EP3325324A1 - Energieversorgungseinrichtung für einen weichenantrieb und verfahren zur energieversorgung und steuerung eines weichenantriebs - Google Patents

Energieversorgungseinrichtung für einen weichenantrieb und verfahren zur energieversorgung und steuerung eines weichenantriebs

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Publication number
EP3325324A1
EP3325324A1 EP16759766.5A EP16759766A EP3325324A1 EP 3325324 A1 EP3325324 A1 EP 3325324A1 EP 16759766 A EP16759766 A EP 16759766A EP 3325324 A1 EP3325324 A1 EP 3325324A1
Authority
EP
European Patent Office
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supply device
voltage
energy supply
power supply
designed
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16759766.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank BIENEK
Philip Fosu Okyere
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3325324A1 publication Critical patent/EP3325324A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L5/10—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points
    • B61L5/107—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points electrical control of points position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L11/00—Operation of points from the vehicle or by the passage of the vehicle
    • B61L11/08—Operation of points from the vehicle or by the passage of the vehicle using electrical or magnetic interaction between vehicle and track
    • B61L11/083—Magnetic control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/125—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using short-range radio transmission
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    • B61L7/00—Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks
    • B61L7/06—Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks using electrical transmission
    • B61L7/08—Circuitry
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
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    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters

Definitions

  • the invention relates to a power supply device for a points drive, which is designed for feeding with a DC voltage and for providing a suitable for the points drive AC voltage.
  • the invention further relates to a method for power supply and control of a points drive a railway technical switch, in which a DC voltage is provided and the DC voltage is converted by a power supply device into an AC voltage.
  • Power supply devices and methods of the type mentioned above are known from the prior art and are used for the points of a railway technical system.
  • the known power supply devices provide a three-phase AC voltage at its output, which is needed for a conventional point machine a turnout.
  • Ge ⁇ fed are the known power supply devices with a DC voltage, which is provided for example by an energy bus.
  • the control of the known Wei ⁇ chen is carried out by a point drive control, which is connected to the points drive.
  • turnouts and railway equipment are generally subject to considerable cost pressure.
  • a power ⁇ supply device and a method for energy supply and control of a point mechanism to provide by which the total cost of a technical railway switch can be reduced.
  • the energy supply device according to the invention solves the problem by the fact that the power supply device of the type mentioned for controlling the points drive is designed from ⁇ .
  • the points drive is controlled by the Energyver ⁇ sorgungs worn.
  • the points drive ⁇ control can be at least partially eliminated or their tasks are taken over by the power supply device. This synergy effects can be exploited, so that reduce the total cost of a switch.
  • the inventive solution is particularly suitable for a decentralized Stell ⁇ plant architecture of a railway installation, in which the required electrical energy from a power ⁇ bus, for example, 750 V DC, along the route ventilatge ⁇ provides.
  • the energy invention takes sorgungs founded location dependent on the associated switch, the required energy to the power bus and converts the EXISTING ⁇ dene DC in, ordinarily required Dreipha- senciclid order.
  • control tasks that were previously taken over independently of the energy supply device of the point control drive, done by the power supply device.
  • the power supply device may comprise at least one processing device, by which the AC voltage can be influenced.
  • This processing device can be, for example, a digital signal processor, which can take on both the tasks of the power supply and the points drive control as a component.
  • the energy supply device can have at least one inverter for converting the direct voltages into the alternating voltage. This has the advantage that the inverter can be used particularly well for controlling the points drive.
  • the Energy supply device can have the advantage that the inverter can be used particularly well for controlling the points drive.
  • the Energyver ⁇ sorgungs may be adapted to control the phase of the AC voltage.
  • the rotation ⁇ direction of the points drive can be controlled in a simple manner. A separate circuit for the direction reversal by special contacts can be omitted and saved.
  • the energy supply device may comprise at least one monitoring device, which is designed to detect and test the voltage and / or the current at an input and / or output.
  • This monitoring device can for example also be formed by a digital signal processor.
  • the monitoring device can, for example, perform an input voltage detection and a voltage and current measurement of the output three-phase AC voltage.
  • the energy supply device can have at least four contacts for connection to the point machine. This has the advantage that as the standard for point machines Vierdrahtanscloch horr ver ⁇ turns can be.
  • the energy supply device can at least one communication means aufwei ⁇ sen, which is designed to receive a preliminary information regarding an activation of the points drive.
  • This has the advantage that parts of the power supply device, such as the inverter, in periods where no switch circulation is necessary, can be turned off. Thus, a significant reduction of the power loss or reactive power performance possible.
  • the communication means may be beispielswei ⁇ se adapted to receive a data message or a digital home puts, whereby the power supply device can be activated before a right course circulation.
  • the power supply device may comprise at least one evaluation means, which is designed for the evaluation of position contacts of the points drive.
  • the power supply device may further comprise at least one circuit for avoiding contact problems, which for short-term provision of a higher current and / or a higher
  • Fritting circuit has the advantage that a safe switching is guaranteed even after a long deactivation and an existing oxidation at the contact surfaces.
  • the aforementioned evaluation means and / or the aforementioned circuit for avoiding contact problems may be arranged in a separate housing.
  • This separate unit can be considered as the only remainder of the usual point drive control.
  • the invention further relates to a separator used for an iron ⁇ railway engineering installation, with at least one switch machine and at least one power supply device.
  • the invention provides that the power supply device is designed according to one of the embodiments described above.
  • the points drive can be activated by the energy supply device by generating the alternating voltage. This has the advantage that a separate motor control, for example by relays, is not necessary. Switching on and off of the points drive takes over the energy supply device.
  • phase position of the AC voltage can be changed to change a direction of movement of the switch drive. This has the advantage that this is done by the power supply ⁇ device and can be dispensed with appropriate hardware such as contacts for switching a reversal of direction.
  • an activation of the points drive can be pre-announced.
  • a temporary shutdown of the inverter of the power supply device is made possible.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first
  • FIG. 2 is a schematic representation of another
  • Embodiment of the power supply device according to the invention Embodiment of the power supply device according to the invention.
  • Figure 1 shows a part of a switch 4 according to the invention of a railway technical system.
  • the switch 4 comprises an exemplary embodiment of a power supply unit. direction 1, a points drive control 2 and a points drive 3.
  • the power supply device 1 comprises in the embodiment in Figure 1 input contacts 5, output contacts 6, a processing device 7, an input filter 8, a DC-DC converter 9 and a three-phase inverter 10.
  • the input contacts 5 of the power supply device 1 are designed for feeding with a DC voltage.
  • the input contacts 5 are connected, for example, with a 750 V DC ⁇ power bus (not shown).
  • the input contacts 5 are connected within the power supply device 1 to the input filter 8, which is designed to filter the DC voltage supplied by the power bus.
  • the input filter 8 is further connected to the DC-DC converter 9.
  • the DC-DC converter 9 converts the DC voltage supplied by the input filter 8 into a DC voltage electrically isolated from the input voltage as an intermediate circuit voltage with a higher or lower voltage level in order to provide a required constant DC voltage for the inverter 10.
  • the DC-DC converter 9 is connected to the inverter 10.
  • the inverter 10 is designed to convert the potential-separated DC voltage provided by the DC-DC converter 9 into a three-phase AC voltage required by the point machine 3.
  • the three-phase alternating voltage L i, L 2 , L 3 produced by the inverter 10, including the neutral conductor N, is provided at the four output contacts 6.
  • the switch drive control 2 in the exemplary embodiment in FIG. 1 has input contacts 11, output contacts 12, an evaluation means 13 and a circuit 14 for avoiding contact problems.
  • the switch drive 3 comprises input contacts 15, an on ⁇ drive motor 16 and position contacts 25th
  • the processing means 7 of the power supply device 1 a Detek- tion unit 17, an engine control unit 18, a phase ⁇ control unit 19 and a measuring unit 20.
  • the processing device 7 is connected via signal lines 21 to different points in the flow path within the energy ⁇ supply device 1, to monitor the current or the voltage at various points.
  • the detection unit 17 can detect the input voltage provided by the input filter 8 to the DC-DC converter 9 for generating the three-phase AC voltage.
  • the processing device 7 is connected via control lines 22 to the DC-DC converter 9, the inverter 10 and the evaluation means 13 of the Weichenan- drive control 2 to control them.
  • the motor control unit 18 the three-phase ⁇ alternating voltage on the output contacts 6 on and off and thereby the switch drive motor 16 also on and off.
  • no additional circuit in the point control 2 is necessary, for example via relays or contactor contacts as in the prior art.
  • the phase control unit 19 can change the phase position of a ⁇ individual AC voltages LI, L2, L3 via the inverter 10, so that the rotational direction of the switch machine motor can be controlled by the processing device 7 sixteenth
  • the three output AC voltages LI, L2, L3 have 120 ° phase relation to each other.
  • the measuring unit 20 performs a voltage and current measurement of the three-phase alternating voltage provided at the output contacts 6.
  • a voltage and Stromüberwa ⁇ equation for the point mechanism motor 16 can be performed supply device from the Energyversor-. Run-current monitoring of the phase L2 and the neutral conductor N are provided directly from the control and regulating circuits of the respective output voltage of the inverter 10 and are also monitored by the measuring unit 20.
  • the detection unit 17 and the measuring unit 20 are each embodiments of a monitoring device described above.
  • the processing means 7 of the exemplary embodiment of the power supply device 1 according to the invention further comprises a communication means 23, which is to Emp ⁇ collected a pre-information 24 with respect to an activation of the point mechanism 3 are formed.
  • the communication means 23 is designed as a receiving device which receives the preliminary information 24 in the form of a data telegram or a digital input. Communication may be wireless, wired, or otherwise.
  • the processing device 7 can avoid high starting currents by intelligently controlling the voltage amplitudes at the output of the inverters 10 using the voltage and current monitoring of the measuring unit 20 for the point motor 16.
  • a cost reduction by saving redundant circuit parts combined with a volume reduction by a total of fewer components.
  • the power supply device 1 reaches a higher availability.
  • the evaluation means 13 of the points drive control 2 in Figure 1 is designed to evaluate the position contacts 25 of the Weichenan ⁇ drive 3.
  • the position contacts 25 serve the point position monitoring and are combined with the supply lines for the motor windings of the points drive motor 16 wired. Therefore, the position contacts can be tapped 25 from the off ⁇ values medium 13 via the signal lines 21 and evaluated.
  • the contact-avoiding circuit 14 is a so-called fritting circuit.
  • the fritting circuit achieves overcoming contact problems due to oxidized contacts by providing a momentary higher current or voltage.
  • the evaluation means 13 and the circuit 14 are arranged in a housing 26 which is separate from a housing 27 of the energy supply device 1. This has the advantage that the safety-relevant Positi ⁇ onser written of the switch drive 3 is separated by the evaluation means 13 of the parts of the power supply device 1, which has advantages in a railway authority Zulas ⁇ solution of the switch.
  • the exemplary embodiment of the inventive energy supply device 1 in FIG. 2 will now be described. For the sake of simplicity, only the differences from the embodiment in FIG. 1 will be discussed.
  • the evaluation means 13 and the circuit 14 for avoiding contact problems are part of the processing device 7 of the power supply device 1. All parts are therefore arranged in a common housing 27. This has the advantage that a separate points drive control can be completely eliminated and all control-related aspects are performed by the power supply device 1.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung (1) für einen Weichenantrieb (3), die zur Speisung mit einer Gleichspannung und zum Bereitstellen einer für den Weichenantrieb (3) geeigneten Wechselspannung ausgebildet ist. Um eine eisenbahntechnische Weiche (4) kostengünstiger herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Energieversorgungseinrichtung (1) zur Steuerung des Weichenantriebs (3) ausgestaltet ist.

Description

Beschreibung
Energieversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb und Verfahren zur Energieversorgung und Steuerung eines Weichen- antriebs
Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb, die zur Speisung mit einer Gleichspannung und zum Bereitstellen einer für den Weichenantrieb ge- eigneten Wechselspannung ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Energieversorgung und Steuerung eines Weichenantriebs einer eisenbahntechnischen Weiche, bei dem eine Gleichspannung bereitge- stellt wird und die Gleichspannung von einer Energieversorgungseinrichtung in eine Wechselspannung umgerichtet wird.
Energieversorgungseinrichtungen und Verfahren der oben genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden für die Weichen einer eisenbahntechnischen Anlage eingesetzt. Die bekannten Energieversorgungseinrichtungen stellen eine Dreiphasenwechselspannung an ihrem Ausgang bereit, der für einen üblichen Weichenantrieb einer Weiche benötigt wird. Ge¬ speist werden die bekannten Energieversorgungseinrichtungen mit einer Gleichspannung, die beispielsweise von einem Energiebus bereitgestellt wird. Die Steuerung der bekannten Wei¬ chen erfolgt durch eine Weichenantriebssteuerung, die mit dem Weichenantrieb verbunden ist. Heutzutage unterliegen Weichen und eisenbahntechnische Anlage im Allgemeinen einem erhebli- chen Kostendruck.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energie¬ versorgungseinrichtung und ein Verfahren zur Energieversorgung und Steuerung eines Weichenantriebs bereitzustellen, durch die die Gesamtkosten einer eisenbahntechnischen Weiche reduziert werden können. Die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung löst die Aufgabe dadurch, dass die Energieversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art zur Steuerung des Weichenantriebs aus¬ gestaltet ist.
Das eingangs genannte Verfahren löst die Aufgabe dadurch, dass erfindungsgemäß der Weichenantrieb von der Energiever¬ sorgungseinrichtung gesteuert wird. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die Weichenantriebs¬ steuerung zumindest teilweise entfallen bzw. deren Aufgaben von der Energieversorgungseinrichtung übernommen werden. Dadurch können Synergieeffekte ausgenutzt werden, so dass sich die Gesamtkosten für eine Weiche reduzieren. Die erfindungs- gemäße Lösung ist insbesondere für eine dezentrale Stell¬ werksarchitektur einer eisenbahntechnischen Anlage geeignet, bei der die benötigte elektrische Energie von einem Energie¬ bus, beispielsweise 750 V DC, entlang der Strecke bereitge¬ stellt wird. Dabei entnimmt die erfindungsgemäße Energiever- sorgungseinrichtung ortsabhängig zu der dazugehörigen Weiche die benötigte Energie dem Energiebus und wandelt die vorhan¬ dene Gleichspannung in die üblicherweise benötigte Dreipha- senwechselspannung um. Durch die erfindungsgemäße Lösung werden Steuerungsaufgaben, die bislang unabhängig von der Ener- gieversorgungseinrichtung von der Weichenantriebssteuerung übernommen wurden, von der Energieversorgungseinrichtung erledigt .
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausge- staltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.
So kann die Energieversorgungseinrichtung wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung aufweisen, durch die die Wechsel- Spannung beeinflussbar ist. Diese Verarbeitungseinrichtung kann beispielsweise ein digitaler Signalprozessor sein, der als ein Bauteil sowohl Aufgaben der Stromversorgung als auch der Weichenantriebssteuerung übernehmen kann. Ferner kann die Energieversorgungseinrichtung wenigstens einen Wechselrichter zum Umrichten der Gleichspannungen in die Wechselspannung aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der Wechselrichter besonders gut zur Steuerung des Weichenantriebs genutzt werden kann. Insbesondere kann die Energiever¬ sorgungseinrichtung zur Steuerung der Phasenlage der Wechselspannung ausgebildet sein. So kann beispielsweise die Dreh¬ richtung des Weichenantriebs auf einfache Weise gesteuert werden. Eine separate Schaltung für die Richtungsumkehr durch spezielle Kontakte kann entfallen und eingespart werden.
Um weitere Aufgaben einer Weichenantriebssteuerung an die Energieversorgungseinrichtung zu übertragen, kann die Ener- gieversorgungseinrichtung wenigstens eine Überwachungseinrichtung aufweisen, die zur Erfassung und Prüfung der Spannung und/oder des Stroms an einem Eingang und/oder Ausgang ausgebildet ist. Diese Überwachungseinrichtung kann beispielsweise ebenfalls von einem digitalen Signalprozessor ausgebildet werden. Die Überwachungseinrichtung kann beispielsweise eine Eingangsspannungsdetektion und eine Span- nungs- und Strommessung der ausgegebenen Dreiphasenwechsel- spannung durchführen. In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann die Energieversorgungseinrichtung wenigstens vier Kontakte zur Verbindung mit dem Weichenantrieb aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass so die für Weichenantriebe übliche Vierdrahtanschaltung ver¬ wendet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Energieversorgungseinrichtung wenigstens ein Kommunikationsmittel aufwei¬ sen, das zum Empfangen einer Vorabinformation bezüglich einer Aktivierung des Weichenantriebs ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass Teile der Energieversorgungseinrichtung, wie beispielsweise der Wechselrichter, in Zeiträumen, in denen kein Weichenumlauf nötig ist, abgeschaltete werden können. So ist eine erhebliche Reduktion der Verlustleistung oder Blind- leistung möglich. Das Kommunikationsmittel kann beispielswei¬ se zum Empfang eines Datentelegramms oder eines digitalen In- puts ausgebildet sein, wodurch die Energieversorgungseinrichtung vor einem nötigen Weichenumlauf aktiviert werden kann.
Um eine Positionsüberwachung der Weiche durch die Energieversorgungseinrichtung zu realisieren, kann die Energieversorgungseinrichtung wenigstens ein Auswertemittel aufweisen, das zur Auswertung von Positionskontakten des Weichenantriebs ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Energieversorgungseinrichtung weiterhin wenigstens eine Schaltung zur Vermeidung von Kontaktproblemen aufweisen, die zur kurzzeitigen Bereitstellung eines höheren Stroms und/oder einer höheren
Spannung ausgebildet ist. Diese sogenannte Fritting-Schaltung hat den Vorteil, dass ein sicheres Schalten auch nach langer Deaktivierung und einer vorhandenen Oxidation an den Kontaktflächen gewährleistet ist.
Ferner können das zuvor genannte Auswertemittel und/oder die zuvor genannte Schaltung zur Vermeidung von Kontaktproblemen in einem separaten Gehäuse angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass diese sicherheitsrelevanten Teile getrennt von der Stromversorgung ausgebildet sind, was bei der sicherheits¬ technischen Zulassung einer Weiche vorteilhaft sein kann. Diese separate Einheit kann als einziges Überbleibsel der bisher üblichen Weichenantriebssteuerung angesehen werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Weiche für eine eisen¬ bahntechnische Anlage, mit wenigstens einem Weichenantrieb und wenigstens einer Energieversorgungseinrichtung. Um die Weiche kostengünstiger herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Energieversorgungseinrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist . In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Weichenantrieb von der Energieversorgungseinrichtung durch ein Erzeugen der Wechselspannung akti viert werden. Dies hat den Vorteil, dass eine separate Motor ansteuerung, beispielsweise durch Relais, nicht nötig ist. Das Ein- und Ausschalten des Weichenantriebs übernimmt die EnergieVersorgungseinrichtung .
Ferner kann zur Änderung einer Bewegungsrichtung des Weichen antriebs die Phasenlage der Wechselspannung geändert werden. Dies hat den Vorteil, dass dies von der Energieversorgungs¬ einrichtung erledigt wird und so auf entsprechende Hardware wie beispielsweise Kontakte zum Schalten einer Richtungsumkehr verzichtet werden kann.
Um wie oben bereits beschrieben die Blindleistung zu reduzieren, kann eine Aktivierung des Weichenantriebs vorangekündigt werden. So wird eine zeitweise Abschaltung des Wechselrichters der Energieversorgungseinrichtung ermöglicht.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die in den bei¬ gefügten Zeichnungen dargestellten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten
beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen EnergieVersorgungseinrichtung;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung .
Figur 1 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Weiche 4 einer eisenbahntechnischen Anlage. Die Weiche 4 umfasst eine beispielhafte Ausführungsform einer Energieversorgungsein- richtung 1, eine Weichenantriebssteuerung 2 und einen Weichenantrieb 3.
Die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung 1 umfasst in der Ausführungsform in Figur 1 Eingangskontakte 5, Ausgangskontakte 6, eine Verarbeitungseinrichtung 7, ein Eingangsfilter 8, einen Gleichspannungswandler 9 und ein Dreiphasen-Wechselrichter 10. Die Eingangskontakte 5 der Energieversorgungseinrichtung 1 sind zur Speisung mit einer Gleichspannung ausgebildet. Bei der beispielhaften Ausführungsform in Figur 1 sind die Eingangskontakte 5 beispielsweise mit einem 750 V Gleichstrom¬ energiebus (nicht dargestellt) verbunden. Die Eingangskontak- te 5 sind innerhalb der Energieversorgungseinrichtung 1 mit dem Eingangsfilter 8 verbunden, der zur Filterung der vom Energiebus gelieferten Gleichspannung ausgestaltet ist. Der Eingangsfilter 8 ist weiterhin mit dem Gleichspannungswandler 9 verbunden. Der Gleichspannungswandler 9 wandelt die vom Eingangsfilter 8 gelieferte Gleichspannung in eine von der Eingangsspannung potentialgetrennte Gleichspannung als Zwi- schenkreisspannung mit höherem oder niedrigerem Spannungsniveau um, um eine benötigte konstante Gleichspannung für den Wechselrichter 10 bereitzustellen. Ausgangsseitig ist der Gleichspannungswandler 9 mit dem Wechselrichter 10 verbunden. Der Wechselrichter 10 ist zum Umrichten der vom Gleichspannungswandler 9 bereitgestellten potentialgetrennte Gleichspannung in eine vom Weichenantrieb 3 benötigte Dreiphasen- wechselspannung ausgebildet. Die vom Wechselrichter 10 er- zeugte Dreiphasenwechselspannung L i , L2 , L3 wird inklusive Neutralleiter N an den vier Ausgangskontakten 6 bereitgestellt .
Die Weichenantriebssteuerung 2 weist in der beispielhaften Ausführungsform in Figur 1 Eingangskontakte 11, Ausgangskontakte 12, ein Auswertemittel 13 und eine Schaltung 14 zur Vermeidung von Kontaktproblemen auf. Der Weichenantrieb 3 umfasst Eingangskontakte 15, einen An¬ triebsmotor 16 und Positionskontakte 25.
Zur Steuerung der Energieversorgungseinrichtung 1 und des Weichenantriebs 3 weist die Verarbeitungseinrichtung 7 der erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung 1 eine Detek- tionseinheit 17, eine Motorsteuerungseinheit 18, eine Phasen¬ steuerungseinheit 19 und eine Messeinheit 20 auf. Die Verarbeitungseinrichtung 7 ist über Signalleitungen 21 mit verschiedenen Stellen im Strompfad innerhalb der Energie¬ versorgungseinrichtung 1 verbunden, um den Strom oder die Spannung an verschiedenen Stellen überwachen zu können. So kann die Detektionseinheit 17 die Eingangsspannung, die vom Eingangsfilter 8 für den Gleichspannungswandler 9 bereitgestellt wird, für die Erzeugung der Dreiphasenwechselspannung detektieren. Weiterhin ist die Verarbeitungseinrichtung 7 über Steuerleitungen 22 mit dem Gleichspannungswandler 9, dem Wechselrichter 10 und dem Auswertemittel 13 der Weichenan- triebssteuerung 2 verbunden, um diese zu steuern. Dadurch kann beispielsweise die Motorsteuereinheit 18 die Dreiphasen¬ wechselspannung an den Ausgangskontakten 6 ein- und ausschalten und dadurch den Weichenantriebsmotor 16 ebenfalls ein- und ausschalten. Dadurch ist keine zusätzliche Schaltung in der Weichenantriebssteuerung 2 nötig, beispielsweise über Relais oder Schützkontakte wie im Stand der Technik.
Die Phasensteuerungseinheit 19 kann die Phasenlage der ein¬ zelnen Wechselspannungen LI, L2, L3 über den Wechselrichter 10 ändern, so dass die Drehrichtung des Weichenantriebsmotors 16 von der Verarbeitungseinrichtung 7 gesteuert werden kann. Die drei Ausgangswechselspannungen LI, L2, L3 haben 120° Phasenlage zueinander. Somit kann durch eine Änderung der Phasenlage zweier Ausgangswechselspannungen ein Umschalten der Drehrichtung des Weichenantriebsmotors 16 erfolgen. Zusätzliche Relaiskontakte für die Drehrichtungsumkehr sind somit nicht erforderlich. Die Messeinheit 20 führt eine Spannungs- und Strommessung der an den Ausgangskontakten 6 bereitgestellten Dreiphasenwech- selspannung durch. So kann eine Spannungs- und Stromüberwa¬ chung für den Weichenantriebsmotor 16 von der Energieversor- gungseinrichtung durchgeführt werden. Eine Laufstromüberwa- chung der Phase L2 und des Neutralleiters N werden direkt aus den Steuer- und Regelkreisen der jeweiligen Ausgangsspannung der Wechselrichter 10 zur Verfügung gestellt und ebenfalls von der Messeinheit 20 überwacht.
Die Detektionseinheit 17 und die Messeinheit 20 sind jeweils Ausführungsformen einer eingangs beschriebenen Überwachungseinrichtung . Die Verarbeitungseinrichtung 7 der beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung 1 umfasst weiterhin ein Kommunikationsmittel 23, das zum Emp¬ fangen einer Vorabinformation 24 bezüglich einer Aktivierung des Weichenantriebs 3 ausgebildet ist. Das Kommunikationsmit- tel 23 ist als eine Empfangseinrichtung ausgebildet, die die Vorabinformation 24 in Form eines Datentelegramms oder eines digitalen Inputs empfängt. Die Kommunikation kann drahtlos oder kabelbasiert oder auf sonstige Weise erfolgen. Durch das Bereitstellen der Vorabinformation 24 ist es möglich, bei- spielsweise den Wechselrichter 10 für Zeiträume, in denen kein Weichenumlauf notwendig ist, abzuschalten. Ein nötiger Weichenumlauf wird per Vorabinformation 24 angekündigt und führt zu einer Aktivierung des Wechselrichters 10 durch die Verarbeitungseinrichtung 7. Hierdurch kann die Verlustleis- tung bzw. die Blindleistung der Energieversorgungseinrichtung 1 vorteilhafterweise reduziert werden.
Weiterhin kann die Verarbeitungseinrichtung 7 durch eine intelligente Regelung der Spannungsamplituden am Ausgang der Wechselrichter 10 unter Nutzung der Spannungs- und Stromüberwachung der Messeinheit 20 für den Weichenantriebsmotor 16 hohe Anlaufströme vermeiden. Gegenüber Energieversorgungseinrichtungen aus dem Stand der Technik kann mit der erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung 1 eine Kostenreduktion durch das Einsparen redundanter Schaltungsteile erfolgen, verbunden mit einer Volumenre- duktion durch insgesamt weniger Bauteile. Dadurch, dass bei¬ spielsweise elektromagnetische Bauteile, wie beispielsweise Relais oder Schütze, wegfallen, erreicht die Energieversorgungseinrichtung 1 eine höhere Verfügbarkeit. Das Auswertemittel 13 der Weichenantriebssteuerung 2 in Figur 1 ist zur Auswertung der Positionskontakte 25 des Weichenan¬ triebs 3 ausgebildet. Die Positionskontakte 25 dienen der Weichenlageüberwachung und sind mit den Zuleitungen für die Motorwicklungen des Weichenantriebsmotors 16 kombiniert ver- drahtet. Daher können die Positionskontakte 25 von dem Aus¬ wertemittel 13 über die Signalleitungen 21 abgegriffen und entsprechend ausgewertet werden.
Die Schaltung 14 zur Vermeidung von Kontaktproblemen ist eine sogenannte Fritting-Schaltung . Die Fritting-Schaltung erreicht durch eine Bereitstellung eines kurzzeitigen höheren Stroms bzw. einer höheren Spannung eine Überwindung von Kontaktproblemen durch oxidierte Kontakte. Bei der Ausführungsform in Figur 1 sind das Auswertemittel 13 und die Schaltung 14 in einem von einem Gehäuse 27 der Energieversorgungseinrichtung 1 separaten Gehäuse 26 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die sicherheitsrelevante Positi¬ onserfassung des Weichenantriebs 3 durch das Auswertemittel 13 von den Teilen der Energieversorgungseinrichtung 1 getrennt ist, was Vorteile bei einer eisenbahnamtlichen Zulas¬ sung der Weiche hat.
Im Folgenden wird die beispielhafte Ausführungsform der er- findungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung 1 in Figur 2 beschrieben. Der Einfachheit halber wird lediglich auf die Unterschiede zu der Ausführungsform in Figur 1 eingegangen. Im Gegensatz zu der Ausführungsform in Figur 1 sind das Auswertemittel 13 und die Schaltung 14 zur Vermeidung von Kontaktproblemen Teil der Verarbeitungseinrichtung 7 der Energieversorgungseinrichtung 1. Alle Teile sind daher in einem gemeinsamen Gehäuse 27 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine separate Weichenantriebssteuerung vollständig entfallen kann und sämtliche steuerungstechnischen Aspekte von der Energieversorgungseinrichtung 1 ausgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Energieversorgungseinrichtung (1) für einen Weichenantrieb (3) , die zur Speisung mit einer Gleichspannung und zum Be- reitstellen einer für den Weichenantrieb (3) geeigneten Wechselspannung ausgebildet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) zur Steuerung des Weichenantriebs (3) ausgestaltet ist.
2. Energieversorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung (7) aufweist, durch die die Wechselspan- nung beeinflussbar ist.
3. Energieversorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens einen Wech- selrichter (10) zum Umrichten der Gleichspannung in die Wechselspannung aufweist.
4. Energieversorgungseinrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) zur Steuerung der Phasenlage der Wechselspannung ausgebildet ist.
5. Energieversorgungseinrichtung (1) nach einem der oben ge- nannten Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens eine Überwachungseinrichtung (17, 20) aufweist, die zur Erfassung und Prüfung der Spannung und/oder des Stroms an einem Eingang (5) und/oder Ausgang (6) ausgebildet ist.
6. Energieversorgungseinrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens vier Kontakte (6) zur Verbindung mit dem Weichenantrieb aufweist.
7. Energieversorgungseinrichtung (6) nach einem der oben genannten Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens ein Kommunikationsmittel (23) aufweist, das zum Empfangen einer Vorabin- formation bezüglich einer Aktivierung des Weichenantriebs (3) ausgebildet ist.
8. Energieversorgungseinrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens ein Auswertemittel (13) aufweist, das zur Auswertung von Positionskontakten (25) des Weichenantriebs (3) ausgebildet ist.
9. Energieversorgungseinrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) wenigstens eine Schaltung (14) zum Vermeiden von Kontaktproblemen aufweist, die zur kurzzeitigen Bereitstellung eines höheren Stroms und/oder einer höheren Spannung ausgebildet ist.
10. Energieversorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 8
und/oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Auswertemittel (13) und/oder die Schaltung (14) in einem separaten Gehäuse (26) angeordnet sind.
11. Weiche (4) für eine eisenbahntechnische Anlage,
mit wenigstens einem Weichenantrieb (3) und wenigstens einer Energieversorgungseinrichtung (1) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Energieversorgungseinrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche ausgebildet ist.
12. Verfahren zur Energieversorgung und Steuerung eines Weichenantriebs (3) einer eisenbahntechnischen Weiche (4), bei dem eine Gleichspannung bereitgestellt wird und die Gleich¬ spannung von einer Energieversorgungseinrichtung (1) in eine Wechselspannung umgerichtet wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Weichenantrieb (3) von der Energieversorgungseinrichtung (1) gesteuert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Weichenantrieb (3) von der Energieversorgungseinrichtung (1) durch ein Erzeugen der Wechselspannung aktiviert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
zur Änderung einer Bewegungsrichtung des Weichenantriebs (3) die Phasenlage der Wechselspannung geändert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine Aktivierung des Weichenantriebs (3) vorangekündigt wird.
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