DE2456192A1 - ENERGY SUPPLY SYSTEM, IN PARTICULAR FOR THE SUPPLY OF AUXILIARY EQUIPMENT OF A TRAILER CARRIAGE WITH ENERGY FROM THE ELECTRICAL Catenary - Google Patents

ENERGY SUPPLY SYSTEM, IN PARTICULAR FOR THE SUPPLY OF AUXILIARY EQUIPMENT OF A TRAILER CARRIAGE WITH ENERGY FROM THE ELECTRICAL Catenary

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DE2456192A1
DE2456192A1 DE19742456192 DE2456192A DE2456192A1 DE 2456192 A1 DE2456192 A1 DE 2456192A1 DE 19742456192 DE19742456192 DE 19742456192 DE 2456192 A DE2456192 A DE 2456192A DE 2456192 A1 DE2456192 A1 DE 2456192A1
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Description

Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung in EssenFried. Krupp limited liability company in Essen

Energieversorgungsanlage, insbesondere für die Versorgung von Hilfseinrichtungen eines Reisezugwagens mit Energie aus der elektrischen FahrleitungEnergy supply system, in particular for supplying auxiliary equipment of a Passenger carriages with energy from the electrical contact line

Es ist bekannt, die Hilfseinrichtungen von Reisezugwagen, z.B. die Heizungsanlage, eine mit Kompressoren versehene Klimaanlage, Küchengeräte, mit elektrischer Energie aus der Fahrleitung zu versorgen, und zwar unabhängig davon, ob an der Fahrleitung unterschiedliche Gleichspannungen oder unterschiedliche Wechselspannungen mit verschiedenen Frequenzen anstehen. Für den Fall, daß in der Fahrleitung eine Gleichspannung zur Verfügung steht, hat man einen statischen Wechselrichter vorgesehen. Dieser weist einen Transformator auf, der auch bei Wechselspannung in der Fahrleitung Verwendung findet und dessen Primärwicklung in zwei Hälften unterteilt ist, die parallel zueinander an eine durch den Reisezug hindurchgehende Heizleitung angeschlossen werden, welche durch den Fahrbügel der Lokomotive mit der Fahrleitung verbunden ist. Von den Primärwicklungs-Hälften gehen zwei Zweigleitungen mit parallel zueinanderliegenden Gruppen von Thyristoren aus, die von einem Transistor-Taktgeber wechselweise gezündet werden. Ferner ist ein Lösch-Kondensator an die Verbindungsleitungen zwischen den Ausgängen der Primärwicklungs-Hälften und den Thyristoren angeschlossen.It is known that the auxiliary equipment of passenger coaches, E.g. the heating system, an air conditioning system equipped with compressors, kitchen appliances, with electrical energy to supply the contact line, regardless of whether the contact line has different DC voltages or different AC voltages with different Frequencies are pending. In the event that a DC voltage is available in the contact line, you have one static inverter provided. This has a transformer, which also works with AC voltage in the Catenary is used and its primary winding is divided into two halves that are parallel to each other can be connected to a heating cable that goes through the passenger train and that goes through the handlebar of the Locomotive is connected to the catenary. Two branch lines go with the primary winding halves groups of thyristors lying parallel to one another, which are alternately ignited by a transistor clock generator will. There is also a quenching capacitor on the connecting lines between the outputs of the primary winding halves and connected to the thyristors.

Bei einer solchen Energieversorgungsanlage können Störungen vorkommen, wenn der Fahrbügel springt, d.h. wenn er etwa infolge von Reifbildung an der Fahrleitung vorübergehendIn such an energy supply system, malfunctions can occur when the handlebar jumps, i.e. when it is about temporarily due to the formation of frost on the catenary

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den Kontakt mit dieser verliert. Nun wird zwar infolge eines Kondensators } der zwischen dem Eingang der Priraärwicklungs-Hälften und der Erde parallel zu den Thyristor-Gruppen angeordnet ist, der Wechselrichter nicht augenblicklich funktionsunfähig. Doch klingt die Spannung an diesem Kondensator sehr schnell ab, und es besteht die Gefahr, daß die Thyristoren nicht mehr wechselweise gelöscht werden. Das hätte zur Folge, daß in dem Augenblick, in dem der Fahrbügel· wieder Kontakt mit der Fahrleitung bekommt, ein Kurzschluß eintritt und die Sicherung ausgelöst wird.loses contact with them. Although the inverter is now due to a capacitor} of the thyristor groups is arranged between the input of Priraärwicklungs halves and earth parallel to the, not instantly inoperative. However, the voltage on this capacitor decays very quickly, and there is a risk that the thyristors will no longer be alternately extinguished. The consequence of this would be that a short circuit would occur and the fuse would be triggered at the moment when the handlebar comes into contact with the contact line again.

Der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Gefahr mit einfachen Mitteln auszuschließen.The invention characterized in the claims is based on the object of eliminating this risk with simple Exclude funds.

Die Erfindung bringt außerdem den Vorteil, daß vor dem Anschalten des Wechselrichters an die Heizleitung der Transformator eine Hilfsspeisespannung erhält und daher Stromstöße beim Einschalten vermieden werden. Die Zeichnung ist ein Schaltbild einer ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bildenden Anlage.The invention also has the advantage that before the inverter is connected to the heating cable Transformer receives an auxiliary supply voltage and therefore Power surges when switching on can be avoided. The drawing is a circuit diagram of an embodiment of the Subject of the invention forming plant.

Die Energie für die Verbraucher eines Reisezugwagens wird der durch den Zug hindurchgelegteh Heizleitung 1 entnommen. Diese wird über den Fahrbügel der Lokomotive an das jeweilige Netz angeschlossen, und zwar an Gleichspannungsnetze von 5OOO Volt und I5OO Volt unmittelbar und an Wechselspannungsnetze von 25 000 Volt und 15 000 Volt über einen Transformator, so daß an der Heizleitung 1 1500 bzw. 1000 Volt Wechselspannung anstehen. In jedem Fall wird die Energie aus der Heizleitung 1 über Sicherungen 2, ein Schütz 3, eine Drossel 4 und eine Leitung 5The energy for the consumers of a passenger coach is taken from the heating cable 1 laid through the train. This is connected to the respective network via the locomotive's handlebar, namely to DC voltage networks of 500 volts and 150 volts immediately and to alternating voltage networks of 25,000 volts and 15,000 volts via a transformer, so that on the heating cable 1 1500 or 1000 volts alternating voltage are present. In each In this case, the energy from the heating cable 1 is supplied via fuses 2, a contactor 3, a throttle 4 and a line 5

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zwei Hälften 6, 7 der Primärwicklung des Transformators zugeführt, von denen der Strom zur Erde 8 abgeleitet wird. Das Schaltbild ist beschränkt auf die Darstellung der Schaltung für den Pail, daß an der Heizleitung 1 eine Gleichspannung von 3000 Volt ansteht. Ferner ist von den Verbrauchern lediglich eine Akkumulatorenbatterie 9 dargestellt, die über einen Gleichrichter 10 an eine Sekundärwicklung 11 des Transformators angeschlossen ist. Eine weitere, nicht dargestellte Sekundärwicklung liefert Strom für weitere .Verbraucher» Auch sind die Motoren zum Antrieb der Kompressoren für die Klimatisierungsanlage nicht dargestellt.two halves 6, 7 of the primary winding of the transformer supplied from which the current to earth 8 is derived. The circuit diagram is limited to the representation of the Circuit for the Pail that on the heating cable 1 a DC voltage of 3000 volts is present. Furthermore, only one accumulator battery 9 is of the consumers shown, which is connected via a rectifier 10 to a secondary winding 11 of the transformer. Another secondary winding, not shown, supplies power for further .Consumers »The motors are also for Drive the compressors for the air conditioning system not shown.

Die Leitung 5 ist an die einander zugekehrten Enden der Hälften 6, 7 der Primärwicklung angeschlossen. Von den voneinander abgewandten Enden der Hälften 6, 7 gehen Zweigleitungen 12, IJ aus, die in einem Punkt 14 vereinigt sind. Dieser ist über eine Kommutierungs-Drossel 15 durch eine Leitung 16 mit der Erde 8 verbunden. In jeder der beiden Zweigleitungen 12, IJ sind mehrere Thyristoren in Reihe angeordnet, von denen nur je einer 17, 18, dargestellt ist. Die beiden Zweigleitungen 12, IJ sind in Punkten 19, 20, die zwischen den Primärwicklungs-Hälften 6, und den Anoden der Thyristoren I7, 18 liegen, durch eine Leitung 21 miteinander verbunden, die den Lösch-Kondensator 22 enthält.The line 5 is to the mutually facing ends of the Halves 6, 7 of the primary winding connected. Go from the opposite ends of the halves 6, 7 Branch lines 12, IJ, which unite at a point 14 are. This is connected to earth 8 via a commutation choke 15 through a line 16. In each of the two branch lines 12, IJ are several thyristors in Arranged in a row, of which only one 17, 18 is shown is. The two branch lines 12, IJ are in Points 19, 20 between the primary winding halves 6, and the anodes of the thyristors I7, 18 are through a Line 21 connected to one another, which contains the extinguishing capacitor 22.

Der Taktgeber des statischen Wechselrichters ist in bekannter Weise als Transistor-Taktgeber ausgeführt und erhält seine Energie durch Leitungen 24, 25 entweder von der Batterie 9 oder von einem Gleichrichter 26, der an eine Sekundärwicklung 27 des Transformators angeschlossen ist. In dem zum Plus-Pol der Batterie 9führenden Zweig der Leitung 24 befindet sich eine Sperr-Diode 28 in solcherThe clock generator of the static inverter is well known Way executed and received as a transistor clock its energy through lines 24, 25 either from the Battery 9 or from a rectifier 26, which is connected to a Secondary winding 27 of the transformer is connected. A blocking diode 28 is located in the branch of the line 24 leading to the positive pole of the battery 9

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Anordnung., daß sie einen Stronfluß von dem Gleichrichter in die Batterie 9 verhindert.Arrangement. That there is a flow of current from the rectifier in the battery 9 prevented.

In einer Verbindungsleitung 29 zwischen dem Eingang der . Primärwicklungs-Hälften 6, 7 und der Erde 8 befindet sich ein Hilfskondensator JO-. In den Zweigleitungen 12, 13 liegen zwischen den Punkten 19, 20 und den Primärwicklungs-Hälften 6, 7 Sperr-Dioden 3I, 32 in solcher Anordnung, daß sie ein Entladen des Lösch-Kondensators 22 über die Primärwicklung verhindern. In den Leitungen 33, 34> welche die voneinander abgewandten Enden der Primärwicklungs-Hälften 6, mit der Leitung 16, d.h. mit der Erde 8, verbinden, liegen Freilauf-Dioden 35, 36. * ·In a connecting line 29 between the input of the. Primary winding halves 6, 7 and the earth 8 is an auxiliary capacitor JO-. In the branch lines 12, 13 between the points 19, 20 and the primary winding halves 6, 7 blocking diodes 31, 32 are arranged in such a way that they prevent the discharge capacitor 22 from discharging via the primary winding. In the lines 33, 34> which connect the ends of the primary winding halves 6 facing away from each other with the line 16, ie with the earth 8, there are freewheeling diodes 35, 36. * ·

Der Taktgeber 23 ist wechselspannungsseitig mit den Kathoden der Thyristoren 17, l8 durch Leitungen 37, 38 und mit den Steuerelektroden der Thyristoren durch Leitungen 39, 40 verbunden.The clock generator 23 is on the AC voltage side with the cathodes the thyristors 17, 18 through lines 37, 38 and with the control electrodes of the thyristors through lines 39, 40 tied together.

An den Taktgeber 23 ist wechselspannungsseitig über eine Sekundärwicklung 41 eines Transformators, dessen Primärwicklung mit 42 bezeichnet ist, ein Hilfsgleichrichter 43 angeschlossen, dessen Plus-Pol durch eine Leitung 44 mit der Leitung 5 und dessen Minus-Pol durch eine Leitung 45 mit der Leitung 16 verbunden ist.To the clock 23 is on the AC side via a Secondary winding 41 of a transformer, the primary winding of which is denoted by 42, connected to an auxiliary rectifier 43, its plus pole through a line 44 with the line 5 and its minus pole through a line 45 with the line 16 is connected.

An eine weitere Sekundärwicklung 46, die zu der Primärwicklung 42 gehört, ist die Magnetwicklung eines Schützes 47 angeschlossen. Dieses liegt in einer Leitung 48, durch welche Strom der Magnetwicklung des Schützes 3 zugeführt werden kann.To another secondary winding 46, which is the primary winding 42 belongs, the magnet winding of a contactor 47 is connected. This is in a line 48, through which current can be supplied to the magnet winding of the contactor 3.

In der Leitung 24 liegt ein Schütz 49, dessen Magnetwicklung an eine Wähleinrichtung 50 angeschlossen ist. Diese liegt zwischen der Heizleitung 1 und der Erde 8.In the line 24 there is a contactor 49, the magnet winding of which is connected to a selection device 50. These lies between heating cable 1 and earth 8.

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Wenn an der Heizleitung 1 eine bestimmte Gleichspannung, z.B. von 3000 Volt, ansteht, bewirkt die Wähleinrichtung 50, daß das Schütz 49 die Leitung 24 schließt, so daß der Taktgeber 23 aus der Batterie 9 Energie erhalt und wirksam wird. Polglich schickt der Hilfsgleichrichter 43 Strom mit einer Spannung von etwa 100 Volt durch die Leitungen 44 und 5 zu dem Eingang der Primärwicklungs-Hälften 6, 7 sowie .ie nachdem, ob die Thyristoren I7 oder die Thyristoren 18 gezündet sind, durch die Zweigleitung 12 bzw. I3 und durch die Kommutierungs-Drossel 50 und die Leitungen 16, 45. Dabei werden die Thyristoren I7 und 18 von dem Taktgeber 2"5 wechselweise gezündet, während der Lösch-Kondensator 22 in dem gleichen Takt jeweils die Thyristoren 18 oder 17 einer der beiden Gruppen löscht. Ferner werden nach dem Schließen des Schützes 49 unter Vermittelung der Sekundärwicklung 46 das Schütz 47 und folglich - mit Zeitverzögerung - das Schütz 3 geschlossen, so daß der Wechselrichter nunmehr aus der Heizleitung 1 mit Strom beliefert wird. Das geht ohne Einschalt-Stromstöße vor sich, da der Transformator beim Schließen des Schützes 3 bereits unter der Hilfsspeisespannung aus dem Hilfsgleichrichter 43 steht. Wahrend des Betriebes werden Spannungsspitzen durch die Drossel 4 und den Hilfskondensator 30 gemildert.If a certain DC voltage, e.g. 3000 volts, is present on the heating cable 1, the selection device 50 causes that the contactor 49 closes the line 24, so that the Clock 23 from the battery 9 receives energy and takes effect. The auxiliary rectifier 43 also sends a polarity current a voltage of about 100 volts through the lines 44 and 5 to the input of the primary winding halves 6, 7 as well as depending on whether the thyristors I7 or the thyristors 18 are ignited, through the branch line 12 or I3 and through the commutation reactor 50 and the lines 16, 45. The thyristors I7 and 18 are from the clock 2 "5 ignited alternately while the extinguishing capacitor 22 clears the thyristors 18 or 17 of one of the two groups in the same cycle. Furthermore, after the Closing the contactor 49 through the intermediary of the secondary winding 46 the contactor 47 and consequently - with a time delay - The contactor 3 is closed, so that the inverter is now supplied with electricity from the heating cable 1. That goes on without inrush currents because the transformer when closing the contactor 3 already below the auxiliary supply voltage from the auxiliary rectifier 43 stands. While During operation, voltage peaks are mitigated by the choke 4 and the auxiliary capacitor 30.

Wenn der Fahrbügel der Lokomotive springt, wird die Stromzufuhr aus der Heizleitung 1 zu dem Wechselrichter unterbrochen. Infolgedessen würde, wenn nicht der Hilfsgleichrichter 4 "5 eine Hi If s spei se spannung liefern würde, der Lösch-Kondensator 22. nachdem der Hilfskondensator 30 sehr bald entladen wäre, nicht mehr aufgeladen werden, und folglich würden die Thyristoren 17, 18 nicht mehr gelöscht werden. Da also die beiden Zweigleitungen 12, I3 gleichzeitig durchlässig wären, gäbe es einen Kurzschluß, wenn der Fahrbügel wieder Kontakt an der Fahrleitung findet. Das wird aber verhindert,: weil der Hilfsgleichrichter 43 eineIf the handlebar of the locomotive jumps, the power supply from the heating cable 1 to the inverter is interrupted. As a result, if the auxiliary rectifier 4 "5 were not to supply a Hi If s feed voltage, the Quenching capacitor 22. after the auxiliary capacitor 30 very would soon be discharged, no longer charged, and consequently the thyristors 17, 18 would no longer be deleted will. Since the two branch lines 12, I3 would be permeable at the same time, there would be a short circuit if the handlebar makes contact with the catenary again. But this is prevented: because the auxiliary rectifier 43 a

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HilfSspeisespannung an dem Eingang der Primärwicklungs-Halften 6, 7 liefert, die für die Zeit der Stromunterbrechung an der Heizleitung 1 dafür sorgt, daß der Lösch-Kondensator 22 funktionsfähig bleibt. Die Wähleinrichtung 50 arbeitet mit solcher "Verzögerung, daß bei einem kurzzeitigen Wegbleiben der Spannung an der Heizleitung, bedingt durch ein Springen des Fahrbügels, das Schütz geschlossen bleibt.Auxiliary supply voltage at the input of the primary winding halves 6, 7 supplies, which ensures that the quenching capacitor 22 remains functional for the time of the power interruption to the heating line 1. The selection device 50 operates with such a "delay" that the contactor remains closed if the voltage on the heating cable is temporarily removed due to the handlebar jumping.

L IHSPEGTEDL IHSPEGTED

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Claims (3)

P ate η ta η s ρ r ü c h e:P ate η ta η s ρ r ü c h e: 1. Energieversorgungsanlage, insbesondere für die.Versorgung von Hilfseinrichtungen eines Reisezugwagens mit Energie aus der Fahrleitung, mit einem statischen Wechselrichter, bestehend aus einem Transformator, dessen Primärwicklung unterteilt ist in zwei parallel zueinander an eine Gleichspannungsquelle gelegte Hälften, aus zwei Thyristoren-Gruppen, die parallel zueinander zwischen den Ausgängen der beiden Primärwicklungs-Hälften und dem Minus-Pol der Gleichspannungsquelle liegen, aus einem Talctgeber, der die beiden Thyristoren-Gruppen wechselweise zündet, und aus einem Lösch-Kondensator, der an die Verbindungsleitungen zwischen den Ausgängen der Primärwicklungs-Hälften und den Thyristoren-Gruppen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (5) der Primärwicklungs-Hälften (6, 7) außer mit dem Plus-Pol der Gleichspannungsquelle (1) mit dem Plus-Pol eines Hilfsgleichrichters (43) verbunden ist, der in einem die Thyristoren-Gruppen (17, 18) enthaltenden Kreislauf (44, 5, 6, 12, 17 - 7, 13, 18 - 14, 15, 16, 45) liegt und über einen Hilfstransformator (41, 42) von dem Taktgeber (2J) gespeist wird.1. Energy supply system, especially for the supply from auxiliary equipment of a passenger coach with energy from the contact line, with a static inverter, consisting of a transformer, its primary winding is divided into two halves connected to a DC voltage source parallel to each other, made up of two groups of thyristors, parallel to each other between the outputs of the two primary winding halves and the minus pole of the DC voltage source are from a Talctgeber, which ignites the two groups of thyristors alternately, and off a quenching capacitor, which is connected to the connection lines between the outputs of the primary winding halves and the Thyristor groups is connected, characterized in that the input (5) of the primary winding halves (6, 7) except with the plus pole of the DC voltage source (1) is connected to the plus pole of an auxiliary rectifier (43), the in one containing the thyristor groups (17, 18) Circulation (44, 5, 6, 12, 17 - 7, 13, 18 - 14, 15, 16, 45) and is fed by the clock generator (2J) via an auxiliary transformer (41, 42). 2. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfskondensator (14) zwischen dem Eingang (5) der Primärwicklungs-Hälften (6, 7) und dem Minus-Pol (8) der Gleichspannungsquelle parallel zu dem den Hilfsgleichrichter (43) und die Thyristoren-Gruppen (17, 18) enthaltenden Kreislauf-angeordnet ist.2. Energy supply system according to claim 1, characterized in that that an auxiliary capacitor (14) between the input (5) of the primary winding halves (6, 7) and the minus pole (8) the DC voltage source in parallel with the auxiliary rectifier (43) and the thyristor groups (17, 18) containing circuit-is arranged. 3. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Gleichspannungsquelle (1) beeinflußte Wähleinrichtung (50) vorgesehen ist, welche die Zufuhr von Energie zu dem Taktgeber (23) erst dann bewirkt, wenn eine ausreichende Gleichspannung ansteht.3. Energy supply system according to claim 1 or 2, characterized in that that a by the DC voltage source (1) influenced selection device (50) is provided, which the The supply of energy to the clock generator (23) is only effected when a sufficient DC voltage is present. EV 115/74 '■ ■ ' EV 115/74 '■ ■' tz/A - 7 -tz / A - 7 - 6 0 9 8 23 / Ü 4 8 66 0 9 8 23 / Ü 4 8 6 Energieversorgungsanlage nach Anspruch Jj dadurch gekennzeichnet, daß von einer Sekundärwicklung (46) des Hilfstransformators ein Schütz (47) beeinflußt wird, das den Eingang (5) der Primärwicklungs-Hälften (6, 7) mit Zeitverzögerung an die Gleichspannungsquelle (1) anschaltet, nachdem über den Hilfsgleichrichter (4j5) die abwechselnde Zündung der Thyristoren (17, 18) in Gang gesetzt worden ist.Energy supply system according to claim Jj characterized in that a contactor (47) is influenced by a secondary winding (46) of the auxiliary transformer, the said input (5) of the primary winding halves (6, 7) turns on with time delay to the DC voltage source (1) after The alternating ignition of the thyristors (17, 18) has been started via the auxiliary rectifier (4j5). 6 0 9 8 2 3/6 0 9 8 2 3 /
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