DE10064973A1 - Electrical power supply system for locomotive(s) has separate energy supply vehicle for mechanical and electrical coupling to locomotives with electrical supply system conversion unit - Google Patents

Electrical power supply system for locomotive(s) has separate energy supply vehicle for mechanical and electrical coupling to locomotives with electrical supply system conversion unit

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Abstract

The system operates locomotives (1) with drive units (2) designed to work with a first voltage system of defined voltage waveform and amplitude and has a separate energy supply vehicle (3) for mechanical and electrical coupling to one or more locomotives with a unit (4,7) for converting electrical energy of at least a second voltage system into electrical energy of the first system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Energieversorgungssystem eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge mit Antriebseinheiten für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe.The invention relates to an electrical energy supply system Multiple unit or multiple units with drive units for a first one Voltage system of specified voltage form and voltage level.
Der Einsatz von Gleichstrombahnen ist aufgrund ihres Spannungssystems auf speziell dafür eingerichtete Gleisanlagen begrenzt. Um für den Fahrgast möglichst günstige Reiseverbindungen anbieten zu können, werden in größer werdendem Maße mehrsystemfähige Triebfahrzeuge gefragt. Mit derartigen Triebfahrzeugen ist der Betrieb in unterschiedlichen Spannungssystemen (Gleichspannung unterschiedlicher Höhe, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe und Frequenz) möglich. Der nachträgliche Umbau eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge auf ein zusätzliches (zweites) Spannungssystem ist meist sehr aufwendig. Die Wirtschaftlichkeit solcher Umbaulösungen scheitert oft an dem hohen erforderlichen Umbauaufwand.The use of DC railways is due to their voltage system track systems specially set up for this purpose. In order for the passenger as possible To be able to offer cheap travel connections is growing in size Dimensions of multi-system-capable traction vehicles in demand. With such locomotives operation in different voltage systems (DC voltage different height, alternating voltage different height and frequency) possible. The subsequent conversion of a multiple unit or multiple units an additional (second) voltage system is usually very complex. The The economic viability of such conversion solutions often fails due to the high level of required Reconstruction effort.
Alternativ wäre es möglich, eine für das zusätzliche (zweite) Spannungssystem geeignete Lokomotive an den Triebzug oder an die mehreren Triebfahrzeuge anzukuppeln. Ein Betrieb der Triebfahrzeuge oder des Triebzuges mit angekuppelter Lokomotive für das zusätzliche (zweite) Spannungssystem führt jedoch in nachteiliger Weise dazu, daß der hierdurch gebildete Zugverband nicht die gewünschte Fahrdynamik aufweist.Alternatively, it would be possible to use one for the additional (second) voltage system suitable locomotive on the multiple unit or on the multiple units to couple. Operation of the locomotive or the multiple unit with the hitched Locomotive for the additional (second) voltage system leads however in disadvantageous to the fact that the train formation thus formed is not the desired driving dynamics.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes elektrisches Energieversorgungssystem eines für den Betrieb an einem ersten Spannungssystem eingerichteten Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge anzugeben, welches einen Betrieb an einem zusätzlichen (zweiten) Spannungssystem ermöglicht.The invention has for its object a simple electrical Energy supply system one for operation on a first voltage system  to set up a multiple unit or multiple units, which one Operation on an additional (second) voltage system enables.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein separates, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen mechanisch und elektrisch gekuppeltes, energiespeisendes Fahrzeug mit einer Einheit zum Abgriff und zur Umwandlung elektrischer Energie mindestens eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe in elektrische Energie des ersten Spannungssystems.This task is solved by a separate one, with the multiple unit or the several locomotives mechanically and electrically coupled, energy-feeding vehicle with a unit for tapping and conversion electrical energy predetermined at least a second voltage system Voltage form and voltage level in electrical energy of the first Voltage system.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das vorgeschlagene separate, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen mechanisch und elektrisch gekuppelte, energiespeisende Fahrzeug der Umbauaufwand in den vorhandenen Fahrzeugen (Triebzug oder mehrere Triebfahrzeuge) auf ein Minimum begrenzt wird. Es sind lediglich elektrische Kupplungen zur Energieeinspeisung zu installieren.The advantages that can be achieved with the invention consist in particular in that the proposed separate one, with the multiple unit or multiple units Locomotives mechanically and electrically coupled, energy-feeding vehicle the conversion work in the existing vehicles (multiple units or several Locomotives) is kept to a minimum. It's just electrical Install couplings for energy supply.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims characterized.
Weitere Vorteile des vorgeschlagenen elektrischen Energieversorgungssystems eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.Further advantages of the proposed electrical power supply system A multiple unit or multiple units result from the description below.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, eigenfahrfähigem Fahrzeug, Fig. 1 is a multiple unit with hitched energy feeding, eigenfahrfähigem vehicle,
Fig. 2 einen Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, nicht eigenfahrfähigem Fahrzeug. Fig. 2 shows a multiple unit with coupled energy-feeding, not self-propelled vehicle.
In Fig. 1 ist ein Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, eigenfahrfähigem Fahrzeug dargestellt. Es ist ein aus zwei Fahrzeugen zusammengesetzter Triebzug 1 (bzw. mehrere Triebfahrzeuge 1) zu erkennen, wobei jedes Fahrzeug mit einer Antriebseinheit 2 ausgerüstet ist. Diese Antriebseinheiten 2 sind für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe (beispielsweise Gleichspannung vorgegebener Höhe) ausgelegt. Mit dem Triebzug 1 oder den mehreren Triebfahrzeugen ist mindestens ein separates, energiespeisendes Fahrzeug 3 mechanisch und elektrisch gekuppelt.In Fig. 1, a multiple unit is shown with coupled energy-feeding, self-driving vehicle. A multiple unit 1 (or several multiple units 1 ) composed of two vehicles can be seen, each vehicle being equipped with a drive unit 2 . These drive units 2 are designed for a first voltage system of a predetermined voltage form and voltage level (for example DC voltage of a predetermined level). At least one separate, energy-feeding vehicle 3 is mechanically and electrically coupled to the multiple unit 1 or the multiple locomotives.
Das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 weist eine Einheit 4 zur Umwandlung elektrischer Energie eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe (beispielsweise Wechselspannung vorgegebener Frequenz und Höhe) in elektrische Energie des ersten Spannungssystems auf. Diese Einheit 4 besteht beispielsweise aus einem Transformator 5, welchem eine primäre Wechselspannung eines Fahrdrahtes 8 mittels eines Stromabnehmers 7 zugeführt wird und welcher eine sekundäre Wechselspannung an einen Eingangssteller 6 abgibt.The at least one energy-feeding vehicle 3 has a unit 4 for converting electrical energy of a second voltage system of a predetermined voltage form and voltage level (for example alternating voltage of a predetermined frequency and level) into electrical energy of the first voltage system. This unit 4 consists, for example, of a transformer 5 , to which a primary alternating voltage of a contact wire 8 is supplied by means of a current collector 7 and which outputs a secondary alternating voltage to an input actuator 6 .
Die vom Eingangssteller 6 abgegebene Gleichspannung beaufschlagt eine Zugsammelschiene 11, welche durchgängig in allen Fahrzeugen 1, 3 vorgesehen ist, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Fahrzeugen 1, 3 über eine elektrische Kupplung 10 erfolgt. Gleichzeitig kann die elektrische Kupplung 10 auch die mechanische Kupplung zwischen den Fahrzeugen 1, 3 umfassen. Diese mechanischen und elektrischen Kupplungen 10 können vorzugsweise vollautomatisch ausgebildet sein, so daß ein Kuppeln zwischen den Fahrzeugen 1, 3 in sehr einfacher Art und Weise ohne Personaleinsatz möglich ist.The DC voltage emitted by the input actuator 6 acts on a train busbar 11 , which is provided throughout in all vehicles 1 , 3 , the electrical connection between the vehicles 1 , 3 taking place via an electrical coupling 10 . At the same time, the electrical clutch 10 can also include the mechanical clutch between the vehicles 1 , 3 . These mechanical and electrical couplings 10 can preferably be designed fully automatically, so that coupling between the vehicles 1 , 3 is possible in a very simple manner without the use of personnel.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 eigenfahrfähig, besitzt also eine Antriebseinheit 9, welche an die Zugsammelschiene 11 angeschlossen ist, sowie eine eigene Bremsanlage. Selbstverständlich weist das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 auch alle für die Antriebs- und Bremsanlagen notwendigen Steuerungs- und Hilfseinrichtungen auf. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the at least one energy-feeding vehicle 3 is capable of self-propulsion, that is to say it has a drive unit 9 , which is connected to the train busbar 11 , and its own braking system. Of course, the at least one energy-feeding vehicle 3 also has all the control and auxiliary devices required for the drive and braking systems.
In Fig. 2 ist ein Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, nicht eigenfahrfähigem Fahrzeug 3 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, jedoch entfällt die eigene Antriebseinheit 9. Eine Bremsanlage samt Steuereinrichtungen kann bei Bedarf ebenfalls vorhanden sein. Das energiespeisende Fahrzeug wird von den gespeisten Triebfahrzeugen 1 (bzw. vom Triebzug) bewegt. FIG. 2 shows a multiple unit with an energy-feeding vehicle 3 that is not capable of self-driving. This exemplary embodiment corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1, but the own drive unit 9 is omitted. A brake system including control devices can also be available if required. The energy-feeding vehicle is moved by the powered locomotives 1 (or by the multiple unit).
Wie aus der vorstehenden Beschreibung bereits hervorgeht, ist das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 für den Betrieb in den erforderlichen zweiten Spannungssystemen ausgelegt. Die Eingangskreise dieses mindestens einen Fahrzeuges 3 sind für das/die zusätzliche/n Spannungssystem/e derart ausgelegt, daß dieses mindestens eine Fahrzeug 3 in der Lage ist, über entsprechende elektrische Kupplungen 10 an den Fahrzeugübergängen die angekuppelten Triebfahrzeuge 1 (bzw. den Triebzug) mit elektrischer Antriebsenergie zu versorgen. Die an den Wagenübergängen zur Verfügung gestellte elektrische Energie entspricht hinsichtlich Spannungsform und Spannungshöhe dem ersten Spannungssystem des zu speisenden Triebfahrzeuges 1 (bzw. des Triebzuges). Das Fahrzeug fährt normalerweise mit Usmax - 1400 V; es könnte aber auch mit Us = 1600 V betrieben werden, bei Spannungsübertragung über der Kupplung. Die Antriebseinheiten 2 und die Hilfsaggregate des eingespeisten Triebfahrzeuges 1 (bzw. des Triebzuges) stehen damit zur Verfügung. Bei rückspeisefähiger Auslegung des speisenden Fahrzeuges 3 steht die Rückspeisefähigkeit vorteilhaft auch für die gespeisten Triebfahrzeuge 1 (bzw. den Triebzug) zur Verfügung.As can already be seen from the above description, the at least one energy-feeding vehicle 3 is designed for operation in the required second voltage systems. The input circuits of this at least one vehicle 3 are designed for the additional voltage system (s) in such a way that this at least one vehicle 3 is able to connect the coupled traction units 1 (or the multiple unit) to the vehicle transitions via corresponding electrical couplings 10. to supply with electrical drive energy. The electrical energy made available at the car transitions corresponds to the first voltage system of the traction vehicle 1 (or the multiple unit) to be fed in terms of voltage form and voltage level. The vehicle normally runs at U smax - 1400 V; it could also be operated with U s = 1600 V, with voltage transmission via the coupling. The drive units 2 and the auxiliary units of the fed-in locomotive 1 (or the multiple unit) are thus available. If the feeding vehicle 3 is designed to be regenerative, the regenerative capability is advantageously also available for the powered locomotives 1 (or the multiple unit).
In den Figur ist ein einzelnes energiespeisendes Fahrzeug 3 dargestellt, abweichen hiervon kann das einspeisende Fahrzeug auch ein mehrteiliger Triebzug sein. In the figures, a single energy-feeding vehicle 3 is shown, deviating from this, the feeding vehicle can also be a multi-part multiple unit.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
11
Triebzug oder mehrere Triebfahrzeuge
Multiple unit or multiple units
22
Antriebseinheit
drive unit
33
energiespeisendes Fahrzeug
energy-feeding vehicle
44
Einheit zur Umwandlung elektrischer Energie
Electrical energy conversion unit
55
Transformator
transformer
66
Eingangssteller
input controller
77
Stromabnehmer
pantograph
88th
Fahrdraht
contact wire
99
Antriebseinheit
drive unit
1010
mechanische und elektrische Kupplungen
mechanical and electrical couplings
1111
Zugsammelschiene
train line

Claims (6)

1. Elektrisches Energieversorgungssystem eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge (1) mit Antriebseinheiten (2) für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe, gekennzeichnet durch mindestens ein separates, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1) mechanisch und elektrisch gekuppeltes, energiespeisendes Fahrzeug (3) mit einer Einheit (4, 7) zum Abgriff und zur Umwandlung elektrischer Energie mindestens eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe in elektrische Energie des ersten Spannungssystems.1.Electric energy supply system of a multiple unit or multiple units ( 1 ) with drive units ( 2 ) for a first voltage system of predetermined voltage type and voltage level, characterized by at least one separate, mechanically and electrically coupled, energy-supplying vehicle with the multiple unit or multiple units ( 1 ) 3 ) with a unit ( 4 , 7 ) for tapping and converting electrical energy of at least one second voltage system of predetermined voltage form and voltage level into electrical energy of the first voltage system.
2. Elektrisches Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine separate energiespeisende Fahrzeug (3) nicht eigenfahrfähig ist.2. Electrical power supply system according to claim 1, characterized in that the at least one separate energy-feeding vehicle ( 3 ) is not self-propelled.
3. Elektrisches Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine separate energiespeisende Fahrzeug (3) eigenfahrfähig ist.3. Electrical power supply system according to claim 1, characterized in that the at least one separate energy-supplying vehicle ( 3 ) is capable of self-propelled.
4. Elektrisches Energieversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine separate energiespeisende Fahrzeug (3) ein ein- oder mehrteiliger Triebzug ist.4. Electrical power supply system according to claim 3, characterized in that the at least one separate energy-feeding vehicle ( 3 ) is a one- or multi-part multiple unit.
5. Elektrisches Energieversorgungssystem nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vollautomatische mechanische und elektrische Kupplungen (10) zwischen dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1) einerseits und dem mindestens einen separaten energiespeisenden Fahrzeug (3) andererseits vorgesehen sind.5. Electrical power supply system according to at least one of the preceding claims, characterized in that fully automatic mechanical and electrical couplings ( 10 ) between the multiple unit or the multiple locomotives ( 1 ) on the one hand and the at least one separate energy-supplying vehicle ( 3 ) on the other are provided.
6. Elektrisches Energieversorgungssystem nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß halbautomatisch oder manuell betätigte mechanische und elektrische Kupplungen (10) zwischen dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1) einerseits und dem mindestens einen separaten energiespeisenden Fahrzeug (3) andererseits vorgesehen sind.6. Electrical power supply system according to at least one of the preceding claims, characterized in that semi-automatically or manually operated mechanical and electrical clutches ( 10 ) between the multiple unit or the multiple locomotives ( 1 ) on the one hand and the at least one separate energy-supplying vehicle ( 3 ) on the other hand are provided ,
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