DE102015225956A1 - Device and method for operating a traction vehicle with a roll-off protection and a traction vehicle with such a roll-off - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Triebfahrzeugs und ein Triebfahrzeug mit einer Wegrollsicherung, wobei das Triebfahrzeug mittels Drehstrom-Leistungsübertragung und mindestens einem Asynchronfahrmotor als Fahrmotor betrieben wird, und wobei im Stillstand mindestens eine Phase des Fahrmotors mit einer Gleichspannung beaufschlagbar ist, und so ein Bremsmoment im Fahrmotor induzierbar ist.Device and method for operating a traction vehicle and a traction vehicle with a roll-off, wherein the traction unit is operated by means of three-phase power transmission and at least one Asynchronfahrmotor as traction motor, and wherein at least one phase of the traction motor can be acted upon by a DC voltage at standstill, and a braking torque in Traction motor is inducible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Triebfahrzeugs, eine Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug und ein elektrisches Triebfahrzeug, das mittels Drehstromleistungsübertragung und einem Asynchronmotor als Fahrmotor betrieben wird und gegen ein Wegrollen gesichert wird. The invention relates to a method for operating an electric traction vehicle, an apparatus for an electric traction vehicle and an electric traction vehicle, which is operated by means of three-phase power transmission and an asynchronous motor as traction motor and is secured against rolling.

Aus dem Stand der Technik sind Schienenfahrzeuge und daraus gebildete Zugverbände bekannt, die einen geringen Rollwiderstand besitzen. Wird bei Schienenfahrzeugen oder daraus gebildeten Zugverbänden mit einem geringen Rollwiderstand eine Bremsprobe durchgeführt, während der die Bremsen mittels eines Bremslösebefehls kurzzeitig gelöst werden, kann es bei dem Lösen der Bremsen und nach dem Lösen der Bremsen zu einem ungewollten Wegrollen der Schienenfahrzeuge oder der daraus gebildeten Zugverbände kommen. Railway vehicles and train assemblies formed therefrom which have a low rolling resistance are known from the prior art. If a brake test is carried out on rail vehicles or train assemblies formed therefrom with a low rolling resistance, during which the brakes are released by means of a brake release command, it may cause the rail vehicles or the train assemblies formed therefrom to unintentionally roll off when the brakes are released and brakes are released come.

Von einem solchen Wegrollen sind insbesondere Schienenfahrzeuge und daraus gebildete Zugverbände betroffen, die Wälzlager als Radsatzlager aufweisen, bzw. Triebfahrzeuge mit bürstenlosen Asynchronmotoren. Da sowohl Wälzlager als auch Asynchronfahrmotoren einen geringen Rollwiderstand aufweisen, besteht die Gefahr des Wegrollens bereits bei geringen Gleisneigungen, wie sie z.B. in Bahnhöfen wie dem Kölner Hauptbahnhof zu finden sind. Rolling vehicles and train assemblies formed therefrom, which have roller bearings as wheelset bearings, or traction vehicles with brushless asynchronous motors, are particularly affected by such rolling away. Since both rolling bearings and Asynchronfahrmotoren have a low rolling resistance, there is a risk of rolling away even at low track inclinations, such as. can be found in stations such as Cologne Central Station.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu beheben oder zumindest stark zu reduzieren. The invention has for its object to overcome the disadvantages of the prior art, or at least greatly reduced.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 2 und die von ihnen abhängigen Patentansprüche gelöst. This object is solved by the independent claims 1 and 2 and their dependent claims.

Das erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Triebfahrzeugs, das mittels Drehstrom-Leistungsübertragung betrieben wird und das mindestens einen asynchronen Motor als Fahrmotor aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass im Stillstand mindestens eine Phase des Fahrmotors mit einer Gleichspannung beaufschlagbar ist und so ein Bremsmoment im Fahrmotor induzierbar ist. Dieses Bremsmoment ermöglicht es auch während einer Bremsprobe ein Wegrollen zu verhindern oder zumindest dem Wegrollen entgegenzuwirken. Der Terminus elektrisches Triebfahrzeug umfasst dabei neben rein elektrisch betriebenen Triebfahrzeugen auch so genannte diesel-elektrische Triebfahrzeuge, bei denen die elektrische Leistung durch einen Dieselmotor mit angeschlossenem Dieselgenerator erzeugt wird. In dieser Schrift wird also sowohl das elektrische Triebfahrzeug, als auch das diesel-elektrische Triebfahrzeug unter dem Begriff „elektrisches Triebfahrzeug“ subsummiert. The inventive method for operating an electric traction unit, which is operated by means of three-phase power transmission and having at least one asynchronous motor as traction motor, is characterized in that at standstill at least one phase of the traction motor with a DC voltage can be acted upon and so a braking torque in the traction motor is inducible. This braking torque also makes it possible to prevent rolling away during a brake test or at least to counteract rolling away. The term electric locomotive includes in addition to purely electrically driven locomotives and so-called diesel-electric traction vehicles, in which the electrical power is generated by a diesel engine with a connected diesel generator. In this document, therefore, both the electric traction vehicle, and the diesel-electric traction vehicle under the term "electric traction unit" subsumed.

In der Sprache dieser Schrift meint das Beaufschlagen einer Phase des Fahrmotors mit einer Gleichspannung, dass zwischen mindestens zwei Klemmstellen des Fahrmotors ein Gleichstrom durch die beaufschlagte Gleichspannung, mit der die mindestens eine Phase des Fahrmotors beaufschlagbar ist, fließt. In the language of this document means applying a phase of the drive motor with a DC voltage, that between at least two terminal points of the drive motor, a direct current through the applied DC voltage with which the at least one phase of the drive motor is acted flows.

Im Folgenden werden die Begriffe DC-Quelle und Gleichspannungsquelle, die Begriffe Trafo und Transformator, sowie die Begriffe DC-Schalter und Gleichspannungsschalter jeweils identisch verwendet. In the following, the terms DC source and DC voltage source, the terms transformer and transformer, and the terms DC switches and DC switches are used identically.

Ein erfindungsgemäße Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug, bei dem das Triebfahrzeug mittels Drehstrom-Leistungsübertragung betrieben wird und das Triebfahrzeug mindestens einen Asynchronfahrmotor als Fahrmotor aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass im Stillstand mindestens eine Phase des Fahrmotors mit einer Gleichspannungsquelle verbindbar ist und so die mindestens eine Phase des Fahrmotors mit einer Gleichspannung beaufschlagbar ist, wobei ein Bremsmoment im Fahrmotor induzierbar ist. Dieses Bremsmoment ermöglicht es, auch während einer Bremsprobe ein Wegrollen zu verhindern oder zumindest dem Wegrollen entgegenzuwirken. A device according to the invention for an electric traction vehicle in which the traction vehicle is operated by means of three-phase power transmission and the traction vehicle has at least one Asynchronfahrmotor driving motor is characterized in that at standstill at least one phase of the traction motor with a DC voltage source is connected and so at least a phase of the traction motor can be acted upon by a DC voltage, wherein a braking torque in the traction motor is inducible. This braking torque makes it possible to prevent rolling away even during a brake test or at least to counteract rolling away.

Bevorzugt wird, dass das Triebfahrzeug weiter ein Hilfsbetriebsnetz aufweist und die Gleichspannungsquelle aus dem Hilfsbetriebsnetz des Betriebsfahrzeugs gebildet wird, indem eine Hilfsbetriebsspannung über einen dreiphasigen Transformator und einen Umrichter, bevorzugt eine Gleichrichterbrücke, weiter bevorzugt eine ungeregelte Gleichrichterbrücke, geführt wird. It is preferred that the traction vehicle further comprises an auxiliary operating network and the DC voltage source is formed from the auxiliary operating network of the operating vehicle by an auxiliary operating voltage via a three-phase transformer and a converter, preferably a rectifier bridge, more preferably an unregulated rectifier bridge, out.

Auch wird bevorzugt, dass die Gleichspannungsquelle aus einem Hilfsbetriebs-Zwischenkreis gebildet wird, wobei der Umrichter des Hilfsbetriebsnetzes aus separaten Sekundärwicklungen eines oder mehrerer Haupttransformatoren des elektrischen Triebfahrzeugs mit elektrischer Spannung versorgt wird, und wobei mindestens eine Phase des Fahrmotors entweder direkt mit der von der Gleichspannungsquelle bereitgestellten Gleichspannung oder über eine Stelleinrichtung mit der Gleichspannung beaufschlagt wird. It is also preferred that the DC voltage source is formed from an auxiliary intermediate circuit, wherein the inverter of the auxiliary operating network from separate secondary windings of one or more main transformers of the electric traction vehicle is supplied with electrical voltage, and wherein at least one phase of the traction motor either directly with that of the DC voltage source supplied DC voltage or via an adjusting device with the DC voltage is applied.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors aus einer Fahrzeugbatterie, über eine Fahrzeugbatterieschiene und gegebenenfalls über eine Stelleinrichtung, bereitgestellt. In a further embodiment, the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor from a vehicle battery, via a vehicle battery bus and optionally via an adjusting device provided.

Auch wird bevorzugt, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) aus der Gleichspannung der Eingangsseite eines Pulswechselrichters und gegebenenfalls über eine Stelleinrichtung bereitgestellt wird. It is also preferred that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is provided from the DC voltage of the input side of a pulse inverter and optionally via an actuating device.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist dem Fahrmotor ein Pulswechselrichter zugeordnet, und die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors wird mittels einer entsprechenden Taktung des dem Fahrmotors zugeordneten Pulswechselrichters gebildet. In a further embodiment, the drive motor is associated with a pulse inverter, and the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor is formed by means of a corresponding timing of the drive motor associated pulse inverter.

Es wird bevorzugt, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors aus einer einphasigen Wechselspannung einer Zugsammelschiene des Triebfahrzeugs, mit einem Transformator und einer ungeregelten Gleichspannungsbrücke, erzeugt wird. It is preferred that the DC voltage for applying the at least one phase of the traction motor from a single-phase AC voltage of a train busbar of the traction unit, with a transformer and an unregulated DC bridge is generated.

Auch wird bevorzugt, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors über ein Schaltelement manuell geschaltet werden kann, bzw. schaltbar ist. It is also preferred that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor can be switched manually via a switching element, or is switchable.

Ebenso wird bevorzugt, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors über ein Schaltelement automatisch geschaltet werden kann, bzw. schaltbar ist. It is also preferred that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor can be switched automatically via a switching element, or is switchable.

Weiter wird bevorzugt, dass die Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug einen ersten Sensor zum Erkennen einer Geschwindigkeit des Triebfahrzeugs und einen zweiten Sensor zur Bestimmung des Luftdruckes in einer Hauptluftleitung des Triebfahrzeugs aufweist, wobei die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors automatisch eingeschaltet wird, wenn der mit dem zweiten Sensor bestimmte Luftdruck in der Hauptluftleitung größer oder gleich einem vorbestimmbaren Mindestauslösedruck ist und die mit dem ersten Sensor bestimmte Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges nicht größer als eine vorbestimmte Referenzgeschwindigkeit ist. Damit wird ein situationsabhängiges automatisches Schalten ermöglicht. It is further preferred that the device for an electric traction vehicle has a first sensor for detecting a speed of the traction vehicle and a second sensor for determining the air pressure in a main air line of the traction vehicle, wherein the DC voltage for applying the at least one phase of the traction motor is automatically turned on, if the air pressure in the main air line determined by the second sensor is greater than or equal to a predeterminable minimum release pressure and the speed of the traction vehicle determined by the first sensor is not greater than a predetermined reference speed. This enables situation-dependent automatic switching.

Ebenfalls weiter bevorzugt wird, dass die Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug einen Traktionsstromrichter aufweist und an dem Fahrmotor Klemmen vorhanden sind, über die mittels einer ersten Spannungsmessvorrichtung eine erste Spannungsmessung vornehmen werden kann, wobei die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors automatisch eingeschaltet wird, wenn der mit dem zweiten Sensor bestimmte Luftdruck in der Hauptluftleitung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestauslösedruck ist, die mit dem ersten Sensor bestimmte Geschwindigkeit des Triebfahrzeugs nicht größer als eine vorbestimmte Referenzgeschwindigkeit ist, und eine Auswertung der ersten Spannungsmessung ergibt, dass der Traktionsstromrichter nicht taktet. It is also further preferred that the device for an electric traction vehicle has a traction converter and terminals are provided on the traction motor via which a first voltage measurement device can perform a first voltage measurement, wherein the DC voltage for applying the at least one phase of the traction motor is automatically turned on if the air pressure in the main air line determined by the second sensor is greater than or equal to a predetermined minimum release pressure, the train speed determined by the first sensor is not greater than a predetermined reference speed, and an evaluation of the first voltage measurement indicates that the traction converter is not timing ,

Weiter bevorzugt wird auch, dass die Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug weiter über einen Zugkraftsteller verfügt, über den festgestellt werden kann, ob eine Zugkraft aufgeschaltet ist oder nicht, wobei die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors automatisch eingeschaltet wird, wenn der mit dem zweiten Sensor bestimmte Luftdruck in der Hauptluftleitung größer oder gleich einem vorbestimmbaren Mindestauslösedruck ist, die mit dem ersten Sensor bestimmte Geschwindigkeit des Triebfahrzeugs nicht größer als eine vorbestimmbare Referenzgeschwindigkeit ist und über den Zugkraftsteller festgestellt wird, dass keine Zugkraft aufgeschaltet ist. It is also preferred that the device for an electric traction unit further has a traction actuator, can be determined by the whether a tensile force is switched or not, the DC voltage for applying the at least one phase of the traction motor is automatically turned on when the with the second sensor specific air pressure in the main air line is greater than or equal to a predeterminable minimum release pressure, the speed determined by the first sensor of the traction unit is not greater than a predeterminable reference speed and is determined via the Zugkraftsteller that no tensile force is switched.

Auch wird bevorzugt, dass die Gleichspannungsquelle:

  • – Aus einer Gleichspannung direkt aus der Fahrzeugbatterie über mindestens einen Vorwiderstand oder mindestens einen Chopper gebildet wird; oder
  • – Aus dem Drehstrombordnetz über mindestens einen Transformator und mindestens eine entweder gesteuerte oder ungesteuerte Drehstrombrücke gebildet wird; oder
  • – Aus dem oder den Traktionsumrichtern durch mindestens einen sicher auszuführenden Gleichstromchopper gebildet wird.
It is also preferred that the DC voltage source:
  • - Is formed from a DC voltage directly from the vehicle battery via at least one series resistor or at least one chopper; or
  • - Is formed from the three-phase electrical system via at least one transformer and at least one either controlled or uncontrolled three-phase bridge; or
  • - Is formed from the one or more Traktionsumrichtern by at least one DC chopper to be executed safely.

Auch wird ein Triebfahrzeug mit mindestens einer der vorgehend beschriebenen Vorrichtungen für ein Triebfahrzeug bevorzugt. Also, a traction vehicle with at least one of the previously described devices for a traction vehicle is preferred.

In einem Ausführungsbeispiel für einen Zug, bestehend aus einen elektrischen Triebfahrzeug und sechs Wagen, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, weist der Zug eine Masse von 560t auf, etwa 80t pro Wagen und 80t für das elektrische Triebfahrzeug. Das elektrische Triebfahrzeug hat eine Anfahrzugkraft von 300kN, eine maximale Leistung von 6400kW, eine Geschwindigkeit bei Punkt 1 der Zugkraftkennlinie V1 von 75km/h und die Motoren haben die Parameter Un = 2400V, In400A, Xn = 3,5Ohm. In one embodiment for a train consisting of an electric traction unit and six cars, with a device according to the invention, the train has a mass of 560t, about 80t per car and 80t for the electric locomotive. The electric traction unit has a starting pull of 300kN, a maximum power of 6400kW, a speed at point 1 of the traction characteristic V1 of 75km / h and the motors have the parameters Un = 2400V, In400A, Xn = 3.5Ohm.

Bei einer Gleisneigung von 1,5% und gelöster Bremse, wie bei einer Bremsprobe, wird ein Zug mit etwa 1,5% von g~9,81m/s2 beschleunigt, was zu einer Wegrollgeschwindigkeit nach 10s von etwa 150cm/s führen würde. With a track pitch of 1.5% and brake released, as in a brake test, a train would be accelerated at about 1.5% of g ~ 9,81m / s 2 , which would result in a rolling speed of about 150cm / s after 10s ,

Bei einer Neigung des Gleises, auf der der Zug steht, von 1,5% ergibt sich eine Hangabtriebskraft Fh von Fh = 560t·g·1,5% = 82kN, mit g~9,81m/s2. Das entspricht etwa 27% der Anfahrzugkraft von 300kN. At an inclination of the track on which the train stands, of 1.5%, there results a downhill force Fh of Fh = 560 t · g · 1.5% = 82 kN, with g ~ 9,81 m / s 2 . This corresponds to about 27% of the starting tractive effort of 300kN.

Der Motor weist beim Nennmoment, entsprechend der Anfahrzugkraft von 300kN, etwa 1% Nennschlupf auf, 27% des Nennmomentes entspricht dann 0,27% der Nenndrehzahl. Die Nenndrehzahl ist proportional zu einer Geschwindigkeit von 75km/h. At nominal torque, the motor has about 1% rated slip, corresponding to the starting pull force of 300kN, and 27% of the rated torque is then 0.27% of rated speed. The rated speed is proportional to a speed of 75km / h.

Daraus ergibt sich eine Wegrollgeschwindigkeit von 75km/h·1%·27% = 0,2km/h~6cm/s. This results in a rolling speed of 75km / h · 1% · 27% = 0.2km / h ~ 6cm / s.

Bei einem Ständerwiderstand von etwa 1,5 ergibt sich eine Spannung aus In·Xn·1,5·2 von 40V. Der Faktor 2 bezieht sich auf den Motornennwert, der einphasig berechnet wird und so bei einer 2-phasigen Betrachtung der doppelte Widerstandswert zu verwenden ist. With a stator resistance of about 1.5, a voltage of In · Xn · 1.5 · 2 results from 40V. The factor 2 refers to the rated motor value, which is calculated in a single-phase manner, so that the double resistance value is to be used in a 2-phase analysis.

Wenn man als Ständerstrom den Nennstrom der Maschine mit Gleichstrom einspeist, rollt der Zug mit etwa 6cm/s weg. Dafür wird der Motor mit etwa 40V Gleichspannung und 400A Gleichstrom beaufschlagt. Das sind 16kW pro Fahrmotor oder 64kW pro elektrischem Triebfahrzeug. Die Wegrollgeschwindigkeit des Triebfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also mit 6cm/s deutlich geringer als ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung mit 150cm/s. If you feed the rated current of the machine with DC as a stator current, the train rolls away at about 6cm / s. For this, the motor is charged with about 40V DC and 400A DC. That's 16kW per drive motor or 64kW per electric traction unit. The rolling speed of the traction vehicle with the device according to the invention is therefore significantly lower at 6 cm / s than without the device according to the invention with 150 cm / s.

Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von einzelnen Abbildungen und Figuren näher erläutert: In the following, the subject invention will be explained in more detail with reference to individual figures and figures:

1: Grafik bzgl. des Zeitverlaufs einer Bremsprobe mit einem Triebfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 : Graph relating to the time course of a brake test with a traction vehicle with a device according to the invention;

2: Ersatzschaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung eines Triebfahrzeugs mit Drehstrom-Leistungsübertragung und Asynchronfahrmotoren; 2 : Equivalent circuit diagram for a device according to the invention of a traction vehicle with three-phase power transmission and asynchronous traction motors;

3: Ersatzschaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Triebfahrzeug mit einem dreiphasigen Trenntrafo und einer ungeregelten Gleichrichterbrücke; 3 : Equivalent circuit diagram for a device according to the invention for a traction vehicle with a three-phase isolating transformer and an unregulated rectifier bridge;

4: Ersatzschaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug mit einer Heizwicklung oder tertiären Wicklung und einer Trafo-Gleichrichterkombination; 4 : Equivalent circuit diagram for a device according to the invention for an electric traction vehicle with a heating coil or tertiary winding and a transformer-rectifier combination;

5: Ersatzschaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein erfindungsgemäßes elektrisches Triebfahrzeug mit einem Traktionsumrichter und einem DC-DC-Steller; 5 : Equivalent circuit diagram for a device according to the invention for an inventive electric traction vehicle with a traction converter and a DC-DC controller;

6: Ersatzschaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Triebfahrzeug mit einer Batterie oder einem Batteriebordnetz und einem DC-DC-Steller; 6 : Equivalent circuit diagram for a device according to the invention for a traction vehicle with a battery or a battery on-board network and a DC-DC controller;

7: Zug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein Triebfahrzeug mit einer Reihenschaltung von zwei Motoren; 7 : Train comprising a device according to the invention for a traction vehicle with a series connection of two motors;

8: Zug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein Triebfahrzeug mit einer Reihenschaltung von vier Motoren. 8th : Train with a device according to the invention for a traction vehicle with a series connection of four engines.

Die 1 zeigt graphisch den erfindungsgemäßen Verlauf des Luftdrucks in der Hauptluftleitung HL, den Gleichstrom an mindestens einer Phase des oder der Asynchronfahrmotoren IDC/M und die Geschwindigkeit v des Triebfahrzeugs. Während der Bremsprobe, eingekreister Bereich, wird der Luftdruck in der Hauptluftleitung HL, von z.B. 4 bar auf z.B. 6 bar erhöht, was zu einem Lösen der Bremsen führt. Nach einem vorgegebenen Zeitraum, zum Beispiel 10 Sekunden, wird der Luftdruck in der Bremsleitung, bzw. der Hauptluftleitung HL, von z.B. 6 bar wieder auf z.B. 4 bar gesenkt, was ein Anziehen der Bremsen, also ein Bremsen, zur Folge hat. Zu erkennen ist, dass die Bremsprobe im dargestellten Fall nur eine geringe Änderung der Geschwindigkeit im Laufe der Bremsprobe bewirkt, auch wenn die Bremsprobe bei einer Gleisneigung von z.B. 1,5% durchgeführt wird, das heißt das Wegrollen im Vergleich zum Stand der Technik stark reduziert wird. The 1 shows graphically the course according to the invention of the air pressure in the main air line HL, the DC current at least one phase of the one or more asynchronous traction motors IDC / M and the speed v of the traction vehicle. During the brake test, circled area, the air pressure in the main air line HL, for example, from 4 bar to eg 6 bar increases, resulting in a release of the brakes. After a predetermined period of time, for example 10 seconds, the air pressure in the brake pipe or the main air line HL, for example, from 6 bar back to eg 4 bar lowered, which has a tightening of the brakes, so braking. It can be seen that the brake sample causes only a small change in the speed in the course of the brake sample in the case shown, even if the brake sample is carried out at a track inclination of, for example, 1.5%, that is, greatly reduced rolling compared to the prior art becomes.

2 zeigt ein Ersatzschaltbild für ein Triebfahrzeug, das über einen Transformator (Trafo) 12 mit einer Wechselstromquelle 10, zum Beispiel einer Oberleitung, verbunden ist und das über die Gleise 11 geerdet ist. Der Transformator 12 ist mit einem Traktionsumrichter 13 verbunden, der aus der Wechselspannung des Transformators 12 erst eine Gleichspannung generiert und dann die Gleichspannung in einen dreiphasigen Drehstrom umwandelt. Der Drehstrom wird dann auf die jeweilige Phase des oder der Asynchronfahrmotoren geleitet. Außerdem ist eine Vorrichtung 16 vorhanden, die einen DC-Schalter 15 und eine DC-Quelle 14, also eine Gleichstromquelle und/oder Gleichspannungsquelle, aufweist. Über den DC-Schalter 15 können eine oder mehrere Phasen des Asynchronfahrmotors oder der Asynchronfahrmotoren 17 mit einer Gleichspannung aus der DC-Quelle 14 beaufschlagt werden. 2 shows an equivalent circuit diagram for a traction vehicle, which via a transformer (transformer) 12 with an AC power source 10 , for example, a catenary, is connected and that over the tracks 11 is grounded. The transformer 12 is with a traction converter 13 connected, resulting from the AC voltage of the transformer 12 first generates a DC voltage and then converts the DC voltage into a three-phase AC current. The three-phase current is then passed to the respective phase of the asynchronous or the drive motors. There is also a device 16 present, which has a dc switch 15 and a DC source 14 , ie a DC power source and / or DC voltage source. About the DC switch 15 may be one or more phases of the asynchronous motor or asynchronous motors 17 with a DC voltage from the DC source 14 be charged.

Die 3 zeigt ein Ersatzschaltbild für ein Triebfahrzeug, wobei die Gleichstromquelle oder DC-Quelle 14‘ aus einem Bordnetzumrichter 18 gespeist wird, der einen dreiphasigen Wechselstrom bereitstellt. Zumindest eine Phase des dreiphasigen Wechselstroms des Bordnetzumrichters 18 ist über einen Transformator 19 der Gleichspannungsquelle 14‘ und einen Gleichrichter 20 der Gleichspannungsquelle 14‘ über den einen Gleichspannungsschalter 15, bzw. DC-Schalter, auf zumindest eine Phase eines oder mehrerer Asynchronfahrmotoren aufschaltbar. The 3 shows an equivalent circuit diagram for a traction vehicle, wherein the DC power source or DC source 14 ' from an on-board converter 18 is fed, which provides a three-phase alternating current. At least one phase of the three-phase alternating current of the on-board converter 18 is about a transformer 19 the DC voltage source 14 ' and a rectifier 20 the DC voltage source 14 ' via the one DC voltage switch 15 , or DC switch, aufschaltbar on at least one phase of one or more Asynchronfahrmotoren.

Die 4 zeigt eine Gleichspannungsquelle 14‘, die wie bei 3 einen Transformator 19 einen Gleichrichter 20 und einen Gleichspannungsschalter, bzw. DC-Schalter, 15 aufweist. Im Unterschied zur 3 wird bei der 4 die Gleichspannungsquelle 14‘ aus einer Heizwicklung oder tertiären Wicklung 21 eines Transformators 12 gespeist. Der in der Heizwicklung oder sekundären Wicklung 21 induzierte Strom ist über einen Transformator 19 der Gleichspannungsquelle 14‘ und einen Gleichrichter 20 der Gleichspannungsquelle 14‘ und über den einen Gleichspannungsschalter, bzw. DC-Schalter, 15 auf zumindest eine Phase eines oder mehrerer Asynchronfahrmotoren aufschaltbar. Der Transformator 12 ist mit der Wechselstromquelle 10, zum Beispiel einer Oberleitung, verbunden und über die Gleise 11 geerdet. The 4 shows a DC voltage source 14 ' that like at 3 a transformer 19 a rectifier 20 and a DC switch, or DC switch, 15 having. In contrast to 3 will be at the 4 the DC voltage source 14 ' from a heating coil or tertiary winding 21 a transformer 12 fed. The in the heating coil or secondary winding 21 induced current is through a transformer 19 the DC voltage source 14 ' and a rectifier 20 the DC voltage source 14 ' and via the one DC voltage switch, or DC switch, 15 aufschaltbar on at least one phase of one or more Asynchronfahrmotoren. The transformer 12 is with the AC power source 10 , for example, a catenary, connected and over the tracks 11 grounded.

Die 5 zeigt eine Gleichspannungsquelle 14‘‘‘, die von einen Traktionsumrichter 22 gespeist wird. Die Gleichspannungsquelle 14‘‘‘ weist einen Steller, hier einen DC-DC-Steller 23 auf, über den die Gleichspannungsquelle 14‘‘‘ vom Traktionsumrichter 22 gespeist wird. Der DC-DC-Steller 23 ist mit dem Schalter 15 der Gleichspannungsquelle 14‘‘‘ verbunden, so dass mit dem Schalter 15 mindestens eine Phase des mindestens einen Asynchronmotors 17 (hier nicht gezeigt, vergleiche 2) mit einer Gleichspannung beaufschlagbar ist. The 5 shows a DC voltage source 14 ''' that by a traction converter 22 is fed. The DC voltage source 14 ''' has a controller, here a DC-DC controller 23 on, over which the DC voltage source 14 ''' from the traction converter 22 is fed. The DC-DC controller 23 is with the switch 15 the DC voltage source 14 ''' connected, so with the switch 15 at least one phase of the at least one asynchronous motor 17 (not shown here, compare 2 ) can be acted upon by a DC voltage.

Die 6 zeigt eine Gleichspannungsquelle 14‘‘‘, die über eine Batterie oder ein Batteriebordnetz 24 gespeist wird. Die Gleichspannungsquelle 14‘‘‘ weist einen Steller, hier einen DC-DC-Steller, 23 auf, über den die Gleichspannungsquelle 14‘‘‘ von einer Batterie oder einem Batteriebordnetz 24 gespeist wird. Der DC-DC-Steller 23 ist mit dem Schalter 15 der Gleichspannungsquelle 14‘‘‘ verbunden, so dass mit dem Schalter 15 mindestens eine Phase von mindestens einem Asynchronmotor 17 (hier nicht gezeigt, vergleiche 2) mit einer Gleichspannung beaufschlagbar ist. The 6 shows a DC voltage source 14 ''' that have a battery or a battery power supply 24 is fed. The DC voltage source 14 ''' has a controller, here a DC-DC controller, 23 on, over which the DC voltage source 14 ''' from a battery or a battery power cord 24 is fed. The DC-DC controller 23 is with the switch 15 the DC voltage source 14 ''' connected, so with the switch 15 at least one phase of at least one asynchronous motor 17 (not shown here, compare 2 ) can be acted upon by a DC voltage.

Die 7 zeigt einen Zug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein Triebfahrzeug 71 mit einer Reihenschaltung von zwei Fahrmotoren mit einer Reihenschaltung von zwei Fahrmotoren 77, 77‘ und 77‘‘, 77‘‘‘ und sechs Wagen 72. Das elektrische Triebfahrzeug 71 weist eine Gleichspannungsquelle 74 auf, die mit mindestens einer Phase der Fahrmotoren 77, 77‘, 77‘‘, 77‘‘‘ verbindbar ist. The 7 shows a train with a device according to the invention for a traction vehicle 71 with a series circuit of two traction motors with a series connection of two traction motors 77 . 77 ' and 77 '' . 77 ''' and six cars 72 , The electric traction vehicle 71 has a DC voltage source 74 on, with at least one phase of traction motors 77 . 77 ' . 77 '' . 77 ''' is connectable.

Die Traktionsumrichter 78, 78‘, 78‘‘, 78‘‘‘ können im gesperrten Zustand mit den Fahrmotoren 77, 77‘, 77‘‘, 77‘‘‘ verbunden bleiben. The traction converters 78 . 78 ' . 78 '' . 78 ''' can in the locked state with the traction motors 77 . 77 ' . 77 '' . 77 ''' stay connected.

Unter dem gesperrten Zustand ist zu verstehen, dass mindestens eine Phase des oder der Fahrmotoren 77, 77‘, 77‘‘, 77‘‘‘ mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden, um ein Wegrollen zu verhindern. Under the locked state is to be understood that at least one phase of the traction motors or 77 . 77 ' . 77 '' . 77 ''' be subjected to a DC voltage to prevent rolling away.

Die 8 zeigt einen Zug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein Triebfahrzeug 81 mit einer Reihenschaltung von vier Fahrmotoren 87, 87‘, 87‘‘, 87‘‘‘ und sechs Wagen 82. Das elektrische Triebfahrzeug 81 weist eine Gleichspannungsquelle 74 auf, die mit mindestens einer Phase der Fahrmotoren 87, 87‘, 87‘‘, 87‘‘‘ verbindbar ist. Die Traktionsumrichter 88, 88‘, 88‘‘, 88‘‘‘ können im gesperrten Zustand mit den Fahrmotoren 87, 87‘, 87‘‘, 87‘‘‘ verbunden bleiben. The 8th shows a train with a device according to the invention for a traction vehicle 81 with a series connection of four traction motors 87 . 87 ' . 87 '' . 87 ''' and six cars 82 , The electric traction vehicle 81 has a DC voltage source 74 on, with at least one phase of traction motors 87 . 87 ' . 87 '' . 87 ''' is connectable. The traction converters 88 . 88 ' . 88 '' . 88 ''' can in the locked state with the traction motors 87 . 87 ' . 87 '' . 87 ''' stay connected.

Unter dem gesperrten Zustand ist zu verstehen, dass mindestens eine Phase des oder der Fahrmotoren 87, 87‘, 87‘‘, 87‘‘‘ mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden, um ein Wegrollen zu verhindern. Under the locked state is to be understood that at least one phase of the traction motors or 87 . 87 ' . 87 '' . 87 ''' be subjected to a DC voltage to prevent rolling away.

Claims (15)

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Triebfahrzeugs (71), wobei das Triebfahrzeug mittels Drehstrom-Leistungsübertragung und mindestens einen Asynchronfahrmotor (17) als Fahrmotor betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Stillstand mindestens eine Phase des Fahrmotors (17) mit einer Gleichspannung (IDC /M) beaufschlagbar ist, und so ein Bremsmoment im Fahrmotor (17) induzierbar ist. Method for operating an electric traction vehicle ( 71 ), wherein the traction vehicle by means of three-phase power transmission and at least one asynchronous motor ( 17 ) is operated as a drive motor, characterized in that at standstill at least one phase of the drive motor ( 17 ) can be acted upon by a DC voltage (IDC / M), and so a braking torque in the traction motor ( 17 ) is inducible. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71), wobei das Triebfahrzeug mittels Drehstrom-Leistungsübertragung betrieben wird und mindestens einen Asynchronfahrmotor (17) als Fahrmotor (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Stillstand mindestens eine Phase des Fahrmotors (17) mit einer Gleichspannungsquelle (14) verbindbar ist, und so im verbundenen Zustand die mindestens eine Phase des Fahrmotors (17) mit einer Gleichspannung (IDC /M) beaufschlagt ist, wobei ein Bremsmoment im Fahrmotor (17) induziert wird. Device for an electric locomotive ( 71 ), wherein the traction vehicle is operated by means of three-phase power transmission and at least one asynchronous traction motor ( 17 ) as traction motor ( 17 ), characterized in that at standstill at least one phase of the drive motor ( 17 ) with a DC voltage source ( 14 ) is connectable, and so in the connected state, the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is acted upon by a DC voltage (IDC / M), wherein a braking torque in the traction motor ( 17 ) is induced. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebfahrzeug weiter ein Hilfsbetriebsnetz aufweist und die Gleichspannungsquelle (14‘) aus dem Hilfsbetriebsnetz des Triebfahrzeugs gebildet wird, indem eine Hilfsbetriebsspannung über einen dreiphasigen Transformator (19) und einen Umrichter (20), bevorzugt eine Gleichrichterbrücke, weiter bevorzugt einen ungeregelte Gleichrichterbrücke, geführt wird. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 2, characterized in that the traction vehicle further comprises an auxiliary operating network and the DC voltage source ( 14 ' ) is formed from the auxiliary power network of the traction vehicle by an auxiliary operating voltage via a three-phase transformer ( 19 ) and a converter ( 20 ), preferably a rectifier bridge, more preferably an unregulated rectifier bridge is guided. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsquelle (14‘) aus einem Hilfsbetriebs-Zwischenkreis gebildet wird, wobei der Umrichter des Hilfsbetriebsnetzes aus separaten Sekundärwicklungen eines oder mehrere Haupttransformatoren des elektrischen Triebfahrzeugs (71) mit elektrischer Spannung versorgt wird, und wobei mindestens eine Phase des Fahrmotors (17) – entweder direkt von der von der Gleichspannungsquelle, oder – über eine Stelleinrichtung mit der Gleichspannung beaufschlagt wird. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 2, characterized in that the DC voltage source ( 14 ' ) is formed from an auxiliary DC bus, wherein the inverter of the auxiliary operating network of separate secondary windings of one or more main transformers of the electric traction unit ( 71 ) is supplied with electrical voltage, and wherein at least one phase of the drive motor ( 17 ) - is applied either directly from that of the DC voltage source, or - via an adjusting device with the DC voltage. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) aus einer Fahrzeugbatterie über eine Fahrzeugbatterieschiene und gegebenenfalls über eine Stelleinrichtung bereitgestellt wird. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 2, characterized in that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is provided from a vehicle battery via a vehicle battery bus and optionally via an adjusting device. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) aus einer Gleichspannung einer Eingangsseite eines Pulswechselrichters und gegebenenfalls über eine Stelleinrichtung bereitgestellt wird. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 2, characterized in that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is provided from a DC voltage of an input side of a pulse inverter and optionally via an actuating device. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrmotor (17) ein Pulswechselrichter zugeordnet ist, und die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) mittels einer entsprechenden Taktung des dem Fahrmotor (17) zugeordneten Pulswechselrichters gebildet wird. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 2, characterized in that the traction motor ( 17 ) is assigned a pulse inverter, and the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) by means of a corresponding timing of the traction motor ( 17 ) associated Pulse inverter is formed. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer einphasigen Wechselspannung einer Zugsammelschiene des Triebfahrzeugs (71), mit einem Transformator und einer ungeregelte Gleichspannungsbrücke, die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) erzeugt wird. Device for an electric locomotive according to claim 2, characterized in that from a single-phase AC voltage of a train busbar of the locomotive ( 71 ), with a transformer and an unregulated DC bridge, the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is produced. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer zweiten Gleichspannung einer Zugsammelschiene des Triebfahrzeugs (71), mit einer Stelleinrichtung, die Gleichspannung zum beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) erzeugt wird. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 2, characterized in that from a second DC voltage of a train busbar of the traction vehicle ( 71 ), with an actuating device, the DC voltage for acting on the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is produced. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17), über ein Schaltelement manuell geschaltet werden kann. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to one of claims 2 to 9, characterized in that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ), can be manually switched via a switching element. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) über ein Schaltelement automatisch geschaltet werden kann. Device for an electric locomotive according to one of claims 2 to 9, characterized in that the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) can be switched automatically via a switching element. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung einen ersten Sensor zum Erkennen einer Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges und einen zweiten Sensor zur Bestimmung eines Luftdruckes in einer Hauptluftleitung (HL) aufweist, wobei die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) automatisch eingeschaltet wird, wenn der mit dem zweiten Sensor bestimmte Luftdruck in der Hauptluftleitung (HL) größer oder gleich einem vorbestimmbaren Mindestauslösedruck ist, und die mit dem ersten Sensor bestimmte Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges (71) nicht größer als eine vorbestimmbare Referenzgeschwindigkeit ist. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 11, wherein the device comprises a first sensor for detecting a speed of the traction vehicle and a second sensor for determining an air pressure in a main air line (HL), wherein the DC voltage for applying the at least one phase of the traction motor ( 17 ) is automatically switched on, when the air pressure in the main air line (HL) determined by the second sensor is greater than or equal to a predeterminable minimum release pressure, and the speed of the traction vehicle ( 71 ) is not greater than a predeterminable reference speed. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung einen Traktionsstromrichter aufweist, und an dem Fahrmotor Klemmen vorhanden sind, über die mittels einer ersten Spannungsmessvorrichtung eine erste Spannungsmessung vornehmbar ist, wobei die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) automatisch eingeschaltet wird, wenn der mit dem zweiten Sensor bestimmte Luftdruck in der Hauptluftleitung (HL) größer oder gleich einem vorbestimmbaren Mindestauslösedruck ist, die mit dem ersten Sensor bestimmte Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges (71) nicht größer als eine vorbestimmbare Referenzgeschwindigkeit ist, und eine Auswertung der ersten Spannungsmessung ergibt, dass der Traktionsstromrichter nicht taktet. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 12, wherein the device comprises a traction converter, and on the traction motor terminals are provided, via which a first voltage measurement by a first voltage measuring device vornehmbar, wherein the DC voltage for applying the at least one phase of the drive motor ( 17 ) is automatically switched on when the air pressure in the main air line (HL) determined by the second sensor is greater than or equal to a predeterminable minimum triggering pressure, the speed of the traction vehicle determined by the first sensor ( 71 ) is not greater than a predeterminable reference speed, and an evaluation of the first voltage measurement reveals that the traction converter is not timing. Vorrichtung für ein elektrisches Triebfahrzeug (71) nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung weiter über einen Zugkraftsteller verfügt, über den festgestellt werden kann, ob einen Zugkraft aufgeschaltet ist oder nicht, wobei die Gleichspannung zum Beaufschlagen der mindestens einen Phase des Fahrmotors (17) automatisch eingeschaltet wird, wenn der mit dem zweiten Sensor bestimmte Luftdruck in der Hauptluftleitung (HL) größer oder gleich einem vorbestimmbaren Mindestauslösedruck ist, die mit dem ersten Sensor bestimmte Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges (71) nicht größer als eine vorbestimmbare Referenzgeschwindigkeit ist, und über den Zugkraftsteller festgestellt wird, dass keine Zugkraft aufgeschaltet ist. Device for an electric locomotive ( 71 ) according to claim 12, wherein the device further comprises a traction force plate, via which it can be determined whether a traction is switched on or not, wherein the DC voltage for applying the at least one phase of the traction motor ( 17 ) is automatically switched on when the air pressure in the main air line (HL) determined with the second sensor is greater than or equal to a predeterminable minimum triggering pressure, the speed of the traction unit ( 71 ) is not greater than a predeterminable reference speed, and is determined via the Zugkraftsteller that no traction is switched. Triebfahrzeug (71) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14. Traction vehicle ( 71 ) with a device according to one of claims 2 to 14.
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