DE19641630C1

DE19641630C1 - Einspeiseschaltung für ein Schienen-Triebfahrzeug

Info

Publication number: DE19641630C1
Application number: DE19641630A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Budzinski; Andreas Dr Ing Lipp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2016-10-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspeiseschaltung gemäß Oberbe griff des Anspruchs 1. Eine derartige Einspeiseschaltung ist z. B. durch die DE 38 17 652 C2 bekannt.

Einspeiseschaltungen dienen bei elektrischen Triebfahrzeugen zur Versorgung der elektrischen Fahrmotoren. Im Fahrbetrieb ist hierbei ein Haupttransformator mit seiner Primärwicklung über einen Hauptschalter an eine Wechselspannungsquelle, bei Schienenfahrzeugen mit Stromabnehmer an den Fahrdraht, ge schaltet. Falls aufgrund einer Störung im System Stromabneh mer-Fahrdraht oder aufgrund eines Defektes im Triebfahrzeug das elektrische Triebfahrzeug ausfällt, wird dieses von einem Schleppfahrzeug gezogen. Gleichzeitig wird vom Schleppfahr zeug über eine Schleppleitung eine Wechselspannung in das elektrische Triebfahrzeug eingespeist. Dies erfolgt z. B. da durch, daß die Zugsammelschiene vom Haupttransformator ge trennt und mit einer Schleppleitung verbunden wird. Dies setzt jedoch gleiche Spannungssysteme voraus.

Ferner ist es bekannt, für den Betrieb mit Vierquadranten stellern bzw. Zweiquadrantenstellern eine separate Drossel vorzusehen, über die die AC-Schleppspannung in den Vierqua drantensteller bzw. in den Zweiquadrantensteller eingespeist wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die von der Schlepp leitung geführte Wechselspannung gleichzurichten und über Hochsetzsteller oder Tiefsetzsteller umzuformen.

Weiterhin sind durch die EP 0 204 690 B1 und die DE 42 38 197 A1 Einspeiseschaltungen bekannt, die bei einer Gleichstrom einspeisung die Sekundärwicklung des Haupttransformators als Induktivität nutzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Ein speiseschaltung zu schaffen, die bei einer Wechselspannungs einspeisung im Schleppbetrieb ohne eine zusätzliche Beschal tung eine definierte Mindesteingangsimpedanz bereitstellt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im An spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Die Einspeiseschaltung nach Anspruch 1 umfaßt einen Haupt transformator mit einer Primärwicklung und wenigstens einer Sekundärwicklung. Die Primärwicklung ist im Fahrbetrieb an eine Wechselspannungsquelle, vorzugsweise über einen Haupt schalter an einen Fahrdraht, geschaltet und im Schleppbetrieb von der Wechselspannungsquelle getrennt und kurzgeschlossen. Weiterhin ist im Schleppbetrieb die eine Klemme der Sekundär wicklung mit einem Eingangsstromrichter eines Gleichspan nungs-Zwischenkreises verbunden. Die andere Klemme der Sekun därwicklung ist über eine Schleppleitung an eine Wechselspan nungsquelle geschaltet. Der Eingangsstromrichter ist vorzugs weise als Vierquadrantensteller oder als Zweiquadrantenstel ler ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Einspeiseschaltung ermöglicht damit auf einfache Weise neben dem Fahrbetrieb (Fahren mit dem eigenen Antrieb) und dem Bremsbetrieb (Nutzbremsung) als zusätzliche Betriebsart den Schleppbetrieb. Beim Schleppbetrieb wird das defekte elektrische Triebfahrzeug von einem Schleppfahrzeug gezogen. Außerdem wird durch eine im allgemeinen vom Schlepp fahrzeug ausgehende Schleppleitung eine Wechselspannung an die erfindungsgemäße Einspeiseschaltung gelegt. Die Rücklei tung des Stromes erfolgt über die Schiene. Die über die Schleppleitung eingespeiste Wechselspannung stellt die Ener gie für das Bordnetz des Triebfahrzeuges zur Verfügung. Hier zu zählen z. B. die Heizung, die Klimaanlage, die Lüftung so wie die Neigetechnik. Außerdem kann die zur Verfügung ge stellte Wechselspannung auch zu Testzwecken verwendet werden.

Im Schleppbetrieb kann durch die Einspeiseschaltung gemäß Anspruch 1 neben den Hilfsbetrieben auch noch der intakte Teil der Fahrmotoren des geschleppten elektrischen Triebfahr zeuges aus dem Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist werden, um z. B. Haftwertausnutzungen zwischen Rad und Schiene zu verbessern. Das setzt ein entsprechend leistungsstarkes Schleppfahrzeug voraus.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, die Gegenstand der weiteren Ansprüche sind, werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspeiseschaltung ist mit T ein Haupt transformator bezeichnet, der eine Primärwicklung L1 und im vorliegenden Fall vier Sekundärwicklungen L21 bis L24 umfaßt. Die Primärwicklung L1 des Haupttransformators T ist im Fahrbetrieb an eine Wechselspannungsquelle geschaltet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Primärwicklung L1 über einen geschlossenen Hauptschalter 1 an einen Fahrdraht 2 geschaltet, der von einem Stromabnehmer 3 beschliffen wird.

Im Schleppbetrieb wird das elektrische Triebfahrzeug von ei nem Schleppfahrzeug gezogen und durch eine vom Schleppfahr zeug ausgehende Schleppleitung 4 eine Wechselspannung an die erfindungsgemäße Einspeiseschaltung gelegt. Im Schleppbetrieb ist hierzu der Hauptschalter 1 zu öffnen und die Primärwick lung L1 über einen Schalter 5 kurzzuschließen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schleppleitung an eine Wechselspannungsquelle 6 geschaltet und mit der Sekun därwicklung L24 des Haupttransformators T verbunden. Bei der Sekundärwicklung L24 handelt es sich um die Sekundärwicklung, die an einen Eingangsstromrichter 7 eines Gleichspannungs- Zwischenkreises ZK geführt ist. Bei der Wechselspannungs quelle 6 kann es sich z. B. um einen auf dem Schleppfahrzeug angeordneten Generator handeln.

Bei der erfindungsgemäßen Einspeiseschaltung ist für die Wechselspannungseinspeisung über die Schleppleitung 4 keine zusätzlichen Bauteile, insbesondere Drosseln, erforderlich, um eine definierte Mindesteingangsimpedanz bereitzustellen, die insbesondere dann erforderlich ist, wenn der Eingangs stromrichter 7 als Vierquadrantensteller bzw. Zweiquadranten steller ausgebildet ist. Die Gewährleistung einer definierten Mindesteingangsimpedanz ist erforderlich, da die Impedanzen der Schleppfahrzeuge unterschiedlich sein können oder nicht bekannt sind.

Durch die Einspeisung der Wechselspannung in die vorhandene Sekundärwicklung L24 des Haupttransformators T und durch das Kurzschließen der Primärwicklung L1 (Oberspannungswicklung) wirkt nur noch die Streuinduktivität der Primärwicklung L1 und der Sekundärwicklung L24 (Unterspannungswicklung, die als Traktionswicklung dient). Alle weiteren Sekundärwicklungen L21 bis L23 (Unterspannungswicklungen, die nicht als Trakti onswicklungen dienen) können im Leerlauf betrieben werden, d. h. mit offenen Klemmen. Die Sekundärwicklungen müssen also nicht notwendigerweise kurzgeschlossen werden. Im Gleichspan nungszwischenkreis ZK wird durch den als Vierquadrantenstel ler bzw. Zweiquadrantensteller ausgebildeten Eingangsstrom richter 7 eine geregelte Spannung zur Verfügung gestellt. Aus dem Zwischenkreis ZK können sowohl die Hilfsbetriebe, das sind z. B. die Heizung, die Klimaanlage- die Lüftung sowie die Neigetechnik, als auch die Fahrmotoren gespeist werden.

Weiterhin läßt sich die Versorgung über die Schleppleitung 4 auch bei Stillstand im Depot verwirklichen.

Claims

1. Einspeiseschaltung für ein Schienen-Triebfahrzeug mit einem Haupttransformator (T) mit einer Primärwicklung (L1) und wenigstens einer Sekundärwicklung (L21, L22, L23, L24), wobei

- im Fahrbetrieb
- die Primärwicklung (L1) über einen geschlossenen Haupt schalter (1) und einen Stromabnehmer (3) an eine Wechsel spannungsquelle (2) geschaltet ist und beide Wicklungsen den wenigstens einer (L24) der Sekundärwicklungen (L21, L22, L23, L24) mit den Eingängen eines Eingangsstrom richters (7) eines Gleichspannungs-Zwischenkreises (ZK) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- im Schleppbetrieb
- die Primärwicklung (L1) über den geöffneten Hauptschalter (1) von der Wechselspannungsquelle (2) getrennt und kurz geschlossen ist und
- ein Wicklungsende der wenigstens einen Sekundärwicklung (L24) mit einem Eingang des Eingangsstromrichters (7) ver bunden bleibt und zwischen das andere Wicklungsende und den anderen Eingang des Eingangsstromrichters (7) über eine Schleppleitung (4) die Spannung einer Wechselspan nungsquelle (6) angelegt wird.

2. Einspeiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle (2) ein Fahrdraht ist.

3. Einspeiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsstromrichter (7) als Vierquadrantensteller ausgebildet ist.

4. Einspeiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsstromrichter (7) als Zweiquadrantensteller ausgebildet ist.