DE3832442A1 - Vorrichtung zum betreiben elektrischer verbraucher eines reisezugwagens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben elek­ trischer Verbraucher eines Reisezugwagens, die jede der über eine Zugsammelschiene zugeführten UIC-Spannungen in potential­ freien Netzspannung umformt, wobei ein Eingangsgleichrichter eingangsseitig mit der Zugsammelschiene und ausgangsseitig über einen Filter mit einem Gleichstromsteller im Hauptstromkreis ver­ bunden ist, wobei der Gleichstromsteller durch den von ihm ge­ bildeten Gleichstromzwischenkreis mit mindestens einem Drehstrom­ wechselrichter verbunden ist, an dessen Ausgang ein Transformator zur Potentialtrennung zu einzelnen Verbrauchern, beispielsweise zu einem Batterieladegerät, angeschlossen ist.

Derartige Vorrichtungen dienen der elektrischen Versorgung der europäischen Standard-Reisezugwagen, wie sie beispielsweise in ZEV-Glasers Annalen 100 (1976) Nr. 6, Seite 187-191 beschrie­ ben sind. Dort wird das Drehstrom-Bordnetz von einem statischen Viersystem-Umrichter gespeist, der hochspannungsseitig mit einer der vier UIC-Spannungen (1500 V =, 3000 V =, 1500 V - 50 Hz, 1000 V - 16 ²/₃ Hz) verbunden ist. Der Gleichstromsteller arbei­ tet als Tiefsetzsteller mit sieben seriell geschalteten Thyristo­ ren, zu denen weitere sieben Löschthyristoren parallelgeschaltet sind. Die Löschenergie muß ständig von dem Drehstromwechselrich­ ter verbraucht werden, wodurch der Gleichstromsteller nicht leer­ lauffest ist. Das Bordnetz wird von einem, dem Drehstromwechsel­ richter nachgeschalteten Isoliertransformator erzeugt. Der Aus­ gangsstrom weist rechteckige oder zweistufige Form auf und ist nicht zur Speisung handelsüblicher Geräte geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der benötig­ ten Leistungshalbleiter zu vermindern und den Wirkungsgrad zu erhöhen.

Dies wird gemäß Patentanspruch 1 dadurch erreicht, daß der Gleich­ stromsteller aus mindestens zwei GTO-Thyristoren im Hauptstrom­ kreis besteht, die über kapazitive Spannungsteiler gekoppelt sind und daß der Drehstromwechselrichter mit Transistoren und einer Ansteuerung für Pulsweitenmodulation aufgebaut ist.

Der Gleichstromsteller und der Drehstromwechselrichter sind leerlauf- und kurzschlußfest aufgebaut. Durch die GTO-Thyristoren wird ein besserer Wirkungsgrad, insbesondere im Teillastbereich, erzielt. Sie haben ein geringes Gewicht und erzeugen nur geringe magnetisch induzierte Geräusche. Ein Mehraufwand für exakt gleich­ zeitige Löschung einer üblichen Serienschaltung entfällt. Dadurch sinkt die Verlustleistung bei geringer Bauteilbelastung. Die Tran­ sistoren des Drehstromwechselrichters sind mit weniger Aufwand steuerbar als GTO-Thyristoren. Am Ausgang des Drehstromwechsel­ richters liegt eine sinusförmige Spannung an und es können alle Norm-Drehstromasynchronmotoren ohne weitere Filter betrieben wer­ den. Eine besondere Auslegung bzw. eine Überdimensionierung aller Verbraucher wie bei Rechteckumrichtern oder Umrichtern mit Trep­ penspannungen ist nicht notwendig. Die im Reisezugwagen zur Ver­ fügung stehende elektrische Leistung wird deutlich erhöht, was dem Komfort der Fahrgäste zugute kommt.

Um insbesondere Großverbraucher wie der Kompressor der Klimaan­ lage des Reisezugwagens unabhängig vom Bordnetz drehzahlveränder­ bar betreiben zu können, ist an einen Drehstromwechselrichter ausschließlich ein Drehstrommotor unabhängig von den anderen Verbrauchern angeschlossen. Diese verlustarme Leistungssteuerung über Strom und Frequenz verbessert nicht nur den Wirkungsgrad einer Drehzahlregelung beispielsweise des Lüfters, sondern ver­ mindert auch die Zugluft und das Betriebsgeräusch der Klimaan­ lage.

Dadurch, daß die Heizstäbe mit einem Drehstromwechselrichter elektrisch verbunden sind, werden sie nicht mehr mit Hochspannung belastet, was vornehmlich bei verschmutzten Heizstäben zum Durch­ brennen führen würde. Außerdem ist die Heizleistung bei jeder UIC-Spannung gleich, schwankt nicht und die thermische Zeit­ kontante ist sehr klein. Ein Nachlaufen des Lüfters mit Batterie­ strom nach dem Abschalten der UIC-Spannung kann daher entfallen.

Um Reinigungsarbeiten im Reisezugwagen zu erleichtern und den Fahrgästen als besonderes Leistungsangebot die Möglichkeit zu geben, eigene Elektrogeräte zu verwenden, sind zum Anschluß weiterer Verbraucher Steckdosen mit Netzspannung über die Trans­ formatoren mit den Drehstromwechselrichtern verbunden.

Die Eingangsspannungsfestigkeit wird verdoppelt, wenn der Gleich­ stromsteller aus zwei GTO-Thyristoren besteht, die über kapazi­ tive Spannungsteiler aus eingangsseitig zwei Koppelkondensatoren und ausgangsseitig zwei Zwischenkreiskondensatoren mit unterein­ ander jeweils gleicher Kapazität gekoppelt sind, wobei die Ver­ bindung der Koppelkondensatoren mit der Verbindung der Zwischen­ kreiskondensatoren in einem Eingangsspannungsmittelpunkt verbun­ den ist. Außerdem liegt an einem Thyristor nicht die volle Ein­ gangsspannung an, falls er nicht exakt zum selben Zeitpunkt wie der andere Thyristor eingeschaltet wird.

Die Verlustleistung beim Schalten der GTO-Thyristoren wird dadurch verringert, daß jeder GTO-Thyristor des Gleichstromstellers mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk verbunden ist, daß in dem Ausschalt­ entlastungsnetzwerk eine Serienschaltung eines Parallelkondensators und einer Paralleldiode parallel zum GTO-Thyristor und eine Serien­ schaltung eines Brückenkondensators und einer Brückendiode parallel zu einer Freilaufdiode angeordnet ist, daß eine Serienschaltung aus einem Gleichrichterelement und einer Ladedrossel zwischen die Verbindung von Parallelkondensator und Paralleldiode und die Ver­ bindung von Brückenkondensator und Brückendiode geschaltet ist und daß das Gleichrichterelement als Ladeschalter schaltbar aus­ gebildet oder das Gleichrichterelement als Ladediode ausgebildet und eine Sperrdiode entgegen der Durchlaßrichtung der Freilauf­ diode zwischen der Freilaufdiode und dem GTO-Thyristor angeordnet ist. Somit entfallen die prinzipbedingten Schaltverluste. Der Ladeschalter oder die Sperrdiode verhindern das Entladen des Parallelkondensators bzw. das Aufladen des Brückenkondensators im Lückbetrieb. Dabei muß die Sperrspannung der Sperrdiode min­ destens der Ausgangsspannung an der Last entsprechen. Der Lade­ schalter muß gleichzeitig mit dem GTO-Thyristor eingeschaltet werden und mindestens während des Umschwingvorganges eingeschal­ tet bleiben. Spätestens beim Ausschalten des GTO-Thyristors muß er aber ebenfalls ausgeschaltet werden. Die Blockierspannung des Ladeschalters muß mindestens so hoch sein wie die Eingangsspan­ nung des Tiefsetzstellers. Im Gegensatz zur Sperrdiode verursacht der Ladeschalter keine Durchlaßverluste durch den Laststrom.

Es ist vorteilhaft, daß zur Kühlung der Leistungsbauelemente, ins­ besondere der GTO-Thyristoren und der Leistungsdioden, die Bauele­ mente mit thermischem Kontakt an einem Verdampferblock befestigt sind, der durch eine Siedeleitung zum Transport des verdampften Kühlmittels mit einem Kondensierkörper zur Kondensation des Kühl­ mittels verbunden ist und daß durch eine Kondensatleitung vom Kon­ densierkörper zum Verdampferblock der Kühlmittelkreislauf geschlos­ sen ist, daß der Kondensierkörper höher als der Verdampferblock an­ geordnet ist und daß der Siedepunkt des Kühlmittels höher als die maximale Umgebungstemperatur des Kondensierkörpers und tiefer als die maximal zulässige Bauelementetemperatur ist und daß das Kühl­ mittel elektrisch isolierend ist und die Siede- und Kondensatlei­ tung aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist. Da die Siede- und Kondensatleitung flexibel verlegbar ist, können auch schwer zugängliche Bauelemente zuverlässig gekühlt werden. Bei ihrer Anordnung kann daher auf kurze elektrische Verbindungslei­ tungen Bedacht genommen werden und sie bleiben für die Wartung leicht zugänglich. Die wirksame Potentialtrennung der einzelnen Wärmeerzeuger ist durch die isolierende Siede- und Kondensatlei­ tung und das isolierende Kühlmittel gegeben. Es werden keine ver­ schmutzungsanfälligen Belüftungskanäle benötigt, die gesamte Vorrichtung kann dicht abgeschlossen werden, die Wärme wird zu­ verlässig zum außenliegenden Kondensierkörper abgeführt.

Zur Erleichterung der Fehlerdiagnose und zur Ermöglichung eines leistungsbegrenzten Betriebes der elektrischen Verbraucher sind die Steuerungen der Drehstromwechselrichter und des Batterielade­ gerätes mit Mikroprozessoren aufgebaut, die mit einem Fahrzeug­ leitrechner verbunden sind, an den Stromverbrauchsmeßgeräte ange­ schlossen sind.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Stromversorgung eines Reisezugwagens,

Fig. 2 die Grundzüge der Schaltung des Tiefsetzstellers,

Fig. 3 den schematischen Aufbau der Bauteilekühlung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Stromversorgungs­ einheit eines Reisezugwagens. Über eine Zugsammelschiene ZSS liegt eine der vier UIC-Spannungen an. Durch einen Eingangsgleich­ richter EGR werden die Wechselspannungen gleichgerichtet, die Gleichspannungen werden direkt durchgeschaltet. Ein Filter glättet die Spannung. Dieser Eingangskreis ist mit einem Tief­ setzsteller TSS verbunden und dient der Verminderung von Netz­ rückwirkungen. Der Tiefsetzsteller TSS wandelt die Eingangsspan­ nungen von 700-4000 V auf eine Zwischenkreisspannung von 600 V. An dem Gleichstromzwischenkreis sind zwei Drehstrom­ wechselrichter DWR angeschlossen, die die Zwischenkreisspannung durch Pulsweitenmodulation in eine Wechselspannung umwandeln. Mit dieser Wechselspannung können alle Norm-Drehstromasynchronmotoren ohne weitere Filter betrieben werden. Durch Nachschalten eines Sinusfilters können auch andere Industrie- bzw. Haushaltsgeräte, wie Staubsauger, Kaffeemaschie, Händetrockner, Haarfön usw., betrieben werden. Die Drehstromwechselrichter DWR sind mit je zwei Transistoren als Leistungsschalter pro Phase aufgebaut und ermöglichen eine stufen- und verlustarme Drehzahlverstellung eines Klimakompressors oder Lüfters einer Klimaanlage. Das Leistungsspektrum der Drehstromwechselrichter DWR erstreckt sich im allgemeinen von 3,3 kVA bis 45 kVA, aber auch größere Leistungen bis 90 oder 120 kVA sind möglich. Der Wirkungsgrad der Stromver­ sorgungseinheit liegt bei der Erzeugung von Netzspannung mit 3 × 380/220 V Sinus und 0-65 Hz bei etwa 0,89.

Die L-C-gefilterte Ausgangsspannung der Drehstromwechselrichter DWR wird Transformatoren TR zugeführt, die die Leistung poten­ tialgetrennt und spannungsangepaßt an die jeweiligen Verbraucher liefern. Zur Leistungsbegrenzung auf gemeinsam 50 KVA wird beim Zuschalten von Motoren bei Überschreiten der Stoßleistung von 55 kVA der Drehstromwechselrichter DWR stillgesetzt und der Motor mit f-U-Stellung hochgefahren. An einen der Transformatoren TR ist ein Batterieladegerät LG angeschlossen, das durch Phasen­ anschnittsteuerung mit einer Thyristorgleichrichterbrücke den Strom und die Spannung für die Batterieladung nach einer Ladekennlinie erzeugt.

Die Steuerungen des Tiefsetzstellers TSS, der Drehstromwechsel­ richter DWR, der Klimaanlage KA und des Batterieladegerätes LG sind mit Mikroprozessoren aufgebaut, die mit einem Fahrzeugleit­ rechner verbunden sind. Jede Mikroprozessorsteuerung führt eine Eigendiagnose durch und leitet die Diagnosedaten mit dazugehöri­ gen Betriebsdaten über eine Schnittstelle an den Fahrzeugleit­ rechner weiter. Dieser speichert alle ankommenden Daten mit der Uhrzeit ab. Das ermöglicht einen selbsttätigen leistungsbegrenz­ ten Betrieb der Stromversorgung auf 50 kVA durch den Fahrzeug­ leitrechner. Dabei muß mit zeitweiser Abschaltung einzelner Ver­ braucher oder mit deren Leistungsreduktion gerechnet werden.

Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild des Tiefsetzstellers. Zwei GTO-Thyristoren T sind in Serie geschaltet und über einen kapa­ zitiven Spannungsteiler aus eingangsseitig zwei Koppelkondensa­ toren CK und ausgangsseitig zwei Zwischenkreiskondensatoren CZK verbunden. Die Koppelkondensatoren CK und Zwischenkreiskondensa­ toren CZK weisen jeweils gleiche Kapazität auf. Ihre Verbindungs­ leitungen sind in einem Eingangsspannungsmittelpunkt EMP verbun­ den. Gemeinsam mit der Parallelschaltung von zwei Freilaufdioden DF und der Seriellschaltung zweier Zwischenkreisdrosseln LZK sind nicht nur die beiden GTO-Thyristoren T, sondern gleichsam zwei Tiefsetzsteller im Hauptstromkreis in Serie geschaltet. Durch je eine Ansteuerelektronik AE werden die GTO-Thyristoren T gleichzeitig eingeschaltet. Die kapazitive Kopplung verhindert die Überlastung desjenigen GTO-Thyristors T, der bedingt durch Herstellungstoleranzen um Mikrosekunden früher eingeschaltet wird. Der Eingangsstrom wird von einer Eingangsdrossel LE be­ grenzt. Ein parallelgeschalteter Eingangswiderstand RE mit Eingangsdiode DE dient der Abmagnetisierung der Eingangsdrossel LE im Freilauf. Die GTO-Thyristoren T sind mit Ausschaltent­ lastungsnetzwerken AEW beschaltet. Jedes Ausschaltentlastungs­ netzwerk AEW ist so aufgebaut, daß es ohne prinzipbedingte Ver­ luste arbeitet und darüber hinaus seinen GTO-Thyristor T beim Ein­ schalten nur mit einem geringen zusätzlichen Strom belastet. Es besteht aus einer Serienschaltung eines Parallelkondensators CP und einer Paralleldiode DP parallel zum GTO-Thyristor T und einer Serienschaltung aus einem Brückenkondensator CB und einer Brücken­ diode DB, die parallel zur Freilaufdiode DF mit der Kathode K ver­ bunden ist. Eine Ladediode DL und eine Ladedrossel LL verbinden die beiden Entlastungszweige. Eine Sperrdiode DS ist zwischen der Kathode K des GTO-Thyristors T und dem Zwischenkreis angeordnet.

Zur Beschreibung der Funktion eines Ausschaltentlastungsnetzwerk­ kes AEW sei erst angenommen, daß sich zuvor im Schaltzustand EIN ein nennenswerter Strom durch die Last und den GTO-Thyristor T ausgebildet hat. Die Last-Zeitkonstante sei dabei so groß, daß der Laststrom während des Ausschaltens als praktisch konstant vorausgesetzt werden kann. Weiters wird angenommen, daß unmittel­ bar vor dem Ausschalten der Parallelkondensator CP entladen und der Brückenkondensator CB auf die halbe Eingangsspannung U/ 2 auf­ geladen ist. Parallel- und Brückenkondensator CP, CB haben je­ weils gleiche Kapazität, die halb so groß ist, wie sie bei ver­ lustbehafteten Ausschaltentlastungsnetzwerken gewählt wird.

Wird nun der GTO-Thyristor T abgeschaltet, so beginnt der durch Last und GTO-Thyristor T fließende Strom bereits bei einer ge­ ringen Erhöhung der Spannung zwischen Anode A und Kathode K je­ weils zur Hälfte auf die beiden Entlastungszweige überzuwechseln. Der Parallelkondensator CP wird dabei auf die halbe Eingangs­ spannung U/ 2 aufgeladen, während der Brückenkondensator CB ent­ laden wird. Die Kondensatoren CP, CB sind während des Ausschal­ tens also parallel wirksam. Beim anschließenden Einschalten des GTO-Thyristors T entlädt sich der Parallelkondensator CP über die Ladediode DL, die Ladedrossel LL, den Brückenkondensator CB und den GTO-Thyristor T, während der Brückenkondensator CB dabei auf die halbe Eingangsspannung U/ 2 aufgeladen wird. Dadurch ist das Ausschaltentlastungsnetzwerk AEW wieder für ein Ausschalten vor­ bereitet, ohne daß prinzipbedingte Verluste aufgetreten sind. Parallel- und Brückenkondensator CP, CB sind während dieser Um­ ladung in Reihe geschaltet, so daß nur die Hälfte der diesen Kon­ densatoren CP, CB während des Ausschaltens zufließenden Ladung im Anschluß an das Einschalten über den GTO-Thyristor T fließt. Da­ durch wird die Einschaltbelastung gering gehalten.

Der Anoden-Kathodenstrom des GTO-Thyristors T geht beim Ausschal­ ten so auf den Wert Null zurück, wie der Strom über die beiden Entlastungszweige auf den momentanen Laststrom ansteigt. Demzu­ folge springt die Spannung zwischen Anode A und Kathode K nicht schlagartig auf den Wert der halben Eingangsspannung U/ 2, sondern wächst stetig an. Anschließend wechselt der Laststrom in endli­ cher Zeit auf die Freilaufdiode DF über, und die Ströme in den Entlastungszweigen sinken infolgedessen wieder auf Null ab. Damit ist der Ausschaltvorgang abgeschlossen.

Die Belastung des GTO-Thyristors T unmittelbar nach dem Einschal­ ten durch das Ausschaltentlastungsnetzwerk AEW ist das Verhältnis der Ladung, die über den GTO-Thyristor T fließt, zu jener, die Parallel- und Brückenkondensator CP, CB während des Ausschaltens zufließt. Die Umladung der Kondensatoren CP, CB beim Einschalten stellt eine zusätzliche Belastung dar. Sie ergibt sich aus der Kurvenform und damit auch aus dem Maximalwert des über den GTO- Thyristor T zusätzlich fließenden Umladestromes. Nach Ablauf der Umladezeit weisen Parallel- und Brückenkondensator CP, CB wieder die für den nachfolgenden Ausschaltvorgang erforderlichen Ausgangsspannungen auf. Der Verbindungspunkt SP besitzt gegenüber der Anode A weitgehend konstantes Potential. Er bestimmt unmittel­ bar nach dem Ausschalten sowie während der gesamten Dauer des Schaltzustandes AUS des GTO-Thyristors T die Sperrbeanspruchung desselben. Der Verbindungspunkt SP wird daher als Punkt mit Sperr­ spannungspotential bezeichnet.

Eine Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit des Ausschaltent­ lastungsnetzwerkes AEW ist ein während des Ausschaltens zwischen der Anode A und der Kathode K wirksamer, rein kapazitiver Paral­ lelzweig. Daher soll Parallel- und Brückenkondensator CP, CB eine geringe Eigeninduktivität und Parallel- und Brückendiode DP, DB eine kleine Einschaltverzögerungszeit besitzen. Da beim Ausschal­ ten hohe Stromänderungsgeschwindigkeiten auftreten, sind selbst Eigeninduktivitäten kurzer Verbindungsleitungen nicht mehr zu vernachlässigen.

Im Lückbetrieb wird der Strom durch die Freilaufdiode DF Null, wenn der GTO-Thyristor T ausgeschaltet ist. Die Sperrdiode DS verhindert, daß der Parallelkondensator CP auf die Differenz­ spannung von halber Eingangsspannung U/ 2 und Spannung an der Last umgeladen wird, statt auf die halbe Eingangsspannung U/ 2 aufge­ laden zu bleiben. Darüber hinaus verhindert die Sperrdiode DS, daß der Brückenkondensator CB auf die Spannung der Last aufgeladen wird, statt entladen zu bleiben. Beim darauffolgenden Einschalten des GTO-Thyristors T würde sonst der Parallelkondensator CP nicht mehr entladen, sondern auf die Lastspannung umgeladen werden. Der Brückenkondensator CB würde nur mehr auf die Differenzspannung der halben Eingangsspannung U/ 2 und der Lastspannung statt auf die halbe Eingangsspannung U/ 2 umgeladen werden. Durch den Ein­ satz der Sperrdiode DS bleibt auch im Lückbetrieb das verlustarme Ausschaltentlastungsnetzwerk AEW wirksam. Durch die Sperrdiode DS kann bei Verwendung eines asymmetrischen GTO-Thyristors T eine antiparallele Diode entfallen.

Die Spannungsgleichheit in den beiden Schaltzweigen des Tiefsetz­ stellers wird durch Überwachung der Eingangsspannung und der Zwischenkreisspannung aufrechterhalten. Als Folge von Herstellungs­ toleranzen schwanken die Kenndaten der Bauelemente. Wächst nun in einem Zweig die Spannung, so werden die Gate-Impulse des GTO- Thyristors T dieses Zweiges von der Ansteuerelektronik AE verlän­ gert. Durch die verlängerte Einschaltdauer wird die Spannung am Eingangsspannungsmittelpunkt EMP stabilisiert. Die Eingangsspan­ nungsfestigkeit für Reisezugwagen muß 9 kV betragen. Dabei liegen an jedem GTO-Thyristor T 4,5 kV an.

Als Kühlsystem wird eine in Fig. 3 dargestellte Siededosenkühlung für die elektronischen Leistungsbauelemente verwendet, da die Verlustwärme auf einer sehr kleinen Fläche anfällt. So sind die GTO-Thyristoren T und die Freilaufdioden DF über eine Zwischen­ platte ZP an einem Verdampferblock VB befestigt. Zwischen den heißen Bauelementen und der Zwischenplatte ZP ist auf besonders guten Wärmeübergang zu achten. Die Zwischenplatte ZP verteilt den hohen Wärmestrom der Bauelemente auf die gesamte Kühlblockfläche. Als Kühlmittel wird Freon R113 mit einer Siedetemperatur von 47°C verwendet, daß durch Verdampfen im Verdampferblock VB die Wärme­ energie abtransportiert. Auch Alkohole können verwendet werden. Dabei ist bei einer Bauelementefläche von 9 cm² und einer Ver­ lustleistung von 300 W eine Wärmeenergie von 33 W/cm² über eine Siedeleitung SL abzuführen. In einem Kondensierkörper KK mit Kühlrippen wird das Kühlmittel wieder kondensiert. Die Stromver­ sorgungsanlage des Reisezugwagens ist unter dem Wagenboden in Unterflurkästen angebracht. Der Kondensierkörper KK befindet sich an der Stirnfläche. Eine Kondensatleitung KL vom Kondensierkörper KK zum Verdampferblock VB schließt den Kühlmittelkreislauf. Die Leitungen SL, KL bestehen aus Teflon und sind ebenso wie das Kühlmittel elektrisch isolierend. Dadurch ist eine wirksame Potentialtrennung des Kondensierkörpers KK zu den Bauelementen gegeben.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Betreiben elektrischer Verbraucher eines Reisezugwagens (RZW), die jede der über eine Zugssammelschiene (ZSS) zugeführten UIC-Spannungen in potentialfreie Netzspannung umformt, wobei ein Eingangsgleichrichter (EGR) eingangsseitig mit der Zugssammelschiene (ZSS) und ausgangsseitig über einen Filter mit einem Gleichstromsteller im Hauptstromkreis verbunden ist, wobei der Gleichstromsteller durch den von ihm gebildeten Gleich­ stromzwischenkreis mit mindestens einem Drehstromwechselrichter (DWR) verbunden ist, an dessen Ausgang ein Transformator (TR) zur Potentialtrennung zu einzelnen Verbrauchern, beispielsweise zu einem Batterieladegerät (LG), angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromsteller aus mindestens zwei GTO-Thyristoren (T) im Hauptstromkreis besteht, die über kapazitive Spannungsteiler gekoppelt sind und daß der Drehstromwechselrichter (DWR) mit Transistoren und einer Ansteu­ erung für Pulsweitenmodulation aufgebaut ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einen Drehstromwechselrichter (DWR) ausschließlich ein Drehstrommotor unabhänig von den anderen Verbrauchern angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Heizstäbe mit einem Drehstrom­ wechselrichter (DWR) elektrisch verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß weiterer Verbrau­ cher Steckdosen mit Netzspannung über die Transformatoren (TR) mit einem Drehstromwechselrichter (DWR) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromsteller aus zwei GTO-Thyristoren (T) besteht, die über kapazitive Spannungs­ teiler aus eingangsseitig zwei Koppelkondensatoren (CK) und aus­ gangsseitig zwei Zwischenkreiskondensatoren (CZK) mit unterein­ ander jeweils gleicher Kapazität gekoppelt sind, wobei die Ver­ bindung der Koppelkondensatoren (CK) mit der Verbindung der Zwischenkreiskondensatoren (CZK) in einem Eingangsspannungs­ mittelpunkt (EMP) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder GTO-Thyristor (T) des Gleichstromstellers mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk (AEW) verbunden ist, daß in dem Ausschaltentlastungsnetzwerk (AEW) eine Serienschaltung eines Parallelkondensators (CP) und einer Paralleldiode (DP) parallel zum GTO-Thyristor (T) und eine Serienschaltung eines Brückenkondensators (DB) und einer Brücken­ diode (DB) parallel zu einer Freilaufdiode (DF) angeordnet ist, daß eine Serienschaltung aus einem Gleichrichterelement und einer Ladedrossel (LL) zwischen die Verbindung von Parallelkondensator (CP) und Paralleldiode (DP) und die Verbindung von Brückenkonden­ sator (CB) und Brückendiode (DB) geschaltet ist und daß das Gleich­ richterelement als Ladeschalter (SL) schaltbar ausgebildet oder das Gleichrichterelement als Ladediode (DL) ausgebildet und eine Sperrdiode (DS) entgegen der Durchlaßrichtung der Freilaufdiode (DF) zwischen der Freilaufdiode (DF) und dem GTO-Thyristor (T) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Leistungsbau­ elemente, insbesondere der GTO-Thyristoren (T) und der Leistungs­ dioden, die Bauelemente mit thermischem Kontakt an einem Verdampfer­ block (VB) befestigt sind, der durch eine Siedeleitung (SL) zum Transport des verdampften Kühlmittels mit einem Kondensierkörper (KK) zur Kondensation des Kühlmittels verbunden ist und daß durch eine Kondensatleitung (KL) vom Kondensierkörper (KK) zum Verdampferblock (VB) der Kühlmittelkreislauf geschlossen ist, daß der Kondensierkörper (KK) höher als der Verdampferblock (VB) an­ geordnet ist und daß der Siedepunkt des Kühlmittels höher als die maximale Umgebungstemperatur des Kondensierkörpers (KK) und tie­ fer als die maximal zulässige Bauelementetemperatur ist und daß das Kühlmittel elektrisch isolierend ist und die Siede- und Kon­ densatleitung (SL, KL) aus elektrisch isolierendem Material her­ gestellt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungen der Drehstrom­ wechselrichter (DWR) und des Batterieladegerätes (LG) mit Mikro­ prozessoren aufgebaut sind, die mit einem Fahrzeugleitrechner ver­ bunden sind, an den Stromverbrauchsmeßgeräte angeschlossen sind.