ES2617695T3 - Suministro de energía eléctrica a motores eléctricos de tracción de un vehículo ferroviario utilizando una pluralidad de motores de combustión interna - Google Patents

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Abstract

Conjunto para el suministro de energía eléctrica a unos motores eléctricos de tracción en un vehículo ferroviario, en el que el conjunto comprende: - al menos dos motores de combustión interna (1), - para los al menos dos motores de combustión interna (1), respectivamente una máquina eléctrica (3) asociada que sirve para la generación de energía eléctrica, en el cual la máquina eléctrica (3) está acoplada de manera mecánica con el motor de combustión interna (1) de tal modo que es activada por el motor de combustión interna (1) en caso de funcionamiento en modo generador de la máquina eléctrica (3), de manera que se forman por lo menos una primera y una segunda combinación de máquina y motor de combustión interna, - al menos una conexión de tracción eléctrica, a través de la cual un motor de tracción del vehículo ferroviario puede ser conectado de manera eléctrica con al menos una de las máquinas eléctricas (3), - para las máquinas eléctricas (3), respectivamente un convertidor de potencia de máquina (23) asociado que sirve para el suministro de energía eléctrica a la máquina eléctrica (3) durante un funcionamiento en modo motor de la máquina eléctrica (3), en el cual una conexión de corriente alterna del convertidor de potencia de máquina (23) está conectada con la máquina eléctrica (3), y - un conjunto de mando que sirve para controlar al menos el funcionamiento de los convertidores de potencia de máquina, en el cual una primera (3a) de las máquinas eléctricas está conectada de manera eléctrica con un borne de corriente alterna de un rectificador (23a), caracterizado porque un borne de corriente contínua del rectificador (23a) está conectado de manera eléctrica, por medio de una línea de corriente contínua eléctrica (18), con un lado de corriente contínua de un segundo (23b) de los convertidores de potencia de máquina, que está asociado a una segunda (3b) de las máquinas eléctricas, en el cual el rectificador (23a) rectifica la corriente alterna eléctrica generada por la primera máquina eléctrica (3a) y lo alimenta, por medio de la línea de corriente contínua (18), hacia el segundo convertidor de potencia de máquina (23b), y el conjunto de mando está configurado de tal manera que hace funcionar el segundo convertidor de potencia de máquina (23b) como inversor con el fin de suministrar corriente alterna a la segunda máquina eléctrica (3b), mientras que el segundo convertidor de potencia de máquina (23b) es alimentado de corriente contínua por el rectificador (23a).

Description

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DESCRIPCION
Suministro de ene^a electrica a motores electricos de traccion de un vehnculo ferroviario utilizando una pluralidad de motores de combustion interna
La invencion se refiere a un conjunto para el suministro de energfa electrica a motores electricos de traccion en un vehnculo ferroviario, comprendiendo el conjunto como mmimo dos motores de combustion interna. Para los al menos dos motores de combustion interna esta provista en cada caso una maquina electrica asociada para generar la energfa electrica, estando la maquina electrica acoplada mecanicamente con el motor de combustion interna, de tal manera que, en un funcionamiento en modo generador de la maquina electrica, es accionada por el motor de combustion interna. Por lo tanto, se forman al menos una primera y una segunda combinacion de maquina y de motor de combustion. Por lo menos un motor de traccion electrico del vehnculo ferroviario puede ser conectado, a traves de al menos una conexion de traccion, electricamente con al menos una de las maquinas electricas. De manera adicional, la invencion se refiere a un procedimiento para el suministro de energfa electrica a motores de traccion electricos en un vehnculo ferroviario, en donde al menos dos motores de combustion interna funcionan en cada caso en combinacion con una maquina electrica asociada, de manera que estan operativas por lo menos una primera y una segunda combinacion de maquina y de motor de combustion interna. En un primer estado de funcionamiento de la maquina, al menos una primera de las maquinas electricas, durante un funcionamiento en modo generador de la respectiva maquina electrica, accionada por el motor asociado de combustion interna, genera corriente alterna que es utilizada para el funcionamiento de al menos un motor de traccion electrico. Por lo menos una segunda de las maquinas elec- tricas es alimentada de corriente alterna en un segundo estado de funcionamiento de la maquina a traves de un segundo convertidor de potencia de maquina, asociado a la misma, y acciona el motor de combustion interna aso- ciado con ella.
En lo que se refiere al vehnculo ferroviario, puede tratarse por ejemplo de una locomotiva. Sin embargo, la invencion no esta limitada a ello. Mas bien, el vehnculo ferroviario puede ser tambien por ejemplo un convoy ferroviario.
La energfa electrica generada por los motores de combustion interna, en el vehnculo ferroviario, esta disponible no solamente para la alimentacion de por lo menos un motor de traccion, sino tambien para la alimentacion de otros consumidores electricos. En lo que se refiere a los otros consumidores electricos, se trata en particular de los llama- dos sistemas auxiliares que, es cierto, no generan traccion de manera directa, pero pueden ser muy necesarios en particular para el modo de conduccion del vehnculo ferroviario. Por lo general, los sistemas auxiliares pueden definir- se por el hecho de que son alimentados de energfa electrica a traves de un propio inversor de sistemas auxiliares o una pluralidad de inversores de sistemas auxiliares propios a partir del circuito intermedio de corriente contmua que suele existir. Entre los sistemas auxiliares se encuentran por ejemplo los ventiladores y otros dispositivos de refrige- racion, que enfnan los motores de combustion interna, los motores de traccion y/o diversos dispositivos requeridos para la conduccion (por ejemplo convertidores de potencia). De manera adicional, para la conduccion se requiere un sistema de frenado y por lo tanto entre los sistemas auxiliares se encuentran componentes del sistema de frenado, tal como compresores de aire. Otros ejemplos para sistemas auxiliares son un sistema de extincion de fuego del vehnculo ferroviario, dispositivos electronicos para el control del funcionamiento del vehnculo ferroviario, cargadores de batena, calefacciones que son necesarias al menos temporalmente para la conduccion, por ejemplo calefaccion de cristal del parabrisas, y/o dispositivo de alumbrado en la cabina del conductor. De manera opcional, se pueden diferenciar los sistemas auxiliares de aquellos dispositivos electricos que estan a la disposicion de los pasajeros solamente a titulo de comodidad, tal como por ejemplo lamparas en compartimientos del vehnculo. Dichos dispositivos electricos son alimentados de energfa electrica habitualmente en los trenes a traves de la llamada barra colecto- ra del tren. La barra colectora del tren no esta conectada con el circuito intermedio de corriente contmua a traves del inversor de sistemas auxiliares o uno de los inversores de los sistemas auxiliares, sino a traves de un inversor pro- pio.
Tal como ya esta conocido en sf, la energfa electrica generada por las maquinas electricas tambien puede ser alimentada en la presente invencion a traves de al menos un rectificador (en lo consecutivo: rectificador de generador, ya que se rectifica la corriente alterna producida por el generador) en un circuito intermedio de corriente contmua. De modo habitual, con el circuito intermedio de corriente contmua estan conectados varios inversores que, por su parte, generan la corriente alterna en el nivel electrico de tension deseado o en el ambito de tension electrica deseado que se requiere para los consumidores y los sistemas conectados en el lado de la tension alterna. Adicionalmente a los inversores, en su lado de tension contmua pueden estar provistos unos convertidores de tension contmua y/o en su lado de tension alterna pueden estar provistos unos transformadores para modificar el nivel de tension. Asimismo cabe la posibilidad de conectar otros convertidores electricos directamente o indirectamente con el circuito intermedio de corriente contmua. Adicionalmente, al margen de los sistemas auxiliares mencionados, tambien otros consumidores electricos, tal como por ejemplo instalaciones electricas existentes para la comodidad de los pasajeros, como el alumbrado, la climatizacion o sistemas de informacion, pueden ser alimentados de energfa electrica que proviene del circuito intermedio de corriente contmua, por ejemplo a traves de un inversor diferente de los sistemas auxiliares requeridos para la conduccion.
Con el circuito intermedio de corriente contmua estan conectados por ejemplo: una pluralidad de motores de traccion
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del vehteulo ferroviario a traves de un inversor o varios inversores de traccion; una barra colectora de tren, directa- mente o a traves de un convertidor adicional; sistemas auxiliares requeridos para la conduccion a traves de un inversor de sistemas auxiliares. Ademas, unos convertidores adicionales pueden estar conectados con el circuito inter- medio, por ejemplo destinados para la transformacion de energia superflua que es alimentada en el circuito interme- dio durante el frenado del vehteulo ferroviario, en calor. Un ejemplo de un conjunto de este tipo se describe en el documento WO 2009/077184 A1.
Puesto que, en el caso de la invencion, existe mas de un motor de combustion interna y al menos una maquina electrica esta acoplada respectivamente con el motor de combustion interna, solamente una parte de las maquinas electricas presentes puede generar energfa electrica, mientras que al mismo tiempo otra parte de las maquinas electricas funciona como motor, en particular para accionar el motor asociado de combustion interna en regimen de ralente Ello tiene la ventaja de que el suministro de combustible al motor de combustion interna puede ser desconec- tado. De manera alternativa, sin embargo, tambien es posible que al menos uno de los motores de combustion interna funciona solamente a bajo regimen y por lo tanto la o las maquinas electricas asociadas generan solamente una potencia electrica reducida que, por ejemplo, no contribuye, o solo de manera insignificante, a la potencia electrica que es alimentada en el circuito intermedio de corriente contmua.
Por este motivo, una pluralidad de combinaciones de maquinas y de motores de combustion interna permite un mo- do de carga parcial del vehteulo ferroviario, es decir, un funcionamiento en el que no se requiere la potencia electrica maxima posible. Como modo de carga parcial, por lo tanto, se entiende un modo en que la potencia mecanica de solamente una parte de los motores de combustion interna es suficiente para proporcionar la potencia electrica re- querida. Al margen de una reduccion del consumo de combustible de los motores de combustion interna, el modo de carga parcial tambien tiene la ventaja de que el impacto sonoro sobre el entorno es mas reducido. Por ejemplo, pueden existir cuatro combinaciones de maquinas y motores de combustion interna, en donde, de modo preferible, cada combinacion puede ser manejada, con independencia de las demas combinaciones, o en regimen ralentf o en el punto optimo de potencia. De manera opcional, para cada combinacion pueden ser ajustados mas de dos modos de funcionamiento, por ejemplo, adicionalmente a los dos modos de funcionamiento mencionados, un funcionamiento con una potencia media de la maquina electrica accionada como generador.
Por la presente, en lo que se refiere a las demas caractensticas posibles de un conjunto con varias combinaciones de maquinas y motores de combustion interna, se hace referencia a la solicitud de patente internacional con el nu- mero de solicitud PCT/EP 2012/052705 que ha sido presentada el 16 febrero. Particularmente, el contenido complete de dicha solicitud, por la presente, es integrado en la presente solicitud.
Los sistemas auxiliares que existen de manera adicional a los motores de traccion electricos y son alimentados de energfa electrica a partir del circuito intermedio de corriente contmua, comprenden en particular aquellos sistemas auxiliares que, tal como se ha mencionado mas arriba, son necesarios para la conduccion del vehteulo ferroviario. En caso de que, por lo tanto, el inversor de los sistemas auxiliares, a traves del cual dichos sistemas auxiliares estan conectados electricamente con el circuito intermedio de corriente contmua, falla o es apagado, el servicio de conduccion no puede continuar, y ello, a pesar de que el circuito intermedio de corriente contmua y la alimentacion de los motores de traccion a partir del circuito intermedio, eventualmente, todavfa pueden cumplir con sus funciones.
Una, varias o todas las combinaciones de maquinas y motores de combustion interna podnan ser apagadas de modo que, venido el tiempo, resulta ser necesario arrancar una o varias de las combinaciones apagadas de maquinas y motores de combustion interna. En particular hace falta arrancar el motor de combustion interna de la combinacion, a cuyo efecto se requiere la energfa correspondiente. En el caso de la presente invencion el arranque de al menos un motor de combustion interna es realizado con la ayuda de la maquina electrica asociada, por el hecho de que la maquina electrica acciona el motor de combustion interna acoplado con ella de manera mecanica. En particular, a partir de un determinado numero minimo de revoluciones del motor de combustion interna, la alimentacion de combustible al motor de combustion interna puede ser puesta en marcha, de modo que el motor de combustion interna empieza a funcionar por sus propios medios. A partir de dicho estado, el motor de combustion interna esta puesto en marcha, pudiendo, sin embargo, el proceso de arranque durar aun hasta que el motor de combustion interna alcance un numero de revoluciones con el cual puede funcionar de modo continuo sin carga, sin apagarse, y este preparado en cada momento para aumentar su numero de revoluciones y de funcionar tambien bajo carga. Dicho numero de revoluciones se llama habitualmente tambien regimen de ralentf. En particular, el motor de combustion interna, a partir del momento en que funciona por sus propios medios, ya no puede ser accionado, o solamente de manera adicional, por la maquina electrica asociada, y a partir de este, o de un ulterior, momento accionar por la inversa la maquina electrica. Con el regimen de ralentf, el motor de combustion interna propulsa la maquina electrica que, sin embargo, no suministra energfa a una carga electrica, o solamente a una escala pequena. Si se aumenta el numero de revoluciones aun mas, el motor de combustion interna aumenta la potencia con la cual la maquina electrica genera corriente alterna, de modo que los consumidores electricos pueden ser alimentados de energfa electrica por la maquina electrica.
De manera conveniente, la energfa para el arranque de al menos uno de los motores de combustion interna se ob- tiene a partir de un dispositivo de acumulacion de energfa del vehteulo ferroviario, en particular un dispositivo de acumulacion de energfa electrica o electroqmmica, en particular de la batena del vehteulo. El arranque de varios
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motores de combustion interna y tambien la repeticion frecuente de procesos de arranque despues de un apagado de los motores de combustion interna (por ejemplo, en un modo de carga parcial, vease mas arriba) es una carga considerable para el dispositivo de acumulacion de energfa del vehmulo. Para prevenir un agotamiento del dispositi- vo de acumulacion de energfa, se puede aumentar la capacidad de acumulacion del dispositivo de acumulacion de energfa. Ello, sin embargo, esta vinculado con costes adicionales y/o un aumento del peso y volumen constructivo del dispositivo de acumulacion de energfa, pudiendo componerse el dispositivo de acumulacion de energfa tambien de unas unidades dispuestas de modo repartido en el vetnculo.
De manera habitual se aumenta el nivel de tension a la salida del dispositivo de acumulacion de energfa (por ejemplo, una tension continua de 110 V) a traves de un transformador de tension, para tener a su disposicion una tension suficiente para el arranque de los motores de combustion interna. Por ejemplo, un inversor de maquina que es ali- mentado con corriente contmua a partir del dispositivo de acumulacion de energfa o del transformador de tension, para suministrar corriente alterna a la maquina electrica, esta disenado para una tension contmua de la magnitud de 750 V o de 1 kV.
Puede darse el caso de que el transformador de tension falla y por lo tanto no se puede arrancar ningun motor de combustion interna, de modo que el vetnculo ferroviario no esta listo para la marcha. Ello puede prevenirse por el hecho de que se preve al menos un segundo transformador de tension redundante. Ello, sin embargo, vuelve a aumentar el gasto en lo que se refiere a los costes de produccion, el espacio constructivo y el peso.
El documento US 2011/0080040 A1 describe un dispositivo de accionamiento con motores diesel que suministran en cada caso energfa de rotacion a un generador, para generar una corriente alterna que es alimentada a un rectifica- dor correspondiente. Cada rectificador esta conectado electricamente con uno de los generadores para generar una corriente contmua que es suministrada a un circuito intermedio de corriente contmua. Unos convertidores conecta- dos con el circuito intermedio de corriente contmua transforman la senal de tension contmua del circuito intermedio de corriente contmua en corriente alterna para accionar un motor de propulsion. Un mando esta conectado con los generadores.
El documento WO 2006/020587 A2 describe un procedimiento para el frenado regenerativo de una locomotiva hfori- da. La locomotiva puede disponer de varias maquinas.
Es un objeto de la presente invencion mantener bajo el esfuerzo para el arranque de los motores de combustion interna, en un conjunto para el suministro de motores electricos de traccion en un vehmulo ferroviario con una plura- lidad de motores de combustion interna.
De acuerdo con una idea basica de la presente invencion, una combinacion de maquina y de motor de combustion interna, ya arrancada o encontrandose en funcionamiento, es utilizada con el fin de poner en movimiento por lo menos una combinacion adicional de maquina y de motor de combustion interna. En este sentido, se conduce particu- larmente corriente alterna que es generada por la maquina electrica de la primera combinacion que ya esta funcio- nando, es decir, de la primera maquina electrica hacia la segunda maquina electrica de la combinacion aun sin arrancar, para hacer funcionar la segunda maquina electrica y poner en movimiento de este modo el motor de combustion interna de la segunda combinacion. Se puede proceder de la misma manera si, durante el transcurso ulterior del proceso de arranque o durante un funcionamiento adicional de la segunda combinacion, se produce o existe una necesidad de la segunda maquina electrica para un suministro de energfa electrica. Ello puede ser el caso particu- larmente si el motor de combustion interna debe funcionar al ralentf (es decir, con el regimen del motor al ralentf), con el suministro de combustible reducido o el suministro de combustible desconectado. Ello, sin embargo, tambien puede ser el caso cuando el funcionamiento del segundo motor de combustion interna esta perturbado y por este motivo la segunda maquina electrica acciona el segundo motor de combustion interna, por ejemplo para evitar un paro no deseado del segundo motor de combustion interna.
En particular, tanto a la primera como a la segunda maquina electrica esta asignado respectivamente un convertidor de potencia de maquina cuyo lado de corriente alterna esta conectado electricamente con la maquina electrica asig- nada. Los convertidores de potencia de maquina presentan en cada caso un lado de corriente contmua, estando los lados de corriente contmua de los convertidores de potencia de maquina conectados electricamente los unos con los otros a traves de una conexion de tension contmua (es decir, un cable). En particular, por lo tanto, los lados de corriente contmua de los convertidores de potencia de maquina estan conectados los unos con los otros directamente, sin convertidores adicionales (por ejemplo, transformadores de tension).
En una forma de realizacion preferida, por lo menos uno de los convertidores de potencia de maquina, y preferible- mente todos los convertidores de potencia de maquina, cuyos lados de corriente contmua estan conectados directamente los unos con los otros por medio de la lmea de corriente contmua, estan conectados con una capacidad electrica (por ejemplo, un condensador o un conjunto de condensadores). En este sentido, una conexion de la capacidad esta conectada con el primer potencial del conector de corriente contmua del convertidor de potencia de maquina, y la segunda conexion, opuesta, de la capacidad esta conectada con el segundo potencial del conector de corriente contmua del convertidor de potencia de maquina.
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De modo preferente, cada uno de los lados de corriente contmua de los convertidores de potencia de maquina esta acoplado de esta manera con una capacidad. Ello tiene la ventaja de que se compensan fluctuaciones de la tension contmua. Sin embargo, ya solamente una capacidad cuyos polos estan conectados con los dos potenciales de la lmea de corriente contmua, conduce a un amortiguamiento de las fluctuaciones de la tension contmua. Ademas, dicha capacidad o la pluralidad de dichas capacidades tiene la ventaja de que en ella se almacena energfa electrica en cuanto se cargue la capacidad. Para el proceso del suministro de energfa electrica a los convertidores de potencia de maquina entre ellos, ello tiene la ventaja de que esta disponible brevemente una potencia mas elevada para el arranque o el funcionamiento de al menos una de las combinaciones de motor de combustion interna y de maquina. Por lo tanto cabe la posibilidad de cargar por ejemplo previamente, durante y/o posteriormente al arranque de la primera de las combinaciones de motor de combustion interna y de maquina la capacidad o la pluralidad de capacidades y solamente despues arrancar la segunda de las combinaciones de motor de combustion interna y de maqui- na.
En particular pueden existir mas de dos combinaciones de motor de combustion interna y de maquina cuyas maqui- nas electricas estan acopladas entre ellas y/o pueden ser manejadas de la manera descrita mas arriba para las dos combinaciones (es decir, los lados de tension contmua de los convertidores de potencia de maquina estan conectados entre ellos). Por lo tanto, de manera adicional es posible que, despues del arranque o durante el funcionamiento de al menos una de las combinaciones, dicha combinacion o dichas combinaciones suministra/suministran energfa para el arranque y/o funcionamiento de una o varias de de las demas combinaciones.
La invencion presenta la ventaja de que el dispositivo de acumulacion de energia del vehnculo es menos cargado, ya que se necesita solamente para el arranque de la primera combinacion. Adicionalmente se aumenta la fiabilidad del vehnculo ferroviario, aunque un convertidor redundante para la conversion del nivel de tension a la salida del dispositivo de acumulacion de energia no sea obligatoriamente necesario.
En particular cuando, como es habitual, las maquinas electricas de las combinaciones deben suministrar energia electrica a traves de al menos un rectificador en un circuito intermedio de corriente contmua del vehnculo, se prefie- ren los convertidores adicionales de potencia de maquina, que estan conectados los unos con los otros a traves de la conexion de tension continua, y de este modo se economiza globalmente peso y volumen. La razon para ello reside en el hecho de que el, como mmimo uno, rectificador entre las maquinas electricas y el circuito intermedio de corriente contmua esta concebido para unas potencias muy elevadas y por lo tanto requiere peso y volumen de un tamano correspondiente. En caso de que el rectificador debe funcionar adicionalmente como inversor, aumentan el peso y el volumen. Por el contrario, los convertidores adicionales de potencia de maquina estan disenados, particu- larmente en el caso de al menos una capacidad electrica adicional, para unas potencias electricas relativamente reducidas. Por lo tanto, el gasto adicional para los convertidores de potencia de maquina es escaso.
Con el fin de poder manejar ventajosamente en particular un conjunto que comprende un circuito intermedio de corriente contmua, al menos un rectificador entre las maquinas electricas y el circuito de tension continua y convertidores adicionales de potencia de maquina, de manera opcional estan previstos unos conmutadores electricos que pueden ser mandados, abiertos y cerrados por un conjunto de control. De esta manera cabe la posibilidad de sepa- rar electricamente al menos uno de los convertidores de potencia de maquina con respecto al otro o los otros convertidores de potencia de maquina (en este caso esta previsto al menos un conmutador electrico en la conexion de tension continua o esta previsto en la conexion entre el convertidor de potencia de maquina y la conexion de tension continua) y/o de separar por lo menos uno de los convertidores de potencia de maquina con respecto a la maquina electrica asignada al mismo (en este caso, el conmutador electrico adicional esta dispuesto en la conexion entre el lado de tension alterna del convertidor de potencia de maquina y la maquina electrica). De modo alternativo o adicional puede estar previsto un conmutador electrico con el cual como mmimo un rectificador, o uno de los rectificado- res (llamados tambien rectificadores de generador) puede ser separado con respecto a las maquinas electricas aso- ciadas y/o al circuito intermedio de corriente contmua.
De modo preferente, una maquina electrica, mientras que suministra energia (en particular para el proceso de arranque de un motor de combustion interna de otra combinacion) a traves de la conexion de tension contmua a una maquina electrica de otra combinacion, esta separada electricamente del circuito intermedio de corriente contmua. Dicho de manera mas generalizada, la alimentacion de al menos una maquina electrica se realiza a traves de la conexion de tension continua, sin utilizar el circuito intermedio de corriente contmua. Dicho de manera aun mas generalizada, no hay razon porque debe tratarse de un circuito intermedio de corriente contmua, a traves del cual las maquinas electricas suministran energia para el motor de traccion o los motores de traccion. Por lo tanto, en lo con- secutivo se habla generalmente tambien de una conexion de traccion a traves de la cual se alimenta un motor de traccion del vehnculo ferroviario. En este caso generalizado, por lo tanto, la maquina electrica no suministra energia electrica a ningun motor de traccion, mientras que suministra energia (en particular para el proceso de arranque de un motor de combustion interna de otra combinacion) a traves de la conexion de tension continua con una maquina electrica de una combinacion diferente. Por ejemplo, se preve un comutador electrico que esta abierto, o entre la maquina electrica y la conexion de traccion o entre la conexion de traccion y el motor de traccion. En particular, ello significa que la conexion de tension contmua de los lados de tension contmua de los convertidores de potencia de maquina, al menos durante esta fase de operacion (y preferiblemente siempre) esta separada de tal manera del
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motor de traccion o de los motores de traccion, que no se suministra ninguna ene^a de la conexion de tension contmua a un motor de traccion.
En particular, la funcion de rectificador de al menos uno de los convertidores de potencia de maquina, para hacer disponible la energfa de tension contmua para al menos un convertidor adiconal de potencia de maquina, se obtiene gracias al hecho de que, de modo antiparalelo con respecto a los conmutadores electronicos controlables del convertidor de potencia de maquina, que facilitan la funcion de inversor, en cada caso esta dispuesta al menos una valvula electrica de uso unico (particularmente un diodo). Un diodo de este tipo, en particular, es caracterizado habi- tualmente como diodo libre. De manera preferente, las valvulas electricas de uso unico son disenadas de tal modo que pueden conducir la corriente electrica requerida para la alimentacion de otras combinaciones de maquinas y motores de combustion interna.
En particular se propone: un conjunto para el suministro de energfa electrica a motores electricos de traccion en un vehnculo ferroviario, comprendiendo el conjunto:
- por lo menos dos motores de combustion interna,
- para los, como mmimo, dos motores de combustion interna respectivamente una maquina electrica asociada para la generacion de la energfa electrica, estando la maquina electrica acoplada mecanicamente con el motor de combustion interna, de modo que, en funcionamiento a modo de generador de la maquina electrica, es accionada por el motor de combustion interna, de manera que estan formadas al menos una primera y una segunda combinacion de maquina y de motor de combustion interna,
- por lo menos una conexion electrica de traccion, a traves de la cual un motor de traccion del vehnculo ferroviario puede ser conectado electricamente con al menos una de las maquinas electricas,
- para las maquinas electricas respectivamente un convertidor de potencia de maquina asociado para el suministro de energfa electrica a la maquina electrica durante un funcionamiento en modo motor de la maquina electrica, estando conectado un borne de tension contmua del convertidor de potencia de maquina con la maquina electrica, y
- un conjunto de mando para controlar al menos el funcionamiento de los convertidores de potencia de maquina,
estando una primera de las maquinas electricas conectada electricamente con un borne de tension alterna de un rectificador, estando un borne de tension contmua del rectificador conectado electricamente a traves de una lmea de corriente contmua electrica con un lado de tension contmua de un segundo de los convertidores de potencia de maquina, que esta asignado a la segunda de las maquinas electricas, en donde el rectificador rectifica la corriente alterna electrica generada por la primera maquina electrica, alimentandola a traves de la lmea de corriente contmua al segundo convertidor de potencia de maquina, y el conjunto de mando esta realizado de tal manera que maneja el segundo convertidor de potencia de maquina como inversor, para suministrar corriente alterna a la segunda maquina electrica, mientras que el segundo convertidor de potencia de maquina es alimentado de corriente alterna por el rectificador.
Cabe la posibilidad de que, adicionalmente al primer convertidor de potencia de maquina, que esta asignado a la primera maquina electrica, existe un rectificador que rectifica la corriente alterna de la primera maquina electrica y la suministra al segundo convertidor de potencia de maquina. Sin embargo, ello no es preferible ya que el gasto es menor si se disena el primer convertidor de potencia de maquina tambien como rectificador apropiado.
Adicionalmente se propone: un procedimiento para el suministro de energfa electrica a motores de traccion electricos en un vehnculo ferroviario, en el cual:
- por lo menos dos motores de combustion interna son manejados respectivamente en combinacion con una maquina electrica asociada, de modo que se manejan al menos una primera y una segunda combinacion de maquina y de motor de combustion interna,
- por lo menos una primera de las maquinas electricas, en un primer estado de funcionamiento de la maquina durante un modo generador de la respectiva maquina electrica, accionada por el motor de combustion interna, genera corriente alterna que se utilizada para el funcionamiento de al menos un motor electrico de traccion,
- por lo menos una segunda de las maquinas electricas es alimentada en un segundo estado de funcionamiento de la maquina, de corriente alterna por un convertidor de potencia de maquina asociado con la misma, y acciona el motor de combustion interna, asignado a la misma,
en donde al menos el convertidor de potencia de maquina que esta asignado a la seguna maquina electrica, mientras que la maquina electrica asignada se encuentra en el segundo estado de funcionamiento, es alimentado de corriente contmua por un rectificador asignado a la primera maquina electrica, en donde el rectificador genera la corriente contmua a partir de la corriente alterna que es generada por la primera maquina electrica.
Tanto el conjunto previamente definido como el procedimiento previamente definido facilitan, en caso de existir mas de una combinacion de maquina y de motor de combustion interna, no solamente la alimentacion de corriente contf- nua a uno de los convertidores de potencia de maquina, que ha sido rectificada a partir de corriente alterna de la maquina electrica de otra combinacion. Mas bien, una pluralidad de los convertidores de potencia de maquina puede ser alimentada tambien de corriente contmua que es rectificada al menos a partir de la corriente alterna de la maqui-
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na electrica de otra de las combinaciones. Ademas tambien es posible suministrar a un convertidor de potencia de maquina o a varios de una o varias de otras combinaciones la corriente alterna rectificada que proviene de una plu- ralidad de las maquinas electricas.
En particular, la lmea de corriente contmua esta conectada (preferiblemente de modo separable electricamente, a traves de al menos un conmutador electrico) con un borne electrico a traves del cual, durante el funcionamiento del vehmulo, un dispositivo de acumulacion de energia, electrico o electroqmmico, (en particular la batena del vehmulo) del vehmulo puede suministrar energfa electrica a la lmea de corriente contmua.
Por lo tanto, la lmea de corriente contmua puede ser utilizada en particular para el arranque de al menos uno de los motores de combustion interna. En este caso, el dispositivo de acumulacion de energia suministra energfa electrica a la lmea de corriente contmua y dicha energia electrica puede ser utilizada para el arranque del motor de combustion interna, por el hecho de que el convertidor de potencia de maquina genera corriente alterna y la maquina electrica de la combinacion es manejada a traves de la misma.
De manera alternativa o adicional, la energia electrica que proviene del dispositivo de acumulacion de energia del vetnculo puede ser utilizada para cargar una capacidad electrica que esta conmutada con sus polos entre los poten- ciales de la la lmea de corriente contmua.
El concepto de "primer estado de funcionamiento", utilizado mas arriba, se refiere respectivamente a la maquina electrica de una combinacion determinada o a la combinacion. Ello se aplica tambien al concepto de "segundo estado de funcionamiento". Pueden existir unos estados de funcionamiento adicionales, por ejemplo el reposo del motor de combustion interna. En el primer estado de funcionamiento, la maquina electrica es accionada por el motor de combustion interna asociado y genera una tension alterna electrica, que permite que fluya una corriente alterna. En el segundo estado de funcionamiento, la maquina electrica acciona el motor de combustion interna asociado, mien- tras que es alimentada de corriente alterna a partir del convertidor asignado de potencia de maquina (llamado tam- bien inversor de maquina). Ello significa que, en varias combinaciones de maquina y de motor de combustion interna, las diversas maquinas electricas o combinaciones pueden encontrarse en un mismo instante en estados de funcionamiento diferentes. Mientras que, por ejemplo, la maquina electrica de la primera combinacion se encuentra en el primer estado de funcionamiento, la maquina de la segunda combinacion se encuentra por ejemplo en el segundo estado de funcionamiento. No obstante, no esta excluido que todas las maquinas electricas pueden encontrarse en un instante determinado en el mismo estado de funcionamiento. En caso de que se trata del mismo estado de funcionamiento, la energia para el funcionamiento de las maquinas electricas puede ser suministrada a los con- sumidores particularmente a traves de un circuito intermedio de corriente contmua del conjunto. Ello es aplicable tambien en el caso de que no se encuentra ninguna o no todas las maquinas electricas en el segundo estado de funcionamiento. La energia que proviene del circuito intermedio de corriente contmua para el suministro de la(s) maquina(s) electrica(s) puede ser generada por ejemplo durante un proceso de frenado del vetnculo ferroviario por al menos un motor de traccion como energia de tension alterna y ser alimentada a traves del inversor de traccion asignado hacia el circuito intermedio de corriente contmua.
Particularmente, la conexion de traccion puede ser un borne de tension alterna en el lado de tension alterna de un inversor de traccion o el borne de tension contmua del inversor de traccion. Tal como se describira en detalle a con- tinuacion, se prefiere que las maquinas electricas suministren la corriente alterna generada por ellas por lo menos a un rectificador (rectificador de generador) y la corriente rectificada por el rectificador sea alimentada a un circuito intermedio de corriente contmua. De manera conocida, con dicho circuito intermedio de corriente contmua esta co- nectado por lo menos un inversor de traccion.
Cabe la posibilidad de que al menos uno de los convertidores de potencia de maquina forma tambien el rectificador de generador. Ello, sin embargo, no es preferible, en particular por lo motivos arriba mencionados.
Por lo tanto, el conjunto comprende de modo preferible, adicionalmente a los convertidores de potencia de maquina, al menos un rectificador de generador para rectificar las corrientes alternas que son generadas por las maquinas electricas durante un funcionamiento en modo generador de la respectiva maquina electrica, en donde al menos un rectificador de generador esta conectado en su lado de tension contmua con al menos una de las maquinas electri- cas y en su lado de tension contmua con un circuito intermedio de corriente contmua, a traves del cual el motor elec- trico puede ser alimentado de energia electrica. En lo que se refiere al procedimiento, corresponde a aquel de rectificar, en el primer estado de funcionamiento de la maquina electrica o de las maquinas electricas, la corriente alterna generada a traves de al menos un rectificador de generador que existe de modo adicional a los convertidores de potencia de maquina, y alimentarla en un circuito intermedio de corriente contmua, a partir del cual se suministra energia electrica a por lo menos un motor electrico de traccion.
En particular es posible cargar de energia electrica en un primer tiempo al menos una capacidad electrica que esta conectada entre los potenciales electricos del circuito intermedio de corriente contmua, y solamente despues suministrar la corriente alterna generada a traves de al menos un rectificador de generador al circuito intermedio de corriente contmua. De esta manera es posible arrancar, particularmente en el estado en que todos los motores de combustion interna estan apagados, en un primer tiempo uno de los motores de combustion interna y suministrar
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entonces al circuito intermedio de corriente contmua la energfa que proviene de la maquina electrica asignada, sin generar unas corrientes electricas demasiado elevadas en el circuito intermedio de corriente contmua.
Alternativamente, sin embargo, es posible suministrar ene^a de la maquina electrica al circuito intermedio de corriente contmua ya durante el proceso de arranque del primer motor de combustion interna, cuando este gira todavfa a bajos numeros de revoluciones, y la tension alterna generada por la maquina electrica asignada por lo tanto aun es baja. En este caso, la corriente en el circuito intermedio de corriente contmua es limitada por la tension alterna toda- vfa baja, y la capacidad en el circuito intermedio de corriente contmua es cargada lentamente. Tambien en este caso, sin embargo se prefiere que el rectificador a traves del cual la maquina electrica esta conectada con el circuito intermedio de corriente contmua, al principio del proceso de arranque aun no suministre corriente contmua al circuito intermedio de corriente contmua. La razon es que, al principio del proceso de arranque, el convertidor de potencia de maquina debe suministrar una tension alterna elevada para el funcionamiento de la maquina electrica. Ello, por su parte, provocana unas corrientes elevadas en el circuito intermedio de corriente contmua y ademas se reducina la potencia del convertidor de potencia de maquina que esta disponible para el proceso de arranque.
En particular, el conjunto de mando puede comprender una pluralidad de unidades de control que estan configura- das para controlar los convertidores y opcionalmente los demas dispositivos del conjunto de suministro. Por ejemplo existen unidades de control en particular para cada uno de los convertidores (rectificador de generador, convertidor de potencia de maquina, inversor de sistemas auxiliares, inversor de traccion), para los motores de combustion interna y opcionalmente para los conmutadores electricos controlables arriba mencionados. De modo preferible, en terminos de control, las unidades de control estan conectadas las unas con las otras y/o con una unidad de control superior.
De acuerdo con la invencion, los convertidores de potencia de maquina son controlados en particular por el conjunto de mando indicado de tal manera que permiten un arranque y/o accionamiento de al menos uno de los motores de combustion interna a traves de la maquina electrica asignada, recibiendo la maquina electrica asignada energfa que proviene de otra maquina electrica de una de las combinaciones. En caso de que, por ejemplo, dos convertidores de potencia de maquina participan en este tipo de funcionamiento, el primer convertidor de potencia de maquina rectifi- ca una corriente alterna generada por la primera maquina electrica asignada y suministra esta corriente alterna al segundo convertidor de potencia de maquina, que la invierte y alimenta de esta manera la segunda maquina electri- ca. De modo preferente, el primer convertidor de potencia de maquina no es controlado activamente, es decir, no tiene lugar el mando, realizado durante el funcionamiento en modo inversor del convertidor de potencia de maquina para el encendido y apagado de conmutadores electronicos, y la corriente alterna es rectificada de modo pasivo, es decir, por ejemplo mediante las valvulas electricas de un solo uso arriba mencionadas (por ejemplo, diodos). Por ejemplo, las valvulas electricas de un solo uso forman una conmutacion trifasica de medio puente. Al contrario, el segundo convertidor de potencia de maquina, que invierte la corriente contmua del primer convertidor de potencia de maquina, preferiblemente es controlado de modo activo, encendiendo y apagando en particular sus conmutadores electronicos de manera correspondiente.
En un primer tiempo se carga de energfa electrica particularmente al menos una capacidad electrica que esta conectada entre los potenciales electricos de la lmea de corriente contmua, y solamente despues se alimenta una maquina electrica de corriente contmua revertida que proviene de la lmea de corriente contmua y/o de al menos una capacidad (es decir, de corriente alterna). Ello tiene la ventaja de que, para el suministro de la(s) maquina(s) electrica(s) esta disponible mas energfa de la lmea de corriente contmua y se amortiguan las fluctuaciones de la tension de la lmea de corriente contmua. Ello es ventajoso particularmente durante el arranque del primer motor de combustion interna con energfa del dispositivo de acumulacion de energia del vehmulo.
A continuacion, se describen unos ejemplos de realizacion de la invencion con referencia al dibujo anexo. Las individuals figuras del dibujo muestran:
Fig. 1 una forma de realizacion de un conjunto para el suministro de energfa electrica a por lo menos un motor de traccion en un vehmulo ferroviario y
Fig. 2 un convertidor de potencia de maquina y una maquina conectada electricamente con el lado de tension alterna del convertidor de potencia, en donde el convertidor de potencia tambien puede funcionar como rectificador, para rectificar la corriente alterna generada por la maquina electrica y alimentarla a una lmea de corriente contmua.
El ejemplo de realizacion representado en la Fig. 1 comprende cuatro combinaciones de maquina y de motor de combustion interna 1, 3, en el cual los motores de combustion interna 1 a, 1 b, 1 c, 1 d son preferiblemente motores diesel. En lo que se refiere a las maquinas electricas 3a, 3b, 3c, 3d se trata por ejemplo de motores sincronizados de iman permanente.
Cada una de las combinaciones 1, 3 esta conectada a traves de una lmea de conexion trifasica 4a, 4b, 4c, 4d con uno de los rectificadores de generador 5a, 5b, 5c, 5d asignados a la combinacion 1, 3. En este sentido, la lmea de conexion trifasica 4 de cada una de las combinaciones pasa por un interruptor de circuito trifasico controlable 14a, 14b, 14c, 14d. De esta manera, la conexion electrica trifasica entre la maquina electrica 3 y el rectificador de gene-
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rador 5 puede ser interrumpida por una unidad de control (no representada), en particular si la maquina electrica 3 de la combinacion 1, 3 funciona como motor, pero tambien durante un proceso de arranque de la combinacion 1, 3. Los rectificadores 5 estan conectados a traves de lmeas de conexion 33, 34, que estan realizadas bajo la forma de colectores para todos los rectificadores 5, con el circuito intermedio de corriente contmua con las lmeas 8, 10.
No estan representados los inversores que estan conectados con las lmeas 8, 10, por ejemplo al menos un inversor de traccion, un inversor de sistemas auxiliares y un inversor para la alimentacion de corriente al tren.
Para cada una de las combinaciones esta previsto un inversor de potencia de maquina asignado 23a, 23b; 23c, 23d. Los lados de tension alterna de los inversores de potencia 23 estan conectados en cada caso a traves de un interrupted 24a, 24b, 24c, 24d controlable por una unidad de control (no representada) con la lmea de conexion trifasica 4 de la combinacion.
De modo habitual, una capacidad CD se conecta entre las lmeas 8, 10 del circuito intermedio para compensar las fluctuaciones de la tension alterna y/o recibir energfa.
Adicionalmente, los lados de tension continua de los convertidores de potencia de maquina 23 estan conectados los unos con los otros a traves de una conexion de tension continua 18. En la figura 1, la conexion de tension continua 18 esta representada por lmeas individuales a pesar del hecho de que se trata de una conexion de dos polos. Sin embargo es posible que los lados de tension continua esten conectados los unos con los otros por ejemplo a traves de una lmea electrica unifilar y adicionalmente a traves de la masa del vehteulo. Puesto que existen varias combinaciones 1, 3, la conexion de tension contmua 18 esta ramificada.
De manera adicional, con la conexion de tension continua 18 esta conectada una lmea electrica adicional 28 que esta realizada particularmente en dos polos y que permite extraer, a traves de un interruptor 27 y un transformador de tension 26 asf como a traves de un interruptor de circuito 25 opcional, energfa de un dispositivo electrico de acumulacion de energia 19 (por ejemplo, batena de vehteulo). Por este motivo, el funcionamiento de al menos uno de los convertidores de potencia de maquina 23 tambien es posible con energfa que proviene del dispositivo electrico de acumulacion de energia 19. Especialmente en el caso de que todos los motores de combustion interna 1 estan apagados, se extrae energia para el arranque del primer motor de combustion interna del dispositivo electrico de acumulacion de energia 19 y se utiliza esta energia para el arranque de al menos una combinacion 1, 3. Por ejemplo, se arranca en un primer tiempo la combinacion 1 a, 3a, despues de hacer funcionar la maquina electrica 3a de la misma como generador, y la energia electrica generada es suministrada al circuito intermedio 8, 10 a traves del rectificador de generador 5b. Por lo tanto, esta energia esta disponible para el funcionamiento de al menos un motor de traccion y opcionalmente de otros consumidores del circuito intermedio.
De modo alternativo o adicional, despues del arranque de la combinacion 1 a, 3a, la energia generada por la maquina electrica 3a puede ser alimentada a traves del convertidor de potencia de maquina asignado 23a a la conexion de tension continua 18 y esta disponible para el arranque de una o de varias otras combinaciones 1, 3.
El transformador de tension 26 esta conectado adicionalmente a traves de una lmea electrica con la lmea 10 en el potencial electrico superior del circuito intermedio, concretamente a traves de una resistencia 29 y un diodo 30. La lmea 22 puede puede ser separada del transformador de tension 26 a traves del interruptor 27. A traves de la lmea 22, el circuito intermedio de corriente contmua (en particular la capacidad CD) puede ser cargado previamente, es decir, puede generarse una tension electrica correspondiente entre la lmea 10 y la lmea 8. De esta manera, al conectar los generadores 3 mediante el cierre de los interruptores 14, se pueden evitar las corrientes electricas muy elevadas.
En lo que se refiere al conjunto representado en la Fig. 1, muchas modificaciones son posibles. Por ejemplo, puede existir un numero diferente de combinaciones 1, 3. De modo alternativo o adicional, pueden estar previstos varios circuitos intermedios de tension contmua, a partir de los cuales se suministra en cada caso energia electrica a por lo menos un motor de traccion. De modo alternativo o adicional tambien es posible realizar modificaciones de los dis- positivos para el suministro de energia del dispositivo de acumulacion de energia 19 a la conexion de tension conte- nua 18, por ejemplo es posible conectar un transformador de tension adicional paralelo al transformador de tension 26 representado en la Fig. E, de modo que el dispositivo de acumulacion de energia 19 puede proporcionar, de modo facultativo o al mismo tiempo, energia electrica a traves de un transformador de tension o varios de ellos.
Fig. 2 muestra un ejemplo de realizacion para un convertidor de potencia de maquina o un inversor de maquina, que puede ser particularmente cada uno de los inversores de maquina 23 representados en la Fig. 1. A la izquierda en la Fig. 2 esta representada la maquina electrica asignada 3, donde el interruptor electrico 24, opcionalmente presente, de la Fig. 1 no esta representado en la Fig. 2.
La maquina electrica 3 esta conectada a traves de una lmea electrica trifasica, que en la Fig. 1 esta representada como derivacion de la lmea 4, con el lado de tension contmua del convertidor de potencia de maquina 23. El convertidor de potencia 23 se compone de tres medios puentes 31 a, 31 b, 31 c que se componen en cada caso de una conexion en serie de dos conexiones en paralelo de respectivamente un interruptor electronico controlable 321-326 y
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un diodo 331-336 conectado de modo antiparalelo con respecto al mismo. En cada medio puente 31 a, 31 b, 31 c se encuentra el contacto de la conexion de tension alterna entre las conexiones en paralelo conmutadas en serie.
Los extremos opuestos de los medios puentes 31 estan guiados respectivamente en uno de dos polos comunes del borne de tension continua que, en la Fig. 2, estan identificados por un signo de mas y un signo de menos. Entre dichos polos o potenciales electricos diferentes esta conectada una capacidad 34. Ademas, los dos polos del borne de tension contmua estan conectados con una conexion de tension contmua a traves de la cual el convertidor de potencia 23 puede ser alimentado de corriente contmua y, de modo preferible, tambien puede suministrar corriente contmua a otros dispositivos, segun en que estado de funcionamiento se encuentra la maquina electrica. En funcion del estado de funcionamiento se realiza tambien o no se realiza el mando de las valvulas electronicas 321-326 (tra- tandose de modo preferente de IGBT = transistores bipolares de puerta de salida). En particular, el funcionamiento en modo inversor del convertidor de potencia 23 esta bloqueado (en particular, en este caso todas las valvulas electronicas estan apagadas), cuando la maquina electrica 3 no debe alimentarse de corriente alterna del convertidor de potencia 23. Si, ademas, la maquina electrica se encuentra en el estado de funcionamiento en el cual suministra corriente alterna al convertidor de potencia 23 para suministrar la corriente rectificada por el convertidor de potencia 23 a por lo menos otra combinacion de maquina y motor de combustion interna, la corriente alterna es rectificada gracias a los diodos 331-336 del convertidor de potencia 23 y, de acuerdo con las tensiones alternas encadenadas de las tres fases, se genera una corriente contmua en el lado de tension contmua del convertidor de potencia 23, cuyas fluctuaciones de tension son amortiguadas por la capacidad 34. En este estado de funcionamiento, los potenciales electricos en los respectivos contactos del borne de tension alterna del convertidor de potencia 23 en cada periodo de la corriente alterna estan temporalmente superiores a los potenciales electricos en el polo positivo del borne de tension contmua, de modo que los diodos 331, 333, 335 adquieren una conductividad electrica correspon- diente. Viceversa, el potencial electrico en los contactos de tension alterna en cada periodo se vuelven temporalmente inferiores al potencial electrico en el segundo polo del borne de tension contmua, de modo que los diodos 332, 334, 336 adquieren temporalmente una conductividad electrica correspondiente.
A continuacion se describen unas maneras de proceder preferentes, en particular con el ejemplo del conjunto de acuerdo con la Fig. 1. En este sentido se mencionan tambien ejemplos concretos para estados de funcionamiento (por ejemplo, tensiones electricas) a los cuales, sin embargo, las maneras de procedimiento no estan limitadas. En la practica, estas tensiones electricas y otras magnitudes electricas pueden variar o ser elegidas de otro modo.
A este respecto, se parte de la idea de que en el lado de tension contmua una capacidad esta conectada por cada uno de los convertidores de potencia de maquina 23 entre los polos de la conexion de tension contmua, donde las capacidades estan elegidas de manera preferente con magnitudes iguales. Por lo tanto, la capacidad existente glo- balmente en la conexion de tension contmua de los convertidores de potencia de maquina es al menos identica a la cantidad de los convertidores de potencia de maquina conectados, multiplicada con la capacidad individual. Por lo tanto es posible acumular una energfa considerable en las capacidades, energfa que esta disponible para la alimentacion mutua de los convertidores de potencia de maquina. De manera adicional se mejora la amortiguacion de las fluctuaciones de tension en la conexion de tension contmua. De modo preferente, sin embargo, para el arranque de uno de los motores de combustion interna no se extrae solamente energfa de las capacidades de la conexion de tension contmua, sino se alimenta durante el proceso de arranque adicionalmente energfa que proviene de al menos una de las demas combinaciones a la conexion de tension contmua.
En particular, el nivel de tension puede ser mas elevado, causado por la alimentacion de energfa electrica a partir de al menos una de las maquinas electricas de las combinaciones en la conexion de tension contmua, que en caso de que la conexion de tension contmua recibe energfa exclusivamente a partir del dispositivo de acumulacion de ener- gia 19 del vehnculo.
Por ejemplo, despues del cierre del interruptor de circuito 25 opcional, el nivel de tension en la entrada, del lado del dispositivo de acumulacion, del transformador de tension 26 es de unos 110 V y el transformador de tension aumen- ta esta tension en su salida hasta un nivel de tension en la gama de 750 V. Sin embargo, este nivel de tension au- mentado es particularmente mas bajo que el nivel de tension ulterior en la conexion de tension contmua 18 que puede alcanzarse en caso de la alimentacion de energfa a traves de uno o varios convertidores de potencia de maquina 23. Por lo tanto, los procesos de arranque u otros suministros de las diversas combinaciones 1, 3 entre ellas pueden realizarse con un nivel de tension mas elevado, y por lo tanto de manera mas rapida y con flujos de energfa mas elevados que en caso de un suministro exclusivamente a partir del dispositivo de acumulacion de energia del vehnculo. Particularmente, por este motivo, todas las combinaciones existentes pueden ser arrancadas de manera mas rapida y tambien mas eficiente que en caso de un suministro de energfa de arranque exclusivamente a partir del dispositivo de acumulacion de energia 19.
En caso de que, por ejemplo al equipar una locomotiva, por ejemplo una locomotiva diesel, se debe arrancar el primer motor de combustion interna (en particular motor diesel), los interruptores electricos 14 estan abiertos y por lo tanto las maquinas electricas 3 aun estan separadas electricamente del circuito intermedio de corriente contmua 8, 10. A continuacion se cierra preferiblemente en un primer tiempo el interruptor 27, para conectar la salida del transformador de tension 26 con los conectores de tension contmua del convertidor de potencia de maquina 23 y al mismo tiempo con el circuito intermedio de corriente contmua 8, 10. Tal como ya se ha mencionado, en la lmea electrica
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22 se encuentra el diodo de bloqueo 30 para proteger contra una tension demasiado elevada, durante el funciona- miento del circuito intermedio despues del arranque de los motores de combustion interna.
A continuacion se puede encender al menos un transformador de tension 26, y despues del encendido del interrupted de circuito opcional 25, el dispositivo de acumulacion de energia 19 o el transformador de tension 26 carga las capacidades CD en el circuito intermedio 8, 10 y las capacidades, no representadas en la Fig. 1, en los conectores de la conexion de tension contmua 18. Mediante la carga de la capacidad CD el conjunto es protegido contra las corrientes demasiado elevadas que, sin carga previa de la capacidad, podnan generarse despues del encendido de al menos uno de los interruptores 14. En particular, para la carga de las capacidades, la tension contmua en la salida del transformador de tension 26 en un primer tiempo aun puede ser baja, y ser aumentada entonces en el curso del tiempo.
En particular cuando la tension en el circuito intermedio de corriente contmua 8, 10 ha alcanzado cierta tension pre- determinada, se comienza el proceso de arranque de un primer motor de combustion interna. A este efecto se cierra el interruptor 25 en la lmea electrica entre el convertidor de potencia de maquina 23 de la combinacion y el converti- dor de potencia de maquina 23 es mandado de tal manera que se genera una tension alterna en su lado de tension alterna y que fluye una corriente alterna hacia la maquina electrica asignada 3. Antes o despues, el mando del motor de combustion interna puede ser puesto en un estado listo para arrancar.
De modo preferible, el convertidor de potencia de maquina 23 de la combinacion a ser arrancada es controlado de tal manera que la corriente alterna generada por el mismo produce en la maquina electrica asignada 3 un campo de giro en la direccion de giro en la cual debe tener lugar el funcionamiento acoplado del motor de combustion interna y de la maquina electrica. En este caso, la frecuencia de esta corriente alterna es aumentada preferiblemente en el curso del tiempo, para poner el motor de combustion interna en un primer tiempo en movimiento, desde el estado de reposo, y para acelerarlo posteriormente. De manera preferible, al alcanzar o sobrepasar un numero de revoluciones mmimo predeterminado, la unidad de control del motor de combustion interna empieza automaticamente con el suministro de combustible al motor de combustion interna, de modo que el propio motor de combustion interna con- tribuye a un aceleramiento adicional. En particular al alcanzar un valor predeterminado (adicional, mas elevado) de numero de revoluciones o al sobrepasarlo, el convertidor de potencia de motor 23 es bloqueado, es decir, ya no genera corriente alterna. A este efecto, los interruptores electronicos son apagados de manera permanente.
Lo mas tarde en este momento el interruptor 27 puede volver a abrirse, de modo que no se recibe mas energfa del dispositivo de acumulacion de energia 19. Al mismo tiempo o de manera alternativa se apaga el transformador de tension 26.
El proceso de arranque es continuado de tal modo que el motor de combustion interna aumenta de modo autonomo su numero de revoluciones, en particular hasta que se alcance un regimen de ralente
El primer valor determinado del numero de revoluciones se situa por ejemplo en 120 por minuto, el segundo valor determinado del numero de revoluciones por ejemplo en 400 por minuto y el regimen de ralente por ejemplo en unos 600 por minuto.
Si el motor de combustion interna aumenta su numero de revoluciones aun mas despues del bloqueo del convertidor asignado de potencia de maquina 23, sube tambien la tension alterna generada por la maquina electrica asociada. En caso de que el interruptor 24 permanece cerrado mas tiempo, o vuelve a cerrarse, por lo tanto la tension electrica alterna en el conector de tension alterna del convertidor de potencia de maquina sube y otorga una conductividad ctelica a las valvulas electricas de uso unico (en particular los diodos 331-336 en la Fig. 2), de modo que el convertidor de potencia de maquina 23 genera una corriente contmua en su lado de tension contmua. A continuacion, la energia electrica correspondiente esta disponible para una carga adicional de las capacidades en la conexion de tension contmua y particularmente al mismo tiempo o mas tarde, para el arranque de al menos un motor adicional de combustion interna. Mediante el cierre del interruptor electrico respectivo 24 y la activacion del convertidor de potencia de maquina asignado 23, en particular de la misma manera o similarmente a lo descrito mas arriba, se arranca el motor de combustion interna de la respectiva combinacion 1, 3.
Los interruptores electricos 14 pueden cerrarse o cuando todos los motores de combustion interna han sido arranca- dos, o cuando han sido arrancadas aquellas combinaciones que estan previstas para el funcionamiento. Entonces empieza la alimentacion de energia electrica a partir de la respectiva maquina electrica 3, a traves del interruptor cerrado 14 y el rectificador asignado 5, hacia el circuito intermedio de corriente contmua 8, 10. Alternativamente, por lo menos uno de los interruptores electricos 14 ya puede ser cerrado con anterioridad. Ello puede producirse particularmente en el caso de que la capacidad CD en el circuito intermedio de corriente contmua 8, 10 ya ha sido cargada previamente y por ejemplo ya una o varias de las combinaciones 1, 3 han sido arrancadas y generan energia electri- ca. Sin embargo, ello puede producirse de manera alternativa tambien en un momento anterior, cuando la tension electrica alterna generada por la maquina electrica 3 de una combinacion arrancada 1, 3 aun es baja, es decir, cuando el numero de revoluciones del motor de combustion interna 1 todavia es bajo. Tambien en este caso se evitan unas corrientes demaisado elevadas cargando la capacidad CD aun vacfa.
Unas variantes de los procedimientos arriba descritos son posibles. Por ejemplo, en funcion del respectivo estado de funcionamiento del vedculo ferroviario puede ser suficiente si solamente una de las combinaciones 1, 3 o solamente una parte de las combinaciones 1, 3 suministra ene^a al circuito intermedio de corriente contmua 8, 10. Ello es el caso por ejemplo si se requiere solamente poco de energfa para los motores de traccion o si se tiene que suministrar 5 la energfa que proviene del circuito intermedio de corriente contmua incluso unicamente a otros consumidores, por ejemplo consumidores que estan conectados con una alimentacion de corriente del tren. Tambien en este caso, el interruptor 14 de la combinacion requerida 1, 3 puede estar cerrado. Particularmente, en este caso puede estar abierto tambien el interruptor 24 de la combinacion.
10 En funcion particularmente del estado de funcionamiento del vehmulo ferroviario es posible, cuando solamente una parte de las combinaciones 1, 3 ya ha sido puesta en marcha, volver a arrancar al menos una combinacion adicional 1, 3 con energfa que proviene del dispositivo de acumulacion de energia 19 y/o arrancar al menos una combinacion 1, 3 aun no puesta en marcha, con energfa de una combinacion ya arrancada. En el ultimo de los casos, con referenda al ejemplo de realizacion de la Fig. 1, se cierran tanto el interruptor 24 de la combinacion ya arrancada como 15 el interruptor 24 de la combinacion que debe ser arrancada, y el convertidor de potencia de maquina 23 de la combinacion a ser arrancada es alimentado de corriente contmua que ha sido generado a partir de la corriente alterna que habfa sido generada por la maquina electrica de la combinacion ya arrancada. Si una combinacion adicional es puesta en marcha con energfa a partir del dispositivo de acumulacion de energia del vehmulo y si existe al menos aun otra combinacion, aun no arrancada, dicha al menos una combinacion adicional se arranca de manera preferen- 2 0 te con energia que proviene de una combinacion ya arrancada.

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    REIVINDICACIONES
    1. Conjunto para el suministro de energfa electrica a unos motores electricos de traccion en un vehmulo ferroviario, en el que el conjunto comprende:
    - al menos dos motores de combustion interna (1),
    - para los al menos dos motores de combustion interna (1), respectivamente una maquina electrica (3) asociada que sirve para la generacion de energfa electrica, en el cual la maquina electrica (3) esta acoplada de manera mecanica con el motor de combustion interna (1) de tal modo que es activada por el motor de combustion interna (1) en caso de funcionamiento en modo generador de la maquina electrica (3), de manera que se forman por lo menos una pri- mera y una segunda combinacion de maquina y motor de combustion interna,
    - al menos una conexion de traccion electrica, a traves de la cual un motor de traccion del vehnculo ferroviario puede ser conectado de manera electrica con al menos una de las maquinas electricas (3),
    - para las maquinas electricas (3), respectivamente un convertidor de potencia de maquina (23) asociado que sirve para el suministro de energfa electrica a la maquina electrica (3) durante un funcionamiento en modo motor de la maquina electrica (3), en el cual una conexion de corriente alterna del convertidor de potencia de maquina (23) esta conectada con la maquina electrica (3), y
    - un conjunto de mando que sirve para controlar al menos el funcionamiento de los convertidores de potencia de maquina,
    en el cual una primera (3a) de las maquinas electricas esta conectada de manera electrica con un borne de corriente alterna de un rectificador (23a), caracterizado porque
    un borne de corriente contmua del rectificador (23a) esta conectado de manera electrica, por medio de una lmea de corriente contmua electrica (18), con un lado de corriente contmua de un segundo (23b) de los convertidores de potencia de maquina, que esta asociado a una segunda (3b) de las maquinas electricas, en el cual el rectificador (23a) rectifica la corriente alterna electrica generada por la primera maquina electrica (3a) y lo alimenta, por medio de la lmea de corriente contmua (18), hacia el segundo convertidor de potencia de maquina (23b), y el conjunto de mando esta configurado de tal manera que hace funcionar el segundo convertidor de potencia de maquina (23b) como inversor con el fin de suministrar corriente alterna a la segunda maquina electrica (3b), mientras que el segundo convertidor de potencia de maquina (23b) es alimentado de corriente contmua por el rectificador (23a).
  2. 2. Conjunto de acuerdo con la reivindicacion precedente, en el cual el conjunto presenta, de modo adicional a los convertidores de potencia de maquina (23), al menos un rectificador de generador (5) que sirve para rectificar co- rrientes alternas, que son generadas por las maquinas electricas (3) en el curso de un funcionamiento en modo generador de la maquina electrica (3) respectiva, en el cual por lo menos un rectificador de generador (5) esta conectado, en su lado de corriente alterna, con al menos una de las maquinas electricas (3) y esta conectado, en su lado de corriente contmua, con un circuito intermedio de corriente contmua (8, 10), a traves del cual el motor de traccion electrico puede ser alimentado de energfa electrica.
  3. 3. Conjunto de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el cual al menos el primer convertidor de potencia de maquina (23a) tambien puede funcionar como rectificador y en el cual los bornes de corriente contmua de los convertidores de potencia de maquina (23) estan conectados los unos con los otros de manera electrica por medio de la lmea de corriente contmua (18) electrica de tal modo que el primer convertidor de potencia de maquina (23a) rectifica la corriente alterna electrica generada por la primera maquina electrica (3a) que le esta asignada y lo alimenta al segundo convertidor de potencia de maquina (23b) a traves de la lmea de corriente contmua electrica (18).
  4. 4. Conjunto de acuerdo con la reivindicacion precedente, en el cual respectivamente al menos una valvula unidirec- cional electrica esta dispuesta de manera antiparalela con respecto a los conmutadores electronicos controlables del primer convertidor de potencia de maquina (23a), que permiten la funcion de inversor, de modo que las valvulas unidireccionales electricas rectifican la corriente alterna producida por la primera maquina electrica (3a).
  5. 5. Conjunto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual al menos una capacidad electrica esta conectada entre los diferentes potenciales electricos de la lmea de corriente contmua (18) y/o entre los diferentes potenciales electricos de una conexion de corriente contmua del rectificador (23a) y/o de una conexion de corriente contmua de al menos uno de los convertidores de potencia de maquina (23).
  6. 6. Procedimiento que sirve para alimentar de energfa electrica unos motores de traccion electricos en un vehnculo ferroviario, en el cual:
    - al menos dos motores de combustion interna (1) funcionan respectivamente en combinacion con una maquina electrica (3) asociada de manera que al menos una primera y una segunda combinacion de maquina y de motor de combustion interna estan en funcionamiento,
    - al menos una primera (3a) de las maquinas electricas (3), accionada por el motor de combustion interna, genera una corriente alterna en un primer estado de funcionamiento de la maquina en el curso de un funcionamiento en
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    modo generador de la maquina electrica (3) respectiva, corriente alterna que es utilizada para el funcionamiento de al menos un motor de traccion electrico,
    caracterizado por el hecho de que
    - al menos una segunda (3b) de las maquinas electricas (3) es alimentada de corriente alterna por un convertidor de potencia de maquina (23) que le esta asignado en un segundo estado de funcionamiento de la maquina, y acciona el motor de combustion interna (1) que le esta asignado,
    en el cual al menos el convertidor de potencia de maquina (23b) asociado a la segunda maquina electrica (3b) es alimentado de corriente contmua por medio de una lmea de corriente contmua (18) electrica por un rectificador (23a) asociado a la primera maquina electrica (3a) mientras que la maquina electrica asociada se encuentra en un segundo estado de funcionamiento, en el cual el rectificador (23a) produce la corriente contmua a partir de la corriente alterna, que es generada por la primera maquina electrica (3a).
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion precedente, en el cual, en el primer estado de funcionamiento de la maquina electrica o de las maquinas electricas (3), la corriente alterna generada es rectificada por al menos un rectificador de generador (5), que esta presente de modo adicional a los convertidores de potencia de maquina (23), y es alimentado en un circuito intermedio de corriente contmua, a partir del cual por lo menos un motor de traccion electrico es alimentado de energfa electrica.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las dos reivindicaciones precedentes, en el cual el primer convertidor de potencia de maquina (23a) funciona igualmente como rectificador, de tal modo que el primer convertidor de potencia de maquina (23a) rectifica la corriente alterna electrica producida por la primera maquina electrica (3a) que le esta asociada, y la alimenta al segundo convertidor de potencia de maquina (23b) a traves de la lmea de corriente contmua (18) electrica.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 en el cual, en un primer tiempo, al menos una capacidad electrica, que esta conectada entre los potenciales electricos de la lmea de corriente contmua (18), es cargada de energfa electrica, y solamente despues una maquina electrica (3) es alimentada de una corriente contmua revertida que proviene de la lmea de corriente contmua (18) y/o proviene de por lo menos una capacidad.
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