ES2287706T3 - Motor de traccion. - Google Patents
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Abstract
Motor de tracción (1) en vehículos accionados con electricidad o con electricidad y Diesel, en el que el motor de tracción (1) alojado en una carcasa (11) está puesto a tierra, en el que el motor de tracción (1) está puesto a tierra exclusivamente a través de un condensador de toma de tierra (CErdung) y como variable de medición de una conexión a tierra funcional a través del condensador de toma de tierra (CErdung) se puede supervisar la tensión eléctrica en al menos un cojinete (10) a través de medios adecuados.
Description
Motor de tracción.
La invención se refiere a un motor de tracción
en vehículos accionados con electricidad o electricidad y Diesel,
en los que el motor de tracción alojado en una carcasa está puesto a
tierra.
En vehículos del tipo indicado al principio, los
motores de tracción son alimentados o bien directamente desde una
red o a través de un convertidor con elementos de regulación
electrónicos de potencia. La carcasa de los motores de tracción
está puesta a tierra en este caso a través de un cable de tierra en
el vehículo accionado eléctricamente. En virtud de la tensión de
modo común (tensión cero) condicionada en principio especialmente
por un convertidor en el motor de tracción y en virtud de las
modificaciones repentinas de la tensión en los bornes del motor de
tracción, se producen en conexión con las capacidades parasitarias
en el motor de tracción y en los cojinetes del motor de tracción,
corrientes capacitivas y descargas del arco luminoso en los
cojinetes.
Por lo demás, en función del concepto de toma de
tierra seleccionado del vehículo accionado, fluyen corrientes de
retorno de funcionamiento desde el vehículo propiamente dicho o
desde vehículos externos a través de los cojinetes del motor de
tracción. Esto conduce de la misma manera a un deterioro de los
cojinetes y del lubricante y, por lo tanto, precozmente al fallo de
los cojinetes.
Para evitar daños de los cojinetes de este tipo,
se utilizan cojinetes aislados eléctricamente o casquillos de
cojinetes aislados eléctricamente. A través del empleo de cojinetes
aislados o bien de casquillos de cojinetes aislados, se evitan las
tensiones clásicas de las ondas, las corrientes de funcionamiento de
baja frecuencia o las corrientes de funcionamiento DC especialmente
se reducen las corrientes capacitivas de los cojinetes
condicionadas por el convertidor u las descargas de arcos luminosos
en el cojinete.
En este caso es un inconveniente que los
cojinetes aislados presentan un valor de instalación muy alto y
requieren un montaje relativamente sensible en el accionamiento,
para que no se dañe el aislamiento de los cojinetes. Esto debe ser
confirmado a través de una verificación adicional del aislamiento
después del montaje.
Se describe a partir del documento JP 001309505
un motor de tracción, que está puesto a tierra de forma rígida o
bien fija. Una capacidad reduce solamente las corrientes de
interferencia del vehículo accionado eléctricamente.
El motor de tracción conocido a partir del
documento JP 62114401 está puesto a tierra también de forma rígida.
A través de capacidades se realimentan las corrientes de
interferencia del vehículo accionado eléctricamente por la vía más
corta hacia la fuente.
Se conoce a partir del documento WO96/16467 un
accionamiento eléctrico con puesta a tierra capacitiva.
De acuerdo con ello, la invención tiene el
cometido de crear una puesta a tierra para un motor de tracción,
que evita de una manera sencilla los inconvenientes mencionados
anteriormente.
Se consigue la solución del cometido planteado
porque la carcasa del motor de tracción está puesta a tierra a
través de un condensador y la tensión de los cojinetes se puede
supervisar al menos en un cojinete.
De esta manera, los cojinetes aislados se pueden
sustituir total o parcialmente por los cojinetes no aislados
eléctricamente de coste esencialmente más favorable y se asegura la
protección de los cojinetes frente a daños a través de corriente
vagabundas.
Las corrientes de retorno de funcionamiento de
baja frecuencia o DC del vehículo eléctrico propio o de vehículos
externos, que fluyen de retorno de lo contrario directamente a
través de la puesta a tierra rígida hacia el motor, son bloqueadas
a través del condensador. De esta manera, estas porciones de
corriente no fluyen o solamente en una medida muy reducida a través
de los cojinetes del motor de tracción.
Para las corrientes de interferencia de alta
frecuencia condicionadas por el convertidor, el condensador
representa, por decirlo así, un cortocircuito (XC = 1/jwC), es
decir, que las corrientes de alta frecuencia pueden fluir, como en
la puesta a tierra rígida por medio de cable de puesta a tierra,
desde la capa EMW por la vía más corta de retorno a la fuente. De
esta manera, se evita que fluyan corrientes capacitivas o corrientes
de toma de tierra a través de los cojinetes.
A través del dimensionado del condensador se
reduce claramente la tensión a través de los cojinetes, de manera
que no se excede o relativamente en pocos casos la resistencia a la
tensión de la película lubricante de los cojinetes. Aquí un divisor
de la tensión capacitiva entre la capacidad parasitaria de la
carcasa del arrollamiento y la capacidad del condensador entre la
carcasa del motor de tracción y la toma de tierra del vehículo, por
ejemplo el bastidor giratorio, actúa en paralelo a la capacidad de
aire y la capacidad del cojinete. Si la tensión en los cojinetes,
es decir, la tensión sobre el condensador no excede la resistencia a
la tensión de la película lubricante en el caso estático de 0,5 V o
bien en el caso dinámico de 2 a 10 V, la película lubricante actúa
como aislante y de esta manera impide las corrientes capacitivas de
los cojinetes y las descargas de arcos luminosos.
Las corrientes circulares, es decir, las
corrientes en círculo y las corrientes en virtud de tensión
ondulatoria sobre los cojinetes del motor de tracción se pueden
evitar, en combinación con esta toma de tierra capacitiva de
acuerdo con la invención del motor de tracción realizando solamente
un cojinete de forma aislada eléctricamente.
Es ventajoso que la conexión de toma de tierra
capacitiva entre la carcasa del motor de tracción y la toma de
tierra tenga lugar en el convertidor. Es decir, que de esta manera
está previsto un cable de cuatro hilos entre el motor de tracción y
el convertidor, tres hilos para la alimentación de energía y un
cable para la conexión a tierra de escala inductividad.
En otra forma de realización, la conexión a
tierra capacitiva tiene lugar entre la carcasa del motor de
tracción y el transmisor del número de revoluciones del motor de
tracción. Es decir, que en o bien junto al transmisor del número de
revoluciones se conecta el condensador entre la carcasa del
transmisor del número de revoluciones y el blindaje de la línea del
transmisor. La carcasa del transmisor del número de revoluciones y
el motor de tracción están conectados en este caso entre sí de forma
conductora de electricidad.
De acuerdo con la invención, en cada una de las
formas de realización indicadas, se supervisa la tensión de los
cojinetes, es decir, que se emplea como variable de medición para la
capacidad funcional del condensador. En caso de fallo, se
incrementa la tensión de los cojinetes, de manera que con ello se
coloca una señal que establece de una manera clara una asociación a
un condensador erróneo.
La invención así como otras configuraciones
ventajosas de la invención de acuerdo con las características de
las reivindicaciones dependientes se explican en detalle a
continuación con la ayuda de ejemplos de realización representados
de forma esquemática en el dibujo. En éste:
La figura 1 muestra la toma de tierra capacitiva
de la carcasa de un motor de tracción directamente en el motor de
tracción.
La figura 2 muestra la toma de tierra capacitiva
de la carcasa de un motor de tracción a través de un
convertidor.
La figura 3 muestra la toma de tierra capacitiva
de la carcasa de un motor de tracción a través de un transmisor del
número de revoluciones.
La figura 4 muestra la toma de tierra capacitiva
de la carcasa de un motor de tracción a través del blindaje del
cable de potencia.
La figura 1 muestra en representación de
principio una sección de un vehículo accionado eléctricamente a
través de un motor de tracción 1 y un convertidor 8 sobre un árbol
de un juego de ruedas 6. El motor de tracción 1 está fijado a
través de un pivote giratorio no representado en detalle en una caja
de vagón. El motor de tracción 1 acciona un árbol de motor 3, que
desplaza en rotación de nuevo el árbol del juego de ruedas 6 a
través de un piñón 4 y una rueda grande 5.
Entre la carcasa 11 del motor de tracción 1 y la
caja de vagón o el bastidor giratorio 7 se encuentra ahora el
condensador según la invención como toma de tierra capacitiva
C_{Erdung}. El bastidor giratorio 7 y/o la caja del vagón forman
la toma de tierra del vehículo, que se realiza, dado el caso, como
toma de tierra de protección. La toma de tierra del vehículo está
en conexión conductora de electricidad a través de una conexión
eléctrica 21, por ejemplo a través de una escobilla del juego de
ruedas con el árbol del juego de ruedas 6 y, por lo tanto, con la
tierra real a través de las ruedas de accionamiento no representadas
en detalle.
En virtud de este condensador de toma de tierra
C_{Erdung} se puede reducir claramente la tensión sobre los
cojinetes 10, de manera que no se excede o relativamente en pocos
casos la resistencia a la tensión de la película lubricante de los
cojinetes. La capacidad de este condensador de toma de tierra es en
los motores de tracción grandes de 100 a 900 \muF. En los motores
de tracción 1 correspondientemente, el condensador de toma de
tierra debe dimensionarse más reducido.
Aquí, el divisor de la tensión capacitiva entre
la capacidad parasitaria de la carcasa del arrollamiento 2,C_{WG}
y la capacidad del condensador C_{Erdung} entre la carcasa 11 del
motor de tracción 1 y la caja del vehículo o bastidor giratorio 7,
actúa en paralelo a la capacidad de aire C_{Aire} y la capacidad
del cojinete C_{Cojinete}. Si la tensión de los cojinetes, es
decir, la tensión sobre el condensador de toma de tierra
C_{Erdung} no excede la resistencia de la tensión de la película
lubricante en el caso estático de U_{Cojinete} = 0,5 V o bien el
caso dinámico de U_{Cojinete} = 2 a 10 V, entonces la película
lubricante actúa como aislante y de esta manera impide las
corrientes capacitivas de los cojinetes y las descargas de arcos
luminosos.
En una configuración ventajosa de acuerdo con la
figura 2 se lleva la toma de tierra con el condensador C_{Erdung}
de una manera preferida con escasa inductividad al convertidor 8. De
esta manera, se puede simplificar esencialmente el montaje en el
motor de tracción 1, puesto que el convertidor 8 presente desde la
casa ciertos dispositivos de toma de tierra, en los que se puede
conectar el condensador de toma de tierra C_{Erdung}. El cable de
potencia 9, que sirve para la alimentación de energía, presenta en
este caso otro hilo o un blindaje, con el que se conduce el
potencial de toma de tierra desde el motor de tracción 1 al
convertidor 8.
En otra configuración ventajosa de acuerdo con
la figura 3, la toma de tierra capacitiva del motor de tracción 1
se realiza a través de un condensador de toma de tierra C_{Erdung}
junto o bien en el transmisor del número de revoluciones 12. La
carcasa del transmisor del número de revoluciones 12 está conectada
en este caso de forma conductora de electricidad con la carcasa 11
del motor de tracción 1. El condensador de toma de tierra
C_{Erdung} se conecta entre la carcasa del transmisor del número
de revoluciones 12 y el blindaje 14 del cable 20 del transmisor del
número de revoluciones.
En otra configuración ventajosa según la figura
4, se realiza la toma de tierra capacitiva del motor de tracción 1
a través de un condensador de toma de tierra C_{Erdung} entre la
carcasa 11 del motor de tracción 1 y el blindaje 15 del cable de
potencia 9.
Claims (6)
1. Motor de tracción (1) en vehículos accionados
con electricidad o con electricidad y Diesel, en el que el motor de
tracción (1) alojado en una carcasa (11) está puesto a tierra, en el
que el motor de tracción (1) está puesto a tierra exclusivamente a
través de un condensador de toma de tierra (C_{Erdung}) y como
variable de medición de una conexión a tierra funcional a través del
condensador de toma de tierra (C_{Erdung}) se puede supervisar la
tensión eléctrica en al menos un cojinete (10) a través de medios
adecuados.
2. Motor de tracción (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el motor de tracción
(1) puede ser alimentado a través de elementos electrónicos de
regulación de potencia.
3. Motor de tracción (1) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la conexión a
tierra entre la carcasa (11) del motor de tracción (1) y una toma
de tierra del vehículo se realiza en o junto a un transmisor del
número de revoluciones (12), en el que la carcasa del transmisor del
número de revoluciones (12) y la carcasa (11) del motor de tracción
(1) están conectadas entre sí de forma conductora de
electricidad.
4. Motor de tracción (1) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la conexión a
tierra entre la carcasa (11) del motor de tracción (1) y una toma
de tierra del vehículo se realiza a través del blindaje (15) del
cable de potencia.
5. Motor de tracción (1) de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque la conexión a tierra
entre la carcasa (11) del motor de tracción (1) y una toma de
tierra del vehículo se realiza en el convertidor.
6. Motor de tracción (1) de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque la conexión a tierra
se realiza a través de una línea separada en el cable de
alimentación de energía (9) o a través del blindaje del cable de
alimentación de energía (9).
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