EP1347888A1 - Elektrisches energieversorgungssystem eines triebzuges oder mehrerer triebfahrzeuge - Google Patents

Elektrisches energieversorgungssystem eines triebzuges oder mehrerer triebfahrzeuge

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EP1347888A1
EP1347888A1 EP01986431A EP01986431A EP1347888A1 EP 1347888 A1 EP1347888 A1 EP 1347888A1 EP 01986431 A EP01986431 A EP 01986431A EP 01986431 A EP01986431 A EP 01986431A EP 1347888 A1 EP1347888 A1 EP 1347888A1
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EP
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voltage
energy
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vehicle
electrical
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Withdrawn
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EP01986431A
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Inventor
Michael Eikenberg
Peter Heidrich
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the invention relates to an electrical power supply system of a multiple unit or multiple traction vehicles with drive units for a first voltage system of predetermined voltage form and voltage level.
  • the invention has for its object a simple electrical power supply system for operation on a first voltage system to set up a multiple unit or multiple units, which enables operation on an additional (second) voltage system.
  • This object is achieved by a separate energy-supplying vehicle mechanically and electrically coupled to the multiple unit or multiple units with a unit for tapping and converting electrical energy of at least one second voltage system of predetermined voltage form and voltage level into electrical energy of the first voltage system.
  • FIG. 1 shows a multiple unit with a coupled, energy-feeding, self-propelled vehicle
  • Fig. 2 shows a multiple unit with coupled energy-feeding, not self-propelled vehicle.
  • a multiple unit is shown with coupled energy-feeding, self-driving vehicle.
  • a multiple unit 1 (or several multiple units 1) composed of two vehicles can be seen, each vehicle being equipped with a drive unit 2.
  • These drive units 2 are designed for a first voltage system of a predetermined voltage form and voltage level (for example DC voltage of a predetermined level).
  • At least one separate, energy-feeding vehicle 3 is mechanically and electrically coupled to the multiple unit 1 or the multiple locomotives.
  • the at least one energy-feeding vehicle 3 has a unit 4 for converting electrical energy of a second voltage system of a predetermined voltage form and voltage level (for example alternating voltage of a predetermined frequency and level) into electrical energy of the first voltage system.
  • This unit 4 consists, for example, of a transformer 5, to which a primary AC voltage of a contact wire 8 is supplied by means of a current collector 7 and which outputs a secondary AC voltage to an input actuator 6.
  • the DC voltage emitted by the input divider 6 acts on a train bus bar 11, which is provided throughout in all vehicles 1, 3, the electrical connection between the vehicles 1, 3 taking place via an electrical coupling 10.
  • the electrical clutch 10 can also include the mechanical clutch between the vehicles 1, 3.
  • These mechanical and electrical couplings 10 can preferably be designed to be fully automatic, so that coupling between the vehicles 1, 3 is possible in a very simple manner without the use of personnel.
  • the at least one energy-supplying vehicle 3 is capable of self-propulsion, that is to say it has a drive unit 9 which is connected to the train busbar 11 and a separate braking system.
  • the at least one energy-feeding vehicle 3 also has all the control and auxiliary devices required for the drive and braking systems.
  • FIG. 2 shows a multiple unit with an energy-feeding vehicle 3 that is not capable of self-driving.
  • This exemplary embodiment corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1, but the own drive unit 9 is omitted.
  • a brake system including control devices can also be provided if required.
  • the energy-feeding vehicle is moved by the powered locomotives 1 (or by the multiple unit).
  • the at least one energy-feeding vehicle 3 is designed for operation in the required second voltage systems.
  • the input circuits of this at least one vehicle 3 are designed for the additional voltage system (s) in such a way that this at least one vehicle 3 is able, via corresponding electrical couplings 10, at the vehicle transitions to couple the coupled locomotives 1 (or the multiple unit) to supply with electrical drive energy.
  • the electrical energy provided at the car transitions corresponds to the first voltage system of the traction vehicle 1 (or the multiple unit) to be fed with regard to the voltage form and voltage level.
  • the drive units 2 and the auxiliary units of the fed-in locomotive 1 (or the multiple unit) are thus available. If the feeding vehicle 3 is designed to be regenerative, the regenerative capability is advantageously also available for the powered locomotives 1 (or the multiple unit).
  • a single energy-feeding vehicle 3 is shown in the figures, deviating from this, the feeding vehicle can also be a multi-part multiple unit. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Es wird ein elektrisches Energieversorgungssystems eine Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge (1) mit Antriebseinheiten (2) für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe vorgeschlagen, wobei mindestens ein separates, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1) mechanisch und elektrisch gekuppeltes, energiespeisendes Fahrzeug (3) mit einer Einheit (4, 7) zum Abgriff und zur Umwandlung elektrischer Energie mindestens eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe in elektrische Energie des ersten Spannungssystems vorgesehen ist.

Description

Elektrisches Enerqieversorαunqssystem eines Triebzuges oder mehrerer
Triebfahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Energieversorgungssystem eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge mit Antriebseinheiten für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe.
Der Einsatz von Gleichstrombahnen ist aufgrund ihres Spannungssystems auf speziell dafür eingerichtete Gleisanlagen begrenzt. Um für den Fahrgast möglichst günstige Reiseverbindungen anbieten zu können, werden in größer werdendem Maße mehrsystemfähige Triebfahrzeuge gefragt. Mit derartigen Triebfahrzeugen ist der Betrieb in unterschiedlichen Spannungssystemen (Gleichspannung unterschiedlicher Höhe, Wechselspannung unterschiedlicher Höhe und Frequenz) möglich. Der nachträgliche Umbau eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge auf ein zusätzliches (zweites) Spannungssystem ist meist sehr aufwendig. Die Wirtschaftlichkeit solcher Umbaulösungen scheitert oft an dem hohen erforderlichen Umbauaufwand.
Alternativ wäre es möglich, eine für das zusätzliche (zweite) Spannungssystem geeignete Lokomotive an den Triebzug oder an die mehreren Triebfahrzeuge anzukuppeln. Ein Betrieb der Triebfahrzeuge oder des Triebzuges mit angekuppelter Lokomotive für das zusätzliche (zweite) Spannungssystem führt jedoch in nachteiligerweise dazu, daß der hierdurch gebildete Zugverband nicht die gewünschte Fahrdynamik aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes elektrisches Energieversorgungssystem eines für den Betrieb an einem ersten Spannungssystem eingerichteten Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge anzugeben, welches einen Betrieb an einem zusätzlichen (zweiten) Spannungssystem ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein separates, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen mechanisch und elektrisch gekuppeltes, energiespeisendes Fahrzeug mit einer Einheit zum Abgriff und zur Umwandlung elektrischer Energie mindestens eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe in elektrische Energie des ersten Spannungssystems.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das vorgeschlagene separate, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen mechanisch und elektrisch gekuppelte, energiespeisende Fahrzeug der Umbauaufwand in den vorhandenen Fahrzeugen (Triebzug oder mehrere Triebfahrzeuge) auf ein Minimum begrenzt wird. Es sind lediglich elektrische Kupplungen zur Energieeinspeisung zu installieren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er indung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Weitere Vorteile des vorgeschlagenen elektrischen Energieversorgungssystems eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, eigenfahrfähigem Fahrzeug,
Fig. 2 einen Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, nicht eigenfahrfähigem Fahrzeug. In Fig. 1 ist ein Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, eigenfahrfähigem Fahrzeug dargestellt. Es ist ein aus zwei Fahrzeugen zusammengesetzter Triebzug 1 (bzw. mehrere Triebfahrzeuge 1) zu erkennen, wobei jedes Fahrzeug mit einer Antriebseinheit 2 ausgerüstet ist. Diese Antriebseinheiten 2 sind für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe (beispielsweise Gleichspannung vorgegebener Höhe) ausgelegt. Mit dem Triebzug 1 oder den mehreren Triebfahrzeugen ist mindestens ein separates, energiespeisendes Fahrzeug 3 mechanisch und elektrisch gekuppelt.
Das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 weist eine Einheit 4 zur Umwandlung elektrischer Energie eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe (beispielsweise Wechselspannung vorgegebener Frequenz und Höhe) in elektrische Energie des ersten Spannungssystems auf. Diese Einheit 4 besteht beispielsweise aus einem Transformator 5, welchem eine primäre Wechselspannung eines Fahrdrahtes 8 mittels eines Stromabnehmers 7 zugeführt wird und welcher eine sekundäre Wechselspannung an einen Eingangssteller 6 abgibt.
Die vom Eingangssteiler 6 abgegebene Gleichspannung beaufschlagt eine Zugsammeischiene 11 , welche durchgängig in allen Fahrzeugen 1 , 3 vorgesehen ist, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Fahrzeugen 1 , 3 über eine elektrische Kupplung 10 erfolgt. Gleichzeitig kann die elektrische Kupplung 10 auch die mechanische Kupplung zwischen den Fahrzeugen 1 , 3 umfassen. Diese mechanischen und elektrischen Kupplungen 10 können vorzugsweise vollautomatisch ausgebildet sein, so daß ein Kuppeln zwischen den Fahrzeugen 1 , 3 in sehr einfacher Art und Weise ohne Personaleinsatz möglich ist.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 eigenfahrfähig, besitzt also eine Antriebseinheit 9, welche an die Zugsammeischiene 11 angeschlossen ist, sowie eine eigene Bremsanlage. Selbstverständlich weist das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 auch alle für die Antriebs- und Bremsanlagen notwendigen Steuerungs- und Hilfseinrichtungen auf. In Fig. 2 ist ein Triebzug mit angekuppeltem energiespeisenden, nicht eigenfahrfähigem Fahrzeug 3 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 , jedoch entfällt die eigene Antriebseinheit 9. Eine Bremsanlage samt Steuereinrichtungen kann bei Bedarf ebenfalls vorhanden sein. Das energiespeisende Fahrzeug wird von den gespeisten Triebfahrzeugen 1 (bzw. vom Triebzug) bewegt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung bereits hervorgeht, ist das mindestens eine energiespeisende Fahrzeug 3 für den Betrieb in den erforderlichen zweiten Spannungssystemen ausgelegt. Die Eingangskreise dieses mindestens einen Fahrzeuges 3 sind für das/die zusätzliche/n Spannungssystem/e derart ausgelegt, daß dieses mindestens eine Fahrzeug 3 in der Lage ist, über entsprechende elektrische Kupplungen 10 an den Fahrzeugübergängen die angekuppelten Triebfahrzeuge 1 (bzw. den Triebzug) mit elektrischer Antriebsenergie zu versorgen. Die an den Wagenübergängen zur Verfügung gestellte elektrische Energie entspricht hinsichtlich Spannungsform und Spannungshöhe dem ersten Spannungssystem des zu speisenden Triebfahrzeuges 1 (bzw. des Triebzuges). Das Fahrzeug fährt normalerweise mit Usmax - 1400V; es könnte aber auch mit Us= 1600V betrieben werden, bei Spannungsübertragung über der Kupplung. Die Antriebseinheiten 2 und die Hilfsaggregate des eingespeisten Triebfahrzeuges 1 (bzw. des Triebzuges) stehen damit zur Verfügung. Bei rückspeisefähiger Auslegung des speisenden Fahrzeuges 3 steht die Rückspeisefähigkeit vorteilhaft auch für die gespeisten Triebfahrzeuge 1 (bzw. den Triebzug) zur Verfügung.
In den Fig. ist ein einzelnes energiespeisendes Fahrzeug 3 dargestellt, abweichen hiervon kann das einspeisende Fahrzeug auch ein mehrteiliger Triebzug sein. Bezugszeichenliste
Triebzug oder mehrere Triebfahrzeuge Antriebseinheit energiespeisendes Fahrzeug Einheit zur Umwandlung elektrischer Energie Transformator Eingangssteller Stromabnehmer Fahrdraht Antriebseinheit mechanische und elektrische Kupplungen Zugsammeischiene

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Energieversorgungssystem eines Triebzuges oder mehrerer Triebfahrzeuge (1 ) mit Antriebseinheiten (2) für ein erstes Spannungssystem vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe, gekennzeichnet durch mindestens ein separates, mit dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1 ) mechanisch und elektrisch gekuppeltes, energiespeisendes Fahrzeug (3) mit einer Einheit (4, 7) zum Abgriff und zur Umwandlung elektrischer Energie mindestens eines zweiten Spannungssystems vorgegebener Spannungsform und Spannungshöhe in elektrische Energie des ersten Spannungssystems.
2. Elektrisches Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine separate energiespeisende Fahrzeug (3) nicht eigenfahrfähig ist.
3. Elektrisches Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine separate energiespeisende Fahrzeug (3) eigenfahrfähig ist.
4. Elektrisches Energieversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine separate energiespeisende Fahrzeug (3) ein ein- oder mehrteiliger Triebzug ist.
5. Elektrisches Energieversorgungssystem nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vollautomatische mechanische und elektrische Kupplungen (10) zwischen dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1 ) einerseits und dem mindestens einen separaten energiespeisenden Fahrzeug (3) andererseits vorgesehen sind.
6. Elektrisches Energieversorgungssystem nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß halbautomatisch oder manuell betätigte mechanische und elektrische Kupplungen (10) zwischen dem Triebzug oder den mehreren Triebfahrzeugen (1) einerseits und dem mindestens einen separaten energiespeisenden Fahrzeug (3) andererseits vorgesehen sind.
EP01986431A 2000-12-23 2001-12-20 Elektrisches energieversorgungssystem eines triebzuges oder mehrerer triebfahrzeuge Withdrawn EP1347888A1 (de)

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