述和在那里添加的標(biāo)號(hào)。該實(shí)施例放棄了單相供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)22。三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21由輔助運(yùn)行變流器11，12供電，該三相供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成三相回流母線。此外，接地的N導(dǎo)線與輔助運(yùn)行變流器11，12連接。通過放棄單相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，該能量供應(yīng)系統(tǒng)5能夠成本低廉地制造。在該能量供應(yīng)系統(tǒng)5中，出于清晰的原因而沒有在該圖中示出的單相負(fù)載32與三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1，L2，L3中一個(gè)以及N導(dǎo)線N連接。在接地故障的情況中，在輔助運(yùn)行變流器11，12和N導(dǎo)線N之間的通過電流被中斷。這通過開關(guān)4實(shí)現(xiàn)，該開關(guān)設(shè)置在輔助運(yùn)行變流器11，12的輸出端上，并且產(chǎn)生至N導(dǎo)線的連接。這被證明是有優(yōu)點(diǎn)的，即在該種構(gòu)造時(shí)單相負(fù)載22如下地通過保護(hù)裝置確保安全，即在中斷N導(dǎo)線和輔助運(yùn)行變流器1之間的通過電流時(shí)還將相應(yīng)地引導(dǎo)電壓的相位與單相負(fù)荷斷開。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的能量供應(yīng)系統(tǒng)5的另外的實(shí)施例。其基本上相應(yīng)于圖7中的實(shí)施例，然而，輔助運(yùn)行變流器11，12的、設(shè)置用于與N導(dǎo)線連接的輸出端與具有功率半導(dǎo)體104的橋電路的第四相位電連接。為了避免在系統(tǒng)的一致的組件方面的重復(fù)，參考對(duì)圖5至7的描述和在那里添加的標(biāo)號(hào)。在根據(jù)圖7的實(shí)施例中在輔助運(yùn)行變流器11，12內(nèi)部的該輸出端與兩個(gè)串聯(lián)連接的中間電容器102的中點(diǎn)連接，與該實(shí)施例不同的是，在輔助運(yùn)行變流器11，12的、用于連接至三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1，L2和L3的輸出端上的電壓的質(zhì)量被進(jìn)一步提高，這通過為具有功率半導(dǎo)體104的橋電路101擴(kuò)展一個(gè)橋分支實(shí)現(xiàn)，至N導(dǎo)線N的連接被連接至該橋分支。這意味著，即該電壓與理想的正弦形狀的偏差很小。由此，輔助運(yùn)行變流器11，12的濾波器103能夠簡單地并進(jìn)而容易和成本低廉地設(shè)計(jì)。在該布置中，單相負(fù)載32也由三相能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)21的相位L1，L2或L3中的一個(gè)和N導(dǎo)線供應(yīng)。為了確保合乎規(guī)定的運(yùn)行，為了確保對(duì)人員的保護(hù)以及為了保護(hù)連接的單相負(fù)載，被證明有利的是，在中斷在能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)2的N導(dǎo)線和輔助運(yùn)行變流器11，12之間的通過電流時(shí)還中斷在用于對(duì)單相負(fù)載32進(jìn)行供電的相位和單相負(fù)載32之間的連接。

盡管本發(fā)明在細(xì)節(jié)上通過優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，然而本發(fā)明并不單獨(dú)地受到公開的實(shí)例的限制并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠由此推導(dǎo)出另外的變體方案，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。