ES2964761T3 - Sistema de accionamiento para un vehículo, un procedimiento para operar el sistema de accionamiento, así como un vehículo con el sistema de accionamiento - Google Patents

Sistema de accionamiento para un vehículo, un procedimiento para operar el sistema de accionamiento, así como un vehículo con el sistema de accionamiento Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un sistema de propulsión para un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, a un método para operar el sistema de propulsión, y a un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, con un sistema de propulsión, comprendiendo el sistema de propulsión: - una pluralidad de motores eléctricos máquinas de tracción (17), cada una de las máquinas de tracción eléctricas (17) está acoplada mecánicamente a al menos una rueda motriz (9; 11) para generar tracción - al menos un convertidor de tracción (13), el convertidor de tracción (13) estando conectado en el lado de voltaje de CA a al menos una máquina de tracción eléctrica (17) para proporcionar energía eléctrica a la al menos una para suministrar energía eléctrica a la máquina de tracción eléctrica (17) - un dispositivo de control de tracción (15), para controlar al menos una convertidor de potencia de tracción (13), estando diseñado el dispositivo de control de tracción (15) para controlar el al menos un convertidor de potencia de tracción (13) durante el movimiento del vehículo, en particular basándose en regular la salida eléctrica variables alternas (19) del al menos un convertidor de tracción (13), con un movimiento de rotación de al menos una rueda motriz (9; 11) del vehículo no es detectado por un dispositivo de detección independiente (10) basándose en las variables de cambio de salida (19). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de accionamiento para un vehículo, un procedimiento para operar el sistema de accionamiento, así como un vehículo con el sistema de accionamiento
La invención se refiere a un sistema de accionamiento para un vehículo, en particular un vehículo ferroviario.
La invención también se refiere a un procedimiento para operar el sistema de accionamiento de un vehículo.
La invención se refiere además a un vehículo, en particular a un vehículo ferroviario, con un sistema de accionamiento de acuerdo con la invención.
Por la literatura se conocen sistemas de accionamiento sin codificador rotativo para vehículos.
En el contexto de esta especificación sin codificador rotativo, significa la ausencia de un dispositivo que haga que la posición del rotor/el ángulo de rotación de una máquina de tracción o el ángulo de rotación de una rueda, sean directamente medibles o al menos derivables durante el movimiento del vehículo.
Otras denominaciones conocidas para codificadores rotativos son: sensor de velocidad, codificador de velocidad, generador de impulsos, generador de señales o también codificador de tacómetro.
Por ejemplo, el documento JP2005176490 describe un sistema de accionamiento sin codificador rotativo para vehículos.
Sin embargo, la detección de la posición del rotor de las máquinas de tracción de los accionamientos, sigue siendo necesaria para el control de la tracción, en particular en el caso de los procedimientos de regulación basado en vectores.
Por eso se han desarrollado procedimientos, como, por ejemplo, en el documento WO2012/004343 descrito, que permiten derivar la posición del rotor basándose en la medición y evaluación de las corrientes de fase y los voltajes de fase de la máquina de tracción.
Sin embargo, para ello es necesario aplicar continuamente variables alternas a las máquinas de tracción, para poder derivar la posición del rotor. En el contexto de esta especificación, el término variable alterna significa tensión alterna y/o corriente alterna, como es habitual en la ingeniería eléctrica. Esto también comprende variables alternas en forma de impulsos en corriente y/o tensión, así como sus armónicos.
En el caso de los vehículos, a menudo es necesario controlar la parada del vehículo, para poder tomar las medidas adecuadas en caso de que el vehículo se desplace, para evitar que el vehículo se desplace.
Si los sistemas de accionamiento de vehículos están diseñados sin codificadores rotativos, por consiguiente, no hay codificadores rotativos disponibles.
Los inventores han reconocido que, si el sistema de accionamiento del vehículo está diseñado sin codificador rotativo, entonces es necesario aplicar variables alternas a las máquinas de tracción incluso durante la parada del vehículo, para poder deducir un movimiento del vehículo debido a un cambio en la posición del rotor de una máquina de tracción. Por parada se entiende en el marco de esta especificación la parada del vehículo, la parada mecánica de un eje de salida de una máquina de tracción o la parada mecánica de una rueda.
La alimentación con variables alternas a las máquinas de tracción tiene un efecto particularmente desventajoso en los vehículos ferroviarios, ya que estos vehículos a menudo están diseñados con un gran número de máquinas de tracción, de modo que se requiere una gran cantidad de energía para controlar la parada.
El documento US 2018/126852 A1 describe un controlador de vehículo, que controla la potencia que será generada por una unidad de accionamiento. Mediante un resolver se puede detectar la velocidad de rotación de un motor de accionamiento.
El documento US 2014/074328 A1 describe un sistema para el control de tracción. Al realizar el control se tiene en cuenta la velocidad de conducción actual.
El documento US 2016/152157 A1 describe la detección de la dirección de conducción de un vehículo eléctrico. Por lo tanto, la invención se basa en el objetivo de crear un sistema de accionamiento para un vehículo, un procedimiento para operar el sistema de accionamiento, así como un vehículo con un sistema de accionamiento, en el que sea posible detectar la parada del vehículo, aunque el vehículo presente un sistema de accionamiento sin codificador rotativo.
Además, un objetivo de la invención es reducir el consumo de energía del vehículo durante la parada, en particular para controlar la parada del vehículo.
Más bien, se reduce el consumo de energía sin afectar negativamente a la fiabilidad de la detección de parada.
Las reivindicaciones de patente adjuntas definen el alcance de la protección.
En este punto hay que aclarar que la detección de un movimiento de rotación de al menos una rueda del vehículo durante la parada, se debe entender como que el estado esperado o el estado objetivo es la parada. La detección sirve en particular para detectar una desviación de este estado, es decir, por ejemplo, un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento, aunque esto no sea deseado ni esperado. El término "estado de parada" o "estado de detención" utilizado a continuación es el estado, en el que se espera y/o desea la parada.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención con un sistema de accionamiento para un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1. Además, el objetivo se resuelve con un procedimiento para operar el sistema de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 5 y un vehículo con un sistema de accionamiento de acuerdo con la reivindicación 9.
Configuraciones ventajosas de la invención están contenidas en las reivindicaciones dependientes.
Se propone un sistema de accionamiento para un vehículo, que se puede utilizar ventajosamente en vehículos que presentan una pluralidad de máquinas de tracción. Un vehículo de este tipo puede ser un vehículo ferroviario. Sin embargo, también se pueden diseñar otros tipos de vehículos, como por ejemplo automóviles, con una pluralidad de máquinas de tracción.
El sistema de accionamiento para un vehículo de este tipo comprende una pluralidad de máquinas de tracción eléctrica, estando cada una de las máquinas de tracción eléctrica individuales acopladas mecánicamente con al menos una rueda de accionamiento para generar tracción.
Por una pluralidad de máquinas de tracción se entiende en este contexto al menos dos máquinas de tracción.
Sin embargo, el vehículo presenta preferentemente más de dos máquinas de tracción, es decir, al menos tres máquinas de tracción.
Las máquinas de tracción están diseñadas preferentemente como máquinas asíncronas monofásicas o multifásicas, aunque como máquinas de tracción también se pueden utilizar otros tipos, como por ejemplo máquinas síncronas monofásicas o multifásicas con excitación permanente o máquinas de reluctancia monofásicas o multifásicas.
Las máquinas de tracción individuales están conectadas mecánicamente con al menos una rueda de accionamiento, a través de un eje de accionamiento correspondiente, para lo cual también se puede disponer un engranaje de transmisión entre la máquina de tracción y la rueda de accionamiento. El par de torsión generado por las máquinas de tracción durante el funcionamiento se convierte en tracción a través del eje de accionamiento y la rueda de accionamiento, para acelerar o desacelerar el vehículo o, en caso necesario, para evitar que el vehículo se desplace en una pendiente.
El sistema de accionamiento comprende además al menos un convertidor de potencia de tracción.
El convertidor de potencia de tracción presenta al menos una entrada de energía y al menos una salida de energía, para lo cual se puede conectar el convertidor de potencia de tracción en el lado de entrada con un circuito intermedio de corriente continua, y en el lado de salida, es decir en el lado de la tensión alterna, proporciona una tensión alterna preferentemente multifásica, para lo cual esta tensión alterna es variable en frecuencia, amplitud y fase.
Alternativamente, el convertidor de potencia también se puede conectar a una fuente de tensión alterna en el lado de entrada, como es habitual en los convertidores de matriz.
En este caso, el término “en el lado de la tensión alterna” también se referiría a la salida del convertidor de matriz.
El convertidor de potencia de tracción está conectado por el lado de tensión alterna, con al menos una máquina de tracción eléctrica para alimentar con energía eléctrica a la al menos una máquina de tracción eléctrica.
Además, el sistema de accionamiento comprende un dispositivo de control de la tracción y de regulación de la tracción, o brevemente dispositivo de control de la tracción, que puede estar realizado en forma de un control por microprocesador o unidad informática, y sirve para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción.
En particular, el dispositivo de control de la tracción está diseñado de tal manera que puede regular y controlar.
Si están presentes una pluralidad de convertidores de potencia de tracción, a cada convertidor de potencia de tracción se le puede asignar un dispositivo de control de la tracción. Alternativamente, también puede estar presente un dispositivo de control de la tracción, que regula y/o controla una pluralidad de convertidores de potencia de tracción.
El dispositivo de control de la tracción está diseñado para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción durante el movimiento del vehículo, basándose en variables alternas de salida eléctrica de al menos un convertidor de potencia de tracción. Para ello, el dispositivo de control de la tracción presenta al menos una primera entrada de señal, para medir las variables alternas de salida eléctrica del al menos un convertidor de potencia de tracción.
De manera adicional o alternativa, el dispositivo de control de la tracción también puede detectar al menos una variable adicional o diferente, en particular una variable eléctrica, del al menos un convertidor de potencia de tracción, a través de la al menos una primera entrada de señal, para deducir un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento.
Ésta puede ser, por ejemplo, tensión y/o corriente en la entrada de potencia del convertidor de potencia de tracción.
La variable puede ser en particular una variable que está influenciada por un estado eléctrico y/o magnético de la máquina de tracción eléctrica o al menos de una de las máquinas de tracción eléctrica, por lo que el estado depende de un movimiento y/o de una posición de un rotor de la máquina de tracción eléctrica. Se dan ejemplos de tales variables en el documento EP 2023 479 B1, párrafo [0001], por ejemplo, la fuerza electromagnética inversa del rotor que influye en la corriente del estator, o la que resulta del acoplamiento del conductor del estator portador de corriente con una fuente de señal de prueba. Esta primera entrada de señal es preferentemente una interfaz, con la que es posible procesar adicionalmente señales analógicas de sensores de medición de corriente y/o sensores de medición de tensión en términos de tecnología de señales.
Las señales analógicas se deben digitalizar correspondientemente antes de su posterior procesamiento.
Esta entrada de señal también puede estar diseñada de manera alternativa o adicional para procesar señales de sensores de medición de corriente y/o sensores de medición de tensión ya digitalizados.
El dispositivo de control de la tracción también presenta una entrada de señal (por ejemplo, una segunda entrada de señal), para leer las señales de salida de un dispositivo de detección para la detección de un movimiento de rotación de una rueda.
Un movimiento de rotación de una rueda da como resultado un cambio en el ángulo de rotación de la rueda. El dispositivo de detección puede detectar este cambio en el ángulo de rotación de la rueda.
El dispositivo de detección puede proporcionar una señal analógica, que debe ser digitalizada por el dispositivo de control de la tracción, antes de su posterior procesamiento.
Alternativamente, la señal puede ser proporcionada ya en forma digitalizada por el dispositivo de detección.
Esta señal analógica o digitalizada puede ser una simple señal binaria, que indica que la rueda realiza un movimiento de rotación, pero no proporciona ninguna información evaluable adicional.
La señal proporcionada por el dispositivo de detección no es evaluada por el dispositivo de control de la tracción durante el movimiento, es decir, mientras el vehículo está en modo de conducción.
Aunque el sistema de accionamiento presenta un dispositivo de detección de este tipo, debido a esta circunstancia se debe considerar que está diseñado sin codificador rotativo, si las señales del dispositivo de detección no se utilizan para regular y/o controlar el convertidor de potencia de tracción durante el desplazamiento del vehículo y no se utilizan para detectar un movimiento de rotación de una rueda durante el desplazamiento del vehículo.
En particular, el dispositivo de control de la tracción está diseñado para no utilizar señales del dispositivo de detección para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción durante el desplazamiento del vehículo y/o no utilizarlas para una detección de un movimiento de rotación de al menos un rueda del vehículo.
Como se verá más adelante en esta especificación, la señal del dispositivo de detección sólo se evalúa durante la parada del vehículo. Por "durante la parada" se entiende, en particular, que la parada existe realmente o está prevista que exista. Por ejemplo, durante la parada está activo un freno mecánico del vehículo ferroviario y/o un freno dinámico del vehículo ferroviario. A pesar de los frenos activos se pueden producir movimientos de las ruedas, por ejemplo, porque las zapatas de freno de un freno mecánico que actúan sobre al menos una rueda del vehículo ferroviario, no generen suficiente fuerza de frenado.
Además, el dispositivo de control de la tracción presenta al menos una primera salida de señal, para controlar al menos un convertidor de potencia de tracción.
Mediante el control del convertidor de potencia de tracción, se puede influir en la conversión del convertidor de potencia de tracción. En particular, mediante el control del convertidor de potencia de tracción se puede influir en la frecuencia, amplitud y/o fase de la tensión alterna en el lado de salida.
Además, el dispositivo de control de la tracción presenta al menos una entrada de señales adicional, que sirve para recibir señales de control de un sistema de control del vehículo de nivel superior.
Estas señales de control pueden contener, por ejemplo, informaciones sobre la velocidad y/o la aceleración del vehículo.
A partir de estas informaciones procedentes del sistema de control del vehículo de nivel superior, el dispositivo de control de la tracción influye en al menos un convertidor de potencia de tracción, en particular en las variables alternas de salida eléctrica.
El dispositivo de control de la tracción está diseñado de tal manera que, regula el movimiento del vehículo basándose en variables alternas de salida eléctrica de al menos un convertidor de potencia de tracción.
Para ello, el dispositivo de control de la tracción presenta una secuencia de programación, que detecta las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción, que calcula una frecuencia, amplitud y/o fase de la tensión alterna, en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción, basándose en la especificación del sistema de control del vehículo de nivel superior, y a continuación la ajusta en el convertidor de potencia de tracción.
El dispositivo de control de la tracción detecta también la posición del rotor mediante el procedimiento sin codificador rotativo mencionado al principio, y regula la tensión alterna en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción en frecuencia, amplitud y/o fase, de acuerdo con la posición del rotor, de la pluralidad de máquinas de tracción eléctricas.
En particular para la evaluación con los procedimientos mencionados anteriormente, el dispositivo de control de la tracción detecta un movimiento de rotación de una rueda de accionamiento o de una rueda de no accionamiento del vehículo, basándose en la evaluación de al menos un dispositivo de detección adecuado para este fin, por lo que el al menos un dispositivo de detección no detecta ninguna variable alterna de salida eléctrica de al menos un convertidor de potencia de tracción o cualquier variable que dependa del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción.
El dispositivo de control de la tracción regula al menos un convertidor de potencia de tracción en este punto de funcionamiento, de tal manera que no se generen variables alternas de salida eléctricas.
Para ello, el dispositivo de control de la tracción evalúa la señal, en particular en la segunda entrada de señal, para leer las señales de salida de un dispositivo de detección, para la detección de un movimiento de rotación de una rueda.
Preferentemente, el dispositivo de detección está conectado con una rueda, que puede ser una rueda de accionamiento o una rueda de no accionamiento, para convertir un movimiento de rotación de la rueda en señales evaluables.
Esto significa en particular que cuando una rueda realiza un movimiento de rotación, el dispositivo de detección puede determinar este movimiento de rotación basándose en las señales evaluables.
Esta conversión de un movimiento de rotación en señales evaluables se realiza independientemente del funcionamiento del al menos un convertidor de potencia de tracción, en particular independientemente de las variables alternas de salida eléctrica de al menos un convertidor de potencia de tracción. Más bien, el dispositivo de detección necesita muy poca energía para la detección de un movimiento de rotación y para la dimensión de una señal. El consumo de energía durante el funcionamiento del dispositivo de detección asciende preferentemente a menos de 100 vatios, pero de manera particularmente preferente a menos de 10 vatios.
Como se describió anteriormente, el dispositivo de detección puede proporcionar una señal analógica o una ya digitalizada.
La evaluación del dispositivo de detección, como alternativa a la evaluación de las variables alternas de salida eléctrica o de la variable, que depende del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción, tiene la ventaja de que el vehículo consume particularmente poca energía durante la parada, ya que el al menos un convertidor de potencia de tracción no proporciona ninguna variable alterna de salida eléctrica para la detección de un movimiento de rotación y, por ejemplo, no es necesario accionar ninguna fuente de señal de prueba.
Además de la evaluación de las variables alternas en el lado de salida y/o la variable, que depende del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción durante el desplazamiento del vehículo, el dispositivo de control de la tracción detecta un movimiento de rotación de una rueda de accionamiento o de una rueda de no accionamiento del vehículo, basándose en la evaluación de al menos un dispositivo de detección adecuado para este fin, por lo que el al menos un dispositivo de detección no detecta ninguna variable alterna de salida eléctrica del al menos un convertidor de potencia de tracción y tampoco ninguna variable que dependa del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción.
Para ello, el dispositivo de control de la tracción evalúa la señal, en particular en una segunda entrada de señal, para leer las señales de salida de un dispositivo de detección, para la detección de un movimiento de rotación de una rueda.
Sin embargo, en particular, las señales del dispositivo de detección no se utilizan para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción durante el desplazamiento del vehículo, y/o no se utilizan para una detección de un movimiento de rotación de al menos una rueda del vehículo.
Preferentemente, el dispositivo de detección está conectado con una rueda, que puede ser una rueda de accionamiento o una rueda de no accionamiento, para convertir un movimiento de rotación de la rueda en señales evaluables.
Esto significa en particular, que cuando una rueda realiza un movimiento de rotación, el dispositivo de detección puede determinar este movimiento de rotación basándose en las señales evaluables.
Más bien, el dispositivo de detección necesita muy poca energía para la detección de un movimiento de rotación y para la proporción de una señal. El consumo de energía durante el funcionamiento del dispositivo de detección asciende preferentemente a menos de 100 vatios, pero de manera particularmente preferente a menos de 10 vatios.
La conversión de un movimiento de rotación en señales evaluables se realiza independientemente del funcionamiento del al menos un convertidor de potencia de tracción, en particular independientemente de las variables alternas de salida eléctrica del al menos un convertidor de potencia de tracción y de una variable que dependa del estado eléctrico y/o estado magnético de la(s) máquina(s) de tracción.
Como se describió anteriormente, el dispositivo de detección puede proporcionar una señal analógica o una ya digitalizada.
La evaluación del dispositivo de detección, además de la evaluación de las variables alternas de salida eléctrica para la detección de un movimiento de rotación, tiene también la ventaja de que el dispositivo de detección puede detectar, de manera particularmente fiable, un posible movimiento del vehículo en el estado de parada del vehículo, porque se dispone de una señal redundante de medición adicional.
En una configuración ventajosa de la invención, el sistema de accionamiento, en particular el dispositivo de control de la tracción, está diseñado además para regular o controlar el al menos un convertidor de potencia de tracción durante el estado de parada del vehículo, de tal manera que al menos uno, pero como máximo dos de la pluralidad de las máquinas de tracción eléctrica se alimenten con energía eléctrica.
Esto es particularmente ventajoso si el vehículo presenta al menos tres máquinas de tracción eléctrica.
Porque en este caso, un número reducido de máquinas de tracción eléctrica son alimentadas con energía eléctrica durante la parada del vehículo, para determinar la posición del rotor, basándose en la evaluación de las variables alternas de salida eléctrica del convertidor de potencia de tracción, a través de la evaluación de las variables alternas de salida eléctrica o la variable, que depende del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción, con la ayuda de los procedimientos sin codificador rotativo, antes mencionado, y para deducir un movimiento de rotación.
Esto conduce a una reducción del consumo de energía del vehículo durante la parada, en particular para el control de la parada del vehículo.
El requisito previo para una configuración de este tipo de la invención es que el al menos un convertidor de potencia de tracción genere variables alternas de salida o detecte una variable, que dependa del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción, para lo cual las variables alternas de salida y/o la variable antes mencionada se evalúa(n) por el dispositivo de control de la tracción, y el dispositivo de control de la tracción no evalúa para la detección de un movimiento de rotación, exclusivamente señales del dispositivo de detección.
De manera alternativa o adicional del uso del dispositivo de detección para la detección de un movimiento de rotación de una rueda en estado de parada, el dispositivo de control de la tracción se puede diseñar de tal manera que detecte un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento del vehículo, durante el estado de parada del vehículo, por lo que en este caso el dispositivo de control de la tracción detecta un movimiento de rotación, basándose en un cambio de las variables alternas de salida eléctrica del al menos un convertidor de potencia de tracción.
Para ello, el dispositivo de control de la tracción recibe del sistema de control del vehículo de nivel superior la información de que el vehículo está o debería estar parado.
El dispositivo de control de la tracción regula entonces la frecuencia, amplitud y/o fase de la tensión alterna en el lado de salida del al menos un convertidor de potencia de tracción de tal manera que, las máquinas de tracción presentes en el vehículo no generen ningún par de torsión.
El dispositivo de control de la tracción también detecta las variables alternas de salida eléctrica del convertidor de potencia de tracción a través de la primera entrada de señal, y también calcula la posición del rotor con el procedimiento sin codificador rotativo mencionado al principio, basándose en la evaluación de las variables alternas de salida eléctrica del convertidor de potencia de tracción.
Dado que al menos una rueda de accionamiento está acoplada mecánicamente con la máquina de tracción, la posición del rotor de la máquina de tracción cambia cuando la rueda experimenta un movimiento de rotación.
El dispositivo de control de la tracción detecta esto determinando constantemente, es decir, continuamente, la posición del rotor con los procedimientos antes mencionados, mientras el vehículo está parado. Sin embargo, la detección del movimiento de rotación en la parada basándose únicamente en un cambio de las variables alternas de salida eléctrica, no es objeto de las reivindicaciones adjuntas.
En una configuración adicional ventajosa de la invención, el sistema de accionamiento, en particular el dispositivo de control de la tracción, está diseñado además para regular el al menos un convertidor de potencia de tracción durante la parada del vehículo, de tal manera que como máximo una, de la pluralidad de las máquinas de tracción eléctrica, se alimenta con energía eléctrica.
Esto es particularmente ventajoso si el vehículo presenta una pluralidad de máquinas de tracción eléctrica.
Porque en este caso, en comparación con las configuraciones anteriores de la invención, se alimenta con energía eléctrica , durante la parada del vehículo, a un número aún más reducido de máquinas de tracción, para determinar la posición del rotor y/o la velocidad del rotor, basado en la evaluación de las variables alternas de salida eléctrica del convertidor de potencia de tracción, con la ayuda de los procedimientos sin codificador rotativo antes mencionado, y para deducir un movimiento de rotación.
Esto conduce a una reducción adicional del consumo de energía del vehículo durante la parada, en particular para el control de la parada del vehículo.
El requisito previo para una configuración de este tipo de la invención es que el al menos un convertidor de potencia de tracción genere variables alternas de salida, que sean evaluadas por el dispositivo de control de la tracción, y que el dispositivo de control de la tracción no evalúe exclusivamente señales del dispositivo de detección, para la detección de un movimiento de rotación.
En una configuración adicional ventajosa de la invención, el sistema de accionamiento está diseñado con un dispositivo de detección, para lo cual el dispositivo de detección es un codificador rotativo, un sensor de aceleración, un resolver o un sensor de gravedad.
El dispositivo de detección del tipo mencionado anteriormente está unido a una rueda, para lo cual la rueda puede ser una rueda de accionamiento o una rueda de no accionamiento.
Alternativamente, el dispositivo de detección también se puede unir en el eje de accionamiento de las máquinas de tracción.
En cualquier caso, el dispositivo de detección debe estar unido al vehículo de tal manera que, un movimiento de rotación de una rueda, se convierta en una señal, la cual pueda ser evaluada por el dispositivo de control de la tracción.
El uso de un dispositivo de detección del tipo mencionado anteriormente produce varias ventajas.
Los dispositivos de detección del tipo mencionado anteriormente presentan, por un lado, un consumo de energía muy bajo, muy por debajo de los 10 vatios.
Lo que reduce aún más el consumo de energía del vehículo durante la parada.
Además, los dispositivos de detección del tipo mencionado anteriormente no tienen una estructura muy compleja, de modo que la detección de un movimiento de rotación funciona de manera muy robusta y fiable, lo que es esencial para la seguridad, particularmente en esta aplicación.
También se propone un procedimiento para operar el sistema de accionamiento eléctrico explicado anteriormente, que se describe a continuación.
Cabe señalar que el procedimiento se puede utilizar tanto para el sistema de accionamiento explicado anteriormente, como también para un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, que esté diseñado con el sistema de accionamiento explicado anteriormente.
En un primer modo de funcionamiento, el procedimiento comprende la alimentación con energía eléctrica a la máquina de tracción eléctrica o a la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica, para generar tracción, para lo cual la velocidad de rotación, la velocidad, el par de torsión y/o la posición del rotor de la máquina de tracción eléctrica o al menos una de las máquinas de tracción eléctrica, están o serán reguladas durante el movimiento del vehículo, basándose en las variables alternas de salida eléctrica del al menos un convertidor de potencia de tracción. De manera alternativa o adicional, la velocidad de rotación, la velocidad, el par de torsión y/o la posición del rotor de la máquina de tracción eléctrica o al menos una de las máquinas de tracción eléctrica, se regula durante el movimiento del vehículo, basándose en al menos una variable, que está influenciada por un estado eléctrico y/o magnético de la máquina de tracción eléctrica o de al menos una de las máquinas de tracción eléctrica, por lo que el estado depende de un movimiento y/o de una posición de un rotor de la(s) máquina(s) de tracción eléctrica.
La energía eléctrica es proporcionada por al menos un convertidor de potencia de tracción, para lo cual la regulación de al menos un convertidor de potencia de tracción, así como de las máquinas de tracción eléctricas se realiza por el dispositivo de control de la tracción.
Además, en un segundo modo de funcionamiento, el procedimiento comprende: detectar un movimiento de rotación de al menos una rueda del vehículo (en particular de una rueda de accionamiento o de una rueda de no accionamiento), mediante la evaluación de al menos un dispositivo de detección adecuado para la detección de un movimiento de rotación de una rueda de accionamiento, por lo que el al menos un dispositivo de detección no detecta ninguna variable alterna de salida eléctrica del al menos un convertidor de potencia de tracción y ninguna variable, que esté influenciada por un estado eléctrico y/o magnético de la máquina de tracción eléctrica o al menos una de las máquinas de tracción eléctrica, por lo que el estado depende de un movimiento y/o de una posición de un rotor de la máquina de tracción eléctrica.
La señal proporcionada por el dispositivo de detección es evaluada por el dispositivo de control de la tracción.
Preferentemente, en este paso alternativo del procedimiento, el al menos un convertidor de potencia de tracción se encuentra en un estado de reposo, de modo que ninguna máquina de tracción eléctrica sea alimentada con energía eléctrica.
El procedimiento en un segundo modo de funcionamiento puede comprender de manera alternativa o adicional del uso del dispositivo de detección mencionado: alimentar con energía eléctrica a la máquina de tracción eléctrica o al menos a una de la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica sin generar, en este caso, tracción. Para ello, el dispositivo de control de la tracción regula correspondientemente, al menos un convertidor de potencia de tracción. Además, en esta forma de realización, en el segundo modo de funcionamiento, el procedimiento comprende la detección de un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento del vehículo, basándose en un cambio en las variables alternas de salida eléctrica, de al menos un convertidor de potencia de tracción. Para ello, el dispositivo de control de la tracción evalúa las variables alternas de salida del al menos un convertidor de potencia de tracción, de acuerdo con el procedimiento sin codificador rotativo mencionado al principio, y determina continuamente la posición y/o la velocidad del rotor.
Cabe destacar que los pasos del procedimiento del segundo modo de funcionamiento se realizan exclusivamente durante el estado de parada del vehículo, y son realizados correspondientemente por el dispositivo de control de la tracción.
De acuerdo con una configuración preferente del procedimiento, durante el estado de parada del vehículo, como máximo dos de la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica son alimentadas con energía eléctrica sin generar, en este caso, tracción.
El dispositivo de control de la tracción regula/controla correspondientemente al menos un convertidor de potencia de tracción.
Si el vehículo está diseñado con más de dos máquinas de tracción eléctrica, la reducción del número de máquinas de tracción eléctrica alimentadas con energía eléctrica durante la parada, conduce a una reducción del consumo de energía del vehículo durante la parada.
De acuerdo con una configuración adicional preferente del procedimiento, durante el estado de parada del vehículo se alimenta con energía eléctrica como máximo a una de la pluralidad de máquinas de tracción eléctricas sin generar, en este caso, tracción.
El dispositivo de control de la tracción regula/controla correspondientemente al menos un convertidor de potencia de tracción.
Si el vehículo está diseñado con una pluralidad de máquinas de tracción eléctrica, la reducción adicional del número de máquinas de tracción eléctrica alimentadas con energía eléctrica durante la parada, conduce a una reducción adicional del consumo de energía del vehículo, en comparación con la alimentación de como máximo dos de la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica, durante la parada.
De acuerdo con una configuración adicional preferente del procedimiento, el dispositivo de detección es un codificador rotativo, un sensor de aceleración, un resolver o un sensor de gravedad.
Esto tiene la ventaja de que el procedimiento, en particular la detección de un movimiento de rotación de una rueda, funciona de manera particularmente fiable, ya que los dispositivos de detección del tipo mencionado anteriormente no tienen una estructura muy compleja. La detección de un movimiento de rotación es, en este caso, muy robusta y fiable, lo cual es esencial para la seguridad, particularmente en esta aplicación.
También se propone un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, con un sistema de accionamiento como el descrito anteriormente, para lo cual el sistema de accionamiento es accionado de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente.
A continuación, se explican formas de realización de la invención con referencia a las figuras esquemáticas adjuntas. Las características que coinciden en tipo y/o función se pueden proporcionar con los mismos números de referencia en todas las figuras.
Se representan en:
Fig. 1 Representación esquemática de un sistema de accionamiento de una primera forma de realización, no de acuerdo con la invención.
Fig. 2 Representación esquemática de un sistema de accionamiento de una segunda forma de realización, de acuerdo con la invención.
Fig. 3 Representación esquemática de un sistema de accionamiento de una tercera forma de realización, de acuerdo con la invención.
Fig. 4 Representación esquemática de un sistema de accionamiento de una cuarta forma de realización, de acuerdo con la invención.
Fig. 5 Representación esquemática de un conjunto de un vehículo ferroviario con un sistema de accionamiento, de acuerdo con la invención.
La Fig. 1 muestra una representación esquemática de un sistema de accionamiento 2 de una primera forma de realización, no de acuerdo con la invención, por lo que un sistema de accionamiento 2 de este tipo está instalado en un vehículo no representado.
El sistema de accionamiento 2 comprende, en este caso, un convertidor de potencia de tracción 13, una máquina de tracción 17, que está conectada eléctricamente con el convertidor de potencia de tracción 13, un eje de accionamiento 18, que conecta, de manera por ajuste de fuerza, la máquina de tracción 17 con una rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un dispositivo de control de la tracción 15, que está conectado con el convertidor de potencia de tracción 13, con fines de señalización.
El dispositivo de control de la tracción 15 controla el convertidor de potencia de tracción 13, a través de señales de control 21 correspondientes.
Además, el dispositivo de control de la tracción 15 comprende entradas de señales, para detectar metrológicamente las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13, en particular la corriente y la tensión.
Es necesario distinguir entre dos casos de funcionamiento que son esenciales para el vehículo.
En el primer caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 es controlado por el dispositivo de control de la tracción 15, de tal manera que se genera una tensión alterna trifásica con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas. La máquina de tracción 17 genera un par de torsión, basándose en esta tensión alterna.
Este par de torsión se transmite a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11 a través del eje de accionamiento 18 (y posiblemente un engranaje ubicado entre la máquina de tracción 17 y la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11).
Debido al contacto entre la rueda y el suelo, se genera tracción y el vehículo acelera o desacelera.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza mientras el vehículo está en movimiento.
En el segundo caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 es controlado por el dispositivo de control de la tracción 15, de tal manera que se genera una tensión alterna trifásica con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas. Sin embargo, esta tensión alterna se regula/controla de tal manera que la máquina de tracción 17 no genera ningún par de torsión y el vehículo permanece entonces parado.
Dado que la rueda de accionamiento está acoplada mecánicamente con la máquina de tracción 17 sin codificador rotativo 11, la posición del rotor (no representado) de la máquina de tracción 17, cambia con un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
El cambio de la posición del rotor va acompañado de un cambio en los parámetros eléctricos, como, por ejemplo, un cambio en la reactancia de la máquina de tracción 17.
En consecuencia, el cambio en la reactancia da como resultado un cambio en las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 y esto puede ser detectado por el dispositivo de control de la tracción 15, basándose en la evaluación de las variables alternas en el lado de salida 19, y se puede concluir un movimiento de rotación. En la descripción de los ejemplos de realización en base a las figuras adjuntas, no se menciona el procedimiento alternativo o adicional, en el que se detecta metrológicamente al menos una variable que depende del estado eléctrico y/o magnético de la(s) máquina(s) de tracción, y se evalúa la variable para la determinación de un movimiento de rotación. Sin embargo, este procedimiento alternativo o adicional es posible en todos los ejemplos de realización.
Para ello es posible utilizar otros procedimientos conocidos en la literatura.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2, se utiliza en el estado de parada del vehículo.
En ninguno de los dos casos de funcionamiento antes mencionados del sistema de accionamiento 2, el dispositivo de control de la tracción 15 requiere una señal de codificador rotativo 23 para regular/controlar el convertidor de potencia de tracción 13.
Por lo tanto, el sistema de accionamiento 2 está realizado completamente sin codificador rotativo.
Las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 se regulan/controlan exclusivamente basándose en las variables alternas en el lado de salida 19 detectadas por el dispositivo de control de la tracción 15 y la especificación de una velocidad y/o aceleración del vehículo de un sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
Para ello se utilizan los procedimientos de control y regulación conocidos en la literatura, para el accionamiento de velocidad variable sin codificadores rotativos.
La Fig. 2 muestra una representación esquemática de un sistema de accionamiento 2, de una segunda forma de realización de acuerdo con la invención, para lo cual está instalado un sistema de accionamiento 2 de este tipo en un vehículo, no representado.
El sistema de accionamiento 2 comprende, en este caso, un convertidor de potencia de tracción 13, una máquina de tracción 17 que está conectada eléctricamente con el convertidor de potencia de tracción 13, un eje de accionamiento 18 que conecta de manera por ajuste de fuerza la máquina de tracción 17 con una rueda de accionamiento con codificador rotativo 9.
Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un codificador rotativo 10, que está dispuesto, en este caso, en la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9, y convierte los movimientos de rotación de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9, en señales de codificador rotativo 23.
Alternativamente, el codificador rotativo 10 también puede estar unido al eje de accionamiento 18 o al eje de salida, no representado, de la máquina de tracción 17.
Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un dispositivo de control de la tracción 15, que está conectado con el convertidor de potencia de tracción 13 con fines de señalización.
El dispositivo de control de la tracción 15 controla el convertidor de potencia de tracción 13 a través de señales de control 21 correspondientes.
Además, el dispositivo de control de la tracción 15 comprende entradas de señales, para detectar metrológicamente las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13, en particular la corriente y la tensión.
Además, el dispositivo de control de la tracción 15 presenta al menos una entrada de señal para detectar metrológicamente la señal de codificador rotativo 23 del codificador rotativo 10.
También en este ejemplo de realización es necesario distinguir entre dos casos de funcionamiento esenciales del sistema de accionamiento 2.
En el primer caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 es controlado por el dispositivo de control de la tracción 15, de tal manera que se genera una tensión alterna trifásica con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas. La máquina de tracción 17 genera un par de torsión basándose en esta tensión alterna.
Este par de torsión se transmite a la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 a través del eje de accionamiento 18 (y posiblemente un engranaje ubicado entre la máquina de tracción 17 y la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11).
Debido al contacto entre la rueda y el suelo, se genera tracción y el vehículo acelera o desacelera.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza mientras el vehículo está en movimiento.
En el segundo caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 está en un estado de reposo, lo que significa que no se genera tensión alterna en la salida de potencia del convertidor de potencia de tracción 13.
Sin embargo, en este caso de funcionamiento la señal del codificador rotativo 23 es evaluada por el dispositivo de control de la tracción 15.
Mediante la evaluación de la señal de codificador rotativo 23, el dispositivo de control de la tracción 15 puede así detectar un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza durante el estado de parada del vehículo.
Sin embargo, en el primer caso de funcionamiento, el dispositivo de control de la tracción 15 no requiere ninguna señal de codificador rotativo 23 para regular/controlar el convertidor de potencia de tracción 13.
Las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 se regulan/controlan exclusivamente basándose en las variables alternas en el lado de salida 19 detectadas y la especificación de una velocidad y/o aceleración de un sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
Para ello se utilizan los procedimientos de control y regulación conocidos en la literatura, para el accionamiento de velocidad variable sin codificadores rotativos.
La Fig. 3 muestra una representación esquemática de una tercera forma de realización de acuerdo con la invención de un sistema de accionamiento 2, para lo cual está instalado un sistema de accionamiento 2 de este tipo en un vehículo, no representado.
El sistema de accionamiento 2 comprende, en este caso, un convertidor de potencia de tracción 13, una máquina de tracción 17 que está conectada eléctricamente con el convertidor de potencia de tracción 13, un eje de accionamiento 18 que conecta de manera por ajuste de fuerza la máquina de tracción 17 con una rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un dispositivo de control de la tracción 15, que está conectado con el convertidor de potencia de tracción 13, con fines de señalización.
El dispositivo de control de la tracción 15 controla el convertidor de potencia de tracción 13 a través de señales de control 21 correspondientes.
Además, el dispositivo de control de la tracción 15 comprende entradas de señales, para detectar metrológicamente las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13, en particular la corriente y la tensión.
Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un codificador rotativo 10, que está dispuesto sobre una rueda sin accionamiento 7 y convierte los movimientos de rotación en señales de codificador rotativo 23. Además, el dispositivo de control de la tracción 15 presenta al menos una entrada de señal, para detectar metrológicamente la señal de codificador rotativo 23, del codificador rotativo 10.
También en este ejemplo de realización es necesario distinguir entre dos casos de funcionamiento esenciales del sistema de accionamiento 2.
En el primer caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 es controlado por el dispositivo de control de la tracción 15, de tal manera que se genera una tensión alterna trifásica con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas. La máquina de tracción 17 genera un par de torsión basándose en esta tensión alterna.
Este par de torsión se transmite a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11, a través del eje de accionamiento 18 (y posiblemente un engranaje ubicado entre la máquina de tracción 17 y la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11).
Debido al contacto entre la rueda y el suelo, se genera tracción y el vehículo acelera o desacelera.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza mientras el vehículo está en movimiento.
En el segundo caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 está en un estado de reposo, lo que significa que no se genera tensión alterna en la salida de potencia del convertidor de potencia de tracción 13.
Sin embargo, en este caso de funcionamiento la señal del codificador rotativo 23 es evaluada por el dispositivo de control de la tracción 15.
Mediante la evaluación de la señal del codificador rotativo 23, el dispositivo de control de la tracción 15 puede, por lo tanto, detectar un movimiento de rotación de la rueda no accionada con codificador rotativo 7.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza durante el estado de parada del vehículo.
Sin embargo, en el primer caso de funcionamiento, el dispositivo de control de la tracción 15 no requiere ninguna señal de codificador rotativo 23, para regular/controlar el convertidor de potencia de tracción 13.
Las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 se regulan/controlan exclusivamente basándose en las variables alternas en el lado de salida 19 detectadas y la especificación de una velocidad y/o aceleración de un sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
Para ello se utilizan los procedimientos de control y regulación conocidos en la literatura, para el accionamiento de velocidad variable sin codificadores rotativos.
De manera adicional o alternativa, en el segundo caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 puede ser controlado por el dispositivo de control de la tracción 15 de tal manera que se genere una tensión alterna trifásica con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas, para lo cual esta tensión alterna trifásica alimenta la máquina de tracción 17, que está asignada a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
Esta tensión alterna se controla/regula de tal manera que, esta máquina de tracción 17 no genera ningún par de torsión y el vehículo permanece entonces parado.
Dado que la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11 está acoplada mecánicamente con la máquina de tracción 17, la posición del rotor (no representado) de esta máquina de tracción 17 cambia con un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
El cambio de posición del rotor va acompañado de un cambio en los parámetros eléctricos, como, por ejemplo, un cambio en la reactancia de la máquina de tracción 17.
En consecuencia, el cambio en la reactancia da como resultado un cambio en las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 y esto puede ser detectado por el dispositivo de control de la tracción 15 basándose en la evaluación de las variables alternas en el lado de salida 19, y se puede concluir un movimiento de rotación.
Para ello es posible utilizar otros procedimientos conocidos en la literatura.
Este caso de funcionamiento alternativo o adicional del sistema de accionamiento 2 también se utiliza en el estado de parada del vehículo.
En este caso de funcionamiento alternativo o adicional, el dispositivo de control de la tracción 15 no requiere ninguna señal de codificador rotativo 23 para regular/controlar el convertidor de potencia de tracción 13. Las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13, se regulan/controlan exclusivamente en base a las variables alternas en el lado de salida 19, detectadas por el dispositivo de control de la tracción 15.
Para ello se utilizan los procedimientos de control y regulación conocidos en la literatura, para el accionamiento de velocidad variable sin codificadores rotativos.
La Fig. 4 muestra una representación esquemática de un sistema de accionamiento 2 de una cuarta forma de realización de acuerdo con la invención, para lo cual está instalado un sistema de accionamiento 2 de este tipo en un vehículo, no representado.
El sistema de accionamiento 2 comprende, en este caso, un convertidor de potencia de tracción 13, dos máquinas de tracción 17 que están conectadas eléctricamente con el convertidor de potencia de tracción 13, dos ejes de accionamiento 18, cada uno de los cuales conecta de manera por ajuste de fuerza las máquinas de tracción 17 con una rueda de accionamiento con codificador rotativo 9, y con una rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11. Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un codificador rotativo 10, que está dispuesto, en este caso, en la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 y convierte los movimientos de rotación de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 en señales de codificador rotativo 23.
Alternativamente, el codificador rotativo 10 también se puede unir en el eje de accionamiento 18 o en el eje de salida no representado de la máquina de tracción 17, que está asignado a la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9.
Además, el sistema de accionamiento 2 comprende un dispositivo de control de la tracción 15, que está conectado con el convertidor de potencia de tracción 13, con fines de señalización.
El dispositivo de control de la tracción 15 controla el convertidor de potencia de tracción 13 a través de señales de control 21 correspondientes.
Además, el dispositivo de control de la tracción 15 comprende entradas de señales para detectar metrológicamente las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13, en particular la corriente y la tensión.
Además, el dispositivo de control de la tracción 15 presenta al menos una entrada de señal, para detectar metrológicamente la señal de codificador rotativo 23 del codificador rotativo 10. El convertidor de potencia de tracción 13 se representa y está realizado, en este caso, como una unidad.
Sin embargo, el convertidor de potencia de tracción 13 puede estar realizado como dos convertidores de potencia de tracción 13 independientes, para lo cual cada uno de los cuales está asignado entonces a una máquina de tracción 17. El dispositivo de control de la tracción 15 se debería adaptar correspondientemente.
También en este ejemplo de realización es necesario distinguir entre dos casos de funcionamiento esenciales del sistema de accionamiento 2.
En el primer caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 es controlado por el dispositivo de control de la tracción 15, de tal manera que se generan tensiones alternas trifásicas con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas, para alimentar con energía eléctrica a las dos máquinas de tracción 17. Basándose en esta tensión alterna, las dos máquinas de tracción 17 generan un par de torsión.
Este par generado en este caso, se transmite a través de los ejes de accionamiento 18 (y posiblemente un engranaje ubicado entre la máquina de tracción 17 y la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11) a la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 y a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
Debido al contacto entre la rueda y el suelo, se genera tracción y el vehículo acelera o desacelera.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza mientras el vehículo está en movimiento.
En el segundo caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 se encuentra en un estado de reposo, lo que significa que no se generan tensiones alternas en la salida de potencia del convertidor de potencia de tracción 13. Entonces el vehículo permanece parado. Sin embargo, en este caso de funcionamiento la señal del codificador rotativo 23 es evaluada por el dispositivo de control de la tracción 15.
Mediante la evaluación de la señal del codificador rotativo 23, el dispositivo de control de la tracción 15 puede, por lo tanto, detectar un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9.
Este caso de funcionamiento descrito del sistema de accionamiento 2 se utiliza durante el estado de parada del vehículo.
Sin embargo, en el primer caso de funcionamiento, el dispositivo de control de la tracción 15 no requiere ninguna señal de codificador rotativo 23 para regular/controlar el convertidor de potencia de tracción 13.
Las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 se regulan/controlan exclusivamente basándose en las variables alternas en el lado de salida 19 detectadas y la especificación de una velocidad y/o aceleración de un sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
Para ello se utilizan los procedimientos de control y regulación conocidos en la literatura, para el accionamiento de velocidad variable sin codificadores rotativos.
Alternativa o adicionalmente, en el segundo caso de funcionamiento, el convertidor de potencia de tracción 13 puede ser controlado por el dispositivo de control de la tracción 15 de tal manera que se genere al menos una tensión alterna trifásica con una frecuencia, amplitud y fase adecuadas, para lo cual esta tensión alterna trifásica alimenta exclusivamente la máquina de tracción 17, que está asignada a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
Esta tensión alterna se controla/regula de tal manera que esta máquina de tracción 17 no genera ningún par de torsión y el vehículo permanece entonces parado.
Dado que la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11 está acoplada mecánicamente con la máquina de tracción 17, la posición del rotor (no representado) de esta máquina de tracción 17 cambia con un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
El cambio de posición del rotor va acompañado de un cambio de los parámetros eléctricos, como por ejemplo un cambio de una reactancia de la máquina de tracción 17, que está asignada a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
Para ello es posible utilizar otros procedimientos conocidos en la literatura.
En consecuencia, el cambio en la reactancia da como resultado un cambio en las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 y esto puede ser detectado por el dispositivo de control de la tracción 15 basándose en la evaluación de las variables alternas en el lado de salida 19 y se puede detener un movimiento de rotación.
Para ello es posible utilizar otros procedimientos conocidos en la literatura.
Este caso de funcionamiento alternativo o adicional del sistema de accionamiento 2, también se utiliza en el estado de parada del vehículo.
En este caso de funcionamiento alternativo o adicional, el dispositivo de control de la tracción 15 no requiere una señal de codificador rotativo 23 para regular/controlar el convertidor de potencia de tracción 13. Las variables alternas en el lado de salida 19 del convertidor de potencia de tracción 13 se regulan/controlan exclusivamente basándose en las variables alternas en el lado de salida 19 detectadas por el dispositivo de control de la tracción 15 (de la máquina de tracción 17, que está asignada a la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11).
Para ello se utilizan los procedimientos de control y regulación conocidos en la literatura, para el accionamiento de velocidad variable sin codificadores rotativos.
A continuación, se describe un vehículo, en particular un conjunto de vehículos ferroviarios 3, que presenta de los ejemplos de realización anteriores, un sistema de accionamiento 2.
La invención es particularmente ventajosa en vehículos con una pluralidad de accionamientos, o ruedas de accionamiento.
Por un lado, durante la parada del vehículo se puede reducir al máximo el consumo de energía del sistema de accionamiento, sin perjudicar, en este caso, la seguridad del vehículo.
La Fig. 5 muestra una representación esquemática de varios vehículos ferroviarios 1, para lo cual los vehículos individuales están combinados para formar un conjunto de vehículos ferroviarios 3. Cada uno de los dos vehículos ferroviarios 1 presenta un sistema de accionamiento para generar tracción.
En los vehículos ferroviarios 1 es habitual conectar dos ruedas individuales entre sí de manera por ajuste de fuerza a través de un eje, para formar un juego de ruedas.
También es conocido diseñar vehículos ferroviarios 1 con ruedas individuales, que pueden ser tanto accionadas como no accionadas.
Por lo tanto, en lo sucesivo también se utilizará rueda o ruedas como sinónimo de juego de ruedas, para lo cual puede estar diseñada la rueda como rueda de accionamiento o como rueda de no accionamiento.
El primer vehículo ferroviario 1 (de izquierda a derecha) presenta un primer sistema de accionamiento, para el cual el sistema de accionamiento comprende una rueda de accionamiento con codificador rotativo 9, una rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11, dos convertidores de potencia de tracción 13 y un dispositivo de control de la tracción 15.
Además, el vehículo ferroviario 1 presenta dos ruedas sin accionamiento, sin codificador rotativo 5. Tanto la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 como la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11, están conectadas mecánicamente con una máquina de tracción no representada.
Cada una de las máquinas de tracción individuales, está conectada eléctricamente con uno de los dos convertidores de potencia de tracción 13, de modo que ambas máquinas de tracción pueden ser alimentadas con energía eléctrica independientemente una de la otra.
El convertidor de potencia de tracción 13, en particular su funcionamiento, se regula y/o controla mediante el dispositivo de control de la tracción 15.
El dispositivo de control de la tracción 15 recibe informaciones relevante sobre el respectivo estado de funcionamiento del vehículo ferroviario 1 desde un sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
Se puede tratar, por ejemplo, de una especificación de la velocidad y/o de la aceleración, por lo que el dispositivo de control 15 convierte la especificación del sistema de control del vehículo de nivel superior, en señales de control correspondientes para el convertidor de potencia de tracción 13, para alimentar con energía eléctrica las máquinas de tracción.
En particular, durante el movimiento del vehículo ferroviario 1 se alimenta con energía eléctrica a ambas máquinas de tracción, para impulsar el vehículo ferroviario 1. En este caso, el dispositivo de control 15 controla y/o regula, entre otras cosas, la velocidad de rotación de las máquinas de tracción, para lo cual el control/la regulación de la velocidad de rotación se realiza exclusivamente en base a las variables alternas en el lado de salida de los dos convertidores de potencia de tracción 13. Esto significa que el codificador rotativo de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 no se evalúa durante el movimiento del vehículo ferroviario 1.
Por otra parte, durante el estado de parada del vehículo ferroviario 1, el codificador rotativo de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9, es evaluado por el dispositivo de control 15, para detectar un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento con codificador rotatorio 9, por lo que en este caso se puede deducir un movimiento, en particular a un rodamiento del vehículo ferroviario 1.
Preferentemente, las máquinas de tracción de las dos ruedas de accionamiento no son alimentadas con energía eléctrica durante el estado de parada del vehículo ferroviario, y la detección de un movimiento se detecta exclusivamente con la ayuda del codificador rotativo de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9.
De manera adicional o alternativa, la máquina de tracción de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9 puede ser alimentada con energía eléctrica durante el estado de parada, pero sin generar, en este caso, ningún par de torsión y, por lo tanto, tracción.
El dispositivo de control 15 controla/regula el convertidor de potencia de tracción 13 y evalúa las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción 13. Mediante un cambio de las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción 13 se puede detectar un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento con codificador rotativo 9.
De manera adicional o alternativa, la máquina de tracción de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11 puede ser alimentada con energía eléctrica en el estado de parada del vehículo ferroviario 1, para detectar un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11. En este caso, el segundo convertidor de potencia de tracción 13 alimenta con energía eléctrica a la máquina de tracción de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11 en el estado de parada del vehículo ferroviario 1, por lo que la máquina de tracción no genera tampoco en este caso, ningún par de torsión, y el vehículo permanece entonces parado.
El dispositivo de control 15 controla/regula el convertidor de potencia de tracción 13 asignado y evalúa las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción 13, para detectar un movimiento de rotación de la rueda de accionamiento sin codificador rotativo 11.
En cada uno de los ejemplos anteriores, el dispositivo de control 15 puede detectar un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento del vehículo ferroviario 1. Si durante el estado de parada se detecta un movimiento de rotación, el dispositivo de control 15 informa de este movimiento al sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
El sistema de control del vehículo de nivel superior puede tomar las medidas correspondientes, para evitar que el vehículo ferroviario 1 ruede.
Por ejemplo, el sistema de control del vehículo de nivel superior puede hacer que los dispositivos de control de frenos, no representados, aumenten la fuerza de frenado.
El segundo vehículo ferroviario 1 (de izquierda a derecha) presenta un sistema de accionamiento adicional, para lo cual el sistema de accionamiento comprende dos ruedas de accionamiento sin codificador rotativo 11, un convertidor de potencia de tracción 13 y un dispositivo de control de la tracción 15.
Además, el segundo vehículo ferroviario 1 presenta dos ruedas sin accionamiento, para lo cual una de ellas está realizada como rueda sin accionamiento sin codificador rotativo 5 y otra como rueda sin accionamiento con codificador rotativo 7.
Las dos ruedas de accionamiento sin codificador rotativo 11 están conectadas mecánicamente cada una con una máquina de tracción no representada.
Cada una de las máquinas de tracción está conectada eléctricamente con el convertidor de potencia de tracción 13, de modo que las dos máquinas de tracción pueden ser alimentadas con energía eléctrica juntas.
El convertidor de potencia de tracción 13, en particular su funcionamiento, se regula y/o controla mediante el dispositivo de control de la tracción 15.
El dispositivo de control de la tracción 15 recibe informaciones relevante sobre el respectivo estado de funcionamiento del vehículo ferroviario 1 de un sistema de control del vehículo de nivel superior, no representado.
Ambas máquinas de tracción son alimentadas con energía eléctrica durante el movimiento del vehículo ferroviario 1 para impulsar el vehículo ferroviario 1.
En este caso, el dispositivo de control 15 controla y/o regula, entre otras cosas, la velocidad de rotación de las máquinas de tracción, para lo cual el control/la regulación de la velocidad de rotación se realiza exclusivamente en base a las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción 13.
Esto significa que el codificador rotativo de la rueda sin accionamiento con codificador rotativo 7 no se evalúa durante el movimiento del vehículo ferroviario 1.
Por otra parte, durante el estado de parada del vehículo ferroviario 1, el codificador rotativo de la rueda sin accionamiento con codificador rotativo 7 es evaluado por el dispositivo de control 15, para detectar un movimiento de rotación de la rueda sin accionamiento con codificador rotativo 7, para lo cual, en este caso se puede deducir un movimiento, en particular a un rodamiento del vehículo ferroviario 1.
Preferentemente, las máquinas de tracción de las dos ruedas de accionamiento no son alimentadas con energía eléctrica durante el estado de parada del vehículo ferroviario, y la detección de un movimiento se detecta exclusivamente con la ayuda del codificador rotativo de la rueda sin accionamiento con codificador rotativo 7.
De manera adicional o alternativa, las máquinas de tracción de las ruedas de accionamiento sin codificador rotativo 11 pueden ser alimentadas con energía eléctrica durante el estado de parada, pero sin generar, en este caso, ningún par de torsión y, por lo tanto, tracción.
El dispositivo de control 15 controla/regula el convertidor de potencia de tracción 13 y evalúa las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción 13. Mediante un cambio de las variables alternas en el lado de salida del convertidor de potencia de tracción 13, se puede detectar un movimiento de rotación de las ruedas de accionamiento sin codificador rotatorio 11.
En cada uno de los ejemplos anteriores, el dispositivo de control 15 puede detectar un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento o una rueda de no accionamiento del vehículo ferroviario 1. Si durante el estado de parada se detecta un movimiento de rotación, el dispositivo de control 15 informa de este movimiento al sistema de control del vehículo de nivel superior.
El sistema de control del vehículo de nivel superior puede tomar las medidas correspondientes, para evitar que el vehículo ferroviario 1 ruede.
Por ejemplo, el sistema de control del vehículo de nivel superior puede hacer que los dispositivos de control de frenos, no representados, aumenten la fuerza de frenado.
El sistema de control del vehículo de nivel superior puede estar situado en uno de los vehículos ferroviarios 1.
También es posible que cada uno de los dos vehículos ferroviarios 1 presente su propio sistema de control del vehículo de nivel superior.
Como se puede ver en la Fig. 5, cada uno de los dos vehículos ferroviarios 1 están configurados con un codificador rotativo.
Para detectar de manera fiable una parada es suficiente un codificador rotativo en cada vehículo ferroviario.
Dado que se trata de un conjunto de vehículos ferroviarios 3, sería suficiente incluso evaluar sólo un codificador rotativo en todo el conjunto de vehículos ferroviarios, ya que los dos vehículos ferroviarios 1 están conectados entre sí de manera por ajuste de fuerza.
Sin embargo, esto tendría un impacto negativo en la fiabilidad de la detección de paradas, ya que no hay redundancia. Si los vehículos ferroviarios 1 del conjunto de vehículos ferroviarios 3 están diseñados completamente sin codificadores rotativos, por razones de eficiencia energética, durante el estado de parada se alimentan con energía eléctrica como máximo dos máquinas de tracción de un total de cuatro máquinas de tracción, para poder detectar de manera fiable la parada del vehículo.
Preferentemente, sin embargo, se alimenta con energía eléctrica como máximo una máquina de tracción (de todo el conjunto de vehículos ferroviarios 3). De este modo se reduce al mínimo el consumo de energía del conjunto de vehículos ferroviarios 3.
Sin embargo, esto tendría un impacto negativo en la fiabilidad de la detección de paradas, ya que no hay redundancia. Un vehículo ferroviario 1 también puede presentar más de dos ruedas de accionamiento y, por lo tanto, más de dos máquinas de tracción.
Incluso entonces, durante el estado de parada se alimentan con energía eléctrica como máximo dos máquinas de tracción, para detectar de manera fiable la parada del vehículo ferroviario 1.
Sin embargo, preferentemente se alimenta con energía eléctrica sólo una máquina de tracción, para detectar la parada del vehículo ferroviario 1.
Lista de símbolos de referencia
1 vehículo ferroviario
2 sistema de accionamiento
3 conjunto de vehículos ferroviarios
5 rueda sin accionamiento sin codificador rotativo
7 rueda sin accionamiento con codificador rotativo
9 rueda de accionamiento con codificador rotativo
10 codificador rotativo
11 rueda de accionamiento sin codificador rotativo
13 convertidor de potencia de tracción
15 dispositivo de control de la tracción
17 máquina de tracción
18 eje de accionamiento
19 variables alternas en el lado de salida
21 señales de control
23 señales de codificador rotativo

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de accionamiento (2) para un vehículo, en particular para un vehículo ferroviario (1), que comprende:
- una pluralidad de máquinas de tracción eléctrica (17), para lo cual cada una de las máquinas de tracción eléctrica individuales (17) están acopladas mecánicamente con al menos una rueda de accionamiento (9; 11), para generar tracción
- al menos un convertidor de potencia de tracción (13), para lo cual el convertidor de potencia de tracción (13) está conectado en el lado de la tensión alterna con al menos una máquina de tracción eléctrica (17), para alimentar con energía eléctrica a la al menos una máquina de tracción eléctrica (17)
- un dispositivo de control de la tracción (15) para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción (13), para lo cual el dispositivo de control de la tracción (15) está diseñado para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción (13) durante el movimiento del vehículo, en base a variables alternas de salida eléctrica (19) de al menos un convertidor de potencia de tracción (13),
- un dispositivo de detección (10) que se proporciona además del dispositivo de control de la tracción (15) y que está configurado para detectar un movimiento de rotación de una rueda (5, 9; 7, 11) del vehículo, que ruede durante el desplazamiento del vehículo, para lo cual una entrada de señal del dispositivo de control de la tracción (15) está conectada con el dispositivo de detección (10),
para lo cual
el dispositivo de control de la tracción (15) está diseñado además para detectar durante un viaje del vehículo un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento (9; 11) del vehículo, para lo cual en este caso el dispositivo de control de la tracción (15) detecta un movimiento de rotación:
- sin evaluar una señal proporcionada por el dispositivo de detección (10), en base a un cambio en las variables alternas de salida eléctrica (19) de al menos un convertidor de potencia de tracción (13) y/o en base a al menos una variable, que depende de un estado eléctrico y/o magnético de la máquina de tracción eléctrica (17) o de al menos una de las máquinas de tracción eléctrica (17), para lo cual el estado de un movimiento y/o de una posición de un rotor, depende de la máquina de tracción eléctrica (17), y
el dispositivo de control de la tracción (15) está diseñado además para detectar un movimiento de rotación de la rueda (5, 9; 7, 11) del vehículo, durante un estado, en el que se espera y/o desea la parada del vehículo, , que ruede durante el viaje del vehículo, mediante evaluación de las señales proporcionadas por el dispositivo de detección (10) y recibidas a través de la entrada de señales.
2. El sistema de accionamiento (2) según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de control de la tracción (15) está diseñado además para regular el al menos un convertidor de potencia de tracción (13) durante la parada del vehículo de tal manera que, al menos una, pero como máximo dos, de la pluralidad de máquinas de tracción eléctricas (17) son alimentadas con energía eléctrica.
3. El sistema de accionamiento (2) según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de control de la tracción (15) está diseñado además para regular el al menos un convertidor de potencia de tracción (13) durante la parada del vehículo de tal manera que, como máximo una de la pluralidad de máquinas de tracción eléctricas (17), sea alimentada con energía eléctrica.
4. El sistema de accionamiento (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control de la tracción (15) está diseñado para no utilizar señales del dispositivo de detección (10) durante el desplazamiento del vehículo, para regular y/o controlar al menos un convertidor de potencia de tracción (13).
5. El sistema de accionamiento (2) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de detección (10) es un codificador rotativo, un sensor de aceleración, un resolver o un sensor de gravedad.
6. Un procedimiento para operar el sistema de accionamiento (2) según una de las reivindicaciones 1 a 5, para lo cual el procedimiento comprende en un primer modo de funcionamiento:
- alimentar con energía eléctrica a la máquina de tracción eléctrica o a la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica (17), para generar tracción, para lo cual la velocidad de rotación, la velocidad, el par de torsión y/o la posición del rotor de la máquina de tracción eléctrica (17) o por al menos una de las máquinas de tracción eléctrica durante el movimiento del vehículo, mediante un dispositivo de control de la tracción (15)
- está regulado y/o controlado en base a variables alternas de salida eléctrica (19) de al menos un convertidor de potencia de tracción (17), y/o
- está regulado y/o controlado en base a al menos una variable, influenciada por un estado eléctrico y/o magnético de la máquina de tracción eléctrica o de al menos una de las máquinas de tracción eléctrica, para lo cual el estado depende de un movimiento y/o de una posición de un rotor de la(s) máquina(s) de tracción eléctrica, para lo cual se detecta un movimiento de rotación de al menos una rueda de accionamiento (9; 11) del vehículo en el primer modo de funcionamiento sin un dispositivo de detección (10) que esté presente además del dispositivo de control de la tracción (15), que está configurado para detectar un movimiento de rotación de una rueda (5, 9; 7, 11) del vehículo, que ruede durante el desplazamiento del vehículo,
para lo cual el procedimiento, en al menos un segundo modo de funcionamiento, durante un estado en el que se espera y/o desea la parada del vehículo, detecta un movimiento de rotación de la rueda (5, 9; 7, 11) del vehículo que ruede durante el desplazamiento del vehículo, mediante la evaluación de las señales proporcionadas y recibidas por el dispositivo de detección (10).
7. El procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que como máximo dos de la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica (17) son alimentadas con energía eléctrica, sin que, en este caso, se genere tracción.
8. El procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que como máximo una de la pluralidad de máquinas de tracción eléctrica (17) es alimentada con energía eléctrica, sin que, en este caso, se genere tracción.
9. El procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que el dispositivo de detección (10) es un codificador rotativo, un sensor de aceleración, un resolver o un sensor de gravedad.
10. Un vehículo, en particular un vehículo ferroviario (1), con el sistema de accionamiento (2) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sistema de accionamiento (2) se opera en particular con el procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3139767A1 (fr) * 2022-09-19 2024-03-22 Alstom Holdings Véhicule ferroviaire et procédé de commande associé

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09327102A (ja) 1996-06-06 1997-12-16 Denso Corp 電気自動車の走行制御装置
US6163127A (en) * 1999-11-22 2000-12-19 General Motors Corporation System and method for controlling a position sensorless permanent magnet motor
JP2005176490A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Toyo Electric Mfg Co Ltd 電気車制御装置
US7937194B2 (en) 2004-09-27 2011-05-03 Oshkosh Corporation System and method for reducing wheel slip and wheel locking in an electric vehicle
US20060272863A1 (en) 2005-06-02 2006-12-07 Brad Donahue Electric vehicle with regeneration
EP2023479B1 (de) * 2007-08-06 2014-04-16 Baumüller Nürnberg Gmbh System zur nahtlosen Geschwindigkeits- und/oder Lageermittlung einschließlich Stillstand bei einem Permanentmagnet-Läufer einer elektrischen Maschine
DE102008004300A1 (de) 2008-01-15 2009-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
US8645011B2 (en) 2008-02-15 2014-02-04 Schaffler Ip Pty Limited Traction control system and method
US20100187024A1 (en) 2009-01-29 2010-07-29 Tesla Motors, Inc. All wheel drive electric vehicle power assist drive system
EP2388172B1 (de) 2010-05-20 2012-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Elektropneumatisches Abschleppmodul für Schienenfahrzeuge
EP2405570B1 (en) * 2010-07-07 2018-03-21 Technische Universität Wien A method and system for tracking inherent saliencies of ac machines
US9719222B2 (en) 2012-05-17 2017-08-01 The Plug Hug, Llc Fire hydrant cleaning device
DE102013200979B3 (de) 2013-01-22 2014-04-03 Bombardier Transportation Gmbh Erkennung von Drehbeschleunigungen an Radsätzen eines Schienenfahrzeugs
KR101568225B1 (ko) 2013-02-06 2016-07-20 엘지전자 주식회사 충전 장치, 및 이를 구비하는 전기 차량
US9656574B2 (en) * 2014-12-02 2017-05-23 Robert Bosch Gmbh Electric vehicle moving direction detection
DE102015206561A1 (de) 2015-04-13 2016-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Antriebschutzvorrichtung zum Schützen eines Fahrantriebs
DE102015225956A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Triebfahrzeugs mit einer Wegrollsicherung und ein Triebfahrzeug mit einer solchen Wegrollsicherung
US9845084B2 (en) 2016-05-19 2017-12-19 General Electric Company System and method for traction control
JP6492045B2 (ja) * 2016-11-07 2019-03-27 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両の制御装置
DE102016223186A1 (de) 2016-11-23 2018-05-24 Audi Ag Allradsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Allradsystems eines Kraftfahrzeugs
RU2707429C1 (ru) 2019-02-13 2019-11-26 Вальдемар Олегович Вагнер Система управления полноприводным электромобилем

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