CN101448673A - 可靠的驱动断开装置 - Google Patents

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CN101448673A CNA2006800547962A CN200680054796A CN101448673A CN 101448673 A CN101448673 A CN 101448673A CN A2006800547962 A CNA2006800547962 A CN A2006800547962A CN 200680054796 A CN200680054796 A CN 200680054796A CN 101448673 A CN101448673 A CN 101448673A
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Abstract

本发明涉及一种用于将有轨列车的能量供应(2，3)的驱动区间(3n)可靠分离的保护装置，其中，所述驱动区间(3n)通过至少一个驱动区间开关(4n)与能量供应(2，3)相连并包括链形互相串联的定子段(6m)，这些定子段(6m)分别借助定子段开关(8)与驱动区间供电导线(5n)相连，并且其中，该保护装置具有在故障情况下断开至少一个开关的控制单元(12)，其中，所述控制单元(12)用于在故障情况下断开所有定子段开关(8)和断开一个或多个驱动区间开关(4n)。

Description

可靠的驱动断开装置
技术领域
本发明涉及一种用于将有轨车辆的能量供应的驱动区间可靠分离的保护装置，其中所述驱动区间可以经过至少一个驱动区间开关与能量供应相耦合并包括链形互相串联的定子段，这些定子段可以分别借助定子段开关与驱动区间供电导线相连，并且其中所述保护装置具有在故障情况下断开至少一个开关的控制单元。
此外本发明还涉及一种用于驱动有轨车辆的设备，具有链形互相串联的驱动区间，其中每个驱动区间可以经过至少一个驱动区间开关与能量供应耦合并包括链形互相串联的定子段，这些定子段分别可以借助定子段开关与驱动区间供电导线相连。
此外本发明还涉及一种将有轨车辆的驱动区间与通过至少一个换流器提供的能量供应相分离的方法。
背景技术
这样的保护装置、这样的设备和这样的方法在通常的现有技术中已经公开。例如图1示出了用于驱动磁悬浮列车的公知设备。
按照图1的公知设备1包括与馈入能量的三相供电网3相连的换流器2。磁悬浮列车的驱动被划分为与行驶路径相关的链形互相串联的驱动区间31，32，...3n。在此，每个驱动区间3n都通过驱动区间开关4n-1或者4n与驱动区间3n-1或者3n相接，从而可以为各个驱动区间3n的驱动区间供电导线5n提供能量。每个驱动区间3n同样又具有连续设置在链中的长定子段61，62，...6m，这些长定子段同样构造为三相的并且在一个末端连接到接地的星形汇接点7。所谓的定子段开关8用于将每个长定子线圈61，62，...6m连接到驱动区间导线5n。此外设置了星形汇接点开关9。只有当各个对应的定子段开关8以及各个对应的星形汇接点开关9都闭合时，电流才可能流过长定子段61，62，...6m。驱动区间开关4n以及长定子输入端开关8或者星形汇接点开关9的断开和闭合与车辆同步。这意味着，只有当车辆正好位于驱动区间3n以及长定子段6m中时，驱动区间3n以及长定子段6m才会被施加电流。
每个驱动区间3n可以由一个单独的换流器2馈电，如图1所示。然而也可以进行双重馈电，其中每个驱动区间3n由两个换流器供电。
为了尽可能地避免人身危险，对供电的安全断开随之产生高的安全性要求。按照现有技术，设置由两个串联的断路器11组成的所谓的安全驱动断开装置10。安全的驱动断开装置10被连接在各个驱动区间开关4n之后，从而图2中示出的换流器2在驱动区间3n中出现故障之后，还可以被用于对无故障的驱动区间、如驱动区间3n-1供电。为了调节安全的驱动断开装置设置了控制单元12，该控制单元12合适地被集成在独立于换流器2的控制装置的运行控制技术中。为安全的驱动断开，控制单元12干预驱动的能量流。在第一步骤中中断馈电的换流器2的能量流。在第二步骤中通过安全的驱动断开装置10将换流器2与驱动区间3n电气分离，在此监控装置13经过合适的通信导线通知控制单元12，在驱动区间3n中是否还有电流流过或者出现可靠的驱动断开。由于这个原因，监控单元13与连接在安全驱动断开装置10之后的合适的电流互感器14相连。然后通过换流器的能量流又可以通过控制单元12被释放，从而换流器2例如又可以用于对无故障的驱动区间3n-1馈入能量。驱动区间3n的接通只有在消除了故障之后才可以进行。按照图1的公知的驱动断开装置是非常安全的并且还可以灵活地将换流器与各个驱动区间相对应。然而额外采用两个串联的多极断路器11是费用大的。
由WO2006/032630A1公开了一种用于对磁悬浮轨道的电机供电的设备。所述设备弃用以两个串联断路器形式的附加的安全驱动断开装置。取而代之的是，控制装置访问在能量流方向上连接在换流器之后的驱动区间开关。然而为了保证必要的安全性要求，此外在故障情况下还要操作换流器输入端开关，其中还同时考虑用于直流电压中间电路的放电的短路器，该直流电压中间电路互相连接换流器的整流器和逆变器。该公知的装置具有如下缺陷，即，通过输入端开关的断开，换流器不再对其它无故障的驱动区间供电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开始部分所述类型的保护装置、设备和方法，它们既费用低又可以尽可能灵活地将能量供应配备给驱动区间。
按照本发明，从本文开始部分所述的保护装置出发，上述技术问题通过如下解决，即，控制单元用于在故障情况下断开全部定子段开关和断开一个或多个驱动区间开关。
按照本发明，从本文开始部分所述的设备出发，上述技术问题通过如下解决，即，该设备具有这样的保护装置。
此外，本发明通过一种方法解决上述技术问题，在该用于将有轨列车的驱动区间与通过至少一个换流器提供的能量供应分离的方法中，控制单元根据测量值和在该驱动区间中实现的逻辑来识别故障情况，然后该控制单元干预换流器的调节，并中断通过每个换流器的能量供应，然后断开定子段开关和每个驱动区间开关，在此，这些定子段开关分别将链形互相串联的定子段中的一个定子段与驱动区间供电导线相连，这些驱动区间开关将驱动区间供电导线与对应于该驱动区间开关的换流器相连，并且，在该方法中，汇总显示装置将定子段开关和驱动区间开关的开关位置传输给控制单元，控制单元在定子段开关断开和驱动区间开关断开的情况下允许通过一个或多个换流器产生能量。
本发明基于如下思路，可以仅借助磁悬浮铁路系统已经存在的开关可靠地断开能量供应。在此完全不需要通过在换流器之前连接的输入端开关来将换流器与能量供应电气分离。根据本发明，在故障情况下将所有定子段开关和/或驱动区间开关分别切换到其相应的分离位置就完全足够。由此得到的将驱动区间与能量供应电气分离的安全性就所设置的高的要求来说也完全足够。定子段开关以及驱动区间开关已经存在，从而不产生与此相关的附加费用。只有通过控制单元对开关的控制是通过合适的通信和访问导线来保证的。然而在此产生的费用是有限的。
根据所述保护装置的优选扩展，设置至少一个汇总显示装置，该汇总显示装置与每个定子段开关和/或至少一个驱动区间开关以及控制单元相连并用于显示与其相连的开关的开关位置。根据该优选扩展，按照图1的现有技术公开的监控单元由汇总显示装置来替代。汇总显示装置用于显示安全的驱动断开所涉及的所有开关的开关位置。这些开关包括一个驱动区间开关或在双重或多重馈电的情况下多个驱动区间开关以及所有定子段开关和必要时的其它开关，如以下还要进一步解释的。只有当汇总显示装置显示给控制单元，安全驱动断开的所有开关都在其分离位置时，控制单元才允许能量流经过涉及的换流器，使得这些换流器又可用于其它的驱动区间。
按照本发明保护装置的另一个实施方式，每个定子段包括一个多相定子线圈，该定子线圈连接到一个星形汇接点。由线圈的相位在通常的磁悬浮系统中产生行波磁场，该行波磁场拖动位于定子段中的磁悬浮列车。在此交流电流的频率确定车辆的速度。
按照所述保护装置的另一个实施方式，设置了星形汇接点开关，这些星形汇接点开关分别与定子段开关串联，其中每个定子段设置在星形汇接点开关和定子段开关之间。如上面结合现有技术已经解释的，星形汇接点开关提高了定子段中的安全性，因为只有当定子段开关和星形汇接点开关都位于其接触位置时，电流才可以经过定子段并且由此磁悬浮列车才可以被驱动。可能的星形汇接点在能量流方向上合适地连接在星形汇接点开关之后。
按照与此相关的优选扩展，控制单元用于在故障情况下断开星形汇接点开关。换言之，通常存在的星形汇接点开关被包括在可靠的驱动断开这一独创性的概念中。为此控制单元也访问星形汇接点开关的控制输入端，并且将其切换到分离位置，从而使整个系统的安全性进一步提高。
按照本文开始部分提到的设备的优选扩展，每个驱动区间借助驱动区间开关与馈入能量的换流器相连。这些驱动区间例如由一个单独的换流器馈入能量。然而也可以是双重馈电，在双重馈电中每个驱动区间经过另一个驱动区间开关与另一个换流器相连。驱动区间的单重馈电和双重馈电本身对技术人员是公知的，从而此处不需解释。单重馈电和双重馈电仅需要对根据本发明的保护概念稍微进行改变，在此意义上，例如设置分别与所有定子段开关和必要时所有星形汇接点开关相连的两个汇总显示装置。反之，每个汇总显示装置仅与一个驱动区间开关相连。当然，就是在双重馈电的情况下也可以对每个驱动区间仅设置一个与安全驱动断开装置的所有开关、也就是与所有驱动区间开关相连的汇总显示装置。
按照所述方法的优选实施方式，控制单元在消除故障之后允许闭合驱动区间开关和定子段开关以及在需要时闭合星形汇接点开关，从而磁悬浮列车系统又可以进行正常的运行。
在本发明范围内控制单元例如是与实际的驱动独立的运行控制技术的一部分，其中电机或换流器控制的运行控制技术是设置在上级的，并且以这种方式可以影响换流器。
附图说明
本发明的其它合适的实施方式和优点是以下结合附图对本发明描述的内容，其中相同的附图标记标注相同作用的组件，并且其中
图1示出了按照现有技术的驱动有轨列车的设备，
图2示出了本发明的用于驱动有轨列车的设备的一种实施方式，以及
图3示出了本发明的用于驱动有轨列车的设备的另一种实施方式。
具体实施方式
图1示出了前面已经详细描述的按照现有的驱动有轨列车的设备。
图2示出了本发明的用于驱动有轨列车的设备15的实施例。该设备具有链形互相串联的驱动区间31，32，...3n，其中图2中仅示出驱动区间3n-1和3n。为每个驱动区间3n提供三相的驱动区间供电导线，此处实现为简单的三相轨道电缆5n。每个轨道电缆5n经过驱动区间开关4n与馈入能量的换流器2相连，该换流器2由供电网3供电。此外每个驱动区间3n还被划分为定子段61，62至6m，在图1中仅示出其中的定子段61和62。如根据现有技术那样，每个定子线圈61或62设置在定子段开关8和星形汇接点开关9之间，其中每个定子段6m构造为多相线圈，并且连接到一个星形汇接点7。与示出的现有技术相反，在本发明范围内不再设置以两个互相串联的附加断路器形式的可靠驱动断开装置。而是为了可靠的驱动断开，控制装置12访问出故障的驱动区间3n的所有定子段开关8以及所有星形汇接点开关9。为了访问使用公知的通信和连接导线，从而此处不需详细解释。
此外控制装置12还被用于断开驱动区间开关4n。汇总显示装置16用于显示可靠驱动断开所涉及的所有开关的开关位置。为此汇总显示装置16经过用虚线表示的连接导线17一方面与所有定子段开关8以及与所有星形汇接点开关9连接，另一方面与驱动区间开关4n相连。
在故障情况下控制单元12、例如独立于电机和换流器控制的运行控制技术的子程序，访问换流器2，并且通过用于换流器调节的合适的控制命令来中断经过换流器2的能量流。然后控制单元12访问驱动区间开关4n以及所有定子段开关8和所有星形汇接点开关9。只要汇总显示装置16经过通信导线18通知控制单元12，所有的开关4n、8、9都位于其分离位置，则控制单元12就允许通过换流器2提供能量，该换流器2据此又可用于无故障的驱动区间3n-1。
图3示出了本发明设备15的另一个实施例。与在图2中示出的实施例不同，在按照图3的设备中每个驱动区间31，32，...3n具有两个驱动区间开关4n，从而每个驱动区间31，32，...3n都可以同时由两个换流器供电。结果，在驱动区间供电导线5n中的电流以微小的能量损耗降低。在双重馈电的情况下控制单元12经过合适的控制和通信导线与驱动区间3n的两个换流器2以及与两个驱动区间开关4n相连，并且在故障情况下中断通过换流器用于各个驱动区间例如3n的能量流。为此控制单元12又对换流器起到相应调节的作用。然后断开两个驱动区间开关4n以及所有定子段开关8和所有星形汇接点开关9。为显示开关位置设置两个汇总显示装置16，其中，每个汇总显示装置16与所有定子段开关8和所有星形汇接点开关9相连。然而每个汇总显示装置16仅与一个驱动区间开关4n耦合。在一个不同的实施例中，仅设置一个汇总显示装置16，该汇总显示装置16与所有开关，也就是每个定子段开关8、每个星形汇接点开关9和每个驱动区间开关4n相连。

Claims (10)

1.一种用于将有轨列车的能量供应(2，3)的驱动区间(3n)可靠分离的保护装置，其中，所述驱动区间(3n)通过至少一个驱动区间开关(4n)与能量供应(2，3)相连并包括链形互相串联的定子段(6m)，这些定子段(6m)分别借助定子段开关(8)与驱动区间供电导线(5n)相连，并且其中，该保护装置具有在故障情况下断开至少一个开关的控制单元(12)，
其特征在于，所述控制单元(12)用于在故障情况下断开所有定子段开关(8)和断开一个或多个驱动区间开关(4n)。
2.根据权利要求1所述的保护装置，
其特征在于，具有至少一个汇总显示装置(16)，该汇总显示装置(16)与每个定子段开关(8)和/或至少一个驱动区间开关(4n)以及控制单元(12)相连，并用于显示定子段开关(8)的和一个或多个驱动区间开关(4n)的开关位置。
3.根据权利要求1或2所述的保护装置，
其特征在于，每个定子段(6m)包括多相定子线圈，该定子线圈连接到星形汇接点(7)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的保护装置，
其特征在于，具有星形汇接点开关(9)，这些星形汇接点开关(9)分别与定子段开关(9)串联，其中每个定子段(6m)设置在星形汇接点开关(9)和定子段开关(8)之间。
5.根据权利要求4所述的保护装置，
其特征在于，所述控制单元(12)用于在故障情况下断开星形汇接点开关(9)。
6.一种具有链形互相串联的驱动区间(3n)、用于驱动有轨列车的设备(15)，其中，每个驱动区间(3n)通过至少一个驱动区间开关(4n)与能量供应(2，3)相耦合并包括链形互相串联的定子段(6m)，这些定子段(6m)分别借助定子段开关(8)与驱动区间供电导线(5n)相连，
其特征在于，具有根据权利要求1至5中任一项所述的保护装置。
7.根据权利要求6所述的设备(15)，
其特征在于，每个驱动区间(3n)借助驱动区间开关(4n)与馈入能量的换流器(2)相连。
8.根据权利要求7所述的设备(15)，
其特征在于，每个驱动区间(3n)通过另一个驱动区间开关(4n)与另一个换流器(2)相连。
9.一种用于将有轨列车的驱动区间(3n)与通过至少一个换流器(2)提供的能量供应分离的方法，其中，控制单元(12)根据测量值和在该驱动区间中实现的逻辑来识别故障情况，然后该控制单元(12)干预换流器(2)的调节，并中断通过每个换流器(2)的能量供应，然后断开定子段开关(8)和每个驱动区间开关(4n)，其中，这些定子段开关(8)分别将链形互相串联的定子段(6m)中的一个定子段与驱动区间供电导线(5n)相连，这些驱动区间开关(4n)将驱动区间供电导线(5n)与对应于该驱动区间开关(4n)的换流器(2)相连，并且，在该方法中，汇总显示装置(16)将定子段开关(8)和驱动区间开关(4n)的开关位置传输给所述控制单元(12)，控制单元(12)在定子段开关(8)断开和驱动区间开关(4n)断开的情况下允许通过一个或多个换流器(2)产生能量。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，所述控制单元(1)在消除故障之后使驱动区间开关(4n)和定子段开关(8)闭合。
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