ES2967115T3

ES2967115T3 - Sistema de suministro de aire y procedimiento para controlar y/o monitorizar un sistema de suministro de aire

Info

Publication number: ES2967115T3
Application number: ES20704199T
Authority: ES
Inventors: Marc-Oliver Herden; Thomas Kipp; Thomas Merkel; Martin Schmid
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2040-01-29
Also published as: KR102601851B1; JP7391981B2; WO2020173649A1; CN113474227A; KR20210126731A; DE102019104760A1; EP3931054A1; JP2022521954A; US20220135092A1; EP3931054B1

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de suministro de aire para un vehículo ferroviario, que comprende un grupo de una pluralidad de consumidores eléctricos, tales como un compresor, un secador de aire, una válvula o similar, y un convertidor, acoplado a una fuente de alimentación del vehículo ferroviario, para ajustar la tensión proporcionada por la fuente de alimentación a una tensión de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico, con cuya tensión de funcionamiento debe funcionar el consumidor eléctrico, estando asociado el convertidor con al menos dos de, preferiblemente todos, los grupo de varios consumidores eléctricos, de tal manera que el convertidor pueda controlar, en particular de forma cerrada, y/o supervisar el funcionamiento de al menos dos del grupo de varios consumidores electrónicos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de suministro de aire y procedimiento para controlar y/o monitorizar un sistema de suministro de aire

La presente invención se refiere a un sistema de suministro de aire para un vehículo ferroviario. La presente invención también se refiere a un procedimiento para controlar y/o monitorizar un sistema de suministro de aire.

El campo de aplicación de la invención se extiende principalmente a los vehículos ferroviarios. Sin embargo, también es posible utilizar el sistema de suministro de aire en vehículos comerciales, para mantener allí un circuito neumático. En general, los sistemas de suministro de aire en vehículos ferroviarios sirven para suministrar aire comprimido en una cantidad y calidad definidas, por ejemplo, para accionar los frenos, abrir y cerrar las puertas, así como para el suministro de la suspensión neumática. Los sistemas de suministro de aire comprenden varios componentes, por ejemplo, un compresor para compactar/comprimir aire, un dispositivo de tratamiento de aire para limpiar el aire o para eliminar componentes de agua, de suciedad y/o de aceite del aire, que pueden afectar el funcionamiento de los consumidores neumáticos, y varias válvulas para controlar el flujo de aire.

Es conocido proporcionar el suministro de energía a los componentes, que se pueden denominar consumidores, del sistema de suministro de aire por medio de un convertidor de energía auxiliar. El convertidor de energía auxiliar garantiza, en este caso, que la tensión aplicada al suministro de energía del vehículo ferroviario se adapte a la tensión de entrada requerida del respectivo consumidor. A los sistemas de suministro de aire de los vehículos ferroviarios se les imponen requisitos diversos, a veces contradictorios, que pueden variar según el estado de funcionamiento o la situación del vehículo ferroviario o del sistema de suministro de aire. Si tomamos como ejemplo el compresor, esto significa, por ejemplo, que al mismo tiempo se requieren altos rendimientos, ciclos de trabajo suficientes, bajas emisiones de ruido, bajo consumo de energía, un espacio de instalación pequeño y bajos costos. En el estado de la técnica no se conoce cómo controlar los consumidores del sistema de suministro de aire a las necesidades, es decir en función del respectivo estado de funcionamiento.

El documento EP 2956341 B1 muestra un convertidor electrónico asignado a un motor de un compresor para generar aire comprimido para el control del compresor en función de la demanda. Para monitorizar y controlar el compresor, se utilizan sensores para generar señales eléctricas. Las señales eléctricas generadas por los sensores se evalúan y los comandos de control se derivan mediante un software almacenado en una unidad de control central. El sistema según el documento EP 2 956 341 B1, por lo tanto, requiere interfaces, así como componentes electrónicos adicionales, para procesar las señales electrónicas. Además, el uso del sistema está limitado al control del compresor. Otros componentes/consumidores no se pueden controlar.

El documento EP 3 093 206 B1 muestra, por ejemplo, un dispositivo y un procedimiento para monitorizar el funcionamiento del sistema de suministro de aire. El dispositivo comprende un sistema de sensores, para medir los datos de funcionamiento del sistema de suministro de aire, así como una interfaz para recibir los datos de medición, un dispositivo de evaluación para evaluar los datos de medición recibidos, una interfaz de comunicación, así como una unidad de evaluación estacionaria, para procesar posteriormente la información evaluada de un manera estacionaria. Los datos específicos del vehículo se pueden leer a través de una interfaz de datos adicional en un sistema de control del vehículo, del vehículo ferroviario y se pueden poner a disposición a través de la interfaz de comunicación. El suministro de energía para encender y apagar los componentes del sistema de suministro de aire se realiza a través de un circuito electrónico independiente, con una unidad central adicional y líneas de suministro de energía adicionales. A través del dispositivo según el documento EP 3093206 B1, la complejidad de la electrónica, así como el número de componentes electrónicos, así como los interfaces necesarios han aumentado significativamente, lo que hace que el dispositivo sea propenso a errores. Otros ejemplos de dispositivos/procedimientos son conocidos por los documentos DE 19835638 A1 y DE 102013 101 502 A1.

El objetivo de la presente invención es mejorar las desventajas del estado de la técnica anteriormente conocido en particular proporcionar un sistema de suministro de aire eficiente, cuyo funcionamiento preferentemente se pueda controlar, en particular regular y/o monitorizar, en función del estado de funcionamiento.

El objetivo se resuelve mediante el objeto de las reivindicaciones 1 y 16, respectivamente.

Se proporciona entonces un sistema de suministro de aire para un vehículo ferroviario. El sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención sirve en general para suministrar aire comprimido en una cantidad y calidad definidas, por ejemplo, para accionar los frenos, abrir y cerrar las puertas, así como para el suministro de la suspensión neumática. El sistema de suministro de aire se compone de un grupo de varios consumidores eléctricos, cada uno de los cuales asume diferentes funciones del sistema de suministro de aire, en particular a lo largo de un flujo de aire comprimido. Por ejemplo, el sistema de suministro de aire comprende un compresor, preferentemente para compactar/comprimir aire, un dispositivo de tratamiento de aire para limpiar el aire o para eliminar componentes de agua, de suciedad y/o de aceite del aire, que pueden perjudicar el funcionamiento de los consumidores eléctricos neumáticos, una o más válvulas para controlar el flujo de aire y/o un secador de aire para secar y/o deshumidificar el aire. El sistema de suministro de aire se puede construir de tal manera que el grupo de varios consumidores eléctricos esté conectado en serie a lo largo del flujo de aire. Está claro que al menos dos del grupo de varios consumidores eléctricos también se pueden conectar en tramos a lo largo del flujo de aire, en paralelo entre sí.

El sistema de suministro de aire también comprende un convertidor acoplado a una fuente de suministro de energía del vehículo ferroviario, en particular un convertidor de energía auxiliar del vehículo ferroviario. El convertidor puede estar diseñado, por ejemplo, como convertidor de frecuencia y/o de corriente alterna, y estar configurado para generar una tensión alterna que tenga una frecuencia y/o amplitud diferente a la de una tensión alterna. El convertidor puede presentar, por ejemplo, una topología conocida en el estado de la técnica y/o estar realizado de manera conocida, para convertir la tensión alterna en amplitud y/o frecuencia. El convertidor está previsto para adaptar la tensión y/o frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a una tensión de funcionamiento y/o frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico, con el que va a hacer funcionar el consumidor eléctrico, del grupo de varios consumidores eléctricos. Según un ejemplo de realización, el convertidor adapta la tensión y/o la frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía, a la tensión de funcionamiento y/o a la frecuencia de funcionamiento de al menos, en particular exclusivamente, del compresor. El convertidor puede, por ejemplo, transmitir la tensión y/o la frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a los otros consumidores eléctricos del grupo de varios consumidores eléctricos, como por ejemplo conmutando a través de, por ejemplo, un interruptor accionado por corriente eléctrica, en particular electromagnética, como un relé, para activar y desactivar el correspondiente consumidor eléctrico o una válvula electromagnética, para un control de manera flexible del funcionamiento del correspondiente consumidor eléctrico. Por ejemplo, el convertidor puede presentar al menos una salida de potencia, por medio de la cual el convertidor se conecta con al menos un consumidor eléctrico, para hacerlo funcionar con la tensión de funcionamiento y/o la frecuencia de funcionamiento correspondientes. Además, el convertidor puede presentar varias salidas de control, por lo que está acoplado el convertidor a través de una salida de control, con uno de los grupos de varios consumidores eléctricos, para hacer funcionar el consumidor eléctrico respectivo.

Según un primer aspecto de la presente invención, el convertidor está asignado a al menos dos, preferentemente a todos, del grupo de varios consumidores de tal manera que el convertidor puede controlar, en particular regular y/o monitorizar, el funcionamiento de al menos dos del grupo de varios consumidores. Dado que el convertidor está asignado, en términos de tecnología de control y/o monitorización, al menos a dos, preferentemente a todos, del grupo de consumidores eléctricos, controles electrónicos e interfaces electrónicos adicionales que eran necesarios en el estado de la técnica para interconectar los distintos circuitos electrónicos, se puede reducir o ahorrar. Esto se ve reforzado por el hecho de que el convertidor forma una unión funcional para el control, preferentemente la regulación y/o el monitorizar, de modo que la monitorización, el mantenimiento y el diagnóstico del funcionamiento del convertidor o del sistema de suministro de aire, en particular de al menos dos, preferentemente todos, del grupo de varios consumidores eléctricos, sirve como electrónica central el convertidor. Por funcionamiento de un consumidor eléctrico se entiende el encendido y apagado o el estado de encendido y apagado o un modo de funcionamiento del consumidor eléctrico, en el que se puede hacer funcionar y que se puede variar, por lo que, por modo de funcionamiento se entiende, por ejemplo, un funcionamiento de emergencia, un funcionamiento a plena carga, un funcionamiento a carga parcial y todas las etapas de funcionamiento intermedias, que se pueden ajustar por medio del convertidor, para controlar el funcionamiento optimizado del sistema de suministro de aire en relación con un punto de funcionamiento, como por ejemplo la emisión de ruido, la temperatura del compresor, el consumo de aire de regeneración en el secador de aire, el desgaste del compresor o la emulsificación del aceite. El convertidor forma por lo tanto una inteligencia central para el sistema de suministro de aire, que permite influir en el funcionamiento de al menos dos, preferentemente todos, del grupo de varios consumidores, para optimizar el funcionamiento del sistema de suministro de aire y/o de monitorizar, preferentemente diagnosticar, el funcionamiento o el estado de funcionamiento de al menos dos, en particular todos, del grupo de varios consumidores eléctricos. El convertidor también puede estar diseñado y/o asignado a al menos dos del grupo de consumidores eléctricos de tal manera que pueda influir específicamente en el funcionamiento de al menos dos del grupo de varios consumidores eléctricos a lo largo de un sistema de control, que se determina en particular mediante el flujo de aire, para ajustar un funcionamiento deseado, en particular predefinido y/o una especificación de control de una electrónica superior, de al menos dos consumidores eléctricos y/o del sistema de suministro de aire.

En una realización ejemplar de la presente invención, el convertidor presenta una electrónica, que está configurada para convertir la tensión y/o la frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a la tensión de funcionamiento y/o frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico. La electrónica se puede configurar para generar señales eléctricas según información, para gestionar la energía eléctrica y/o la electrónica, se puede construir en una placa de circuito, en particular para implementar una aplicación electrónica. Alternativa o adicionalmente, el convertidor puede estar conectado con al menos dos consumidores eléctricos del grupo de varios consumidores eléctricos para la transmisión de señales, de tal manera que la electrónica pueda controlar su funcionamiento. Puede estar previsto que la electrónica controle el funcionamiento de al menos dos de un grupo de varios consumidores eléctricos basándose en algoritmos de control almacenados en la electrónica. Alternativa o adicionalmente, la electrónica del convertidor puede recibir señales de control de una electrónica superior, como por ejemplo un sistema de control del vehículo o un sistema de control de frenos, mediante la cual se deben controlar al menos dos del grupo de consumidores eléctricos. El convertidor puede presentar, por ejemplo, varios modos de funcionamiento, con los que se pueden controlar al menos dos del grupo de consumidores eléctricos. El convertidor puede recibir, por ejemplo, de la electrónica superior una señal de control preferentemente digital de 3 bits, que determina el modo de funcionamiento correspondiente del convertidor. El convertidor se puede configurar para controlar al menos dos del grupo de consumidores eléctricos según el modo de funcionamiento determinado por la electrónica superior. Por ejemplo, se distingue entre un modo de funcionamiento estándar y un modo de funcionamiento auxiliar, que se diferencian por una tensión de entrada y/o una frecuencia de entrada diferentes. Según un perfeccionamiento, el convertidor acciona un compresor de un motor del sistema de suministro de aire según el modo de funcionamiento, por ejemplo, en un funcionamiento a plena carga, en un funcionamiento a carga parcial o en un funcionamiento auxiliar. El convertidor también se puede configurar para controlar el funcionamiento de al menos uno más, preferentemente todos, del grupo de consumidores eléctricos del sistema de suministro de aire, dependiendo de la velocidad de rotación respectiva del compresor. Según un perfeccionamiento, el convertidor se puede conectar con al menos dos del grupo de varios consumidores para la transmisión de señales, de tal manera que la electrónica puede regular el funcionamiento de los al menos dos del grupo de varios consumidores eléctricos, basándose en algoritmos de control almacenados en la electrónica, y/o basadas en señales de control recibidas de una electrónica superior, como por ejemplo un sistema de control del vehículo o un sistema de control de frenos. A diferencia del control, la regulación implica la detección de una magnitud sobre la que se debe influir, la magnitud regulada, en un sistema controlado, que está determinado en particular por el flujo de aire, y una comparación y/o adaptación, preferentemente continua, de la magnitud regulada a un valor deseado, preferentemente un valor objetivo. Según una realización ejemplar adicional de la presente invención, la electrónica está conectada para la transmisión de señales con al menos dos del grupo de varios consumidores electrónicos de tal manera que la electrónica puede monitorizar el funcionamiento de al menos dos del grupo de varios consumidores eléctricos basándose en algoritmos de evaluación almacenados en la electrónica, preferentemente para poder hacer declaraciones sobre su funcionamiento, para poder iniciar medidas de mantenimiento en caso necesario y/o para adaptar el funcionamiento del respectivo consumidor eléctrico al grupo de varios consumidores eléctricos.

En una realización ejemplar del sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención, al convertidor está conectado al menos un sensor para detectar una magnitud de medición específica del aire y/o una magnitud de medición específica del consumidor y/o un parámetro de funcionamiento del convertidor para la transmisión de señales. Una magnitud de medición específica del aire puede ser, por ejemplo, la temperatura, la presión, la humedad del aire o similares. Una magnitud de medición específica del consumidor puede ser, por ejemplo, el número de horas de funcionamiento, un valor de temperatura, un valor de desgaste o una potencia de entrada o salida. Debe quedar claro, que el sensor no tiene que medir directamente las magnitudes de medición indicadas, sino que puede estar previsto, por ejemplo, que el convertidor, en particular la electrónica del convertidor, determine indirectamente la magnitud de medición respectiva, en particular la calcule, preferentemente calculada en base a otra magnitud de medición. Por ejemplo, el convertidor, en particular la electrónica del convertidor, se puede configurar para detectar y/o monitorizar un gradiente de presión en el compresor del sistema de suministro de aire. El convertidor también está configurado para determinar el grado de desgaste del compresor en función del curso del gradiente de presión. Por ejemplo, el grado de desgaste del compresor aumenta a medida que el gradiente de presión se hace cada vez más reducido. Además, el sensor se puede configurar para detectar la temperatura del aceite de la lubricación de un compresor. Como parámetros de funcionamiento se pueden marcar, por ejemplo, la tensión del convertidor o la temperatura. Según un perfeccionamiento, el al menos un sensor está dispuesto y/o asignado a al menos uno del grupo de varios consumidores, de tal manera que el sensor pueda detectar la magnitud de medición específica del aire y/o la magnitud de medición específica del consumidor. Como sensores ejemplares se pueden utilizar sensores de presión, sensores de temperatura, sensores de presión diferencial y/o sensores de diferencia de temperatura. El convertidor, preferentemente su electrónica, se puede configurar para controlar, en particular regular y/o monitorizar, el funcionamiento de al menos dos del grupo de consumidores eléctricos basándose en la(s) magnitud(es) de medición detecta(s).

Según un ejemplo de perfeccionamiento del sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención, el al menos un sensor está diseñado para medir un valor de presión de un compresor, un valor de presión de un filtro de entrada aguas arriba del compresor, un valor de presión de un secador de aire, una temperatura del secador de aire o del compresor y/o un grado de contaminación del aire. Como valor de presión se puede medir, por ejemplo, la presión de entrada aguas arriba y/o la presión de salida aguas abajo del respectivo consumidor eléctrico o neumático, así como un valor de presión diferencial. En el secador de aire, el sensor se puede configurar para medir la presión del depósito. El secador de aire está diseñado, por ejemplo, como secador de regeneración por absorción, con dos depósitos de secado. Estos están configurados de tal manera que un depósito de aire realiza un proceso de secado del aire contenido en él, mientras que el otro depósito de aire realiza un ciclo de regeneración antes de poder utilizarse de nuevo para el secado del aire. Una vez finalizado el ciclo de regeneración, se conmuta entre los dos depósitos de aire, por ejemplo, por medio de una válvula, de modo que el depósito de aire que estaba anteriormente en el proceso de secado se regenera y el depósito de aire que se estaba regenerando previamente se utiliza para el secado del aire. Además, puede estar previsto determinar una temperatura del aire de refrigeración o una temperatura ambiente en el sistema de suministro de aire, para detectar desarrollos de calor no deseados y perjudiciales. Además, puede ser ventajoso monitorizar, en particular medir, el aire de presión generado y transportado, para identificar, en particular medir, su composición, en particular la presencia de partículas extrañas, como por ejemplo partículas de aceite.

Los siguientes ejemplos pretenden ilustrar el modo de funcionamiento del control, en particular de la regulación y/o de la monitorización del sistema de suministro de aire por parte del convertidor. Al compresor se le puede asignar, por ejemplo, un sensor de presión. Si el compresor recibe una señal de control de arranque del convertidor, pero el sensor de presión no detecta ningún cambio de presión, preferentemente ningún cambio significativo, en particular en comparación con la posición de inicio o el estado no accionado, el convertidor puede identificar un funcionamiento incorrecto del compresor. Además, el al menos un sensor puede estar asignado al secador de aire y, en particular, a sus depósitos de aire, para detectar su valor de presión. El convertidor está configurado para comparar los valores de presión detectados entre sí y/o con valores de presión esperados predeterminados para el estado de funcionamiento respectivo, y para identificar un estado de funcionamiento incorrecto del secador de aire, si hay una desviación, en particular una desviación que excede una tolerancia mayor. El convertidor se puede configurar para monitorizar el estado de refrigeración del sistema de suministro de aire monitorizando la temperatura del aire de refrigeración y/o la temperatura ambiente. El sensor puede determinar una diferencia de temperatura entre la entrada de un compresor o el aire ambiente y una salida del compresor, mediante la cual el convertidor puede monitorizar el estado de refrigeración del compresor, en particular del sistema de suministro de aire. Por ejemplo, el convertidor está configurado para determinar un funcionamiento incorrecto del compresor, si la diferencia de temperatura detectada es demasiado alta. El al menos un sensor puede determinar además una diferencia de presión en el lado de entrada y el lado de salida de un filtro de entrada del compresor. Por ejemplo, el convertidor está configurado para comparar la presión diferencial detectada, con un valor límite mediante el cual el convertidor puede determinar, si el filtro de entrada está defectuoso, en particular bloqueado. Además, el convertidor se puede configurar para utilizar la presión diferencial en los lados de entrada y salida del filtro de entrada para identificar si existe un grado de saturación/desgaste del filtro de entrada y, si es necesario, para iniciar medidas de mantenimiento. En otro ejemplo de la presente invención, el al menos un sensor puede detectar la temperatura del aire comprimido, y el al menos un convertidor puede controlar, en particular regular y/u optimizar, el ciclo de funcionamiento del secador de aire. Por ejemplo, el convertidor se puede configurar para analizar una capacidad de suministro de aire del compresor en función en un gradiente de presión del compresor y/o del secador de aire, para, por ejemplo, determinar también el desgaste y/o la eficiencia del compresor.

En una realización ejemplar del sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención, el convertidor, preferentemente su electrónica, está diseñado para controlar, preferentemente regular, el funcionamiento del calentador, en particular de sus subcomponentes, basándose en valores de temperatura detectados por al menos un sensor y/o en una especificación de tiempo y/o un tiempo de calentamiento de al menos un calentador del secador de aire. Por ejemplo, el convertidor puede controlar el calentador del secador de aire según una especificación de tiempo, por lo que la especificación de tiempo puede ser, por ejemplo, una hora determinada y/o puede ser implementado mediante una sincronización determinada. El convertidor, preferentemente su electrónica, se puede diseñar además para controlar, preferentemente regular, un dispositivo de ventilación para ventilar el compresor y/o un dispositivo de ralentí para hacer funcionar el compresor en modo ralentí basándose en un valor de presión, preferentemente un valor de presión diferencial aguas arriba y aguas abajo, del compresor. Por ejemplo, puede ser ventajoso monitorizar y/o controlar el funcionamiento del calentador, para evitar la congelación de componentes/consumidores eléctricos preferentemente sensibles, en particular del secador de aire, en particular a temperaturas exteriores inferiores a 0°C. Por ejemplo, el al menos un sensor puede estar configurado como un termistor, como por ejemplo una resistencia NTC o un termistor NTC, que en general representa una resistencia dependiente de la temperatura, que se conecta con un determinado valor de resistencia y que preferentemente está controlada por el convertidor de tal manera que se enciende el calentador. La desactivación del calentador se realiza de manera analógica a un determinado valor de resistencia adicional. Por ejemplo, se puede prever una histéresis de temperatura entre los valores de conexión y desconexión del calentador, en particular para evitar un encendido y apagado continuo. El dispositivo de ralentí se puede asignar al compresor de tal manera que, en caso de un funcionamiento defectuoso y/o demasiado corto, el compresor se conmuta en ralentí o se ventila el aire comprimido al exterior, de modo que el tiempo de funcionamiento del compresor se prolonga artificialmente, para evitar estados de funcionamiento desfavorables, por ejemplo, para evitar un funcionamiento demasiado frío debido a tiempos de funcionamiento cortos.

Según una realización ejemplar de la presente invención, el convertidor, preferentemente su electrónica, presenta una interfaz de entrada para recibir la magnitud de medición del al menos un sensor. Por ejemplo, la interfaz, así como el al menos un sensor pueden estar diseñados para la transmisión de señales inalámbrica. El convertidor también puede presentar una unidad de almacenamiento para almacenar la magnitud de medición recibida. Por ejemplo, está previsto que el convertidor evalúe los datos del sensor y almacene valores característicos predeterminados, como por ejemplo un número de encendidos, un tiempo de funcionamiento medio, un tiempo de funcionamiento a temperaturas predeterminadas o similares. En la unidad de almacenamiento también se pueden almacenar datos de proceso relevantes, como, por ejemplo, uno o más modos de funcionamiento, tiempos de funcionamiento, datos de sensores y datos de funcionamiento del convertidor. Por ejemplo, en caso de fallo o funcionamiento incorrecto por ejemplo del compresor, los datos antes mencionados se pueden recuperar de la unidad de almacenamiento y usarse para analizar el origen del fallo o funcionamiento incorrecto.

Según un ejemplo de perfeccionamiento de la unidad de suministro de aire de acuerdo con la invención, el convertidor, preferentemente su electrónica, está diseñado para monitorizar un estado de funcionamiento del sistema de suministro de aire, en particular de al menos un consumidor del grupo de varios consumidores, basándose en la magnitud de medición recibida. En particular, el convertidor está diseñado para controlar, en particular regular, el funcionamiento del sistema de suministro de aire, en particular de al menos un consumidor del grupo de varios consumidores eléctricos, basándose en la magnitud de medición recibida. Preferentemente, en base a las magnitudes de medición recibidas se puede regular el funcionamiento del sistema de suministro de aire o del al menos uno, preferentemente de todos los consumidores eléctricos, del grupo de varios consumidores eléctricos. Dado que la electrónica del convertidor está asignada como electrónica central e inteligente a todo el sistema de suministro de aire, en particular a todo el grupo de varios consumidores eléctricos, y asume funciones de control, regulación y monitorizar, se pueden prescindir parcial o completamente de componentes electrónicos adicionales, como por ejemplo controles y/o interfaces. En comparación con los sistemas de suministro de aire conocidos, el convertidor de acuerdo con la presente invención ya no sólo es responsable de generar/convertir la tensión de funcionamiento y/o la frecuencia de funcionamiento para al menos uno del grupo de consumidores eléctricos del sistema de suministro de aire, sino también asume funciones de control, de regulación y/o de monitorización durante el funcionamiento del sistema de suministro de aire. Preferentemente, el convertidor recibe la información necesaria para la regulación y/o la monitorización sobre el funcionamiento del sistema de suministro de aire a través del al menos un sensor integrado. A partir de estos datos, el convertidor, como inteligencia central del sistema de suministro de aire, puede controlar, en particular regular, su funcionamiento en función de la demanda y/o del punto de funcionamiento, así como iniciar medidas de mantenimiento y llevar a cabo, es decir, monitorizar, medidas de diagnóstico.

En un ejemplo de realización adicional del sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención, el convertidor presenta un dispositivo de diagnóstico para monitorizar al menos un parámetro de funcionamiento del convertidor. El dispositivo de diagnóstico se puede equipar con el software adecuado. A partir de al menos un parámetro de funcionamiento del convertidor, el convertidor puede monitorizar el estado de funcionamiento del sistema de suministro de aire, en particular de al menos un consumidor, y/o variar el funcionamiento del convertidor, en particular para adaptar al menos un parámetro de funcionamiento. Los inventores de la presente invención han descubierto, por ejemplo, que los parámetros de funcionamiento del convertidor se pueden usar para determinar un estado de funcionamiento del sistema de suministro de aire. Si el convertidor detecta ahora un funcionamiento incorrecto del sistema de suministro de aire, basándose en al menos un parámetro de funcionamiento, el convertidor puede influir en el funcionamiento del sistema de suministro de aire variando sus valores de salida de control para adaptar el parámetro de funcionamiento, preferentemente a un parámetro de funcionamiento objetivo, almacenado en la unidad de almacenamiento.

Según un ejemplo de perfeccionamiento de la presente invención, el convertidor está configurado para controlar, en particular regular, el funcionamiento de un secador de aire del sistema de suministro de aire dependiendo de la velocidad de rotación del compresor y/o la temperatura ambiente y/o la humedad residual del aire aguas abajo del secador de aire. Preferentemente, el convertidor está configurado para controlar, preferentemente regular, el funcionamiento del secador de aire, dependiendo de la velocidad de rotación del compresor, de tal manera que la pérdida de aire de regeneración del secador de aire se minimice y/u optimice. Los inventores de la presente invención han descubierto que el modo de funcionamiento y/o el funcionamiento del compresor se puede monitorizar a través de la velocidad de rotación del compresor, que debe alcanzar un valor objetivo preferentemente predeterminado, en particular dependiendo del modo de funcionamiento respectivo. Esto se puede hacer, por ejemplo, sin la presencia de un sensor. Además, el al menos un sensor se puede diseñar para detectar una velocidad de rotación de un compresor del sistema de suministro de aire.

En un ejemplo de realización de la presente invención, en la unidad de almacenamiento se almacenan magnitudes de consigna para un estado de funcionamiento objetivo del sistema de suministro de aire, en particular para un estado de funcionamiento objetivo de al menos un consumidor. Por ejemplo, en la unidad de almacenamiento se pueden almacenar magnitudes de consigna para cada uno de los modos de funcionamiento previstos del sistema de suministro de aire o del convertidor para cada uno de los consumidores eléctricos del grupo de varios consumidores eléctricos. Por ejemplo, puede estar previsto que a cada magnitud de medición esté asignada una magnitud de consigna, preferentemente del al menos un consumidor eléctrico del grupo de varios consumidores eléctricos. De este modo, el convertidor puede realizar un diagnóstico completo y/o específico del consumidor sobre el funcionamiento del respectivo consumidor eléctrico. Según un perfeccionamiento, la unidad de evaluación está configurada para comparar la magnitud de medición recibida con una magnitud de consigna asignada a ella para un estado de funcionamiento objetivo del sistema de suministro de aire, en particular para un estado de funcionamiento objetivo, de al menos un consumidor eléctrico del grupo de varios consumidores eléctricos. Por medio de la comparación, el convertidor puede realizar una monitorización/diagnóstico significativo y/o específico del consumidor del estado de funcionamiento respectivo. Además, el convertidor puede adaptar el funcionamiento del sistema de suministro de aire, en particular del al menos un consumidor eléctrico, basándose en la comparación/en el diagnóstico, por ejemplo, mediante intervenciones de control/regulación adecuadas.

Según un ejemplo de perfeccionamiento de la presente invención, el convertidor, en particular la unidad de evaluación, está diseñado para identificar un estado de funcionamiento incorrecto del sistema de suministro de aire, en particular de al menos un consumidor eléctrico del grupo de varios consumidores eléctricos del sistema de suministro de aire, basado en la comparación de la magnitud de medición recibida, con la magnitud de consigna asignada a ella, si la magnitud de medición recibida se desvía de la magnitud de consigna asignada a ella. En particular, se puede definir una desviación de tolerancia preferentemente predefinida, de modo que sólo se reconozca un estado de funcionamiento incorrecto si la desviación excede la desviación de tolerancia. Por ejemplo, todos los datos de comparación se pueden almacenar en la unidad de almacenamiento y/o ponerse a disposición de la electrónica superior. Preferentemente, el convertidor realiza la comparación objetivo/real de manera continua, según una determinada sincronización predeterminada y/o según un tiempo determinado. Además, puede estar previsto que al menos un sensor active la realización de una comparación objetivo/real por parte del convertidor, cuando se detecta un determinado valor de medición.

En un ejemplo de realización de la presente invención, el convertidor está diseñado, basándose en la magnitud de medición recibida, en particular basándose en la comparación de la magnitud de medición recibida y la magnitud de consigna asignada a la misma, preferentemente en caso de un estado de funcionamiento incorrecto del sistema de suministro de aire, en particular al menos uno del grupo de varios consumidores eléctricos, para adaptar el funcionamiento del sistema de suministro de aire, en particular de al menos uno del grupo de varios consumidores eléctricos. Debido a la monitorización del funcionamiento del sistema de suministro de aire, el convertidor recibe los datos de medición relevantes para el proceso. Sobre esta base se puede configurar el convertidor, por ejemplo, para influir en el funcionamiento del sistema de suministro de aire, para evitar daños en los consumidores eléctricos, así como en sus componentes y, en caso necesario, restablecer un estado de funcionamiento objetivo del sistema de suministro de aire, en particular de al menos uno del grupo de consumidores eléctricos. El convertidor puede, por ejemplo, conmutar al modo de funcionamiento de emergencia, desconectarse o enviar señales de advertencia a la electrónica superior, así como iniciar él mismo medidas de mantenimiento. En un ejemplo de perfeccionamiento del sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención, el convertidor presenta una interfaz de comunicación, que está diseñada para ser leída mediante un dispositivo de lectura independiente y/o para comunicar, preferentemente de manera inalámbrica con una electrónica superior, como por ejemplo un sistema de control del vehículo, un sistema de control de frenos y/o un dispositivo estacionario de procesamiento de datos. Por ejemplo, la interfaz de comunicación también puede estar configurada como interfaz de diagnóstico, por lo que, en comparación con la interfaz de comunicación, que puede, por ejemplo, transmitir datos de manera continua por medio de un sistema de transmisión de datos, como por ejemplo un bus, proporciona datos sobre un solo carril, es decir, en una dirección. La transmisión se puede basar, por ejemplo, en tecnología de radio móvil y/o en un protocolo inalámbrico de Internet, por lo que la comunicación se realiza, por ejemplo, mediante antenas de telefonía móvil en el entorno del vehículo ferroviario. Alternativa o adicionalmente la comunicación/transmisión de datos también se puede realizar a través de un cable de datos.

En un ejemplo de realización de la presente invención, el convertidor está diseñado para generar una señal analógica de control para controlar, en particular regular, al menos uno del grupo de varios consumidores eléctricos. Por ejemplo, la señal analógica de control puede estar en el rango de 4 a 20 mA. Según un perfeccionamiento, a través de la señal analógica de control, se controla, en particular se regula, un ventilador o soplador, para generar aire de refrigeración para el sistema de suministro de aire.

Según un ejemplo de realización de la presente invención, el convertidor está conectado directamente a una línea de contacto, como por ejemplo un tercer carril o una línea aérea, de la fuente de suministro de energía para suministrarle electricidad. Sin embargo, también es posible que entre la catenaria y el convertidor se interponga un convertidor de energía auxiliar, que normalmente se utiliza para suministrar energía eléctrica a unidades auxiliares como, por ejemplo, una prensa de aire, un ventilador, así como refrigeradores de aceite y agua. En el caso de la presencia de un convertidor de energía auxiliar, el convertidor recibe una tensión y/o frecuencia regulada y suavizada del convertidor de energía auxiliar.

En un ejemplo de realización adicional del sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención, el convertidor está conectado a una fuente de energía eléctrica adicional, como por ejemplo una batería o un acumulador, por medio de la cual el sistema de suministro de aire, en particular en caso de una fallo de la fuente de suministro de energía, en particular de la fuente de suministro de energía principal, que como se ha descrito anteriormente puede funcionar a través de una catenaria o a través de un convertidor de energía auxiliar. Por ejemplo, el funcionamiento por medio de la fuente de energía eléctrica puede pretender hacer funcionar el compresor únicamente a través de la potencia de la fuente de energía, para llenar el circuito neumático del pantógrafo. Por lo general, el circuito del pantógrafo está separado neumáticamente del resto del sistema neumático del vehículo ferroviario, en particular por medio de una válvula antirretorno. Por ejemplo, una presión de funcionamiento máxima puede ser de 8 bar, en particular para evitar que el compresor se sobrecaliente, el convertidor se sobrecaliente, la fuente de energía se agote o el secador de aire se sobrecargue.

Según un aspecto adicional de la presente invención, que se puede combinar con los aspectos anteriores y realizaciones ejemplares, se proporciona un procedimiento, para regular y/o monitorizar un sistema de suministro de aire con un grupo de varios consumidores eléctricos, tales como un compresor, un secador de aire, una válvula o similar, y un convertidor, acoplado a una fuente de suministro de energía de un vehículo ferroviario para adaptar la tensión y/o la frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a una tensión de funcionamiento y/o frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico del grupo de varios consumidores eléctricos de un vehículo ferroviario, con el que se debe hacer funcionar el consumidor eléctrico. Con el procedimiento, se proporciona electricidad al sistema de suministro de aire. Además, a partir de la fuente de suministro de energía se genera por medio del convertidor una tensión de funcionamiento y/o una frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico del grupo de varios consumidores eléctricos. Según este aspecto de la presente invención, por medio del convertidor se controla, preferentemente se regula y/o se monitoriza el funcionamiento de al menos dos, preferentemente todos, del grupo de varios consumidores eléctricos.

Según un perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invención, el procedimiento está diseñado de tal manera que implementa el sistema de suministro de aire, según uno de los aspectos o ejemplos de realización anteriores.

Las realizaciones preferentes se dan en las reivindicaciones dependientes.

Otras propiedades, características y ventajas de la invención quedarán claras a continuación al describir realizaciones preferentes de la invención con referencia a los dibujos ejemplares adjuntos, en los que muestran:

Fig. 1 una sección de un diagrama de bloques esquemático de un sistema de suministro de aire para un vehículo ferroviario; y

Fig. 2 una sección detallada del diagrama de bloques según la Fig. 1.

En la siguiente descripción de realizaciones ejemplares, un sistema de suministro de aire de acuerdo con la invención se proporciona, generalmente con el número de referencia 1. Debe quedar claro que las Figs. 1 y 2 solo representan secciones de un sistema de suministro de aire 1, es decir, solo una parte del grupo de consumidores eléctricos asignados al sistema de suministro de aire.

En el ejemplo de diagrama de bloques según la Fig. 1 está conectado en serie un grupo de varios consumidores eléctricos, visto de izquierda a derecha en la Fig. 1, lo que corresponde a una dirección de flujo del aire, en particular del aire comprimido y/o una dirección de circulación del aire, desde una generación de aire comprimido 3 hasta un suministro de aire comprimido 5. Un convertidor 7 acoplado a una fuente de suministro de energía (no representada en detalle) del vehículo ferroviario, para adaptar la tensión y/o frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a una tensión de funcionamiento y/o frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico del grupo de varios consumidores eléctricos, en particular conectados en serie, con el que se va a hacer funcionar el respectivo consumidor eléctrico, está acoplado a una línea de fuente de suministro de energía 9, en particular a la fuente de suministro de energía principal, con aproximadamente 400 V CA o 680 V CC. El convertidor 7 está acoplado a una fuente de energía eléctrica (no representada en detalle), tal como una batería o un acumulador, a través de una línea de suministro de batería 11 (24 V a 110 V), que sirve para suministrar energía a la electrónica del convertidor y sus subcomponentes. El convertidor 7 convierte la tensión y/o la frecuencia de la línea de fuente de suministro de energía principal 9 según un modo de funcionamiento deseado y/o predefinido y/o una velocidad de rotación de un compresor, por lo que la tensión y/o la frecuencia convertida se pone a disposición de un motor de compresor 15 a través de una línea de suministro 17 representada esquemáticamente en la Fig. 1. El convertidor 7 también está acoplado a través de una línea de suministro de energía 13 con la fuente de energía eléctrica (no representada), como por ejemplo una batería o un acumulador, en particular para suministrar brevemente aire a un pantógrafo, no representado en detalle, en un modo de funcionamiento auxiliar (96 a 110 V).

Como consumidores eléctricos adicionales, vistos de izquierda a derecha en la Fig. 1, es decir, en la dirección de flujo del aire, un ventilador 19, una sección de baja presión 18, una sección de alta presión 21 y un secador de aire 23 están conectados en serie, desde el que se proporciona la línea de suministro de aire comprimido 5. Entre la sección de baja presión 18 y la sección de alta presión 21 está dispuesta opcionalmente una válvula de ventilación 25, a la que se suministra energía eléctrica a través del suministro de energía desde la fuente de energía eléctrica por medio de la línea de suministro 17. El secador de aire 23 está diseñado, por ejemplo, como secador de regeneración por absorción y presenta dos depósitos de aire comprimido 27, 29 conectados en paralelo. Los dos depósitos de aire comprimido 27, 29 están integrados en el proceso de generación y limpieza de aire comprimido de tal manera que un depósito de aire comprimido 27, 29 realiza un proceso de secado del aire, mientras que el otro depósito de aire comprimido 29, 79 realiza un proceso de regeneración. El cambio de los depósitos de aire comprimido 27, 29 o el cambio entre ambos depósitos de aire comprimido 27, 29 se realiza a través de una válvula de conmutación 33, que está asignada a los dos depósitos de aire comprimido 27, 29. Una válvula de control de regeneración 31 puede cooperar con la válvula de conmutación 33 para realizar el control del funcionamiento del secador de aire.

El convertidor 7 presenta una electrónica, que está representada esquemáticamente en el diagrama de bloques en la Fig. 1 con el número de referencia 35, y que puede presentar una unidad de almacenamiento para almacenar datos. La Fig. 1 muestra que el convertidor está asignado a todos los consumidores electrónicos representados en la Fig. 1, concretamente al motor del compresor 15, al ventilador 19, a las válvulas 25, 31 y 33, así como al secador de aire 23, de modo que el convertidor puede controlar, regular y/o monitorizar su funcionamiento. Para ello están previstas líneas de control y/o sensores 37 representados esquemáticamente, por medio de las cuales el convertidor 7 está conectado con los consumidores electrónicos 15, 19, 25, 31,33, 23, de modo que queda claro que el convertidor 7 tiene salidas de señales correspondientes y los consumidores eléctricos 15, 19, 95, 31, 33, 23 tienen entradas de señales correspondientes. El convertidor 7 está conectado a través de las líneas de sensores y/o líneas de control 37 con los consumidores electrónicos para la transmisión de señales, para controlar, regular y/o monitorizar su funcionamiento, por ejemplo, dependiendo de una velocidad de rotación del compresor y/o dependiendo de un modo de funcionamiento predefinido y/o especificado por una electrónica superior (no representada). Para ello, el convertidor 7 conmuta la corriente recibida de la fuente de energía eléctrica por medio de la línea de suministro 9, 11, 13, para activar o desactivar los respectivos consumidores electrónicos. Las líneas de sensores y/o control 37 pueden estar diseñados como resistencia NTC o presentar una resistencia NTC (no representada), cuyos valores de medición monitoriza el convertidor 7, en particular para controlar, regular y/o monitorizar el funcionamiento de los respectivos consumidores electrónicos o el sistema de suministro de aire 1. El convertidor monitoriza por ejemplo las resistencias NTC asignadas a los cartuchos calefactores del secador de aire 23, y en función de los valores de temperatura detectados, por ejemplo, de la carcasa del secador, del entorno, del aire de refrigeración y/o del aire comprimido suministrado, para activar/desactivar el cartucho calefactor. Esto se hace nuevamente conmutando la corriente recibida de la fuente de energía eléctrica por medio de la línea de fuente de suministro de energía 11.

El convertidor 7 también está acoplado a una línea de entrada de control 39, a través de la cual el convertidor 7 puede recibir una orden de control de una electrónica superior (no representada), como por ejemplo un sistema de control del vehículo o un sistema de control de frenos, que contiene información sobre el estado de funcionamiento y/o la velocidad de rotación del compresor, el/la que el convertidor 7 tiene que ajustar en el sistema de suministro de aire 1.

Además, se pueden prever uno o más sensores (no representados), para detectar una magnitud específica de medición del aire, como temperatura, presión, humedad del aire o similares, una magnitud específica de medición del consumidor, como presión de funcionamiento, temperatura, desgaste, potencia de entrada o salida, o un parámetro de funcionamiento del convertidor 7, tal como tensión o temperatura, y se pueden conectar con el convertidor 7 para la transmisión de señales por medio de una línea de sensores 41. Está claro que el convertidor 7 tiene diseñado y configurado apropiadamente entradas de señal. Por lo tanto, el convertidor 7 también se puede diseñar para controlar, regular y/o monitorizar el funcionamiento del sistema de suministro de aire, basándose en los datos de medición del sensor detectados. El convertidor 7 presenta además una interfaz 43 Ethernet o CAN, que se puede utilizar, por ejemplo, como interfaz de diagnóstico para transmitir los datos de medición, en particular datos de diagnóstico, del sistema de suministro de aire 1 a la electrónica superior, o como una interfaz de comunicación para transmitir datos de medición o datos de diagnóstico, y para recibir señales de control. Además, la electrónica del convertidor puede presentar una interfaz preparada para una tarjeta adaptadora, con ayuda de la cual se pueden implementar otros protocolos de comunicación (por ejemplo, MVB, Dual CAN, Ethernet TRDP, Profinet o similares). El convertidor ahora se puede configurar para controlar, en particular regular, el funcionamiento del secador de aire 23 dependiendo de la velocidad de rotación del compresor. Por ejemplo, el convertidor 7 puede controlar, en particular regular, el funcionamiento del secador de aire 23 de tal manera que se minimice y/u optimice una pérdida de aire de regeneración, al conmutar entre los dos depósitos de aire comprimido 27, 29.

Basándose en la Fig. 2, en la cual se representa una sección detallada de un diagrama de bloques de un sistema de suministro de aire 1 de acuerdo con la invención, en la que sólo el compresor 3 y el secador de aire 23 se representan según el diagrama de bloques, se explica a modo de ejemplo el modo de funcionamiento del sistema de suministro de aire 1 de acuerdo con la invención. El compresor 3 comprende el motor 15, así como la sección de baja presión 18 y la sección de alta presión 21, que ya se representaron en la Fig.1. Además, en la Fig. 2 se puede ver un filtro de entrada o aspiración de aire 45, desde el cual el aire pasa a la sección de baja o alta presión 18, 21. Detrás de las secciones de alta y baja presión 18, 21 está previsto un refrigerador posterior 47, para enfriar el aire de presión comprimido. En la zona de entrada de aire 45 se encuentra un sensor de temperatura T<1>para medir la temperatura de entrada del aire o la temperatura ambiente, que corresponde a la temperatura del aire de refrigeración, y después del refrigerador posterior 47 hay un segundo sensor de temperatura T<2>para medir la temperatura del gas de compresión enfriado. Como ya se ha descrito, el secador de aire 23 contiene la válvula de conmutación 33, dos depósitos de aire comprimido 27, 29 conectados en paralelo, así como dos sensores de presión p<1>, p<2>asignados respectivamente a uno de los depósitos de aire comprimido 27, 29, para medir la presión predominante en el depósito 27, 29 (la válvula de control del aire de regeneración no se representa en esta variante). El sensor de temperatura T<1>se puede diseñar, por ejemplo, para medir una temperatura ambiente, por ejemplo, en la zona de entrada de aire 45. Se puede prever que un valor de temperatura T<1>inferior a 50 °C se detecta como funcionamiento objetivo, mientras que se produce un funcionamiento incorrecto cuando el valor de temperatura T<1>es superior a 50°C durante un período de tiempo de aproximadamente 10 minutos. El convertidor 7 está diseñado para detectar los valores de temperatura medidos del sensor de temperatura T<1>, y controlar, en particular regular y/o monitorizar el funcionamiento del sistema de suministro de aire 1, en particular del compresor 3, basándose en los valores de temperatura medidos. Por ejemplo, el convertidor 7 puede emitir una alarma, que indique un funcionamiento incorrecto y/o active una medida de mantenimiento. Además, el convertidor 7 se puede configurar para monitorizar los valores de presión detectados de los sensores de presión p<1>, p<2>, por lo que el convertidor 7 se puede configurar de tal manera que 10 segundos después de activar el compresor 3, el valor de presión p<1>o p<2>debe ser mayor, de modo que un valor de presión p<1>, p<2>de menos de 5 bar puede indicar un funcionamiento incorrecto. Además, el convertidor 7 está configurado para detectar un funcionamiento incorrecto si uno de los valores de presión p<1>(T) o p<2>(T) es superior a 11 bar. Según una realización ejemplar adicional, el convertidor 7 se puede configurar para monitorizar una diferencia de temperatura entre los dos sensores de temperatura T<1>, T<2>, por lo que una diferencia de temperatura de menos de 20° indica el funcionamiento objetivo, mientras que una diferencia de temperatura de más de 20° indica un funcionamiento incorrecto. Además, el convertidor 7 se puede configurar para monitorizar la generación y suministro de aire a presión. El funcionamiento objetivo puede existir si el gradiente de presión p<1>(T) o p<2>(T) es mayor o igual a 0,8 veces un valor de referencia predeterminado, transmitido preferentemente por la electrónica superior. Además, puede existir un funcionamiento incorrecto si p<1>(T) o p<2>(T) es inferior a 0,8 veces el valor de referencia.

Según una forma de realización adicional no representada, al compresor 15 se le puede asignar un sensor de presión. Si el compresor 3 recibe una señal de control de arranque del convertidor 7, pero el sensor de presión no detecta ningún cambio de presión, preferentemente ningún cambio significativo, en particular en comparación con la posición de inicio o el estado no accionado, el convertidor 7 puede identificar un funcionamiento incorrecto del compresor 3. Además, el al menos un sensor T<2>o p<2>puede estar asignado al secador de aire 23 y en particular a sus depósitos de aire 27, 29, para detectar su valor de presión. El convertidor 7 está configurado para comparar los valores de presión detectados entre sí y/o con valores de presión esperados predeterminados para el estado de funcionamiento respectivo, y para identificar un estado de funcionamiento incorrecto del secador de aire 23, si se produce una desviación, en particular, si hay una desviación que excede una tolerancia mayor. El convertidor 7 se puede configurar para monitorizar un estado de refrigeración del sistema de suministro de aire 1 monitorizando la temperatura del aire de refrigeración y/o la temperatura ambiente. En un ejemplo de realización adicional, el sensor, por ejemplo, T<1>, determina una diferencia de temperatura entre la entrada del compresor o el aire ambiente y una salida del compresor, mediante la cual el convertidor 7 puede monitorizar el estado de refrigeración del compresor 3, en particular del sistema de suministro de aire 1. Por ejemplo, el convertidor 7 está configurado para detectar un estado de funcionamiento incorrecto del compresor 3, si la diferencia de temperatura detectada es demasiado alta. El al menos un sensor puede determinar además una diferencia de presión en el lado de entrada y el lado de salida de un filtro de entrada (no representado en detalle) del compresor 3. Por ejemplo, el convertidor 7 está configurado para comparar la presión diferencial detectada con un valor límite, a partir del cual el convertidor 7 puede determinar si el filtro de entrada está defectuoso, en particular bloqueado. Además, el convertidor 7 se puede configurar para utilizar la presión diferencial en los lados de entrada y salida del filtro de entrada para identificar si existe un grado de saturación/desgaste del filtro de entrada y, por lo tanto, del compresor 3 y, si es necesario, para iniciar medidas de mantenimiento. En otro ejemplo de la presente invención, el al menos un sensor, por ejemplo, T<2>, puede detectar la temperatura del aire comprimido y el convertidor 7 controlar, en particular regular y/u optimizar, el ciclo de trabajo del secador de aire 23. Por ejemplo, el convertidor 7 se puede configurar para analizar una capacidad de suministro de aire del compresor 3 en función de un gradiente de presión del compresor 3 y/o del secador de aire 23, por ejemplo, para determinar también el desgaste y/o la eficiencia del compresor 3.

Lista de números de referencia

1 Sistema de suministro de aire

3 Generación de aire comprimido

5 Suministro de aire comprimido

7 Convertidor

9 Línea de suministro de energía principal

11, 13 Línea de suministro de energía

15 Motor

17 Línea de suministro

18 Sección de baja presión

19 Ventilador

21 Sección de alta presión

23 Secador de aire

25 Válvula de ventilación

27,29 Depósitos de aire

31 Válvula de control de regeneración

33 Válvula de conmutación

35 Electrónica

37 Línea de sensores

39 Línea de entrada de control

41 Línea de sensores

43 Interfaz

45 Zona de entrada de aire

47 Refrigerador posterior

p1, p2 Sensor de presión

T<1>, T<2>Sensor de temperatura

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de suministro de aire (1) para un vehículo ferroviario, que comprende:

- un grupo de varios consumidores eléctricos tales como un compresor, un secador de aire, una válvula, o similares, en el que los varios consumidores eléctricos asumen cada uno diferentes funciones del sistema de suministro de aire a lo largo de un flujo de aire comprimido, y

- un convertidor (7), que está acoplado a una fuente de suministro de energía del vehículo ferroviario, para adaptar la tensión y/o la frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía, a una tensión de funcionamiento y/o una frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico, con el cual se va a hacer funcionar el consumidor eléctrico,

caracterizado por que el convertidor (7) está asignado a al menos dos, preferentemente a todos, del grupo de varios consumidores eléctricos, de modo que el convertidor (7) puede controlar, en particular regular y/o monitorizar el funcionamiento de al menos dos del grupo de varios consumidores eléctricos.

2. El sistema de suministro de aire (1) según la reivindicación 1, en el que el convertidor (7) presenta una electrónica (35), que está configurada para convertir la tensión y/o la frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a la tensión de funcionamiento y/o frecuencia de funcionamiento del al menos un consumidor eléctrico, y/o que está conectada para la transmisión de señal con al menos dos del grupo de varios consumidores eléctricos, de modo que la electrónica (35) pueda controlar su funcionamiento, preferentemente basándose en los algoritmos de control almacenados en la electrónica (35), y/o monitorizar su funcionamiento basándose en los algoritmos de evaluación almacenados en la electrónica (35).

3. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un sensor, para detectar una magnitud de medición específica del aire, como por ejemplo temperatura, presión, humedad del aire, o similares, y/o para detectar una magnitud de medición específica del consumidor, como por ejemplo horas de funcionamiento, temperatura, desgaste, potencia de entrada o salida, y/o para detectar un parámetro de funcionamiento del convertidor, como por ejemplo tensión o temperatura, está conectado con el convertidor (7) para la transmisión de señales, en el que está dispuesto en particular el al menos un sensor, y/o está asignado a al menos uno del grupo de varios consumidores, de tal manera que el sensor pueda detectar la magnitud de medición específica del aire y/o la magnitud de medición específica del consumidor.

4. El sistema de suministro de aire (1) según la reivindicación 3, en el que el al menos un sensor está diseñado para medir un valor de presión de un compresor, y/o para medir un valor de presión de un filtro de entrada aguas arriba del compresor, y/o para medir un valor de presión de un secador de aire, y/o para medir una temperatura del secador de aire o del compresor, y/o para medir un grado de contaminación del aire.

5. El sistema de suministro de aire (1) según la reivindicaciones 3 o 4, en el que el convertidor está diseñado para controlar, preferentemente para regular el funcionamiento del calentador en base a los valores de temperatura detectados por al menos un sensor, y/o una especificación de tiempo y/o un tiempo de calentamiento de al menos un calentador del secador de aire, y/o para controlar, preferentemente para regular, un dispositivo de ventilación para ventilar el compresor y/o un dispositivo de ralentí para hacer funcionar el compresor en modo ralentí en base a un valor de tiempo y/o un valor de temperatura.

6. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el convertidor presenta una interfaz de entrada para recibir la magnitud de medición y/o una unidad de almacenamiento para almacenar la magnitud de medición recibida y/o los valores característicos resultantes del procesamiento de las magnitudes de medición.

7. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el convertidor está diseñado para monitorizar un estado de funcionamiento del sistema de suministro de aire (1), en particular de al menos un consumidor, en base a la magnitud de medición recibido, y en particular para controlar un funcionamiento del sistema de suministro de aire (1), en base a la magnitud de medición recibida.

8. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el convertidor (7) está configurado para controlar, en particular para regular, el funcionamiento de un secador de aire del sistema de suministro de aire (1) dependiendo de la velocidad de rotación del compresor y/o de la temperatura ambiente y/o de la humedad residual del aire aguas abajo del secador de aire, en particular para controlar, preferentemente para regular, de tal manera que se minimice la pérdida de aire de regeneración del secador de aire.

9. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones 6 a 8, en el que están almacenadas magnitudes de consigna para un estado de funcionamiento objetivo del sistema de suministro de aire (1), en particular para un estado de funcionamiento objetivo de al menos un consumidor, en el que a cada magnitud de medición esté asignada una magnitud de consigna.

10. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones 3 a 9, en el que el convertidor (7) presenta una unidad de evaluación para procesar la magnitud de medición recibida, en el que la unidad de evaluación está configurada, en particular, para comparar la magnitud de medición recibida con una magnitud de consigna, para un estado de funcionamiento objetivo del sistema de suministro de aire (1), asignada a la magnitud de medición, en particular para un estado de funcionamiento objetivo de al menos un consumidor.

11. El sistema de suministro de aire (1) según la reivindicación 10, en el que el convertidor (7), en particular la unidad de evaluación, está configurado para identificar un estado de funcionamiento incorrecto del sistema de suministro de aire (1), en particular de al menos un consumidor del sistema de suministro de aire (1), basándose en la comparación de la magnitud de medición recibida con la magnitud de consigna asignada a la misma, si la magnitud de medición recibida se desvía de su magnitud de consigna asignada, en particular si una desviación excede una desviación de tolerancia predefinida.

12. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones 3 a 11, en el que el convertidor (7) está diseñado para adaptar el funcionamiento del sistema de suministro de aire (1) y/o para iniciar medidas de mantenimiento, en base a la magnitud de medición recibida, en particular basándose en la comparación de la magnitud de medición recibida y la magnitud de consigna asignada a la misma, preferentemente en caso de un estado de funcionamiento incorrecto del sistema de suministro de aire (1), en particular de al menos uno del grupo de varios consumidores.

13. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el convertidor (7) presenta una interfaz de comunicación, que está diseñada para ser leída por un dispositivo de lectura independiente y/o para comunicarse, preferentemente de manera inalámbrica, con una electrónica superior.

14. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el convertidor (7) está diseñado para generar una señal de control analógica para controlar, en particular para regular, al menos uno del grupo de varios consumidores.

15. El sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el convertidor (7) está conectado a una fuente de energía eléctrica adicional, como por ejemplo una batería o un acumulador, por medio de la cual el sistema de suministro de aire (7) puede funcionar, en particular en caso de un fallo de la fuente de suministro de energía.

16. Un procedimiento para regular y/o monitorizar un sistema de suministro de aire (1), con un grupo de varios consumidores eléctricos, tales como un compresor, un secador de aire, una válvula, o similares, en el que cada uno de los varios consumidores eléctricos asumen diferentes funciones del sistema de suministro de aire a lo largo de un flujo de aire comprimido, y con un convertidor (7), que está acoplado a una fuente de suministro de energía de un vehículo ferroviario, para adaptar la tensión y/o frecuencia proporcionada por la fuente de suministro de energía a una tensión de funcionamiento y/o frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico de un vehículo ferroviario, con el que se hace funcionar el consumidor eléctrico, en el que

- se proporciona energía al sistema de suministro de aire (1), y

- se genera por medio del convertidor (7) una tensión de funcionamiento y/o una frecuencia de funcionamiento de al menos un consumidor eléctrico para el funcionamiento del consumidor eléctrico a partir de la fuente de suministro de energía,

caracterizado por que por medio del convertidor (7) se controla, preferentemente se regula y/o se monitoriza, el funcionamiento de al menos dos, preferentemente todos, del grupo de varios consumidores eléctricos.

17. El procedimiento según la reivindicación 16, que está diseñado de tal manera que regula y/o monitoriza un sistema de suministro de aire (1) según una de las reivindicaciones 1 a 15.