ES2956215T3 - Accionamiento de vehículos sobre raíles para limitar picos de potencia en una alimentación de corriente - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un vehículo ferroviario (10) que está diseñado para recibir energía eléctrica de una fuente de alimentación (14) externa al vehículo y que preferiblemente tiene al menos un acumulador de energía eléctrica (13), estando el vehículo ferroviario (10) en un primer modo de funcionamiento mediante la fuente de alimentación (14) absorbe energía y, si ésta está presente, se puede mover sin energía del acumulador de energía (13) y en un segundo modo de funcionamiento al menos parcialmente mediante energía del acumulador de energía almacenamiento (13), si está presente, y/o en comparación con el que se puede mover en el primer modo de funcionamiento con potencia de tracción reducida, caracterizado porque el vehículo ferroviario comprende un dispositivo de control (17) que está configurado para, dependiendo sobre un límite superior de grabación, que define un límite superior permisible de la potencia que se puede absorber de la fuente de alimentación (14), el primero o el segundo. Para activar el modo de funcionamiento, pudiendo establecerse el límite superior de grabación de forma variable para evitar picos de potencia en la fuente de alimentación (14). La invención se refiere además a un método para operar dicho vehículo ferroviario (10) y a una disposición y un método relacionados con una flota de vehículos (11). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Accionamiento de vehículos sobre raíles para limitar picos de potencia en una alimentación de corriente

La invención se refiere a un vehículo sobre raíles y a un método para accionar un vehículo sobre raíles. Todos los vehículos sobre raíles se accionan, al menos parcialmente, con energía eléctrica.

Los vehículos sobre raíles accionados eléctricamente, que se alimentan de energía eléctrica de una red de alimentación de corriente exterior al vehículo o, en otras palabras, de una alimentación de corriente externa, están muy extendidos. Además, los vehículos sobre raíles toman la alimentación de corriente, por ejemplo, de un raíl conductor o de una línea aérea por medio de un trole.

Dependiendo de un requerimiento de potencia actual (es decir, de la demanda de energía actual), como, por ejemplo, predefinible por medio de un requerimiento de fuerza de tracción automática o manualmente, el vehículo sobre raíles recibe una potencia variable de la alimentación de corriente. Si varios consumidores (por ejemplo, una serie de vehículos sobre raíles) toman energía eléctrica de la alimentación de corriente al mismo tiempo, eso puede dar lugar a los llamados picos de potencia. De estos, pueden entenderse potencias dentro de la alimentación de corriente, que estén por encima de un valor de umbral definido. Esas potencias pueden ser facilitadas por una subestación de la alimentación de corriente o bien producirse o medirse en la misma.

El valor umbral puede corresponder, por ejemplo, a una potencia o bien a una cantidad de energía suministrada, para las que se ha dimensionado la alimentación de corriente y, en particular, una subestación eventual durante un funcionamiento normal. En particular, el valor umbral puede corresponder a un valor de potencia a partir del cual los costos de energía, establecidos, por ejemplo, por un operador de la red ferroviaria o del suministro de corriente, superen un determinado límite de precio.

Por una subestación puede entenderse una subestación transformadora, que se ha instalado de una manera conocida en sí misma para suministrar energía eléctrica de una red de corriente de orden superior a secciones de líneas aéreas y/o de carriles conductores asociados (por ejemplo, desde una red eléctrica pública y/o una red eléctrica ferroviaria).

Los picos de potencia del tipo descrito anteriormente pueden ser indeseables por varias razones. Por ejemplo, un precio de la energía (en particular, un precio del kilovatio-hora), que se determina por la energía eléctrica referida a los vehículos sobre raíles a menudo en función de la aparición o no de picos de potencia. Si se producen picos de potencia, los precios de la energía pueden ser significativamente más altos que si se evitan los picos de potencia. Puede ser deseable para las empresas de transporte sobre raíles limitar los costos de energía para operar sus vehículos sobre raíles tanto como sea posible.

También desde el punto de vista de la infraestructura, puede ser deseable evitar los picos de potencia en la medida de lo posible. Por ejemplo, se sabe que la red de suministro de energía en estaciones de tren o en tramos muy frecuentados y/o en secciones de tramos caracterizados por el elevado consumo de energía (por ejemplo, en pendientes pronunciadas) deben dimensionarse, dado el caso, por separado eventuales picos de potencia pero sólo muy infrecuentes. Eso va acompañado de un aumento de la complejidad y los costes.

Por ejemplo, puede ser necesario prever subestaciones especiales sólo para el caso, rara vez producible, de picos de potencia y luego activarlas también, en consecuencia sólo rara vez o bien selectivamente. Los inventores han reconocido que, si se evitan de forma duradera los picos de potencia, ese requerimiento puede eliminarse o al menos limitarse.

Además, el funcionamiento de una red de suministro de energía, en caso de picos de energía, puede caracterizarse por una eficiencia reducida (por ejemplo, si se deben conectar subestaciones adicionales afectadas de pérdidas).

El documento EP 1354 752 A1 describe un método para regular la potencia requerida por un motor de un vehículo sobre raíles, midiéndose la tensión de la línea de contacto y la corriente de la línea aérea en el motor, se evalúa una tensión de marcha en vacío de una subestación, que alimenta la potencia a la línea aérea, y se calcula la máxima potencia disponible para la línea aérea. La potencia solicitada por el motor se limita a igual o menor que la potencia máxima calculada.

El artículo "Acumuladores de energía en vehículos sobre raíles de corriente continua" de J. Scholten y M. Steiner, ferrocarriles ebeléctricos, DIV-Deutscher Industrieverlag, volumen 101, número 12, ISSN 0013-5437, páginas 533­ 538, describe un acumulador de energía en un vehículo sobre raíles de corriente continua, que permite un ahorro de energía con una toma de potencia reducida simultánea. El acumulador de energía toma energía de frenado generada durante un proceso de frenado del vehículo sobre raíles y la suministra de nuevo como energía útil durante el siguiente proceso de arranque.

El documento "Aspectos del funcionamiento sin catenaria de los sistemas de tracción de corriente continua" de H. al-Ezee y otros, 2015, 50.a Conferencia de ingeniería eléctrica de universidades internacionales (UPEC), IEEE, páginas 1 - 5, describe el almacenamiento de energía a bordo de vehículos sobre raíles que funcionan sin la energía de una línea aérea.

El documento DE 102016224 125 A1 divulga un método para controlar los consumidores auxiliares de un vehículo sobre raíles. La potencia disponible del vehículo tractor se divide entre potencia de tracción y consumo de potencia del tren de vagones de tal manera que, a pesar de la limitada potencia total, se pueden cubrir los picos de potencia en la potencia de tracción reduciendo temporalmente la toma de potencia del tren de vagones mediante intervenciones en el control del vehículo tractor y el tren de vagones, y los consumidores del tren de vagones se controlan selectivamente desconectándose y conectándose automáticamente o su toma de potencia para ello.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es mejorar el funcionamiento de los vehículos sobre raíles en cuanto a los picos de potencia no deseados en una alimentación de corriente.

Dicho objetivo se soluciona mediante un vehículo sobre raíles y mediante un método según las reivindicaciones independientes adjuntas. Perfeccionamientos ventajosos se indican en las reivindicaciones dependientes. Se entiende además que las características mencionadas en la descripción introductoria pueden preverse también individualmente o en cualquier combinación discrecional de la solución publicada aquí, a menos que se indique lo contrario o sea evidente.

Según la invención, se reconoció que la aparición de picos de potencia debería limitarse en la medida de lo posible para evitar los inconvenientes anteriores. Para ello, se propone según la invención equipar vehículos sobre raíles con un acumulador eléctrico de energía. Si existe el riesgo de que se produzcan picos de potencia no deseados, puede tener lugar un suministro de energía del vehículo sobre raíles al menos temporalmente también desde ese acumulador de energía eléctrica. La toma de potencia del vehículo sobre raíles a partir de la fuente de corriente puede entonces limitarse convenientemente, de modo que se alivie la alimentación y se reduzca el riesgo de que se produzcan picos de energía. Además, la toma de potencia eléctrica puede aminorarse reduciendo al menos temporalmente la potencia de tracción del vehículo sobre raíles.

Asimismo, según un aspecto que no se reivindica, se puede prever la correspondiente toma de energía para una flota de vehículos sobre raíles con varios vehículos sobre raíles y, sobre todo, coordinar la toma de potencia por un vehículo sobre raíles a partir de una fuente de alimentación para evitar picos de potencia, por ejemplo, por medio de un dispositivo de control de flota de nivel superior (o, en otras palabras, dispositivo de control de flota). Opcionalmente, puede preverse también que al menos uno de los vehículos sobre raíles tome energía selectivamente de un acumulador de energía interno (es decir, que al menos cambie proporcionalmente a un suministro de energía desde este acumulador de energía en lugar de la fuente de alimentación externa) para evitar picos de potencia y en consideración a una demanda acumulada de energía de la flota.

Al evitar los picos de energía, se pueden reducir los costos de energía, se puede aumentar la eficiencia y, al menos a medio plazo, también se pueden reducir los requerimientos de la infraestructura (p. ej., permitiendo un dimensionado de menor potencia o al omitir subestaciones adicionales previstas principalmente para picos de potencia).

En particular, se propone un vehículo sobre raíles con las características de la reivindicación 1 y que, entre otras cosas, esté preparado para recibir energía eléctrica de una fuente de alimentación externa al vehículo (que presenta, por ejemplo, una línea aérea o un riel conductor) y presenta al menos un acumulador de energía eléctrica, siendo movido el vehículo sobre raíles en un primer modo de funcionamiento utilizando la energía tomada de la fuente de corriente (así como sin energía del acumulador de energía) y siendo movido en un segundo modo de funcionamiento al menos parcialmente (o también en su mayor parte o completamente) por medio de energía tomada del acumulador de energía, incluyendo el vehículo sobre raíles un dispositivo de control, que se ha ajustado en función de un límite superior de toma de corriente, que es un límite superior admisible de la toma de energía y más exactamente de la toma de potencia a partir de la fuente de corriente para activar el primer o el segundo modo de funcionamiento.

En el segundo modo de funcionamiento, se puede tomar siempre energía o bien potencia eléctricas de la fuente de corriente exterior al vehículo.

El límite superior de la toma de corriente se puede seleccionar en particular para evitar picos de potencia dentro de la fuente de corriente y/o para estrangular selectivamente la potencia tomada de la fuente de corriente. Dicho límite superior puede definir un límite para una potencia que se puede tomar del suministro de corriente.

En el caso del vehículo sobre raíles puede tratarse de una locomotora, un automotor o un combinado de varios vehículos individuales, incluyendo preferiblemente al menos uno de esos vehículos individuales un sistema de tracción para mover el vehículo sobre raíles.

Por movimiento de un vehículo sobre raíles se puede entender que el vehículo sobre raíles convierte la energía eléctrica en energía de tracción, por ejemplo, para desplazarse a una velocidad deseada en una dirección determinada. La conversión se puede realizar mediante un sistema de accionamiento o de tracción del tipo descrito aquí, por ejemplo, porque se utilice la energía eléctrica para accionar al menos un motor de tracción del vehículo sobre raíles.

El acumulador de energía eléctrica puede incluir al menos una batería, al menos un acumulador y/o al menos un (super)condensador. Por lo tanto, el acumulador de energía se denomina eléctrico porque al menos indirectamente puede almacenar energía eléctrica (es decir, también otras formas de energía que pueden convertirse en energía eléctrica). Sin embargo, no puede tratarse necesariamente de un dispositivo eléctrico (por ejemplo, con componentes de acumulador eléctrico). Por ejemplo, el acumulador de energía también puede acumular energía mecánica (p. ej., en una configuración como volante de inercia), que luego se puede volver a convertir en energía eléctrica para suministrarla a los consumidores.

La cantidad de energía almacenable en el acumulador de energía se puede dimensionar de tal manera que un movimiento del vehículo sobre raíles se pueda conseguir al menos parcial o completamente con esa energía. Ese movimiento puede realizarse, por ejemplo, sobre una distancia superior a 1 km o incluso superior a 10 km y/o a una velocidad mínima predeterminada de, por ejemplo, al menos 30 km/h.

En general, puede preverse que la energía eléctrica tomada a partir de la alimentación de corriente es acumulable en el acumulador eléctrico de energía y/o que la energía de ella es acumulable, si es obtenida, por ejemplo, durante un funcionamiento de frenado regenerativo. En este último caso, los motores de tracción pueden accionarse de manera conocida en sí misma en un modo generador y la energía eléctrica obtenida con ello puede almacenarse en el acumulador de energía.

Para activar ya sea el primero o el segundo modo de funcionamiento, el dispositivo de control puede activar dispositivos conmutadores adecuados o disposiciones de convertidor de corriente apropiados. Por ejemplo, en el primer modo de funcionamiento, el acumulador eléctrico de energía puede separarse eléctricamente del al menos un motor de tracción por un dispositivo de conmutación o mediante un convertidor de potencia desactivado o generador de carga. En lugar de ello, puede cerrarse una conexión eléctrica entre un tomacorriente y, en particular, el transformador principal del vehículo sobre raíles y un convertidor de corriente, que alimenta el al menos un motor de tracción, y/o dicho convertidor de corriente puede activarse para una alimentación de corriente conveniente del motor de tracción.

En el segundo modo de funcionamiento, la alimentación de corriente puede interrumpirse opcionalmente de modo inverso entre tomacorriente y el motor(es) de tracción. En cualquier caso, puede cerrarse no obstante la conexión eléctrica entre el acumulador eléctrico de energía y el (los) motor (es) de tracción para acceder al menos parcialmente a la energía de dicho acumulador de energía.

Además, en comparación con el primer modo de funcionamiento, se puede generar una potencia de tracción reducida, es decir, se limita la potencia de tracción disponible. Por principio, puede seguir tomándose energía eléctrica de la alimentación de corriente externa, que, debido al funcionamiento del vehículo sobre raíles, funciona de nuevo con potencia reducida. De modo más ventajoso, también puede preverse que se eche mano del acumulador de energía opcional al menos parcialmente también con potencia reducida en el segundo modo de funcionamiento. La carga de la alimentación de corriente se reduce entonces de forma especialmente intensa, pero por otro lado el acumulador de energía no se sobrecarga excesivamente.

El límite superior de la toma de corriente puede seleccionarse de tal forma que se reduzca el riesgo de que se produzcan picos de potencia no deseados. En general, el límite superior de la toma de corriente puede determinarse de forma variable. A continuación, se explican con más detalle unos ejemplos de opciones para la determinación del límite superior de toma.

No son obligatorias las medidas para asegurar que una toma de energía y, en particular, la toma de potencia se realiza sin exceder el límite superior de la toma. En lugar de ello, sólo puede tener lugar también una comparación entre la toma de energía o bien un requerimiento de energía y el límite superior de toma de corriente. Si se supera el límite de toma superior, se puede cambiar entonces al segundo modo de funcionamiento.

Si se hubiese de garantizar una toma de energía y, en particular, una toma de potencia según (es decir, sin sobrepasar) el límite superior de toma, lo que puede tener lugar mediante la activación adecuada de una disposición de convertidor de corriente, que conecta un transformador principal del vehículo sobre rieles con un circuito intermedio de tensión continua de modo conocido en sí mismo. Además o alternativamente, se puede activar adecuadamente una disposición de convertidor de corriente, que conecte el circuito intermedio de tensión continua con al menos un motor de tracción.

En los dos casos mencionados anteriormente, la activación puede tener lugar de tal manera que se reduzca una toma de potencia a partir de la alimentación externa del vehículo, por ejemplo, desactivando o disminuyendo al menos parcialmente, en particular, las disposiciones convertidoras de corriente mencionadas.

Al prefijarse un límite superior de toma, se puede estrangular al menos parcialmente o incluso atajar completamente una toma de potencia de la alimentación de corriente exterior al vehículo. En este último caso, el límite superior de toma de corriente debe elegirse adecuadamente bajo.

En resumen, puede preverse que una toma total de energía de la alimentación de corriente tenga prioridad por principio respecto de una toma de energía del acumulador de energía. En especial, para evitar picos de potencia, se puede conectar sin embargo una toma de energía del acumulador de energía al menos selectivamente. Si la demanda de energía del vehículo sobre raíles y, en particular, su demanda de potencia diesen lugar a que, dado el caso, se sobrecargase la alimentación de corriente o bien a que se produjesen picos de potencia en la misma, podría aliviarse dicha alimentación de corriente al menos parcialmente, por una toma de energía del acumulador de energía, que sirve entonces como fuente de energía alternativa, por así decirlo.

Se entiende que una toma de energía del acumulador de energía equivale a cubrir al menos parcialmente la demanda de potencia del vehículo sobre raíles por el acumulador de energía o a partir del mismo. Una toma de potencia a partir de la alimentación de corriente por parte del vehículo sobre raíles puede reducirse entonces adecuadamente con la toma desde el acumulador de energía.

Un perfeccionamiento prevé que el dispositivo de control se disponga para activar el primero o el segundo modo de funcionamiento en función de una magnitud de demanda de energía (que también puede denominarse como magnitud de demanda de potencia o bien indica tal demanda de potencia) del vehículo sobre raíles. La magnitud de demanda de energía también puede denominarse como demanda de potencia del vehículo sobre rieles. Puede tratarse de una demanda de potencia o bien de energía medida actualmente (o, en otras palabras, un consumo de energía actual o referido a la potencia), para una demanda de energía estimada o determinada, por ejemplo, basada en una fuerza de tracción requerida o a una velocidad requerida, o una demanda de energía esperada en el futuro, que se puede determinar, por ejemplo, sobre la base de los perfiles de ruta precedentes.

Según un ejemplo, la magnitud de demanda de potencia se puede determinar a base de un movimiento requerido del vehículo sobre raíles. En consecuencia, la magnitud de demanda de potencia puede estar compuesta, en particular, de una energía de tracción necesaria y, en particular, de una potencia de tracción, que se requiere para conseguir un movimiento deseado (por ejemplo, una velocidad y/o una fuerza de tracción deseadas). Estos requerimientos pueden adelantarse, por ejemplo, manualmente por un conductor de vehículo pero también por un sistema de influencia de trenes (por ejemplo, un sistema según el estándar ATO sobre ETCS, Operación Automática de Trenes asegurada por el Sistema Europeo de Control de Trenes).

Adicional o alternativamente, la magnitud de demanda de potencia puede determinarse a base de una referencia de potencia medida y/o una demanda de energía medida. Por ejemplo, al menos en el primer modo de funcionamiento, se puede medir qué cantidad de energía o potencia eléctricas se está tomando actualmente de la alimentación de corriente. Dicha potencia se puede utilizar luego para determinar la magnitud de la demanda de potencia o bien equipararla con ella, ya que corresponde a la demanda de potencia actual.

El dispositivo de control puede disponerse para determinar la magnitud de la demanda de potencia, por ejemplo, según una de las variantes mencionadas anteriormente (por ejemplo, en función del requerimiento o medición de tracción. Como se mencionó, esto puede suceder, por ejemplo, conforme a un requerimiento de velocidad o fuerza de tracción y/o con el conocimiento de los parámetros del vehículo sobre raíles (como el peso) y/o con el conocimiento de los parámetros de la ruta (como la pendiente de la ruta). Alternativamente, la magnitud de demanda de potencia también puede ser determinada por otro dispositivo ulterior y transmitida al dispositivo de control.

Según una variante, se pueden determinar valores de umbral o regulaciones, que estimen en qué valores de la magnitud de demanda de energía debe activarse el primero o el segundo modo de funcionamiento o debe realizarse un cambio entre estos modos.

Adicional o alternativamente, otra forma de realización prevé que el segundo modo de funcionamiento sólo debe activarse a más tardar cuando la magnitud de demanda de potencia sea mayor que el límite superior de toma. Si se cumpliese esta condición, ya no puede cubrirse más una demanda de potencia actual, requerida o esperada en el futuro por el vehículo sobre raíles por la toma de corriente limitada o con otras palabras tapada para para evitar picos de potencia a partir de la alimentación de corriente exterior del vehículo. En su lugar, tiene lugar entonces una alimentación de energía adicional u opcional también completa por el acumulador de energía. Gracias a eso se garantiza que todavía se puede lograr igual que antes una potencia de marcha deseada del vehículo sobre raíles a pesar de la toma de energía externa limitada.

Alternativa o adicionalmente, puede activarse el segundo modo de funcionamiento a más tardar cuando el límite superior de toma alcance un valor umbral predefinido y/o quede por debajo del mismo. En este caso, la posibilidad de la toma de energía de la alimentación de corriente puede considerarse limitada de tal modo que, por ejemplo, se hace posible, por así decirlo profilácticamente, la toma de energía a partir del acumulador de energía. Este puede ser el caso, por ejemplo, cuando el límite superior de consumo limita el consumo de energía a un valor muy bajo de, por ejemplo, menos del 10% de la potencia máxima que puede consumir el vehículo sobre raíles.

Además, adicional o alternativamente, también existe la posibilidad de activar el segundo modo de funcionamiento cuando un nivel de carga del acumulador de energía alcance o supere un valor umbral predeterminado. Esto puede ser relevante, por ejemplo, si se debe asegurar que la energía eléctrica generada en cualquier operación futura de frenado regenerativo pueda acumularse de la manera más completa posible y, por ejemplo, no tenga que disiparse. La posibilidad de generar energía eléctrica en modo de frenado regenerativo se prevé preferentemente cuando la alimentación de corriente es capaz de tomar o ser retroalimentada, por ejemplo, para poder tomar cantidades de energía que ya no pueden tomarse por el acumulador de energía

Según un perfeccionamiento, el límite superior de toma se puede determinar a base de al menos uno de los siguientes factores:

• una especificación de un conductor;

• una especificación de un dispositivo de control externo del vehículo;

• una especificación de un dispositivo de control interno en el vehículo.

La especificación del conductor se puede tener lugar, por ejemplo, accionando un dispositivo de entrada adecuado en una cabina de conducción del vehículo sobre raíles.

El dispositivo de control externo al vehículo puede incluirse en un sistema de influencia de la tracción y/o de facilitar tal sistema. De manera conocida por sí misma, los sistemas de influencia de la tracción pueden transmitir datos de velocidad a un vehículo sobre raíles como función principal, por ejemplo, para asegurar el mantenimiento de los perfiles de velocidad deseados. Un ejemplo son los sistemas de influencia de la tracción basados en el estándar ECTS mencionado anteriormente.

El dispositivo de control interno del vehículo puede estar comprendido, por ejemplo, en un sistema ATO-over-ECTS descrito anteriormente.

Pero, no obstante, también es concebible por principio, prever un dispositivo de control dispuesto por los sistemas de influencia de la tracción convencionales y, en particular, separado de los mismos, para especificar el límite superior de toma. Un ejemplo de un dispositivo de control separado de ese tipo es un dispositivo de control de flota, explicado más abajo, que coordina el funcionamiento de una pluralidad de vehículos sobre raíles, en especial, con respecto a su energía eléctrica tomada de una alimentación de corriente común.

Según otro aspecto más, el límite superior de toma se determina a base de una magnitud de medición, que se refiere a una propiedad de la alimentación de corriente externa (o, en otras palabras, que describe y/o cuantifica esa propiedad). En particular, dicha magnitud de medición puede ser una magnitud de la tensión de la alimentación de corriente (por ejemplo, la amplitud y/o la frecuencia de la tensión alterna de ella). El segundo modo de funcionamiento puede activarse preferentemente cuando la magnitud de la tensión y/o el límite superior de toma establecido a base a ella sea inferior a un valor umbral admisible. Pasar por debajo del valor umbral es un ejemplo de un criterio de activación, que debe cumplirse por la magnitud de tensión para activar el segundo modo de funcionamiento.

Asimismo, la magnitud de medición puede ser una magnitud de cambio de fase de la alimentación de corriente. Por ejemplo, puede señalar un cambio de fase entre la corriente y el voltaje en la alimentación de corriente y/o un cambio relativo de esas magnitudes con respecto a un cambio de fase teórico. El cambio de fase puede ser determinado por el vehículo sobre raíles en función de la potencia o bien de la energía tomada. Preferiblemente, puede activarse el segundo modo operativo si la magnitud de cambio de fase es mayor que un valor umbral admisible y/o el límite de toma superior determinado a base de la misma es menor que un valor de umbral admisible. Superar o pasar por debajo del valor umbral es un ejemplo de un criterio de activación, que debe cumplir la magnitud de cambio de fase para activar el segundo modo de funcionamiento.

En general, se puede prever que cuanto menor sea la magnitud medida y, preferiblemente, la magnitud de la tensión medida, menor se puede seleccionar también el límite superior de toma. Por otro lado, en el caso de la magnitud de cambio de fase, el límite superior de toma puede disminuir a medida que aumenta la magnitud de cambio de fase.

Teniendo en cuenta una magnitud de medición, se puede concluir con una mayor precisión si realmente existe el riesgo de que se produzcan picos de potencia no deseados. En particular, la magnitud medida puede proporcionar información sobre una carga real de la alimentación de corriente. La magnitud de la tensión preferentemente medida puede permitir extraer conclusiones especialmente fiables sobre una carga de este tipo.

Por ejemplo, una caída en la magnitud de la tensión por debajo del valor de umbral admisible puede indicar que una carga o bien la potencia tomada de la alimentación de corriente ya es comparativamente alta. En particular, el valor umbral admisible se puede seleccionar de tal manera que, cuando se alcanza o se pasa por debajo, indica que puede presentarse un pico de potencia indeseado con una alta probabilidad o que eventualmente ya existe.

En conjunto, se crea, pues, por los aspectos anteriores la posibilidad de limitar la toma de energía especialmente ajustada a la demanda y, sobre todo, la toma de potencia de la alimentación de corriente y, si es necesario, cambiar entre el primero y el segundo modos de funcionamiento. De esta forma, pueden evitarse los picos de tensión no deseados dentro de la alimentación de corriente con una mayor fiabilidad.

Alternativa o adicionalmente, se puede determinar una potencia instantánea de la alimentación de corriente y se puede activar el segundo modo de funcionamiento preferiblemente cuando la potencia instantánea sea mayor que un valor umbral admisible. En particular, puede determinarse el límite superior de toma en función de la potencia instantánea, en cuyo caso la potencia instantánea puede ser entonces un ejemplo de una magnitud medida del tipo revelado en este documento. La potencia instantánea puede determinarse por el vehículo sobre raíles en función de la potencia tomada. También puede determinarse, por ejemplo, por una subestación u otro componente ulterior de la alimentación de corriente y ser transmitida a un dispositivo de control de flota y/o al vehículo sobre raíles.

La invención también se refiere a un método para accionar un vehículo sobre raíles con las características de la reivindicación 9 y habiéndose dispuesto, entre otras cosas, el vehículo sobre raíles para tomar energía eléctrica de una alimentación de corriente exterior al vehículo y presentando al menos un acumulador eléctrico de energía, donde el método comprende:

• activación de un primero o un segundo modo de funcionamiento en función de un límite superior de toma, que define un límite superior admisible de la toma de potencia (o más generalmente de la toma de energía (es decir, la cantidad de energía tomable y/o la potencia que se puede tomar)) de la alimentación de corriente; en donde el vehículo sobre raíles se mueve en el primer modo de funcionamiento por medio de la energía tomada de la alimentación de corriente externa del vehículo y sin energía del acumulador de energía y en el segundo modo de funcionamiento se mueve, al menos parcialmente, por medio de energía del acumulador de energía.

El método puede incluir cualquier desarrollo adicional, toda característica adicional y todo paso adicional para facilitar o llevar a cabo todos los estados operativos, interacciones y funciones anteriores y siguientes. En particular, el método puede llevarse a cabo con una disposición según cualquiera de los aspectos anteriores o siguientes. En general, todos los perfeccionamientos y realizaciones a las características del vehículo sobre raíles también pueden ser aplicables a las características de método iguales o bien haberse previsto para ellas. Por ejemplo, el método también puede incluir la etapa de mantener y en particular determinar el límite superior de toma, por ejemplo, según una de las variantes anteriores. Además, el método puede incluir pasos para conectar o desconectar eléctricamente motores de tracción a/de otros componentes del vehículo sobre raíles (por ejemplo, a/de un convertidor de potencia y/o transformador) para cambiar entre un primer y un segundo modo de funcionamiento de la manera descrita anteriormente.

Las formas de realización de la invención se explican a continuación a base de las figuras esquemáticas adjuntas. Las características coincidentes en su especio y/o función pueden estar provistas de las mismas referencias en las figuras.

La figura 1 muestra una vista esquemática de un tramo de tráfico sobre raíles con un vehículo sobre raíles según un primer ejemplo de realización de la invención;

La figura 2 muestra un diagrama para explicar picos de potencia indeseados en una alimentación de corriente, como pueden producirse, por ejemplo, al operar el vehículo sobre raíles de la figura 1;

La figura 3 muestra una representación esquemática de un sistema de accionamiento del vehículo sobre raíles de la figura 1;

La figura 4 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento según un primer ejemplo de realización, tal como se puede realizar con el vehículo sobre raíles de la figura 1;

La figura 5 muestra una vista esquemática de una disposición, que no forma parte de la invención, en la que se ha previsto una flota de vehículos sobre raíles.

La figura 1 es una sección de un tramo 1 de tráfico sobre raíles mostrado con la infraestructura eléctrica, dentro del cual se hace funcionar un vehículo 10 sobre raíles según un primer ejemplo de realización de la invención. El vehículo 10 sobre raíles es, por ejemplo, un tren de varias unidades con dos automotores, entre los cuales también se podrían disponer opcionalmente varios vagones.

Como componente habitual de la infraestructura se reconoce una red 2 eléctrica pública, por ejemplo, en forma de una red eléctrica ferroviaria. A lo largo del tramo 1 del tráfico sobre raíles existe una línea 3 aérea de la que el vehículo 10 sobre raíles puede tomar energía eléctrica por medio de un trole 12. Entre la línea 3 aérea y la red 2 eléctrica pública se encuentra se encuentra una subestación transformadora en forma de una llamada subestación 4. A lo largo de todo el tramo 1 de tráfico sobre raíles, del que el figura 1 sólo se muestra una sección, pueden preverse varias subestaciones 4 de este tipo, por ejemplo, cada 10 km o al menos una subestación 4 cada 20 km.

También se pueden prever varias subestaciones 4 para una sola sección de tramo, por ejemplo, si se trata de secciones de tramo de una elevada demanda de energía y/o de potencia. Ese puede ser el caso, por ejemplo, en estaciones de tren con una pluralidad potencial de vehículos 10 sobre raíles que se aproximan al mismo tiempo, o en el caso de secciones de tramos con una fuerte pendiente.

En el presente caso, la línea 3 aérea conforma preferiblemente junto con la subestación 4 una alimentación 14 de corriente exterior al vehículo en el sentido de las reivindicaciones. No obstante, por principio puede estar incluida la alimentación de corriente exterior al vehículo según la invención, pero también la red 2 eléctrica pública .

Por medio de la alimentación 14 de corriente, se facilita una potencia eléctrica para mover los vehículos 10 sobre raíles. La potencia o bien la cantidad de potencia proporcionada es además primariamente una función de la potencia requerida o bien tomada por los vehículos 10 sobre raíles. Si el vehículo 10 sobre raíles o una serie de vehículos 10 sobre raíles, que son alimentados simultáneamente por alimentación 14 de corriente, requiere una elevada potencia (acumulada), se puede dar lugar a picos de potencia indeseados dentro de la alimentación 14 de corriente. Esos picos pueden, en particular, sobrecargar la subestación 4 o bien manifestarse en un aumento indeseado de la potencia de la subestación 4 y pueden medirse adecuadamente allí también. En general, la potencia facilitada por una subestación 4 puede generarse en función de una potencia consumida o bien requerida o, en otras palabras, retardar dicha potencia solicitada.

La figura 2 muestra a modo de ejemplo una curva de potencia correspondiente. Dicho con mayor precisión, la potencia de una subestación 4 facilitada allí, que se guía por la potencia P requerida por el vehículo o los vehículos 10 sobre raíles, se representa en función del tiempo t. Un límite L de picos de potencia admisible, que no debe superarse, se indica mediante línea de trazos. Se reconoce que el límite L de picos de potencia se supera temporalmente durante los periodos t1 y t2 de tiempo. Los periodos t1, t2 de tiempo pueden comprender además sólo unos pocos minutos o algunos segundos, por ejemplo, menos de 30 segundos.

La curva de potencia de la figura 2 también puede indicar la potencia tomada por un vehículo 10 sobre raíles o por una flota de vehículos 10 sobre raíles. La superficie bajo la curva de potencia corresponde a una energía tomada de la alimentación 14 de corriente. Si el vehículo 10 sobre raíles (o la flota) arranca, por ejemplo, de una parada o en una pendiente, puede sobrepasarse el límite L de los picos de potencia, incluso si la alimentación 14 de corriente se ha dimensionado por principio para cubrir la demanda de energía del vehículo 10 sobre raíles (o de la flota).

Tal como se explicó en la introducción, la aparición de tales picos de potencia está asociada a una serie de desventajas y puede resultar, en particular, en costos de energía elevados para un explotador del vehículo 10 sobre raíles o de una flota de vehículos 10 sobre raíles.

Según la invención, el vehículo 10 sobre raíles incluye por tanto un acumulador 13 de energía eléctrico. Dicho acumulador de energía puede ser alimentado, por ejemplo, con energía eléctrica procedente de la línea03 aérea, por ejemplo, cuando el vehículo 10 sobre raíles está parado o no toda la energía tomada a partir de la línea aérea es necesaria para un movimiento de locomoción. También es posible una carga de energía eléctrica obtenida en el marco de un funcionamiento de un frenado regenerativo.

El vehículo 10 sobre raíles también incluye un dispositivo 17 de control, por ejemplo, un aparato de control con al menos un microcontrolador, que procesa algoritmos y/o instrucciones de programas para facilitar las funciones deseadas.

El dispositivo 17 de control se ha ajustado, en este caso, para conmutar entre un primero y un segundo modos de funcionamiento del vehículo 10 sobre raíles y, en particular, de su sistema 100 de accionamiento. Adicional o alternativamente, también es posible prever un dispositivo de control exterior al vehículo, que puede ser, en particular, componente de un sistema de influencia sobre la tracción. Este sistema puede asumir todas las funciones del dispositivo 17 de control del vehículo que se describen aquí o si no puede activar dicho dispositivo 17 de control las funciones que se describen aquí. Con ese dispositivo de control opcional exterior al vehículo, puede tratarse de un dispositivo de control independiente del dispositivo 50 de control de flota explicado a continuación, ya que no se ha dispuesto forzosamente para controlar una pluralidad de vehículos 10 sobre raíles en una zona de gran superficie.

A continuación y en relación con la figura 3, se explica una posible configuración de un sistema 100 de accionamiento semejante. Los componentes de ese sistema 100 de accionamiento pueden distribuirse, por principio, a cualquier vehículo individual o bien automotor del vehículo 10 sobre raíles, pero también reunirse opcionalmente en uno de los automotores. Como se representa en línea de trazos, numerosos de los componentes mostrados del sistema 100 de accionamiento pueden reunirse con el dispositivo 17 de control para transmitirle esas señales y/o para recibir del mismo señales de control.

El sistema 100 de accionamiento está conectado eléctricamente al trole 12 asimismo mostrado. Partiendo del trole 12, la energía eléctrica tomada es conducida a través de un convertidor 140 de tensión primaria convencional y de un interruptor 138 principal convencional a un transformador 142 principal asimismo convencional. El interruptor 138 principal se ha dispuesto de manera conocida para interrumpir por apertura selectiva la conexión eléctrica entre el trole 12 y el transformador 142 principal. El convertidor 140 de tensión primaria puede medir una tensión en contacto y/o un flujo de corriente (y, por lo tanto, también una potencia tomada), que está en contacto en el lado primario del transformador 142 principal.

A este respecto, el convertidor 140 de tensión primaria también sirve, en este caso, como dispositivo de medición de la toma de energía, que mide la energía y/o la potencia tomadas de la alimentación 14 de corriente por el vehículo 10 sobre raíles.

La estructura interna del transformador 142 principal también se representa de forma muy simplificada. Se muestran un núcleo 148 magnético y un devanado 144 primario al que se aplica una tensión primaria. También se muestran devanados 146 secundarios en los que se conecta una tensión secundaria (transformada). En la asignación de los conceptos primario y secundario, se parte de un estado de funcionamiento principal del transformador 142 principal, en donde se facilita del lado primario la energía eléctrica tomada por medio del trole 12 y se transforma en una tensión del lado secundario para su uso posterior dentro del vehículo 10 sobre raíles.

También se conecta un convertidor de potencia a cada uno de los devanados 146 secundarios, previéndose un primer convertidor 150 de potencia y otro convertidor 152 de potencia más simple a modo de ejemplo. Ambos convertidores 150, 152, de potencia, que también pueden denominarse convertidores de corriente de red, pueden accionarse opcionalmente con preferencia como rectificadores de corriente o como onduladores de corriente y están conectados a un circuito 151 intermedio de tensión continua. A este circuito 151 intermedio de tensión continua también se han conectado motores 156 de tracción, que preferentemente pueden accionarse como motor o como generador.

Entre el circuito 151 intermedio de tensión continua y los motores 156 de tracción se ha conectado en cada caso un convertidor 154 de corriente motriz, que a su vez se pueden accionar opcionalmente preferentemente como rectificador (para el funcionamiento del generador) o como ondulador de corriente (para el funcionamiento de motor).

Con el circuito 151 intermedio de tensión continua se ha conectado también el acumulador 13 eléctrico de energía, , que en el caso mostrado es una batería, Un aparato de carga del acumulador 13 de energía, que no se ha representado separadamente, puede controlar, por ejemplo, una toma de energía o una cesión de energía de dicho acumulador 13 de energía.. El funcionamiento del aparato de carga puede ser controlado por el dispositivo 17 de control, como se indica mediante una conexión de señal correspondiente.

Para moverse a lo largo del tramo 1 de tráfico sobre raíles, se ha dispuesto el vehículo 10 sobre raíles en un primer modo de funcionamiento para tomar principal y preferiblemente exclusivamente energía eléctrica de la línea 3 aérea y no para recurrir a energía eléctrica del acumulador 13 de energía. En este caso, excitados o activados, por medio del dispositivo 17 de control, los convertidores 150, 152 de corriente de la red actúan como rectificadores y los convertidores 154 de motor como onduladores de corriente. El transformador principal 142, por el contrario, es típicamente un componente pasivo que no se activa por separado.

En un segundo modo de funcionamiento, no tiene lugar, por el contrario, una toma de energía exclusivamente de la línea 3 aérea. En su lugar, se acciona el vehículo 10 sobre raíles al menos parcialmente o incluso completamente a base de energía eléctrica del acumulador 13 de energía. Adicional o alternativamente, se puede estrangular la potencia de tracción producible (y por lo tanto la demanda de energía y, en particular, la demanda de potencia) del vehículo 10 sobre raíles.

Si el acumulador 13 de energía eléctrico sólo debe conectarse en el segundo modo de funcionamiento y tomarse siempre energía de la línea 3 aérea, el dispositivo 17 de control puede activar el acumulador 13 de energía o su aparato de carga para un suministro de energía al nivel deseado. Si, por el contrario, debe tener lugar un movimiento utilizando exclusivamente energía del acumulador 13 de energía, el dispositivo 17 de control puede activar de igual modo el acumulador de energía o su aparato de carga, aunque desactivando al mismo tiempo también los convertidores 150, 152 de corriente de la red o, en otras palabras, bloquearlos. En ese estado, no se puede alimentar más energía a partir de la línea 3 aérea al circuito 151 intermedio de tensión continua. Para decidir si debe activarse el primero o el segundo modo de funcionamiento, el dispositivo 17 de control controla si una toma de energía actual, requerida o futura y, preferiblemente, una toma de potencia supera un límite superior de toma, que define el límite superior admisible de la toma de potencia de la alimentación 14 de corriente. En el presente caso, el dispositivo 17 de control 17 se ha dispuesto para definir o bien fijar también dicho límite superior de toma. Por principio, se consideran todas las variantes precedentes explicadas en general para una determinación semejante. En particular, una especificación correspondiente puede realizarse por un conductor o un dispositivo de control externo al vehículo.

En el caso mostrado, se prevé adicional o alternativamente medir en cuanto a su amplitud la tensión de la línea 3 aérea existente en el trole 12 para definir el límite superior de la toma. Eso se realiza por medio del convertidor 140 de tensión primaria, cuyas señales de medición se transmiten al dispositivo 17 de control a través de la conexión indicada por líneas de trazos.

Si la amplitud de la tensión en la línea 3 aérea cae por debajo de un valor umbral predeterminado, eso significa una elevada carga de la alimentación 14 de corriente, por ejemplo, porque una serie de otros vehículos 10 sobre raíles son alimentados también con energía de ella. En este caso, para evitar picos de potencia indeseados, el dispositivo 17 de control puede establecer el límite superior de toma (de su propio vehículo 10 sobre raíles) en un valor que quede por debajo de una toma de potencia máxima posible por medio del vehículo sobre raíles, es decir, que ya no posibilita más una toma de potencia ilimitada de la alimentación de corriente. Por ejemplo, el límite superior de toma puede establecerse en un valor inferior al 100 %, es decir, la toma de potencia se limita entonces a un determinado porcentaje.

A continuación, el dispositivo 17 de control observa si se supera el, por ejemplo, límite superior de la potencia solicitada, y más precisamente una magnitud de demanda de potencia basada en ella. Si fuese ese el caso, se cambia al segundo modo de funcionamiento. Se puede verificar también entonces si existen criterios para volver a conmutar al primer modo de funcionamiento. Dichos criterios pueden cumplirse, por ejemplo, cuando se pasa por debajo del límite superior, el nivel de carga del acumulador 13 de energía desciende de manera inaceptable y/o el dispositivo 17 de control emite una orden de retroceso correspondiente.

Si, por el contrario, la tensión medida en la línea 3 aérea no alcanza el valor umbral predeterminado, se puede establecer en cambio el límite superior de toma en un valor equiparable al límite superior de una toma de potencia máxima posible, es decir, que no limita la toma de potencia máxima posible. Por ejemplo, se puede establecer el límite superior de toma en 100% o bien suprimirse por completo, de modo que no exista límite en cada caso.

En la figura 4, se muestra un diagrama de flujo del procedimiento explicado por principio previamente o bien de un método según un ejemplo de realización de la invención, mediante el cual se puede hacer funcionar el vehículo 10 sobre raíles.

En un paso S1, se mueve el vehículo 10 sobre raíles a lo largo de un tramo 1 de circulación sobre raíles. Se activa el primer modo de funcionamiento, es decir, la toma de potencia a partir de alimentación 14 corriente no está limitada, por ejemplo, porque el límite superior de toma recibe un valor del 100%. Adicionalmente, se mide la tensión de la línea 3 aérea y se transmite al dispositivo 17 de control.

La potencia tomada por el vehículo 10 sobre raíles 10 se determina como una magnitud de demanda de potencia utilizando las señales de medición registradas por el convertidor 140 de tensión primaria y se controla continuadamente. Alternativa o adicionalmente (por ejemplo, para la generación de un promedio), la magnitud de demanda de potencia también puede estimarse o bien calcularse a base de un requerimiento de una fuerza de tracción existente.

En los pasos S2 y S3, se determina un límite superior de toma admisible para evitar picos de potencia. Dicho con mayor precisión, se compara en un paso S2, realizable paralelamente al paso S1 y/o fundamentalmente de forma continua, la tensión medida de la línea 3 aérea con un valor umbral predeterminado. Si se superase ese valor umbral, se detectaría una condición de carga indeseada de la alimentación 14 de corriente, en la que pueden producirse picos de potencia. Se cambia entonces al paso S3. Si no se superase este valor umbral, no se produciría tal cambio al paso S3, sino, por ejemplo, un control adicional de la tensión de la línea aérea.

En el paso S3, se modifica el límite superior de toma en virtud del sobrepaso del valor umbral en el paso S2. Dicho con mayor precisión, para el límite superior de toma a un valor diferente del 100% y, sentado con mayor precisión, reducido a un valor inferior, de manera que se limite la toma de potencia de la línea 3 aérea. Anteriormente se han explicado opciones alternativas o también adicionales para establecer el límite superior de toma para los pasos S2 y S3.

En un paso S4, practicable paralelamente al menos al paso S3 y/o básicamente de forma continua, se compara la magnitud de la demanda de potencia (por ejemplo, la potencia requerida) del vehículo 10 sobre raíles con el límite superior de toma. Si la magnitud de demanda de potencia está por encima del límite superior de toma, se cambia a un paso S5 y se activa el segundo modo de funcionamiento. Si ese no fuera el caso, no hay tal cambio al paso S5, sino, por ejemplo, una comparación continua de la demanda de potencia y el límite superior de toma.

En el paso S5, se acciona entonces del modo explicado anteriormente el sistema 100 de accionamiento de la figura 3 de tal modo que se reciba para la locomoción una demanda de energía al menos parcialmente a partir del acumulador 13 de energía.

En la figura 5, se muestra una disposición 80 no reivindicada. La representación corresponde esencialmente a la de la figura 1, por lo que se remite también a las realizaciones anteriores relativas a la figura 1 y, en particular, a las características con los mismos signos de referencia, que asimismo valen para la figura 1.

Sin embargo, la disposición 80 se diferencia de la de la figura 1 evidentemente apuntando a que se ha previsto una flota 11 de vehículos sobre raíles con dos vehículos 10 sobre raíles sólo a modo de ejemplo. Asimismo, al contrario de la figura 1, se ha previsto un dispositivo 50 de control de flota. El dispositivo 50 de control de flota, que puede implementarse, por ejemplo, como un “doud-server” (servidor de nube) o en forma de un programa informático respaldado por dicho servidor, se comunica de forma inalámbrica y preferiblemente por radio móvil con dispositivos 15 de comunicación de los vehículos 10 sobre raíles. Para esto, está conectado también el dispositivo 50 de control de flota indirectamente con los dispositivos 17 de control de los vehículos 10 sobre raíles. Por ejemplo, las señales enviadas por el dispositivo 50 de control de flota a los respectivos 15 dispositivos de comunicación pueden transmitirse a un dispositivo 17 de control correspondiente, por ejemplo, para que dicho dispositivo de control pueda controlar un vehículo 10 sobre raíles asociado de la manera especificada por el dispositivo 50 de control de flotas.

Los vehículos 10 sobre raíles están construidos de forma análoga al de la figura 1 o la figura 3, con la excepción del dispositivo 15 de comunicación adicional. Aunque también puede preverse, por principio, en esta forma de realización que los vehículos 10 sobre raíles no presenten acumulador 13 de energía eléctrico, pero por lo demás se han configurado preferentemente de forma análoga a las variantes de la figura 1 y la figura 3.

Análogamente a las variantes explicadas en general en relación con la figura 3 y precedentemente, se puede determinar para cada uno de los vehículos 10 sobre raíles una magnitud de demanda de potencia. Dicha magnitud se transmite, en el presente caso, al dispositivo 50 de control de flota por cada uno de los vehículos 10 sobre raíles y preferiblemente en tiempo real. El dispositivo 50 de control de flota determina, a partir de ello, una demanda de energía o bien de potencia acumulada de toda la flota 11 de vehículos sobre raíles, que debe ser cubierta por la alimentación 14 de corriente.

Si la demanda de potencia supera un valor umbral predeterminado (por ejemplo, un límite de superior de toma admisible (de flota)), se limita la toma de potencia de la línea 13 aérea de por lo menos uno de los vehículos 10 sobre raíles. Para ello, el dispositivo 50 de control de flota envía una señal adecuada y, en particular, un límite superior de toma, por ejemplo, con un valor distinto del 100 %, a dicho vehículo 10 sobre raíles. Preferiblemente, se transmite a cada vehículo 10 sobre raíles un límite superior de toma individual si se ha de limitar su toma de potencia.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Vehículo (10) sobre raíles, que se ha dispuesto para recibir energía eléctrica de una alimentación (14) de corriente externa al vehículo y que presenta al menos un acumulador (13) de energía eléctrico,

en donde el vehículo (10) sobre raíles se ha previsto para desplazarse en un primer modo de funcionamiento utilizando la energía recibida de la alimentación (14) de corriente así como sin energía del acumulador (13) de energía, y en un segundo modo de funcionamiento utilizando, al menos en parte, energía del acumulador (13) de energía, caracterizado por que el vehículo sobre raíles comprende un dispositivo (17) de control, que se ha dispuesto para activar el primero o el segundo modo de funcionamiento en función de un límite superior de toma, que define un límite superior admisible de la potencia que puede tomar de la alimentación (14) de corriente, donde se puede definir de modo variable el límite superior de toma para evitar picos de potencia en la alimentación (14) de corriente.

2. Vehículo (10) sobre raíles según la reivindicación 1, donde el dispositivo (17) de control se ha dispuesto además para activar el primero o segundo modo de funcionamiento en función de una magnitud de demanda de potencia del vehículo (10) sobre raíles.

3. Vehículo (10) sobre raíles según la reivindicación 2, donde el segundo modo de funcionamiento se puede activar lo más tarde cuando la magnitud de demanda de potencia es mayor que el límite superior de toma.

4. Vehículo (10) sobre raíles según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se puede determinar el límite superior de toma basándose en por lo menos una de las siguientes especificaciones:

- una especificación del conductor;

- una especificación de un dispositivo de control externo al vehículo;

- una especificación de un dispositivo de control interno al vehículo.

5. Vehículo (10) sobre raíles según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde se determina el límite superior de toma basándose en una magnitud de medición, que se refiere a una propiedad de la alimentación (14) de corriente externa al vehículo.

6. Vehículo (10) sobre raíles según la reivindicación 5,

donde la magnitud de medición es una magnitud de tensión de la alimentación (14) de corriente o una magnitud de cambio de fase de la alimentación (14) de corriente, y luego se activa el segundo modo de funcionamiento la magnitud de tensión o la magnitud de cambio de fase satisfacen un criterio de activación.

7. Vehículo (10) sobre raíles según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde el segundo modo de funcionamiento se puede activar cuando una potencia instantánea de la alimentación (14) de corriente es mayor que un valor de umbral admisible.

8. Vehículo (10) sobre raíles según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde el vehículo (10) sobre raíles puede desplazarse en el segundo modo de funcionamiento con una potencia de tracción reducida en comparación con el primer modo de funcionamiento

9. Método para accionar un vehículo (10) sobre raíles,

donde el vehículo (10) sobre raíles se ha dispuesto para tomar energía eléctrica de una alimentación (14) de corriente externa al vehículo sobre raíles y presenta al menos un acumulador (13) de energía eléctrico, caracterizado por que el método comprende:

- activación de un primero o un segundo modo de funcionamiento en función de un límite superior de toma, que define un límite superior admisible de la potencia que se puede tomar de la alimentación (14) de corriente, donde el límite superior de toma se determina de forma variable para evitar picos de potencia en la alimentación (14) de corriente;

donde el vehículo (10) sobre raíles, en el primer modo de funcionamiento, se mueve en el primer modo de funcionamiento mediante energía tomada de la alimentación (14) de corriente externa al vehículo y sin energía del acumulador (13) de energía, y, en el segundo modo de funcionamiento, se mueve al menos parcialmente por medio de energía del acumulador (13) de energía.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, donde el vehículo (10) sobre raíles se mueve, en el segundo modo de funcionamiento, con una potencia de tracción reducida en comparación con el primer modo de funcionamiento.