CN104114404B - 使用电感和整流器给车辆提供电能 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于给车辆特别是有轨车辆和/或公路汽车提供电能的装置，其中：所述装置包括适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收设备(1)；接收设备(1)包括用于通过电磁感应产生交变电流的一个相的由导电材料形成的至少一个电感(3)；至少一个电感(3)和可选的至少一个另外的电气元件(4)包括谐振频率，如果相应频率的交变电磁场由接收设备(1)接收，则以谐振频率产生交变电流的相，至少一个另外的电气元件连接到电感(3)以便产生交变电流的一个相；电感(3)连接到用于将交变电流整流并从而产生直流电的整流器(10)；整流器(10)包括至少一个自动可控制开关(12，13)，所述至少一个自动可控制开关——或在多于一个自动可控制开关的情况下——布置成使得闭合开关(12，13)或闭合多个开关导致跨越所述电感(3)或跨越两个或多个电感(3)的短路；所述装置包括适合于控制至少一个自动可控制开关(12，13)的控制设备；以及控制设备适合于以小于谐振频率的频率接通和断开至少一个自动可控制开关(12，13)。

Description

使用电感和整流器给车辆提供电能
技术领域
本发明涉及用于给车辆特别是有轨车辆和/或公路汽车提供电能的装置，其中该装置包括适合于接收交变电磁场并通过电磁感应(即，由电磁场引起的磁感应，且该感应产生电能)产生交变电流的接收设备。接收设备包括用于通过电磁感应产生交变电流的一个相的由导电材料形成的至少一个电感。至少一个电感和可选地至少一个另外的电气元件(特别是电容)包括谐振频率，如果相应频率的交变电磁场由接收设备接收，则以谐振频率产生交变电流的相，该至少一个另外的电气元件连接(特别是串联)到电感以便产生交变电流的一个相。电感连接到用于对交变电流进行整流并从而产生直流电的整流器。如技术人员将知道的，交变电流的相产生时的谐振频率可根据在接收设备和产生电磁场的设备之间的电感耦合而变化。
此外，本发明涉及用于将能量转移到车辆的系统，其中该系统包括所述装置，并涉及包括所述装置的车辆。本发明还涉及制造所述装置的方法和涉及借助于接收交变电磁场并通过磁感应产生交变电流的接收设备来操作车辆的方法。
背景技术
WO 2010/031595 A2公开了用于给车辆(特别是有轨车辆)提供电能的装置，其中该装置包括适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收设备。接收设备包括由导电材料制成的多个绕组和/或线圈，其中每个绕组或线圈适合于产生交变电流的单独相。
本发明可应用于任何陆地车辆(包括——但不是优选地——仅仅临时在陆地上的任何车辆)，特别是有轨车辆，例如铁路车辆(例如有轨电车)，但也应用于公路汽车，例如个人(私人)客车或公共交通车辆(例如巴士，包括也是有轨车辆的无轨电车)。优选地，产生交变电磁场的初级侧导体装置集成在车辆的轨道或道路中，使得初级侧导体装置的电线在几乎平行于车辆可行进于的道路或轨道的表面的平面中延伸。也如WO 2010/031595A2所描述的，接收设备可位于车辆的下侧处，并可被铁磁体例如以厚片或板的形状的主体覆盖。适当的材料是铁氧体。主体归拢并重定向磁场的场线，并因此将在主体之上的场强减小到几乎零。然而，初级侧导体装置的其它配置、位置和/或方位是可能的。例如，初级侧导体装置可位于车辆的侧面上。
在任何情况下，在初级侧导体装置和接收设备的至少一个电感之间的间隙应尽可能小，因为对于较大的间隙，在初级侧和次级侧之间的无线能量传递的效率较小。由于相同的原因，在至少一个电感中感应的电压取决于间隙的尺寸。处理在系统的次级侧上的变化的电压的一种方式是只向用电器供应电能，用电器是能耐电压的，即，可以在电压的宽范围中操作。本发明可应用于的一个例子是铁路车辆的牵引系统，其包括连接到接收设备的直流中间电路并且还包括将直流电转换成交流电用于操作车辆的至少一个牵引电动机的至少一个逆变器。逆变器可被控制来补偿在直流中间电路中的电压波动。
然而，在车辆中存在不能容忍变化的电压的其它电气系统或设备。向车辆提供能量并使用它的另一可能性因此是控制在初级和次级侧电感之间的间隙的尺寸，以便将电压波动保持在电压的小范围内。
WO 2009/074207A2描述了用于向系统的一部分特别是系统的可移动地布置的部分的无接触能量传递的系统以及固定安装的初级导体被提供的方法，由所述部分围住的一个或多个次级线圈导电地耦合到该初级导体。次级线圈与一个或多个电容器串联耦合，使得这样形成的串联谐振电路的谐振频率本质上等于被注入到初级导体中的交变电流的频率，其中出现在串联谐振电路处的电压被馈送到整流器，可作为短路器被操纵的开关设置在整流器的输出侧上，不流过开关的电流经由续流二极管馈送到平滑电容器，且出现在平滑电容器处的电压对用户来说变得可用。
该次级侧装置的缺点是在操作期间增加损耗的续流二极管。此外，WO 2009/074207 A2的在图1中示出的实施方式具有下列缺点：电流总是流经串联连接的两个半导体，即，续流二极管和在整流器中的二极管之一，且因此电损耗增加了。
发明内容
本发明的目的是提供用于给车辆提供电能的装置，其中该装置包括接收设备，该接收设备包括用于通过电磁感应产生交变电流的电感，且其中该装置提供用于减小电压波动的装置。与已知的解决方案比较，在操作期间的损耗应被减小。特别是，该装置还应提供用于使可由用于减小电压波动的模块引起的损耗最小化的模块。本发明的另外的目的是提供用于向车辆传递能量的相应系统、包括该装置的车辆、操作该车辆的方法和制造该装置的方法。
本发明的基本思想是将至少一个开关集成在整流器中。与WO 2009/074207 A2相反，开关没有设置在整流器的输出侧上。因此，可省略额外的续流二极管。集成在整流器中的至少一个开关被操作来产生跨越电感或跨越接收设备的两个或多个电感的短路，该接收设备适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流。特别是，提出了下列内容：
一种给车辆——特别是有轨车辆和/或公路汽车——提供电能的装置，其中：
●该装置包括适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收设备，
●该接收设备包括用于通过电磁感应产生交变电流的一个相的由导电材料形成的至少一个电感，
●该至少一个电感和可选的至少一个另外的电气元件包括谐振频率，如果相应频率的交变电磁场由接收设备接收，则交变电流的相以该谐振频率产生，该至少一个另外的电气元件连接到电感以便产生交变电流的一个相，
●该电感和可选的至少一个另外的电气元件连接到用于对交变电流整流并从而产生直流电的整流器，
●该整流器包括至少一个自动可控制开关，该开关(或在多于一个自动可控制开关的情况下)被布置成使得闭合该开关(即，接通它)或闭合多个开关导致跨越电感或跨越两个或多个电感(可选地包括至少一个另外的电气元件)的短路，
●该装置包括适合于控制至少一个自动可控制开关的控制设备，以及
●该控制设备适合于以小于谐振频率的频率接通(即，闭合开关)和关断(即，断开开关)至少一个自动可控制开关。
与上面提到的现有技术相比，该至少一个开关并联连接到整流器的单向阀(特别是二极管)，或可选地，该开关集成在单向阀中(例如可使用具有集成二极管——所谓的主体二极管——的IGBT或MOSFET)，其中整流器的相应阀适合于仅在一个方向上传导电流，使得如果该开关接通则电流可在相反的方向上流经阀或可在相反的方向上绕过该阀。如果开关并联连接到(第一)单向阀且如果整流器包括具有彼此串联连接的两个单向阀的桥，则该开关也串联连接到另一(第二)单向阀。
优选地，由于在相应数量的相线中的电磁感应，该装置产生交变电流的多于一个相(例如三个相)。多个相提供在整流器的输出侧上的更平滑的直流电。此外，多相接收器可产生更高的功率，且杂散效应可减小。
特别是，接收设备包括由导电材料制成的多个相线，其中每个相线包括电感之一，每个电感适合于产生交变电流的多个相之一，且其中相线连接到彼此以在相线的一端处形成星点连接，并在相线的相对端处连接到整流器。
特别是，相线的每个相对端连接到整流器的多个桥之一，其中每个桥包括串联连接到彼此的两个单向阀，其中每个阀适合于仅在一个方向上传导电流，且其中每个桥的至少一个阀与自动可控制开关之一组合，使得如果开关接通则电流可在相反的方向上流经该阀或可在相反的方向上绕过该阀。在单相接收设备的情况下，同样的原理适用于全桥整流器。
至少一个自动可控制开关可与整流器的阀组合(例如可集成在该阀中或可并联连接到该阀)，其中该阀适合于仅在一个方向上传导电流，且其中如果开关接通则电流可在相反的方向上流经该阀或可在相反的方向上绕过该阀，其中控制设备适合于仅当流过阀的电流的大小为零或小于预定的阈值时才能够接通开关。可通过这个实施方式明显减小在操作期间的损耗。这是可能的，因为控制设备适合于以小于谐振频率的开关频率切换至少一个自动可控制开关。使用这个开关频率，至少一个开关被接通。此外以这个开关频率断开该至少一个开关。因为在接通和断开开关之间的时间间隔不同于在断开和接通开关之间的时间间隔，且因为这些时间间隔可改变，可设置这些时间间隔的不同比率或占空比(见下文)。
根据优选实施方式，为了当流过阀的电流的大小为零或小于预定的阈值时能够接通和断开至少一个开关，开关频率是谐振频率的整数分数，即，谐振频率是开关频率的整数倍。特别是，整数分数可被预先定义，即，可在接收设备的操作之前被设置。这不排除在操作期间将整数分数调整为另一值。
特别是，可在操作期间确定谐振频率或等价量。因此，谐振频率可以是在操作期间的开关频率的精确整数倍。例如，如果谐振频率改变，则相应地和优选地自动地调整开关频率。等价量可以是在整流器的输入侧上的交变电流或交变电压(例如接收设备的一个或多于一个相的交变电流或交变电压)的周期或半周期的时间。例如，耦合到计数器的检测器反复地测量何时交变电流或交变电压变成零，且计算设备计算谐振频率。然而，交变电流或交变电压的频率也可能以不同的方式触发开关频率的产生。
控制设备可包括适合于控制在至少一个自动可控制开关接通且因此短路存在时的时间间隔与在至少一个自动可控制开关断开时的时间间隔之比的控制器。由于开关过程的时序，将在开关和否则阀内产生的电损耗明显减小。此外，开关产生较少的热，且便于开关的冷却。
特别是，控制设备可适合于根据在整流器的直流侧上的电压和/或电流的大小来控制至少一个自动可控制开关的切换。下面将给出例子。
根据本发明的特定应用，该装置包括用于储存由整流器传送的电能的储存器，其中整流器连接到储存器，且其中控制设备适合于根据对储存器充电所需的电压和/或电流的大小来控制至少一个自动可控制开关的切换。
此外，本发明包括车辆，该车辆包括根据这里描述的实施方式之一的装置，其中整流器连接到用于储存电能的储存器。
此外，本发明包括使用电能来操作车辆特别是有轨车辆和/或公路汽车的方法，其中：
●接收并使用交变电磁场以通过电磁感应产生交变电流，
●由至少一个电感接收交变电磁场，至少一个电感由导电材料形成并通过电磁感应产生交变电流的一个相，
●该电感和连接到电感的可选的至少一个另外的电气元件以谐振频率产生交变电流的相，
●由整流器整流交变电流，且因而产生直流电，
●使用至少一个自动可控制开关来操作整流器，至少一个自动可控制开关(或在多于一个自动可控制开关的情况下)被暂时闭合，使得实现跨越电感或跨越两个或多个电感(可选地包括至少一个另外的电气元件)的短路，
●至少一个自动可控制开关由控制设备控制，使得至少一个自动可控制开关以小于谐振频率的频率被接通和断开。
特别是，可使用导电材料的多个相线来产生交变电流，其中每个相线包括产生交变电流的多个相之一的电感之一。根据该装置的描述，紧接着该方法的其它实施方式。
例如，整流器可包括用于对交变电流整流的阀，其中自动可控制开关与该阀组合，其中阀在开关断开时的第一操作状态中仅在一个方向上传导电流，且阀或阀的旁路可在开关接通时的第二操作状态中在相反的方向上传导电流，其中仅当流过阀的电流的大小为零或小于预定的阈值时实现接通该开关。
在至少一个自动可控制开关接通且因此短路存在时的时间间隔与在至少一个自动可控制开关断开时的时间间隔之比可由控制设备控制。
特别是，控制设备可根据在整流器的直流侧上的电压和/或电流的大小来控制至少一个自动可控制开关的切换。
电能可由整流器传送到车辆的能量储存器，且控制设备可根据对储存器充电所需的电压和/或电流的大小来控制至少一个自动可控制开关的切换。
本发明包括制造车辆(特别是有轨车辆和/或公路汽车)的方法，其包括下列步骤：
●提供适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收设备，
●为接收设备提供用于通过电磁感应产生交变电流的一个相的由导电材料形成的至少一个电感，
●使至少一个电感和可选的至少一个另外的电气元件适合于以谐振频率操作，如果相应频率的交变电磁场由接收设备接收，则以该谐振频率产生交变电流的相，该至少一个另外的电气元件连接到电感以便产生交变电流的一个相，
●将电感和可选的至少一个另外的电气元件连接到用于对交变电流整流并从而产生直流电的整流器，
●布置整流器的至少一个自动可控制开关，使得闭合开关或闭合多个开关导致跨越电感或跨越两个或多个电感(可选地包括至少一个另外的电气元件)的短路，
●提供控制设备并调节控制设备，使得它能够控制至少一个自动可控制开关，以及，
●调节控制设备，使得它能够以小于谐振频率的频率接通和断开至少一个自动可控制开关。
附图说明
将在下文中参考附图描述本发明的例子：
图1示出连接到整流器的接收设备的电路图，其中整流器的直流侧经由直流中间电路连接到负载，例如连接到牵引转换器，
图2示出只有两个桥的修改的整流器，
图3示出与图1的装置类似的装置的电路图，其中示出用于测量接收设备的相电流和用于测量直流中间电路的电压的测量设备，
图4示出与图3的装置类似的装置的电路图，其中整流器的每个桥只包括一个开关，
图5示出用于控制开关的开关过程的控制回路的电路图，该开关集成在整流器，例如图1、图3或图4的整流器中，以及
图6示出作为时间的函数的量的图，在图的上三分之一部分中是由连接到整流器(例如图4所示的整流器)的接收设备产生的交变电流，在图的中间三分之一部分中是在整流器的输出处的直流电压以及在图的下三分之一部分中是三角信号和指示开关的开关状态的阶跃函数。
具体实施方式
图1所示的用于接收电磁场的接收设备1包括在一侧上连接到公共星点5的三个相线2a、2b、2c。每个相线2a、2b、2c的另一侧连接到整流器10的相应桥。每个相线2a、2b、2c包括电感3a、3b、3c，电感3a、3b、3c串联连接到电容4a、4b、4c，以便补偿由电感3a、3b、3c引起的杂散电感。每个电感3和每个补偿电容4可由单个元件(例如电感器或电容器)或由元件的组合(例如电感器或电容器的串联连接和/或并联连接)实现。相线2的电感3的第一部分也可能经由电容4的第一部分或唯一部分连接到电感3的第二部分。
在接收设备1的操作期间，入射电磁场引起在电感3a、3b、3c中的电压，使得在一端处的星点5和到在另一端处的整流器10的桥11的连接之间的每个相线2a、2b、2c两端存在电压。如果负载17连接到整流器10的直流侧且如果负载被操作，相应的交变电流流经由整流器10整流的相线2a、2b、2c，并被提供到负载17作为流过连接线18a、18b的直流。流过相线2a、2b、2c的电流可如所示由图3和图4所示的测量设备36a、36b、36c测量(例如使用Rogowski线圈)。
接收设备1的电感3a、3b、3c优选地布置成使得入射电磁场以120°的相移在相线2a、2b、2c中产生交变电流(如其是一般三相交变电流的情况)。
图1所示的整流器10包括三个桥11a、11b、11c。桥11中的每个包括两个二极管14a,15a；14b,15b；14c,15c的串联连接。这些二极管14、15允许电流从图1所示的底侧到图1所示的顶侧，使得在电流线18b中的电位高于在电流线18a中的。平滑电容器16连接在直流线18a、18b之间。平滑电容器16连接到整流器的输出侧，即，三个桥11的输出侧，且不是整流器10的一部分。每个桥11在一端连接到第一直流线18a，而在另一端连接到第二直流线18b。
在图1所示的特定实施方式中，每个二极管14、15并联连接到开关12、13，使得开关12、13允许电流在开关接通的时候绕过二极管14、15。
在接收设备1和整流器10的操作期间，开关12、13可重复地接通和断开，以便与整流器10的正常操作相比增加或降低在整流器10的输出侧上的直流。“正常操作”意指开关12、13中没有一个被操作。特别是，开关12、13被操作，使得桥11的第一开关12a、12b、12c或第二开关13a、13b、13c同时被接通。例如，在当所有开关12、13被断开时的第一操作状态开始，第一开关12a、12b、12c被接通并在某个时间间隔之后被断开，且然后在第二时间间隔之后，第二开关13a、13b、13c被接通并在第三时间间隔之后被断开。在第四时间间隔之后，第一开关12a、12b、12c再次被接通持续第一时间间隔，依此类推。对于这个操作，可定义占空比d，占空比d为第一和第三时间间隔(当开关12或开关13接通时)的和与第二和第四时间间隔(当开关12、13都断开时)的和之比。在整流器10的输出侧上的电压是：
UA＝1/(1–d)*UE
其中UA是在平滑电容器16两端的在整流器10的输出侧上的直流电压，且UE是在接收设备1和整流器10之间的连接处的三相交变电压的均方根(RMS)。
特别是，不仅与图1到图5的电路图有关，开关12、13的开关频率小于由接收设备的相线产生的交变电流的频率。因此，仅当流过阀(例如二极管14、15)的电流为零或小于预定的阈值时接通开关12或13是可能和优选的。因此，可避免或减小由在负载之下切换开关12、13引起的损耗。为了检测流过阀的电流是否为零或小于预定的阈值，可使用联系图3和图4提到的测量设备36。
图2示出只有两个桥21a、21b的修改的整流器。再次，每个桥21包括两个阀(二极管34a,35a；34b,35b)的串联连接，且存在与每个阀34、35并联的开关32a,33a；32b,33b，从而在开关32、33接通时旁路该阀。
图2所示的相线22a、22b可以是两相交变电流的相线，或可以是到接收器的连接线，接收器当电磁场是入射的时只产生交变电流的一个相。
在不同附图中的相同附图标记表示相同或功能上相同的元件。因此，图2中的18a、18b表示在整流器的输出侧处的直流线。
如图4所示，可省略一组开关(即，图1和图3的开关13)。这基于发现只需要开关组(例如图1和图3的开关12或开关13)来产生跨越相线2的短路，以便改变在电感3两端且因此改变在整流器的输出侧上的直流电压。同样的原理适用于图2所示的整流器的修改的结构或任何其它整流器。在图2的情况中，可省略开关32a、32b，且可重复地和优选地同时接通和断开开关33a、33b，以便产生分别跨越连接线22a、22b或相线22a、22b的短路。
如图3和图4所示，两个另外的电容42、43的串联连接可在其相对端处连接到直流线18a、18b。此外，在电容42、43之间的连接点可连接到如图3和图4所示的地电位。此外或可选地，测量设备41可连接在直流线18a、18b之间。特别是，测量设备41可适合于测量在线18a、18b之间的电压，并优选地还测量流过线18a、18b中的至少一个的电流。由测量设备41传送的测量值可用于控制负载(例如图1的负载17或另一负载，例如用于储存电能的能量储存器)的操作，和/或可用于控制整流器的开关的操作。特别是，基于测量设备41的测量值，开关的占空比可被设置成使得实现闭环控制。因此，例如，在直流线18a、18b之间的直流电压可被控制为恒定的。可选地，在整流器的输出侧上的电压和/或电流可被控制为符合负载的其它要求。
将参考图5解释用于控制整流器(例如图1中示出的整流器10)的开关的操作的控制回路的例子。如上所述，测量(特别是连续或准连续地)流过接收设备的相线的交变电流。在三相接收设备作为例子的情况下(可针对接收设备的任何其它数量的相线实现相应的控制回路)，三相交变电流的三个相电流由Ia、Ib、Ic表示。这些相电流被输入到用于针对每个相单独地计算相电流的均方根(RMS)的第一计算设备51a、51b、51c。RMS被输出到用于将值相加的相加设备52并将因而产生的和输出到用于从设置值Iset减去该和的相减设备53。根据控制的要求来产生这个设置值Iset。例如，可基于在如上所述的整流器的输出侧上的直流电压的测量来产生设置值。
由减法设备53输出的差被输入到控制器54，控制器54可以是PI控制器(比例积分控制器)。控制器54的输出值被输入到比较该输出与三角产生设备55所产生的三角信号的比较器56。三角信号的频率等于开关频率，开关频率为谐振频率的整数分数，即，谐振频率是开关频率的整数倍。
特别是，由比较器56从控制器54接收的输入可以是上面提到的占空比d。比较器56的因而产生的输出是具有两个不同的功能值(即，1和0，其对应于占空比)的阶跃函数。这个阶跃函数被馈送到用于例如驱动图1的开关12和13或图4的开关12的单独驱动设备59a、59b、59c。在具有两组开关12、13的情况下，驱动设备59与用于交替地驱动开关12和13的交流发电机组合，即，在开关13被接通和断开之前，开关12被接通和断开，反之亦然。
比较器56的输出被输入到驱动设备59的第一输入端D，且优选地，存在被输入到驱动设备59的第二输入端Q的第二输入值，以便仅在流过相应的阀的电流为零或小于预定的阈值Ilim时接通开关。这个阈值Ilim被输入到一组第二比较器58a、58b、58c，且相线的所测量的交变电流(即，相电流Ia、Ib、Ic)也输入到针对分别用于每个相的第二比较器58。第二比较器58比较交变电流的当前值与阈值Ilim，并且只有当相电流小于阈值Ilim或小于或等于阈值Ilim时向相应的指定驱动设备59输出使能信号。
图6示出在包括连接到图4所示的整流器的接收设备(例如图1所示的接收设备)的装置的操作期间作为时间的函数的不同量的例子。仅为了简单起见选择图4的整流器。可使用图1到图3所示的整流器并使用对应于在整流器的每个分支中有两个开关的事实的修改的开关控制来实现在整流器的输出侧上的直流电压的类似行为。
图的水平轴对应于标准化时间，即，时间t与接通或断开开关12的循环的周期tau_AR的商。在图的上三分之一部分中，垂直轴对应于接收设备的交变电流。水平双箭头示出以谐振频率f_RES波动的交变电流的周期tau_RES。在本例中，电流的峰值在-20A和20A的范围内。在图的中间三分之一部分中，垂直轴对应于整流器的直流电压。在本例中，电压的值在60V和70V之间改变。在图的下三分之一部分中，垂直轴对应于相应信号和阈值的电压。在本例中，阈值是0.4V，且由在该水平处的水平线指示。水平双箭头示出断开开关12的循环的周期tau_AR。
如在图6的上三分之一部分中所示的，在整流器的输入侧上的交变电流以谐振频率振荡。例如，如上面联系图5所描述的，将三角信号(图6中的下三分之一部分，在峰值0V和1V之间波动)与阈值比较，并触发整流器的开关12的切换。当三角信号落在阈值(在本例中：0.4V)之下时，开关12被接通，如在图6中的图的下三分之一部分中的从-1V逐步升高到1V的阶跃函数所指示的。当三角信号再次达到阈值时，这些开关12被再次断开，如从1V逐步降低到0V的阶跃函数所指示的。
在当开关12被接通时的时间点，接收设备的相线被短路。因此，在图的上三分之一部分中所示的交变电流的峰值在接下来的周期期间增大。此外，在图的中间三分之一部分中所示的直流电压降低。通过再次断开开关12来停止该降低。以后，当开关12断开时，直流电压升高。

Claims (21)

1.一种给车辆提供电能的装置，其中：
●所述装置包括适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收设备(1)，
●所述接收设备(1)包括用于通过所述电磁感应产生所述交变电流的一个相的由导电材料形成的至少一个电感(3)，
●所述至少一个电感(3)包括谐振频率，如果相应频率的交变电磁场由所述接收设备(1)接收，则以所述谐振频率产生所述交变电流的所述相，
●所述电感(3)连接到用于对所述交变电流进行整流并从而产生直流电的整流器(10)，
●所述整流器(10)包括至少一个自动可控制开关(12，13)，所述至少一个自动可控制开关，或在多于一个自动可控制开关的情况下，被布置成使得闭合所述开关(12，13)或闭合多个所述开关导致跨越所述电感(3)或跨越两个或更多个所述电感(3)的短路，
●所述装置包括适合于控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)的控制设备，并且
●所述控制设备适合于以小于所述谐振频率的频率接通和断开所述至少一个自动可控制开关(12，13)。
2.如前述权利要求所述的装置，其中，所述接收设备(1)包括由导电材料制成的多个相线(2a，2b，2c)，其中，存在多个所述电感(3)并且每个相线(2a，2b，2c)包括所述多个所述电感(3)之一，每个电感(3)适合于产生所述交变电流的多个相之一，且其中所述相线(2a，2b，2c)连接到彼此以在所述相线(2a，2b，2c)的一端处形成星点连接，并在所述相线(2a，2b，2c)的相对端处连接到所述整流器(10)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述相线(2a，2b，2c)的每个所述相对端连接到所述整流器(10)的多个桥之一，其中，每个桥包括串联连接到彼此的两个单向阀(14，15)，其中，每个阀(14，15)适合于仅在一个方向上传导电流，且其中，每个桥的所述阀中的至少一个阀与所述自动可控制开关(12，13)之一组合，使得如果所述开关(12，13)接通，则电流能够在相反的方向上流经所述阀(14，15)或能够在相反的方向上绕过所述阀(14，15)。
4.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述至少一个自动可控制开关(12，13)与所述整流器(10)的阀(14，15)组合，其中所述阀(14，15)适合于仅在一个方向上传导电流，且其中如果所述开关(12，13)接通则电流能够在相反的方向上流经所述阀或能够在相反的方向上绕过所述阀(14，15)，其中，所述控制设备适合于仅当流过所述阀(14，15)的电流的大小为零或小于预定的阈值时才使能接通所述开关(12，13)。
5.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述控制设备包括适合于控制在所述至少一个自动可控制开关(12，13)接通且因此所述短路存在时的时间间隔与在所述至少一个自动可控制开关(12，13)断开时的时间间隔之比的控制器。
6.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述控制设备适合于根据在所述整流器(10)的直流侧上的电压和/或电流的大小来控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)的切换。
7.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置包括用于储存所述整流器(10)传送的电能的储存器，其中，所述整流器(10)连接到所述储存器，且其中，所述控制设备适合于根据对所述储存器充电所需的电压和/或电流的大小来控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)的切换。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述车辆是有轨车辆和/或公路汽车。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述接收设备(1)还包括至少一个另外的电气元件(4)，所述至少一个另外的电气元件(4)连接到所述电感(3)以便产生所述交变电流的所述一个相，其中，所述至少一个另外的电气元件(4)经由所述电感(3)连接到所述整流器(10)，并且其中，所述短路也跨越所述至少一个另外的电气元件(4)。
10.一种包括如前述权利要求之一所述的装置的车辆，其中，所述整流器(10)连接到用于储存电能的储存器。
11.一种使用电能来操作车辆的方法，其中：
●接收并使用交变电磁场以通过电磁感应产生交变电流，
●由至少一个电感(3)接收所述交变电磁场，所述至少一个电感由导电材料形成并通过所述电磁感应产生所述交变电流的一个相，
●所述电感(3)以谐振频率产生所述交变电流的所述相，
●由整流器(10)整流所述交变电流，且因而产生直流电，
●使用至少一个自动可控制开关(12，13)来操作所述整流器(10)，所述至少一个自动可控制开关(12，13)，或在多于一个自动可控制开关(12，13)的情况下，被暂时闭合，使得实现跨越所述电感(3)或跨越两个或更多个所述电感(3)的短路，
●由控制设备控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)，使得所述至少一个自动可控制开关(12，13)以小于所述谐振频率的频率被接通和断开。
12.如权利要求11所述的方法，其中，使用由导电材料制成的多个相线(2a，2b，2c)来产生所述交变电流，其中，存在多个所述电感(3)并且每个相线(2a，2b，2c)包括所述多个所述电感(3)之一，所述多个所述电感(3)的所述之一产生所述交变电流的多个相之一。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中，所述整流器(10)包括用于对所述交变电流进行整流的阀(14，15)，其中，所述自动可控制开关(12，13)与所述阀(14，15)组合，其中，所述阀(14，15)在所述开关(12，13)断开时的第一操作状态中仅在一个方向上传导电流，且所述阀或所述阀(14，15)的旁路能够在所述开关(12，13)接通时的第二操作状态中在相反的方向上传导电流，其中，仅当流过所述阀(14，15)的电流的大小为零或小于预定的阈值时实现接通所述开关(12，13)。
14.如权利要求11或12所述的方法，其中，由所述控制设备控制在所述至少一个自动可控制开关(12，13)接通且因此所述短路存在时的时间间隔与在所述至少一个自动可控制开关(12，13)断开时的时间间隔之比。
15.如权利要求11或12所述的方法，其中，所述控制设备根据在所述整流器(10)的直流侧上的电压和/或电流的大小来控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)的切换。
16.如权利要求11或12所述的方法，其中，由所述整流器(10)将电能传送到车辆的能量储存器，且其中，所述控制设备根据对所述储存器充电所需的电压和/或电流的大小来控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)的切换。
17.如权利要求11所述的方法，其中，所述车辆是有轨车辆和/或公路汽车。
18.如权利要求11所述的方法，其中，所述电感(3)和连接到所述电感(3)的至少一个另外的电气元件(4)以谐振频率产生所述交变电流的所述一个相，并且其中，所述短路也跨越所述至少一个另外的电气元件(4)。
19.一种制造车辆的方法，包括下列步骤：
●提供适合于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收设备(1)，
●为所述接收设备(1)提供用于通过所述电磁感应产生所述交变电流的一个相的由导电材料形成的至少一个电感(3)，
●使所述至少一个电感(3)适合于以谐振频率工作，如果相应频率的交变电磁场由所述接收设备(1)接收，则以所述谐振频率产生所述交变电流的所述相，
●将所述电感(3)连接到用于对所述交变电流进行整流并从而产生直流电的整流器(10)，
●布置所述整流器(10)的至少一个自动可控制开关(12，13)，使得闭合所述开关(12，13)或闭合多个所述开关(12，13)导致跨越所述电感(3)或跨越两个或多个所述电感(3)的短路，
●提供控制设备并调节所述控制设备，使得它能够控制所述至少一个自动可控制开关(12，13)，以及
●调节所述控制设备，使得它能够以小于所述谐振频率的频率接通和断开所述至少一个自动可控制开关(12，13)。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述车辆是有轨车辆和/或公路汽车。
21.如权利要求19所述的方法，其中，使所述至少一个电感(3)和至少一个另外的电气元件(4)适合于以谐振频率工作，所述至少一个另外的电气元件(4)连接到所述电感(3)以便产生所述交变电流的所述一个相，其中，经由所述电感(3)将所述至少一个另外的电气元件(4)连接到所述整流器(10)，并且其中，所述短路也跨越所述至少一个另外的电气元件(4)。
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