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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
und insbesondere auf eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung, wobei
Elektromotoren von PWM-Wandlern und Wechselrichtern angetrieben
werden.
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5 der
anliegenden Zeichnungen zeigt ein Beispiel eines Schaltplans einer
herkömmlichen
Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung. Wechselspannung wird einer Oberleitung
entnommen und von einer Wandlereinrichtung in Gleichspannung gewandelt,
die als Antriebsspannung an den Motor des Elektrofahrzeugs und außerdem an
eine Hilfsspannungsquelle angelegt wird.
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Die
herkömmliche
Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung weist auf:
Einen Transformator
MT, der auf der Seite seiner Primärwindung Wechselspannung durch
einen Stromabnehmer PAN von einer Wechselspannungsoberleitung (nicht
dargestellt) aufnimmt und diese Wechselspannung heruntertransformiert;
einen
Gleichrichter RF, der die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung
des Transformators MT gleichrichtet; und
eine Motorsteuereinrichtung
MCTR und eine Hilfsspannungsquelle APS in Parallelschaltung mit
der Ausgangsseite des Gleichrichters RF. Die Motorsteuereinrichtung
MCTR steuert einen Motor MM entweder in Abhängigkeit von einem Motorbetriebs-Befehlssignal
p von einer Motorbetriebs-Befehlsschaltung MC oder in Abhängigkeit
von einem Brems-Befehlssignal b von einer Brems-Befehlsschaltung
BS. Die Hilfsspannungsquelle APS erzeugt Gerätespannung für eine Last
LD wie etwa eine Klimaanlage im Wageninneren, Beleuchtungseinrichtungen,
Ventilatoren zur Kühlung
der Ausrüstung
etc.
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In
den letzten Jahren ist es üblich
geworden, Elektrofahrzeug-Steuereinrichtungen zu benutzen, in denen
ein Spannungsquellen-Pulsweitenmodulations-Wandler (nachfolgend
PWM-Wandler genannt) verwendet wird anstelle des Gleichrichters
RF, und ein WVF (variable Spannung – variable Frequenz)-Wandler
verwendet wird anstelle der Motorsteuereinrichtung MCTR. Ein Beispiel
einer solchen Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung ist in der JP-A-4-340302
offenbart.
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Herkömmliche
Elektrofahrzeug-Steuereinrichtungen wiesen jedoch das Problem auf,
daß Oberwellen, die
beim Schalten des Spannungsquellen-PWM-Wandlers entstehen, heraus-
und unter erheblichen nachteiligen Auswirkungen auf die Signalausrüstung und
das Kommunikationssystem in die Oberleitung einstreuen.
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Die
Auswirkungen solcher Oberwellen müssen ferner berücksichtigt
werden, wenn Spannung von dem Spannungsquellen-PWM-Wandler an die
Hilfsspannungsquelle angelegt wird. Es reicht, Spannung an den Fahrzeugantriebsmotor
durch den WVF-Wandler nur während
eines Antriebsbetriebs oder eines Bremsbetriebs anzulegen, aber
die Hilfsspannungsquelle benötigt
eine ununterbrochene Spannungsversorgung, auch während eines Leerlaufbetriebs.
Es ist darum erforderlich, die Auswirkungen von Oberwellen nicht
nur während
des Antriebsbetriebs und des Bremsbetriebs zu berücksichtigen,
sondern auch während
des Leerlaufbetriebs.
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Darum
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
zu schaffen, bei der die Auswirkungen von Oberwellen, die beim Schalten
des Spannungsquellen-PWM-Wandlers erzeugt werden, auf ein Minimum
während
des Antriebsbetriebs oder des Bremsbetriebs zurückgeführt werden können.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung
zu schaffen, bei der die Auswirkungen von Oberwellen, die beim Schalten
des Spannungsquellen-PWM-Wandlers entstehen, auf ein Minimum zurückgeführt werden
können,
sei es während
des Antriebs- oder Bremsbetriebs oder während des Leerlaufbetriebs.
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Der
Leser sei verwiesen auf "Power
Electronics and Applications",
Vol. 4, September 1993, Brighton, Seiten 102–109, XP000427058, Markus Meyer
et al, 'A Hysteresis
Current Control for Parallel Connected Line-sind Converters of an
Inverter Locomotive'.
Dieses Dokument offenbart eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung,
die alle Merkmale des Anspruches 1 aufweist mit der Ausnahme, daß in diesem
Dokument nicht ausdrücklich
darauf hingewiesen wird, daß ein
Zug mehr als eine Lokomotive aufweisen darf und ferner das Merkmal,
daß der
vorgegebene Winkel darauf festgelegt ist, 180°/Anzahl der Fahrzeuge zu sein.
Bezüglich
der unabhängigen
Ansprüche
4 und 7 offenbart der Stand der Technik nicht das Merkmal einer
Vielzahl von Fahrzeugen, das Merkmal einer APS, die an die Gleichspannungsanschlüsse des
PWM-Wandlers angeschlossen ist, und das Merkmal, wonach die Phasenwinkel
der PWM-Trägerwellen
der ersten Vielzahl und der zweiten Vielzahl von Steuereinrichtungen
auf unterschiedliche Weise in Abhängigkeit des Antriebs-/Brems-/Leerlauf-Zustands
verschoben sind.
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung,
mit einer Vielzahl von Steuereinrichtungen mit einer PWM-Wandlereinrichtung
zur Aufnahme einer ersten Wechselspannung durch einen Stromabnehmer
und einen Transformator von einer Wechselspannungsoberleitung und
zum Wandeln der ersten Wechselspannung in eine Gleichspannung unter
Verwendung einer PWM-Trägerwelle,
einem Wechselrichter, der mit den Gleichspannungsanschlüssen der
PWM-Wandlereinrichtung verbunden ist, um die Gleichspannung in eine
zweite Wechselspannung zu wandeln, und einem Elektromotor, der mit
Wechselspannungsanschlüssen
des Wechselrichters verbunden ist, um von der zweiten Wechselspannung
angetrieben zu werden, wobei die elektrische Steuereinrichtung für eine erste
Vielzahl von ersten Fahrzeugen und eine zweite Vielzahl von zweiten
Fahrzeugen, die in Reihe geschaltet sind, um eine Formation zu bilden,
vorgesehen ist, die Vielzahl von Steuereinrichtungen eine erste
Vielzahl von ersten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines
aus der ersten Vielzahl von Fahrzeugen vorgesehen ist, und eine zweite
Vielzahl von zweiten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines
aus der zweiten Vielzahl von Fahrzeugen vorgesehen ist, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß jede
der zweiten Steuereinrichtungen ferner eine Hilfsspannungsquelle
aufweist, die an die Gleichspannungsanschlüsse der PWM-Wandlereinrichtung
zur Aufnahme der Gleichspannung angeschlossen ist, um eine Last
mit Spannung zu versorgen, die PWM-Wandlereinrichtung in der ersten
Steuereinrichtung nur im Antriebszustand oder Bremszustand betätigt wird,
die PWM-Wandlereinrichtung in der zweiten Steuereinrichtung konstant
betätigt
wird, und Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in der ersten Vielzahl der PWM-Wandlereinrichtungen in der ersten
Vielzahl der ersten Steuereinrichtungen so festgelegt sind, daß sie gegeneinander
um einen ersten vorgegebenen Winkel im Antriebszustand oder Bremszustand
verschoben sind, Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen in der zweiten Vielzahl
der PWM-Wandlereinrichtungen in der zweiten Vielzahl der zweiten
Steuereinrichtungen so festgelegt sind, daß sie gegeneinander konstant
um einen zweiten vorgegebenen Winkel verschoben sind, wobei in der ersten
Vielzahl der ersten Steuereinrichtungen der erste vorgegebene Winkel
auf 180°/M1
festgelegt ist, wobei M1 die Anzahl der ersten Vielzahl der ersten
Fahrzeuge ist, und wobei in der zweiten Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen
der zweite vorgegebene Winkel auf 180°/M2 festgelegt ist, wobei M2
die Anzahl der zweiten Vielzahl der zweiten Fahrzeuge ist, wodurch
ein Einstreuen von Oberwellen der PWM-Trägerwellen in die Wechselspannungsoberleitung
verringert wird.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung ist vorgesehen eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung,
mit einer Vielzahl von Steuereinrichtungen mit einer PWM-Wandlereinrichtung
zur Aufnahme einer ersten Wechselspannung durch einen Stromabnehmer
und einen Transformator von einer Wechselspannungsoberleitung und
zum Wandeln der ersten Wechselspannung in eine Gleichspannung unter
Verwendung einer PWM-Trägerwelle,
einem Wechselrichter, der mit den Gleichspannungsanschlüssen der
PWM-Wandlereinrichtung verbunden ist, um die Gleichspannung in eine
zweite Wechselspannung zu wandeln, und einem Elektromotor, der mit
Wechselspannungsanschlüssen
des Wechselrichters verbunden ist, um von der zweiten Wechselspannung
angetrieben zu werden, wobei die elektrische Steuereinrichtung für eine erste
Vielzahl von ersten Fahrzeugen und eine zweite Vielzahl von zweiten
Fahrzeugen, die in Reihe geschaltet sind, um eine Formation zu bilden,
vorgesehen ist, die Vielzahl von Steuereinrichtungen eine erste
Vielzahl von ersten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines
aus der ersten Vielzahl von Fahrzeugen vorgesehen ist, und eine zweite
Vielzahl von zweiten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines
aus der zweiten Vielzahl von Fahrzeugen vorgesehen ist, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß jede
der zweiten Steuereinrichtungen ferner eine Hilfsspannungsquelle
aufweist, die an die Gleichspannungsanschlüsse der PWM-Wandlereinrichtung
zur Aufnahme der Gleichspannung angeschlossen ist, um eine Last
mit Spannung zu versorgen, die PWM-Wandlereinrichtung in der ersten
Steuereinrichtung nur im Antriebszustand oder Bremszustand betätigt wird,
die PWM-Wandlereinrichtung in der zweiten Steuereinrichtung konstant
betätigt
wird, und Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in der ersten Vielzahl der PWM-Wandlereinrichtungen in der ersten
Vielzahl der ersten Steuereinrichtungen so festgelegt sind, daß sie gegeneinander
um einen ersten vorgegebenen Winkel im Antriebszustand oder Bremszustand
verschoben sind, Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen in der zweiten Vielzahl
der PWM-Wandlereinrichtungen in der zweiten Vielzahl der zweiten
Steuereinrichtungen so festgelegt sind, daß sie gegeneinander konstant
um einen zweiten vorgegebenen Winkel verschoben sind, wobei jede der
PWM-Wandlereinrichtungen zueinander parallel geschaltete PWM-Wandler
aufweist, und wobei die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen in den PWM-Wandlern
in jeder der PWM-Wandlereinrichtungen
so festgelegt sind, daß sie
gegeneinander um einen Winkel von 180°/N verschoben sind, wobei in
der ersten Vielzahl der ersten Steuereinrichtungen der erste vorgegebene
Winkel auf 180°/(N·M1) festgelegt
ist, und wobei in der zweiten Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen
der zweite vorgegebene Winkel auf 180°/(N·M2) festgelegt ist, wobei
N die Anzahl der PWM-Wandler in jeder der PWM-Wandlereinrichtungen,
M1 die Anzahl der ersten Vielzahl der ersten Fahrzeuge und M2 die
Anzahl der zweiten Vielzahl der zweiten Fahrzeuge ist, wodurch ein Einstreuen
von Oberwellen der PWM-Trägerwellen
in die Wechselspannungsoberleitung verringert wird.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt dieser Erfindung ist vorgesehen eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung,
mit einer Vielzahl von Steuereinrichtungen mit einer PWM-Wandlereinrichtung
zum Aufnehmen einer ersten Wechselspannung durch einen Stromabnehmer
und einen Transformator von einer Wechselspannungsoberleitung und
zum Wandeln der ersten Wechselspannung in eine Gleichspannung unter
Verwendung einer PWM-Trägerwelle,
einem Wechselrichter, der mit Gleichspannungsanschlüssen der
PWM-Wandlereinrichtung verbunden ist, um die Gleichspannung in eine
zweite Wechselspannung zu wandeln, und einem Elektromotor, der mit
den Wechselspannungsanschlüssen
des Wechselrichters verbunden ist, um von der zweiten Wechselspannung
angetrieben zu werden, wobei die elektrische Steuereinrichtung für eine erste
Vielzahl von ersten Fahrzeugen und eine zweite Vielzahl von zweiten
Fahrzeugen, die in Reihe geschaltet sind, um eine Formation zu bilden,
vorgesehen ist, die Vielzahl von Steuereinrichtungen eine erste
Vielzahl von ersten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines
aus einer ersten Vielzahl von ersten Fahrzeugen vorgesehen ist,
und eine zweite Vielzahl von zweiten Steuereinrichtungen, von denen
jede für
eines aus einer zweiten Vielzahl von zweiten Fahrzeugen vorgesehen
ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede der zweiten Steuereinrichtungen
ferner eine Hilfsspannungsquelle aufweist, die an die Gleichspannungsanschlüsse der
PWM-Wandlereinrichtung zur Aufnahme der Gleichspannung angeschlossen
ist, um eine Last mit Spannung zu versorgen, die PWM-Wandlereinrichtung
in der ersten Steuereinrichtung nur im Antriebszustand oder Bremszustand
betätigt
wird, die PWM-Wandlereinrichtung in der zweiten Steuereinrichtung
konstant betätigt wird,
Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in allen der PWM-Wandlereinrichtungen
so festgelegt sind, daß sie
gegeneinander um einen ersten vorgegebenen Winkel im Antriebszustand
oder Bremszustand verschoben sind, und Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in der zweiten Vielzahl der PWM-Wandlereinrichtungen
in der zweiten Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen so festgelegt
sind, daß sie
gegeneinander um einen zweiten vorgegebenen Winkel im Leerlaufzustand
verschoben sind, wobei in der ersten Vielzahl der ersten Steuereinrichtungen
und der zweiten Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen der erste
vorgegebene Winkel auf 180°/(M1
+ M2) festgelegt ist; und wobei in der zweiten Vielzahl der zweiten
Steuereinrichtungen der zweite vorgegebene Winkel auf 180°/M2 festgelegt
ist, wobei M1 die Anzahl der ersten Vielzahl der ersten Fahrzeuge
und M2 die Anzahl der zweiten Vielzahl der zweiten Fahrzeuge ist,
wodurch ein Einstreuen von Oberwellen der PWM-Trägerwellen in die Wechselspannungsoberleitung
verringert wird.
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Gemäß einem
noch anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung ist vorgesehen eine
Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung, mit einer Vielzahl von Steuereinrichtungen
mit einer PWM-Wandlereinrichtung zum Aufnehmen einer ersten Wechselspannung
durch einen Stromabnehmer und einen Transformator von einer Wechselspannungsoberleitung
und zum Wandeln der ersten Wechselspannung in eine Gleichspannung
unter Verwendung einer PWM-Trägerwelle,
einem Wechselrichter, der mit Gleichspannungsanschlüssen der PWM-Wandlereinrichtung
verbunden ist, um die Gleichspannung in eine zweite Wechselspannung
zu wandeln, und einem Elektromotor, der mit den Wechselspannungsanschlüssen des
Wechselrichters verbunden ist, um von der zweiten Wechselspannung
angetrieben zu werden, wobei die elektrische Steuereinrichtung für eine erste
Vielzahl von ersten Fahrzeugen und eine zweite Vielzahl von zweiten
Fahrzeugen, die in Reihe geschaltet sind, um eine Formation zu bilden,
vorgesehen ist, die Vielzahl von Steuereinrichtungen eine erste Vielzahl
von ersten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines aus einer ersten Vielzahl
von ersten Fahrzeugen vorgesehen ist, und eine zweite Vielzahl von
zweiten Steuereinrichtungen, von denen jede für eines aus einer zweiten Vielzahl
von zweiten Fahrzeugen vorgesehen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß jede
der zweiten Steuereinrichtungen ferner eine Hilfsspannungsquelle
aufweist, die an die Gleichspannungsanschlüsse der PWM-Wandlereinrichtung
zur Aufnahme der Gleichspannung angeschlossen ist, um eine Last mit
Spannung zu versorgen, die PWM-Wandlereinrichtung in der ersten
Steuereinrichtung nur im Antriebszustand oder Bremszustand betätigt wird,
die PWM-Wandlereinrichtung in der zweiten Steuereinrichtung konstant
betätigt
wird, Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in allen der PWM-Wandlereinrichtungen
so festgelegt sind, daß sie
gegeneinander um einen ersten vorgegebenen Winkel im Antriebszustand
oder Bremszustand verschoben sind, und Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in der zweiten Vielzahl der PWM-Wandlereinrichtungen in der zweiten
Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen so festgelegt sind, daß sie gegeneinander
um einen zweiten vorgegebenen Winkel im Leerlaufzustand verschoben
sind, wobei jede der PWM-Wandlereinrichtungen zueinander parallel
geschaltete PWM-Wandler aufweist, wobei die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
in den PWM-Wandlern in jeder der PWM-Wandlereinrichtungen auf eine gegenseitige
Verschiebung um einen Winkel von 180°/N festgelegt sind, wobei in
der ersten Vielzahl der ersten Steuereinrichtungen und der zweiten
Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen der erste vorgegebene Winkel
auf 180°/(N·(M1 +
M2)) festgelegt ist, wobei in der zweiten Vielzahl der zweiten Steuereinrichtungen
der zweite vorgegebene Winkel auf 180°/(N·M2) festgelegt ist, und wobei
N die Anzahl der PWM-Wandler in jeder der PWM-Wandlereinrichtungen, M1 die Anzahl
der ersten Vielzahl der ersten Fahrzeuge und M2 die Anzahl der zweiten
Vielzahl der zweiten Fahrzeuge ist, wodurch ein Einstreuen von Oberwellen
der PWM-Trägerwellen
in die Wechselspannungsoberleitung verringert wird.
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Mit
einer Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung gemäß dieser Erfindung kann ein
Einstreuen von Oberwellen der PWM-gesteuerten Trägerwellen der PWM-Wandler in die Wechselspannungs-Oberleitung
auf ein Minimum reduziert werden, indem die Phasenwinkel der jeweiligen
PWM-gesteuerten Trägerwellen
der PWM-Wandler
den Phasenwinkeln derart gleichgesetzt werden, daß die Oberwellen
der PWM-gesteuerten Trägerwellen,
die sich in der Wechselspannungs-Oberleitung befinden, minimal sind.
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Mit
einer Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung gemäß dieser Erfindung kann ein
Einstreuen von Oberwellen der PWM-gesteuerten Trägerwellen der Wandler in die
Wechselspannungs-Oberleitung auf ein Minimum reduziert werden, indem
im Antriebszustand oder Bremszustand der Elektrofahrzeuge die Phasenwinkel der
jeweiligen PWM-gesteuerten Trägerwellen
von allen der PWM-Wandler, oder im Leerlauf-Zustand der Elektrofahrzeuge,
die Phasenwinkel der jeweiligen PWM-gesteuerten Trägerwellen der PWM-Wandler,
die mit den Hilfsspannungsquellen verbunden sind, zu solchen Phasenwinkeln
gesetzt werden, daß die
Oberwellen der PWM-gesteuerten Trägerwellen, die sich in der
Wechselspannungsoberleitung befinden, minimal sind, sowohl wenn
den Elektrofahrzeug-Motoren im Antriebs- oder Bremszustand Strom zugeführt wird
als auch wenn Strom nur den Hilfsspannungsquellen im Leerlaufzustand
zugeführt
wird.
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Kurzbeschreibung der Figuren:
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der Erfindung und vieler damit verbundenen Vorteile erhält man einfach
durch ein besseres Verständnis
unter Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung, wenn
diese im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen berücksichtigt
wird, wobei:
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1 ein
Blockschaltbild darstellt, das eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung zeigt;
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2 ein
detailliertes Blockschaltbild darstellt, das die Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
der 1 zeigt;
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3 ein
Blockschaltbild darstellt, das eine Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt;
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4 ein
detailliertes Blockschaltbild darstellt, das die Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
der 3 zeigt;
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5 ein
Blockschaltbild darstellt, das ein Beispiel einer herkömmlichen
Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung zeigt;
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6 eine
Wellenverlauf-Tafel darstellt, die Stromwellenverläufe der
Wandler COVA in einem Ausführungsbeispiel
zeigt;
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7 eine
Wellenverlauf-Tafel darstellt, die Stromwellenverläufe der
Wandler COVB in einem Ausführungsbeispiel
zeigt;
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8 eine
Wellenverlauf-Tafel darstellt, die Stromwellenverläufe der
Wandler in einem Ausführungsbeispiel
zeigt;
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9 eine
Wellenverlauf-Tafel darstellt, die Stromwellenverläufe der
Wandler in einer bekannten Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung zeigt;
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10 eine
Wellenverlauf-Tafel darstellt, die Stromwellenverläufe der
Wandler in einem anderen Ausführungsbeispiel
zeigt; und
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11 eine
Wellenverlauf-Tafel darstellt, die Stromwellenverläufe der
Wandler in einer bekannten Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleiche Referenznummern identische
oder entsprechende Teile in allen Ansichten bezeichnen, werden die
Ausführungsformen
dieser Erfindung nachfolgend beschrieben.
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1 zeigt
die Anordnung eines Systems einer Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung. Um die Erläuterung
zu vereinfachen, ist dieses Ausführungsbeispiel
mit vier Fahrzeugen illustriert, Fahrzeug Nummer 1 bis Fahrzeug
Nummer 4, die eine einzige Formation bilden.
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Jedes
Fahrzeug ist ausgerüstet
mit einem Stromabnehmer PAN zur Aufnahme von Wechselspannung von
einer Wechselspannungs-Oberleitung (nicht dargestellt), einem Transformator
MT zum Heruntertransformieren der durch den Stromabnehmer PAN abgenommenen
Wechselspannung, einem Spannungsquellen-PWM-Wandler COV, der auf der Sekundärseite des
Transformators MT vorgesehen ist, um Eingangswechselspannung in
Gleichspannung zu wandeln durch die Torschaltungssteuerung, die
gemäß der Steuerung
von den jeweiligen Torsteuerungssignalen α1–α4 vorgenommen wird, einer Filterkapazität FC und
einem WVF-Wechselrichter INV, der an die Ausgangsseite eines Spannungsquellen-PWM-Wandlers COV
angeschlossen ist, sowie einem Elektromotor MM, der von dem VWF-Wechselrichter
INV angetrieben wird. Zusätzlich
ist in dem ersten und dem vierten Fahrzeug die Hilfsspannungsquelle
APS an die Ausgangsseite des Spannungsquellen-PWM-Wandlers COV angeschlossen.
Jede der Hilfsspannungsquellen APS versorgt die jeweiligen Lasten
LD, die aus der Fahrzeuginnenbeleuchtung, der Klimaanlage und den
Geräte-Kühlventilatoren
etc. bestehen, mit Spannung.
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Das
Motorbetrieb-Befehlssignal p von der Motorbetriebs-Befehlsschaltung
MC und das Bremsbetrieb-Befehlssignal b von der Brems-Befehlsschaltung
BS werden gleichzeitig an die Wechselrichter INV aller Fahrzeuge
angelegt.
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2 zeigt
die genaue Anordnung der Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung dieses
Ausführungsbeispiels
und exemplarisch diejenige des Fahrzeugs Nummer 1. Jeder Spannungsquellen-PWM-Wandler COV
besteht aus zwei Spannungsquellen-PWM-Wandlern COVA und COVB, die
parallel zum Sekundärausgang
des Transformators MT geschaltet sind. Jeder der Spannungsquellen-PWM-Wandler besteht aus
einer Einphasen-Brückenschaltung
aus Dioden D und GTO-Thyristoren
G und ist jeweils einer Torsteuerung durch die PWM-Torsteuerungsschaltungen
CCTA und CCTB unterworfen. Jede der PWM-Torstuerungsschaltungen CCTA und CCTB
ist mit einem PWM-Trägerwellengenerator
(nicht dargestellt) versehen. Die Phasenwinkel αA und αB der PWM-Trägerwellen sind jeweils auf
die PWM-Trägerwellen
der PWM-Torsteuerungsschaltungen CCTA
und CCTB gesetzt.
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Die
Phasenwinkel αA, αB der PWM-Trägerwellen
sind gegeneinander um einen Phasenwinkel von 90° in jedem der PWM-Wandler COV
verschoben. Weil die Anzahl N von Wandlern pro Fahrzeug N = 2 beträgt und die
Anzahl M von Fahrzeugen in einer Formation M = 4 beträgt, sind
die Phasenwinkel für
jedes Fahrzeug gegeneinander um
180°/(2 × 4) = 22.5°verschoben,
das heißt: [Tabelle
1]
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Ferner
sind bei dieser Anordnung die Filterkapazität FC und der VWF-Wechselrichter INV
parallel zu dem Ausgang des Spannungsquellen-PWM-Wandlers COV geschaltet. Darüber hinaus
ist in dem Fahrzeug Nummer 1 und dem Fahrzeug Nummer 4 die Hilfsspannungsquelle
APS parallel zu der Filterkapazität FC geschaltet. der VWF-Wechselrichter
INV ist ferner mittels einer Wechselrichter-Torsteuerungsschaltung
ICT einer Torschaltungssteuerung unterworfen. Jeder der VWF-Wandler
INV in allen Fahrzeugen wird auf Eingabe eines Leistungsbetrieb-Befehlssignals
p oder eines Bremsbetrieb-Befehlssignals b hin in Gang gesetzt.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung der oben
beschriebenen Anordnung erläutert.
Wie in 1 dargestellt ist, wird Wechselspannung, die von
dem Stromabnehmer PAN der Wechselspannungsoberleitung entnommen
ist, von dem Transformator MT heruntertransformiert und an den Spannungsquellen-PWM-Wandler
COV eingegeben. Der Spannungsquellen-PWM-Wandler COV wandelt diese Wechselspannung
kontinuierlich in Gleichspannung um und gibt sie aus. Diese Gleichspannung
wird dann durch die Filterkapazität FC geglättet, bevor sie an den VWF-Wechselrichter
INV in allen Fahrzeugen und die Hilfsspannungsquellen in Fahrzeug
Nummer 1 und Fahrzeug Nummer 4 angelegt wird.
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Der
WVF-Wechselrichter INV wird betätigt,
wenn das Motorbetrieb-Befehlssignal
p von der Motorbetrieb-Befehlsschaltung MC oder das Bremsbetrieb-Befehlssignal
b von der Bremsbetrieb-Befehlsschaltung BS eingegeben wird. Der
VWF-Wechselrichter INV funktioniert so, daß er die Gleichspannung von
dem Wandler COV in WVF-Wechselspannung rückkonvertiert und an den Motor
MM ausgibt, um das Fahrzeug anzutreiben oder das Fahrzeug regenerativ
abzubremsen.
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Die
Hilfsspannungsquellen APS in dem ersten und dem vierten Fahrzeug
werden kontinuierlich mit Gleichspannung von den PWM-Wandlern COV
versorgt und versorgen ihrerseits die Lasten LD andauernd mit Spannung.
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Der
Betrieb des Spannungsquellen-PWM-Wandlers COV eines jeden Fahrzeugs
in diesem Fall wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Wie in 2 dargestellt
ist, werden Wandler COVA, COVB, die den PWM-Wandler COV bilden,
kontinuierlich vom Transformator MT mit Wechselspannung versorgt.
Die Wandler COVA, COVB wandeln diese Wechselspannung durch Schaltvorgänge, die
von den jewei ligen Torsteuerungsschaltungen CCTA, CCTB gesteuert
werden, in Gleichspannung und geben diese Gleichspannung an die
Filterkapazität
FC aus. Der Zeitpunkt des Schaltvorgangs wird durch die Pulsweiten-Modulations-Steuerung
bestimmt, die auf den PWM-Trägerwellen
beruht. Wie in Tabelle 1 gezeigt, sind die Phasenwinkel der Trägerwellen
zwischen den Fahrzeugen um jeweils 22.5° verschoben. Ferner besteht
eine Verschiebung von 90° zwischen
den Phasenwinkeln αA
und αB der
PWM-Trägerwellen
in jedem Fahrzeug. So wird eine PWM-Steuerung in insgesamt acht Wandlern
COVA, COVB durch die PWM-Trägerwellen
vollzogen, die gegeneinander um 22.5° phasenverschoben sind.
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Die
Stromwellenformen der acht Wandler COVA, COVB während des PWM-Steuerbetriebs sind
in 6 und 7 gezeigt. 6(a) bis
(d) zeigen die Stromwellenverläufe
von vier Wandlern COVA, wobei die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen αA = 0°, 22.5°, 45.0° bzw. 67.5° betragen. 7(a) bis (d) zeigen die Stromwellenverläufe von
vier Wandlern COVB, wobei die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen αB = 90.0°, 112.5°, 135.0° bzw. 157.5° betragen. 8(b) zeigt einen überlappenden Wellenverlauf
von Stromwellenverläufen
von vier Wandlern COVA, COVB von Fahrzeugen Nummer 1 und 3, wobei
die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen αA = 0°, 45.0°, sowie αB = 90.0° bzw. 135° betragen.
In ähnlicher
Weise gibt es auch einen überlappenden
Wellenverlauf der Stromwellenverläufe von vier Wandlern COVA,
COVB der Fahrzeuge Nummer 2 und 4, wobei die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen αA = 22.5°, 67.5°, sowie αB = 112.5° bzw. 157.5° betragen
(nicht dargestellt).
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Als
Eingangsstrom der aus vier Fahrzeugen bestehenden Gesamtformation
erhält
man den Strom mit dem in 8(a) gezeigten
Wellenverlauf auf der Grundlage der in 8(b) gezeigten
sowie der vier nicht dargestellten Ströme in der oben beschriebenen
Weise.
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9 zeigt
den Fall, in dem die Phasenwinkel αA der PWM-Trägerwellen der vier Wandler
COVA 0° und
die Phasenwinkel αB
der PWM-Trägerwellen
der vier Wandler COVB 90° betragen.
In diesem Fall zeigt 9(b) einen überlappten
Wellenverlauf von zwei Strömen,
wobei die Phasenwinkel αA
der PWM-Trägerwellen
0° bzw. αB = 90° betragen.
Als Eingangsstrom der aus vier Fahrzeugen bestehenden Gesamtformation erhält man den
Strom mit dem in 9(a) gezeigten Wellenverlauf
aufgrund der in 9(b) gezeigten Ströme.
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In
bezug auf die Oberwellen, die von dem Transformator MT in die Wechselspannungsoberleitung
einstreuen, ergibt sich, daß die
Oberwellen in der Nähe
der Frequenz der Trägerwelle
sich gegenseitig aufheben; so wird die dominierende Harmonischenkomponente
zu einer Frequenz verschoben, die das achtfache der Trägerwellenfrequenz
beträgt,
und die Stärke
der dominierenden Harmonischenkomponente wird stark verringert.
So werden die gesamten Oberwellen hinreichend verringert, wie ein
Vergleich der Stromwellenverläufe von 8(a) und 9(a) verdeutlicht.
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Diese
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt.
Im Falle einer Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung, bei der die
Anzahl der Wandler pro Fahrzeug N beträgt, und die Anzahl der Fahrzeuge
in einer Formation M ist, werden die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
grundsätzlich
folgendermaßen
bestimmt: Die Phasenwinkel in einem Fahrzeug sind gegeneinander
um 180°/N
verschoben und die Phasenwinkel für jedes Fahrzeug sind gegeneinander
um 180°/(N·M) verschoben.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. 3 zeigt die
Anordnung einer Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung gemäß einer
anderen Ausführungsform
dieser Erfindung. Um die Erläuterung
zu vereinfachen, wird diese Ausführungsform
anhand des Falles beschrieben, in dem eine einzige Formation aus
vier Fahrzeugen gebildet wird: Fahrzeug Nummer 1 bis Fahrzeug Nummer 4.
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Jedes
Fahrzeug ist ausgerüstet
mit einem Stromabnehmer PAN zur Aufnahme von Wechselspannung von
einer Wechselspannungsoberleitung (nicht dargestellt), einem Transformator
MT zum Heruntertransformieren der durch den Stromabnehmer PAN abgenommenen
Wechselspannung, einem Spannungsquellen-PWM-Wandler COV, der auf der Sekundärseite des
Transformators MT vorgesehen ist, wobei die Torschaltungssteuerung
durch die jeweiligen Torsteuerungs-Signale α11 -α22 durchgeführt wird, um die Wechseleingangsspannung
in Gleichspannung zu wandeln, einer Filterkapazität FC und
einem VWF-Wechselrichter INV, die an den Ausgang des Spannungsquellen-PWM-Wandlers
COV angeschlossen sind, sowie einem Elektromotor MM, der von dem
VWF-Wechselrichter INV angetrieben wird. Zusätzlich ist in dem ersten und
dem vierten Fahrzeug die Hilfsspannungsquelle APS an die Ausgangsseite
des Spannungsquellen-PWM-Wandlers COV angeschlossen. Jede der Hilfsspannungsquellen
APS versorgt die jeweiligen Lasten LD, die in der Fahrzeuginnenbeleuchtung,
der Klimaanlage und Geräte-Kühlventilatoren etc. bestehen,
mit Spannung.
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Ferner
ist diese Ausführungsform
derart entworfen, daß nur
die Spannungsquellen-PWM-Wandler COV des ersten und des vierten
Fahrzeugs an die Hilfsspannungsquellen APS angeschlossen sind und
während
des Leerlaufbetriebs betrieben werden, während im Motorbetrieb und Bremsbetrieb
die Spannungsquellen-PWM-Wandler
COV aller Fahrzeuge betrieben werden. Dies wird durch eine derartige
Anordnung erreicht, daß die
PWM-Wandler COV des ersten und des vierten Fahrzeugs zur Aufnahme
eines Signals SIG verbunden sind, daß sie kontinuierlich mit Antriebsbefehlen
versorgt, während
die PWM-Wandler COV des zweiten und des dritten Fahrzeugs mit jeweiligen
Ausgängen
von ODER-Gatter OR verbunden sind. An dieses ODER-Gatter wird das
Motorbetrieb-Befehlssignal p von der Motorbetrieb-Befehlsschaltung
MC und das Bremsbetrieb-Befehlssignal b von der Bremsbetrieb-Befehlsschaltung
BS eingegeben. Man beachte, daß das Motorbe trieb-Befehlssignal
p von der Motorbetrieb-Befehlsschaltung MC und das Bremsbetrieb-Befehlssignal b
von der Brems-Befehlsschaltung BS jeweils an die VWF-Wechselrichter INV
aller Fahrzeuge eingegeben wird, um zu gewährleisten, daß ein Betrieb
nur im Motorbetriebs- oder Bremsbetriebs-Zustand erfolgt.
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4 zeigt
die genaue Anordnung der Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung dieser
Ausführungsform.
Jeder der Spannungsquellen-PWM-Wandler COV hat einen Aufbau, in
dem zwei Spannungsquellen-PWM-Wandler COVA, COVB parallel zu dem
Sekundärausgang
des Transformators MT angeschlossen und einer Torschaltungssteuerung
durch die PWM-Torsteuerungsschaltungen CCTA, CCTB unterwurfen sind. Jede
PWM-Torsteuerungsschaltung CCTA, CCTB ist mit einem PWM-Trägerwellengenerator
versehen und ist entsprechend der Phasenwinkel αA oder αB der PWM-Trägerwellen gesetzt. Jeder Spannungsquellen-PWM-Wandler
COV weist ferner einen Umschalter SW auf.
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Im
Falle des ersten Fahrzeugs und des vierten Fahrzeugs, in denen die
Hilfsspannungsquelle APS angeschlossen ist, ist der Umschalter SW
an einen Kontakt A angeschlossen, der permanent einen AN-Befehl "1" ausgibt.
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Im
Falle des zweiten Fahrzeugs und des dritten Fahrzeugs, in denen
die Hilfsspannungsquelle APS nicht angeschlossen ist, ist der Umschalter
SW an einen Kontakt B angeschlossen, der mit dem ODER-Ausgang des
ODER-Gatters OR, welches das Motorbetrieb-Befehlssignal p und das
Bremsbetrieb-Befehlssignal b derart eingibt, daß ein AN-Befehl nur im Motorbetriebs-
oder Bremsbetriebs-Zustand angelegt wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die vier Fahrzeuge in zwei Gruppen unterteilt. Eine erste Gruppe
besteht aus dem zweiten und dem dritten Fahrzeug ohne Hilfsspannungsquelle
APS. Die Anzahl M1 der Fahrzeuge der ersten Gruppe ist M1 = 2. Eine
zweite Gruppe besteht aus dem ersten und dem vierten Fahrzeug mit
der Hilfsspannungsquelle APS. Die Anzahl M2 der Fahrzeuge in der
zweiten Gruppe ist ebenfalls M2 = 2.
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Die
Anzahl N der Wandler pro Fahrzeug ist N = 2. Die Phasenwinkel αA, αB der PWM-Trägerwellen sind
in jedem PWM-Wandler COV gegeneinander um einen Phasenwinkel von
9° verschoben.
Im Leerlaufbetrieb wird die Gesamtzahl von 4 (= N·M2) Wandlern
COVA, COVB der zweiten Gruppe gleichzeitig betrieben, so daß die Phasenwinkel
für jedes
Fahrzeug gegeneinander um 180°/(2 × 2) = 45°verschoben sind.
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Im
Motorbetrieb und im Bremsbetrieb werden alle acht Wandler CONV,
CONB betrieben.
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Die
Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
werden in derselben Gruppe bestimmt. In der ersten Gruppe werden
die Gesamtzahl von 4 (= N·M1)
Wandlern COVA, COVB gleichzeitig betrieben, so daß die Phasenwinkel
für jedes
Fahrzeug gegeneinander um 180°/(2 × 2) = 45°verschoben sind.
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In
der zweiten Gruppe sind die Phasenwinkel für jedes Fahrzeug gegeneinander
um 45° verschoben – genau
wie im Leerlaufbetrieb.
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Die
Phasenwinkel αA, αB werden
demnach wie in Tabelle 2 bestimmt. [Tabelle
2]
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung mit dem
oben beschriebenen Aufbau erläutert.
Wie in 3 gezeigt, wird Wechselspannung, die von dem Stromabnehmer
PAN von der Wechselspannungsoberleitung abgenommen wird, durch den
Transformator MT heruntertransformiert und an den Spannungsquellen-PWM-Wandler
COV eingegeben.
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Jeder
Spannungsquellen-PWM-Wandler COV des ersten und des vierten Fahrzeugs,
in welchen Hilfsspannungsquellen APS angeschlossen sind, wandelt
kontinuierlich die Wechselspannung in Gleichspannung um und stellt
letztere am Ausgang zur Verfügung.
Dieser Ausgang wird von der Filterkapazität FC geglättet, bevor er an den Wechselrichter
INV und die Hilfsspannungsquelle APS eingegeben wird. Im Unterschied
dazu wird jeder der Spannungsquellen-PWM-Wandler COV des zweiten
und des dritten Fahrzeugs, in denen keine Hilfsspannungsquelle APS
angeschlossen ist, nur während
des Motorbetriebs und Bremsbetriebs betätigt, wenn der Ausgang des
ODER-Gatters OR "1" beträgt, um den
WVF-Wechselrichter
INV durch die Filterkapazität
FC mit Spannung zu versorgen.
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Der
VWF-Wechselrichter INV wird betätigt,
wenn das Motorbetrieb-Befehlssignal
p von der Motorbetrieb-Befehlsschaltung MC oder das Bremsbefehlsignal
b von der Bremsbetrieb-Befehlsschaltung BS eingegeben wird. Der
VWF-Wechselrichter
INV arbeitet, um die Gleichspannung von dem Wandler COV in VWF-Wechselspannung
rückzuwandeln,
und gibt diese dann an die Motoren MM aus, um das Fahrzeug anzutreiben
oder das Fahrzeug regenerativ abzubremsen.
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Die
Spannungsquellen-PWM-Wandler COV in dem ersten und dem vierten Fahrzeug
versorgen die Hilfsspannungsquellen APS kontinuierlich mit Spannung,
welche ihrerseits immer die Lasten LD mit Spannung versorgen.
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Der
Betrieb der Spannungsquellen-PWM-Wandler COV in jedem Fahrzeug wird
für diesen
Fall nun im einzelnen erläutert.
Wie in 4 gezeigt, werden die Wandler COVA, COVB, die
den Spannungsquellen-PWM-Wandler COV bilden, permanent mit Wechselspannung
von dem Transformator MT versorgt. Die Wandler COVA, COVB wandeln
diese Wechselspannung in Gleichspannung durch einen von den Torsteuerschaltungen
CCTA bzw. CCTB gesteuerten Umschaltvorgang um, und geben die Gleichspannung
an die Filterkapazität
FC aus. Um den Zeitablauf dieses Schaltvorgangs zu bestimmen, wird
die PWM-Steuerung anhand einer Trägerwelle durchgeführt. Die
Phasenwinkel der Trägerwellen
sind jedoch für
jedes Fahrzeug um 45° verschoben,
wie in Tabelle 2 gezeigt. Ferner sind die Phasenwinkel αA und αB der PWM-Trägerwellen
in jedem Fahrzeug gegeneinander um 90° verschoben. Wenn darum ein
Leerlaufbetrieb erfolgt, wird die PWM-Steuerung in der Gesamtheit
von vier Wandlern COVA, COVB der Fahrzeuge Nummer 1 und Nummer 4
mittels der gegeneinander um 45° phasenverschobenen
PWM-Trägerwellen
durchgeführt.
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Die
Stromwellenverläufe
der vier Wandler COVA, COVB der Fahrzeuge Nummer 1 und 4 während eines
Leerlaufbetriebs sind in 10(b) gezeigt.
In dieser Figur ist eine überlagerte
Wellenform von Strömen der
vier Wandler dargestellt, wobei die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen αA = 0°, 45.0°, und αB = 90°, 135° betragen.
In diesem Fall wird als Eingabestrom der Gesamtformation während des
Leerlaufbetriebs der Strom mit dem in 10(a) dargestellten
Wellenverlauf erhalten.
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11 zeigt
den Fall, bei dem die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen αA = 0° und αB = 90° in den Wandlern COVA, COVB
der Fahrzeuge Nummer 1 und 4 betragen. 11(b) zeigt
für diesen
Fall den überlappten
Wellenverlauf von zwei Stromwellenverläufen, wobei die Phasenwinkel
der PWM-Trägerwellen αA = 0° und αB = 90° betragen.
Als einen Eingangsstrom der Gesamtformation während eines Leerlaufbetriebs
erhält
man den Strom mit der in 11(a) dargestellten
Stromwellenform.
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Im
Falle von Motorbetrieb und Bremsbetrieb wird die PWM-Steuerung auf
Trägerwellen
angewandt, die gegeneinander um 45° phasenverschoben sind, in der
Gesamtheit der vier Wandler COVA, COVB der Fahrzeuge Nummer 1 und
Num mer 4, in denen die Hilfsspannungsquellen APS angeschlossen sind.
Die PWM-Steuerung
wird ferner auf Trägerwellen
angewandt, die gegeneinander um 45° phasenverschoben sind, in der
Gesamtheit von vier Wandlern COVA, COVB der Fahrzeuge Nummer 2 und
Nummer 3, in denen die Hilfsspannungsquellen APS nicht angeschlossen
sind.
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Im
Ergebnis sind die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen einheitlich verteilt
sowohl während
des Leerlaufbetriebs als auch während
des Motor-/Bremsbetriebs. Oberwellen der Trägerwellen, die in die Wechselspannungsoberleitung
von dem Transformator MT einstreuen und der Trägerwellenfrequenz benachbart sind,
heben sich darum gegenseitig auf. So ist die dominante Harmonischenkomponente
zu einer Frequenz verschoben, die viermal so groß ist wie die Trägerwellenfrequenz,
und die Stärke
der dominanten Harmonischenkomponente ist stark verringert. Auf
diese Weise ist die Gesamtheit von Oberwellen hinreichend verringert,
wie beispielsweise durch den Vergleich der Stromwellenverläufe bei
Leerlaufbetrieb in 10(a) und 11(a) deutlich wird.
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Diese
Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt.
Im Falle einer Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung, bei der die
Anzahl der Wandler pro Fahrzeug N ist, die Anzahl der ersten Fahrzeuge
ohne Hilfsspannungsquellen APS M1 ist und die Anzahl der zweiten
Fahrzeuge mit einer Hilfsspannungsquelle APS M2 ist, werden die
Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
im allgemeinen wie folgt bestimmt: Die Phasenwinkel in einem Fahrzeug
sind gegeneinander um 180°/N
verschoben, die Phasenwinkel für
jedes erste Fahrzeug sind gegeneinander um 180°/(N·M1) verschoben und die Phasenwinkel
für jedes zweite
Fahrzeug sind gegeneinander um 180°/(N·M2) verschoben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung für
den Fall einer Elektrofahrzeug-Steuerungseinrichtung mit dem oben
beschriebenen Aufbau können
die Phasenwinkel der PWM-Trägerwellen
auf folgende Weise bestimmt werden: Die Phasenwinkel in einem Fahrzeug
sind gegeneinander um 180°/N
verschoben, die Phasenwinkel für
alle Fahrzeuge sind gegeneinander um 180°/(N·(M1 + M2)) während Motorbetrieb
oder Bremsbetrieb verschoben und die Phasenwinkel für jedes
zweite Fahrzeug sind gegeneinander um 180°/(N·M2) während Leerlaufbetriebs verschoben.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Gesamtheit von Oberwellen der Trägerwelle, die in die Wechselspannungsoberleitung
durch den Transformator MT eingestreut werden, ebenfalls hinreichend
reduziert.
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Diese
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Insbesondere könnte
die Anzahl von Fahrzeugen in der Formation von Antriebsfahrzeugen,
die Motoren aufweisen, weiter erhöht werden und die Verschiebung
von Phasenwinkeln der Trägerwellen
ist nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Im Grunde sind die Verschiebungswinkel
nicht genau auf die oben beschriebenen Werte beschränkt, es
ist möglich,
die Verschiebungswinkel insofern experimentell zu bestimmen, als
dadurch eine Verringerung von Oberwellen erzielt wird.
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Wie
oben beschrieben, sind die Phasenwinkel der jeweiligen PWM-gesteuerten
Trägerwellen
der PWM-Wandler derartigen Phasenwinkeln gleichgesetzt, daß die Oberwellen
der PWM-gesteuerten Trägerwellen,
die in die Wechselspannungsoberleitung einstreuen, auf ein Minimum
reduziert sind. Auf diese Weise wird ein Einstreuen von Oberwellen
der PWM-gesteuerten Trägerwellen
in die Wechselspannungsoberleitung auf ein Minimum reduziert.
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Gemäß dieser
Erfindung sind während
eines Motorbetriebs oder eines Bremsbetriebs der Fahrzeuge die Phasenwinkel
der jeweiligen PWM-gesteuerten Trägerwellen aller PWM-Wandler
auf solche Phasenwinkel gesetzt, daß Oberwellen der PWM-gesteuerten
Trägerwellen,
die sich in der Wechselspannungsoberleitung befinden, minimal sind
und während
eines Leerlaufbetriebs der Fahrzeuge die Phasenwinkel der jeweiligen PWM-gesteuerten
Trägerwellen
der PWM-Wandler, an die die Hilfsspannungsquellen angeschlossen
sind, auf solche Phasenwinkel gesetzt sind, daß die Oberwellen der PWM-gesteuerten
Trägerwellen,
die sich in der Wechselspannungsoberleitung befinden, jeweils minimal
sind. Ob während
eines Motorbetriebs und eines Bremsbetriebs, bei denen die Fahrzeugmotoren
mit Spannung versorgt werden, oder während eines Leerlaufbetriebs,
bei dem nur die Hilfsspannungsquellen mit Spannung versorgt werden,
eine Einstreuung von Oberwellen der PWM-gesteuerten Trägerwellen
des Wandlers in die Wechselspannungsoberleitung kann auf ein Minimum
reduziert werden.
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Offenkundig
sind zahlreiche Veränderungen
und Varianten der vorliegenden Erfindung in Anbetracht der oben
stehenden Lehre möglich.
Es ist darum klar, daß im
Rahmen der beigefügten
Ansprüche
die Erfindung anders ausgeführt
werden kann, als im einzelnen hier beschrieben ist.
