CN1758503B - 为关键的机车系统供电的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在具有至少一个通过机车电力输送总线与至少一个电源相连接的电负载的机车中，提供了一种用于保证在至少一个电源与至少一个电负载之间的电流连接的系统。所述系统包括第一整流装置，其中，所述第一整流装置连接在至少一个电负载和机车电力输送总线之间，以在第一电源和至少一个电负载之间提供电流连接。系统还包括第二整流装置，其中，所述第二整流装置连接在至少一个电负载和机车电力输送总线之间，以在第二电源和至少一个电负载之间提供电流连接，还包括至少一个辅助整流装置，其中至少一个辅助整流装置连接到至少一个电负载和第一整流装置与第二整流装置中的至少一个，用以保证在至少一个电源和至少一个电负载之间的连续的电流连接。

Description

为关键的机车系统供电的方法和系统
相关申请
本申请要求享有于2004年7月23日提交的编号为60/590,496的美国临时专利申请的优先权，通过引用将其内容全部结合在此。
技术领域
本发明一般涉及动力机车，更具体地说涉及一种用于在极端的环境条件下为关键的机车系统供电的方法。
背景技术
用于重型拖运应用的机车是众所周知的，并且通常在极端的环境条件下工作，包括冰点以下的温度和/或高的海拔高度。因此，这些机车必须向其操作人员提供关键的生命支持系统，如取暖设备和/或产生氧气的设备。如果这些关键系统中的任何一个由于任何原因失效或处于未联机状态，在援助到来之前，必须保证操作人员能够生还和/或保证其舒适性。
然而不幸的是，当前机车电系统的设计只是将一部分关键系统连接至电池，而其它的关键系统(如取暖设备和产生氧气的设备)连接至电池充电器的输出端。这是因为这些负荷大于电池的容量。由此，如图1所示，这些关键系统通过二极管与电池隔离开，以防止这些系统消耗电池的能量。目前，在机车之间仅有的电池级的电力连接是机车线缆，其用于控制应用而不能供电。
因此，如果机车失效，且停止向关键系统(如取暖设备和/或产生氧气的设备)供电，那么这些关键系统将不能起作用。这种情况是不希望的，因为如果关键系统，如取暖设备和/或产生氧气的设备，在这些环境条件下工作时失效，机车操作人员将处于冰点以下的温度和缺氧的环境中，从而有可能产生严重的伤害，包括体温降低、冻伤或者甚至死亡。
发明内容
按照本发明的第一方面，提供了一种用于保证机车中第一电源和第二电源中的至少一个电源与至少一个电负载之间的电流连接的系统，其中在所述机车中，所述至少一个电负载通过机车电力输送总线与所述第一电源和第二电源中的至少一个电源相连接，所述系统包括：第一整流装置，其中所述第一整流装置连接在所述至少一个电负载和所述机车电力输送总线之间以在第一电源和所述至少一个电负载间提供电流连接；第二整流装置，其中所述第二整流装置连接在所述至少一个电负载和所述机车电力输送总线之间以在第二电源和所述至少一个电负载间提供电流连接；和至少一个辅助整流装置，其中所述至少一个辅助整流装置连接到所述至少一个电负载以及所述第一整流装置和所述第二整流装置中的至少一个，以保证在所述第一电源和第二电源中的至少一个电源与所述至少一个电负载之间的连续的电流连接；其中所述至少一个电负载还与机车线缆电力总线相连，其中当所述机车是机车组中的一部分、机车组包括通过所述机车线缆电力总线与所述机车相连的至少一个另外的机车时，所述至少一个电负载通过所述机车线缆电力总线与所述至少一个另外的机车相连，以至少从所述至少一个另外的机车获得电力或提供电力至所述至少一个另外的机车；以及其中所述至少一个电负载通过二极管和开关装置中的至少一个连接至所述机车线缆电力总线，当所述至少一个电负载通过所述二极管和所述开关装置连接至所述机车线缆电力总线时，所述二极管和所述开关装置电排列成相互并联。
按照本发明的第二方面，提供了一种用于保证机车组中第一电源和第二电源中的至少一个电源与至少一个电负载之间的电流连接的系统，其中所述机车组具有通过机车线缆电力总线电连接的至少两个机车，其中两个机车各包括机车电力输送总线和至少一个电负载，所述至少一个电负载通过与所述机车电力输送总线相连的第一整流装置、第二整流装置、至少一个辅助整流装置中的至少一个而与所述第一电源和第二电源中的至少一个电源相连，所述系统包括：第一整流装置，其中所述第一整流装置连接在至少一个电负载和所述机车电力输送总线之间，以在第一电源和所述至少一个电负载之间提供电流连接；第二整流装置，其中所述第二整流装置连接在所述至少一个电负载和所述机车电力输送总线之间，以在第二电源和所述至少一个电负载之间提供电流连接；和至少一个辅助整流装置，其中，所述至少一个辅助整流装置连接到所述至少一个电负载以及所述第一整流装置和所述第二整流装置中的至少一个，以保证在所述第一电源和第二电源中的至少一个电源和所述至少一个电负载之间的电流连接；其中所述至少一个电负载通过二极管和开关装置中的至少一个连接至所述机车线缆电力总线，当所述至少一个电负载通过所述二极管和所述开关装置连接至所述机车线缆电力总线时，所述二极管和所述开关装置电排列成相互并联。
按照本发明的第三方面，提供了一种用于允许机车组中第一机车和第二机车之间可控地电连接的方法，其中第一机车包括连接至第一机车电负载的第一机车电源，并且第二机车包括连接至第二机车电负载的第二机车电源，并且第一机车电负载通过机车线缆电力总线与第二机车电负载电连接，所述方法包括下列步骤：监控第一机车电源与第二机车电源中的至少一个的工作特性，用以识别第一机车电源与第二机车电源中的至少一个的故障，并且识别来自第一机车电负载与第二机车电负载中的至少一个的电力需求；并且如果识别出第一机车电源与第二机车电源中的至少一个的故障，并且识别出来自第一机车电负载与第二机车电负载中的至少一个的电力需求，通过所述机车线缆电力总线从第一机车电源与第二机车电源中的至少一个可控地输送电力至第一机车电负载与第二机车电负载中的至少一个；其中第一机车电负载与第二机车电负载中的至少一个通过二极管和开关装置中的至少一个连接至所述机车线缆电力总线，当第一机车电负载与第二机车电负载中的至少一个通过所述二极管和所述开关装置连接至所述机车线缆电力总线时，所述二极管和所述开关装置电排列成相互并联。
附图说明
结合附图，通过下面的说明性实施例的详细描述，可以更充分地了解本发明的上述特点、其它特点及优点，在若干附图中，类似的部件采用类似的附图标记。
图1是说明与现有技术相对应的机车电系统结构的框图；
图2是说明与第一实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图3是说明与第二实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图4是说明与第三实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图5是说明与第四实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图6是说明与第五实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图7是说明与第六实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图8是说明与第七实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图9是说明与第八实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图10是说明与第九实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图11是说明与第十实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图12是说明与第十一实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；
图13是说明与第十二实施例相对应的机车电系统结构的示意框图；以及
图14所示为一种用于允许第一机车和第二机车之间可控地且电相互作用的方法的框图。
具体实施方式
通常，提供一种用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置，电力输送总线包括但不限于机车辅助总线和直流(DC)电池总线。
参见图2，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线(在该实施例中即电池充电器机车线缆)的装置200的第一实施例，并且其包括辅助电源202、第一相控整流装置204、第一二极管206、第二二极管208、第三二极管207、接触器装置209，第一关键负载210、电池电源212、第二关键负载214、第二相控整流装置216、变压器218、路侧电源连接220和机车线缆电源连接222。从图中可以看出，第一相控整流装置204、第三二极管207和第二相控整流装置216通过第一公共节点223相互连接，其中辅助电源202和路侧电源220分别通过第一相控整流装置204和第二相控整流装置216与第一公共节点223相连。此外，第三二极管207、第一二极管206、第二二极管208和第一关键负载210通过第二公共节点224相互连接，其中机车线缆电源连接222通过接触器装置209和第二二极管208与第二公共节点224相连，其中接触器装置209和第二二极管208相互间并联连接。而且，电池电源212和第二关键负载214通过第一二极管206与第二公共节点224相连。
如图2所示，机车线缆电源通过机车线缆电源连接222提供给装置200，其中，在正常工作情况下，接触器装置209处于开路状态，并且第二二极管208阻止机车之间的电力流动。然而，当机车引擎、辅助交流发电机和/或电池充电系统失效时，接触器装置209闭合，这允许机车组中任一其它机车通过第二二极管208(其它单元的)供电给第一关键负载210，并且通过第二二极管208(其它单元的)和第一二极管206供电给第二关键负载214。应该理解的是，第二二极管208不仅在正常工作情况下防止机车间的电力流动，而且允许装置200处于“备用”模式以向机车线缆上需要电力的任何其它机车供电。装置200可以包括第二二极管208和接触器装置209，或者装置200可以仅包括第二二极管208和接触器装置209中的一个。由此，第二二极管208和接触器装置209可以单独选用，其中，如果只配置有第二二极管208则这些机车可以供电；如果只配置有接触器装置209则那些机车可以提供和接收电力。应该理解的是，可以采用适于所希望的最终目标的其它部件和结构。例如滤波电抗器、电容器、电流传感器、电压传感器、熔断器、电路断路器和其它监控与保护装置也可在各种结构中采用。
并且，接触器装置209的操作可以是远程控制、手动控制(即，操作人员干预)和/或通过处理装置和/或控制逻辑来控制。应该理解的是，机车线缆电源可以通过第一相控整流装置204来主动限制，并且如果路侧电源通过路侧电源连接220(或任何其它适用的传输装置和/或方法)处于可用状态，则路侧电源可以通过变压器218、第二相控整流装置216、和第三二极管207连接至第一关键负载210，并且路侧电源可以通过变压器218、第二相控整流装置216、第三二极管207和第一二极管206连接至第二关键负载214。应该理解的是，只要装置200具有允许一个相控整流装置连接至所希望的电压源的开关能力，可以只采用一个相控整流装置来替代第一相控整流装置204和第二相控整流装置216。此外，尽管在此公开的实施例表现为采用相控整流装置来实现，但可以采用适于所希望的最终目标的任何类型的整流装置和/或信号处理装置。并且，可以要求变压器218提供隔离和/或功率因数改进/修正，也可以不要求这些内容。
参见图3，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置200的第二实施例，并且其包括第三二极管207和第四二极管211。除路侧电源可通过变压器218、第二相控整流装置216和与第二公共节点224相连的第四二极管211连接至第一关键负载210，且路侧电源可以通过变压器218、第二相控整流装置216、第四二极管211和第一二极管206连接至第二关键负载214外，装置200的第二实施例与装置200的第一实施例相似。此外，机车线缆电源222可通过第三二极管207连接至第一关键负载210，并且通过第三二极管207、第一二极管206连接至第二关键负载214。
参见图4，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置200的第三实施例，并且其包括第三二极管207、第四二极管211、第五二极管225和第六二极管227。除路侧电源220可通过变压器218、第二相控整流装置216和与第二公共节点224相连的第四二极管211连接至第一关键负载210，且路侧电源220可以通过变压器218、第二相控整流装置216和第六二极管227连接至第二关键负载214外，装置200的第三实施例与装置200的第二实施例相似。并且，机车线缆电源222可通过第三二极管207和第五二极管225连接至第一关键负载210，并且机车线缆电源222可通过第三二极管207和第一二极管206连接至第二关键负载214。
参见图5，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置200的第四实施例，并且其包括第三二极管207和第四二极管211。除路侧电源通过变压器218、第二相控整流装置216和与第二公共节点224相连的第四二极管211连接至第一关键负载210，且路侧电源可通过变压器218、第二相控整流装置216、第四二极管211和第一二极管206连接至第二关键负载214外，装置200的第四实施例与装置200的第一实施例相似。
参见图6，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线(电池机车线缆)的装置300的第五实施例，并且其包括辅助电源302、第一相控整流装置304、第一二极管306、第二二极管308、第三二极管307、第一关键负载310、电池电源312、第二关键负载314、接触器装置316、第二相控整流装置318、变压器320、路侧电源连接322和机车电源连接324。从图中可以看出，第一相控整流装置304、第三二极管307和第二相控整流装置318通过第一公共节点326相互连接，其中第三二极管307和第一二极管306通过第二公共节点327与第一关键负载310相连接。此外，辅助电源302通过第一相控整流装置304与第一公共节点326相连通。从图中还可以看出，第二二极管308、电池电源312、第一二极管306、第二关键负载314和接触器装置316通过第三公共节点328相互连通，其中第二二极管308和接触器装置316还以相互并联的方式与机车电源连接324相连接。并且，路侧电源连接322与变压器320相连接，变压器320又通过第二相控整流装置318与第一公共节点326相连通。
通过二极管和接触器并联设置的电路单元(类似于图中所示的第二二极管308和接触器316所构成的结构)，电池总线可以通过机车线缆与其它机车及它们相关的关键负载相连。并且，在某些情况下，只有与电池相连的关键负载可以由另一电源供电，如机车。同时，装置300可以包括第二二极管308和接触器装置316，或装置300仅包括第二二极管308和接触器装置316中的一个。由此，第二二极管308和接触器装置316可以单独选用。此外，应该理解的是，只要装置300具有允许一个相控整流装置连接至所希望的电压源的开关能力，可以只采用一个相控整流装置来替代第一相控整流装置304和第二相控整流装置318。此外，可以要求变压器320提供隔离和/或功率因数改进/修正，也可以不要求这些内容。
参见图7，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线(辅助电压机车线缆)的装置400的第六实施例，并且其包括辅助电源402、第一相控整流装置404、第一二极管406、第二二极管408、第一关键负载410、电池电源412、第二关键负载414、第一接触器装置416、第二相控整流装置418、变压器420、路侧电源连接422、第二接触器装置424和机车线缆电源426。从图中可以看出，第一相控整流装置404和第一接触器装置416通过第一公共节点428与辅助电源402相连接。此外，第一相控整流装置404、第一二极管406和第二相控整流装置418通过第二公共节点430相互连接，其中第一二极管406还通过第三公共节点432与第一关键负载410和第二二极管408连接。第二二极管408还通过第四公共节点434与电池电源412和第二关键负载414连接。而且，第二相控整流装置418通过第五公共节点436与变压器420和第二接触器装置424连接，其中第一接触器装置416和第二接触器装置424通过第六公共节点438与机车线缆电源426连接。
应该理解的是，尽管在图7中电池充电器交流(AC)电源表现为通过机车线缆连接至其它机车及它们相关的关键负载，但是根据设备的能力，该机车线缆可以来自其它可用的交流(AC)电源，如辅助电机绕组电源、或辅助励磁电源或牵引交流发电机电源。并且，还应该理解的是，路侧电源连接422也可以通过机车线缆连接。然而，可能需要变压器将这些电源的一部分或全部转换成适当的电压值、和/或提供隔离和/或进行功率因数改进/修正。此外，只要装置400具有允许一个相控整流装置连接至所希望的电压源的开关能力，可以只采用一个相控整流装置来替代第一相控整流装置404和第二相控整流装置418。此外，可以要求变压器420提供隔离和/或功率因数改进/修正，也可以不要求这些内容。
参见图8，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置500的第七实施例，并且其包括第一辅助电源(辅助电力单元(APU))502、第一相控整流装置504、第一二极管506、第二二极管508、第一关键负载510、电池电源512、第二关键负载514、第二相控整流装置516、第三相控整流装置518、变压器520、路侧电源连接522和与辅助引擎526相连的第二辅助电源524。从图中可以看出，第一辅助电源502与第一相控整流装置504相连，第一相控整流装置504又通过第一公共节点528与第一二极管506、第二相控整流装置516和第三相控整流装置518相连通。第一二极管506还通过第二公共节点530与第一关键负载510和第二二极管508连接，其中第二二极管508还通过第三公共节点532与电池电源512和第二关键负载514连接。并且，路侧电源连接522与变压器520相连，变压器520又与第二相控整流装置516相连。此外，第三相控整流装置518还和连接至辅助引擎526的第二辅助电源524相连。
应该理解的是，在图8中，APU装置500可以作为独立的辅助电源使用，或者可用来为第一关键负载510和/或第二关键负载514提供附加电源。并且，如图8所示，备用系统可以配置于机车上，并且可以取决于或者可以不取决于也通过机车线缆连接的其它负载。还应该理解的是，只要APU装置500具有允许单个和/或多个相控整流装置连接至所希望的电压源的开关能力，可以采用单个和/或多个相控整流装置来替代第一相控整流装置504、第二相控整流装置516和/或第三相控整流装置518。
参见图9，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线(辅助电力单元(APU)机车线缆)的装置600的第八实施例并且其包括第一辅助电源602、第一相控整流装置604、第一二极管606、第二二极管607、第一关键负载608、电池电源610、第二关键负载612、第二相控整流装置614、第三相控整流装置616、变压器618、路侧电源连接620、接触器装置622和第二辅助电源624，其中接触器装置622和第二辅助电源624与第二相控整流装置614相连，并且第二辅助电源624还与辅助引擎626相连。从图中可以看出，第一辅助电源602与第一相控整流装置604相连，第一相控整流装置604又通过第一公共节点628与第一二极管606、第二相控整流装置614和第三相控整流装置616相连通，其中第一二极管606还通过第二公共节点630与第一关键负载608和第二二极管607连接。第二二极管607还通过第三公共节点632与电池电源610和第二关键负载612连接。并且，路侧电源连接620与变压器618相连，变压器618又与第三相控整流装置616相连。
应该理解的是，在图9中，APU装置600可以作为独立的辅助电源使用，可用来为第一关键负载608和/或第二关键负载612提供附加电源和/或可以作为组中其它机车及其相关的关键负载的电源。并且，只要APU装置600具有允许单个和/或多个相控整流装置连接至所希望的电压源必需的开关能力，可以采用单个或多个相控整流装置来替代第一相控整流装置604、第二相控整流装置614和/或第三相控整流装置616。此外，可以要求变压器618提供隔离和/或功率因数改进/修正，也可以不要求这些内容，并且可以在第二辅助电源624和接触器装置622之间配置接触器，以便于在第二辅助电源624失效时第二辅助电源624不会使机车线缆电源短路。
参见图10，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置600的第九实施例，并且，除机车线缆电源通过第二二极管607和与接触器装置622并联设置的第三二极管698连接至第一关键负载612和机车线缆电源通过与接触器装置622并联设置的第三二极管698连接至其它关键负载608外，装置600的第九实施例与第八实施例相类似。而且，参见图11，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置600的第十实施例，并且，除机车线缆电源通过与接触器装置622并联设置的第三二极管698连接至第一关键负载612外，装置600的第十实施例与第九实施例相类似。
参见图12，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线(牵引逆变器备份)的装置700的第十一实施例，并且其包括第一辅助电源702、第一相控整流装置704、第一二极管706、第二二极管707、第一关键负载708、电池电源710、第二关键负载712、第二相控整流装置714、第三相控整流装置716、变压器718、路侧电源连接720和接触器/变换器开关装置722，其中接触器/变换器开关装置722还与牵引逆变器724和/或牵引电机726相连。从图中可以看出，辅助电源702与第一相控整流装置704相连，第一相控整流装置704又通过第一公共节点728与第一二极管706、第二相控整流装置714和第三相控整流装置716相连通，其中第一二极管706又通过第二公共节点730与第二二极管707和第一关键负载708连通。并且，第二二极管707还通过第三公共节点732与电池电源710和第二关键负载712连接。此外，路侧电源连接720与变压器718相连，变压器718又与第三相控整流装置716相连。而且，第二相控整流装置714还与接触器/变换器开关装置722相连，接触器/变换器开关装置722与牵引逆变器724和/或牵引电机726相连。
应该理解的是，图12中的装置可以通过将牵引逆变器从牵引电机断开并将牵引逆变器经由相控整流器连接至关键负载来支持电池充电器。可选地，可以通过专用牵引逆变器来提供交流(AC)电压，用以辅助或代替现有的牵引逆变器。还应该理解的是，变压器/滤波器可以用来提供隔离和/或功率因数改进/修正。
参见图13，所示为用于允许大电流连接至机车的电力输送总线(牵引逆变器备份)的装置800的第十二实施例，并且其包括第一辅助电源802、第一相控整流装置804、第一二极管806、第二二极管807、第一关键负载808、电池电源810、第二关键负载812、第二相控整流装置814、第三相控整流装置816、变压器818、路侧电源连接820、与机车线缆电源824相连通的接触器装置822和接触器/变换器开关装置826，其中接触器/变换器开关装置826与牵引逆变器828和/或牵引电机830相连。从图中可以看出，辅助电源802与第一相控整流装置804相连，第一相控整流装置804还通过第一公共节点832与第一二极管806、第二相控整流装置814和第三相控整流装置816相连通，其中第一二极管806还通过第二公共节点834与第二二极管807和第一关键负载808连通。并且，第二二极管807通过第三公共节点836与电池电源810和第二关键负载812连接。此外，路侧电源连接820与变压器818相连，变压器818还与第三相控整流装置816相连。而且，第二相控整流装置814还通过第四公共节点838与接触器装置822和接触器/变换器开关装置826相连，其中接触器/变换器开关装置826还与牵引逆变器828和/或牵引电机830相连。
图13所示为逆变器驱动交流(AC)总线通过机车线缆电源连接824供电给其它机车及其相关的关键负载。此外，也可采用前文所述的传输电力的方法。还应该理解的是，与图12中的装置相比，对辅助电源再没有通常的限制，并且牵引系统可以为单个或多个机车提供足够的电力。
参见图14，在具有第一机车和第二机车的机车组中，其中，第一机车包括与第一机车电负载相连的第一机车电源，而第二机车包括与第二机车电负载相连第二机车电源，并且第一机车电负载通过机车线缆电力总线与第二机车电负载相连。提供并示出一种用于允许第一机车与第二机车间可控地且电相互作用的方法900。如工作模块902所示，方法900包括监控第一机车电源和第二机车电源中至少一个的工作特性，以识别第一机车电源和第二机车电源中至少一个的故障。如工作模块904所示，方法900还包括监控工作特性，以识别第一机车电负载和第二机车电负载中至少一个的电力需求。如工作模块906所示，如果识别出第一机车电源和第二机车电源中的至少一个的故障，且识别出来自第一机车电负载和第二机车电负载中的至少一个的电力需求，则方法900包括通过机车线缆电力传输总线从第一机车电源和第二机车电源中的至少一个可控地传输电力至第一机车电负载和第二机车电负载中的至少一个。
尽管第一关键负载208、308、408、508、608、708、808和第二关键负载212、312、412、512、612、712、812在此表示为单一的负载，即关键负载，但是应该理解的是，第一关键负载208、308、408、508、608、708、808和/或第二关键负载212、312、412、512、612、712、812可以是以任何适合于所希望的最终目标的方式组成的单个或多个负载设备，如串联和/或并联的结构。而且，应该理解的是，在此公开的本发明的其它实施例可以设置成适于所希望的最终目标的任何配置方式，其中某些部件可以依据所选择的配置方式加以选用。例如，参考附图，标记为207、211、307、406、506、606、698、706和806的二极管可以选用。而且，如果电压可以通过其它装置进行调节，那么元件518和714可以是二极管整流器，元件524和724也是如此。
应该理解的是，装置200、300、400、500、600、700和800举例说明了一种为交流(AC)机车的关键负载提供备用电源的途径，其中机车的关键负载最初由机车的电池总线提供电力。备用电源可以是任何的机车交流(AC)源和/或直流(DC)牵引源，它们可以直接地和/或由另一机车通过机车线缆连接提供。还应该理解的是，只要控制器的输入具有开关能力，单个或多个相控整流装置可以替代第一相控整流装置、第二相控整流装置和/或第三相控整流装置而使用。还应该理解的是，其它功率电子部件布局如整流器/斩波器/转换器可以用来代替相控整流器而使用。而且，各种变压器/滤波器装置可以用来提供地隔离和/或交流(AC)源的功率因数改进/修正/调整。
此外，上文讨论的用于允许大电流连接至机车的电力输送总线的装置200、300、400、500、600、700和800可以通过在机车内的任何适合的位置(例如机车的任一端)使用一组通用的和/或定制的连接装置和线缆来部分地或整体地实施，其中连接装置和/或线缆能够允许大电流连接至任何的机车电力输送总线，包括但不局限于：电池激励(电池充电器输出)总线、辅助电源总线和/或直流(DC)电池总线。应该理解的是，尽管此处公开的实施例中的关键负载示出为直流(DC)负载，但本发明并不局限于直流(DC)负载，而可适用于直流(DC)和交流(AC)两种负载。
尽管参照示例性实施例对本发明进行描述，但本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明实质和保护范围的前提下，可以进行各种改变、省略和/或增加，并且可对其中的元件进行等效的替换。此外，在不脱离本发明保护范围的前提下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应于本发明的教导。由此表明，本发明并不局限于作为预期用于实现本发明的最佳方式而公开的特定实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围的所有实施方式。此外，除非特别声明，术语第一、第二等的任何使用并不代表任何顺序或重要性，而术语第一、第二等是用来将一个元件与另一元件区分开来。

Claims (7)

1.一种用于保证机车中第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)之间的电流连接的系统(200，300，400，500，600，700，800)，其中在所述机车中，所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过机车电力输送总线与所述第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)相连接，所述系统(200，300，400，500，600，700，800)包括：
第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)，其中所述第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)连接在所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述机车电力输送总线之间以在第一电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)间提供电流连接；
第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)，其中所述第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)连接在所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述机车电力输送总线之间以在第二电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)间提供电流连接；和
至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)，其中所述至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)连接到所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)以及所述第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)和所述第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)中的至少一个，以保证在所述第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)之间的连续的电流连接；
其中所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)还与机车线缆电力总线相连，其中当所述机车是机车组中的一部分、机车组包括通过所述机车线缆电力总线与所述机车相连的至少一个另外的机车时，所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过所述机车线缆电力总线与所述至少一个另外的机车相连，以至少从所述至少一个另外的机车获得电力或提供电力至所述至少一个另外的机车；以及
其中所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过二极管和开关装置(209，316，416，622，722，822，826)中的至少一个连接至所述机车线缆电力总线，当所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过所述二极管和所述开关装置(209，316，416，622，722，822，826)连接至所述机车线缆电力总线时，所述二极管和所述开关装置(209，316，416，622，722，822，826)电排列成相互并联。
2.如权利要求1所述的系统(200，300，400，500，600，700，800)，其特征在于，所述第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)以串联方式连接到所述至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)以及所述第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)，所述第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)以串联方式连接到所述至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)以及所述第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)。
3.一种用于保证机车组中第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)之间的电流连接的系统(200，300，400，500，600，700，800)，其中所述机车组具有通过机车线缆电力总线电连接的至少两个机车，其中两个机车各包括机车电力输送总线和至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)，所述至少一个电负载通过与所述机车电力输送总线相连的第一整流装置、第二整流装置、至少一个辅助整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804，216，318，418，516，614，714，814，207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)中的至少一个而与所述第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)相连，所述系统(200，300，400，500，600，700，800)包括：
第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)，其中所述第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)连接在至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述机车电力输送总线之间，以在第一电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)之间提供电流连接；
第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)，其中所述第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)连接在所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述机车电力输送总线之间，以在第二电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)之间提供电流连接；和
至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)，其中，所述至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)连接到所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)以及所述第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)和所述第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)中的至少一个，以保证在所述第一电源和第二电源中的至少一个电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)之间的电流连接；
其中所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过二极管和开关装置(209，316，416，622，722，822，826)中的至少一个连接至所述机车线缆电力总线，当所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过所述二极管和所述开关装置(209，316，416，622，722，822，826)连接至所述机车线缆电力总线时，所述二极管和所述开关装置(209，316，416，622，722，822，826)电排列成相互并联。
4.如权利要求3所述的系统(200，300，400，500，600，700，800)，其特征在于，所述至少两个机车包括具有至少一个第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)的第一机车和具有至少一个第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)的第二机车，并且所述第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)都连接至所述机车线缆电力总线，用以允许所述第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的一个与所述第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的另一个可控地电连接。
5.如权利要求4所述的系统(200，300，400，500，600，700，800)，其中当所述第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的一个与所述第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的另一个可控地电连接时，所述第一电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)和所述第二电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)中的至少一个电源通过所述机车线缆电力总线为所述第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)和所述第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的至少一个提供电力。
6.如权利要求3所述的系统(200，300，400，500，600，700，800)，其特征在于，所述第一整流装置(204，304，404，504，518，604，704，804)以串联方式连接到所述至少一个辅助整流装置(207，206，208，211，225，227，307，306，308，406，408，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)，所述第二整流装置(216，318，418，516，614，714，814)以串联方式连接到所述至少一个辅助整流装置(207，206，20g，211，225，227，307，306，30g，406，40g，506，508，518，606，607，616，698，706，707，716，806，807，816)和所述至少一个电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)。
7.一种用于允许机车组中第一机车和第二机车之间可控地电连接的方法(900)，其中第一机车包括连接至第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)的第一机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)，并且第二机车包括连接至第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)的第二机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)，并且第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)通过机车线缆电力总线与第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)电连接，所述方法(900)包括下列步骤：
监控(902)第一机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与第二机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)中的至少一个的工作特性，用以识别第一机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与第二机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)中的至少一个的故障，并且识别来自第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)与第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的至少一个的电力需求；并且
如果识别出第一机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与第二机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)中的至少一个的故障，并且识别出来自第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)与第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的至少一个的电力需求，通过所述机车线缆电力总线从第一机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)与第二机车电源(202，220，222，302，322，324，402，422，426，502，522，524，602，620，624，702，720，802，820，824)中的至少一个可控地输送电力(904)至第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)与第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的至少一个；
其中第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)与第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的至少一个通过二极管和开关装置(209，316，416，622，722，822，826)中的至少一个连接至所述机车线缆电力总线，当第一机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)与第二机车电负载(210，214，310，314，410，414，510，514，608，612，708，712，808，812)中的至少一个通过所述二极管和所述开关装置(209，316，416，622，722，822，826)连接至所述机车线缆电力总线时，所述二极管和所述开关装置(209，316，416，622，722，822，826)电排列成相互并联。
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