EP3077672A1 - Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the current situation of the rail vehicle - Google Patents

Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the current situation of the rail vehicle

Info

Publication number
EP3077672A1
EP3077672A1 EP14808923.8A EP14808923A EP3077672A1 EP 3077672 A1 EP3077672 A1 EP 3077672A1 EP 14808923 A EP14808923 A EP 14808923A EP 3077672 A1 EP3077672 A1 EP 3077672A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor
speed
pressure
rail vehicle
control device
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Withdrawn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
EP14808923.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Kipp
Gert Assmann
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.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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 Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Publication of EP3077672A1 publication Critical patent/EP3077672A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. GPS
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/05—Pressure after the pump outlet

Abstract

The invention relates to a compressor system for a rail vehicle, comprising a compressor (3), driven by an electrical machine (1) via a drive shaft (2), for producing compressed air for at least one compressed air tank (4), wherein the electrical machine (1) can be activated at least indirectly via a control device (5) for operating the electrical machine (1) at at least one speed between a maximum speed (m) and a minimum speed (i), wherein furthermore at least one pressure sensor (7) for determining the pressure for the control device (5) is disposed in a compressed-air-carrying line (6) downstream of the compressor (3). According to the invention, a final control element (8) for continuously influencing the speed of the electrical machine (1) is disposed between an electrical supply (15) and the electrical machine (1), wherein the activation of the final control element (8) takes place via the control device (5) in accordance with a sensor device (10), comprising at least one sensor element (16) for sensing at least one external boundary condition of the rail vehicle. Furthermore, the invention also relates to a method for controlling the compressor system according to the invention, wherein, in accordance with the sensor device (10), the compressor (3) is operated at a variable speed, assuming any intermediate value between the maximum speed (m) and the minimum speed (i).

Description

Kompressorsystem und Verfahren zum Betrieb des Kompressorsystems in Abhängigkeit der aktuellen Situation des Schienenfahrzeugs  Compressor system and method for operating the compressor system depending on the current situation of the rail vehicle
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft ein Kompressorsystem für ein Schienenfahrzeug, umfassend einen von einer elektrischen Maschine über eine Antriebswelle angetriebenen Kompressor zur Erzeugung von Druckluft für mindestens einen Druckluftbehälter, wobei die elektrische Maschine zumindest mittelbar über eine Regelungseinrichtung zum Betrieb der elektrischen Maschine mit zumindest einer zwischen einer maximalen Drehzahl und einer minimalen Drehzahl befindlichen Drehzahl ansteuerbar ist, wobei ferner in einer stromabwärts vom Kompressor angeordneten druckluftführenden Leitung zumindest ein Drucksensor zur Bestimmung des Drucks für die Regelungseinrichtung angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Steuerung des erfindungsgemäßen Kompressorsystems. HINTERGRUND DER ERFINDUNG The invention relates to a compressor system for a rail vehicle, comprising a driven by an electric machine via a drive shaft compressor for generating compressed air for at least one compressed air tank, the electric machine at least indirectly via a control device for operating the electric machine with at least one between a maximum speed and a speed located at a minimum speed is controllable, wherein at least one pressure sensor for determining the pressure for the control device is further arranged in a compressed air-carrying line arranged downstream of the compressor. Furthermore, the invention also relates to a method for controlling the compressor system according to the invention. BACKGROUND OF THE INVENTION
An Kompressoren in Schienenfahrzeugen werden vielfältige, teilweise konträre Anforderungen gestellt, wie beispielsweise eine hohe Lieferleistung, ausreichende Ein- schaltdauern, geringe Schallemissionen, ein niedriger Energieverbrauch, ein kleiner Bauraum sowie niedrige Einstands- und Life-Cycle-Kosten. Dabei gibt es je nach Betriebszustand oder Situation des Schienenfahrzeugs stark unterschiedliche Anforderungsprofile an den Kompressor. Die typische Problemstellung bei der Auslegung eines Kompressors ist, den besten Kompromiss zwischen diesen Anforderungen zu finden, der in allen Betriebszuständen des Schienenfahrzeugs oder während jeder Situation des Schienenfahrzeugs akzeptabel ist. In der Regel werden in Schienenfahrzeugen Kompressoren eingesetzt, die elektrisch angetrieben werden. Die Kompressoren werden in Ein-/ Ausschaltbetrieb zwischen dem unteren Einschaltdruck und dem oberen Abschaltdruck mit einer konstanten Drehzahl, der sogenannten Nenndrehzahl, betrieben. Der Kompressor wird so dimensioniert, dass eine vorgegebene Auffüllzeit erreicht und eine minimale Einschaltdauer im Betrieb nicht unterschritten wird. Compressors in rail vehicles are subject to many and sometimes contradictory requirements, such as high delivery performance, sufficient switch-on durations, low noise emissions, low energy consumption, small installation space, and low start-up costs and life-cycle costs. Depending on the operating condition or situation of the rail vehicle, there are very different requirement profiles for the compressor. The typical problem in designing a compressor is to find the best compromise between these requirements, which is acceptable in all operating conditions of the rail vehicle or during any situation of the rail vehicle. As a rule, compressors are used in rail vehicles, which are electrically driven. The compressors are operated in on / off operation between the lower engagement pressure and the upper shutdown pressure at a constant speed, the so-called rated speed. The compressor is dimensioned so that a specified refilling time is reached and a minimum duty cycle during operation is not undershot.
Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik geht hervor, dass der Betrieb des Kompressors nicht zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen des Schienenfahrzeugs unterscheidet. Der Lüfter des Kühlsystems unterliegt dabei dem gleichen Betriebsregime wie der Kompressor, da der Lüfter in der Regel direkt vom Kompressor mit angetrieben wird. Während einer Auffüllphase wird der Kompressor bei Nenndrehzahl betrieben. Die Nenndrehzahl ist so gewählt, dass der Kompressor im Dauerbetrieb betrieben werden kann. Ferner ist die Baugröße des Kompressors so gewählt, dass im Streckenbetrieb eine minimale Einschaltdauer nicht unterschritten und die maximale Auffüllzeit nicht überschritten wird. Im Streckenbetrieb wird der Kompressor intermittierend betrie- ben. Dabei wird der Kompressor gestartet wenn der Druck im Druckluftbehälter auf den Einschaltdruck abgefallen ist. Sobald der Abschaltdruck im Druckluftbehälter erreicht ist, wird der Kompressor mit Nenndrehzahl betrieben. Bei Erreichen des Abschaltdrucks wird der Kompressor ausgeschaltet und erst nach einem Druckabfall bis auf den Einschaltdruck erneut gestartet. Bei den elektrisch angetriebenen Schie- nenfahrzeugen wird während einer Bremsphase der Antriebsmotor als elektrodynamische Bremse eingesetzt. Hierbei entsteht elektrische Energie, deren Rückspeisung ins Netz häufig nicht wirtschaftlich oder teilweise nicht möglich ist. Während eines Stationsbetriebs, bei dem das Schienenfahrzeug am Bahnhof hält, wird der Kompressor ebenso wie während der Fahrt intermittierend betrieben. Da kein dominantes Fahrgeräusch vorhanden ist, sollten Schallemissionen des Kompressors und des Lüfters vermieden werden. Da die Luftfederung im Bahnhof einen erhöhten Luftbedarf wegen dem Ein-/ Aussteigen der Fahrgäste aufweist führt dies häufig zum Einschalten des Kompressors und des Lüfters, und damit zu unerwünschten Schallemissionen während des Halts am Bahnhof. Darüber hinaus werden Schienenfahrzeuge, insbe- sondere im Nahverkehr, häufig in der Nähe von Wohngebieten aufgerüstet abgestellt, um beispielsweise ein Einfrieren zu vermeiden. Schallemissionen sind hierbei soweit als möglich zu vermeiden. Aufgrund von Leckagen erreicht der Druck in den Druckluftbehältern in einer Nacht mehrfach den unteren Einschaltdruck des Kompressors, so dass ein Nachfüllen erforderlich ist und der Kompressor intermittierend bei Nenn- drehzahl betrieben wird. Ferner treten neben den Schallemissionen des Kompressors hierbei weitere Geräusche wie z.B. das störende Entlüftungsgeräusch des Lufttrockners auf. It is apparent from the well-known state of the art that the operation of the compressor does not distinguish between the different operating states of the rail vehicle. The fan of the cooling system is subject to the same operating regime as the compressor, since the fan is usually driven directly by the compressor. During a refill phase, the compressor is operated at rated speed. The rated speed is selected so that the compressor can be operated in continuous operation. Furthermore, the size of the compressor is chosen so that in the distance operation does not fall below a minimum duty cycle and the maximum refill time is not exceeded. During route operation, the compressor is operated intermittently. The compressor is started when the pressure in the compressed air tank on the switch-on pressure has dropped. Once the shutdown pressure in the compressed air tank is reached, the compressor is operated at rated speed. When the switch-off pressure is reached, the compressor is switched off and restarted only after a pressure drop to the switch-on pressure. In the case of the electrically driven rail vehicles, the drive motor is used as the electrodynamic brake during a braking phase. This produces electrical energy whose return to the grid is often not economically or partially impossible. During a station operation in which the rail vehicle stops at the station, the compressor is operated intermittently as well as while driving. Since there is no dominant driving noise, noise emissions from the compressor and the fan should be avoided. Since the air suspension in the station has an increased demand for air due to the passengers getting in / out of passengers, this often leads to switching on the compressor and the fan, and thus to undesirable noise emissions during the station stop. In addition, rail vehicles, especially in local traffic, are often upgraded in the vicinity of residential areas in order to avoid, for example, freezing. Noise emissions are to be avoided as far as possible. Due to leakages, the pressure in the compressed air tanks reaches the lower start-up pressure of the compressor several times in one night, so that refilling is required and the compressor is operated intermittently at nominal speed. Furthermore, in addition to the sound emissions of the compressor in this case more noise such as the disturbing venting noise of the air dryer on.
Eine Information über den jeweiligen Betriebszustand des Schienenfahrzeugs ist in vielen Fällen für die Regelung des Kompressors nicht zugänglich. Sofern Informationen über den jeweiligen Betriebszustand des Schienenfahrzeugs vorliegen muss eine Abstimmung mit der Regelung des Kompressors vorgenommen werden, sodass ein einfaches Aufrüsten nicht möglich ist. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Information about the respective operating state of the rail vehicle is not accessible in many cases for the control of the compressor. If information is available about the current operating state of the rail vehicle, it is necessary to coordinate with the regulation of the compressor so that simple upgrading is not possible. DISCLOSURE OF THE INVENTION
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kompressorsystem und ein Verfahren zum Betrieb des Kompressorsystems dahingehend zu optimieren, dass ein energieeffizienter und Schallemissionen senkender Betrieb des Kompressorsystems in Abhängigkeit der aktuellen Situation des Schienenfahrzeugs erfolgt und somit keine Informationen über einen Betriebszustand des Schienenfahrzeugs erfordert. It is therefore the object of the present invention to optimize a compressor system and a method for operating the compressor system in such a way that an energy-efficient and noise emission-reducing operation of the compressor system takes place as a function of the current situation of the rail vehicle and thus requires no information about an operating state of the rail vehicle.
Die Aufgabe wird vorrichtungstechnisch ausgehend von einem Kompressorsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe gemäß Anspruch 4 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor. Erfindungsgemäß ist ein Stellglied zur kontinuierlichen Beeinflussung der Drehzahl der elektrischen Maschine zwischen einer elektrischen Versorgung und der elektrischen Maschine angeordnet, wobei die Ansteuerung des Stellglieds nach Maßgabe einer Sensoreinrichtung, umfassend mindestens ein Sensorelement zur Erfassung zumindest einer externen Randbedingung des Schienenfahrzeugs, über die Rege- lungseinrichtung, erfolgt. Die Sensoreinrichtung stellt somit der Regelungseinrichtung des Kompressorsystems Informationen zur aktuellen Betriebssituation des Schienenfahrzeugs sowie Informationen zu den aktuellen Umgebungsbedingungen des Schienenfahrzeugs zur Verfügung. Messbare Messgrößen oder Randbedingungen sind beispielsweise der Schallpegel in der Umgebung des Schienenfahrzeugs sowie die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Schienenfahrzeugs. The object is solved by device technology starting from a compressor system according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. Technically, the object is achieved according to claim 4 in conjunction with its characterizing features. Advantageous developments of the invention will become apparent from the following dependent claims. According to the invention an actuator for continuously influencing the rotational speed of the electric machine between an electrical supply and the electric machine is arranged, wherein the control of the actuator in accordance with a sensor device comprising at least one sensor element for detecting at least one external boundary condition of the rail vehicle, via the control device , he follows. The sensor device thus provides the control device of the compressor system information on the current operating situation of the rail vehicle and information on the current environmental conditions of the rail vehicle available. Measurable parameters or boundary conditions are, for example, the sound level in the vicinity of the rail vehicle and the speed and acceleration of the rail vehicle.
Mit anderen Worten befindet sich das Stellglied im Leistungsfiuss stromaufwärts der elektrischen Maschine und ist somit der elektrischen Maschine vorgeschaltet. Das Stellglied erlaubt einen Betrieb der elektrischen Maschine mit unterschiedlichen Drehzahlen. Dazu eignen sich insbesondere Frequenzumrichter oder Wechselrichter. Je nach Frequenz wird die Drehzahl der elektrischen Maschine und somit der Betrieb des Kompressors angepasst. Durch die Ansteuerung des Stellglieds nach Maßgabe der Sensoreinrichtung erfolgt eine situative Regelung des Kompressorsystems über die Regelungseinrichtung. Situative Randbedingungen werden aus Messgrößen, wel- che von den Sensorelementen der Sensoreinrichtung ermittelt und der Regelungseinrichtung bereitgestellt werden, ermittelt. Denkbar sind Messgrößen wie Zeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Temperatur, Vibration, Luftfeuchtigkeit, Schall und Ort. Die Drehzahlregelung des Kompressorsystems bietet neben den Vorteil des reduzierten Energieverbrauchs weitere Vorteile wie beispielsweise eine geringere Schallemissionen in relevanten Situationen sowie der Verzicht auf passive Maßnahmen zur Schallreduzierung und einen schonenderen Betrieb des Kompressors durch eine reduzierte Drehzahl und einen reduzierten Gegendruck in dem mindestens einen Druckluftbehälter. Vorzugsweise steuert die Regelungseinrichtung zumindest mittelbar eine stromabwärts des Kompressors angeordnete Kühlereinheit mit Kühlerlüfter an, wobei eine Drehzahl des Kühlerlüfters kontinuierlich durch die Regelungseinrichtung einstellbar ist. Dazu ist in der Kühlereinheit vorzugsweise ein Stellglied integriert. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Stellglied der Kühlereinheit zumindest vorgeschaltet ist. Durch eine situative Regelung der Drehzahl des Kühlerlüfters kann der Wassereintrag in einem nachgeschalteten Lufttrockner reduzierter werden, wodurch ein Luftverbrauch des Lufttrockners ebenfalls sinkt. In other words, the actuator is in the Leistungsfiuss upstream of the electric machine and is thus upstream of the electric machine. The actuator allows operation of the electric machine at different speeds. In particular, frequency converters or inverters are suitable for this purpose. Depending on the frequency, the speed of the electric machine and thus the operation of the compressor is adjusted. By controlling the actuator in accordance with the sensor device is a situational control of the compressor system via the control device. Situational boundary conditions are determined from measured variables, which are determined by the sensor elements of the sensor device and provided to the control device. Conceivable are measured variables such as time, speed, acceleration, temperature, vibration, humidity, sound and location. The speed control of the compressor system offers in addition to the advantage of reduced energy consumption further advantages such as lower noise emissions in relevant situations and the absence of passive measures to reduce noise and a gentler operation of the compressor by a reduced speed and a reduced back pressure in the at least one compressed air tank. The control device preferably controls, at least indirectly, a radiator fan with radiator fan arranged downstream of the compressor, wherein a speed of the radiator fan is continuously adjustable by the control device. For this purpose, an actuator is preferably integrated in the cooler unit. Alternatively, it is also conceivable that the actuator of the cooler unit is at least upstream. By situational control of the speed of the radiator fan, the water input in a downstream air dryer can be reduced, whereby air consumption of the air dryer also decreases.
Des Weiteren bevorzugt umfasst die Sensoreinrichtung mindestens einen GPS- Sensor zur Messung einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs sowie mindestens einen Beschleunigungssensor zur Messung einer Beschleunigung des Schienenfahrzeugs und mindestens ein Mikrofon zur Messung eines Schallpegels in der Umgebung des Schienenfahrzeugs. Dabei stellen die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs interne Randbedingungen dar, wobei der Schallpegel eine externe Randbedingung darstellt. Es ist jedoch auch denkbar die Geschwindig- keit über andere Sensoren, wie beispielsweise einen auf die Schienen gerichteten Lasersensor zu messen. Darüber hinaus sind dem Fachmann auch andere hier nicht genannte Sensor einheiten zur Messung jeweiliger externer und/oder interner Messgrößen oder Randbedingungen bekannt. Furthermore, the sensor device preferably comprises at least one GPS sensor for measuring a speed of the rail vehicle and at least one acceleration sensor for measuring an acceleration of the rail vehicle and at least one microphone for measuring a sound level in the surroundings of the rail vehicle. The speed and the acceleration of the rail vehicle are internal boundary conditions, whereby the sound level represents an external boundary condition. However, it is also conceivable that the speed via other sensors, such as a laser sensor aimed at the rails. In addition, those skilled in the art also other not mentioned sensor units for measuring respective external and / or internal measurements or boundary conditions are known.
Verfahrenstechnisch wird der Kompressor nach Maßgabe der Sensoreinrichtung mit einer variablen, zwischen der maximalen Drehzahl und der minimalen Drehzahl, jeden Zwischenwert einnehmenden Drehzahl, betrieben. Dadurch, dass die Kühlereinheit weder direkt noch mittelbar mit dem Kompressor verbunden ist erfolgt eine separate Ansteuerung der Kühlereinheit und somit eine separate Einstellung der Drehzahl des Kühler lüfters. Vorteilhafterweise können der Kompressor und der Kühlerlüfter auch abgeschaltet werden. Technically, the compressor is operated in accordance with the sensor device with a variable, between the maximum speed and the minimum speed, each intermediate value engaging speed. Because the radiator unit is not directly or indirectly connected to the compressor is a separate control of the radiator unit and thus a separate adjustment of the speed of the radiator fan. Advantageously, the compressor and the radiator fan can also be switched off.
Vorzugsweise betreibt die Regelungseinrichtung bei einem relativ hohen Schallpegel und einer annähernd konstant hohen Geschwindigkeit den Kompressor mit einer variablen Drehzahl, geringfügig oberhalb der minimalen Drehzahl, wobei der Luftdruck in dem mindestens einen Druckluftbehälter geringfügig größer als der Einschaltdruck eingestellt wird. Somit schließt die Regelungseinrichtung aufgrund der durch die unterschiedlichen Sensorelemente der Sensoreinrichtung bereitgestellten unterschiedlichen Informationen darauf, dass sich das Schienenfahrzeug in einem Streckenbetrieb befindet. Im Streckenbetrieb des Kompressors ist eine maximale Energieeinsparung des Kompressors vorrangig, die durch den variablen Betrieb des Kompressors mit der mindestens minimalen Drehzahl erzielt wird. Mithin wird nur so viel Druckluft vom Kompressor erzeugt, wie zur Einstellung des Luftdrucks, der geringfügig größer als der Einschaltdruck ist, in dem mindestens einen Druckluftbehälter nötig ist. Preferably, at a relatively high sound level and at an approximately constant high speed, the controller operates the compressor at a variable speed slightly above the minimum speed, the air pressure in the at least one compressed air tank being set slightly greater than the cut-in pressure. Thus, due to the different information provided by the different sensor elements of the sensor device, the control device concludes that the rail vehicle is in line operation. In the course of operation of the compressor is a maximum energy saving of the compressor priority, which is achieved by the variable operation of the compressor with the minimum minimum speed. Thus, only as much compressed air is generated by the compressor as to adjust the air pressure, which is slightly greater than the cut-in pressure, in which at least one compressed air tank is needed.
Über den Drucksensor kann der Druckverlauf überwacht werden, so dass der Luftdruck in dem mindestens einen Druckluftbehälter nahezu konstant, vorzugsweise ein bis zwei Zehntel bar oberhalb des Einschaltdrucks des Kompressors eingestellt wird. Je nach aktuellen Druckluftverbrauch variiert die Drehzahl der elektrischen Maschine und somit die Drehzahl des Kompressors, um den Luftdruck in den mindestens einen Druckluftbehälter nahezu konstant zu halten. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass durch einen geringeren Gegendruck in dem mindestens einen Druckluftbehälter der Energieverbrauch reduziert wird und der Kompressor schonender betrieben wird. Daraus resultiert ferner eine geringere Betriebstemperatur des Kompressors, wodurch die Kühlung des Kompressors ebenfalls geringer ausfällt. Ferner wird der Kühlerlüfter der Kühlereinheit so betrieben, dass in- nerhalb des angestrebten Temperaturbereichs eine möglichst niedrige Temperatur der Druckluft am Ausgang des Kompressors erzielt wird. Dies bietet den Vorteil eines höheren Anteils an flüssigem Wasser und eines geringeren Anteils an Wasserdampf in der Druckluft. Das flüssige Wasser kann in einem Vorabscheider separiert werden, während der Wasserdampf im Lufttrockner abgeschieden wird. Somit wird der Was- sereintrag im Trockenmittel reduziert, wodurch ein kleinerer Anteil der Druckluft zur Regeneration benötigt wird. About the pressure sensor, the pressure curve can be monitored, so that the air pressure in the at least one compressed air tank is set almost constant, preferably one to two tenths bar above the switch-on of the compressor. Depending on the current compressed air consumption, the speed of the electric machine and thus the speed of the compressor varies to keep the air pressure in the at least one compressed air tank almost constant. This results in the advantage that the energy consumption is reduced by a lower back pressure in the at least one compressed air tank and the compressor is operated gently. This also results in a lower operating temperature of the compressor, whereby the cooling of the compressor also fails. Furthermore, the radiator fan of the radiator unit is operated in such a way that the lowest possible temperature of the compressed air at the outlet of the compressor is achieved within the desired temperature range. This offers the advantage of a higher proportion of liquid water and a lower proportion of water vapor in the compressed air. The liquid water can be separated in a pre-separator, while the water vapor is separated in the air dryer. Thus, the water entry in the desiccant is reduced, whereby a smaller proportion of the compressed air is needed for regeneration.
Besonders bevorzugt betreibt die Regelungseinrichtung bei einer negativen Beschleunigung den Kompressor mit einer maximalen Drehzahl bis zum Erreichen ei- nes Abschaltdrucks des Kompressors und speist den mindestens einen Druckluftbehälter, wobei der Kompressor nach Erreichen des Abschaltdrucks mit einer variablen Drehzahl, unterhalb der maximalen Drehzahl, betrieben wird. Particularly preferably, the control device operates at a negative acceleration, the compressor at a maximum speed until reaching a cut-off pressure of the compressor and feeds the at least one compressed air tank, the compressor is operated after reaching the cut-off at a variable speed, below the maximum speed ,
Mit anderen Worten wird die verfügbare elektrische Energie während des Bremsbe- triebs des Schienenfahrzeugs zum vollständigen Auffüllen des mindestens einenIn other words, the available electrical energy during the braking operation of the rail vehicle to completely fill the at least one
Druckluftbehälters genutzt. Anschließend geht die Drehzahl des Kompressors zurück in den Bereich oberhalb der minimalen Drehzahl und erhält den zuvor definierten Maximaldruck in dem mindestens einen Druckluftbehälter aufrecht bis zum Ende des Bremsbetriebs. Dies bietet den Vorteil der internen Nutzung der elektrischen Energie im Bremsbetrieb und ermöglicht eine Energieeinsparung, da eine Rückspeisung der elektrischen Energie in das elektrische Netz nicht in jedem Fall möglich ist. Daher ist im Bremsbetrieb des Kompressors die maximale Energierückgewinnung des Kompressors vorrangig. Diese wird insbesondere durch eine maximale Einspeisung von Druckluft in den mindestens einen Druckluftbehälter während des Bremsbetriebs und durch eine Aufrechterhaltung des maximalen Überdrucks im mindestens einen Druckluftbehälter erreicht. Used compressed air tank. Subsequently, the speed of the compressor goes back into the range above the minimum speed and maintains the previously defined maximum pressure in the at least one compressed air tank upright until the end of the braking operation. This offers the advantage of internal use of electrical energy in braking mode and allows energy savings, since a return of the electrical energy in the electrical network is not possible in any case. Therefore, in the braking operation of the compressor, the maximum energy recovery of the compressor is paramount. This is achieved in particular by a maximum feed of compressed air into the at least one compressed air tank during braking operation and by maintaining the maximum overpressure in at least one compressed air tank.
Besonders bevorzugt wird der Kompressor nach Beenden der negativen Beschleunigung abgeschaltet und bei Erreichen des Einschaltdrucks auf die minimale Drehzahl eingestellt. Dadurch spart der Kompressor am Ende der Bremsphase im folgenden Betrieb die Energie ein, die während der Bremsphase verbraucht wurde. Das Abschalten des Kompressors oder die Einstellung der minimalen Drehzahl wird solange beibehalten bis der Druck in den mindestens einen Druckluftbehälter den Einschaltdruck des Kompressors erreicht. Particularly preferably, the compressor is switched off after completion of the negative acceleration and set on reaching the cut-in pressure to the minimum speed. This saves the compressor at the end of the braking phase in the following operation, the energy that was consumed during the braking phase. The shutdown of the compressor or the setting of the minimum speed is maintained until the pressure in the at least one compressed air tank reaches the cut-in pressure of the compressor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel betreibt die Regelungseinrichtung bei Stillstand des Schienenfahrzeugs und einem relativ niedrigen Schallpegel in der Umgebung des Schienenfahrzeugs den Kompressor intermittierend zwischen einer Abschaltung beim Abfallen des Druckes auf den Einschaltdruck und einem Betrieb mit der mini- malen Drehzahl beim Erreichen des Abschaltdrucks. According to one embodiment, when the rail vehicle is at a standstill and the noise level in the vicinity of the rail vehicle is low, the control means intermittently operates the compressor between a shutdown when the pressure falls to the cut-in pressure and a minimum speed when the cut-off pressure is reached.
Somit kann bei Stillstand in einem Stationsbetrieb oder Over-Night-Standby-Betrieb der Kompressor ausgeschaltet werden oder auf minimale Drehzahl gehalten werden bis der Einschaltdruck im mindestens einen Druckluftbehälter erreicht wird. Wäh- rend des Stationsbetriebs kann somit zumeist ein Betrieb des Kompressors vermieden werden. Der Kühlerlüfter bleibt soweit möglich abgeschaltet oder wird nur so schnell betrieben, dass die zulässige Maximaltemperatur im Kompressor oder am Druckluftausgang nicht überschritten wird. Dadurch werden während des Halts am Bahnhof Schallemissionen durch den Kompressor und den Kühlerlüfter minimiert. Ferner kann das gesamte Kompressorsystem bauraumsparender gebaut werden da die Möglichkeit des Verzichts auf passive Maßnahmen zur Schalldämmung entfällt. Daher sind im Stationsbetrieb des Kompressors die minimale Schallemission des Kompressors und des Kühlerlüfters vorrangig. Diese wird insbesondere durch die Abschaltung oder den Betrieb des Kompressors und des Kühlerlüfters bei minimaler Drehzahl erreicht. Thus, at standstill in a station mode or over-night standby mode, the compressor can be turned off or kept at minimum speed until the cut-in pressure in at least one compressed air tank is reached. During station operation, it is thus usually possible to avoid operating the compressor. The radiator fan remains switched off as far as possible or is only operated so fast that the permissible maximum temperature in the compressor or at the compressed air outlet is not exceeded. This minimizes noise emissions from the compressor and radiator fan while stopping at the station. Furthermore, the entire compressor system can be built space-saving as the There is no possibility of renouncing passive measures for sound insulation. Therefore, in the station mode of the compressor, the minimum sound emission of the compressor and the radiator fan are paramount. This is achieved in particular by the shutdown or operation of the compressor and the radiator fan at minimum speed.
Vorteilhafterweise betreibt die Regelungseinrichtung bei Stillstand des Schienenfahrzeugs und einem relativ hohen Schallpegel in der Umgebung des Schienenfahrzeugs den Kompressor mit der maximalen Drehzahl bis entweder der relativ hohe Schallpegel wieder sinkt oder der Abschaltdruck erreicht wird. Dadurch kann der hohe Schallpegel bei stehendem Schienenfahrzeug, der beispielsweise durch einen vorbeifahrenden Güterzug erzeugt wird, genutzt werden, um in dieser Situation die Drehzahl Kompressors und des Kühlerlüfters zu erhöhen und dadurch innerhalb kürzester Zeit den mindestens einen Druckluftbehälter zu füllen. Wahrnehmbare Schallemissionen werden aufgrund des hohen Schallpegels der Umgebung vermieden. Advantageously, the control device operates at standstill of the rail vehicle and a relatively high noise level in the vicinity of the rail vehicle, the compressor at the maximum speed until either the relatively high sound level drops again or the cut-off pressure is reached. As a result, the high noise level when the rail vehicle is stationary, which is generated for example by a passing freight train, can be used to increase the speed of the compressor and the radiator fan in this situation, thereby filling the at least one compressed air tank within a very short time. Perceptible noise emissions are avoided due to the high ambient noise level.
Aufgrund der Ermittlung im Wesentlichen externer Informationen und Randbedingungen durch die Sensoreinrichtung des Schienenfahrzeugs, wird die Regelungseinrichtung je nach Situation des Schienenfahrzeugs derart betrieben, dass Energie zum Betreiben des Kompressorsystems eingespart wird und die Schallemissionen des Kompressorsystems gesenkt werden. Intern bereitgestellte Informationen bezüglich unterschiedlicher Betriebszustände des Schienenfahrzeugs sind dienlich, jedoch nicht erforderlich. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Due to the determination of substantially external information and boundary conditions by the sensor device of the rail vehicle, the control device is operated depending on the situation of the rail vehicle such that energy is saved for operating the compressor system and the noise emissions of the compressor system are lowered. Internally provided information regarding different operating conditions of the rail vehicle are useful, but not required. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it:
Fig.l ein Blockschaltbild des erfindungsmäßen Kompressorsystems, und Fig.l is a block diagram of the erfindungsmäßen compressor system, and
Fig.2 fünf zusammenhängende Diagramme, wobei von oben nach unten ein Schall- pegel, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung des Schienenfahrzeugs sowie eine Drehzahl und ein Druck im Druckluftbehälter über die Zeit aufgetragen sind. FIG. 2 shows five contiguous diagrams, wherein a sound level, a speed and an acceleration of the rail vehicle as well as a speed and a pressure in the compressed air reservoir are plotted over time from top to bottom.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜH- RUNGSFORM DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
Gemäß Figur 1 weist ein Kompressorsystem für ein Schienenfahrzeug eine elektrische Maschine 1 auf, die über eine Antriebswelle 2 einen Kompressor 3 zur Erzeugung von Druckluft antreibt. Die vom Kompressor 3 erzeugte Druckluft wird über eine druckluftführende Leitung 6 zu einer Kühlereinheit 9 mit einem Kühlerlüfter 14 geleitet. Stromabwärts der Kühlereinheit 9 sind in der druckluftführenden Leitung 6 ein Drucksensor 7 und ein Temperatursensor 13b angeordnet. Desweiteren mündet die druckluftführende Leitung 6 in einen Vorabscheider 11 dem eine Luftaufbereitungsanlage 12 nachgeschaltet ist. Die getrocknete und von Partikel gesäuberte Druckluft wird dann in einem Druckluftbehälter 4 gespeist. Ein Temperatursensor 13 a, der am Kompressor 3 angeordnet ist, sowie der Temperatursensor 13b und der Drucksensor 7 senden allesamt der Regelungseinrichtung 5 die gemessenen Temperaturen und den gemessenen Druck zu. Ferner erhält die Regelungseinrichtung 5 auch von einer Sensoreinrichtung 10 Signale. Die Sensoreinrichtung 10 umfasst ei- nen GPS-Sensor 16 zur Messung einer Geschwindigkeit v des Schienenfahrzeugs sowie einen Beschleunigungssensor 17 zur Messung einer Beschleunigung b des Schienenfahrzeugs und einen Schallsensor 18 zur Messung eines Schallpegels s in der Umgebung des Schienenfahrzeugs. Darüber hinaus ist die Regelungseinrichtung 5 dazu geeignet, sowohl die Drehzahl der Kühlereinheit 9 zu steuern als auch Signale an ein Stellglied 8 zu leiten. Das Stellglied 8, das als Frequenzumrichter ausgebildet ist, stellt die Drehzahl der elektrischen Maschine 1 und somit die Drehzahl des Kompressors 3 ein. Ferner verfügt das Stellglied 8 über zwei Ausgänge und stellt so auch die Drehzahl des Kühlerlüfters 14 durch die Regelungseinrichtung 5 ein. Dabei ist das Stellglied 8 zur kontinuierlichen Beeinflussung der Drehzahl der elektrischen Maschine 1 zwischen einer elektrischen Versorgung 15 und der elektrischen Maschine 1 angeordnet. Die Ansteuerung des Stellglieds 8 erfolgt nach Maßgabe der Sensoreinrichtung 10 über die Regelungseinrichtung 5. According to FIG. 1, a compressor system for a rail vehicle has an electric machine 1 which drives a compressor 3 via a drive shaft 2 to generate compressed air. The compressed air generated by the compressor 3 is passed via a compressed air-carrying line 6 to a cooler unit 9 with a radiator fan 14. Downstream of the radiator unit 9, a pressure sensor 7 and a temperature sensor 13b are arranged in the compressed air-carrying line 6. Furthermore, the compressed air-carrying line 6 opens into a pre-separator 11 to which an air treatment plant 12 is connected downstream. The dried and particle-cleaned compressed air is then fed into a compressed air tank 4. A temperature sensor 13 a, which is arranged on the compressor 3, and the temperature sensor 13 b and the pressure sensor 7 all send the control device 5 the measured temperatures and the measured pressure. Furthermore, the control device 5 also receives signals from a sensor device 10. The sensor device 10 comprises a GPS sensor 16 for measuring a speed v of the rail vehicle and an acceleration sensor 17 for measuring an acceleration b of the rail vehicle and a sound sensor 18 for measuring a sound level s in the vicinity of the rail vehicle. In addition, the control device 5 is adapted to both control the speed of the radiator unit 9 and to direct signals to an actuator 8. The actuator 8, which is designed as a frequency converter, adjusts the rotational speed of the electric machine 1 and thus the rotational speed of the compressor 3. Furthermore, the actuator 8 has two outputs and thus also sets the speed of the radiator fan 14 by the control device 5. In this case, the actuator 8 for continuously influencing the rotational speed of the electric machine 1 between an electrical supply 15 and the electric machine 1 is arranged. The control of the actuator 8 takes place in accordance with the sensor device 10 via the control device. 5
Gemäß Figur 2 wird ersichtlich, dass über die Drehzahl des Kompressors 3 der Luft- druck in dem Druckluftbehälter 4 einstellbar ist. Das vierte Diagramm von oben gesehen veranschaulicht den Verlauf der Drehzahl über die Zeit und das fünfte Diagramm von oben gesehen veranschaulicht den Verlauf des Luftdrucks in dem Druckluftbehälter 4 über die Zeit. Die ersten drei Diagramme von oben gesehen bilden den Verlauf eines Schallpegels in der Umgebung des Schienenfahrzeugs, einer Ge- schwindigkeit und einer Beschleunigung des Schienenfahrzeugs ab. Die Zeitachse der fünf Diagramme ist miteinander synchronisiert und im Wesentlichen in drei Betriebsarten unterteilt. Einem Streckenbetrieb N, einem Bremsbetrieb B sowie einem Stationsbetrieb S. Dabei betreibt die Regelungseinrichtung 5 in dem Streckenbetrieb N, der einen relativ hohen Schallpegel s und eine annähernd konstant hohen Geschwindigkeit v aufweist den Kompressor 3 mit einer variablen Drehzahl, die geringfügig oberhalb der minimalen Drehzahl i liegt. Der Luftdruck in dem Druckluftbehälter 4 wird geringfügig größer als der Einschaltdruck e eingestellt. Demgegenüber betreibt die Regelungseinrichtung 5 bei einer negativen Beschleunigung b während des Bremsbetriebs B den Kompressor 3 mit einer maximalen Drehzahl m bis zum Erreichen eines Abschaltdrucks a des Kompressors 3 betreibt und speist den mindestens einen Druckluftbehälter 4. Der Kompressor 3 wird nach Errei- chen des Abschaltdrucks a mit einer variablen Drehzahl, unterhalb der maximalen Drehzahl m betrieben. According to FIG. 2, it can be seen that the air pressure in the compressed-air reservoir 4 can be adjusted via the rotational speed of the compressor 3. The fourth diagram, seen from above, illustrates the course of the rotational speed over time, and the fifth diagram, seen from above, illustrates the course of the air pressure in the compressed air reservoir 4 over time. The first three diagrams seen from above depict the course of a sound level in the vicinity of the rail vehicle, a speed and an acceleration of the rail vehicle. The timeline of the five diagrams is synchronized with each other and essentially divided into three operating modes. A route operation N, a braking operation B and a station operation S. In the route operation N, which has a relatively high sound level s and an approximately constant high speed v, the control device 5 operates the compressor 3 at a variable speed slightly above the minimum speed i lies. The air pressure in the compressed air tank 4 is set slightly larger than the cut-in pressure e. In contrast, the control device 5 operates at a negative acceleration b during the braking operation B, the compressor 3 with a maximum speed m until reaching a cut-off pressure a of the compressor 3 and feeds the at least one compressed air tank 4. The compressor 3 is after reaching the cut-off a operated at a variable speed, below the maximum speed m.
Bei Stillstand des Schienenfahrzeugs und einem relativ niedrigen Schallpegel s in der Umgebung des Schienenfahrzeugs betreibt die Regelungseinrichtung 5 den Kom- pressor 3 intermittierend zwischen einer Abschaltung des Kompressors 3 beim Abfallen des Druckes auf den Einschaltdruck e und einem Betrieb mit der minimalen Drehzahl i beim Erreichen des Abschaltdrucks a. Bei einer Erhöhung des Schallpegels s in der Umgebung des Schienenfahrzeugs auf einen relativ hohen Wert wird der Kompressor 3 mit der maximalen Drehzahl m betrieben bis der relativ hohe Schall- pegel s wieder sinkt. At standstill of the rail vehicle and a relatively low sound level s in the vicinity of the rail vehicle, the control device 5 operates the compressor 3 intermittently between a shutdown of the compressor 3 when the pressure falls to the cut-in pressure e and a minimum speed i when reaching the compressor Shutdown pressure a. With an increase in the sound level s in the vicinity of the rail vehicle to a relatively high value of the compressor 3 is operated at the maximum speed m until the relatively high sound level s decreases again.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass der Kompressor 3 eine Vielzahl von Druckluftbehältern 4 speist. The invention is not limited to the preferred embodiments described above. On the contrary, modifications are conceivable which are included in the scope of protection of the following claims. For example, it is also possible that the compressor 3 feeds a plurality of compressed air tanks 4.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 elektrischen Maschine 1 electric machine
2 Antriebswelle  2 drive shaft
3 Kompressor  3 compressor
4 Druckluftbehälter  4 compressed air tanks
5 Regelungseinrichtung  5 control device
6 druckluftführende Leitung  6 compressed air line
7 Drucksensor  7 pressure sensor
8 Stellglied  8 actuator
9 Kühlereinheit  9 cooler unit
10 Sensoreinrichtung  10 sensor device
11 Vorabscheider  11 pre-separator
12 Luftaufbereitungsanlage  12 air treatment plant
13a, 13b Temperatursensor  13a, 13b temperature sensor
14 Kühlerlüfter  14 radiator fans
15 elektrische Versorgung  15 electrical supply
16 GPS-Sensor  16 GPS sensor
17 Beschleunigungssensor  17 acceleration sensor
18 Mikrofon a Abschaltdruck  18 microphone a cut-off pressure
e Einschaltdruck e switch-on pressure
i minimale Drehzahl i minimum speed
m maximale Drehzahl m maximum speed
b Beschleunigung b acceleration
V Geschwindigkeit  V speed
s Schallpegel s sound level
B Bremsbetrieb B Brake operation
N Streckenbetrieb  N route operation
S Stationsbetrieb  S station operation

Claims

A n s p r ü c h e Claims
1. Kompressorsystem für ein Schienenfahrzeug, umfassend einen von einer elektrischen Maschine (1) über eine Antriebswelle (2) angetriebenen Kompressor (3) zur Erzeugung von Druckluft für mindestens einen Druckluftbehälter (4), wobei die elektrische Maschine (1) zumindest mittelbar über eine Regelungseinrichtung (5) zum Betrieb der elektrischen Maschine (1) mit zumindest einer zwischen einer maximalen Drehzahl (m) und einer minimalen Drehzahl (i) befindlichen Drehzahl ansteuerbar ist, wobei ferner in einer stromabwärts vom Kompressor (3) angeordneten druckluftführenden Leitung (6) zumindest ein Drucksensor (7) zur Bestimmung des Drucks für die Regelungseinrichtung (5) angeordnet ist, Compressor system for a rail vehicle, comprising one of an electric machine (1) via a drive shaft (2) driven compressor (3) for generating compressed air for at least one compressed air tank (4), wherein the electrical machine (1) at least indirectly via a Control device (5) for operating the electric machine (1) with at least one between a maximum speed (m) and a minimum speed (i) located speed is controllable, further arranged in a downstream of the compressor (3) arranged compressed air line (6) at least one pressure sensor (7) for determining the pressure for the control device (5) is arranged,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellglied (8) zur kontinuierlichen Beeinflussung der Drehzahl der elektrischen Maschine (1) zwischen einer elektrischen Versorgung (15) und der elektrischen Maschine (1) angeordnet ist, wobei die Ansteuerung des Stellglieds (8) nach Maßgabe einer Sensoreinrichtung (10), umfassend mindestens ein Sensorelement (16) zur Erfassung zumindest einer externen Randbedingung des Schinenfahrzeugs, über die Regelungseinrichtung (5), erfolgt. characterized in that an actuator (8) for continuously influencing the rotational speed of the electric machine (1) between an electrical supply (15) and the electric machine (1) is arranged, wherein the control of the actuator (8) in accordance with a sensor device ( 10), comprising at least one sensor element (16) for detecting at least one external boundary condition of the rail vehicle, via the control device (5) takes place.
2. Kompressorsystem nach Anspruch 1 , 2. Compressor system according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (5) zumindest mittelbar eine stromabwärts des Kompressors (3) angeordnete Kühlereinheit (9) mit Kühlerlüfter (14) ansteuert, wobei eine Drehzahl des Kühlerlüfters (14) kontinuierlich durch die Regelungseinrichtung einstellbar ist. characterized in that the control device (5) at least indirectly a downstream of the compressor (3) arranged radiator unit (9) with radiator fan (14) controls, wherein a speed of the radiator fan (14) is continuously adjustable by the control device.
3. Kompressorsystem nach Anspruch 1 , 3. Compressor system according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (10) mindestens einen GPS- Sensor (16) zur Messung einer Geschwindigkeit (v) des Schienenfahrzeugs sowie mindestens einen Beschleunigungssensor (17) zur Messung einer Beschleunigung (b) des Schienenfahrzeugs und/oder mindestens ein Mikrofon (18) zur Messung eines Schallpegels (s) in der Umgebung des Schienenfahrzeugs umfasst. characterized in that the sensor device (10) comprises at least one GPS sensor (16) for measuring a speed (v) of the rail vehicle and at least one acceleration sensor (17) for measuring an acceleration (b) of the rail vehicle and / or at least one microphone (18 ) for measuring a sound level (s) in the vicinity of the rail vehicle.
4. Verfahren zur Steuerung eines Kompressorsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. A method for controlling a compressor system according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (3) nach Maßgabe der Sensoreinrichtung (10) mit einer variablen, zwischen der maximalen Drehzahl (m) und der minimalen Drehzahl (i), jeden Zwischenwert einnehmenden Drehzahl, betrieben wird. characterized in that the compressor (3) in accordance with the sensor device (10) with a variable, between the maximum speed (m) and the minimum speed (i), each intermediate value engaging speed operated.
5. Verfahren nach Anspruch 4, 5. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (5) bei einem relativ ho- hen Schallpegel (s) und einer annähernd konstant hohen Geschwindigkeit (v) den Kompressor (3) mit einer variablen Drehzahl, geringfügig oberhalb der minimalen Drehzahl (i) betreibt, wobei der Luftdruck in dem mindestens einen Druckluftbehälter (4) geringfügig größer als der Einschaltdruck (e) eingestellt wird. characterized in that the control means (5) at a relatively high sound level (s) and an approximately constant high speed (v) the compressor (3) at a variable speed, slightly above the minimum speed (i) operates, said Air pressure in the at least one compressed air tank (4) is set slightly larger than the cut-in pressure (e).
6. Verfahren nach Anspruch 4, 6. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (5) bei einer negativen Beschleunigung (b) den Kompressor (3) mit einer maximalen Drehzahl (m) bis zum Erreichen eines Abschaltdrucks (a) des Kompressors (3) betreibt und den mindestens einen Druckluftbehälter (4) speist, wobei der Kompressor (3) nach Erreichen des Abschaltdrucks (a) mit einer variablen Drehzahl, unterhalb der maximalen Drehzahl (m), betrieben wird. characterized in that the control device (5) at a negative acceleration (b) the compressor (3) with a maximum speed (m) until reaching a cut-off pressure (a) of the compressor (3) operates and the at least one compressed air tank (4) fed, wherein the compressor (3) after reaching the cut-off pressure (a) at a variable speed, below the maximum speed (m), operated.
7. Verfahren nach Anspruch 6, 7. The method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (3) nach Beenden der negativen Beschleunigung (b) abgeschaltet wird und bei Erreichen des Einschaltdrucks (e) auf die minimale Drehzahl (i) eingestellt wird. characterized in that the compressor (3) is switched off after completion of the negative acceleration (b) and upon reaching the cut-in pressure (e) to the minimum speed (i) is set.
8. Verfahrens nach Anspruch 4, 8. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (5) bei Stillstand des Schienenfahrzeugs und einem relativ niedrigen Schallpegel (s) in der Umgebung des Schienenfahrzeugs den Kompressor (3) intermittierend zwischen einer Abschaltung beim Abfallen des Druckes auf den Einschaltdruck (e) und einem Betrieb mit der minimalen Drehzahl (i) beim Erreichen des Abschaltdrucks (a) betreibt. characterized in that the control device (5) at standstill of the rail vehicle and a relatively low sound level (s) in the vicinity of the rail vehicle, the compressor (3) intermittently between a shutdown when the pressure falls to the cut-in pressure (e) and an operation with the minimum speed (i) when reaching the cut-off pressure (a) operates.
9. Verfahren nach Anspruch 4, 9. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (5) bei Stillstand des Schienenfahrzeugs und einem relativ hohen Schallpegel (s) in der Umgebung descharacterized in that the control device (5) at standstill of the rail vehicle and a relatively high sound level (s) in the environment of
Schienenfahrzeugs den Kompressor (3) mit der maximalen Drehzahl (m) betreibt bis entweder der relativ hohe Schallpegel (s) wieder sinkt oder der Abschaltdruck (a) erreicht wird. Rail vehicle operates the compressor (3) at the maximum speed (m) until either the relatively high sound level (s) drops again or the cut-off pressure (a) is reached.
EP14808923.8A 2013-12-05 2014-12-02 Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the current situation of the rail vehicle Withdrawn EP3077672A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013113556.0A DE102013113556A1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Compressor system and method for operating the compressor system depending on the current situation of the rail vehicle
PCT/EP2014/076165 WO2015082431A1 (en) 2013-12-05 2014-12-02 Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the current situation of the rail vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3077672A1 true EP3077672A1 (en) 2016-10-12

Family

ID=52014054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14808923.8A Withdrawn EP3077672A1 (en) 2013-12-05 2014-12-02 Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the current situation of the rail vehicle

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10393104B2 (en)
EP (1) EP3077672A1 (en)
JP (1) JP6279740B2 (en)
KR (1) KR20160093053A (en)
CN (1) CN105934584B (en)
AU (1) AU2014359380B2 (en)
CA (1) CA2932640A1 (en)
DE (1) DE102013113556A1 (en)
HK (1) HK1223141A1 (en)
RU (1) RU2640681C1 (en)
WO (1) WO2015082431A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016100705A1 (en) * 2016-01-18 2017-07-20 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Air supply system
DE102016105145A1 (en) 2016-03-21 2017-09-21 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Piston compressor with extended control range
CN109236659B (en) * 2018-10-15 2020-02-07 南京中车浦镇海泰制动设备有限公司 Control method of oil-free scroll compressor for rail transit wind source system
US11041501B2 (en) * 2019-03-20 2021-06-22 The Boeing Company Compressed air system
IT201900009897A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-24 Faiveley Transport Italia Spa Procedure for monitoring a compressor of a railway braking system
IT201900016490A1 (en) * 2019-09-17 2021-03-17 Faiveley Transport Italia Spa System for the generation of compressed air and for the conditioning of air, for a railway vehicle
CN114423653A (en) * 2019-09-30 2022-04-29 沃尔沃卡车集团 Method for controlling the rotational speed of an electric motor-driven compressor and control unit suitable for carrying out the method
DE102020100296A1 (en) * 2020-01-09 2021-07-15 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Compressor system and method for operating a compressor system as a function of the compressed air requirement of an operating state of the vehicle
DE102020200287A1 (en) * 2020-01-11 2021-07-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for controlling the commissioning of an electrically controllable actuator in a motor vehicle and electronic control device for carrying out this method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432212A (en) * 1978-11-13 1984-02-21 Hitachi, Ltd. Hermetic turbo-refrigerator apparatus

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5862189A (en) 1981-10-07 1983-04-13 Yamasa Shoyu Co Ltd Production of 6-acyluridine
JPS5862189U (en) * 1981-10-22 1983-04-26 三菱重工業株式会社 noise control device
JPS6338693A (en) * 1986-07-31 1988-02-19 Nippon Air Brake Co Ltd Pressure regulating method for rolling stock
FR2612142B1 (en) 1987-03-13 1989-05-19 Alsthom DEVICE FOR SUPPLYING BRAKE VACUUM OR COMPRESSED AIR BRAKE SYSTEM
US5010739A (en) * 1989-06-30 1991-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Air conditioning apparatus having audible sound level control function
DE4219514A1 (en) * 1992-06-13 1993-12-16 Reinhold Kuhn Regenerative braking system for vehicle - has air compressor coupled to transmission during braking or with throttle fully released.
US6390779B1 (en) * 1998-07-22 2002-05-21 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Intelligent air compressor operation
GB9912681D0 (en) * 1999-06-02 1999-07-28 Wabco Automotive Uk Vehicle air braking systems
DE10240162A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-18 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Air demand controlled compressor arrangement, especially for commercial vehicles
US7296978B2 (en) * 2003-03-06 2007-11-20 General Electric Company Compressed air system utilizing a motor slip parameter
JP4069450B2 (en) * 2003-06-24 2008-04-02 日立工機株式会社 Air compressor and control method thereof
RU2254249C2 (en) 2003-09-09 2005-06-20 Российский государственный открытый технический университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации (РГОТУПС) System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle
KR100860717B1 (en) * 2004-04-12 2008-09-29 요크 인터내셔널 코포레이션 Chiller sound reduction control system and method
JP2008002380A (en) * 2006-06-23 2008-01-10 Chikuho Seisakusho:Kk Additional inverter for compressor
JP2008184131A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Hitachi Ltd In-vehicle compression equipment and its control method
DE102007019126B4 (en) * 2007-04-23 2009-07-09 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Sound-enclosed compressor arrangement
DE102007032970A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Control device for a compressed air system of a vehicle
US20090193896A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Lawrence M Rose Turbocharger rotational speed sensor
JP5410123B2 (en) * 2009-03-13 2014-02-05 株式会社日立産機システム air compressor
DE102010055692A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Valve device for controlling the air supply for a compressor of a vehicle and compressor system and method for controlling a compressor system
CN102114847B (en) * 2011-01-21 2013-01-30 铁道部运输局 Brake control device for rail transit vehicle
JP5890008B2 (en) * 2012-04-12 2016-03-22 日立建機株式会社 Mobile operation management system
DE102012223996A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Siemens Aktiengesellschaft Air pressure generating device for a rail vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432212A (en) * 1978-11-13 1984-02-21 Hitachi, Ltd. Hermetic turbo-refrigerator apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CA2932640A1 (en) 2015-06-11
CN105934584B (en) 2019-02-22
AU2014359380A1 (en) 2016-06-23
US20160377075A1 (en) 2016-12-29
WO2015082431A1 (en) 2015-06-11
AU2014359380B2 (en) 2018-01-25
JP2017500477A (en) 2017-01-05
DE102013113556A1 (en) 2015-06-11
CN105934584A (en) 2016-09-07
KR20160093053A (en) 2016-08-05
US10393104B2 (en) 2019-08-27
HK1223141A1 (en) 2017-07-21
RU2640681C1 (en) 2018-01-11
JP6279740B2 (en) 2018-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015082431A1 (en) Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the current situation of the rail vehicle
EP3077671B1 (en) Compressor system and method for operating the compressor system in dependence on the operating state of the rail vehicle
EP2932593B1 (en) Compressor for producing compressed air, compressed air supply system, pneumatic system and method for operating a compressor
EP3077673A1 (en) Compressor system for a rail vehicle and method for operating the compressor system with safe emergency operation
EP2108557B1 (en) Method and device for controlling the pressure of an EBS braking system if a closed loop malfunctions
WO2013117524A2 (en) Method and device for voltage stabilisation in a motor vehicle electrical system
EP3304724A1 (en) Compressor for generating compressed air, compressed air supply system, pneumatic system, and method for operating a compressor
DE102015201315B3 (en) Power control device for a consumer in a vehicle
DE102016106331A1 (en) Device for controlling an air supply system of a vehicle, in particular a rail vehicle
EP3931054A1 (en) Air supply system and method for controlling and/or monitoring an air supply system
DE102006032893B4 (en) Automotive system
EP3665032A1 (en) Device for controlling a pressing force of a current collector having a relay valve
DE102013225487B4 (en) A method of controlling the temperature of a controller of a compressor assembly for an air conditioning system in a vehicle
EP3921543B1 (en) Compressor system and method for operating a compressor system according to the compressed-air demand of an operating state of the vehicle
EP4010215A1 (en) Method for operating a rail vehicle and rail vehicle
DE102011105430A1 (en) Method for operating synchronous generator for producing electric power in electrical network for onboard power supply or emergency power supply of train, involves reducing current increment gradient when voltage falls below threshold value
DE102014103027A1 (en) Tracking controller for a V / f-controlled asynchronous machine
DE102013002419B4 (en) Method for controlling an air conditioning system of a motor vehicle
DE102012108983B4 (en) Method for controlling a compressor of a refrigeration system and a refrigeration system
EP2717000B1 (en) Refrigeration system and method for operating said refrigeration system
EP2049349B1 (en) Pneumatic level control system
WO2016071130A1 (en) Self-regulating network for optimized air supply to rail vehicles
WO2012104168A1 (en) Method and assembly for controlling a vacuum pump
DE102013202986A1 (en) Method for regulating or controlling refrigerant circuit of motor vehicle, involves selecting switch-on time point or switch-off time point of compressor depending on operating condition of drive unit or on temperature of air stream

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: 20160705

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

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

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200728

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: 20210415