DE29921062U1 - Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, z.B. Lokomotiven - Google Patents
Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, z.B. LokomotivenInfo
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Description
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Beschreibung
Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, z.B. Lokomotiven
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, z.B. Lokomotiven und insbesondere Grubenlokomotiven. Zu einer derartigen Antriebseinrichtung gehören zumindest ein Gleichstrommotor, dem eine Fahrtrichtungsumschalteinrichtung zugeordnet ist, und Gleichstromchopper, die jeweils einem Gleichstrommotor zugeordnet sind und ein Erregerfeld aufweisen, dem seinerseits eine Erregerfeldumschalteinrichtung zugeordnet ist.
Fahrtrichtungsumschalteinrichtungen und Erregerfeldumschalteinrichtungen wurden bei den eingangs geschilderten Antriebseinrichtungen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge bisher mit Leistungsschützen ausgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge derart weiterzubilden, daß die Umschaltung der Fahrtrichtungsumschalteinrichtung möglichst schnell erfolgt, wobei darüber hinaus für einen Umschaltvorgang keine mit Verschleiß behaftete Mechanik vorhanden sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Fahrtrichtungsumschalteinrichtung durch Leistungshalbleiter realisiert ist. Durch die Ausgestaltung der Fahrtrichtungsumschalteinrichtung mittels Leistungshalbleitern läßt sich eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer der eigentlichen Schaltorgane der Fahrtrichtungsumschalteinrichtung erreichen, womit auch die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Leistungsschützen notwendigen Wartungsarbeiten entfallen können. Des weiteren sind die erzielbaren Umschaltzeiten weitaus geringer.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge kann realisiert werden, wenn auch jede Erregerfeldumschalteinrichtung durch einen Leistungshalbleiter realisiert wird. Hinsichtlich der Erregerfeldumschalteinrichtung lassen sich durch deren Ausgestaltung mittels eines Halbleiters dieselben Vorteile erzielen, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der Fahrtrichtungsumschalteinrichtung beschrieben wurden.
Die Leistungshalbleiter können vorteilhaft als Leistungstransistor, insbesondere als Leistungstransistor in IGBT-Technik, als MOS-FET, als V-FET oder als TRIACS ausgestaltet werden.
Vorteilhaft weist jeder Leistungshalbleiter eine Ansteuerung auf, zu der ein Vce-Monitor, eine Treiber- und Kurzschlußüberwachungseinheit und ein Vge-Monitor gehören, die an eine Status- und Fehlerlogikeinheit angeschlossen sind, die ihrerseits über einen Pegelumsetzer und eine Status- und Fehlerausgangseinheit an eine Rückmeldeeinheit und über einen Pegelumsetzer an eine Eingabe angeschlossen ist.
Eine zweckmäßige Weiterbildung wird erzielt, wenn die Status- und Fehlerlogikeinheiten der einem Gleichstrommotor bzw. dessen Gleichstromchoppern zugeordneten Leistungshalbleiter miteinander verbunden sind.
Zweckmäßigerweise sind die einem Gleichstrommotor und dessen Gleichstromchoppern zugeordneten Leistungshalbleiter mit einer ihnen gemeinsamen Reseteinrichtung versehen. 30
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für eine elektrisch angetriebene Grubenlokomotive;
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FIG 2 ein Blockschaltbild einer Ansteuerung von Leistungshalbleitern der in FIG 1 dargestellten Antriebseineinrichtung und
FIG 3 ein Prinzipschaltbild der Ansteuerung durch ein Antriebssteuergerät.
Eine in FIG 1 beispielhaft dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung dient dem Antrieb einer in den FIGUREN weiter nicht dargestellten Grubenlokomotive. Grundsätzlich kann eine derartige Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge aller Art eingesetzt werden.
Zu der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung gehören im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels zwei jeweils einen
Gleichstrommotor 1 aufweisende Baugruppen, von denen im folgenden im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung lediglich eine Baugruppe beschrieben werden wird.
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Dem Gleichstrommotor 1 ist eine Fahrtrichtungsumschalteinrichtung 2 zugeordnet, zu der zwei Leistungshalbleiter 3, 4 gehören.
Des weiteren gehören zu der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung bzw. deren den Gleichstrommotor 1 aufweisenden Baugruppe im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Gleichstromchopper 5, 6, die dem Gleichstrommotor 1 zugeordnet sind.
Den Gleichstromchoppern 5, 6 wiederum ist ein Erregerfeld zugeordnet, das mit einer Erregerfeldumschalteinrichtung mit einem weiteren Leistungshalbleiter 7 versehen ist.
Die Leistungshalbleiter 3, 4, 7 können z.B. als IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)-Leistungstransistoren ausgebildet sein. Möglich ist auch eine Ausgestaltung als MOS-
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FET(Metalloxid Semiconductor Feldeffekttransistor), V-FET (Vertical Feldeffekt-Transistor), TRIACS od.dgl.
FIG 2 zeigt eine Ansteuerungsbaugruppe 8 für die in FIG 1 dargestellten Leistungshalbleiter 3, 4, die der Fahrtrichtungsumschalteinrichtung 2 zugeordnet sind und den Leistungshalbleiter 7, der den Gleichstromchoppern 5, 6 zugeordnet ist. Die Ansteuerungsbaugruppe 8 hat drei einander ähnliche Subeinheiten, von denen jede einem Leitungshalbleiter 3, 4, 7 zugeordnet ist, so daß im folgenden lediglich die einem Leistungshalbleiter zugeordnete Einheit beschrieben wird.
Jede Einheit der Ansteuerungsbaugruppe 8 hat einen Vce-Monitor 9, eine Treiber- und Kurzschlußüberwachungseinheit 10 und einen Vge-Monitor 11, die an eine Status- und Fehlerlogikeinheit 12 angeschlossen sind; die Status- und Fehlerlogikeinheit 12 ihrerseits ist über einen 15V/24V-Pegelumsetzer 13 und eine Status- und Fehlerausgangseinheit 14 an eine Rückmeldeeinheit und über einen weiteren 15V/24V-Pegelumsetzer 15 an eine Eingabe angeschlossen.
Die Status- und Fehlerlogikeinheiten 12 der jeweils einem Gleichstrommotor 1 bzw. dessen Gleichstromchoppern 5, 6 zugeordneten Leistungshalbleiter 3, 4, 7 sind miteinander und mit einer ihnen gemeinsamen Reseteinrichtung 16 verbunden. Darüber hinaus bestehen zwischen den Status- und Fehlerlogikeinheiten 12 noch Verriegelungsverbindungen.
In FIG 3 ist beispielhaft die Kommunikation bzw. Ansteuerung der Leistungshalbleiter 3, 4, 7 mit einem übergeordneten Antriebssteuergerät 17 dargestellt, bei dem es sich z.B. um eine SIMATIC-SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) handeln kann. Bei der in FIG 3 dargestellten Ausführungsform ist des weiteren ein Reserve-Leistungshalbleiter 18 vorgesehen. 35
Claims (10)
1. Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, z. B. Lokomotiven, mit zumindest einem Gleichstrommotor (1), dem eine Fahrtrichtungsumschalteinrichtung (3, 4) zugeordnet ist, und Gleichstromchoppern (5, 6), die jeweils einem Gleichstrommotor (1) zugeordnet sind und ein Erregerfeld aufweisen, dem eine Erregerfeldumschalteinrichtung (7) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fahrtrichtungsumschalteinrichtung (3, 4) durch Leistungshalbleiter (3, 4) realisiert ist.
2. Antriebseinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, z. B. Lokomotiven, mit zumindest einem Gleichstrommotor (1), dem eine Fahrtrichtungsumschalteinrichtung (3, 4) zugeordnet ist, und Gleichstromchoppern (5, 6), die jeweils einem Gleichstrommotor (1) zugeordnet sind und ein Erregerfeld aufweisen, dem eine Erregerfeldumschalteinrichtung (7) zugeordnet ist, vorzugsweise nach Anspruch 1, bei der jede Erregerfeldumschalteinrichtung durch einen Leistungshalbleiter (7) realisiert ist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Leistungshalbleiter (3, 4, 7) als Leistungstransistor ausgebildet ist.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, bei der jeder Leistungstransistor (3, 4, 7) in IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)-Technik ausgeführt ist.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Leistungshalbleiter als MOS-FET(Metalloxid Semiconductor Feldeffekt-Transistor) ausgebildet ist.
6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Leistungshalbleiter als V-FET(Vertical Feldeffekt-Transistor) ausgebildet ist.
7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Leistungshalbleiter als TRIAC ausgebildet ist.
8. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der jeder Leistungshalbleiter (3, 4, 7) eine Ansteuerung (8) aufweist, zu der ein Vce-Monitor (9), eine Treiber- und Kurzschlußüberwachungseinheit (10) und ein Vge-Monitor (11) gehören, die an eine Status- und Fehlerlogikeinheit (12) angeschlossen sind, die ihrerseits über einen Pegelumsetzer (13) und eine Status- und Fehlerausgangseinheit (14) an eine Rückmeldeeinheit und über einen Pegelumsetzer (15) an eine Eingabe angeschlossen ist.
9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, bei der die Status- und Fehlerlogikeinheiten (12) der einem Gleichstrommotor (1) bzw. dessen Gleichstromchoppern (5, 6) zugeordneten Leistungshalbleiter (3, 4, 7) miteinander verbunden sind.
10. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die einem Gleichstrommotor (1) und dessen Gleichstromchoppern (5, 6) zugeordneten Leistungshalbleiter (3, 4, 7) eine ihnen gemeinsame Reseteinrichtung (16) aufweisen.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002071593A1 (de) * | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zum speisen einer gleichstrommaschine |
| WO2012118785A3 (en) * | 2011-03-02 | 2012-12-27 | Bombardier Transportation Gmbh | System and method of controlling supply voltage polarity on a vehicle |
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1999
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Cited By (3)
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