CN111003012A - 车辆的牵引设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种牵引设备(11)，其包括：两个牵引电机(20)，每个牵引电机(20)包括输出轴；对于每个牵引电机(20)，变速器组件(22)包括固定成与所述输出轴一起旋转的元件；对于所述牵引电机(20)中的至少一个，控制电机(24)能够在电机模式下旋转相应的变速器组件(22)的所述元件，并且在发电机模式下能够被相应的变速器组件(22)的所述元件旋转；能量存储单元(26)，能够与每个控制电机(24)交换能量；以及每个控制电机(24)的控制命令单元(27)，该控制命令单元(27)能够接收命令信号并且根据所述命令信号来命令所述控制电机(24)。

Description

车辆的牵引设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆、特别是轨道车辆的牵引设备。
本发明还涉及一种包括这种牵引设备的车辆，特别是轨道车辆。
背景技术
从现有技术已知的是包括至少两个牵引电机的牵引设备，每个牵引电机包括输出轴。每个输出轴用于旋转车辆的相应车轴。在一些情况下，牵引设备包括试图抵消牵引电机的角位置和/或旋转速度的任何差异的控制电机。
然而，当这种电机具有专用源时，这种控制电机可以增加牵引设备的能量消耗，以及所述设备的重量和体积。
此外，为了对抗牵引电机的电源中的任何故障，牵引设备通常包括由通过电池充电器进行充电的电池形成的组件。然而，这种组件有助于牵引设备的重量和体积，以及能量消耗。
因此，需要一种具有减小的体积、重量和能量消耗并且能够克服牵引电机的电源中的故障的牵引设备。
发明内容
为此，本发明涉及一种用于车辆、特别是用于轨道车辆的牵引设备，该设备包括：
-至少两个牵引电机，每个牵引电机包括输出轴，
-对于每个牵引电机，变速器组件包括至少一个元件，所述元件或所述元件中的至少一个被固定成与所述输出轴一起旋转，
-对于牵引电机中的至少一个，相关联的控制电机，所述控制电机或所述控制电机中的至少一个能够在电机模式下旋转对应的变速器组件的元件中的所述元件或至少一个元件，并且能够在发电机模式下通过对应的变速器组件的元件中的所述元件或至少一个元件进行旋转，
-能量存储单元，该能量存储单元能够与所述控制电机或每个控制电机交换能量，以及
-所述控制电机或每个控制电机的控制命令单元，该控制命令单元能够接收至少一个命令信号并且根据所述至少一个命令信号来命令所述控制电机或每个控制电机。
根据本发明的其他有利方面，所述牵引设备包括单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或多个：
-当所述控制电机或所述控制电机中的一个在电机模式下被命令时，所述能量存储单元向所述控制电机供应能量，并且当所述控制电机或所述控制电机中的一个在发电机模式下被命令时，所述能量存储单元接收来自所述控制电机的能量，
-每个变速器组件是行星齿轮组，每个行星齿轮组包括第一元件、第二元件和第三元件，所述第一元件、所述第二元件和所述第三元件选自内太阳齿轮、外太阳齿轮和行星架，所述行星架承载与所述内太阳齿轮和与所述外太阳齿轮啮合的至少一个行星齿轮，所述第一元件固定成与相应的牵引电机的所述输出轴一起旋转，并且所述第二元件能够使所述车辆的相应车轴旋转，所述第三元件被配置为固定成与相应控制电机的输出轴一起旋转，
-对于至少一个行星齿轮组，所述第一元件是所述外太阳齿轮，所述第二元件是所述行星架，所述第三元件是所述内太阳齿轮，
-所述牵引电机和所述控制电机中的每一个包括定子和可相对于所述定子旋转的转子，所述牵引设备包括用于与控制电机相关联的所述牵引电机中的至少一个的固定单元，所述固定单元可移动到至少两个位置：相应牵引电机的转子和控制电机的转子自由的第一位置和仅相应牵引电机的转子被固定的第二位置，
所述控制命令单元能够检测到与所述牵引电机的停止相对应的所述牵引电机的电力供给的缺失，所述控制命令单元还能够在所述控制命令单元没有检测到所述相应牵引电机的电力供给的缺失时将所述固定单元保持在所述第一位置，并且在所述控制命令单元检测到所述相应牵引电机的电力供给的缺失时将所述固定单元过渡到所述第二位置，
-所述固定单元还可移动到第三位置，在所述第三位置中仅固定所述相应控制电机的所述转子，所述控制命令单元还能够检测每个控制电机的异常或能够接收每个控制电机的异常信号，并且当检测到所述相应控制电机的异常时能够将所述固定单元切换到所述第三位置，
-所述控制命令单元能够测量或接收每个牵引电机的所述输出轴的角位置和/或旋转速度的测量值，并且能够根据所述变速器组件的相应元件的期望旋转速度来命令每个控制电机，所述期望旋转速度根据针对每个牵引电机的所述输出轴所测量的所述角位置和/或所述旋转速度来建立，
-所述控制命令单元能够检测每个牵引电机的异常或能够接收每个牵引电机的异常信号并在检测到关联牵引电机的异常时减小关联控制电机施加的转矩，
-所述控制命令单元还能够增加由每个控制电机施加的扭矩以便激活所述关联牵引电机和适于由所述牵引电机设置成运动的轴之间的力传递，
-每个牵引电机由不同于所述能量存储单元的电源单元供电，所述牵引设备包括连接在所述电源单元和多个牵引电机之间的单个转换器，
-所述牵引电机是同步电机，最好是带有永磁体的电机。
本发明还涉及一种车辆，特别是轨道车辆，包括：
-至少两个轴，以及
-至少一个如前所述的牵引设备，其中，每个变速器组件在运动学上连接到单独的车轴。
附图说明
本发明的其他特征和优点将在阅读以下对本发明的实施方式的描述时显现，所述描述仅作为示例提供并参考唯一附图(即图1)进行。
图1是牵引设备的示例性实施方式的部分示意图。
具体实施方式
图1中示出了车辆10和牵引设备11。
车辆10例如是轨道车辆，例如火车、电车或有轨电车。
车辆10包括支承两个车轮14的至少一个车轴12。在图1所示的示例中，车辆10包括至少两个车轴12，每个车轴12承载两个车轮14。
在轨道车辆的情况下，所述车辆10通常包括至少一个转向架，该转向架包括至少所述车轴12。每个车轴12可绕第一轴线X1旋转。
有利地并且如图1所示，每个车轴12固定成与齿轮16一起旋转，所述车轴12通过齿轮16运动地连接到牵引设备11。
在图1所示的示例中，牵引设备11包括至少两个牵引电机20、用于每个牵引电机20的变速器组件22、用于牵引电机20中的至少一个的控制电机24、能量存储单元26和控制命令单元27。可选地，牵引设备11还包括有利地由控制命令单元27控制的固定单元32。
每个牵引电机20包括输出轴40。每个牵引电机20还包括定子40A和转子40B。转子40B可相对于定子40A旋转，并且固定成与牵引电机20的输出轴40一起旋转。每个输出轴40可绕第二轴线X2旋转。
在图1所示的示例中，牵引电机20是具有内部转子的电机，即，定子40A位于转子40B的外部。
在变型中，牵引电机20是具有外部转子的电机，即，转子40B位于定子40A的外部。
有利地，每个牵引电机20是同步电机。这种同步电机比异步电机更有效和更紧凑。
每个牵引电机20由电源单元44供电。在图1所示的示例中，电源单元44与能量存储单元26不同。在轨道车辆的情况下，电源单元44例如是悬链线或牵引轨。
在变型中，电源单元44是电池或燃料电池。
在另一变型中，电源单元44和能量存储单元26形成单个且相同的单元。
有利地，牵引设备11包括单个转换器46，该单个转换器46将电源单元44和几个或甚至全部的牵引电机20连接起来。转换器46能够在所有四个象限(发电机后方向、电机前向方向、电机后方向、发电机前向方向)中操作牵引电机20。在图1所示的示例中，转换器46是逆变器。转换器46的控制有利地由控制命令单元27完成。
每个变速器组件22将相应牵引电机20的输出轴40连接到车辆10的单独车轴12。
每个变速器组件22包括至少一个元件。所述元件或至少一个元件固定成与相应牵引电机20的输出轴40一起旋转。此外，所述元件或至少一个元件能够使车辆10的车轴12旋转。
在图1所示的示例中，每个变速器组件22是由减速齿轮完成的行星齿轮组。
每个行星齿轮组包括从内太阳齿轮50、外太阳齿轮52和行星架54中选择的第一元件、第二元件和第三元件，行星架54承载与内太阳齿轮50和外太阳齿轮52啮合的至少一个行星齿轮。内太阳齿轮50和外太阳齿轮52是同轴的。第一元件固定成与相应牵引电机20的输出轴40一起旋转。第二元件能够使车辆10的相应车轴12旋转。第三元件固定成与相应的控制电机24一起旋转。
在图1所示的示例中，第一元件由外太阳齿轮52形成。然后，外太阳齿轮52固定成与输出轴40一起旋转，并因此可绕第二轴线X2旋转。外太阳齿轮52具有绕第二轴线X2旋转的大致形状。外太阳齿轮52例如是冠状的，包括带齿的内表面。
在所描述的示例中，第二元件由行星架54形成。
行星架54包括至少一个行星齿轮，通常为多个行星齿轮，每个行星齿轮与内太阳齿轮50和外太阳齿轮52(特别是与带齿内表面)啮合。因此，每个行星齿轮径向地定位在内太阳齿轮50和外太阳齿轮52之间。每个行星齿轮具有绕第三相应轴线X3旋转的大致形状，并且每个行星齿轮可绕该第三相应轴线X3旋转。行星架54例如包括带齿的圆形部分，该圆形部分可绕第二轴线X2旋转，并且与齿轮16互补并与所述齿轮16啮合。行星架54还包括用于每个行星齿轮的可枢转地连接到所述行星齿轮的支撑部件，所述枢转连杆围绕相应的第三轴线X3限定。
在所描述的示例中，第三元件是内太阳齿轮50。
此外，在该示例中，牵引电机20的相应输出轴40、控制电机24的输出构件60、内太阳齿轮50、外太阳齿轮52和行星架54是同轴的。
控制电机24或每个控制电机24包括旋转输出构件60。输出构件60与变速器组件22的所述元件或元件中的一个啮合。在图1所示的示例中，每个旋转输出构件60与相应牵引电机20的变速器组件22的内太阳齿轮50啮合。然后，每个旋转输出构件60可绕第二轴线X2旋转。
每个控制电机24还包括定子60A和转子60B。转子60B可相对于定子60A旋转，并且被固定成与控制电机24的旋转输出构件60一起旋转。
每个控制电机24能够在电机模式下旋转对应的变速器组件22的元件中的所述元件或至少一个元件，并且能够在发电机模式下通过对应的变速器组件22的元件中的所述元件或至少一个元件进行旋转。
该控制电机24或每个控制电机24例如是异步电机或同步电机。
优选地，控制电机24的数量等于牵引电机20的数量，每个控制电机24与单独的牵引电机20相关联。在图1所示的示例中，牵引设备11包括两个牵引电机20，每个牵引电机20与单独的控制电机24相关联。
有利地，每个控制电机24的功率比每个牵引电机20的功率低得多。例如，每个控制电机24的功率小于或等于每个牵引电机20的功率的5％。因此，控制电机24不涉及显著的额外电力消耗。
能量存储单元26能够基于所述控制电机24的电机或发电机模式与每个控制电机24交换能量。
能量存储单元26例如是电池。电池的存储容量由牵引设备11的使用情况限定，特别是在供电单元44失效或不可用的情况下。
有利地，能量存储单元26能够接收仅来自控制电机24的能量。因此，这使得可以消除对电池充电器类型的充电器对能量存储单元26充电的需要。
牵引设备11还包括用于每个控制电机24的转换器61，该转换器61连接能量存储单元26和所述控制电机24。每个转换器61能够在两个旋转方向上在所有四个象限中操作相应的控制电机24，使得控制电机24：
-在电机模式下：由能量存储单元26供电以旋转相应的变速器组件22所述元件中的所述一个或至少一个元件，特别是内太阳齿轮50，并且
-在发电机模式下：能够向能量存储单元26供应能量，同时由相应的变速器组件22的所述元件中的所述一个或至少一个元件旋转，特别是由内太阳齿轮50旋转。
转换器61例如是逆变器。转换器61的控制有利地由控制命令单元27完成。
能量存储单元26例如连接到车辆10的其他设施，以便对所述设施供电。这种设施例如是车辆10的空调系统或照明系统。
控制命令单元27能够测量或接收每个牵引电机20的输出轴40的角位置和/或旋转速度的测量值。有利地，控制命令单元27能够计算牵引电机20的输出轴40之间的转速差和/或所述输出轴40之间的角位移。
控制命令单元27能够接收命令信号，并且基于该命令信号并且有利地基于控制命令单元27的其他输入信号，诸如能量存储单元26的充电状态或牵引设备11的各种构件的操作状态，借助于转换器61和46来操作控制电机24和牵引电机20。
命令信号例如是根据来自用户的命令经由人机界面计算的信号，或者是由处理单元基于不同参数(例如车辆10的速度)自动生成的信号。
有利地，控制命令单元27能够根据变速器组件22的相应元件的旋转速度来命令每个控制电机24。例如，建立这样的旋转速度，使得输出轴40之间的角位置差和/或旋转速度差最小。
在图1所示的示例中，控制命令单元27能够根据每个输出轴40的旋转速度和/或每个输出轴40的角位置来命令相应的内太阳齿轮50的旋转速度。更具体地，控制命令单元27被配置成命令内太阳齿轮50的旋转速度，以便消除输出轴40的速度差和/或所述输出轴40之间的角位移。
因此，当输出轴40的速度基本上相同和/或角位移基本上为零时，控制命令单元27使内太阳轮50以相同的速度旋转，从而如果能量存储单元的状态允许，则有助于由牵引设备11传递的牵引制动力。相反，在输出轴40之间的速度和/或角位置存在差异的情况下，控制命令单元27引起内太阳齿轮50中的至少一个的速度变化，以便消除这种差异。
例如，当车辆10处于起动模式时，控制命令单元27能够命令控制电机24，以便在通过转换器46起动所述牵引电机20之前抵消牵引电机20的角度差。
例如，当车辆10处于正常操作阶段时，控制命令单元27能够命令控制电机24和转换器61存储通过旋转由相应的变速器组件22的元件中的一个或至少一个元件驱动的控制电机24而产生的能量，并且将所述能量存储在能量存储单元26中。
例如，当车辆10处于制动阶段时，控制命令单元27能够命令控制电机24存储能量并将所述能量存储在能量存储单元26中，从而辅助制动。
例如，当牵引电机20中的一个不起作用时，控制命令单元27能够命令相应的控制电机24，以便防止所述牵引电机20的转子40B被相应的车轴12驱动。在变型中，根据基于每个输出轴40的测量的角位置和/或旋转速度建立的变速器组件22的相应元件的旋转速度的每个控制电机24的命令由牵引设备11的与控制命令单元27分离的另一个命令单元完成。
固定单元32能够固定与控制电机24相关联的牵引电机20中的至少一个。这种固定有利地是可逆的。
更具体地，固定单元32可根据至少两个位置移动：第一位置(或图1中的位置0)和第二位置(或图1中的位置1’)，在第一位置，相应的牵引电机20和控制电机24的转子40B、60B是自由的，在第二位置，仅相应的牵引电机20的转子40B是固定的。因此，在图1所示的示例中，当固定单元32固定牵引电机20中的一个的转子40B时，相应的变速器组件22的外太阳齿轮52然后被固定旋转。当牵引电机20的转子40B未被固定单元32固定旋转时，相应的变速器组件22的外太阳齿轮52绕第二轴线X2自由旋转。
例如，固定单元32包括至少一个制动器，该制动器能够在第二位置使外太阳齿轮52的冠部固定并且在第一位置释放外太阳齿轮52的冠部。
优选地，固定单元32也可根据第三位置(或图1中的位置1)移动，在该第三位置中，仅相应的控制电机24的转子60B被固定。因此，在图1所示的示例中，当固定单元32固定控制电机24中的一个的转子60B时，相应的变速器组件22的内太阳齿轮50然后被固定旋转。当控制电机24的转子60B未被固定单元32固定旋转时，相应的变速器组件22的内太阳齿轮50绕第二轴线X2自由旋转。
在变型中或附加地，固定单元32包括至少一个爪扣(dog)，使得有可能固定有缺陷的电机。在控制电机24发生故障的情况下，爪扣(例如，通过激活电磁体)接合在第三位置，这导致固定控制电机24的转子60B。这使得可以保持与故障控制电机24相关联的牵引电机20操作，控制被传递到其他控制电机24。在列车失去磁化的情况下，爪扣接合在第二位置，这使得能够固定牵引电机20的转子40B，并因此允许将由能量存储单元26供应的来自控制电机24的扭矩传递到相应的车轴12。
固定单元32的控制有利地由控制命令单元27完成。
如果适用的话，控制命令单元27能够检测每个牵引电机20的异常或能够接收异常信号。在本说明书中，术语“异常”是指可能对所述电机的正常操作和/或所述电机的完整性有害的电机的任何故障。
例如，牵引电机20的异常信号由连接到所述牵引电机20的转换器46产生。因此，转换器46能够在每个牵引电机20中或在所述牵引电机20的供电电路中检测短路。转换器46然后例如包括用于检测短路的构件和使得能够检测超过预定阈值的温度增加的温度测量构件。因此，例如当检测到短路时或当温度超过预定阈值时，认为检测到异常。
优选地，如果适用，控制命令单元27还能够检测每个控制电机24的异常或能够接收每个控制电机24的异常信号。
例如，控制电机24的异常信号由连接到所述控制电机24的转换器61产生。因此，转换器61能够在控制电机24中或在所述控制电机24的供电电路中检测短路。转换器61然后例如包括用于检测短路的构件和使得能够检测超过预定阈值的温度增加的温度测量构件。
优选地，如果适用的话，控制命令单元27还能够检测或接收指示供电单元44有故障或不可用的信号。
基于所述异常和/或可用性信号的状态，控制命令单元27能够命令固定单元32和/或控制电机24。
因此，在图1所示的示例中，当检测到牵引电机20的异常(例如短路)时，由与输出构件60相对应的(特别是与内太阳齿轮50相对应的)控制构件24施加的扭矩减小。实际上，控制电机24的工作点(转矩、速度)由控制命令单元27设定。在这种情况下，扭矩减小并且输出构件60的速度增加，但是扭矩和速度的乘积保持低于可由控制电机24传递的最大功率。因此，内太阳齿轮50然后在旋转中被释放，并且车轴的运动在外太阳齿轮52和内太阳齿轮50之间的传递的分布被改变。内太阳齿轮50将开始更快地旋转，并且外太阳齿轮52将减速，直到外太阳齿轮52完全停止，而内太阳齿轮50将以更高的速度旋转，但是扭矩非常低，或者甚至不存在。在这种情况下，内太阳齿轮50在旋转中被释放，并且车轴不再能够驱动外太阳齿轮52并因此驱动牵引电机20。换句话说，所述牵引电机20的输出轴40的旋转不再干扰车轴12的旋转。然后可以停止所述牵引电机20，而没有由于车轴12引起的剩余旋转，以解决检测到的异常，并且可选地，如果必要的话，在牵引电机停止之后，经由固定单元32固定牵引电机。
实际上，在所描述的牵引设备11中，在车轴12和牵引电机20之间不存在运动和扭矩的传递，除非内太阳齿轮提供具有与在车轴12和牵引电机20之间经过的扭矩至少相同的量级的扭矩。
牵引电机和车轴因此在牵引电机故障的情况下分离，并且如果故障仅仅是暂时的，则能够容易且快速地再次彼此耦合。实际上，通过增加施加到内太阳齿轮的扭矩来再次修改该扭矩就足够了。如果通过命令牵引电机的旋转而释放牵引电机，并且通过控制电机在内太阳齿轮上施加扭矩，则内太阳齿轮将减速直到其被固定，而外太阳齿轮将更快地旋转。因此，可以重新起动牵引电机，使得牵引电机命令车轴的旋转。
这样的实施方式使得在牵引电机20发生故障并且特别是短路的情况下能够防止牵引电机20即使在短路的情况下在由车轴驱动的同时继续旋转，并且因此防止由牵引电机的旋转场产生的电磁力在短路回路中引起非常强的电流，该非常强的电流将导致可能甚至引起火灾的加热。
当检测到控制电机24的异常时，所述控制电机24的转子60B被固定单元32固定。内太阳齿轮50然后被固定旋转，这使得可以保持相应牵引电机20的正常操作。
在一个变型中，控制命令单元27的控制功能和命令功能由于放置在其控制的设备附近或集成到控制功能和命令功能从其接收信号的设备中的几个单元而被执行。
现在将描述牵引设备11的示例性操作方法。
在牵引设备11的操作期间，控制命令单元27连续地测量或连续地接收每个输出轴40的角位置和/或旋转速度的测量值。有利地，控制命令单元27计算牵引电机20的输出轴40之间的转速差和/或所述输出轴40之间的角位移。
同样地，当牵引设备11包括固定单元32时，控制命令单元27持续地(直接地或经由信号的接收)监测牵引电机20和/或控制电机24上的异常的存在。
在牵引设备11的操作期间，只要没有检测到异常，固定单元32就保持在第一位置。
最初，当车辆10处于启动阶段时，控制命令单元27命令控制电机24的启动，以便抵消牵引电机20的角度差和/或速度差。能量存储单元26然后向控制电机供应能量。在图1所示的示例中，该控制电机24或每个控制电机24的输出构件60然后驱动行星齿轮组的内太阳齿轮50的旋转。因此，在启动阶段，除了补偿角位置和补偿速度偏差之外，控制电机24还对驱动力有贡献，从而使得可以获得更好的加速度特性或降低牵引电机20的性能而不影响系统的性能水平。
然后，当车辆10处于正常操作阶段时，控制命令单元27命令控制电机24置于发电机模式下以产生能量并将所述能量存储在能量存储单元26中。在图1所示的示例中，该控制电机24或每个控制电机24的输出构件60然后由行星齿轮组的内太阳齿轮50旋转。因此，在正常操作阶段，控制电机24用作电池充电器。考虑到可用功率，可以想到使用能量存储单元26来提供除了通常与其连接的功能之外的功能，这导致所述功能的更好的可用性。
然后，当车辆10处于制动阶段时，控制命令单元27命令控制电机24置于发电机模式下以节省能量并将所述能量存储在能量存储单元26中，从而帮助制动。在图1所示的示例中，该控制电机24或每个控制电机24的输出构件60然后由行星齿轮组的内太阳齿轮50旋转。因此，在制动阶段，控制电机24对制动力有贡献，并且使得能够提供高达0km/h的电制动，而与靠近停止点的线路的可接收性无关。因此，一旦能量存储单元26在制动之前具有足够的可用存储空间，牵引设备11就可以取消机械制动。
如果没有牵引电机20的供应，则控制电机24在由能量存储单元26供应的同时提供备用牵引。然后，固定单元32在第二位置固定牵引电机20的转子40B旋转，这使得能够将扭矩从控制电机24传递到车轴12。
在牵引电机20发生故障(例如电机内部短路)的情况下，控制电机24的扭矩相对于由转子40B和外太阳齿轮52形成的组件的扭矩至少被极大地减小，或者甚至被抵消，这防止了运动从车轴12传递到牵引电机20的转子40B，如前所述。然后可以在不需要具有显著切断功率的设备的情况下使故障电机电断开。这种系统是完全可逆的，并且允许牵引电机20在临时基础上的隔离。
当控制命令单元27检测到或接收到指示控制电机24中的一个不起作用的异常信号时，控制命令单元27使相应的固定单元32进入第三位置，以便固定所述控制电机24的转子60B。然后，任何其他控制电机24通过补偿由控制命令单元27计算的牵引电机20之间的角度差和/或速度差来替换有缺陷的控制电机24。
因此，牵引设备11使得可以使用来自能量存储单元26的能量来向控制电机24供电。由于控制电机24可以在电机模式或发电机模式下在两个运行方向上操作，所以能量存储单元26可以通过控制电机24被再充电。因此，独立地控制控制电机24。因此，牵引设备11可以取消专用的电池充电器，这减少了牵引设备11的重量和体积，并且有助于稳定能量消耗。
此外，在没有牵引电机20的供应的情况下，相关联的控制电机24然后能够被置于电机模式并且被控制以替换所述牵引电机20。因此，这使得可以在电源故障的情况下、在未装备的区域中或在供电单元44的使用有问题的操作阶段中、以及在不需要具有专用充电器的电池的情况下提高牵引设备11的可用性。
牵引设备11还特别适合于与同步牵引电机20一起操作，因为控制电机24的存在试图抵消所述牵引电机20的转子40B之间的角位置和/或旋转速度的差异。因此，这有助于简化牵引设备11并减小其重量和体积以及其能量效率。
因此，这种牵引设备11具有减小的体积、重量和能量消耗，并且能够克服牵引电机20的电源中的故障。
本领域技术人员将理解，本发明不限于先前描述的实施方式。
例如，牵引设备11可以包括超过两个的牵引电机20。
根据另一变型，牵引电机20中的至少一个不与控制电机24相关联。
此外，每个行星齿轮组的三个元件能够无区别地连接到牵引电机20、车轴12或相应的控制电机24中的一个或另一个。
最后，能量存储单元26的能量的尺寸确定和管理也可以满足与先前描述的不同的操作目标。

Claims (12)

1.一种用于车辆(10)的牵引设备(11)，该设备包括：
-至少两个牵引电机(20)，每个牵引电机(20)包括输出轴(40)，
-用于每个牵引电机(20)的变速器组件(22)，所述变速器组件(22)包括至少一个元件，所述元件或所述元件中的至少一个被固定成与所述输出轴(40)一起旋转，
-用于所述牵引电机(20)中的至少一个的相关联的控制电机(24)，所述控制电机(24)或所述控制电机(24)中的至少一个能够在电机模式下旋转对应的变速器组件(22)的元件中的所述元件或至少一个元件，并且能够在发电机模式下通过对应的变速器组件(22)的元件中的所述元件或至少一个元件进行旋转，
-能量存储单元(26)，该能量存储单元(26)能够与所述控制电机(24)或每个控制电机(24)交换能量，以及
-所述控制电机(24)或每个控制电机(24)的控制命令单元(27)，该控制命令单元(27)能够接收至少一个命令信号并且根据所述至少一个命令信号来命令所述控制电机(24)或每个控制电机(24)。
2.根据权利要求1所述的牵引设备(11)，其中，当所述控制电机(24)或所述控制电机(24)中的一个在电机模式下被命令时，所述能量存储单元(26)向所述控制电机(24)供应能量，并且当所述控制电机(24)或所述控制电机(24)中的一个在发电机模式下被命令时，所述能量存储单元(26)接收来自所述控制电机(24)的能量。
3.根据权利要求1或2所述的牵引设备(11)，其中，每个变速器组件(22)是行星齿轮组，每个行星齿轮组包括第一元件、第二元件和第三元件，所述第一元件、所述第二元件和所述第三元件选自内太阳齿轮(50)、外太阳齿轮(52)和行星架(54)，所述行星架(54)承载与所述内太阳齿轮(50)和与所述外太阳齿轮(52)啮合的至少一个行星齿轮，所述第一元件固定成与相应的牵引电机(20)的所述输出轴(40)一起旋转，并且所述第二元件能够使所述车辆(10)的相应车轴(12)旋转，所述第三元件被配置为固定成与相应控制电机(24)的输出轴一起旋转。
4.根据权利要求3所述的牵引设备(11)，其中，对于至少一个行星齿轮组，所述第一元件是所述外太阳齿轮(52)，所述第二元件是所述行星架(54)，所述第三元件是所述内太阳齿轮(50)。
5.根据权利要求1或2所述的牵引设备(11)，其中，所述牵引电机(20)和所述控制电机(24)中的每一个包括定子(40A、60A)和能够相对于所述定子(40A、60A)旋转的转子(40B、60B)，所述牵引设备(11)包括用于与控制电机(24)相关联的所述牵引电机(20)中的至少一个的固定单元(32)，所述固定单元(32)能够移动到至少两个位置：相应牵引电机(20)的转子(40B)和控制电机(24)的转子(60B)自由的第一位置和仅相应牵引电机(20)的转子(40B)被固定的第二位置，
所述控制命令单元(27)能够检测与所述牵引电机(20)的停止相对应的所述牵引电机(20)的电力供给的缺失，所述控制命令单元(27)还能够在所述控制命令单元(27)没有检测到所述相应牵引电机(20)的电力供给的缺失时将所述固定单元(32)保持在所述第一位置，并且在所述控制命令单元(27)检测到所述相应牵引电机(20)的电力供给的缺失时将所述固定单元(32)过渡到所述第二位置。
6.根据权利要求5所述的牵引设备(11)，其中，所述固定单元(32)还能够移动到第三位置，在所述第三位置中仅固定所述相应控制电机(24)的所述转子(60B)，所述控制命令单元(27)还能够检测每个控制电机(24)的异常或能够接收每个控制电机(24)的异常信号，并且当检测到所述相应控制电机(24)的异常时能够将所述固定单元(32)切换到所述第三位置。
7.根据权利要求1或2所述的牵引设备(11)，其中，所述控制命令单元(27)能够测量或接收每个牵引电机的所述输出轴(40)的角位置和/或旋转速度的测量值，并且能够根据所述变速器组件(22)的相应元件的期望旋转速度来命令每个控制电机(24)，所述期望旋转速度根据针对每个牵引电机的所述输出轴(40)所测量的所述角位置和/或所述旋转速度来建立。
8.根据权利要求1或2所述的牵引设备(11)，其中，所述控制命令单元(27)能够检测每个牵引电机(20)的异常或能够接收每个牵引电机(20)的异常信号并在检测到关联牵引电机(20)的异常时减小该关联控制电机(20)施加的转矩。
9.根据权利要求8所述的牵引设备(11)，其中，所述控制命令单元(27)还能够增加由每个控制电机(24)施加的扭矩以便激活所述关联牵引电机(20)和适于由所述牵引电机(20)设置成运动的车轴之间的力传递。
10.根据权利要求1或2所述的牵引设备(11)，其中，每个牵引电机(20)由不同于所述能量存储单元(26)的电源单元(44)供电，所述牵引设备(11)包括连接在所述电源单元(44)和多个牵引电机(20)之间的单个转换器(46)。
11.根据权利要求1或2所述的牵引设备(11)，其中，所述牵引电机(20)是同步电机，最好是带有永磁体的电机。
12.一种车辆(10)，该车辆(10)包括：
-至少两个车轴(12)，以及
-根据权利要求1或2所述的至少一个牵引设备(11)，其中，每个变速器组件(22)运动学上地连接到单独车轴(12)。
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