CN101022970A - 用于磁悬浮铁路系统的电机的供电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明要解决的技术问题是在高断路可靠性下以低成本且空间节省地以较小的断路时间实现磁悬浮铁路系统的电机的供电设备。为此根据本发明，供电设备具有变频器(1)，该变频器以其输入开关设备(2)直接与能量供应网(16)相连。变频器(1)包括：连接在输入开关设备(2)之后的整流器(3)；与该整流器(3)相连的中间电路(4)；连接在该中间电路(4)之后的、带有所属控制设备(8)的换流器末级(5)和与该换流器末级(5)相连的输出开关设备(6)，电机(7)与该输出开关设备(6)直接相连。在此，输入开关设备(2)和输出开关设备(6)的控制输入端与发出断开命令的运行控制设备(21)相连，中间电路(4)具有用于放电的短路器，该短路器与运行控制设备(21)的控制输入端相连。

Description

用于磁悬浮铁路系统的电机的供电设备
在TR08或TR09型磁悬浮铁路系统快速列车(Transrapid)中，通过变频器从能量供应网为构成为线性电机的电机供应能量。如图1所示，变频器1在输入侧包括其后接有整流器3的输入开关设备2。该整流器3与其后接有换流器末级5的中间电路4相连。在输出侧输出开关设备6与换流器末级5相连，该输出开关设备6在其输出侧与未示出的磁悬浮铁路系统的电机7保持连接。如由图1还可知的是，变频器1的换流器末级5借助于控制设备8进行控制，该控制设备在输入侧具有微控制器形式的计算部件9，该微控制器用于产生对换流器末级5的控制脉冲。控制装置10接在计算部件9之后，该控制装置在输出侧与十二个发光二极管11相连。这些发光二极管又通过带有十二个光波导体的电位隔离12与十二个分别带有一个未示出的光接收二极管的选通单元(Gate-Einheit)13相连。选通单元13通过十二根连接导线14以预定的频率来控制换流器末级5。
由于在磁悬浮技术中要求用于电机的供电设备能够以高可靠性关断，因此在供电设备的已知实施方式中，变频器1通过安全输入断路设备17与能量供应网16相连，该输入断路设备由多个机械功率开关以一种这样的布置构成，使得通过其冗余设计满足所要求的断路可靠性要求。对断路可靠性的高要求通过在变频器1的输出和电机7之间的具有与输入断路设备相对应的设计的另一个可靠的输出断路设备18得以满足，因为可靠的输入断路设备17和可靠的输出断路设备18都通过连接导线19和20与运行控制设备21相连，该运行控制设备在需要时向可靠的断路设备17和18发出断开命令，从而以较高的可靠性将电机7与变频器1或与能量供应网16断开。
本发明所要解决的技术问题在于，开发这样一种对磁悬浮铁路系统的电机的供电设备，使得该供电设备在具有高可靠性的条件下可以相对成本低廉地且节省空间地在实现快速反应时间的情况下生产。
根据本发明，这一技术问题通过一种用于磁悬浮铁路系统的电机的绕组的供电设备得以解决，该供电设备带有变频器，该变频器在输入侧以其输入开关设备与能量供应网直接相连，并包括连接在输入开关设备之后的整流器、与该整流器相连的中间电路、接在中间电路之后的带有所属控制设备的换流器末级、以及与该换流器末级相连的输出开关设备，电机的供电系统与该输出开关设备直接相连，其中输入开关设备的控制输入端以及输出开关设备的控制输入端与发出断开命令的运行控制设备的输出端相连接，而中间电路具有用于放电的短路器，该短路器以其控制输入端与运行控制设备的输出端相连。
根据本发明的供电设备的一个主要优点在于，它可以在没有可靠的输入开关设备以及没有可靠的输出开关设备的情况下应用，并因此而不需要相对昂贵的机械功率开关，机械功率开关此外还需要较多的安装空间并且其响应时间较慢。在此，给出一种更安全的断路装置，使得输入开关设备以及输出开关设备在需要时都可通过运行控制设备的指令断开，并且同时还通过频率转换器中间电路的放电将该中间电路断开。所有这些都发生在低压侧，这样就使得根据本发明的供电设备的构造较简单。
为进一步提高根据本发明的供电设备的断路可靠性，控制设备优选为其各个有源部件分别具有一个自身的供电设备，并且控制设备的供电设备中的至少一个可以通过其控制输入端与运行控制设备的输出端的一个连接接通和断开。由此进一步提高了断路可靠性，因为控制脉冲不是由控制设备产生，所以换流器末级没有收到任何控制脉冲。
此外，还可以以一种优选的方式这样提高断路可靠性，使得用于计算电压额定值的计算部件作为控制设备的有源部件之一通过控制输入端与运行控制设备的输出端这样相连，使得在断开命令出现时设定对电压额定值的计算。由此确保根本不由计算部件计算电压额定值。
此外优选的是，控制设备的控制装置作为其它有源部件设置有与运行控制设备的输出端相连接的断路输入端。
最后，为实现特别高的断路可靠性，整流器还可以优选是一种其控制输入端与运行控制设备的输出端相连的受控整流器。
为进一步解释本发明，在图2中示出了一个根据本发明的供电设备的实施例；在此，图2中的与图1所示部件相对应的部件具有相同的附图标记。
如图2所示，变频器1在输入侧直接与能量供应网16相连，而在输出侧直接与未示出的磁悬浮铁路系统的电机7的供电电流(也未示出)相连。变频器1与运行控制设备21通过导线30相连，在需要时通过该运行控制设备21向变频器1发出断开命令。
如从图2中可以具体看出的，连接导线30通过连接31被引导至在图2中未示出的输入开关设备2的控制输入端，使得在在运行控制设备21一侧出现断开命令时使输入开关设备2断开。通过另一连接导线32可以由运行控制设备21的断开命令激活同样未示出的输出开关设备6的控制输入端，使得该输出开关设备在出现断开命令时断开，并由此将变频器1在输出侧与电机7或其供电系统断开。运行控制设备21的另一连接导线33被引导至中间电路4的短路器34，使得在运行控制设备21的断开命令下，该短路器34闭合并由此使该中间电路放电，这导致其去激活，从而进一步提高断路可靠性。另一连接导线35引导至整流器3并使该整流器截止，这在优选完全或部分受控的整流器的情况下可以简单的方式实现。
为进一步提高断路可靠性，控制设备8的有源部件如计算部件9、控制装置10、发光二极管11以及选通单元13分别设置有电压源37、38、39和40，它们分别可以通过其它连接导线41、42、43和44通过连接导线30接受运行控制设备31的断开命令，由此在出现断开命令时可以使这些有源部件整体或部分地不起作用，这导致选通装置13以较大的可靠性不控制换流器末级5，从而又额外地提高了断路可靠性。如果仅中断一个或各个控制脉冲，因为电机7是同步电机，其中产生扭矩的部件发生故障，则这也是有效的。

Claims (5)

1.一种用于磁悬浮铁路系统的电机(7)的绕组的供电设备，该供电设备具有变频器，该变频器包括：
·在输入侧以其输入开关设备(2)与能量供应网(16)直接相连，并且
·连接在该输入开关设备(2)之后的整流器(3)，
·与该整流器(3)相连的中间电路(4)，
·连接在该中间电路(4)之后的带有所属控制设备(8)的换流器末级(5)，以及
·与该换流器末级(5)相连的输出开关设备(6)，电机(7)的供电系统与该输出开关设备(6)直接相连，其中，
·该输入开关设备(2)的控制输入端以及该输出开关设备(6)的控制输入端与发出断开命令的运行控制设备(21)的输出端相连，
·该中间电路(4)具有用于放电的短路器(34)，该短路器以其控制输入端与运行控制设备(21)的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的供电设备，其特征在于，
·所述控制设备(8)对其各个激活的部件(9，10，11，13)分别具有一个自身的供电设备(37，38，39，40)，并且
·所述控制设备(8)的供电设备(37，38，39，40)中的至少一个可以通过其控制输入端与运行控制设备(21)的输出端相连的开关接通和断开。
3.根据权利要求1或2所述的供电设备，其特征在于，
·用于计算电压额定值的计算部件(9)作为所述控制设备(8)的有源部件通过控制输入端与所述运行控制设备(21)的输出端这样相连，使得在出现断开命令时设定对电压额定值的计算。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的供电设备，其特征在于，
·所述控制设备(8)的控制装置(10)作为其它有源部件设有与运行控制设备(21)的输出端相连的断路输入端。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的供电设备，其特征在于，
·所述整流器(3)是受控整流器，其控制输入端与所述运行控制设备(21)的输出端相连。
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