EP2250043A1 - Motoransteuerschaltung für ein schienenfahrzeug und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Motoransteuerschaltung für ein schienenfahrzeug und verfahren zu deren betrieb

Info

Publication number
EP2250043A1
EP2250043A1 EP09721112A EP09721112A EP2250043A1 EP 2250043 A1 EP2250043 A1 EP 2250043A1 EP 09721112 A EP09721112 A EP 09721112A EP 09721112 A EP09721112 A EP 09721112A EP 2250043 A1 EP2250043 A1 EP 2250043A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
nominal
link
boost converter
motor drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09721112A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Gambach
Martin Glinka
Ulrich Wenkemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2250043A1 publication Critical patent/EP2250043A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/30—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from different kinds of power-supply lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/14—Boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the invention relates to a motor drive circuit for a rail vehicle with a arranged at the input of Motoran horrschorn boost converter, which converts an input side of the Motoran Kunststoffscong DC voltage applied in a DC link voltage, the boost converter downstream pulse inverter, the output side to a drive motor of the rail vehicle connectable and is suitable for converting the intermediate circuit DC voltage of the boost converter into a motor drive voltage for driving the drive motor, and a control device controlling the boost converter, which controls the boost converter during operation in such a way that it supplies the predetermined rated DC link voltage for a DC network voltage below a predetermined rated intermediate DC voltage generated.
  • FIG. 1 shows an example of such a circuit arrangement in buck converter operation
  • FIG. 2 shows the same circuit arrangement in boost converter operation.
  • the choice of nominal DC link voltage in the last-mentioned circuit design falls within a range of the minimum value of the mains voltage of a high-rated DC network and the maximum value of the mains voltage of a low-voltage DC network.
  • this choice of the nominal DC link voltage ultimately leads to the fact that the performance of the motor drive circuit is not fully utilized both on the input side and on the output side.
  • the invention is accordingly an object of the invention to provide a motor drive circuit for a rail vehicle, which avoids the disadvantages mentioned. This object is achieved by a Motoran Kunststoffscnies with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in subclaims.
  • the control device is designed such that it controls the step-up converter for a DC line voltage above the nominal DC link voltage such that this output side identical to the DC line DC link voltage or a maximum offset by a predetermined offset DC link voltage generated and these DC link DC voltage fed into the pulse inverter.
  • An essential advantage of the invention is that a step-down converter is dispensed with, so that an input-side reconfiguration of the motor drive circuit from a high- to a step-down converter mode or vice versa - in contrast to the above-described prior art - in the motor drive circuit according to the invention is not required is, neither in DC networks with a low nominal value of the DC voltage nor in DC voltage networks with a high nominal value of the DC voltage.
  • Another essential advantage of the invention is that the construction of the motor drive circuit is substantially simplified by the use of a simple boost converter instead of a switchable combination of boost and buck converter, since only a single low-inductance DC link is necessary and not as in the actuator combination with high and step down dividers two inductive intermediate circuits, which must be operated individually or in parallel depending on the choice of controller.
  • the intermediate circuit DC voltage of the step-up converter can be adjusted particularly simply and thus advantageously by either setting the clock control of the step-up converter by the control device or converting it successively to very low values of the clock frequency.
  • the semiconductor switches of the motor drive circuit used for the DC voltage or DC operation can be obtained, for example, by regrouping semiconductor switches necessary for AC voltage or AC operation.
  • the motor drive circuit for AC operation is equipped with two four-quadrant (VQS) drivers, for DC drive with boost converter, the four phases of the VQS devices can be easily reconfigured to allow boost converter operation.
  • VQS four-quadrant
  • two phases of the VQS components are used as boost converters and the two other phases of the VQS components as brake dividers.
  • the control device is configured such that the offset value corresponds to a minimum required for the operation of the boost converter minimum offset value and / or that the offset value is less than 10% of the DC voltage.
  • the motor drive circuit is suitable for processing at least two different rated DC voltages, each of which is subject to two permissible voltage limits. Fluctuation ranges are assigned, wherein the nominal DC link voltage is preferably dimensioned such that it is greater than each of the two nominal DC voltages, but within the allowable voltage fluctuation range of the larger nominal DC voltage.
  • the larger nominal DC voltage can be, for example, 3.0 kV and the associated voltage fluctuation range between 2.0 kV and 3.9 kV;
  • the smaller nominal DC voltage can be 1.5 kV and the associated voltage fluctuation range can be between 1.0 kV and 1.95 kV (eg taking into account the standards DIN EN 50163, EN 50163 or UIC600).
  • the invention also relates to a rail vehicle having at least one drive motor and at least one motor drive circuit designed according to the above aspects.
  • the invention also relates to a method for controlling a drive motor of a rail vehicle, in which it is checked whether a DC input voltage applied to the input side is smaller than a predetermined rated DC link voltage and in the case of a DC line voltage below the predetermined DC link dc voltage with a boost converter as a DC link DC voltage predetermined rated DC link voltage is generated, and with the DC link voltage, a motor drive voltage for driving the drive motor is generated.
  • any one of at least two predefined different nominal DC voltages is processed, each having two permissible voltage fluctuation ranges associated with it, wherein the nominal DC link voltage is specified such that it is greater than each of the two rated DC voltages but within the permissible voltage fluctuation range greater nominal DC voltage.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a motor drive circuit according to the invention
  • FIG. 4 shows the course of the DC link voltage
  • Figure 5 shows another embodiment of a motor drive circuit according to the invention, in which two boost converter are present, the through
  • FIG. 6 shows the motor drive circuit according to FIG. 5 in another configuration for processing an AC voltage present on the input side
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a motor drive circuit according to the invention, in which both a DC operation and an AC operation are possible, and step-up dividers are formed by components of four-quadrant controllers.
  • FIG. 3 shows a motor drive circuit 10, at the input of which ElO a mains direct voltage Udc is present.
  • the motor drive circuit 10 generates on the output side at an output AlO a motor drive voltage which is identified by the reference symbol Umotor and which may be, for example, a three-phase voltage.
  • the motor drive circuit 10 has on the input side a boost converter 20, to which a pulse inverter 30 is arranged downstream.
  • the activation of the boost converter 20 is effected by a control device 40, in which a nominal intermediate DC voltage Unenn is fixed or variable within certain limits.
  • the control device 40 is the input side indirectly or directly connected to the input ElO of Motoran Kunststoffscnies 10, so that the mains DC voltage Udc or one of Network DC voltage Udc corresponding reading also the controller 40 is available.
  • control device 40 At the output A40, the control device 40 generates a control signal ST, which may, for example, be a pulse-width-modulated clock signal and with which the boost converter 20 is controlled in such a way that it converts the DC input voltage Udc on the input side into an intermediate circuit - DC voltage Uzk generated.
  • the intermediate circuit DC voltage Uzk is thus applied to the inverter 30, which on the output side generates the already mentioned motor drive voltage Umotor.
  • the control device 40 is configured in such a way that it carries out the activation of the boost converter 20 or the generation of the control signal ST as a function of the mains direct voltage Udc applied to the input E10 of the motor drive circuit 10.
  • the control device 40 thus generates the control signal ST such that in the case of a Mains DC voltage Udc ⁇ Unenn as DC link DC voltage Uzk dynamically the predetermined rated DC link voltage Unenn is generated; for a mains DC voltage Udc ⁇ Unenn, the control device 40 controls the boost converter 20 in such a way that it generates a DC link voltage Uzk corresponding to the applied DC network voltage Udc. It therefore applies:
  • Uoffset denotes an offset voltage whose magnitude is in a range between 0 and 10% of the value of Udc (- Udc / 10 ⁇ Uoffset ⁇ Udc / 10).
  • the value Uoffset can be specified by the user or, alternatively, solely by the technical properties of the upload In the case of most boost converters 20, for technical reasons, the minimum voltage at the output of the boost converter will always be slightly greater than the input voltage present at the input of the boost converter; In this equation, the offset voltage Uoffset is taken into account in the above equations.
  • the motor drive circuit is to be used, for example, in multi-system locomotives which can be operated not only with DC voltage but also with AC voltage, then it is considered advantageous if the components of the motor drive circuit required for the DC operation or DC operation of the multisystem locomotives are switched on circuit-related regrouping be obtained for the AC operation or AC operation anyway necessary components.
  • Such a regrouping takes place, for example, in that with a plurality of contactors and switches the motor drive circuit is reconfigured depending on the selected operating mode for a DC or an AC operation.
  • the motor drive circuit 10 is connected to a contact wire 90 and has u. a.
  • Two four-quadrant controllers 100 and 110 which are used both for AC operation and for DC operation: In DC operation (see FIG. 5), only quadrature components 100 and 110 are used to construct two parallel boost converters 20 and 20 '. to build.
  • the upper step-up converter 20 uses a freewheeling diode 120 and a switch 130 of the four-quadrant controller 100 and an inductance 140; the lower step-up converter 20 'uses a freewheeling diode 150 and a switch 160 of the four-quadrant actuator 110 and an inductance 170.
  • the common DC link capacity Czk To the two boost converters 20 and 20' u u. a. also the common DC link capacity Czk.
  • FIG. 7 there is shown another embodiment of a reconfigurable motor drive circuit 10 that is specifically adapted for use with a multi-system locomotive.
  • the motor drive circuit has a transformer 200, four-quadrant controllers 100 and 110 and a plurality of further components which are switched on or off by switches for the different operating modes of the multi-system locomotive and thus to the respective desired configuration of the motor drive circuit 10 to lead.
  • a corresponding interconnection of the components of the motor drive circuit 10 both a DC operation of the multi-system locomotive and an AC operation possible.
  • the four-quadrant actuators are connected as brake dividers and as boost converters.
  • the traction windings may be reconfigured as a DC input filter together with the intake circuit capacitor Csk and the intake choke formed by the inductors Ll, L3, and L4.
  • the inductance Ll be integrated into one of the chokes L3 or L4.
  • the predetermined in the control device 40 of Figure 3 nominal DC link voltage Unenn is preferably dimensioned in this case that it is greater than each of the two nominal DC voltages of 1.5 kV and 3.0 kV, but within the allowabledersschwankungsbe- range of the larger nominal DC voltage ,
  • the voltage fluctuation range is 2.0 kV to 3.9 kV in accordance with the standard, so that the predefined nominal DC link voltage U rated is preferably in a range between 3.0 kV and 3.9 kV.
  • the nominal DC link voltage in a range between 3.2 kV and 3.7 kV and z. B. 3.5 kV.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motoransteuerschaltung (10) für ein Schienenfahrzeug mit einem am Eingang der Motoransteuerschaltung angeordneten Hochsetzsteller, der eine eingangsseitig an der Motoransteuerschaltung anliegende Netzgleichspannung (Udc) in eine Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) umwandelt, einem dem Hochsetzsteller nachgeschalteten Pulswechselrichter, der ausgangsseitig an einen Antriebsmotor des Schienenfahrzeugs anschaltbar und geeignet ist, die Zwischenkreisgleichspannung des Hochsetzstellers in eine Motorantriebsspannung zum Antreiben des Antriebsmotors umzuwandeln, und einer den Hochsetzsteller ansteuernden Steuereinrichtung, die den Hochsetzsteller im Betrieb derart ansteuert, dass dieser für eine Netzgleichspannung unterhalb einer vorgegebenen Nennzwischenkreisgleichspannung als Zwischenkreisgleichspannung die vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung erzeugt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass diese für eine Netzgleichspannung (Udc) oberhalb der Nennzwischenkreisgleichspannung (Unenn) den Hochsetzsteller (20) derart ansteuert, dass dieser ausgangsseitig eine mit der Netzgleichspannung (Udc) identische Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) oder eine maximal um einen vorgegebenen Offsetwert (Uoffset) größere Zwischenkreisgleichspannung erzeugt und diese Zwischenkreisgleichspannung in den Pulswechselrichter einspeist.

Description

Beschreibung
Motoransteuerschaltung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb
Die Erfindung bezieht sich auf eine Motoransteuerschaltung für ein Schienenfahrzeug mit einem am Eingang der Motoransteuerschaltung angeordneten Hochsetzsteller, der eine ein- gangsseitig an der Motoransteuerschaltung anliegende Netz- gleichspannung in eine Zwischenkreisgleichspannung umwandelt, einem dem Hochsetzsteller nachgeschalteten Pulswechselrichter, der ausgangsseitig an einen Antriebsmotor des Schienenfahrzeugs anschaltbar und geeignet ist, die Zwischenkreisgleichspannung des Hochsetzstellers in eine Motorantriebs- Spannung zum Antreiben des Antriebsmotors umzuwandeln, und einer den Hochsetzsteller ansteuernden Steuereinrichtung, die den Hochsetzsteller im Betrieb derart ansteuert, dass dieser für eine Netzgleichspannung unterhalb einer vorgegebenen Nennzwischenkreisgleichspannung als Zwischenkreisgleichspan- nung die vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung erzeugt.
Bisher wurden für die Speisung von Bahnfahrzeugen aus Gleichspannungsnetzen sehr unterschiedliche Stromrichterkonzepte eingesetzt. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang beispiels- weise die Renfeschaltung, die Doppelsternschaltung, die Dreipunktschaltung und die Reihenschaltung von Choppern. Die genannten Schaltungen sind beispielsweise in der Veröffentlichung "Comparison of Multi-System Traction Converters for High-Power Locomotives" (M. M. Bakran, H. -G. Eckel, P. Eckert, H. Gambach und U. Wenkemann, Konferenzbeitrag zur Konferenz
PESC 2004 (PESC: Power Electronics Specialists Conference and Exhibition) ) näher beschrieben. Die genannten Schaltungen zeichnen sich dadurch aus, dass sich die Netzeingangsspannung auf zwei in Reihe geschaltete Halbleiter verteilt. Neue Konzepte, die von der seit einigen Jahren maßgeblich verbesserten Sperrfähigkeit von modernen IGBT profitieren, basieren auf einer Schaltungsanordnung, bei der der Pulswechselrichter direkt an der Netzeingangsspannung lediglich unter Zwischenschaltung eines LC-Filters eingesetzt wird. Ein Einsatz des Pulswechselrichters direkt am DC-Netz unter Zwischenschaltung eines Filters ist ebenfalls in der bereits genannten Veröffentlichung "Comparison of Multi-System Traction Converters for High-Power Locomotives" beschrieben.
Ein weiteres Konzept, das ebenfalls von der seit einigen Jahren maßgeblich verbesserten Sperrfähigkeit von modernen IGBT profitiert, basiert auf einer Schaltungsanordnung, bei der der Eingangssteller je nach Nennwert der Netzspannung zwi- sehen einer Hochsetzstelleranordnung und einer Tiefsetzstel- leranordnung umgeschaltet werden kann. Die Figur 1 zeigt beispielhaft eine solche Schaltungsanordnung im Tiefsetzsteller- betrieb und die Figur 2 dieselbe Schaltungsanordnung im Hochsetzstellerbetrieb .
Überlappen die Netzeingangsspannungen, die verwendet werden, nicht, so fällt die Wahl der Nennzwischenkreisgleichspannung beim zuletzt erwähnten Schaltungskonzept in einen Bereich unter den Minimalwert der Netzspannung eines Gleichspannungs- netzes mit hohem Nennwert und über den Maximalwert der Netzspannung eines Gleichspannungsnetzes mit niedrigem Nennwert. Diese Wahl der Nennzwischenkreisgleichspannung führt aber letztlich dazu, dass die Leistungsfähigkeit der Motoransteuerschaltung sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig nicht in vollem Maß ausgeschöpft wird.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Motoransteuerschaltung für ein Schienenfahrzeug anzugeben, die die genannten Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Motoransteuerschaltung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben .
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Motoransteuerschaltung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass diese für eine Netzgleichspannung oberhalb der Nennzwischenkreisgleichspannung den Hochsetzsteller derart ansteuert, dass dieser ausgangsseitig eine mit der Netzgleichspannung identische Zwischenkreis- gleichspannung oder eine maximal um einen vorgegebenen Offsetwert größere Zwischenkreisgleichspannung erzeugt und diese Zwischenkreisgleichspannung in den Pulswechselrichter ein- speist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass auf einen Tiefsetzsteiler verzichtet wird, so dass ein ein- gangsseitiges Umkonfigurieren der Motoransteuerschaltung von einem Hoch- in einen Tiefsetzstellerbetrieb oder umgekehrt - im Unterschied zu dem oben beschriebenen Stand der Technik - bei der erfindungsgemäßen Motoransteuerschaltung nicht erforderlich ist, und zwar weder bei Gleichspannungsnetzen mit einem niedrigen Nennwert der Netzgleichspannung noch in Gleich- Spannungsnetzen mit einem hohen Nennwert der Netzgleichspannung .
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch den Einsatz eines einfachen Hochsetzstellers anstelle einer umschaltbaren Stellerkombination aus Hochsetz- und Tiefsetzsteiler die Konstruktion der Motoransteuerschaltung wesentlich vereinfacht wird, da nur ein einziger niederinduktiver Zwischenkreis nötig ist und nicht wie bei der Stellerkombination mit Hoch- und Tiefsetzsteiler zwei nieder- induktive Zwischenkreise, die je nach Stellerwahl einzeln oder in Parallelschaltung betrieben werden müssen.
Bei Werten der Netzgleichspannung oberhalb der Nennzwischen- kreisgleichspannung lässt sich die Zwischenkreisgleichspan- nung des Hochsetzstellers besonders einfach und damit vorteilhaft einstellen, indem die Taktansteuerung des Hochsetzstellers durch die Steuereinrichtung entweder eingestellt oder sukzessive auf sehr geringe Werte der Taktfrequenz umge- stellt wird.
Die für den Gleichspannungs- bzw. DC-Betrieb verwendeten Halbleiterschalter der Motoransteuerschaltung können beispielsweise durch Umgruppieren von für einen Wechselspan- nungs- bzw. AC-Betrieb notwendigen Halbleiterschaltern gewonnen werden. Ein Beispiel: Wenn die Motoransteuerschaltung für den AC-Betrieb mit zwei Vierquadrantenstellern (VQS) ausgerüstet ist, können für den DC-Betrieb mit Hochsetzsteller die vier Phasen der VQS-Bausteine einfach umkonfiguriert werden, um den Hochsetzstellerbetrieb zu ermöglichen. Beispielsweise werden im DC-Betrieb zwei Phasen der VQS-Bausteine als Hochsetzsteller und die zwei anderen Phasen der VQS-Bausteine als Bremssteiler eingesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Motoransteuerschaltung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der Offsetwert einem für den Betrieb des Hochsetzstellers minimal erforderlichen Mindest-Offsetwert entspricht und/oder dass der Offsetwert kleiner als 10% der Netzgleichspannung ist.
Vorzugsweise ist die Motoransteuerschaltung geeignet, zumindest zwei unterschiedliche Nenngleichspannungen zu verarbeiten, denen jeweils normbedingt zwei zulässige Spannungs- Schwankungsbereiche zugeordnet sind, wobei die Nennzwischen- kreisgleichspannung bevorzugt derart bemessen ist, dass sie größer als jede der beiden Nenngleichspannungen ist, aber innerhalb des zulässigen Spannungsschwankungsbereichs der grö- ßeren Nenngleichspannung liegt.
Die größere Nenngleichspannung kann beispielsweise 3,0 kV und der zugehörige Spannungsschwankungsbereich zwischen 2,0 kV und 3,9 kV liegen; die kleinere Nenngleichspannung kann bei- spielsweise 1,5 kV betragen und der zugehörige Spannungsschwankungsbereich zwischen 1,0 kV und 1,95 kV liegen (z. B. unter Berücksichtigung der Normen DIN EN 50163, EN 50163 oder UIC600) .
Als Erfindung wird außerdem ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Antriebsmotor und zumindest einer nach obigen Gesichtspunkten konzipierten Motoransteuerschaltung angesehen.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum An- steuern eines Antriebsmotors eines Schienenfahrzeugs, bei dem geprüft wird, ob eine eingangsseitig anliegende Netzgleichspannung kleiner als eine vorgegebene Nennzwischenkreis- gleichspannung ist und im Falle einer Netzgleichspannung unterhalb der vorgegebenen Nennzwischenkreisgleichspannung mit einem Hochsetzsteller als Zwischenkreisgleichspannung die vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung erzeugt wird, und mit der Zwischenkreisgleichspannung eine Motorantriebsspannung zum Antreiben des Antriebsmotors erzeugt wird.
Mit Blick auf ein solches Verfahren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass für eine Netzgleichspannung oberhalb der Nennzwischenkreisgleichspannung mit demselben Hochsetzsteller als Zwischenkreisgleichspannung eine mit der Netzgleichspan- nung identische Spannung oder eine maximal um einen vorgegebenen Offsetwert größere Spannung erzeugt wird.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Motoransteuerschaltung verwiesen.
Vorzugsweise wird eine beliebige von zumindest zwei vorgegebenen unterschiedlichen Nenngleichspannungen verarbeitet, de- nen jeweils normbedingt zwei zulässige Spannungsschwankungs- bereiche zugeordnet sind, wobei die Nennzwischenkreisgleich- spannung derart vorgegeben wird, dass sie größer als jede der beiden Nenngleichspannungen ist, aber innerhalb des zulässigen Spannungsschwankungsbereichs der größeren Nenngleichspan- nung liegt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft:
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Motoransteuerschaltung,
Figur 4 den Verlauf der Zwischenkreisgleichspannung in
Abhängigkeit von der eingangsseitig anliegenden Netzgleichspannung bei der Motoransteuerschaltung gemäß Figur 3,
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Motoransteuerschaltung, bei der zwei Hochsetzsteller vorhanden sind, die durch
Komponenten von Vierquadrantenstellern gebildet sind, Figur 6 die Motoransteuerschaltung gemäß Figur 5 bei einer anderen Konfiguration zur Verarbeitung einer eingangsseitig anliegenden Wechselspannung und
Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Motoransteuerschaltung, bei der sowohl ein Gleichspannungsbetrieb als auch ein Wechselspannungsbetrieb möglich ist und Hoch- setzsteiler durch Komponenten von Vierquadran- tenstellern gebildet werden.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
In der Figur 3 erkennt man eine Motoransteuerschaltung 10, an deren Eingang ElO eine Netzgleichspannung Udc anliegt. Die Motoransteuerschaltung 10 erzeugt ausgangsseitig an einem Ausgang AlO eine Motorantriebsspannung, die mit dem Bezugszeichen Umotor gekennzeichnet ist und bei der es sich beispielsweise um eine Drehspannung handeln kann.
Die Motoransteuerschaltung 10 weist eingangsseitig einen Hochsetzsteller 20 auf, dem ein Pulswechselrichter 30 nachgeordnet ist. Die Ansteuerung des Hochsetzstellers 20 erfolgt durch eine Steuereinrichtung 40, in der eine Nennzwischen- kreisgleichspannung Unenn fest oder in gewissen Grenzen variabel vorgegeben ist.
Die Steuereinrichtung 40 ist eingangsseitig mittelbar oder unmittelbar mit dem Eingang ElO der Motoransteuerschaltung 10 verbunden, so dass die Netzgleichspannung Udc oder ein der Netzgleichspannung Udc entsprechender Messwert auch der Steuereinrichtung 40 zur Verfügung steht.
An dem Ausgang A40 erzeugt die Steuereinrichtung 40 ein Steu- ersignal ST, bei dem es sich beispielsweise um ein pulswei- tenmoduliertes Taktsignal handeln kann und mit dem der Hoch- setzsteller 20 derart angesteuert wird, dass er aus der ein- gangsseitigen Netzgleichspannung Udc eine Zwischenkreis- gleichspannung Uzk erzeugt. Die Zwischenkreisgleichspannung Uzk liegt damit an dem Wechselrichter 30 an, der ausgangssei- tig die bereits erwähnte Motorantriebsspannung Umotor erzeugt .
Die Steuereinrichtung 40 ist derart ausgestaltet, dass sie die Ansteuerung des Hochsetzstellers 20 bzw. das Erzeugen des Steuersignals ST in Abhängigkeit von der am Eingang ElO der Motoransteuerschaltung 10 anliegenden Netzgleichspannung Udc durchführt: So erzeugt die Steuereinrichtung 40 das Steuersignal ST derart, dass im Falle einer Netzgleichspannung Udc < Unenn als Zwischenkreisgleichspannung Uzk dynamisch die vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung Unenn erzeugt wird; für eine Netzgleichspannung Udc ≥ Unenn steuert die Steuereinrichtung 40 den Hochsetzsteller 20 derart an, dass dieser eine der anliegenden Netzgleichspannung Udc entspre- chende Zwischenkreisgleichspannung Uzk erzeugt. Es gilt also:
Uzk = Unenn für Udc < Unenn und
Uzk = Udc + Uoffset für Udc > Unenn,
wobei Uoffset eine Offset-Spannung bezeichnet, deren Betrag in einem Bereich zwischen 0 und 10 % des Wertes von Udc liegt (- Udc/10 < Uoffset < Udc/10) . Der Wert Uoffset kann gezielt benutzerseitig vorgegeben werden oder sich alternativ auch allein durch die technischen Eigenschaften des Hochsetzstel- lers 20 ergeben: Bei den meisten Hochsetzstellern 20 wird technisch bedingt die minimale Spannung am Ausgang des Hoch- setzstellers stets geringfügig größer sein als die am Eingang des Hochsetzstellers anliegende Eingangsspannung; diesem Um- stand trägt in den obigen Gleichungen die Offset-Spannung Uoffset Rechnung.
Der Verlauf der von dem Hochsetzsteller 20 dynamisch erzeugten Zwischenkreisgleichspannung Uzk in Abhängigkeit von der eingangsseitig anliegenden Netzgleichspannung Udc ist beispielhaft in der Figur 4 dargestellt. Bei der Figur 4 wird zum besseren Verständnis beispielhaft eine Offset-Spannung Uoffset von 0 V zugrunde gelegt.
Soll die Motoransteuerschaltung beispielsweise bei Mehrsystemlokomotiven eingesetzt werden, die nicht nur mit Gleichspannung, sondern auch mit Wechselspannung betrieben werden können, so wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die für den Gleichspannungsbetrieb bzw. DC-Betrieb der Mehrsystemlo- komotive benötigten Komponenten der Motoransteuerschaltung durch ein schaltungstechnisches Umgruppieren von für den Wechselspannungsbetrieb bzw. AC-Betrieb ohnehin notwendigen Komponenten gewonnen werden. Ein solches Umgruppieren erfolgt beispielsweise dadurch, dass mit einer Mehrzahl an Schützen und Schaltern die Motoransteuerschaltung je nach der gewählten Betriebsart für einen DC- oder einen AC-Betrieb umkonfiguriert wird.
In den Figuren 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine umkonfigurierbare Motoransteuerschaltung 10 gezeigt, die durch in den Figuren nicht dargestellte Schalter bzw. Schütze sowohl für den Wechselspannungsbetrieb als auch für den Gleichspannungsbetrieb umkonfiguriert werden kann. Die Konfiguration der Motoransteuerschaltung 10 für den Gleichspan- nungsbetrieb zeigt die Figur 5, und die Konfiguration für den Wechselspannungsbetrieb zeigt die Figur 6.
Die Motoransteuerschaltung 10 steht mit einem Fahrdraht 90 in Verbindung und weist u. a. zwei Vierquadrantensteller 100 und 110 auf, die sowohl für den Wechselspannungsbetrieb als auch für den Gleichspannungsbetrieb verwendet werden: Im Gleichspannungsbetrieb (vgl. Figur 5) werden von den Vierquadran- tenstellern 100 und 110 nur Teilkomponenten verwendet, um zwei parallel arbeitende Hochsetzsteller 20 und 20' zu bilden. Der obere Hochsetzsteller 20 nutzt eine Freilaufdiode 120 und einen Schalter 130 des Vierquadrantenstellers 100 sowie eine Induktivität 140; der untere Hochsetzsteller 20' nutzt eine Freilaufdiode 150 und einen Schalter 160 des Vier- quadrantenstellers 110 sowie eine Induktivität 170. Zu den beiden Hochsetzstellern 20 und 20' gehört u. a. auch die gemeinsame Zwischenkreiskapazität Czk.
Für den Hochsetzstellerbetrieb werden also nur zwei Phasen der beiden Vierquadrantensteller 100 und 110 verwendet, so dass die beiden anderen Phasen im Gleichspannungsbetrieb der Motoransteuerschaltung als Bremssteller benutzt werden können; selbstverständlich ist der Einsatz eines Bremsstellers lediglich optional.
In der Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine umkonfigurierbare Motoransteuerschaltung 10 gezeigt, die speziell für den Einsatz bei einer Mehrsystemlokomotive ausgerichtet ist. Die Motoransteuerschaltung weist einen Transfor- mator 200, Vierquadrantensteller 100 und 110 sowie eine Vielzahl weiterer Komponenten auf, die durch Schalter bzw. Schütze für die unterschiedlichen Betriebsarten der Mehrsystemlokomotive ein- oder ausgeschaltet werden und somit zu der jeweils gewünschten Konfiguration der Motoransteuerschaltung 10 führen. So ist durch ein entsprechendes Verschalten der Komponenten der Motoransteuerschaltung 10 sowohl ein Gleichspannungsbetrieb der Mehrsystemlokomotive als auch ein Wechselspannungsbetrieb möglich.
Vorzugsweise werden im Gleichspannungsbetrieb die Vierquad- rantensteller als Bremssteiler und als Hochsetzsteller geschaltet. Die Traktionswicklungen können beispielsweise zusammen mit dem Saugkreiskondensator Csk und der Saugkreis- drossel, die durch die Induktivitäten Ll, L3 und L4 gebildet ist, als Gleichspannungseingangsfilter umkonfiguriert werden. Auch kann beispielsweise zur weiteren Vereinfachung bei der Saugkreisdrossel die Induktivität Ll in eine der Drosseln L3 oder L4 integriert werden.
Die Motoransteuerschaltungen gemäß den Figuren 3 bis 7 sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie zumindest zwei unterschiedliche Nenngleichspannungen verarbeiten können, nämlich sowohl eine Nenngleichspannung von Udc,nenn = 1,5 kV als auch eine Nenngleichspannung von Udc,nenn = 3,0 kV, so dass die Motoransteuerschaltungen einen Betrieb des Schienenfahrzeugs nach zumindest einer der Normen DIN EN 50163, EN 50163 oder UIC600 erlaubt. Die in der Steuereinrichtung 40 gemäß Figur 3 vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung Unenn ist in diesem Falle vorzugsweise derart bemessen, dass sie größer als jede der beiden Nenngleichspannungen von 1,5 kV und 3,0 kV ist, aber innerhalb des zulässigen Spannungsschwankungsbe- reichs der größeren Nenngleichspannung liegt. Bei einer Nenngleichspannung von 3,0 kV beträgt der Spannungsschwankungsbe- reich normgemäß 2,0 kV bis 3,9 kV, so dass die vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung Unenn vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3,0 kV und 3,9 kV liegt. Beispielsweise kann die Nennzwischenkreisgleichspannung in einem Bereich zwischen 3,2 kV und 3,7 kV liegen und z. B. 3,5 kV betragen. Bezugs zeichenliste
10 MotoransteuerSchaltung
20, 20' Hochsetzsteller
30 Pulswechselrichter
40 Steuereinrichtung
90 Fahrdraht
100, 110 Vierquadrantensteller
120 Freilaufdiode
130 Schalter
140 Induktivität
150 Freilaufdiode
160 Schalter
170 Induktivität
200 Transformator
ElO Eingang
AlO Ausgang der Motoransteuerschalt
A40 Ausgang der Steuereinrichtung
Czk Zwischenkreiskapazität
Csk Kapazität
Rb Widerstand
Lsk, Ll Drosseln
L3, L4 Drosseln
ST Steuersignal
Udc Netzgleichspannung
Umotor MotorantriebsSpannung
Unenn Nennzwischenkreisgleichspannung
Uoffset Offset-Wert
Uzk Zwischenkreisgleichspannung
Uac WechselSpannung

Claims

Patentansprüche
1. Motoransteuerschaltung (10) für ein Schienenfahrzeug mit —einem am Eingang (ElO) der Motoransteuerschaltung (10) an- geordneten Hochsetzsteller (20), der eine eingangsseitig an der Motoransteuerschaltung anliegende Netzgleichspannung (Udc) in eine Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) umwandelt,
- einem dem Hochsetzsteller nachgeschalteten Pulswechselrichter (30), der ausgangsseitig an einen Antriebsmotor des Schienenfahrzeugs anschaltbar und geeignet ist, die Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) des Hochsetzstellers (20) in eine Motorantriebsspannung (Umotor) zum Antreiben des Antriebsmotors umzuwandeln, und
- einer den Hochsetzsteller ansteuernden Steuereinrichtung (40), die den Hochsetzsteller (20) im Betrieb derart ansteuert, dass dieser für eine Netzgleichspannung (Udc) unterhalb einer vorgegebenen Nennzwischenkreisgleichspannung (Unenn) als Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) die vorgegebene Nennzwischenkreisgleichspannung (Unenn) erzeugt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass diese für eine Netzgleichspannung (Udc) oberhalb der Nennzwischenkreis- gleichspannung (Unenn) den Hochsetzsteller (20) derart ansteuert, dass dieser ausgangsseitig eine mit der Netzgleich- Spannung (Udc) identische Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) oder eine maximal um einen vorgegebenen Offsetwert (Uoffset) größere Zwischenkreisgleichspannung erzeugt und diese Zwischenkreisgleichspannung in den Pulswechselrichter einspeist.
2. Motoransteuerschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der Offsetwert einem für den Betrieb des Hochsetzstellers minimal erforderlichen Mindest-Offsetwert entspricht und/oder dass der Offsetwert betragsmäßig kleiner als 10% der Netzgleichspannung (Udc) ist.
3. Motoransteuerschaltung nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
— die Motoransteuerschaltung geeignet ist, zumindest zwei unterschiedliche Nenngleichspannungen zu verarbeiten, denen jeweils normbedingt zwei zulässige Spannungsschwankungsbe- reiche zugeordnet sind, wobei
- die Nennzwischenkreisgleichspannung derart bemessen ist, dass sie größer als jede der beiden Nenngleichspannungen ist, aber innerhalb des zulässigen Spannungsschwankungsbe- reichs der größeren Nenngleichspannung liegt.
4. Motoransteuerschaltung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die größere Nenngleichspannung 3,0 kV beträgt und der zugehö- rige Spannungsschwankungsbereich zwischen 2,0 kV und 3,9 kV liegt und/oder zumindest einer der Normen DIN EN 50163, EN 50163 oder UIC600 entspricht.
5. Motoransteuerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die kleinere Nenngleichspannung 1,5 kV beträgt und der zugehörige Spannungsschwankungsbereich zwischen 1,0 kV und 1,95 kV liegt und/oder zumindest einer der Normen DIN EN 50163, EN 50163 oder UIC600 entspricht.
6. Schienenfahrzeug mit zumindest einem Antriebsmotor und zumindest einer Motoransteuerschaltung nach einem der voranstehenden Ansprüche.
7. Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsmotors eines Schienenfahrzeugs, bei dem
- geprüft wird, ob eine eingangsseitig anliegende Netzgleichspannung (Udc) kleiner als eine vorgegebene Nennzwischen- kreisgleichspannung (Unenn) ist und im Falle einer Netzgleichspannung unterhalb der vorgegebenen Nennzwischen- kreisgleichspannung mit einem Hochsetzsteller als Zwischen- kreisgleichspannung (Uzk) die vorgegebene Nennzwischen- kreisgleichspannung (Unenn) erzeugt wird, und - mit der Zwischenkreisgleichspannung eine Motorantriebsspannung zum Antreiben des Antriebsmotors erzeugt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für eine Netzgleichspannung (Udc) oberhalb der Nennzwischen- kreisgleichspannung (Unenn) mit demselben Hochsetzsteller als Zwischenkreisgleichspannung (Uzk) eine mit der Netzgleichspannung (Udc) identische Spannung oder eine maximal um einen vorgegebenen Offsetwert (Uoffset) größere Spannung erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein für den Betrieb des Hochsetzstellers minimal erforderlicher Mindest-Offsetwert ermittelt wird und der Offsetwert derart eingestellt wird, dass er dem Mindest- Offsetwert entspricht, und/oder der Offsetwert betragsmäßig kleiner als 10% der Netzgleichspannung eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 7-8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- eine beliebige von zumindest zwei vorgegebenen unterschiedlichen Nenngleichspannungen verarbeitet wird, denen jeweils normbedingt zwei zulässige Spannungsschwankungsbereiche zugeordnet sind, wobei
- die Nennzwischenkreisgleichspannung derart vorgegeben wird, dass sie größer als jede der beiden Nenngleichspannungen ist aber innerhalb des zulässigen Spannungsschwankungsbe- reichs der größeren Nenngleichspannung liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass -die größere Nenngleichspannung 3,0 kV beträgt und der zugehörige Spannungsschwankungsbereich zwischen 2,0 kV und 3,9 kV liegt und/oder
—die kleinere Nenngleichspannung 1,5 kV beträgt und der zugehörige Spannungsschwankungsbereich zwischen 1,0 kV und 1,95 kV liegt und/oder
— die Nenngleichspannungen und deren zugehöriger Spannungsschwankungsbereich zumindest einer der Normen DIN EN 50163, EN 50163 oder UIC600 entspricht.
EP09721112A 2008-03-13 2009-03-02 Motoransteuerschaltung für ein schienenfahrzeug und verfahren zu deren betrieb Withdrawn EP2250043A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008014571A DE102008014571A1 (de) 2008-03-13 2008-03-13 Motoransteuerschaltung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb
PCT/EP2009/052441 WO2009112389A1 (de) 2008-03-13 2009-03-02 Motoransteuerschaltung für ein schienenfahrzeug und verfahren zu deren betrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2250043A1 true EP2250043A1 (de) 2010-11-17

Family

ID=40666728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09721112A Withdrawn EP2250043A1 (de) 2008-03-13 2009-03-02 Motoransteuerschaltung für ein schienenfahrzeug und verfahren zu deren betrieb

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8453814B2 (de)
EP (1) EP2250043A1 (de)
CN (1) CN101959709B (de)
DE (1) DE102008014571A1 (de)
RU (1) RU2482978C2 (de)
WO (1) WO2009112389A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008549A1 (de) * 2009-02-12 2010-08-19 Bombardier Transportation Gmbh Anordnung zum Betreiben von Verbrauchern in einem Schienenfahrzeug mit elektrischer Energie, wahlweise aus einem Energieversorgungsnetz oder aus einer Motor-Generator-Kombination
WO2013088497A1 (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 三菱電機株式会社 電気車駆動システム
WO2013102960A1 (ja) * 2012-01-05 2013-07-11 株式会社 東芝 電気車制御装置及び電気車
AU2013270681A1 (en) 2012-06-08 2014-12-18 Vertex Pharmaceuticals Incorporated Pharmaceutical compositions for the treatment of CFTR -mediated disorders
CN104470751B (zh) * 2012-07-13 2017-06-13 三菱电机株式会社 功率转换装置、电车及联锁顺序试验的控制方法
US9095054B1 (en) * 2012-10-12 2015-07-28 Arkansas Power Electronics International, Inc. High temperature equalized electrical parasitic power packaging method for many paralleled semiconductor power devices
WO2014072189A2 (en) * 2012-10-26 2014-05-15 Abb Technology Ag Power distribution system for railbound vehicles using power electronic traction converter units and a switching module
US9368955B2 (en) * 2013-02-14 2016-06-14 General Electric Company System and method to derive power and trip a circuit breaker from an external device
DE102014013500A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-10 Eisenmann Ag Förderanlage mit Sicherheitsfunktion
US9923470B2 (en) 2015-09-18 2018-03-20 Lear Corporation High voltage pre-charge system
EP3326856B8 (de) * 2016-11-23 2019-05-29 Bombardier Transportation GmbH Elektrisches multisystem für ein schienenfahrzeug
US10479218B2 (en) 2017-02-14 2019-11-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Electric vehicle power system with shared converter
EP3886305A1 (de) * 2020-03-24 2021-09-29 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Verfahren zum betreiben eines wechselrichters und wechselrichter zur durchführung des verfahrens

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200413A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 電力変換装置の制御装置
US20050068001A1 (en) * 2001-11-23 2005-03-31 Danfoss Drives A/S Frequency converter for different mains voltages
US20060119337A1 (en) * 2004-06-28 2006-06-08 Toshio Takahashi High frequency partial boost power factor correction control circuit and method
CN200969057Y (zh) * 2006-11-24 2007-10-31 北京新雷能有限责任公司 欠压补偿电路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1069112A1 (ru) * 1982-06-25 1984-01-23 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Устройство дл регулировани скорости вращени т гового электродвигател
DE3724526A1 (de) * 1987-07-24 1989-02-02 Asea Brown Boveri Stromrichterschaltung zur speisung eines gleichspannungs-zwischenkreises
DE3817652A1 (de) * 1988-05-25 1989-12-07 Asea Brown Boveri Elektrisch betriebenes schienentriebfahrzeug mit mindestens zwei antriebsanlagen
DE3826283C2 (de) * 1988-07-30 1996-12-19 Licentia Gmbh Netzstromrichter für einen Mehrsystem-Triebzug
RU2013230C1 (ru) * 1991-03-29 1994-05-30 Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта Устройство для импульсного регулирования скорости тягового электродвигателя транспортного средства
RU2027616C1 (ru) * 1991-06-05 1995-01-27 Малое научно-техническое внедренческое государственное предприятие "Асинхрон" Тяговый электропривод электровоза
DE4313169A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Abb Management Ag Verfahren zur Umsetzung von Gleichspannungen
FR2752781B1 (fr) * 1996-09-03 1998-10-02 Gec Alsthom Transport Sa Dispositif et procede d'alimentation sous tension continue d'une chaine de traction au moyen de convertisseurs a partir de differentes tensions alternatives ou continues
EP1288060A1 (de) * 2001-08-31 2003-03-05 Alstom Belgium S.A. Mehrfachspannungsversorgung für Schienenfahrzeuge
FI119579B (fi) * 2004-08-13 2008-12-31 Abb Oy Menetelmä jännitevälipiirillisessä taajuusmuuttajassa ja taajuusmuuttaja
JP4568169B2 (ja) * 2005-05-18 2010-10-27 株式会社東芝 電気車制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200413A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 電力変換装置の制御装置
US20050068001A1 (en) * 2001-11-23 2005-03-31 Danfoss Drives A/S Frequency converter for different mains voltages
US20060119337A1 (en) * 2004-06-28 2006-06-08 Toshio Takahashi High frequency partial boost power factor correction control circuit and method
CN200969057Y (zh) * 2006-11-24 2007-10-31 北京新雷能有限责任公司 欠压补偿电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2009112389A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20110011300A1 (en) 2011-01-20
RU2482978C2 (ru) 2013-05-27
CN101959709A (zh) 2011-01-26
CN101959709B (zh) 2014-08-20
WO2009112389A1 (de) 2009-09-17
RU2010141857A (ru) 2012-04-20
DE102008014571A1 (de) 2009-09-17
US8453814B2 (en) 2013-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2250043A1 (de) Motoransteuerschaltung für ein schienenfahrzeug und verfahren zu deren betrieb
DE102016218304B3 (de) Vorrichtung zur Spannungswandlung, Traktionsnetz und Verfahren zum Laden einer Batterie
EP2229291B1 (de) Anordnung zur versorgung von einrichtungen einer lokomotive mit elektrischer energie und verfahren zum betreiben der anordnung
EP2596980B1 (de) Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper
EP2608979B1 (de) Antriebssystem für ein schienenfahrzeug
EP2067227B1 (de) Antriebsenergieversorgung bei schienenfahrzeugen
WO2013020544A1 (de) Verfahren und schaltung für den mehrphasigen betrieb eines elektromotors
DE102018221519B4 (de) Fahrzeugseitige Ladevorrichtung
EP3290254A1 (de) Bidirektionaler bordnetzumrichter und verfahren zu dessen betrieb
DE102011087153A1 (de) Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper
EP2477301A1 (de) Anordnung zur Einspeisung elektrischer Energie in ein Energieversorgungsnetz
DE102015105889A1 (de) Schaltmodul und Umrichter mit wenigstens einem Schaltmodul
DE102006039792A1 (de) Mehrsystem-Traktionsstromrichter
EP2448078B1 (de) Elektrische Schaltung zur Umwandlung elektrischer Energie zwischen einem dreiphasigen Stromnetz und einem einphasigen Stromnetz
EP3331118B1 (de) Anlage zum übertragen elektrischer leistung
WO2019201893A1 (de) Spannungsversorgungseinrichtung mit zwischenkreis, stromrichter und bremschopper
DE102013212229A1 (de) Spannungsumsetzer und Verfahren zum Betreiben eines Spannungsumsetzers
EP3019367B1 (de) Schaltungsanordnung zum versorgen eines antriebs eines fahrzeugs
DE102017216386A1 (de) Traktionsnetz eines Kraftfahrzeuges
AT523974B1 (de) Gleichspannungswandler und Umrichteranordnung mit einem Gleichspannungswandler
EP2026455B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung sowie elektrischen Schaltung zur Verminderung von Überspannungen an von Wechselrichtungen gespeisten Lasten
DE10323218A1 (de) Hochspannungsumrichter und Verfahren zu seiner Ansteuerung
DE102017216388B4 (de) Traktionsnetz eines Kraftfahrzeuges
EP3365963B1 (de) Anlage, aufweisend ein netz, ein filter und mehrere antriebe
EP3218980B1 (de) Verfahren zum steuern eines lastflusses in einem gleichspannungsnetz

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100809

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: GLINKA, MARTIN

Inventor name: WENKEMANN, ULRICH

Inventor name: GAMBACH, HERBERT

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20111104

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H02M 7/5387 20070101ALI20161219BHEP

Ipc: H02M 3/158 20060101ALI20161219BHEP

Ipc: H02M 1/00 20070101AFI20161219BHEP

Ipc: B60L 9/30 20060101ALI20161219BHEP

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS MOBILITY GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20190228