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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebssteuervorrichtung, die an bzw. in einem Eisenbahnfahrzeug zu installieren ist, und ein Antriebssteuerverfahren.
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Hintergrund
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In einem Eisenbahnfahrzeug, das für einen elektrischen Triebwagen verwendet wird, wird eine Energie bzw. Leistung, die durch ein Verwenden eines regenerativen Bremsens zu einer Zeit einer Verzögerung erhalten wird, herkömmlicherweise an eine Kontaktoberleitung („overhead contact line“) zurückgegeben. In einem System, das den Betrieb einer Vielzahl von elektrischen Triebwägen steuert, wird eine Energie bzw. Leistung, die an eine Kontaktoberleitung zurückgegeben wird, durch andere elektrische Triebwägen verwendet, die sich in der Nähe befinden, und dadurch ist es möglich, einen Energieverbrauch im Gesamtsystem zu verringern. Tritt in einem Fall, wo es keinen anderen elektrischen Triebwagen um den elektrischen Triebwagen, der das regenerative Bremsen verwendet, herum gibt, tritt eine Regenerationsauslöschung ein, selbst wenn die Energie an die Kontaktoberleitung zurückgegeben wird. Um die Regenerationsauslöschung zu vermeiden, offenbart die Patentliteratur 1 ein Verfahren, bei dem, von einer durch ein regeneratives Bremsen erzeugten Energie, eine Überschussenergie, die nicht in anderen elektrischen Triebwägen benutzt werden kann, durch einen Bremswiderstand verbraucht wird, der in einer Bremszerhackerschaltung („brake chopper circuit“) umfasst ist.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung mit Nr.
2018-126039 -
Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Wenn eine Energie bzw. Leistung von einer Kontaktoberleitung an einen elektrischen Triebwagen gespeist wird, gibt es eine Wechselstromleistung und eine Gleichstromleistung. In einem Fall, wo eine Gleichstromleistung von einer Kontaktoberleitung gespeist wird, wird eine Route allgemein mit einer Spannung einer Kontaktoberleitung mit einer positiven Polarität betrieben, aber es gibt in einigen Fällen eine Route, die mit einer Spannung der Kontaktoberleitung mit einer negativen Polarität betrieben wird. In Fällen, wo die Polaritäten der Kontaktoberleitungen verschieden zueinander sind, d.h. in einem Fall, wo die Polarität der Kontaktoberleitung positiv ist, und in einem Fall, wo die Polarität der Kontaktoberleitung negativ ist, sind Potentiale, die an elektrische Triebwägen angelegt werden, entgegengesetzt und Ströme fließen in entgegengesetzten Richtungen durch die elektrischen Triebwägen. Deshalb hat eine Vorrichtung mit einer Schaltungskonfiguration, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, sowohl mit einem Fall, wo eine Polarität der Kontaktoberleitung positiv ist, als auch mit einem Fall klar zu kommen, wo die Polarität der Kontaktoberleitung negativ ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben Gesagten getätigt, und deren Aufgabe ist es, eine Antriebssteuervorrichtung vorzusehen, die zum Empfangen einer Einspeisung einer Gleichstromenergie von Energieversorgungsleitungen fähig ist, deren Spannungen unterschiedliche Polaritäten aufweisen.
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Lösung des Problems
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Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erzielen, umfasst eine Antriebssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: einen ersten Leiter bzw. Draht („wire“), der mit einem Stromleiter, an welchen eine Gleichstromenergie von einer Energieversorgungsleitung gespeist wird, oder mit einem Erdleiter verbindbar ist, der mit einem Referenzpotential verbunden ist; einen zweiten Leiter, der mit dem Stromleiter oder dem Erdleiter verbindbar ist, wobei der zweite Leiter mit dem Erdleiter in einem Fall verbunden ist, wo der erste Leiter mit dem Stromleiter verbunden ist, und mit dem Stromleiter in einem Fall verbunden ist, wo der erste Leiter mit dem Erdleiter verbunden ist; und eine Bremszerhackerschaltung, in welcher ein erstes Schaltelement, mit dem eine erste Diode, die eine Freilaufdiode ist, parallel verbunden ist, und ein zweites Schaltelement, mit dem eine zweite Diode, die eine Freilaufdiode ist, parallel verbunden ist, seriell verbunden sind, wobei in der Bremszerhackerschaltung ein Ende des ersten Schaltelements mit dem ersten Leiter verbunden ist, ein anderes Ende des ersten Schaltelements mit einem anderen Ende des zweiten Schaltelements bei einem Verbindungspunkt verbunden ist, ein anderes Ende des zweiten Schaltelements mit dem zweiten Leiter verbunden ist und der Verbindungspunkt mit dem ersten Leiter oder dem zweiten Leiter über einen Bremswiderstand verbunden ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt die Antriebssteuervorrichtung eine Wirkung, die es ermöglicht, eine Einspeisung einer Gleichstromenergie von Energieversorgungsleitungen zu empfangen, deren Spannungen unterschiedliche Polaritäten aufweisen.
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Figurenliste
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- 1 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung mit einer Kontaktoberleitung verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit positiver Polarität einspeist.
- 2 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung mit der Kontaktoberleitung verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit negativer Polarität einspeist.
- 3 stellt ein Flussdiagramm dar, das eine Betriebsweise einer Steuereinheit veranschaulicht, die in der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ist.
- 4 stellt ein Diagramm dar, das ein Beispiel veranschaulicht, in welchem eine Verarbeitungsschaltung, die in der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ist, mit einem Prozessor und einem Speicher eingerichtet ist.
- 5 stellt ein Diagramm dar, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem die Verarbeitungsschaltung, die in der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ist, mit einer zweckgebundenen Hardware eingerichtet ist.
- 6 stellt ein Diagramm dar, das eine erste Modifikation der Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung mit der Kontaktoberleitung verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit positiver Polarität einspeist.
- 7 stellt ein Diagramm dar, das eine zweite Modifikation der Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung mit der Kontaktoberleitung verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit positiver Polarität einspeist.
- 8 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung mit der Kontaktoberleitung verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit positiver Polarität einspeist.
- 9 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration der Antriebssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung mit der Kontaktoberleitung verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit negativer Polarität einspeist.
- 10 stellt ein Flussdiagramm dar, das eine Betriebsweise einer Steuereinheit veranschaulicht, die in der Antriebssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst ist.
- 11 stellt ein Flussdiagramm dar, das eine Betriebsweise der Steuereinheit veranschaulicht, die in der Antriebssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform umfasst ist.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend wird eine Antriebssteuervorrichtung und ein Antriebssteuerverfahren gemäß jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt.
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Erste Ausführungsform.
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1 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration einer Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung 1 mit einer Kontaktoberleitung 2 verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung positiver Polarität einspeist. 1 veranschaulicht, im Wege eines Beispiels, ein Beispiel, bei dem eine Gleichstromenergie mit einer Spannung von +1500 V von der Kontaktoberleitung 2 an die Antriebssteuervorrichtung 1 gespeist wird, die Größe der Spannung aber nicht auf +1500 V beschränkt ist. Die Antriebssteuervorrichtung 1 stellt eine Vorrichtung dar, die an bzw. in einem elektrischen Triebwagen 7 installiert ist und die die Geschwindigkeit des elektrischen Triebwagens 7 steuert. Die Antriebssteuervorrichtung 1 ist mit einem Stromleiter 4, einem Erdleiter 5 und einem Motor 6 verbunden.
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Der Stromleiter 4 wird mit einer Gleichstromenergie von der Kontaktoberleitung 2 über einen Storchenschnabel 3 gespeist. Dies bedeutet, dass die Gleichstromenergie von der Kontaktoberleitung 2 an die Antriebssteuervorrichtung 1 über den Storchenschnabel 3 und den Stromleiter 4 gespeist wird. In der Praxis ist am Stromleiter 4 zwischen dem Storchenschnabel 3 und der Antriebssteuervorrichtung 1 ein Leistungsschalter oder dergleichen vorgesehen, jedoch ist dies eine allgemeine Konfiguration und beeinflusst Eigenschaften der vorliegenden Ausführungsform nicht, und somit wird eine Beschreibung davon weggelassen. Es ist festzustellen, dass in 1 die Kontaktoberleitung 2 als eine Leitung zum Speisen von Energie an den elektrischen Triebwagen 7 verwendet wird, es aber keine Beschränkung darauf gibt, und dass ein System zum Speisen einer Energie an den elektrischen Triebwagen 7 durch eine dritte Schiene verwendet werden könnte. In der folgenden Beschreibung könnten die Kontaktoberleitung 2 und die dritte Schiene kollektiv als eine Energieversorgungsleitung bezeichnet werden.
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Der Erdleiter 5 ist mit einem Referenzpotential verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt das Referenzpotential Masse bzw. Erde dar. Es ist festzustellen, dass in 1 die Masse als „GND“ beschrieben ist. Das Gleiche gilt für den Rest der Zeichnungen.
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Die Antriebssteuervorrichtung 1 wandelt eine Gleichstromenergie, die von dem Stromleiter 4 gespeist wird, in eine dreiphasige Wechselstromenergie und gibt die dreiphasige Wechselstromenergie an den Motor 6 aus.
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Der Motor 6 treibt Räder (nicht veranschaulicht) und dergleichen, die von dem elektrischen Triebwagen 7 umfasst sind, durch eine dreiphasige Wechselstromspannungsausgabe von bzw. aus der Antriebssteuervorrichtung 1 an.
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Eine Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1 wird detailliert beschrieben werden. Die Antriebssteuervorrichtung 1 umfasst einen ersten Leiter 11, einen zweiten Leiter 12, eine Bremszerhackerschaltung 13, eine Leistungsumwandlungseinheit 14, eine Steuereinheit 15, einen Anschluss 16 und einen Anschluss 17. Die Bremszerhackerschaltung 13 umfasst ein erstes Schaltmodul 20a, ein zweites Schaltmodul 20b und ein Bremswiderstandsmodul 23.
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Das erste Schaltmodul 20a umfasst ein erstes Schaltelement 21a und eine erste Diode 22a. Die erste Diode 22a ist eine Freilaufdiode. Im ersten Schaltmodul 20a ist die erste Diode 22a parallel mit dem ersten Schaltelement 21a verbunden. Das erste Schaltelement 21a ist zum Beispiel ein isolierter Bipolar-Gate-Transistor (IGBT). Das erste Schaltmodul 20a könnte mit einem Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor (MOSFET) eingerichtet sein. Da der MOSFET eine parasitäre Diode umfasst, könnte das erste Schaltmodul 20a eine separate erste Diode 22a nicht umfassen, indem die parasitäre Diode des MOSFET als die erste Diode 22a verwendet wird.
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Das zweite Schaltmodul 20b umfasst ein zweites Schaltelement 21b und eine zweite Diode 22b. Die zweite Diode 22b ist eine Freilaufdiode. Im zweiten Schaltmodul 20b ist die zweite Diode 22b parallel mit dem zweiten Schaltelement 21b verbunden. Das zweite Schaltelement 21b ist zum Beispiel ein IGBT. Das zweite Schaltmodul 20b könnte mit einem MOSFET eingerichtet sein. Da der MOSFET eine parasitäre Diode umfasst, könnte das zweite Schaltmodul 20b eine separate zweite Diode 22b nicht umfassen, indem die parasitäre Diode des MOSFET als die zweite Diode 22b verwendet wird.
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Das Bremswiderstandsmodul 23 umfasst einen Bremswiderstand 24 und einen Schalter 25. Der Bremswiderstand 24 ist ein Widerstand zum Verbrauchen einer überschüssigen Energie bzw. Leistung, die nicht in anderen elektrischen Triebwägen verwendet werden kann, die sich in der Nähe befinden (nicht veranschaulicht), wenn eine Energie bzw. Leistung an die Kontaktoberleitung 2 zu einer Zeit eines Verwendens einer regenerativen Bremsung zurückgegeben wird. Der Bremswiderstand 24 könnte ein Widerstand sein, dessen Widerstandswert fixiert ist, oder könnte ein variabler Widerstand sein, dessen Widerstandswert variabel ist. In einem Fall, wo der Bremswiderstand 24 ein variabler Widerstand ist, kann eine verantwortliche Person bei einem Eisenbahnbetreiber, der den elektrischen Triebwagen 7 betreibt, einfach einen Widerstandswert des Bremswiderstands 24 abhängig von einer Spannung der Kontaktoberleitung 2 ändern. Beispiele der verantwortlichen Person bei einem Eisenbahnbetreiber umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, einen Gestalter des elektrischen Triebwagens 7 und eine für eine Wartung des elektrischen Triebwagens 7 verantwortliche Person. In der folgenden Beschreibung wird eine derartige verantwortliche Person bei einem Eisenbahnbetreiber einfach als „Eisenbahnbetreiber“ bezeichnet werden.
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Der Schalter 25 ist ein Schalter, der zum Ändern eines Verbindungsziels des Bremswiderstands 24 fähig ist. Der Schalter 25 umfasst einen ersten Anschluss 25a, einen zweiten Anschluss 25b und einen dritten Anschluss 25c. In der Bremszerhackerschaltung 13 ist ein Ende des Bremswiderstands 24 mit einem Verbindungspunkt 26 verbunden, das andere Ende des Bremswiderstands 24 ist mit dem ersten Anschluss 25a des Schalters 25 verbunden, der zweite Anschluss 25b des Schalters 25 ist mit dem ersten Leiter 11 verbunden und der dritte Anschluss 25c des Schalters 25 ist mit dem zweiten Leiter 12 verbunden. Der Schalter 25 stellt ein Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a auf den zweiten Anschluss 25b oder den dritten Anschluss 25c ein.
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In der Bremszerhackerschaltung 13 sind das erste Schaltmodul 20a und das zweite Schaltmodul 20b seriell verbunden, d.h. das erste Schaltelement 21a und das zweite Schaltelement 21b sind seriell verbunden. In der Bremszerhackerschaltung 13 ist ein Ende des ersten Schaltelements 21a mit dem ersten Leiter 11 verbunden, das andere Ende des ersten Schaltelements 21a ist mit einem Ende des zweiten Schaltelements 21b im Verbindungspunkt 26 verbunden und das andere Ende des zweiten Schaltelements 21b ist mit dem zweiten Leiter 12 verbunden. Außerdem sind der Verbindungspunkt 26 und der erste Leiter 11 oder der zweite Leiter 12 über das Bremswiderstandsmodul 23, d.h. über den Bremswiderstand 24 und den Schalter 25, in der Bremszerhackerschaltung 13 verbunden. In der Bremszerhackerschaltung 13 sind das erste Schaltelement 21a und das zweite Schaltelement 21b seriell verbunden und deshalb kann zum Beispiel eine Komponente eines 2-in-1-Gehäuses, das zwei IGBT-Elemente umfasst, verwendet werden.
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Wie in 1 veranschaulicht, ist in einem Fall, wo die Polarität der Gleichstromenergie positiv ist, in der Antriebssteuervorrichtung 1 der Stromleiter 4 mit dem ersten Leiter 11 über den Anschluss 16 verbunden, der Erdleiter 5 ist mit dem zweiten Leiter 12 über den Anschluss 17 verbunden, und der erste Anschluss 25a und der dritte Anschluss 25c sind beim Schalter 25 verbunden.
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Die Steuereinheit 15 steuert Betriebsweisen der Bremszerhackerschaltung 13 und der Leistungsumwandlungseinheit 14. Insbesondere macht die Steuereinheit 15 in einem Fall, wo die Polarität der Gleichstromenergie positiv ist, das zweite Schaltelement 21b normalerweise aus und steuert einen Zerhackerbetrieb, d.h. ein Einschalten und Ausschalten, des ersten Schaltelements 21a.
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In einem Fall, wo die Polarität der Gleichstromenergie positiv ist und die Antriebssteuervorrichtung 1 sich in dem Verbindungszustand befindet, wie in 1 veranschaulicht, wird in der Bremszerhackerschaltung 13 die zweite Diode 22b des zweiten Schaltmoduls 20b zu einer Freilaufdiode und das erste Schaltelement 21a des ersten Schaltmoduls 20a wird unter der Steuerung der Steuereinheit 15 eingeschaltet und ausgeschaltet. Im Ergebnis steuert die Bremszerhackerschaltung 13 eine Spannung einer Gleichstromenergie, die an die Leistungsumwandlungseinheit 14 auszugeben ist, und steuert eine Spannung einer Gleichstromenergie, die an die Kontaktoberleitung 2 zurückzugeben ist, wenn die regenerative Bremsung verwendet wird.
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Die Leistungsumwandlungseinheit 14 wandelt die Gleichstromenergie, die von der Bremszerhackerschaltung 13 ausgegeben wird, in eine dreiphasige Wechselstromenergie bzw. Wechselstromleistung und gibt die dreiphasige Wechselstromenergie an den Motor 6 unter der Steuerung der Steuereinheit 15 aus. Wenn die regenerative Bremsung verwendet wird, wandelt die Leistungsumwandlungseinheit 14 die dreiphasige Wechselstromenergie, die durch den Motor 6 erzeugt wird, in eine Gleichstromenergie und gibt die Gleichstromenergie an die Bremszerhackerschaltung 13 unter der Steuerung der Steuereinheit 15 aus.
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Hier kann die Antriebssteuervorrichtung 1 selbst in einem Fall, wo die Polarität der Gleichstromenergie negativ ist, in dem elektrischen Triebwagen 7 verwendet werden, indem ein Verbindungszustand benutzt wird, der sich von jenem der 1 unterscheidet. 2 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung 1 mit der Kontaktoberleitung 2 verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung einer negativen Polarität speist. 2 veranschaulicht, im Wege eines Beispiels, ein Beispiel, bei dem eine Gleichstromenergie mit einer Spannung von -1500 V von der Kontaktoberleitung 2 an die Antriebssteuervorrichtung 1 gespeist wird, die Größe der Spannung aber nicht auf -1500 V begrenzt ist. Die Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1, die in 2 veranschaulicht, ist gleichartig zu der Konfiguration der in 1 veranschaulichten Antriebssteuervorrichtung 1. Ein Verbindungsziel des Stromleiters 4, ein Verbindungsziel des Erdleiters 5 und ein Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a beim Schalter 25 in der in 2 veranschaulichten Antriebssteuervorrichtung 1 unterscheiden sich von jenen in der Antriebssteuervorrichtung 1, die in 1 veranschaulicht ist.
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Wie in 2 veranschaulicht, ist in einem Fall, wo die in Polarität der Gleichstromenergie negativ ist, der Stromleiter 4 in der Antriebssteuervorrichtung 1 mit dem zweiten Leiter 12 über den Anschluss 17 verbunden, der Erdleiter 5 ist mit dem ersten Leiter 11 über den Anschluss 16 verbunden, und der erste Anschluss 25a und der zweite Anschluss 25b sind beim Schalter 25 verbunden.
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Die Steuereinheit 15 steuert Betriebsweisen der Bremszerhackerschaltung 13 und der Leistungsumwandlungseinheit 14. Insbesondere in einem Fall, wo die Polarität der Gleichstromenergie negativ ist, macht die Steuereinheit 15 normalerweise das erste Schaltelement 21a aus, und steuert einen Zerhackerbetrieb, d.h. schaltet ein und schaltet aus, des zweiten Schaltelements 21b.
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In einem Fall, wo die Polarität der Gleichstromenergie negativ ist und die Antriebssteuervorrichtung 1 sich in dem Verbindungszustand befindet, wie in 2 veranschaulicht, wird in der Bremszerhackerschaltung 13 die erste Diode 22a des ersten Schaltmoduls 20a zu einer Freilaufdiode und das zweite Schaltelement 21b des zweiten Schaltmoduls 20b wird unter der Steuerung der Steuereinheit 15 ein- und ausgeschaltet. Im Ergebnis steuert die Bremszerhackerschaltung 13 eine Spannung einer Gleichstromenergie, die an die Leistungsumwandlungseinheit 14 auszugeben ist, und steuert eine Spannung einer Gleichstromenergie, die an die Kontaktoberleitung 2 zurückzugeben ist, wenn die regenerative Bremsung verwendet wird.
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Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, ist der erste Leiter 11 mit dem Stromleiter 4 oder dem Erdleiter 5 über den Anschluss 16 verbindbar. Auf ähnliche Weise ist der zweite Leiter 12 mit dem Stromleiter 4 oder dem Erdleiter 5 über den Anschluss 17 verbindbar. Jedoch ist der erste Leiter 11 mit dem Erdleiter 5 über den Anschluss 16 in einem Fall verbunden, wo der zweite Leiter 12 mit dem Stromleiter 4 über den Anschluss 17 verbunden ist, und ist mit dem Stromleiter 4 über den Anschluss 16 in einem Fall verbunden, wo der zweite Leiter 12 mit dem Erdleiter 5 über den Anschluss 17 verbunden ist. Auf ähnliche Weise ist der zweite Leiter 12 mit dem Erdleiter 5 über den Anschluss 17 in einem Fall verbunden, wo der erste Leiter 11 mit dem Stromleiter 4 über den Anschluss 16 verbunden ist, und ist mit dem Stromleiter 4 über den Anschluss 17 in einem Fall verbunden, wo der erste Leiter 11 mit dem Erdleiter 5 über den Anschluss 16 verbunden ist. Die Anschlüsse 16 und 17 sind zum Beispiel Stecker, die mit dem Stromleiter 4 oder dem Erdleiter 5 verbindbar sind. Ein Abschnitt sowohl in dem Stromleiter 4 als auch in dem Erdleiter 5, der mit dem Anschluss 16 oder dem Anschluss 17 zu verbinden ist, ist ebenfalls ein Stecker mit einer Form, die der Form des Steckers des Anschlusses 16 oder des Anschlusses 17 entspricht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, zwischen positiv und negativ während des Betriebs des elektrischen Triebwagens 7 umgeschaltet wird. Dies bedeutet, dass der elektrische Triebwagen 7 nicht kontinuierlich von einer Route, bei der die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 eingespeisten Gleichstromenergie positiv ist, zu einer Route fährt, bei der die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist. Deshalb kann der Eisenbahnbetreiber ein Verbindungsziel des Stromleiters 4, ein Verbindungsziel des Erdleiters 5 und ein Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 abhängig von einer Route schalten, auf welcher der elektrische Triebwagen 7 betrieben wird. Außerdem gibt der Eisenbahnbetreiber in die Steuereinheit 15 eine Information über die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie oder eine Information über das Verbindungsziel des Stromleiters 4, das Verbindungsziel des Erdleiters 5 und das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 ein. Im Ergebnis kann die Steuereinheit 15 normalerweise das erste Schaltelement 21a oder das zweite Schaltelement 21b ausmachen und ein Einschalten und Ausschalten des anderen steuern.
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Der Eisenbahnbetreiber schaltet das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 derart um, dass das andere Ende des Bremswiderstands 24, über den Schalter 25, mit einem Leiter verbunden ist, mit der der Erdleiter 5 ungeachtet der Polarität der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie verbunden ist. Dies bedeutet, dass in einem Fall, wo die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, positiv ist, der Erdleiter 5 mit dem zweiten Leiter 12 über den Anschluss 17 verbunden ist, so dass der Eisenbahnbetreiber das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf den dritten Anschluss 25c einstellt, der mit dem zweiten Leiter 12 verbunden ist. Außerdem ist in einem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist, der Erdleiter 5 mit dem ersten Leiter 11 über den Anschluss 16 verbunden, so dass der Eisenbahnbetreiber das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf den zweiten Anschluss 25b einstellt, der mit dem ersten Leiter 11 verbunden ist. In der Antriebssteuervorrichtung 1 treibt die Steuereinheit 15 lediglich ein Schaltelement an, das mit einer Leitung mit einem größeren Absolutwert eines Potentials verbunden ist, und macht ein Schaltelement, das mit einem Leiter mit einem kleineren Absolutwert des Potentials verbunden ist, d.h. einen Leiter, der mit dem Erdleiter 5 verbunden ist, normalerweise aus.
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Im Ergebnis kann die Antriebssteuervorrichtung 1 immer eine Freilaufdiode, die eine Diode ist, die parallel mit einem normalerweise ausschaltenden Element verbunden ist, mit der Erde bzw. Masse verbinden, die ein Referenzpotential ist. Außerdem kann die Antriebssteuervorrichtung 1 den Bremswiderstand 24 mit einem Leiter, mit dem der Erdleiter 5 verbunden ist, d.h. mit Erde, die das Referenzpotential darstellt, nicht über ein Schaltelement verbinden, das gesteuert wird, eingeschaltet und ausgeschaltet zu werden. In der Antriebssteuervorrichtung 1 könnte, falls der Bremswiderstand 24 mit einem Leiter, mit dem der Stromleiter 4 verbunden ist, d.h. der Leiter mit einem größeren Absolutwert des Potentials, nicht über das Schaltelement verbunden ist, das gesteuert wird, eingeschaltet und ausgeschaltet zu werden, ein Lichtbogen aufgrund einer Isolationsverschlechterung des Bremswiderstands 24, eines Widerstandsfehlers oder dergleichen auftreten. Deshalb ist in der Antriebssteuervorrichtung 1 der Bremswiderstand 24 vorzugsweise mit dem Leiter mit einem kleineren Absolutwert des Potentials verbunden, d.h. mit Erde, die das Referenzpotential darstellt.
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3 stellt ein Flussdiagramm dar, das einen Betrieb bzw. eine Betriebsweise der Steuereinheit 15 veranschaulicht, die in der Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ist. Falls die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie auf Basis der Information, die durch den Eisenbahnbetreiber eingegeben wird (Schritt S1: Ja), positiv ist, führt die Steuereinheit 15 eine Steuerung zum Ein- und Ausschalten des ersten Schaltelements 21a und zum normalerweise Ausmachen des zweiten Schaltelements 21b durch (Schritt S2). Falls die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, auf Basis der Information, die durch den Eisenbahnbetreiber eingegeben wird (Schritt S1: Nein), negativ ist, führt die Steuereinheit 15 eine Steuerung zum Ein- und Ausschalten des zweiten Schaltelements 21b und zum normalerweise Ausmachen des ersten Schaltelements 21a durch (Schritt S3).
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Als Nächstes wird eine Hardware-Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1 beschrieben werden. In der Antriebssteuervorrichtung 1 weist die Bremszerhackerschaltung 13 die Schaltungskonfiguration auf, wie oben beschrieben. Die Leistungsumwandlungseinheit 14 ist eine Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsschaltung, die drei Beine bzw. Schenkel umfasst, wobei in jedem zwei Schaltelemente, wie zum Beispiel MOSFETs (nicht veranschaulicht), seriell verbunden sind. Die Steuereinheit 15 wird durch eine Verarbeitungsschaltung realisiert. Die Verarbeitungsschaltung könnte ein Prozessor, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt, und der Speicher sein oder könnte eine zweckgebundene Hardware sein.
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4 stellt ein Diagramm dar, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem Verarbeitungsschaltung, die in der Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ist, mit einem Prozessor und einem Speicher eingerichtet ist. Wenn die Verarbeitungsschaltung mit einem Prozessor 91 und einem Speicher 92 eingerichtet ist, werden Funktionen der Verarbeitungsschaltung der Antriebssteuervorrichtung 1 durch Software, Firmware oder eine Kombination von Software und Firmware realisiert. Die Software oder die Firmware ist als ein Programm geschrieben und in dem Speicher 92 gespeichert. In der Verarbeitungsschaltung liest der Prozessor 91 das in dem Speicher 92 gespeicherte Programm und führt es aus, wodurch die Funktionen realisiert werden. Dies bedeutet, dass die Verarbeitungsschaltung den Speicher 92 zum Speichern von Programmen umfasst, mit denen im Ergebnis ein Prozess bzw. ein Vorgang der Antriebssteuervorrichtung 1 ausgeführt wird. Es kann auch gesagt werden, dass diese Programme einen Computer dazu veranlassen, Prozeduren und Verfahren der Antriebssteuervorrichtung 1 auszuführen.
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Hier könnte der Prozessor 91 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Verarbeitungsvorrichtung, eine arithmetische Vorrichtung, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder dergleichen sein. Der Speicher 92 entspricht zum Beispiel einem nicht flüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie zum Beispiel einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM), einem Flash-Speicher, einem löschbar programmierbaren ROM (EPROM) oder einem elektrischen EPROM (EEPROM (eingetragenes Warenzeichen)), einer Magnetscheibe, einer Diskette, einer optischen Scheibe, einer Compactdisk, einer Minidisk oder einer DVD.
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5 stellt ein Diagramm dar, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem die Verarbeitungsschaltung, die in der Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform umfasst ist, mit einer zweckgebundenen Hardware eingerichtet ist. Wenn die Verarbeitungsschaltung mit einer zweckgebundenen Hardware eingerichtet ist, entspricht die Verarbeitungsschaltung 93, die in 5 veranschaulicht ist, zum Beispiel einer einzelnen Schaltung, einer Verbundschaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifisch integrierten Schaltung (ASIC), einem anwenderprogrammierbaren Gate-Anordnung (FPGA) oder einer Kombination davon. Funktionen der Antriebssteuervorrichtung 1 könnten separat durch die Verarbeitungsschaltung 93 realisiert werden, oder die Funktionen könnten kollektiv durch die Verarbeitungsschaltung 93 realisiert werden.
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Ein Teil der Funktionen der Antriebssteuervorrichtung 1 könnte durch eine zweckgebundene Hardware realisiert werden und ein anderer Teil davon könnte durch Software oder Firmware realisiert werden. Somit kann die Verarbeitungsschaltung jede der oben beschriebenen Funktionen durch eine zweckgebundene Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination davon realisieren.
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Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Antriebssteuervorrichtung 1 sowohl in Fällen, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie sowohl positiv oder auch negativ ist, verwendet werden, indem die Verbindungsziele des Stromleiters 4 und des Erdleiters 5 geschaltet werden und indem das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 abhängig von der Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie geschaltet wird. Dies bedeutet, dass die Antriebssteuervorrichtung 1 die eingespeiste Gleichstromenergie von den Kontaktoberleitungen 2 empfangen kann, deren Spannungen unterschiedliche Polaritäten aufweisen.
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Die Antriebssteuervorrichtung 1 könnte das Verbindungsziel des Bremswiderstands 24 durch zwei Schalter anstatt des Schalters 25 in der Bremszerhackerschaltung 13 schalten bzw. umschalten. 6 stellt ein Diagramm dar, das eine erste Modifikation der Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung 1 mit der Kontaktoberleitung 2 verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit einer positiven Polarität speist. Die Antriebssteuervorrichtung 1 umfasst Schalter 27 und 28 anstatt des Schalters 25. Der Eisenbahnbetreiber schaltet abhängig von einer Route, auf der der elektrische Triebwagen 7 betrieben wird, den Schalter 27 oder 28 ein und schaltet den anderen davon aus. 6 veranschaulicht einen Fall, wo der Eisenbahnbetreiber den Schalter 27 einschaltet, den Schalter 28 ausschaltet und das andere Ende des Bremswiderstands 24 mit dem zweiten Leiter 12 verbindet. In dem Fall, wo die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, negativ ist, schaltet der Eisenbahnbetreiber den Schalter 27 aus, schaltet den Schalter 28 ein und verbindet das andere Ende des Bremswiderstands 24 mit dem ersten Leiter 11. Die Schalter 27 und 28 könnten Schalter sein, die in Verbindung miteinander betrieben werden, so dass, wenn einer eingeschaltet ist, der andere ausgeschaltet ist. Die Antriebssteuervorrichtung 1 könnte das Verbindungsziel des Bremswiderstands 24 durch drei oder mehr Schalter in der Bremszerhackerschaltung 13 schalten. Wie oben beschrieben, könnte die Anzahl der Schalter zum Schalten des Verbindungsziels des Bremswiderstands 24 eins sein, oder sie könnte zwei oder mehr, d.h. ein Mehrfaches, sein.
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Die Antriebssteuervorrichtung 1 könnte derart eingerichtet sein, dass der Bremswiderstand 24 der Bremszerhackerschaltung 13 extern angebracht sein kann. 7 stellt ein Diagramm dar, das eine zweite Modifikation der Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung 1 mit der Kontaktoberleitung 2 verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit einer positiven Polarität speist. Bei der in 7 veranschaulichten Konfiguration kann der Eisenbahnbetreiber einen Widerstandswert des Bremswiderstands 24 für jeden elektrischen Triebwagen 7 abhängig von einer Route ändern, auf welcher der elektrische Triebwagen 7 betrieben wird, zum Beispiel die Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie. In einem Fall der Konfiguration, bei der der Bremswiderstand 24 extern angebracht sein kann, kann die Bremszerhackerschaltung 13 derart eingerichtet sein, dass ein Ende des Bremswiderstands 24 mit dem Verbindungspunkt 26 verbunden ist und das andere Ende des Bremswiderstands 24 direkt mit dem ersten Leiter 11 oder dem zweiten Leiter 12 verbunden ist, ohne den Schalter 25 vorzusehen. Auch in diesem Fall kann der Eisenbahnbetreiber, der den elektrischen Triebwagen 7 betreibt, einfach einen Widerstandswert des Bremswiderstands 24 abhängig von der Spannung der Gleichstromenergie ändern, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird. 7 veranschaulicht einen Fall, wo das andere Ende des Bremswiderstands 24 direkt mit dem zweiten Leiter 12 verbunden ist. In dem Fall, wo die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, negativ ist, verbindet der Eisenbahnbetreiber das andere Ende des Bremswiderstands 24 direkt mit dem ersten Leiter 11.
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Zweite Ausführungsform.
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Bei der ersten Ausführungsform schaltet der Eisenbahnbetreiber das Verbindungsziel des Stromleiters 4, das Verbindungsziel des Erdleiters 5 und das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 in der Antriebssteuervorrichtung 1 abhängig von der Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird. Außerdem gibt der Eisenbahnbetreiber in die Steuereinheit 15 eine Information über die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, oder eine Information über jedes der Verbindungsziele ein. In diesem Fall gibt es keine Bedenken hinsichtlich einer fehlerhaften Eingabe, eines Weglassens einer Eingabe oder dergleichen in die Steuereinheit 15 durch den Eisenbahnbetreiber. Bei einer zweiten Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit, ob jedes der Verbindungsziele für die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie geeignet ist.
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8 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration einer Antriebssteuervorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung 1a mit der Kontaktoberleitung 2 verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung einer positiven Polarität speist. 9 stellt ein Diagramm dar, das eine Beispielkonfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform und Beispielverbindungen in einem Fall veranschaulicht, wo die Antriebssteuervorrichtung 1a mit der Kontaktoberleitung 2 verbunden ist, die eine Gleichstromenergie mit einer Spannung mit einer negativen Polarität speist. Die Antriebssteuervorrichtung 1a stellt eine Vorrichtung dar, die an einem elektrischen Triebwagen 7a installiert ist und die die Geschwindigkeit des elektrischen Triebwagens 7a steuert. Die Antriebssteuervorrichtung 1a wird erhalten, indem die Steuereinheit 15 mit einer Steuereinheit 15a ersetzt wird und indem ein erster Sensor 18 und ein zweiter Sensor 19 in Bezug auf die in 1 veranschaulichte Antriebssteuervorrichtung 1 hinzugefügt werden.
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Wie oben beschrieben, ist der erste Leiter 11 mit dem Stromleiter 4 oder dem Erdleiter 5 über den Anschluss 16 verbunden, jedoch ist abhängig von einem zu verbindenden Leiter eine Potentialdifferenz zwischen einem Potential, das an dem ersten Leiter 11 anliegt, und einem Potential, das an dem zweiten Leiter 12 anliegt, invertiert, und eine Richtung eines durch den ersten Leiter 11 fließenden Stroms ist invertiert. Deshalb erfasst der erste Sensor 18 das an dem ersten Leiter 11 anliegende Potential und/oder den Strom, der durch den ersten Leiter 11 fließt. Der erste Sensor 18 gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuereinheit 15a als erstes Erfassungsergebnis aus.
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Auf ähnliche Weise, wie oben beschrieben, ist der zweite Leiter 12 mit dem Stromleiter 4 oder dem Erdleiter 5 über den Anschluss 17 verbunden, jedoch ist abhängig von einem zu verbindenden Leiter eine Potentialdifferenz zwischen einem Potential, das an dem zweiten Leiter 12 anliegt, und einem Potential, das an dem ersten Leiter 11 anliegt, invertiert bzw. umgekehrt, und eine Richtung eines Stroms, der durch den zweiten Leiter 12 fließt, ist invertiert. Deshalb erfasst der zweite Sensor 19 das an dem zweiten Leiter 12 anliegende Potential und/oder den Strom, der durch den zweiten Leiter 12 fließt. Der zweite Sensor 19 gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuereinheit 15a als ein zweites Erfassungsergebnis aus.
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In einem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie positiv ist, ist der Stromleiter 4 mit dem ersten Leiter 11 verbunden und der Erdleiter 5 ist mit dem zweiten Leiter 12 verbunden, wobei ein durch den ersten Sensor 18 erfasstes Potential größer als ein durch den zweiten Sensor 19 erfasstes Potential ist. Das durch den zweiten Sensor 19 erfasste Potential ist ein Referenzpotential. Außerdem ist eine Richtung eines Stroms, der durch den ersten Sensor 18 erfasst wird, eine Richtung von außerhalb nach innerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a, und eine Richtung eines Stroms, der durch den zweiten Sensor 19 erfasst wird, ist eine Richtung von innerhalb nach außerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a. Andererseits ist in einem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie positiv ist, der Erdleiter 5 mit dem ersten Leiter 11 verbunden und der Stromleiter 4 ist mit dem zweiten Leiter 12 verbunden, wobei ein durch den zweiten Sensor 19 erfasstes Potential größer als ein durch den ersten Sensor 18 erfasstes Potential ist. Das durch den ersten Sensor 18 erfasste Potential ist ein Referenzpotential. Außerdem ist eine Richtung eines durch den zweiten Sensor 19 erfassten Stroms eine Richtung von außerhalb nach innerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a und eine Richtung eines Stroms, der durch den ersten Sensor 18 erfasst wird, ist eine Richtung von innerhalb nach außerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a.
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In einem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist, ist der Erdleiter 5 mit dem ersten Leiter 11 verbunden und der Stromleiter 4 ist mit dem zweiten Leiter 12 verbunden, wobei ein durch den ersten Sensor 18 erfasstes Potential größer als ein durch den zweiten Sensor 19 erfasstes Potential ist. Das durch den ersten Sensor 18 erfasste Potential ist ein Referenzpotential. Außerdem ist eine Richtung eines Stroms, der durch den ersten Sensor 18 erfasst wird, eine Richtung von außerhalb nach innerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a und eine Richtung eines Stroms, der durch den zweiten Sensor 19 erfasst wird, ist eine Richtung von innerhalb nach außerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a. Andererseits ist in einem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist, der Stromleiter 4 mit dem ersten Leiter 11 verbunden und der Erdleiter 5 ist mit der zweiten Leiter 12 verbunden, wobei ein durch den zweiten Sensor 19 erfasstes Potential größer als ein durch den ersten Sensor 18 erfasstes Potential ist. Das durch den zweiten Sensor 19 erfasste Potential ist ein Referenzpotential. Außerdem ist eine Richtung eines Stroms, der durch den zweiten Sensor 19 erfasst wird, eine Richtung von außerhalb nach innerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a und eine Richtung eines Stroms, der durch den ersten Sensor 18 erfasst wird, ist eine Richtung von innerhalb nach außerhalb der Antriebssteuervorrichtung 1a.
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Die Steuereinheit 15a weist die Funktion der Steuereinheit 15 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform auf und weist ferner eine Funktion eines Bestimmens auf, ob jedes der Verbindungsziele des ersten Leiters 11, des zweiten Leiters 12 und des Schalters 25 geeignet ist. Dies bedeutet, dass die Steuereinheit 15a ein erstes Erfassungsergebnis von dem ersten Sensor 18 erlangt bzw. erfasst und ein zweites Erfassungsergebnis von dem zweiten Sensor 19 erfasst bzw. erlangt. Die Steuereinheit 15a bestimmt die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses und des zweiten Erfassungsergebnisses. Als Nächstes bestimmt die Steuereinheit 15a, ob die Verbindungsziele des ersten Leiters 11 und des zweiten Leiters 12 für die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie geeignet ist, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird. Insbesondere in einem Fall, wo die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, positiv ist, bestimmt die Steuereinheit 15a, dass die Verbindungsziele geeignet sind, wenn der Stromleiter 4 mit dem ersten Leiter 11 verbunden ist und der Erdleiter 5 mit der zweiten Leiter 12 verbunden ist. Außerdem bestimmt die Steuereinheit 15a in dem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist, dass die Verbindungsziele geeignet sind, wenn der Erdleiter 5 mit dem ersten Leiter 11 verbunden ist und der Stromleiter 4 mit dem zweiten Leiter 12 verbunden ist.
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Die Steuereinheit 15a bestimmt auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses und des zweiten Erfassungsergebnisses, ob das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 ein spezifizierter Anschluss ist. Dies bedeutet, dass die Steuereinheit 15a einen Verbindungszustand des Schalters 25 überwacht und bestimmt, ob das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 für die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie geeignet ist, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird. Insbesondere in dem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie positiv ist, bestimmt die Steuereinheit 15a, dass das Verbindungsziel geeignet ist, wenn der erste Anschluss 25a des Schalters 25 mit dem dritten Anschluss 25c verbunden ist. Außerdem bestimmt die Steuereinheit 15a in einem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist, dass das Verbindungsziel geeignet ist, wenn der erste Anschluss 25a des Schalters 25 mit dem zweiten Anschluss 25b verbunden ist.
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Falls es bestimmt wird, dass das Verbindungsziel des ersten Leiters 11, das Verbindungsziel des zweiten Leiters 12 und/oder das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 nicht geeignet ist, gibt die Steuereinheit 15a eine Warnung aus, die angibt, dass es eine Anomalie in einer Verbindung mit einem Führerstand (nicht veranschaulicht) des elektrischen Triebwagens 7a und/oder einer Bodenvorrichtung (nicht veranschaulicht) gibt, die den Betrieb des elektrischen Triebwagens 7a verwaltet. Falls es bestimmt wird, dass alle Verbindungsziel des ersten Leiters 11, das Verbindungsziel des zweiten Leiters 12 und das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 geeignet sind, könnte die Steuereinheit 15a eine Information ausgeben, die angibt, dass die Verbindung mit dem Führerstand und/oder der oben beschriebenen Bodenvorrichtung geeignet bzw. angemessen ist.
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Eine Betriebsweise der Steuereinheit 15a wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben werden. 10 stellt ein Flussdiagramm dar, das die Betriebsweise der Steuereinheit 15a veranschaulicht, die in der Antriebssteuervorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst ist. Die Steuereinheit 15a erlangt bzw. erfasst ein erstes Erfassungsergebnis von dem ersten Sensor 18 und erlangt bzw. erfasst ein zweites Erfassungsergebnis von dem zweiten Sensor 19 (Schritt S11). Die Steuereinheit 15a bestimmt die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses und des zweiten Erfassungsergebnisses (Schritt S12). Die Steuereinheit 15a bestimmt, ob die Verbindungsziele des ersten Leiters 11 und des zweiten Leiters 12 für die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie geeignet sind, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird (Schritt S13). Falls es bestimmt wird, dass die Verbindungsziele des ersten Leiters 11 und des zweiten Leiters 12 geeignet sind (Schritt S13: Ja), bestimmt die Steuereinheit 15a, ob das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 für die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie geeignet ist, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird (Schritt S14) .
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Falls es bestimmt wird, dass das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a beim Schalter 25 geeignet ist (Schritt S14: Ja), gibt die Steuereinheit 15a eine Information aus, die angibt, dass die Verbindungsziele geeignet sind (Schritt S15). In dem Fall des Schritts S14: Ja könnte die Steuereinheit 15a den Schritt S15 auslassen und den Betrieb beenden. Falls es bestimmt wird, dass die Verbindungsziele des ersten Leiters 11 und des zweiten Leiters 12 nicht geeignet sind (Schritt S13: Nein) oder dass das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a beim Schalter 25 nicht geeignet ist (Schritt S14: Nein), gibt die Steuereinheit 15a eine Warnung aus (Schritt S16).
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Die Inhalte der Steuerung des ersten Schaltelements 21a und des zweiten Schaltelements 21b durch die Steuereinheit 15a sind ähnlich zu den Inhalten der Steuerung durch die oben beschriebene Steuereinheit 15.
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Als Nächstes wird eine Hardware-Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1a beschrieben werden. In der Antriebssteuervorrichtung 1a sind der erste Sensor 18 und der zweite Sensor 19 Sensoren, die zum Erfassen eines Potentials und/oder eines Stroms fähig sind. Die Steuereinheit 15a wird durch eine Verarbeitungsschaltung realisiert, die gleichartig zu der oben beschriebenen Steuereinheit 15 ist. Die Verarbeitungsschaltung könnte ein Prozessor, der an einem Speicher gespeichertes Programm ausführt, und der Speicher sein, oder er könnte eine zweckgebundene Hardware sein.
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Wie oben beschrieben, umfasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Antriebssteuervorrichtung 1a den ersten Sensor 18 in einer Stufe nachfolgend zum Anschluss 16 des ersten Leiters 11, mit dem der Stromleiter 4 oder der Erdleiter 5 verbunden ist, und umfasst den zweiten Sensor 19 in einer Stufe nachfolgend zum Anschluss 17 des zweiten Leiters 12, mit dem der Stromleiter 4 oder der Erdleiter 5 verbunden ist. Auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses des ersten Sensors 18 und des zweiten Erfassungsergebnisses des zweiten Sensors 19 bestimmt die Antriebssteuervorrichtung 1a die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird, und bestimmt, ob das Verbindungsziel des Stromleiters 4, das Verbindungsziel des Erdleiters 5 und das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 für die Polarität der Spannung der Gleichstromenergie geeignet sind, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird. Im Ergebnis kann die Antriebssteuervorrichtung 1a eine Wirkung ähnlich zu jener der ersten Ausführungsform erzielen und eine fehlerhafte Verbindung des Stromleiters 4, des Erdleiters 5 und des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 erfassen.
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Dritte Ausführungsform.
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In der zweiten Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 15a der Antriebssteuervorrichtung 1a auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses des ersten Sensors 18 und des zweiten Erfassungsergebnisses des zweiten Sensors 19, ob die Verbindungsziele des ersten Leiters 11 und des zweiten Leiters 12 geeignet sind, und bestimmt, ob das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 geeignet ist. Bei einer dritten Ausführungsform steuert die Steuereinheit 15a das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf Basis der Polarität der Spannung der Gleichstromenergie, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird.
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Bei der dritten Ausführungsform ist eine Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1a gleichartig zu der Konfiguration davon in der zweiten Ausführungsform, die in den 8 und 9 veranschaulicht ist. In der Antriebssteuervorrichtung 1a stellt die Steuereinheit 15a das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf den zweiten Anschluss 25b oder den dritten Anschluss 25c auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses und des zweiten Erfassungsergebnisses ein. Dies bedeutet, dass die Steuereinheit 15a das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf den zweiten Anschluss 25b oder den dritten Anschluss 25c auf Basis der Polarität der Spannung der Gleichstromenergie einstellt, die von der Kontaktoberleitung 2 gespeist wird. Insbesondere in dem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie positiv ist, verbindet die Steuereinheit 15a den ersten Anschluss 25a des Schalters 25 mit dem dritten Anschluss 25c. Außerdem verbindet in dem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist, die Steuereinheit 15a den ersten Anschluss 25a des Schalters 25 mit dem zweiten Anschluss 25b.
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Eine Betriebsweise der Steuereinheit 15a wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben werden. 11 stellt ein Flussdiagramm dar, das den Betrieb der Steuereinheit 15a veranschaulicht, die in der Antriebssteuervorrichtung 1a gemäß der dritten Ausführungsform umfasst ist. In dem in 11 veranschaulichten Flussdiagramm sind die Operationsinhalte der Schritte S21 bis S23 und der Schritte S25 bis S26 gleichartig zu den Operationsinhalten der Schritte S11 bis S13 und der Schritte S15 bis S16 des Flussdiagramms der zweiten, in 10 veranschaulichten Ausführungsform. Falls es bestimmt wird, dass die Verbindungsziele des ersten Leiters 11 und des zweiten Leiters 12 geeignet sind (Schritt S23: Ja), steuert die Steuereinheit 15a das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf Basis der Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie (Schritt S24). Wie oben beschrieben, verbindet die Steuereinheit 15a den ersten Anschluss 25a des Schalters 25 mit dem dritten Anschluss 25c in dem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie positiv ist, und verbindet den ersten Anschluss 25a des Schalters 25 mit dem zweiten Anschluss 25b in dem Fall, wo die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie negativ ist.
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Wie oben beschrieben, umfasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Antriebssteuervorrichtung 1a den ersten Sensor 18 in einer Stufe nachfolgend zum Anschluss 16 des ersten Leiters 11, mit dem der Stromleiter 4 oder der Erdleiter 5 verbunden ist, und umfasst den zweiten Sensor 19 in einer Stufe nachfolgend zum Anschluss 17 des zweiten Leiters 12, mit dem der Stromleiter 4 oder der Erdleiter 5 verbunden ist. Die Antriebssteuervorrichtung 1a bestimmt die Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie auf Basis des ersten Erfassungsergebnisses des ersten Sensors 18 und des zweiten Erfassungsergebnisses des zweiten Sensors 19, und steuert das Verbindungsziel des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 auf Basis der Polarität der Spannung der von der Kontaktoberleitung 2 gespeisten Gleichstromenergie. Im Ergebnis kann die Antriebssteuervorrichtung 1a eine Wirkung gleichartig zu jener der ersten Ausführungsform erzielen und kann eine fehlerhafte Verbindung des Stromleiters 4 und des Erdleiters 5 erfassen. Des Weiteren kann die Antriebssteuervorrichtung 1a eine fehlerhafte Verbindung des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 durch ein automatisches Steuern des Verbindungsziels des ersten Anschlusses 25a des Schalters 25 verhindern.
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Die oben bei den Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen stellen lediglich Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung dar und können mit anderen bekannten Verfahren kombiniert werden, und Teile davon können weggelassen oder modifiziert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a
- Antriebssteuervorrichtung;
- 2
- Kontaktoberleitung;
- 3
- Storchenschnabel;
- 4
- Stromleiter;
- 5
- Erdleiter;
- 6
- Motor;
- 7, 7a
- elektrischer Triebwagen;
- 11
- erster Leiter;
- 12
- zweiter Leiter;
- 13
- Bremszerhackerschaltung;
- 14
- Energieumwandlungseinheit;
- 15, 15a
- Steuereinheit;
- 16, 17
- Anschluss;
- 18
- erster Sensor;
- 19
- zweiter Sensor;
- 20a
- erstes Schaltmodul;
- 20b
- zweites Schaltmodul;
- 21a
- erstes Schaltelement;
- 21b
- zweites Schaltelement;
- 22a
- erste Diode;
- 22b
- zweite Diode;
- 23
- Bremswiderstandsmodul;
- 24
- Bremswiderstand;
- 25, 27, 28
- Schalter;
- 25a
- erster Anschluss;
- 25b
- zweiter Anschluss;
- 25c
- dritter Anschluss;
- 26
- Verbindungspunkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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