EP2870019A2 - Elektrisch angetriebenes schienenfahrzeug - Google Patents

Elektrisch angetriebenes schienenfahrzeug

Info

Publication number
EP2870019A2
EP2870019A2 EP13731314.4A EP13731314A EP2870019A2 EP 2870019 A2 EP2870019 A2 EP 2870019A2 EP 13731314 A EP13731314 A EP 13731314A EP 2870019 A2 EP2870019 A2 EP 2870019A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
rail vehicle
vehicle
transmitted
control
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Withdrawn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
EP13731314.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Einar Jakobsen
Albin SPRENGNAGEL
Harald STEININGER
Josef Summerer
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 Austria GmbH
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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 Oesterreich filed Critical Siemens AG Oesterreich
Publication of EP2870019A2 publication Critical patent/EP2870019A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled 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
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/24—Pantographs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00—Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/429—Current
    • 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
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the invention relates to an electrically driven
  • Suburban rail vehicles in particular subways, very often draw electrical energy via current collectors arranged in the vicinity of the chassis, which are spring-loaded
  • the drive converters can report their current power value to a vehicle control system. However, this is not sufficient for optimizing the entire driving operation. Presentation of the invention
  • the invention is therefore based on the object
  • Feed-in points are thereby a much higher
  • Power take-offs e.g., air conditioning or compressed air compressors
  • vehicle lighting are detected.
  • Each pantograph assign a current measuring device which determines the current flowing through the respective pantograph current.
  • a further embodiment of the invention provides, in each case on the vehicle longitudinal side opposite pantograph with a common line and equip in this
  • Pantographs on bogies advantageous, since such only a flexible line connection between the movable Bogie and the fixed to the car body part of the electrical line is required.
  • the evaluation device determines from the measured current values transmitted to it as well as the current voltage value of the
  • This vehicle control is integrated in an operating control system which controls the entire railway operation and which of the individual vehicles, the current positions, driving conditions (speed, acceleration, load, etc.), energy consumption or
  • Supply devices can be sized smaller and thus cheaper.
  • a further advantageous feature of the invention lies in the simple recognizability of pantograph failures.
  • the entire energy requirement of a rail vehicle can be transferred even if damage (breakage) of a pantograph from the, or the remaining pantograph.
  • damage breakage
  • the electrical line which reduces the life of these components. Therefore, a detection of the failure of a pantograph
  • Busbar of a pantograph lead to an overload of the remaining pantograph.
  • Limit switches are provided on the pantographs, which detect the position of a pantograph (in contact or lowered). Such limit switches, however, are the
  • pantograph failure of the vehicle control can avoid certain operating conditions that may be harmful to the remaining pantograph.
  • maximum acceleration of a fully loaded rail vehicle is to be avoided.
  • Fig.l shows an example and schematically a block diagram of the power supply of an electrically driven
  • a rail vehicle 1 has two
  • Lines to the pantographs of the first bogie 2,3 are in the range of the first bogie with each other
  • Junction box 11 comprises a busbar to which all power supply lines are combined and from which the consumers are supplied. The wires to the
  • Pantographs of the second bogie 4.5 are also connected to each other in the region of the second bogie and an electrical line 10 leads from this connection point to the terminal box 11.
  • each a current measuring device 6,7 is arranged, which in the Lines detected 6.7 flowing current and a current proportional to this signal to a
  • Evaluation device 8 transmitted.
  • the evaluation device 8 communicates with a vehicle controller 12 and transmits to it the current values measured by the current measuring devices 6, 7 or the corresponding electrical powers.
  • a first power curve pl represents the course in the operation of rail vehicles according to the prior art. The curve pl shows high
  • Performance curve p2 shows an optimized cable intake through the use of rail vehicles according to
  • the total current I corresponds to the sum of the currents il and i2, where il is the current in the line to a first bogie and i2 is the current to a second bogie.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), umfassend mindestens einen, im Fahrwerkbereich angeordneten Stromabnehmer (2, 3, 4, 5) und eine elektrische Leitung (9, 10) zwischen dem Stromabnehmer (2, 3, 4, 5) und einem Anschlußkasten (11), wobei im Verlauf der elektrischen Leitung (9, 10) jeweils eine Strommeßeinrichtung (6, 7) angeordnet ist, welche den in der Leitung (6, 7) fließenden Strom (i1, i2) bestimmt und ein der Stromstärke (i1, i2) entsprechendes Signal an eine Auswerteeinrichtung (8) übermittelt.

Description

Beschreibung
Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes
Schienenfahrzeug.
Stand der Technik Nahverkehrsschienenfahrzeuge, insbesondere U-Bahnen beziehen elektrische Energie sehr häufig über in Fahrgestellnähe angeordnete Stromabnehmer, welche mittels gefederter
Gleitstücke die Energie von neben den Gleisen angeordneten Stromschienen („3. Schiene") abnehmen. Bei diesen
Schienenfahrzeugen mit Stromabnehmern im Fahrgestellbereich sind sehr häufig mehrere dieser Stromabnehmer vorgesehen, da einerseits die elektrische Leistung dadurch verteilt wird und die einzelnen Stromabnehmer jeweils eine geringere Leistung übertragen müssen, andererseits ist es wegen der im
Allgemeinen unterbrechungsbehafteten Stromschiene
erforderlich mehrere Stromaufnahmestellen vorzusehen um diese Lücken überbrücken zu können, sodass ein Fahrzeug auf der gesamten Strecke elektrisch versorgt wird. Dadurch kann ein Fahrzeug auch weiterbetrieben werden, wenn ein Stromabnehmer fehlt (beispielsweise abgebrochen oder anderwärtig beschädigt ist) . Dabei wird die elektrische Energie über die
verbleibenden Stromabnehmer zugeführt. Dieser Betriebszustand ist für die elektrischen Einrichtungen, insbesondere die Leitungen von den Stromabnehmern zu der Sammelschiene nachteilig, da sie einer dauerhaft erhöhten Belastung
ausgesetzt sind. Dem Fahrpersonal ist dieser Betriebszustand nicht ohne Weiteres ersichtlich, da sich die
Fahreigenschaften dadurch nicht ändern und es derzeit keine Warneinrichtungen für diesen Mangel gibt.
Eine weitere Problematik, welche insbesondere bei U-Bahnen besteht darin, das U-Bahnnetze üblicherweise mit Gleichstrom betrieben werden. Dieser Gleichstrom wird mittels
elektronischer Gleichrichter aus dem allgemeinen
Energieversorgungsnetz erzeugt, wobei diese Gleichrichter im Allgemeinen nicht rückspeisefähig sind. Werden auf einer solchen U-Bahnstrecke moderne, rückspeisefähige Fahrzeuge betrieben, so kann dann nur ein Vorteil bezogen werden wenn gleichzeitig Verbraucher aktiv sind, die die rückgespeiste Energie verbrauchen können. Überschüssige, durch
Bremsvorgänge erzeugte elektrische Energie muß im Fall, das sie nicht von einem im selben Moment beschleunigenden
Fahrzeug benötigt wird, in Bremswiderständen in Wärme
umgewandelt werden. Diese Ineffizienz führt zu weiteren
Nachteilen wie der übermäßigen Erhitzung der Tunnel und einem erhöhten Kühlungsbedarf für den Passagierraum, bzw. die
Stationen. Teilweise gelingt es diese Nachteile zu
reduzieren, wobei eine Gesamtsteuerung des Fahrbetriebs darauf Rücksicht nehmen kann. Beispielsweise kann dabei ein Anfahren eines Fahrzeugs verzögert werden bis ein anderes Fahrzeug bremst um solcherart den Gesamtenergiebedarf zu reduzieren. Allerdings ist es nicht möglich, genaue
Leistungswerte einzelner Fahrzeuge im Fahrbetrieb zu erheben, allenfalls können die Antriebsstromrichter ihren aktuellen Leistungswert an eine Fahrzeugsteuerung melden. Dies ist für eine Optimierung des gesamten Fahrbetriebs allerdings nicht ausreichend . Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug anzugeben, dessen gesamter Energieverbrauch bzw. Energieerzeugung im
Fahrbetrieb bestimmbar ist und welches eine
Stromabnehmerausfallwarnung bietet . Die Aufgabe wird durch ein elektrisch angetriebenes
Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche . Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug beschrieben, welches
mindestens einen, im Fahrwerksbereich angeordneten
Stromabnehmer und eine elektrische Leitung zwischen dem
Stromabnehmer und einem Anschlußkasten umfasst, wobei im Verlauf der elektrischen Leitung eine Strommeßeinrichtung angeordnet ist, welche den in der Leitung fließenden Strom bestimmt und ein der Stromstärke entsprechendes Signal an eine Auswerteeinrichtung übermittelt. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, die aktuelle Strom, und damit die Leistungsaufnahme bzw. Leistungsabgabe eines
Schienenfahrzeugs während dessen Betriebs kontinuierlich bestimmen zu können. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass die elektrische Leistung durch Messung an der, bzw. den
Einspeisestellen erfolgt wodurch eine wesentlich höhere
Erfassungsgenauigkeit erzielbar ist als über die
üblicherweise vorhandene Strommessung an dem
Antriebsstromrichter. Durch die Erfassung an der Einspeisestelle kann auch die Leistungsaufnahme der
Nebenantriebe (z.B. Klima- oder Pressluftkompressoren) und der Fahrzeugsbeleuchtung erfasst werden. Erfindungsgemäß ist eine Strommeßeinrichtung in die
elektrische Leitung zwischen einem Stromabnehmer und einem Anschlußkasten (bzw. Anschlußpunkt) angeordnet, welche den in dieser Leitung fließenden Strom detektiert. Dazu können einerseits gebräuchliche, für Schienenfahrzeuge geeignete Stromwandler eingesetzt werden, andererseits sind für
gleichspannungsbetriebene Bahnen (z.B. U-Bahnen)
Gleichspannungswandler erforderlich. Es ist wesentlich, diese Strommeßeinrichtung an dieser Position vorzusehen, um die gesamte Energieaufnahme, bzw. Energieabgabe dieses
Schienenfahrzeugs bestimmen zu können. Solcherart ist
sichergestellt, dass weitere elektrische Verbraucher an Bord des Schienenfahrzeugs in die Messung einbezogen werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, jedem
Stromabnehmer jeweils eine Strommeßeinrichtung zuzuordnen, welche den durch den jeweiligen Stromabnehmer fließenden Strom bestimmt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, jeweils fahrzeuglängsseitig gegenüberliegende Stromabnehmer mit einer gemeinsamen Leitung auszustatten und den in dieser
gemeinsamen Leitung fließenden Strom mit einer
Strommeßeinrichtung zu bestimmen. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine Einsparung an Bauteilen realisieren zu können. Dies ist insbesondere bei der Anordnung von
Stromabnehmern an Drehgestellen vorteilhaft, da solcherart nur eine flexible Leitungsverbindung zwischen dem beweglichen Drehgestell und dem am Wagenkasten fest montierten Teil der elektrischen Leitung erforderlich ist.
Die von der, bzw. den Strommeßeinrichtungen erfassten
elektrischen Ströme werden an eine Auswerteeinrichtung geleitet, wobei ein der erfassten Stromstärke proportionales Signal an diese Auswerteeinrichtung übermittelt wird. Die dabei im Allgemeinen erforderliche Potentialtrennung und ausreichende Isolierung ist durch die Auslegung der
bahngeeigneten Strommeßeinrichtung (Stromwandler)
gewährleistet .
Die Auswerteeinrichtung bestimmt aus den an sie übermittelten Strommeßwerten sowie dem aktuellen Spannungswert der
Bahnenergieversorgung die momentane elektrische
Leistungsaufnahme des Schienenfahrzeugs bzw. die elektrische rückgespeiste Bremsenergie des Fahrzeugs.
In weiterer Fortbildung der Erfindung ist eine
Fahrzeugssteuerung vorgesehen, welche übergeordnete
Steuerungsaufgaben vornimmt. Diese Fahrzeugssteuerung ist in ein Betriebssteuersystem eingebunden, welches den gesamten Bahnbetrieb steuert und welches von den einzelnen Fahrzeugen die aktuellen Positionen, Fahrzustände (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Beladung, etc.), Energieaufnahme bzw.
Energieabgabe als Eingangsgrößen zur energieoptimalen
Steuerung des Fahrbetriebes unter Einhaltung des Fahrplans vornimmt .
Beispielsweise kann ein Abfahren eines Zuges aus einer
Haltestelle für kurze Zeit verzögert werden, wenn ein anderes Fahrzeug sich kurz vor der Einfahrt in eine Haltestelle befindet, sodass die elektrische Bremsenergie des anhaltenden Fahrzeugs zur Beschleunigung des anfahrenden Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Dadurch ist eine wesentliche Reduktion der
Spitzenenergieaufnahme des gesamten Bahnnetzes erzielbar, wodurch die entsprechenden elektrischen
Versorgungseinrichtungen (Transformatoren, Gleichrichter) kleiner und somit kostengünstiger dimensioniert werden können .
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung liegt in der einfachen Erkennbarkeit von Stromabnehmerausfällen. Der gesamte Energiebedarf eines Schienenfahrzeugs kann auch bei Beschädigung (Bruch) eines Stromabnehmers von dem, bzw. den verbleibenden Stromabnehmer übertragen werden. Dabei tritt jedoch eine größere Erwärmung dieses Stromabnehmers und der elektrischen Leitung auf, was die Lebensdauer dieser Bauteile reduziert. Deshalb ist eine Erkennung des Ausfalls eines
Stromabnehmers wesentlich. Ebenso kann das fehlerhaft, bzw. ungewollt durchgeführte Absenken (Trennen von der
Stromschiene) eines Stromabnehmers zu einer Überlastung der verbleibenden Stromabnehmer führen. Gemäß dem Stand der
Technik können zur Erkennung dieses Betriebszustandes
Endschalter an den Stromabnehmern vorgesehen werden, welche die Position eines Stromabnehmers (In Kontakt oder abgesenkt) erfassen. Solche Endschalter sind jedoch den
Umgebungsbedingungen ausgesetzt und bedürfen bestimmter
Wartungen.
Erfindungsgemäß ist ein elektrisch angetriebenes
Schienenfahrzeug mit einer Stromabnehmerausfallserkennung ausgestattet, welche ohne bewegliche, wartungsintensive und dem Verschleiß unterworfene Bauteile einen Ausfall eines Stromabnehmers erkennen kann. Dazu ist die
Auswerteeinrichtung mit einer Vergleichereinrichtung
ausgestattet, welche die in den einzelnen Leitungen zu den Stromabnehmern fließenden Ströme vergleicht. Tritt dabei ein Unterschied auf, welcher über einen bestimmten (längeren) Zeitraum besteht, und wobei der Strom zu einem bestimmten Stromabnehmer den Wert Null annimmt, so detektiert die
Auswerteeinrichtung den Ausfall dieses Stromabnehmers.
Dieser bestimmte, längere Zeitraum (typischerweise einige Sekunden) ist wesentlich um Fehlausgaben zu vermeiden, da an Übergangsstellen der Stromschiene kurzzeitige Unterbrechungen der Stromzufuhr auftreten und dieser Umstand nicht zu einer falschen Alarmierung führen soll.
Es ist besonders empfehlenswert, einen erkannten
Stromabnehmerausfall der Fahrzeugsteuerung zu melden, da diese dadurch bestimmte Betriebszustände, welche für die verbliebenen Stromabnehmer schädlich sein können vermeiden kann. Insbesondere sind dabei maximale Beschleunigungen eines vollbeladenen Schienenfahrzeugs zu vermeiden.
Mit dem Einsatz gegenständlicher Erfindung gelingt es
einerseits den Ausfall eines (oder mehrerer) Stromabnehmer einfach und zuverlässig zu erkennen, sodass das Fahrzeug bis zu einem geeigneten Reparaturzeitpunkt im Einsatz verbleiben kann und doch keine elektrischen und thermischen
Betriebsgrenzen überschritten werden.
Andererseits ermöglicht ein erfindungsgemäßes
Schienenfahrzeug einen energieverbrauchsoptimierten Betrieb eines Bahnnetzes aufgrund der Bereitstellung von genauen Leistungswerten in Echtzeit. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug,
Energieversorgung.
Fig.2 Bahnnetz, Leistungsaufnahme.
Fig.3 Stromabnehmerausfallserkennung mittels Strommessung.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch ein Blockschaltbild der Energieversorgung eines elektrisch angetriebenen
Schienenfahrzeugs. Ein Schienenfahrzeug 1 weist zwei
Drehgestelle auf, wobei je Drehgestell beidseitig je ein Stromabnehmer 2,3,4,5 angeordnet ist. Die elektrischen
Leitungen zu den Stromabnehmern des ersten Drehgestells 2,3 sind im Bereich des ersten Drehgestells untereinander
verbunden und eine elektrische Leitung 9 führt von diesem Verbindungspunkt zu einem Anschlußkasten 11. Dieser
Anschlußkasten 11 umfasst eine Sammelschiene, an welcher alle Stromzuführungen zusammengefasst sind und von welcher die Verbraucher versorgt werden. Die Leitungen zu den
Stromabnehmern des zweiten Drehgestells 4,5 sind ebenfalls im Bereich des zweiten Drehgestells untereinander verbunden und eine elektrische Leitung 10 führt von diesem Verbindungspunkt zu dem Anschlußkasten 11. Im Verlauf der Leitungen 9,10 ist jeweils eine Strommeßeinrichtung 6,7 angeordnet, welche den in den Leitungen 6,7 fließenden Strom ermittelt und ein diesem Strom proportionales Signal an eine
Auswerteeinrichtung 8 übermittelt. Die Auswerteeinrichtung 8 steht mit einer Fahrzeugsteuerung 12 in Verbindung und übermittelt dieser die von den Strommeßeinrichtungen 6,7 gemessenen Stromwerte, bzw. die entsprechenden elektrischen Leistungen .
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch den Verlauf der Leistungsaufnahme eines Speiseabschnitts eines Bahnnetzes. Es ist der zeitliche Verlauf der elektrischen Leistung P über der Zeit t dargestellt. Ein erster Leistungsverlauf pl stellt den Verlauf bei einem Betrieb von Schienenfahrzeugen gemäß dem Stand der Technik dar. Der Verlauf pl zeigt hohe
Verbrauchsspitzen, wie sie beispielsweise beim gleichzeitigen Anfahren mehrerer Fahrzeuge auftreten. Ein zweiter
Leistungsverlauf p2 zeigt eine optimierte Leitungsaufnahme durch den Einsatz von Schienenfahrzeugen gemäß
gegenständlicher Erfindung. Aufgrund der dadurch erfolgenden Koordinierung zwischen den Beschleunigungs- und
Bremsvorgängen aller in dem Speiseabschnitt befindlichen Fahrzeuge kann eine deutlich geringere Spitzenlast erzielt werden.
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine
Stromabnehmerausfallserkennung mittels Strommessung. Es ist der Verlauf der elektrischen Stromstärke I über der Zeit t dargestellt. Die elektrische Ausrüstung entspricht dem in
Fig.l dargestellten Schienenfahrzeug 1. Die Gesamtstromstärke I entspricht der Summe der Ströme il und i2, wobei il der Strom in der Leitung zu einem ersten Drehgestell und i2 der Strom zu einem zweiten Drehgestell ist. Dabei sind zur
Vereinfachung die Ströme il und i2 als jeweils gleich groß angenommen. In gezeigten beispielhaften Verlauf in dem betrachteten Zeitabschnitt verläuft die Stromaufnahme zuerst sinkend, darauffolgend konstant und darauf (aufgrund eines Bremsvorganges) konstant mit negativem Vorzeichen (in das Netz rückspeisend. Darauf folgt ein Zeitraum ohne
Stromaufnahme (Aufenthalt in der Haltestelle) . Während der darauffolgenden Beschleunigungsphase erfolgt zum Zeitpunkt ta ein Ausfall des Stromabnehmers des zweiten Drehgestells, sodass die Stromstärke i2 sofort auf den Wert Null absinkt und auf diesem Wert Null verbleibt. Im Zeitpunkt ta übernimmt folgedessen der Stromabnehmer des ersten Drehgestells die gesamte elektrische Leistung, wodurch sich der Strom il verdoppelt. Das Schienenfahrzeug 1 kann den darauffolgenden Fahrzyklus durchführen, allerdings mit starker Belastung des Stromabnehmers des ersten Drehgestells. Der plötzliche Abfall des Stroms des zweiten Drehgestells i2 auf den Wert Null und insbesondere der Verbleib auf diesem Wert Null dient der Detektion des Ausfalls dieses Stromabnehmers.
Liste der Bezeichnungen
I Schienenfahrzeug
2 Stromabnehmer, erstes Drehgestell rechts
3 Stromabnehmer, erstes Drehgestell links
4 Stromabnehmer, zweites Drehgestell rechts
5 Stromabnehmer, zweites Drehgestell links
6 Strommeßeinrichtung, erstes Drehgestell 7 Strommeßeinrichtung, zweites Drehgestell
8 Auswerteeinrichtung
9 Elektrische Leitung, erstes Drehgestell
10 Elektrische Leitung, zweites Drehgestell
II Anschlußkasten
12 Fahrzeugsteuerung
P Elektrische Leistung
t Zeit
pl Leistungsverlauf Speiseabschnitt
p2 Leistungsverlauf Speiseabschnitt optimiert I Elektrische Stromstärke
11 Elektrische Stromstärke, erstes Drehgestell
12 Elektrische Stromstärke, zweites Drehgestell ta Ausfallzeitpunkt

Claims

Patentansprüche
Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1),
umfassend mindestens einen, im Fahrwerkbereich
angeordneten Stromabnehmer (2,3,4,5) und eine
elektrische Leitung (9,10) zwischen dem Stromabnehmer (2,3,4,5) und einem Anschlußkasten (11), dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der elektrischen
Leitung (9,10) jeweils eine Strommeßeinrichtung (6,7) angeordnet ist, welche den in der Leitung (6,7) fließenden Strom (il,i2) bestimmt und ein der
Stromstärke (il,i2) entsprechendes Signal an eine
Auswerteeinrichtung (8) übermittelt.
Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinrichtung (8) bei Überschreiten einer
bestimmten Stromstärke (il, i2) ein Warnsignal, welches diese Überschreitung anzeigt an eine Fahrzeugsteuerung (12) übermittelt.
Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinrichtung (8) ein dem von der
Strommeßeinrichtung (6,7) bestimmten Strom (il,i2) proportionales Signal kontinuierlich an eine
Fahrzeugsteuerung (12) übermittelt.
Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerung (12) das an sie
übermittelte, dem Strom (il, i2) proportionale Signal zur Planung des Fahrbetriebs, insbesondere zu Bestimmung von Beschleunigungs- und Bremsphasen einsetzt .
5. Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fahrzeugsteuerung (12) eine Datenverbindung zu einer zentralen Betriebssteuerung umfasst und über diese Datenverbindung die aktuelle Leistungsaufnahme des Schienenfahrzeugs (1) an die zentralen
Betriebssteuerung übermittelt.
6. Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fahrzeugsteuerung (12) über die Datenverbindung zu einer zentralen Betriebssteuerung Vorgaben für die Steuerung des Antriebs des Schienenfahrzeugs (1), insbesondere maximale Beschleunigungs- und
Verzögerungswerte übermittelt erhält.
7. Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommeßeinrichtung (6,7) als
Gleichstromwandler ausgeführt ist.
EP13731314.4A 2012-07-04 2013-06-19 Elektrisch angetriebenes schienenfahrzeug Withdrawn EP2870019A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50266/2012A AT513095B1 (de) 2012-07-04 2012-07-04 Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug
PCT/EP2013/062707 WO2014005837A2 (de) 2012-07-04 2013-06-19 Elektrisch angetriebenes schienenfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2870019A2 true EP2870019A2 (de) 2015-05-13

Family

ID=48699008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13731314.4A Withdrawn EP2870019A2 (de) 2012-07-04 2013-06-19 Elektrisch angetriebenes schienenfahrzeug

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2870019A2 (de)
CN (1) CN104379388B (de)
AT (1) AT513095B1 (de)
HK (1) HK1203907A1 (de)
WO (1) WO2014005837A2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015122622A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-22 Bombardier Transportation Gmbh Schienenfahrzeug und Transportsystem
DE102016113083B4 (de) 2016-07-15 2023-12-14 Bombardier Transportation Gmbh Seitenstromabnehmervorrichtung für ein Schienenfahrzeug
DE102016226148A1 (de) * 2016-12-23 2018-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Vorrichtung für ein Schienenfahrzeug
DE102017107276A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren und Einrichtung für eine bedarfsgerechte Druckluftversorgung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19654960A1 (de) * 1996-12-20 1998-07-02 Elpro Ag Verfahren und Einrichtung zur gleichmäßigen Lastverteilung in Unterwerken für elektrisch betriebene Fahrzeuge

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4322708B2 (ja) * 2004-03-05 2009-09-02 財団法人鉄道総合技術研究所 パンタグラフ故障診断装置
JP5203664B2 (ja) * 2007-09-28 2013-06-05 西日本旅客鉄道株式会社 トロリ線の損耗防止装置
JP5221996B2 (ja) * 2008-03-28 2013-06-26 公益財団法人鉄道総合技術研究所 集電装置の状態監視装置
KR101260139B1 (ko) * 2008-10-23 2013-05-02 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전기차의 추진 제어 장치
JP5242538B2 (ja) * 2009-11-13 2013-07-24 公益財団法人鉄道総合技術研究所 パンタグラフの摺り板の段付摩耗検知方法及び装置
KR20120031554A (ko) * 2010-09-27 2012-04-04 한국철도기술연구원 전압 및 전류 측정을 통한 판토그래프와 전차선 접촉 모니터링 시스템 및 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19654960A1 (de) * 1996-12-20 1998-07-02 Elpro Ag Verfahren und Einrichtung zur gleichmäßigen Lastverteilung in Unterwerken für elektrisch betriebene Fahrzeuge

Also Published As

Publication number Publication date
HK1203907A1 (en) 2015-11-06
WO2014005837A3 (de) 2014-05-22
CN104379388A (zh) 2015-02-25
AT513095B1 (de) 2015-06-15
WO2014005837A2 (de) 2014-01-09
CN104379388B (zh) 2017-11-10
AT513095A1 (de) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3199399A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer entlang einer fahrstrecke verlaufenden fahrleitung
EP2838752B1 (de) Verfahren und einrichtung zur stromabnehmerausfallüberwachung
EP3500473A1 (de) Energieversorgungssystem eines schienenfahrzeugs
AT513095B1 (de) Elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug
DE102010002694A1 (de) Kontrollsystem und Kontrollverfahren für Stromversorgungstrennstellen
EP3069918A1 (de) Anordnung und verfahren für eine bremsenergierückspeisung eines fahrzeugs in eine fahrleitung
DE102015215174A1 (de) Vorrichtung und ein Verfahren zum oberleitungslosen Betreiben eines Schienenfahrzeugs
EP3597469B1 (de) Verfahren und vorrichtungen zum laden zumindest eines energiespeichers eines schienenfahrzeugs
DE102015215178A1 (de) Vorrichtung und ein Verfahren zum oberleitungslosen Betreiben eines Schienenfahrzeugs
DE102010041712A1 (de) System zur Energieversorgung einer an einem Fahrweg für elektrische Triebfahrzeuge angeordneten, elektrisch betriebenen Anlage
EP3096971A1 (de) Überwachungseinrichtung für stromabnehmer
DE102017210750A1 (de) Bordnetz für ein Schienenfahrzeug, Verfahren zum Betreiben des Bordnetzes und Schienenfahrzeug
DE112022005530T5 (de) Stromversorgungsübertragungssystem eines Triebfahrzeugs, AC-DC-AC-Traktionsstromwandler und Steuerverfahren dafür
EP3631483B1 (de) Verfahren und einrichtung zur fehlerortung entlang einer energieversorgungsstrecke bei gleichstromsystemen
DE102013225815A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für Komponenten der Leit- und Sicherungstechnik
EP3828052B1 (de) Betreiben von schienenfahrzeugen zum begrenzen von leistungsspitzen in einer stromversorgung
EP3541652B1 (de) Elektrisches netzwerk für ein schienenfahrzeug, schienenfahrzeug und verfahren zum betrieb eines elektrischen netzwerks
DE102012208241A1 (de) Schienenfahrzeugsschaltungsanordnung
WO2018220016A1 (de) Seilgezogene beförderungseinrichtung und verfahren zum betreiben einer solchen
DE102010028004A1 (de) Eisenbahnzug
WO2012084501A1 (de) System zur energieauskopplung aus traktionsrückstrom
DE102015211463B3 (de) Energieversorgung mit wechselnder Fahrleitungspolarität
EP3081428A1 (de) Anordnung und verfahren für eine stromversorgung einer fahrleitung
EP4438383A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur anwesenheitserkennung von elektrizitätsversorgungseinrichtungen und fahrzeug
DE102016226148A1 (de) Elektrische Vorrichtung für ein Schienenfahrzeug

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: 20141107

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL 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 RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

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

Owner name: SIEMENS MOBILITY GMBH

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190717

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

Owner name: SIEMENS MOBILITY AUSTRIA GMBH

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

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

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: 20201118