ES2348456T5

ES2348456T5 - Sistema y procedimiento de alimentación para un vehículo ferroviario, convertidor, unidad de pilotaje, climatizador para este sistema

Info

Publication number: ES2348456T5
Application number: ES07290640.7T
Authority: ES
Inventors: Jean-Emmanuel Masselus
Original assignee: Alstom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport SA
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2027-05-16
Also published as: TW200821193A; CA2585835C; MA29987B1; JP2007336798A; KR101386517B1; AU2007202301A1; BRPI0701706A8; CN101085601A; DE602007008014D1; FR2902049B1; NO341545B1; EP1864846B1; ES2348456T3; EP1864846B2; US20070283713A1; BRPI0701706A; NO20072820L; CL2007001616A1; FR2902049A1; US8013469B2

Description

DESCRIPCION

Sistema y procedimiento de alimentacion para un vehlcuio ferroviario, convertidor, unidad de pilotaje, climatizador para este sistema 5

[0001] La invencion se refiere a un sistema y un procedimiento de alimentacion para un vehlcuio ferroviario, un convertidor, una unidad de pilotaje y un climatizador para este sistema.

[0002] Unos vehlculos ferroviarios existentes se conocen por ejemplo a partir del documento JP 2004 3644 10 12A y constan de:

un primer y un segundo convertidor electrico apropiado para transformar cada uno una tension electrica monofasica o continua recibida por medio de una catenaria en la tension electrica trifasica suministrada en, respectivamente, una primera y una segunda red de alimentacion trifasica embarcadas apropiadas cada una para distribuir energla 15 electrica en varios vagones del vehlculo ferroviario, siendo la primera y segunda red electricamente aislables una de otra,

varios climatizadores instalados en varios vagones respectivos, constando cada climatizador al menos de un compresor a fin de producir aire frlo expulsado en el interior del vagon, estando conectado este compresor electricamente a la primera red para ser alimentados con tension trifasica por el primer convertidor y 20 unas cargas electricas auxiliares, distintas de los compresores, conectados electricamente a la segunda red de alimentacion para ser alimentadas con tension trifasica por el segundo convertidor.

[0003] Los trenes clase 423 entregados en DB Regio en 1999 y 2000 constan de un sistema de alimentacion tal como se define en el preambulo de la reivindicacion 1.

25

[0004] El libro «ICE T, BR 411, 415 und 605» Hestra Verlag, 2000 describe igualmente un sistema de alimentacion segun el preambulo de la reivindicacion 1.

[0005] El documento «blessing or curse ? Hot Gas Bypass» de engineers newsletter, volume 32, n° 2, 2003 30 describe un climatizador que consta de un mecanismo de consigna de la temperatura.

[0006] Por el termino «catenaria» se define tanto un hilo conductor suspendido en el aire a lo largo del que se desliza un pantografo para alimentar el vehlculo ferroviario, como un rail suplementario colocado sobre el suelo sobre el que se apoya una escobilla a fin de alimentar el vehlculo ferroviario. Esta ultima tecnologla se conoce bajo

35 el termino de «tercer rail».

[0007] Se llama aqul «aire frlo» al aire cuya temperatura es inferior a la temperatura ambiente en el interior de un vagon.

40 [0008] Clasicamente, para equilibrar las cargas del primer y segundo convertidor, la mitad de los

compresores de climatizadores esta conectada electricamente al primer convertidor y la otra mitad esta conectada al segundo convertidor. Por las mismas razones, las cargas auxiliares estan distribuidas entre el primer y el segundo convertidores.

45 [0009] Puesto que las cargas auxiliares necesitan estar alimentadas por una tension y una frecuencia fija

generalmente 50 Hz a 60 Hz, cada uno del primer y segundo convertidores suministran en su red respectiva esta tension alternativa de frecuencia fija. En estas condiciones, los compresores de cada climatizador estan alimentados igualmente por una tension y una frecuencia fijas y cada climatizador dispone por tanto una misma potencia electrica para alimentar su o sus compresor(es) respectivo(s).

50

[0010] En los climatizadores modernos, el compresor absorbe sistematicamente la potencia maxima

disponible en la red electrica a la que esta conectado para poder asegurar un gran confort de climatizacion a los pasajeros del vagon.

55 [0011] Por tanto es necesario prever en cada climatizador un mecanismo de ajuste de la temperatura de aire

trio expulsado para una misma potencia electrica maxima disponible en la primera red. Ciertos mecanismos de ajuste lo unico que hacen, en realidad es deteriorar mas o menos el rendimiento energetico del climatizador. Por ejemplo, para una potencia electrica absorbida P por el compresor, la temperatura del aire frlo sera de X grados si el rendimiento energetico es de A y la temperatura del aire frlo sera superior a X grados si el rendimiento energetico es

mas reducido que A.

[0012] Se comprende por tanto que en los vehlcuios ferroviarios existentes, la potencia electrica absorbida o consumida por cada climatizador es la misma independientemente de las caracterlsticas (especialmente la

5 temperatura y la higrometrla), del aire frlo expulsado.

[0013] En este contexto, la invencion tiene como objetivo proponer un vehlculo ferroviario en el que la potencia electrica consumida por los climatizadores se puede regular.

10 [0014] La invencion tiene por tanto como objeto un sistema de alimentacion para un vehlculo ferroviario

segun la reivindicacion 1.

[0015] Asl, globalmente, el consumo de los climatizadores del tren se reduce.

15 [0016] Ademas, puesto que el primer convertidor es comun a varios climatizadores, el sistema de

alimentacion de estos climatizadores se simplifica y por tanto menos costosos que un sistema que preve un convertidor integrado en cada climatizador.

[0017] Por ultimo, el confort de los pasajeros aumenta en caso de funcionamiento a reducida carga del 20 compresor con respecto a un climatizador que funciona en todo o nada, por ejemplo.

[0018] Los modos de realizacion de este sistema pueden constar de una o varias de las caracterlsticas siguientes:

25 - un conjunto de contactores apropiado:

• para conectar los compresores de los climatizadores unicamente al primer convertidor para que estos compresores esten alimentados a partir de este primer convertidor y para conectar las cargas auxiliares unicamente al segundo convertidor para que las cargas auxiliares esten alimentadas a partir de este segundo convertidor y en alternancia

30 • para conectar los compresores unicamente al segundo convertidor para que estos compresores

esten alimentados a partir de este segundo convertidor;

- un detector de averla del primer convertidor y una unidad de maniobra del conjunto de contactores apto para accionar automaticamente un basculamiento de la conexion de los compresores al primer convertidor hacia una conexion de estos mismos compresores al segundo convertidor en respuesta a la deteccion de una averla

35 del primer convertidor;

- un conjunto de contactores controlables apropiado:

• para conectar las cargas electricas auxiliares unicamente al segundo convertidor para que estas cargas esten alimentadas a partir de este segundo convertidor y en alternancia

• para conectar las cargas electricas auxiliares unicamente al primer convertidor para que estas

40 cargas esten alimentadas a partir del primer convertidor,

- un detector de averla del segundo convertidor y una unidad de maniobra del conjunto de contactores aptos para accionar automaticamente el basculamiento de la conexion de las cargas electricas auxiliares al segundo convertidor hacia la conexion de las cargas electricas auxiliares al primer convertidor en respuesta a la deteccion de una averla del segundo convertidor.

45

[0019] La invencion se comprendera mejor con la lectura de la descripcion que aparece a continuacion dada unicamente a tltulo de ejemplo no limitativo y realizada en referencia a los dibujos en los que:

50

55

la figura 1 es una ilustracion esquematica de la arquitectura de un vehlculo ferroviario,

la figura 2 es una ilustracion esquematica de la arquitectura de un climatizador instalado en el vehlculo

ferroviario de la figura 1,

la figura 3 es una ilustracion esquematica de una unidad de alimentacion instalada en el vehlculo ferroviario de la figura 1, y

la figura 4 es un organigrama de un procedimiento de alimentacion de los climatizadores del vehlculo ferroviario de la figura 1.

[0020] Como consecuencia de esta descripcion, las caracterlsticas y funciones conocidas por el experto en la

tecnica no se describen en detalle.

[0021] La figura 1 representa un vehlcuio ferroviario 2 tal como un tren. Este vehlcuio 2 esta alimentado en tension monofasica aiternativa por medio de una catenaria 4 y circuia sobre unos ralies 6.

[0022] Ei vehlcuio 2 comprende una iocomotora 10 y varios vagones 12 a 14. Estos vagones son, por 5 ejempio, unos vagones destinados a transportar pasajeros.

[0023] La iocomotora 10 consta de un transformador 16 conectado, sucesivamente por medio de un disyuntor 18 despues de un pantografo 20 en ia catenaria 4. La tension monofasica aiternativa de ia catenaria 4 es superior a 5.000 Vac y, por ejempio, iguai a 25.000 Vac. Ei transformador 16 suministra en saiida una tension aiternativa

10 monofasica Uac. La tension Uac se utiiiza por un dispositivo 24 para aiimentar unos motores 26 de traccion de ia iocomotora 10 (en ia figura 1 soio se representa un motor 26).

[0024] Ei vehlcuio 2 esta equipado con un sistema de aiimentacion de cargas auxiiiares y de ciimatizadores. Mas precisamente, ia tension Uac se utiiiza iguaimente por una unidad de aiimentacion 30 de cargas eiectricas

15 auxiiiares y de ciimatizadores dei vehlcuio 2. A tai efecto, ia unidad 30 esta conectada a dos redes cabieadas 32 y 34 de distribucion de energla eiectrica en ios diferentes vagones dei tren. Las redes 32 y 34 suministran respectivamente unas potencias eiectricas P1 y P2 a ios equipos eiectricos que estan conectados. En este modo de reaiizacion, ias tensiones trifasicas V1 y V2 en ias redes 32 y 34 estan comprendidas entre 50 Vac y 450 Vac. La tension V1 es constante e iguai a 400 Vac, por ejempio.

20

[0025] Los ciimatizadores pueden servir para refrigerar y/o deshumidificar ei aire de ios vagones 12 a 14.

[0026] Las cargas auxiiiares instaiadas en ei vehlcuio 2 requieren, para ia mayorla, una tension trifasica que tiene una ampiitud y una frecuencia fijas. Estas cargas auxiiiares son, por ejempio, un compresor de aire comprimido

25 dei vehlcuio, unos faros dei vehlcuio 2, unos dispositivos de aiumbrado de cada uno de ios vagones 12 a 14, unos ventiiadores u otros. Para simpiificar ia figura 1, soio se han representado unas bombiiias 38 a 40 para iiustrar un ejempio de carga auxiiiar que necesita una tension y una frecuencia fijas. Las bombiiias 38 a 40 estan coiocadas cada una en un vagon respectivo y conectadas a ia red 32. Las bombiiias 38 a 40 consumen sistematicamente ia potencia P1.

30

[0027] Cada vagon consta iguaimente de un ciimatizador 42 a 44. En este modo de reaiizacion, ios ciimatizadores 42 a 44 estan conectados a ia vez a ias redes 32 y 34.

[0028] Cada ciimatizador 42 a 44 esta conectado iguaimente a una red 46 de trasmision de informaciones 35 que une ia unidad 30 a cada uno de ios ciimatizadores. Aqul, esta red 46 es una red bi-direccionai de transmision de

informaciones embarcada en ei vehlcuio 2.

[0029] Como consecuencia de esta description, se supone que ios ciimatizadores son todos identicos.

40 [0030] A tltuio de iiustracion, ia figura 2 representa mas en detaiie ia arquitectura dei ciimatizador 42.

[0031] Ei ciimatizador 42 comprende un tubo 50 de entrada de un fiuido refrigerante en ei interior de un compresor 52. Ei compresor 52 esta conectado eiectricamente a ia red 34 para estar aiimentado de tension trifasica. Este compresor 52 absorbe sistematicamente su potencia eiectrica maxima sobre ia red 34. Ei compresor de un

45 ciimatizador consume generaimente, por si soio, mas dei 50 % y, de forma tlpica, mas dei 80 % de ia potencia eiectrica totai necesaria para ei funcionamiento dei ciimatizador.

[0032] Ei fiuido refrigerante comprimido por ei compresor 52 se inyecta a continuation en un tubo 54. Despues de ia operation de compresion, ia temperatura dei fiuido en ei tubo 54 es superior a ia dei fiuido en ei tubo

50 50.

[0033] Un intercambiador termico o condensador 60 esta conectado a un extremo dei tubo 54. Este condensador esta destinado a reducir ia temperatura ei fiuido comprimido. Por ejempio, ei condensador 60 se refrigera por aire. Ei fiuido comprimido en contacto con ias paredes dei condensador se refrigera y se condensa.

55

[0034] Ei fiuido comprimido refrigerado por ei condensador 60 se inyecta en un tubo de saiida 64 para ser suministrado a un evaporador 66. Entre ei condensador y ei evaporador, ei fiuido se descomprime en una vaivuia reductora. Ei evaporador 66 refrigera ei aire ambiente mezciado con ei aire exterior captado por medio de un tubo 67. Ei aire ambiente refrigerado se inyecta por medio de un tubo 68 hacia un ventiiador 70 que expuisa ei aire frlo en

el interior del vagon.

[0035] El fluido refrigerante utilizado por el evaporador 66 para refrigerar el aire ambiente se reenvla a continuacion en el tubo 50 a fin de ser reciclado.

5

[0036] Los medios de deshumidificacion del aire que forman eventualmente parte de cada climatizador son conocidos en si y no se describen por tanto.

[0037] A excepcion del compresor 52, los otros equipos electricos del climatizador 42, tales como un 10 ventilador del evaporador 66 o el ventilador 70 del condensador, estan conectados electricamente a la red 32, por

ejemplo.

[0038] El climatizador 42 comprende igualmente un mecanismo 72 de consigna de la temperatura del aire frlo expulsado para una tension trifasica constante que alimenta el compresor 52. El mecanismo 72 es, por ejemplo, un

15 mecanismo de derivacion del fluido caliente conocido bajo el termino ingles de «hot gas bypass». Este mecanismo 72 esta conectado de forma fluida, de un lado, al tubo 54 por medio de un tubo 74 y, del otro lado, al tubo 64 por medio de un tubo 76 sin pasar por medio del condensador 60. Una valvula controlable 80 esta conectada de forma fluida entre los tubos 74 y 76 de manera que controle el flujo de fluido enviado directamente del tubo 54 al tubo 50 sin pasar por el condensador 60.

20

[0039] El climatizador 42 comprende igualmente una unidad local 82 de pilotaje del climatizador. Esta unidad 82 esta conectada:

- a un sensor 84 de la temperatura ambiente Tm, situado en el interior del vagon 12 por ejemplo,

25 - a una unidad 86 de determinacion de una consigna de temperatura Tc,

- al mecanismo 72 de ajuste de la temperatura, y

- a la red 46.

[0040] Aqul, se considera que el sensor 84 y la unidad 86 forman parte del climatizador 42.

30

[0041] La unidad 86 es por ejemplo una interfaz hombre-maquina tal como un teclado que permite adquirir un valor para el ajuste Tc. La unidad 86 puede determinar igualmente de forma automatica el ajuste Tc en funcion de una medida de la temperatura exterior en el vagon.

35 [0042] La unidad 82 es apta para pilotar la valvula 80 en funcion de la temperatura Tm, del ajuste Tc y de la

tension trifasica disponible en la red 34.

[0043] La unidad 82 consta igualmente de un modulo 88 de calculo de un parametro de regulacion de la tension trifasica que alimenta el compresor 52. Este parametro indica la tension trifasica requerida en la red 34 para

40 que el compresor 52 pueda absorber una potencia electrica minima Pmin-i necesaria para mantener la temperatura ambiente en el interior del vagon proximo a la consigna Tc. Aqul, este parametro de regulacion es una consigna de frecuencia fmin-i para la tension trifasica que alimenta el compresor 52. La unidad 82 es igualmente apta para enviar en la red 46 una solicitud de potencia electrica que indica la potencia electrica requerida por su compresor 52. A tal efecto, la solicitud enviada contiene la frecuencia fmin-i correspondiente a la potencia electrica Pmin-i.

45

[0044] La figura 3 representa mas en detalle la unidad de alimentacion 30.

[0045] La unidad 30 comprende dos convertidores 90 y 92 alimentados cada uno por la tension monofasica Uac. Cada uno de estos convertidores es apto para convertir la tension Uac en la tension trifasica Vac suministrada por

50 medio, respectivamente, de salidas 94 y 96 de tension trifasica.

[0046] El convertidor 92 es, por ejemplo, un convertidor que suministra una tension trifasica de amplitud y

frecuencia fijas.

55 [0047] Por el contrario, el convertidor 90 es un convertidor apto para hacer variar la tension trifasica

suministrada en la salida 94 para que la potencia electrica P2 absorbida por los climatizadores corresponda a su solicitud. Aqul, el convertidor 90 es apto para hacer variar la potencia electrica P2 absorbida en la red 34 haciendo variar a la vez la amplitud y la frecuencia y la tension trifasica suministrada. De preferencia, la tension trifasica se modifica de manera que se preserve una relacion constante entre la tension y la frecuencia.

[0048] A tal efecto, el convertidor 90 consta de un modulo 100 de regulacion de la amplitud y de la frecuencia

de la tension trifasica disponible en la salida 94. Aqul, este modulo 100 esta conectado a la red 46 de manera que

reciba las solicitudes de potencia electrica y, mas precisamente, las frecuencias fmim-i enviadas por cada uno de los

5 climatizadores 42 a 44. De forma tlpica, el modulo 100 es un modulo informatico.

[0049] En este modo de realizacion, la potencia maxima que puede suministrar cada uno de los convertidores 90 y 92 es suficiente para permitir la alimentacion por uno solo de estos convertidores de cargas prioritarias. Las cargas prioritarias estan, por ejemplo, compuestas por la mitad de los compresores 52 y la mitad de las cargas

10 auxiliares.

[0050] Las salidas 94 y 96 estan conectadas electricamente a las redes 34 y 32 por medio de un conjunto 102 de contactores.

15 [0051] A tltulo de ilustracion, este conjunto 102 consta de tres contactores 104 a 106.

[0052] El contactor 104 es apto para conectar la salida 94 a la red 34 y, en alternancia, para aislar

electricamente la salida 94 de la red 34.

20 [0053] El contactor 105 es apto para conectar electricamente, uno a otro, las redes 32 y 34 y, en alternancia,

para aislar electricamente la red 32 de la red 34.

[0054] El contactor 106 es apto para conectar la salida 96 a la red 32 y, en alternancia, para aislar electricamente la salida 96 de la red 32.

25

[0055] Para simplificar la figura 3, los contactores 104 a 106 se representan utilizando el slmbolo de un contactor monofasico. Se trata no obstante de contactores trifasicos aptos para conectar y, en alternancia, para desconectar los conductores correspondientes a cada una de las fases.

30 [0056] La unidad 30 comprende igualmente una unidad 110 de maniobra de los contactores del conjunto 102.

La unidad 110 esta conectada a dos detectores 112 y 114 de averla, respectivamente unos convertidores 90 y 92. La unidad 110 es apta para controlar la conmutacion de los contactores 104 a 106 en funcion de las indicaciones de averla suministradas por los detectores 112 y 114.

35 [0057] En la figura 3, dos conjuntos 116 y 118 de contactores controlables de desvlo se han representado

igualmente. Los contactores del conjunto 116 permiten aislar electricamente y selectivamente uno o varios de los compresores 52 de la red 34. De forma similar, los contactores del conjunto 118 son aptos para aislar electricamente y selectivamente una o varias de las cargas auxiliares de la red 32.

40 [0058] El funcionamiento del vehlculo 2 se va a describir ahora con respecto al procedimiento de la figura 4.

[0059] Inicialmente, cuando los convertidores 90 y 92 funcionan normalmente, el vehlculo 2 funciona en un modo 120 de funcionamiento normal. Durante la entrada en este modo, durante una etapa 122, la unidad de maniobra controla el cierre de los interruptores 104 y 106 y la apertura del interruptor 105. Asl, la salida 94 esta

45 conectada unicamente a la red 34, la salida 96 esta conectada unicamente a la red 32 y las redes 32 y 34 estan aisladas electricamente una de otra.

[0060] Se observa por tanto que en funcionamiento normal, todos los compresores 52 del vehlculo 2 son alimentados a partir del convertidor 90 mientras que todas las cargas auxiliares, distintas de los compresores 52, son

50 alimentadas a partir del convertidor 92. Ademas, en el modo 120, el convertidor 90 se utiliza exclusivamente para alimentar unos compresores mientras que el convertidor 92 se utiliza exclusivamente para alimentar las cargas auxiliares distintas de los compresores.

[0061] En paralelo, durante una etapa 124, el convertidor 92 suministra una tension trifasica que tiene una 55 amplitud y una frecuencia constantes en la red 32. Este corresponde a una potencia electrica P1 suministrada en la

red 32.

[0062] Igualmente en paralelo, durante una etapa 126, cada sensor 84 instalado en un vagon mide la temperatura Tm. Eventualmente, durante la etapa 126, la unidad 86 determina una nueva consigna Tc de

temperatura para un vagon dado a fin de renovar la antigua consigna Tc memorizada.

[0063] A continuation, durante una etapa 128, la unidad 82 de cada climatizador calcula el parametro de

regulation fmin-i correspondiente a la potencia Pmin-i necesaria en su compresor 52 para reducir la temperatura 5 ambiente en el interior del vagon hasta la consigna Tc de temperatura. Por ejemplo, este calculo varla en funcion unicamente de la temperatura medida Tm y de la consigna Tc. Mas precisamente, la unidad 82 establece la frecuencia fmin-i que debe tener la tension de alimentation en la red 34 para que la potencia electrica absorbida por su compresor en esta red sea igual a la potencia Pmin-i. Una vez que haya terminado la etapa 128, durante una etapa 130, el modulo 88 de cada climatizador envla en la red 46 una solicitud de potencia electrica al modulo de regulacion 10 100 que contiene la frecuencia fmin-i. Esta solicitud de potencia electrica indica al modulo 100 cual es la potencia electrica requerida por el compresor de este climatizador para mantener la temperatura del aire en el interior del vagon proximo de la consigna Tc. En efecto, aqul la frecuencia fmin-i se utiliza para indicar la potencia electrica requerida por el compresor 52.

15 [0064] El modulo 100 recibe, por la red 46, las informaciones relativas a las solicitudes de potencia y, en

respuesta, durante una etapa 132, este modulo selecciona la mayor frecuencia fmin-i recibida y regula la frecuencia de la tension trifasica Vac para que esta sea igual a la mayor de las frecuencias fmin-i recibidas. Durante la etapa 132, el modulo 100 adapta igualmente la tension proporcionalmente a la mayor de las frecuencias fmin-i recibida de manera que se conserve constante la relation entre la tension y la frecuencia suministrada en la red 34.

20

[0065] A continuacion, durante una etapa 134, el convertidor 90 proporciona, en la salida 94, la tension trifasica correspondiente a la regulacion efectuada durante la etapa 132. Esta tension trifasica corresponde a una potencia electrica P2 consumida o absorbida por los compresores. A continuacion, la frecuencia de la tension trifasica en la red 34 se senala como f2.

25

[0066] En paralelo a la etapa 134, durante una etapa 136, el modulo 100 transmite igualmente el valor de la frecuencia f2 a cada uno de los climatizadores 42 a 44 por medio de la red 46.

[0067] En respuesta a la reception de la frecuencia f2 por medio de la red 46, durante una etapa 138, cada 30 unidad 82 del climatizador determina si la potencia absorbida a partir de la red 34 es superior o igual a la potencia

Pmin-i calculada durante la etapa 128. Por ejemplo, durante la etapa 138, la unidad 82 compara la frecuencia fmin-i que ha calculado durante la etapa 128 a la frecuencia f2 disponible.

[0068] Si la frecuencia f2 disponible es igual a la frecuencia fmin-i anteriormente calculada durante la etapa 35 128, entonces la unidad 82 controla, durante una etapa 140, el cierre total de la valvula 80 a fin de que el

rendimiento energetico del climatizador sea maximo. En este estado, el fluido inyectado en el tubo 54 no puede alcanzar el tubo 64 sin pasar por medio del condensador 60.

[0069] En el caso contrario, es decir si la potencia P2 absorbida es superior a la potencia Pmim-i que la unidad 40 82 ha calculado durante la etapa 128, entonces, durante una etapa 142, la unidad 82 controla la apertura de la

valvula 80 en funcion a la vez de la temperatura medida Tm, de la consigna Tc de temperatura para el interior del vagon en el que este climatizador esta instalado y de caracterlstica de la tension trifasica disponible en la red 34. Por ejemplo, la caracterlstica de la tension trifasica tomada en cuenta por la unidad 82 y la frecuencia f2. Gracias a esto, el climatizador puede generar un aire frlo que tiene una temperatura inferior a la de los otros climatizadores, mientras 45 que la potencia electrica absorbida por su compresor es la misma que la absorbida por los compresores de los otros climatizadores.

[0070] Siempre y cuando los convertidores no se averlen, las etapas 122 a 140 se reiteran.

50 [0071] Si durante una etapa 148, el detector 112 detecta que el convertidor 90 esta averiado, entonces el

vehlculo sale del modo de funcionamiento normal y entra en un primer modo 150 de funcionamiento degradado. Durante la entrada en este primer modo de funcionamiento degradado, durante una etapa 152, la unidad 110 controla la apertura del contactor 104 y el cierre de los contactores 105 y 106. Asl, despues de la etapa 152, las redes 34 y 32 estan conectadas simultaneamente electricamente a la salida 96 del convertidor 92 y electricamente 55 aisladas del convertidor 90.

[0072] Eventualmente, en paralelo de la etapa 152, los contactores de los conjuntos 116 y 118 estan

controlados de manera que conecten electricamente unicamente la mitad de los compresores 52 a la red 34 y unicamente la mitad de las cargas auxiliares a la red 32. De preferencia, los compresores y las cargas auxiliares

conectados a las redes 32 o 34 son los considerados como indispensables en el funcionamiento del vehlculo 2.

[0073] A continuacion, durante una etapa 154, el convertidor 92 suministra en su salida 96 una tension

trifasica que tiene una amplitud y una frecuencia fijas independientemente de las solicitudes de potencia electrica

5 enviadas por los climatizadores.

[0074] Asl, el primer modo de funcionamiento degradado permite continuar alimentando una parte de los compresores 52 incluso si el convertidor 90 esta averiado.

10 [0075] Si, durante una etapa 160, el detector 114 detecta una averla del convertidor 92, entonces el modo de

funcionamiento normal se interrumpe y el procedimiento se prodigue por un segundo modo 162 de funcionamiento degradado.

[0076] Al inicio del modo 162, la unidad 110 controla, durante una etapa 164, la apertura del contactor 106 y

15 el cierre de los contactores 104 y 105. Asl, despues de la etapa 164, las redes 32 y 34 estan conectadas electricamente a la salida 94 y electricamente aisladas de la salida 96.

[0077] Simultaneamente, los conjuntos 116 y 118 de contactores estan controlados para conectar unicamente la mitad de los compresores a la red 34 y unicamente la mitad de las cargas auxiliares a la red 32.

20

[0078] A continuacion, durante una etapa 166, la unidad 110 actua en el convertidor 90 para que este suministre una tension trifasica que tiene una amplitud y una frecuencia fijas en la salida 94 independientemente de las solicitudes de potencia electrica de los climatizadores. Esta tension trifasica es identica a la tension trifasica que habrla suministrado el convertidor 92.

25

[0079] A continuacion, durante una etapa 168, el convertidor 90 suministra la tension trifasica correspondiente a la regulacion de la etapa 166 a la vez en las redes 32 y 34. Asl, este segundo modo de funcionamiento degradado permite continuar alimentando una parte de las cargas auxiliares mientras que el convertidor 92 esta averiado.

30

[0080] Aqul, por convertidor averiado, se entiende un convertidor que ya no es apto para suministrar la potencia electrica requerida en su salida trifasica.

[0081] Como variante, el vehlculo 2 esta adaptado para estar conectado a una catenaria que distribuye una 35 tension continua. En esta variante, de forma tlpica, el transformador 16 se suprime.

[0082] Para un vehlculo ferroviario que tiene un gran numero de vagones, puede ser necesario utilizar varias unidades de alimentacion tales como la unidad 30. En estas condiciones, la unidad 30 y las redes de alimentacion 32 y 34 se duplican tantas veces como sea necesario para alimentar el climatizador y las cargas auxiliares de cada

40 uno de los vagones.

[0083] Los diferentes modos de realizacion del vehlculo 2 descrito aqul presentan las ventajas siguientes:

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55

el conjunto 102 de contactores permite, en caso de averla del convertidor 90 alimentar los compresores a partir del convertidor 92 y permite igualmente en caso de averla del convertidor 92 alimentar las cargas auxiliares a partir del convertidor 90;

los conjuntos 116 y 118 de contactores permiten evitar que cada convertidor 90, 92 se dimensione para alimentar a la vez los compresores 52 y todas las cargas auxiliares;

los detectores de averla y la unidad de maniobra permiten controlar automaticamente el basculamiento del modo de funcionamiento normal hacia un modo de funcionamiento degradado;

regular la tension y la frecuencia en salida del convertidor 90 de tal modo que estas permitan al climatizador que tiene necesidad de mayor potencia absorber esta potencia para regular la temperatura alrededor de la consigna de temperatura Tc;

el mecanismo de ajuste incorporado en cada uno de los climatizadores permite en cuanto a si mismo ajustar individualmente la temperatura en cada vagon mientras que la potencia electrica recibida por cada compresor es identica, en particular en modo degradado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de alimentacion para vehlcuio ferroviario que consta de:

5 - una unidad de alimentacion (30) que consta de un primer y segundo convertidores electricos (90, 92)

apropiados para transformar cada uno una tension electrica monofasica o continua recibida por medio de una catenaria (4) en tension electrica trifasica suministrada en, respectivamente, una primera y una segunda red (32, 34) de alimentacion trifasica embarcadas apropiadas cada una para distribuir energla electrica en varios vagones del vehlculo ferroviario, siendo la primera y segunda red electricamente

10 aislables una de otra,

- varios climatizadores (42 a 44) instalados en varios vagones respectivos, constando cada climatizador al menos de un compresor (52) a fin de producir aire frlo expulsado en el interior del vagon, estando conectado este compresor electricamente a la primera red para ser alimentado de tension trifasica por el primer convertidor,

15 - unas cargas electricas auxiliares (38, 40), distintas de los compresores, conectadas electricamente a la

segunda red de alimentacion para estar alimentadas de tension trifasica por el segundo convertidor:

- el primer convertidor (90) es apto para recibir unas informaciones, transmitidas en una red (46) de transmision de informaciones entre la unidad de alimentacion (30) y los climatizadores (42 a 44) y para deducir de estas informaciones la solicitud de potencia electrica de cada climatizador, indicando esta

20 solicitud la potencia electrica requerida por el compresor de este climatizador para refrigerar y/o

deshumidificar el aire en el interior del vagon en el que esta instalado, y

- el primer convertidor consta de un modulo (100) de regulacion de la amplitud y/o de la frecuencia de la

tension trifasica suministrada en la primera red de alimentacion, en funcion de las solicitudes de potencia

electrica enviadas por cada climatizador, para que, en cuanto sea posible, el compresor que tiene

25 necesidad de absorber la potencia electrica mas importante pueda absorberla,

constando el sistema de:

- un sensor (84) de una temperatura ambiente en el interior de cada vagon donde esta instalado un

30 climatizador, y

- un modulo (88) de calculo de cada climatizador apropiado para calcular un parametro de regulacion de la

tension trifasica de alimentacion de este climatizador en funcion de la temperatura medida en el interior del

vagon donde esta instalado este climatizador y una consigna de temperatura a alcanzar y enviar en la red (46) de transmision de informaciones, una solicitud de potencia al modulo (100) de regulacion, que contiene

35 el parametro de regulacion, siendo el modulo (100) de regulacion apropiado para seleccionar la frecuencia

(fmin-i) mayor entre las frecuencias de las solicitudes de potencia recibidas y regular la frecuencia de la tension trifasica (Vac) para que esta sea igual a la frecuencia mayor y transmitir el valor de la frecuencia mayor seleccionada en cada uno de los climatizadores por medio de la red (46),

40 comprendiendo cada climatizador un compresor (52), un condensador (60) y un evaporador (66), estando el sistema caracterizado porque:

el parametro de regulacion indica la tension trifasica requerida en la primera red para que el compresor de este climatizador pueda absorber una potencia electrica minima (Pmin-i) necesaria para mantener la temperatura medida

45 en el interior del vagon proximo a la consigna de temperatura (Tc), siendo el parametro de regulacion una consigna de frecuencia (fmin-i) para la tension trifasica que alimenta este compresor,

estando un fluido refrigerante comprimido por el compresor inyectado en un primer tubo (54), estando el condensador (60) conectado a un extremo del tubo (54) y estando el fluido comprimido refrigerado por el condensador inyectado en un segundo tubo de salida (64) para ser suministrado al evaporador,

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comprendiendo cada climatizador, ademas

- un mecanismo (72) de ajuste de la temperatura del aire frlo expulsado para una misma tension trifasica suministrada a su compresor, que es un mecanismo de derivacion del fluido caliente que comprende una

55 valvula controlable (80) en paralelo de un condensador (60), estando este mecanismo (72) conectado de

forma fluida, de un lado, al primer tubo (54) por medio de un tubo (74) y, del otro lado, al segundo tubo (64) por medio de un tubo (76) sin pasar por medio del condensador (60), y

- una unidad de pilotaje (82) de este mecanismo (72) en funcion de la amplitud y/o de la frecuencia de la tension trifasica suministrada a su compresor, de la temperatura medida en el interior del vagon donde esta

instalado este climatizador y de la consigna de temperatura,

siendo la unidad de pilotaje (82) apropiada para comparar la consigna de frecuencia a la frecuencia mayor

y:

5 si la frecuencia mayor es igual a la consigna de frecuencia, entonces la unidad de pilotaje (82) es

apropiada para controlar el cierre total de la valvula controlable (80) a fin de que el rendimiento energetico del climatizador sea maximo,

en el caso contrario, la unidad de pilotaje (82) controla la apertura de la valvula controlable (80) en funcion a la vez de la temperatura medida (Tm) de la consigna de temperatura (Tc) para el interior del vagon en el que 10 este climatizador esta instalado y de caracterlstica de la tension trifasica disponible en la primera red.
2. Sistema segun la reivindicacion 1 en el que el sistema consta de un conjunto (102) de contactores controlables apropiado:

para conectar los compresores (52) de los climatizadores unicamente al primer convertidor para que estos compresores esten alimentados a partir de este primer convertidor y para conectar las cargas auxiliares, distintas que estos compresores, unicamente al segundo convertidor para que estas cargas auxiliares esten alimentadas a partir de este segundo convertidor y en alternancia

para conectar los compresores unicamente al segundo convertidor para que estos mismos compresores esten alimentados a partir de este segundo convertidor.
3. Sistema segun la reivindicacion 2, en el que el sistema consta de un detector (12) de averla del primer convertidor (90) y una unidad (110) de maniobra del conjunto (102) de contactores apto para accionar automaticamente un basculamiento de la conexion de los compresores al primer convertidor hacia una conexion de

25 estos mismos compresores al segundo convertidor en respuesta a la deteccion de una averla del primer convertidor.
4. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema consta de un conjunto (102) de contactores controlables apropiado:

30 - para conectar las cargas electricas auxiliares, distintas de los compresores, unicamente al segundo

convertidor para que estas cargas esten alimentadas a partir de este segundo convertidor y en alternancia - para conectar las mismas cargas electricas auxiliares unicamente al primer convertidor para que estas cargas esten alimentadas a partir del primer convertidor.

35 5. Sistema segun la reivindicacion 4, en el que el sistema consta de un detector (114) de averla del

segundo convertidor y una unidad (110) de maniobra del conjunto de contactores aptos para accionar automaticamente el basculamiento de la conexion de las cargas electricas auxiliares al segundo convertidor hacia la conexion de las cargas electricas auxiliares al primer convertidor en respuesta a la deteccion de una averla del segundo convertidor.

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