DE102021211159A1 - Process for supplying power to auxiliaries of a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben (HB) eines Schienenfahrzeugs (SFZ). Ein erstes Schienenfahrzeug (LOK) bewegt mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug (LOK) gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug (SFZ). Das zweite Schienenfahrzeug (SFZ) führt während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durch, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) elektrische Leistung (Pbraking) zu bilden. Die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung (Pbraking) wird an Hilfsbetriebe (HB) des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) übertragen, um deren Betrieb zu ermöglichen.The invention relates to a method for supplying power to auxiliaries (HB) of a rail vehicle (SFZ). A first rail vehicle (LOK) uses its drive to move a second rail vehicle (SFZ) coupled to the first rail vehicle (LOK). During its movement, the second rail vehicle (SFZ) performs electromotive braking in order to generate electrical power (Pbraking) when the second rail vehicle (SFZ) brakes. The electrical power generated during braking (Pbraking) is transmitted to auxiliary systems (HB) of the second rail vehicle (SFZ) in order to enable their operation.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines abgeschleppten Schienenfahrzeugs.The invention relates to a method for supplying power to auxiliaries of a towed rail vehicle.
Muss ein Schienenfahrzeug, beispielsweise ein Triebzug oder eine Lokomotive, durch ein anderes Schienenfahrzeug abgeschleppt werden, so steht beim abgeschleppten Schienenfahrzeug oft keine Leistungsquelle zum Betreiben der Hilfsbetriebe bzw. der Hilfsbetriebe-Einrichtungen des abgeschleppten Schienenfahrzeugs zur Verfügung.If a rail vehicle, for example a multiple unit or a locomotive, has to be towed by another rail vehicle, the towed rail vehicle often does not have a power source for operating the auxiliaries or the auxiliaries facilities of the towed rail vehicle.
Dies ist der Fall, wenn beispielsweise ein elektrifizierter Triebzug mit Hilfe einer Diesellokomotive fahrplanmäßig durch eine nicht-elektrifizierte Teilstrecke geschleppt wird.This is the case, for example, when an electrified multiple unit is towed through a non-electrified section of the route according to the timetable using a diesel locomotive.
Unter dem Begriff Hilfsbetriebe werden beim Schienenfahrzeug diejenigen Einrichtungen verstanden, die für die Betriebsfähigkeit des Schienenfahrzeugs benötigt werden, wobei Einrichtungen, die zum eigentlichen Fahren erforderlich sind, von diesem Begriff im Allgemeinen nicht umfasst sind.The term "auxiliary services" is understood in rail vehicles as meaning those devices that are required for the operability of the rail vehicle, with devices that are required for actual driving being generally not covered by this term.
Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Einrichtung zur Drucklufterzeugung bzw. zur Druckluftverteilung, um eine Einrichtung zur Versorgung des elektrischen Bordnetzes, um eine Einrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, um eine Einrichtung zum Umwälzen von Kühl- oder Schmiermittel, um eine Einrichtung zur Klimatisierung, zur Heizung oder zur Kühlung, etc.For example, this is a device for generating or distributing compressed air, a device for supplying the on-board electrical system, a device for storing electrical energy, a device for circulating coolant or lubricant, a device for air conditioning, for heating or cooling, etc.
Sollen die Hilfsbetriebe des abgeschleppten Schienenfahrzeugs jedoch weiterhin ganz oder zumindest teilweise aktiv sein, so muss die dafür benötigte elektrische Leistung vom schleppenden Schienenfahrzeug zur Verfügung gestellt werden.However, if the auxiliary systems of the towed rail vehicle are to continue to be fully or at least partially active, the electrical power required for this must be provided by the towing rail vehicle.
Die Lokomotive LOK setzt ihre Leistung Ploc zum einen in Traktionsleistung Ptraction und zum anderen in eine elektrische Leistung Paux um.
Die Traktionsleistung Ptraction dient zum Abschleppen des Schienenfahrzeugs SFZ, während die elektrische Leistung Paux für den Betrieb der Hilfsbetriebe-Einrichtungen des Schienenfahrzeugs SFZ vorgesehen ist.The locomotive LOK converts its power P loc into traction power P traction on the one hand and electrical power P aux on the other.
The traction power P traction is used to tow the rail vehicle SFZ, while the electrical power P aux is provided for operating the auxiliary systems of the rail vehicle SFZ.
Die elektrische Leistung Paux gelangt von der schleppenden Lokomotive LOK über eine Kupplung KUP zum abgeschleppten Schienenfahrzeug SFZ, wobei die Kupplung KUP zu diesem Zweck über eine elektrische Übertragungsleitung ÜL verfügt.The electrical power P aux passes from the towing locomotive LOK via a coupling KUP to the towed rail vehicle SFZ, with the coupling KUP having an electric transmission line UL for this purpose.
Der Leitungsquerschnitt der Übertragungsleitung ÜL ist oft zu gering, um energieintensive Hilfsbetriebe (z.B. eine Klimaanlage) des abgeschleppten Schienenfahrzeugs SFZ mit ausreichender Leistung zu versorgen.The cable cross section of the transmission line ÜL is often too small to supply energy-intensive auxiliary systems (e.g. an air conditioning system) of the towed rail vehicle SFZ with sufficient power.
Um beispielsweise den Komfort von Passagieren im abgeschleppten Triebzug SFZ weiterhin zu gewährleisten, müssten sowohl die Lokomotive LOK als schleppendes Schienenfahrzeug als auch das abgeschleppte Schienenfahrzeug SFZ über eine teure bzw. technisch aufwendige Spezialkupplung verfügen, die zur Übertragung hoher Leistungen ausgebildet ist.For example, to continue to ensure the comfort of passengers in the towed multiple unit SFZ, both the locomotive LOK as the towing rail vehicle and the towed rail vehicle SFZ would have to have an expensive or technically complex special coupling that is designed to transmit high power.
Alternativ dazu könnten Lokomotive LOK und Schienenfahrzeug SFZ über eine separate Leitung mit großem Leitungsquerschnitt miteinander verbunden werden, um die benötigte hohe elektrische Leistung zu übertragen.As an alternative to this, the locomotive LOK and rail vehicle SFZ could be connected to one another via a separate cable with a large cable cross-section in order to transmit the high electrical power required.
Eine andere Lösung wäre, energieintensive Hilfsbetriebe, wie Klimaanlagen, beim Abschleppvorgang im abgeschleppten Schienenfahrzeug SFZ abzuschalten oder deren Leistungsverbrauch zumindest zu reduzieren.Another solution would be to switch off energy-intensive auxiliary systems, such as air conditioning systems, during the towing process in the towed rail vehicle SFZ, or at least to reduce their power consumption.
Diese Maßnahme wäre mit Komfort-Einbußen für Passagiere und Personal des Schienenfahrzeugs SFZ verbunden und bei niedrigen Wintertemperaturen bzw. bei hohen Sommertemperaturen ggf. nicht durchführbar.This measure would be associated with a loss of comfort for passengers and staff of the rail vehicle SFZ and might not be feasible in the case of low winter temperatures or high summer temperatures.
Somit ist es nur mit hohem Zusatzaufwand möglich, einen elektrifizierten Triebzug mit Hilfe einer Diesellokomotive fahrplanmäßig durch eine nicht-elektrifizierte Teilstrecke zu schleppen.It is therefore only possible to tow an electrified multiple unit through a non-electrified section of the route according to the timetable with the help of a diesel locomotive, with a great deal of additional effort.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine zugehörige Anordnung zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines zweiten Schienenfahrzeugs, das von einem ersten Schienenfahrzeug bewegt wird, anzugeben.It is therefore the object of the present invention to specify an improved method and an associated arrangement for supplying power to auxiliaries of a second rail vehicle which is moved by a first rail vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous developments are specified in the dependent claims.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines zweiten Schienenfahrzeugs, das von einem ersten Schienenfahrzeug bewegt, insbesondere abgeschleppt, wird.The invention relates to a method for supplying power to auxiliaries of a second rail vehicle that is being moved, in particular towed, by a first rail vehicle.
Das zweite Schienenfahrzeug verfügt über eine sogenannte „elektromotorische Bremsung“, bei der beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs dessen Bewegungsenergie in elektrische Energie bzw. Leistung umgeformt wird. Eine derartig ausgestaltete Bremseinrichtung ist bei Schienenfahrzeugen auch unter dem Begriff „Rekuperationsbremse“ bekannt.The second rail vehicle has what is known as “electric motor braking”, in which when the second rail vehicle brakes, its kinetic energy is converted into electrical energy or power is transformed. A braking device designed in this way is also known in rail vehicles by the term “recuperation brake”.
Während das erste Schienenfahrzeug das zweite Schienenfahrzeug bewegt bzw. schleppt, nimmt das zweite Schienenfahrzeug erfindungsgemäß eine Rekuperationsbremsung vor. Dabei gebildete elektrische Leistung wird dann für Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs verwendet.While the first rail vehicle is moving or towing the second rail vehicle, the second rail vehicle performs regenerative braking according to the invention. Electrical power generated in this way is then used for auxiliary operations of the second rail vehicle.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das erste und das zweite Schienenfahrzeug über eine Kupplung miteinander verbunden, wobei die Kupplung über eine elektrische Verbindungsleitung verfügt.In a preferred development, the first and the second rail vehicle are connected to one another via a coupling, with the coupling having an electrical connecting line.
Über die Kupplung bzw. über deren elektrische Verbindungsleitung wird ein erster Anteil der elektrischen Leistung, die für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs benötigt wird, vom ersten Schienenfahrzeug zum zweiten Schienenfahrzeug übertragen.A first proportion of the electrical power required for the auxiliary operations of the second rail vehicle is transmitted from the first rail vehicle to the second rail vehicle via the coupling or via its electrical connecting line.
Bevorzugt wird dabei das Leistungs-Übertragungsvermögen mit Blick auf den Leitungsquerschnitt der Übertragungsleitung ausgeschöpft.In this case, the power transmission capacity is preferably exhausted with a view to the line cross-section of the transmission line.
Durch die Rekuperationsbremsung des zweiten Schienenfahrzeugs wird dann ein noch fehlender zweiter Anteil der Leistung für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs gebildet, da der über die elektrische Verbindungsleitung übertragene erste Anteil der Leistung im Allgemeinen nicht ausreicht, um alle Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs ausreichend zu versorgen.The recuperation braking of the second rail vehicle then creates a missing second portion of the power for the auxiliary operations of the second rail vehicle, since the first portion of the power transmitted via the electrical connecting line is generally not sufficient to adequately supply all the auxiliary operations of the second rail vehicle.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird bei der Rekuperationsbremsung eine Traktionsanlage des zweiten Schienenfahrzeugs im Betrieb des elektrischen Bremsens gefahren. Eine dabei gebildete Bremsleistung Pbraking wird in Zwischenkreise der Traktionsstromrichter des zweiten Schienenfahrzeugs eingespeist. Von dort stellen Hilfsbetriebeumrichter des zweiten Schienenfahrzeugs über eine Zugsammelschiene die Leistung für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs bereit.In a preferred development, a traction system of the second rail vehicle is operated in the operation of electrical braking during regenerative braking. A braking power P braking formed in this way is fed into intermediate circuits of the traction converters of the second rail vehicle. From there, auxiliary converters of the second rail vehicle provide the power for the auxiliary systems of the second rail vehicle via a train busbar.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine aufwandsarme Leistungsversorgung der Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs.The present invention enables power to be supplied to the auxiliaries of the second rail vehicle with little effort.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, bei der Leistungsversorgung der Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs auf eine Leistungsübertragung vom ersten Schienenfahrzeug zum zweiten Schienenfahrzeug zu verzichten. Damit kann die verwendete Kupplung einfach ausgestaltet sein, es wird keine elektrische Übertragungsleitung mehr benötigt, eine galvanische Kopplung zwischen den beiden Schienenfahrzeugen kann entfallen.The present invention makes it possible to dispense with power transmission from the first rail vehicle to the second rail vehicle when supplying power to the auxiliary systems of the second rail vehicle. In this way, the coupling used can be of a simple design, electrical transmission lines are no longer required, and there is no need for a galvanic coupling between the two rail vehicles.
Alternativ dazu ermöglicht es die vorliegende Erfindung, zur Leistungsversorgung der Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs lediglich eine geringe Leistungsübertragung vom ersten Schienenfahrzeug zum zweiten Schienenfahrzeug zu benötigen. Damit kann die verwendete Kupplung einfach ausgestaltet sein, es wird lediglich eine herkömmliche elektrische Übertragungsleitung mit kleinem Leistungsdurchmesser benötigt.As an alternative to this, the present invention makes it possible to only require a small amount of power transmission from the first rail vehicle to the second rail vehicle in order to supply power to the auxiliary systems of the second rail vehicle. The coupling used can thus be of a simple design, only a conventional electrical transmission line with a small power diameter is required.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, beim Bremsen generierte elektrische Leistung im zweiten Schienenfahrzeug dazu zu verwenden, um dessen Bordnetzbatterien und/oder Traktionsbatterien aufzuladen.The present invention makes it possible to use electrical power generated during braking in the second rail vehicle to charge its on-board batteries and/or traction batteries.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine erste Ausgestaltung der Erfindung, -
2 eine zweite Ausgestaltung der Erfindung und -
3 den in der Einleitung beschriebenen Stand der Technik.
-
1 a first embodiment of the invention, -
2 a second embodiment of the invention and -
3 the prior art described in the introduction.
Ein erstes Schienenfahrzeug LOK bewegt mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug LOK gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug SFZ.A first rail vehicle LOK uses its drive to move a second rail vehicle SFZ coupled to the first rail vehicle LOK.
Hier wird das zweite Schienenfahrzeug SFZ, das ein Triebzug ist, vom ersten Schienenfahrzeug LOK, das eine DieselLokomotive ist, abgeschleppt.Here the second rail vehicle SFZ, which is a multiple unit, is towed by the first rail vehicle LOK, which is a diesel locomotive.
Zu diesem Zweck setzt das erste Schienenfahrzeug LOK ihre Leistung Ploc in eine Traktionsleistung Ptraction um, die zum Abschleppen des Schienenfahrzeugs SFZ dient.For this purpose, the first rail vehicle LOK converts its power P loc into a traction power P traction , which is used to tow the rail vehicle SFZ.
Die beiden Schienenfahrzeuge LOK und SFZ sind über eine Kupplung KUP miteinander verbunden, wobei die Kupplung KUP über eine elektrische Verbindungsleitung ÜL verfügt, die die beiden Schienenfahrzeuge SFZ, LOK auch elektrisch miteinander verbindet.The two rail vehicles LOK and SFZ are connected to one another via a coupling KUP, with the coupling KUP having an electrical connecting line UL which also electrically connects the two rail vehicles SFZ, LOK to one another.
Bei dieser Ausgestaltung wird ein erster Anteil an Leistung Paux.loc für die Hilfsbetriebe HB des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ seitens des ersten Schienenfahrzeugs LOK gebildet und gelangt über die Verbindungsleitung ÜL vom ersten Schienenfahrzeug LOK zum zweiten Schienenfahrzeug SFZ bzw. zu dessen Hilfsbetriebe HB.In this embodiment, a first proportion of power P aux.loc for the auxiliary services HB of the second rail vehicle SFZ is formed by the first rail vehicle LOK and arrives via the connecting line UL from the first rail vehicle LOK to the second rail vehicle SFZ or to its auxiliary services HB.
Das zweite Schienenfahrzeug SFZ führt während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durch, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ elektrische Leistung Pbraking zu bilden.During its movement, the second rail vehicle SFZ performs electromotive braking in order to generate electrical power P braking when the second rail vehicle SFZ brakes.
Die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung Pbraking wird als zweiter Anteil der Leistung Paux an Hilfsbetriebe HB des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ übertragen, um deren Betrieb zu ermöglichen.The electrical power P braking formed during braking is transmitted as a second portion of the power P aux to auxiliary operations HB of the second rail vehicle SFZ in order to enable their operation.
Ein erstes Schienenfahrzeug LOK bewegt mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug LOK gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug SFZ.A first rail vehicle LOK uses its drive to move a second rail vehicle SFZ coupled to the first rail vehicle LOK.
Hier wird das zweite Schienenfahrzeug SFZ, das ein Triebzug ist, vom ersten Schienenfahrzeug LOK, das eine DieselLokomotive ist, abgeschleppt.Here the second rail vehicle SFZ, which is a multiple unit, is towed by the first rail vehicle LOK, which is a diesel locomotive.
Zu diesem Zweck setzt das erste Schienenfahrzeug LOK ihre Leistung Ploc in eine Traktionsleistung Ptraction um, die zum Abschleppen des Schienenfahrzeugs SFZ dient.For this purpose, the first rail vehicle LOK converts its power P loc into a traction power P traction , which is used to tow the rail vehicle SFZ.
Das zweite Schienenfahrzeug SFZ führt während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durch, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ elektrische Leistung Pbraking zu bilden. Die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung Pbra-king wird als Leistung Paux an Hilfsbetriebe HB des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ übertragen, um deren Betrieb zu ermöglichen.During its movement, the second rail vehicle SFZ performs electromotive braking in order to generate electrical power P braking when the second rail vehicle SFZ brakes. The electrical power P bra-king formed during braking is transmitted as power P aux to auxiliary systems HB of the second rail vehicle SFZ in order to enable their operation.
Die beiden Schienenfahrzeuge LOK und SFZ sind über eine Kupplung KUP miteinander verbunden, die hier über keine elektrische Verbindungsleitung verfügt.The two rail vehicles LOK and SFZ are connected to each other via a KUP coupling, which does not have an electrical connection line here.
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