KR20120091155A - 에너지 전달을 위한 연속 세그먼트들을 포함하는 시스템을 사용한 차량으로의 전기 에너지 전달 - Google Patents

에너지 전달을 위한 연속 세그먼트들을 포함하는 시스템을 사용한 차량으로의 전기 에너지 전달 Download PDF

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만프레트 첸게를레
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봄바디어 트랜스포테이션 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량에, 특히 경전철 차량과 같은 선로계 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템에 관한 것이고, 상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량에 상기 전기 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함하고, 상기 도전체 배열은 적어도 하나의 교류 전류 라인 (135) 을 포함하고, 각 교류 전류 라인 (135) 은 교류 전류의 하나의 위상을 반송하도록 구성되며, 도전체 배열은 복수의 연속 세그먼트들을 포함하고, 상기 세그먼트들은 상기 차량의 이동 경로를 따라 연장하며, 각 세그먼트는 상기 적어도 하나의 교류 전류 라인의 일 세그먼트을 포함하며, 상기 시스템은 상기 세그먼트에 전기 에너지를 공급하는 직류 전류 공급 장치 (141) 를 포함하며, 각 세그먼트은 직류 전류 공급 장치 (141) 에 의해 반송된 직류 전류를 적어도 하나의 교류 전류 라인에 의해 반송된 교류 전류로 인버팅하도록 구성된 적어도 하나의 인버터 (301) 를 통해 상기 직류 전류 공급 장치 (141) 에 접속된다.

Description

에너지 전달을 위한 연속 세그먼트들을 포함하는 시스템을 사용한 차량으로의 전기 에너지 전달{TRANSFERRING ELECTRIC ENERGY TO A VEHICLE, USING A SYSTEM WHICH COMPRISES CONSECUTIVE SEGMENTS FOR ENERGY TRANSFER}
본 발명은 전기 에너지를 차량에 전달하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) (예를 들어, 전차 (tram)) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 관한 것이다.
시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 차량에 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함한다. 도전체 배열은 복수의 연속 세그먼트들을 포함하고, 세그먼트들은 차량의 이동 경로를 따라 연장한다.
특히, 종래의 레일 차량들, 모노레일 차량들, 트롤리 버스 (trolley bus) 들 및 그 밖의 기계적 수단, 자성 수단, 전자 수단 및/또는 광학 수단과 같은 다른 수단에 의해 선로 상에서 가이드되는 차량들과 같은 선로계 차량들은, 선로 상에서 추진을 위한, 그리고 차량의 견인력을 생성하지 않는 보조 시스템들을 동작시키기 위한, 전기 에너지를 요구한다. 이러한 보조 시스템들은, 예를 들면 점등 시스템, 난방 및/또는 에어컨 시스템, 환기 시스템 및 승객 정보 시스템이다. 그러나, 보다 구체적으로 언급하면, 본 발명은 반드시 선로계 차량일 필요는 없는 (하지만 선로계 차량이면 바람직함) 차량에 전기 에너지를 전달하는 것에 관한 것이다. 일반적으로 말하면, 차량은, 예를 들면 전기적으로 동작되는 추진 모터를 갖는 차량일 수도 있다. 차량은 또한 하이브리드 추진 시스템을 갖는 차량일 수도 있는데, 예를 들어, 이 시스템은 전기 에너지에 의해 동작될 수 있거나, 전기 화학적으로 저장된 에너지 또는 연료 (예컨대, 천연가스, 가솔린 또는 페트롤) 와 같은 그 밖의 에너지에 의해 동작될 수 있다.
선로계 차량들, 특히 공공 승객 운송용 차량들은, 전기 레일 또는 오버헤드 라인 (overhead line) 과 같은 선로를 따라 라인 도체 (line conductor) 와 기계적 및 전기적으로 접촉하는 집전기 (current collector) (다르게는, 디바이스) 를 통상 포함한다. 차량들에 탑재된 적어도 하나의 추진 모터는 외부 선로 또는 라인으로부터 전력을 공급받아 기계적 추진력을 생성한다.
전차 및 그 밖의 지방 또는 지역 열차는 통상 도시들 내의 오버헤드 라인들을 통해 동작된다. 그러나, 특히 도시들의 유적지에서는, 오버헤드 라인들이 바람직하지 않다. 즉, 그라운드 또는 그라운드 근방의 도체 레일 (conductor rail) 들은 안정성 문제들을 야기한다.
US 5,821,728 는 도로의 중앙선을 따라 전자기장을 생성하기 위한 직렬의 유도성 코일들을 포함하는 이동 전기 차량의 배터리 충전 장치를 설명한다. 유도성 코일들은 스위치 액티베이터 센서들에 의해 활성화될 수 있는 스위치들을 통해 전력 라인들에 접속된다. 센서가 차량의 송신기로부터 신호를 수신하면, 센서는 해당 스위치를 닫고 이에 의해 코일을 활성화시키게 된다.
그러나, 코일이 전자기장을 생성하기 때문에, 전력 공급 라인들이 교류 전압원에 접속된다. 그 결과, 전력 공급 라인들은 코일들보다 작은 강도의 전자기장을 영구적으로 생성하지만, 여전히 주위의 임의의 전기 장치 또는 전자 장치를 간섭하기에 충분히 강하다.
선로로부터 차량으로 에너지를 유도적으로 전달하는 것, 즉 전자기장들을 생성하는 것은, 전자파 적합성 (EMC; electromagnetic compatibility) 에 대한 제한들을 받기 쉽다. 한편으로, 전자기장들은 다른 기술의 디바이스들을 간섭할 수 있다. 다른 한편으로, 사람들 및 동물들은 영구적으로 전자기장들에 영향을 받지 않아야 한다. 적어도, 전자기장 강도에 대한 각각의 제한 값들이 준수되어야 한다.
대안적으로, 전력 공급 장치는 인버터를 통해 각 코일에 접속될 수 있는 DC (직류 전류) 전력 공급 라인일 수 있다. 일반적으로, 인버터들은 인버터의 AC (교류 전류) 측 상에 교류 전압을 생성하기 위해 반도체 스위치들의 동작을 제어하기 위한 제어 디바이스를 포함한다. 또한, 이 제어 디바이스도 동작을 위한 전기 에너지를 필요로 한다.
어떠한 차량도 동시에 구동하고 있지 않은 경우 전자기 방출을 감소시키기 위해, 차량으로 에너지를 유도적으로 전달하는데 사용되는 도전체 배열 (예를 들어, US 5,821,728에 따른 코일들을 포함하는 배열) 은, 차량의 이동 경로를 따라 연장하는 연속적인 세그먼트들로 분할될 수 있다. 이 세그먼트들은 단지 필요한 경우에만 동작될 수 있다. 특히, 이동 경로를 따르는 세그먼트들 각각의 길이는 이동 방향에서의 차량의 거리보다 더 짧을 수도 있으며, 또한 세그먼트들은, 세그먼트가 연장하는 이동 경로의 각 영역을 차량이 이미 점유하는 경우에만 동작될 수 있다. 특히, 레일 차량에 의해 점유된다는 것은 세그먼트가 연장하는 레일들 상에서 레일 차량이 구동하고 있음을 의미한다. 바람직하게, 세그먼트들은 차량이 이동 경로의 각각의 영역을 완전히 점유하는 경우에만 동작된다. 예를 들어, 레일 차량은 (이동 방향에 있어서) 세그먼트보다 더 길고, 세그먼트의 중앙으로부터 시인되는 경우, 차량의 전면 및 단부가 세그먼트의 한계들을 넘어서 구동한다. 이에 따라, 전달된 에너지를 수신하기 위한 차량의 수신 디바이스가 세그먼트가 연장하는 이동 경로의 영역으로 진입하기 전에, 세그먼트가 스위치 온 (즉, 세그먼트를 통해 교류 전류가 흐르기 시작) 되는 것이 제안된다.
대다수의 연속 세그먼트들이 제공되는 경우, DC 전력 공급 라인을 사용하는 것은 마찬가지로 대다수의 인버터들이 필요하다는 것을 의미한다. 각 인버터에 동작을 위한 전기 에너지가 제공되어야 한다. 이에 따라, 전기 에너지를 인버터의 제어 디바이스로 전도하기 위한 부가 장비가 필요하다.
본 발명의 목적은 차량에 전기 에너지를 유도적으로 전달하기 위해 상기 지시된 종류의 시스템을 제공하고, 또한 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법을 제공하여, 차량에 에너지를 전달하기 위하여 전자기장의 발생을 제어 및/또는 동작시키는 시스템의 디바이스들에 전기 에너지를 제공하는 노력을 감소시키는 것이다. 또한, EMC 요건들을 충족시키는 각각의 제한들이 충족되어야 한다.
전자기장을 생성하는 도전체 배열은 선로 내 및/또는 선로 아래, 예를 들어 차량이 이동하는 그라운드의 표면 아래에 위치될 수 있다. 그러나, 본 발명은 도전체 배열의 적어도 일부는, 예를 들어 선로가 시골 또는 터널 내에 위치될 때 선로의 옆으로 위치되는 경우를 또한 포함한다.
전자기장을 생성하는 도전체 배열의 세그먼트들에 의해 필요한 에너지를 전송하는 가장 쉬운 방법은, 추가 전력 공급 장치를 사용하는 것인데, 전력 공급 장치의 전력 공급 라인들은 교류 전류를 반송한다. 세그먼트에 대한 각각의 인터페이스에서의 스위치들은 세그먼트의 동작을 개시하기 위해 스위치 온될 수 있다. 그러나, 상기 언급한 바와 같이, 전력 공급 라인들은 또한 전자기장을 생성한다. 이 전자기장은, 예를 들어 그라운드에 전력 공급 라인들을 매립함으로써 및/또는 금속 차폐들을 사용함으로써 환경으로부터 차폐될 수 있다. 그러나, 높은 피크 전압을 갖는 교류 전압들에 의해, 차폐는 덜 효과적이다. 임의의 경우에 있어서, 금속 차폐들은 시스템을 구성하고 실현하는 비용들 및 노력을 증가시킨다. 다른 한편으로, 높은 피크 전압들은 전력 공급 장치의 효율을 증가시킨다.
본 발명은 대안의 방식을 제안한다 : 전력 공급 장치는 주로 일정한 전류 (즉, 직류 전류) 를 반송하고, 각 세그먼트는 인버터를 통해 전력 공급 라인에 접속된다. 각각의 세그먼트에서 전자기장을 생성하는데 필요한 교류 전류는 인버터에 의해 발생된다. 종래의 인버터들에서 주로 알려진 바와 같이, 특히 인버터는, 스위치들을 반복적으로 스위치 온 및 스위치 오프함으로써 교류 전류를 생성한다. 바람직하게, 각 인버터는 세그먼트의 말단에 직접 배치된다. 즉, 본 발명의 개념은 국부적으로 그리고 바람직하게는 필요할 때 그리고 필요한 곳에 교류 전류를 생성하는 것이다. 도전체 배열을 통해 흐르는 교류 전류의 주파수는 5 내지 100 kHz의 범위, 특히 10 내지 30 kHz의 범위, 바람직하게 약 20 kHz 일 수 있다.
특히, 시스템은 세그먼트들에 전기 에너지를 전도하기 위한 직류 전류 (DC) 전력 공급 장치를 포함하며, 직류 전류 공급 장치는 제 1 및 제 2 직류 전류 라인을 포함하고, 제 1 직류 전류 라인은 제 2 직류 전류 라인과 상이한 전위에서 동작된다. 바람직하게, 직류 전류 라인들은 차량의 이동 경로를 따라 연장한다. 각 세그먼트는 적어도 하나의 인버터를 통해 직류 전류 공급 장치에 접속되며, 인버터는 직류 전류 공급 장치에 의해 반송되는 직류 전류를 세그먼트에 의해 반송되는 교류 전류로 인버팅하도록 구성된다.
세그먼트가 동작되지 않는다면, 인버터의 스위치들은 동작되지 않으며, 즉 영구적으로 스위치 오프된다. 공급 라인들이 주로 직류 전류를 반송하기 때문에, 전력 공급 장치는 상당한 강도의 교류 전자기장을 생성하지 않는다. 또한, 스위치 온되는 (즉, 인버터/인버터들에 의해 공급되는) 그러한 세그먼트들만이 전자기장들을 생성하고 있다. 이에 따라, EMC 표준들이 용이하게 충족될 수 있고 전기 에너지의 손실들은 최소로 감소된다. 인버터들의 부분들로서 스위치들을 제공하고 동작시키는 노력은 교류 전류 공급 라인들과 세그먼트들 사이에서 스위치들을 제공하고 동작시키는 것보다 현저하게 높지는 않다. 스위치들의 개수는 훨씬 감소될 수 있다.
또한, DC 전력 공급 장치의 사용은, 교류 전류 라인들이 예를 들어 이동 경로에 따른 규칙적인 간격들에서의 용량들에 의해 보상되어야 하는 인덕티비티 (inductivity) 를 포함한다는 교류 전류 전력 공급 장치의 단점을 극복한다. DC 공급 라인들에서의 전류는 주로 직류 전류이기 때문에, 인덕티비티로 인한 손실들은 거의 제로이다. 예를 들어, DC 공급 라인에는 차량의 슬라이딩 컨택터에 의해 접촉되는 표준 DC 공급 라인들 (예를 들어, 라이브 레일들) 과 동일한 방식으로 전기 에너지가 공급될 수 있다.
(본 발명에 의해 바람직한 것으로서) 3-위상 교류 전류를 생성하는 인버터들을은 통상적으로 DC 전력 공급 라인들을 접속시키는 3 개의 브리지들을 포함한다. 각 브리지는 서로 직렬로 접속된 2개의 반도체 스위치들 (통상적으로 IGBT들 또는 GTO들) 을 포함한다. 브리지의 대응 교류 전류 라인은 2개의 스위치들 사이 내의 지점에 접속된다.
이러한 종류의 인버터들은 스위치들을 제어하는데 필요한 전류들을 구동하기 위한 구동 유닛들을 포함한다. IGBT들의 경우, 이 구동 유닛들은 통상적으로 게이트 구동 유닛들로 칭하는데, 이는 구동 유닛들이 IGBT의 게이트로의 전류 및 IGBT의 게이트로부터의 전류를 구동하기 때문이다. 구동 유닛들의 동작을 조정하기 위해, 인버터 제어 유닛이 제공되며, 이는 종종 구동 제어 유닛 또는 DCU 라 칭한다.
인버터 및/또는 세그먼트를 동작하는데 필요한 이러한 디바이스들 및 가능한 다른 디바이스들 (예를 들어, 차량의 존재를 검출하는 검출기들) 에, 디바이스 또는 디바이스들을 동작시키기 위하여 전기 에너지가 제공될 필요가 있다.
본 발명의 기본적인 아이디어는 이 디바이스들에 전기 에너지를 제공하기 위해 동시에 DC 전력 공급 장치를 사용하는 것이다. 이 목적을 위해, DC 전력 공급 장치의 2개의 라인들 사이의 DC 전압은, DC 전압이 시간의 함수로서 변화하도록 조절될 수 있다. 그러나, 얻어지는 교류 전압의 피크 전압은 DC 전력 공급 장치의 DC 전압보다 훨씬 더 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개의 전력 공급 라인들 사이의 전압의 평균값은 500 내지 1.000V 의 영역에 있을 수도 있다. 다른 한편으로, 오버레이드 교류 전압의 피크 전압은, 예를 들어 2 내지 10V의 범위에 있을 수도 있다. 일반적으로, 오버레이드 교류 전압의 피크 전압 (가장 높은 전압과 평균값 사이의 차이) 은 직류 전압 (즉, 2개의 DC 라인들의 평균값들 간의 차이) 의 5% 이하인 것이 바람직하고, 2% 이하인 것이 가장 바람직하다.
특히, 다음이 제안된다. 차량에, 특히 경전철 차량과 같은 선로계 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템으로서,
- 상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량에 상기 전기 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함하고,
- 상기 도전체 배열은 복수의 연속 세그먼트들을 포함하고, 상기 세그먼트들은 상기 차량의 이동 경로를 따라 연장하며,
- 상기 시스템은 상기 세그먼트들에 전기 에너지를 전도하는 직류 전류 공급 장치를 포함하고, 상기 직류 전류 공급 장치는 제 1 및 제 2 직류 전류 라인을 포함하며, 상기 제 1 직류 전류 라인은 상기 제 2 직류 전류 라인과 상이한 전위에서 동작되며,
- 각 세그먼트는 상기 직류 전류 공급 장치에 의해 반송되는 전류를 상기 세그먼트에 의해 반송되는 교류 전류로 인버팅하도록 구성된 적어도 하나의 인버터를 통해 상기 직류 전류 공급 장치에 접속되며,
- 상기 시스템은 미리 결정된 변조 주파수를 사용하여 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 중 적어도 하나의 전위를 변조하여, 이에 의해 상기 변조 주파수와 교번하는 오버레이드 전압을 갖는 직류 전압을 생성하는 변조 디바이스를 포함하고,
- 상기 인버터들 중 적어도 일부는 1차 및 2차 권선을 갖는 변압기를 포함하고, 상기 1차 권선은 상기 제 1 또는 제 2 직류 전류 라인에 접속되어 상기 직류 전류가 상기 1차 권선을 통해 흐르며, 상기 2차 권선은 상기 인버터를 동작시키기 위한 전기 에너지를 제공하도록 구성된 전력 공급 장치에 접속된다.
또한, 차량에, 특히 경전철 차량과 같은 선로계 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법으로서,
- 도전체 배열이 교번 전자기장을 생성하며 이에 의해 상기 차량에 상기 전기 에너지를 전달하도록 동작되고,
- 상기 도전체 배열은 복수의 연속 세그먼트들을 포함하고, 상기 세그먼트들은 상기 차량의 이동 경로를 따라 연장하며, 상기 세그먼트들은 적어도 부분적으로 및/또는 적어도 가끔 별도로 동작되며,
- 상기 차량으로의 전달을 위한 전기 에너지는 직류 전류 공급 장치를 통해 상기 세그먼트들에 전도되고, 상기 직류 전류 공급 장치는 제 1 및 제 2 직류 전류 라인을 포함하고, 상기 제 1 직류 전류 라인은 상기 제 2 직류 전류 라인과 상이한 전위에서 동작되며,
- 상기 전기 에너지는 적어도 하나의 인버터를 통해 상기 직류 전류 공급 장치로부터 상기 세그먼트들 각각에 전도되고, 상기 인버터는 상기 직류 전류 공급 장치에 의해 반송되는 직류 전류를 상기 세그먼트에 의해 반송되는 교류 전류로 인버팅하도록 구성되며,
- 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인들 중 적어도 하나의 전위는 미리 결정된 변조 주파수에 의해 변조되고 이에 의해 상기 변조 주파수와 교번하는 오버레이드 전압을 갖는 직류 전압을 생성하며,
- 상기 인버터들 중 적어도 일부는 1차 및 2차 권선을 갖는 변압기를 포함하고, 상기 1차 권선은 상기 제 1 또는 제 2 직류 전류 라인에 접속되어 상기 직류 전류가 상기 1차 권선을 통해 흐르며, 상기 변압기는 상기 인버터의 제어 디바이스를 동작시키기 위해 상기 2차 권선으로부터의 전기 에너지를 제공하는데 사용된다.
미리 결정된 변조 주파수는 시스템 내부에 또는 시스템 주위의 다른 디바이스들과 어떠한 간섭도 하지 않도록 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미리 결정된 변조 주파수는 500 내지 1000Hz의 범위일 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 제 1 직류 전류 라인은 제 2 직류 전류 라인과 상이한 전위에서 동작된다. 예를 들어, 제 1 직류 전류 라인은 플러스 전위에 있을 수 있고 제 2 직류 전류 라인은 마이너스 전위에 있을 수 있다. 보다 일반적으로 말하면, 직류 전압이 미리 결정된 변조 주파수에 의해 변조되더라도, 제 1 직류 전류 라인에서의 전위가 제 2 직류 전류 라인에서의 전위보다 항상 높으며 또는 반대의 경우도 마찬가지이다. 오버레이드 교류 전압은 제 1 및 제 2 직류 전류 라인의 전위들 사이의 평균값들의 차이보다 작은 피크 값을 갖는다.
오버레이드 교류 전압을 생성하기 위해 사용될 수 있는 디바이스는 1차 권선 및 2차 권선을 갖는 변압기일 수 있다. 1차 권선을 통해 흐르는 교류 전류가 2차 권선의 접속부들에서 전위의 원하는 변조를 유도하도록, 2차 권선은 제 1 또는 제 2 직류 전류 라인의 일부일 수 있다.
상기 언급되고 인버터를 동작시키기 위해 필요한 전기 에너지를 디커플링하는데 사용되는 다른 변압기는, 인버터 근방에 위치될 수도 있으며 또는 인버터를 포함하는 모듈의 일부일 수도 있다. 이 변압기의 2차 권선에서 유도되는 교류 전압은 교류 전압원으로서 사용될 수 있다. 전기 컴포넌트들 또는 전자 컴포넌트들에 에너지를 제공하는 기술에서 주로 알려진 바와 같이, 이 교류 전압은 인버터 및/또는 다른 디바이스들을 동작시키는데 필요한 전압 또는 전류를 컨디셔닝하기 위한 회로에 접속될 수 있다. 이러한 회로는 직류 전류를 생성하기 위한 정류기, 직류 전압을 평활화하기 위한 용량들 및/또는 원하는 교류 전압 레벨을 생성하기 위한 적어도 하나의 추가 변압기를 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 회로는 다른 전기 컴포넌트들 또는 전자 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
바람직하게, 도전체 배열은 3개의 라인들을 포함하고, 각각의 라인은 3-위상 교류 전류의 상이한 위상을 반송한다. 그러나, 교류 전류 라인들의 대응하는 개수에 의해 반송되는 3 개의 위상들보다 많은 위상 또는 단지 2개의 위상도 또한 가능하다. 예를 들어, 3-위상 시스템의 경우, 위상 시프트는 통상 120°일 수 있다. 특히, 세그먼트들의 각각은 라인들의 각각의 구획들을 포함할 수 있다. 각 위상에서의 교류 전류는 인버터 또는 인버터들에 의해 생성되는 사인 곡선 또는 대략 사인곡선의 전류일 수 있다. 대안적으로, 그것은 거의 정사각형 전류, 즉 시간의 스텝 함수일 수 있다.
제 1 실시형태에 따라, 도전체 배열은 적어도 2개의 연속 세그먼트들이 동시에 동작될 수 있는 방식으로 배열되며, 연속 구획들에서의 교류 전류의 동일한 위상을 반송하는 대응 라인들은 서로 직렬로 접속된다. 예를 들어, 연속 세그먼트들 사이의 인터페이스는 대응 라인들을 접속 또는 해제할 수 있는 스위치 또는 스위치들의 배열을 포함할 수 있다. 그러나, 연속 세그먼트들의 위상 라인들은 서로 직렬로 영구적으로 접속되고, 세그먼트들의 동작 (전자기장을 생성) 또는 비동작 (전자기장을 생성하지 않음) 이 각각의 인버터들을 동작시키는 것 (또는 동작시키지 않는 것) 에 의해 제어된다.
제 2 실시형태에 따라, 연속 구획들에서의 교류 전류의 동일한 위상을 반송하는 라인들은 서로 접속되지 않는다. 이 실시형태의 장점은 비활성 세그먼트들이 전자기장들을 전혀 생성하지 않는다는 것인데, 이는 비활성 세그먼트들이 활성 세그먼트들로부터 디커플링되기 때문이다. 도면들을 참조하여 일 예가 설명된다.
동시에 동작되는 연속 세그먼트들의 개수는 2개로 제한되지 않는다. 예를 들어, 상이한 위치들에서 수신 디바이스들을 갖는 차량과 같은, 긴 차량이 경로 상에서 이동하고 있는 경우, 오히려 3개 이상의 연속 세그먼트들이 동시에 동작될 수 있다. 이 경우에 있어서, 세그먼트들은 마지막 수신 디바이스가 세그먼트에 대응하는 경로의 구획을 남길 때만 스위치 오프되는 것이 바람직하다.
세그먼트들의 동작을 개시 또는 정지하는 프로세스는 세그먼트들의 위상 라인들 중 적어도 하나를 사용하여 제어될 수 있다. 바람직하게, 차량에 의한 선로의 각각의 구획의 점유는, 특히 선로들로의 차량의 유도성 커플링에 의해 야기되는 그리고/또는 차량에 의해 생성되는 전자기장들에 의해 야기되는, 세그먼트의 라인들에서의 전압 및/또는 전류를 검출함으로써 검출될 수 있다. 그 결과, 측정 디바이스는 라인들의 적어도 하나에 접속될 수 있다. 바람직하게, 세그먼트들의 복수 개의 라인들 또는 모든 라인들이 일 측정 디바이스 및/또는 동일한 측정 디바이스에 접속된다. 측정 디바이스 또는 디바이스들은 라인으로의 차량의 유도성 커플링에 의해 야기되는 그리고/또는 차량에 의해 생성되는 전자기장들에 의해 야기되는, 라인 또는 개별 루프에서의 전압 및/또는 전류를 검출함으로써 차량에 의한 선로의 각각의 구획의 점유를 검출하도록 구성된다. 이러한 측정 디바이스는 인버터들 중 하나와 결합될 수 있고 변압기의 2차 권선에 접속된 전력 공급 장치로부터 동작을 위한 전기 에너지가 제공될 수 있다.
종래에 알려진 표준 인버터들은 종종 인버터의 DC 측 상에 직류 전압을 평활화하기 위해 용량을 포함한다. 2개의 DC 공급 라인들 사이에, 전력 공급 장치에 교류 전류 컴포넌트에 대한 링크를 제공하기 위해 상기 용량을 사용하는 것이 바람직하다. 용량은 2개의 DC 공급 라인들을 접속시키지만, 용량은 변압기의 1차 측을 통해 2개의 DC 공급 라인들 중 하나와 분리된다. 이에 따라, 오버레이드 교류 전압은 DC 공급 라인들로부터 디커플링될 수 있고 인버터의 브리지들의 대향 측들에서의 전압은 거의 일정하다. 용량은 교류 전압의 숏컷 (short cut) 으로서 기능하고 있다. 일 예가 보다 상세하게 설명된다. 이러한 링크는 인버터가 교류 전류를 생성하지 않을 때, 변압기의 2차 측으로의 전력 공급을 가능하게 하지만, 인버터의 제어 디바이스는 여전히 동작을 위한 전기 에너지를 필요로 한다. 이에 따라, 인버터는 용량을 접속시키기 위한 대향 접속부들을 갖는 용량을 포함하는 것이 바람직하며, 대향 접속점들이 제 1 및 제 2 직류 전류 라인에 접속된다. 용량은 하나의 캐패시터에 의해 실현될 수도 있고 또는 서로 병렬 및/또는 직렬로 접속되는 캐패시터들의 임의의 결합에 의해 실현될 수도 있다.
또한, 종래에 알려진 인버터들은 종종 인버터의 동작에 의해 야기되는 주파수를 댐핑 (damping) 또는 제거하기 위해 리액터를 포함한다. 발명의 실시형태에 따라, 리액터는 변압기의 1차 권선으로서 사용된다. 그 결과, 어떠한 추가적인 리액터도 필요하지 않으며 시스템을 설치하는 비용들이 감소된다. 또한, 인버터의 전기적 특성들은 추가의 1차 권선에 의해 변화되지 않는다.
전자기장을 생성하기 위한 도전체 배열은 이동 방향으로 연장하는 3개의 라인들 (교류 전류의 하나의 위상에 대한 각각의 라인) 을 포함할 수도 있다. 그러나, 각각의 라인이 이동 방향에 대해 비스듬하게 연장하는 구획들을 포함하는 것이 바람직하다. 그 결과, 각 라인은 사행 형상 (serpentine-like) 의 경로를 따를 수도 있다.
바람직하게, 각 라인은 이동 경로를 따라 동일한 사행 형상을 따르며, 라인들은 이동 방향에 대해 비스듬하게 연장하는 동일한 라인의 연속 구획들 사이의 거리의 1/3 만큼 이동 방향에서 시프트된다. 사행 형상은, 각각의 경우에 있어서 이동 방향에서 연장하는 라인의 구획들에 이어 이동 방향에 대해 비스듬하게 연장하는 구획이 뒤따른 후 다시 이동방향에서 연장하는 구획이 순차적으로 뒤따르는 것을 의미한다.
라인 구획들을 비스듬하게 연장하는 라인을 갖는 이러한 라인들은, 그 라인을 통해 교류 전류가 흐르는 동안은 시간의 각 지점에서, 전자기장의 연속 자기극의 로우를 생성하며, 연속 자기극은 교류 자기극들을 갖는다. 주어진 시간 지점에서, 교류 전류는, 라인의 제 1 영역에서 제 1 방향으로 배향되는 것에 이어 자기장의 자기장 벡터가 제 1 방향의 반대 방향으로 배향되는 제 2 영역이 (이동 방향에서) 뒤따른 후, 자기장 벡터가 제 1 방향 등에서 다시 배향되는 라인의 다른 영역이 뒤따르는 자기장 벡터를 갖는 자기장을 생성한다. 그 결과, 비스듬하게 연장하는 라인 구획들에 의해 생성되는 자기장들이 서로 보상하기 때문에, 이동 경로의 옆으로 자기장 강도가 매우 작다.
본 발명의 실시형태들 및 예시들이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 차량에 전기 에너지를 전달하는 세그먼트들을 갖는 배열을 나타내며, 세그먼트들은 세그먼트들 사이의 인터페이스들에서 인버터들을 통해 DC 전력 공급장치에 접속된다.
도 2는 복수의 연속 세그먼트들을 갖는 선로를 따라 이동하는 레일 차량을 개략적으로 나타내며, 인버터는 2개의 연속 세그먼트들 사이의 각 인터페이스에 배열된다.
도 3은 연속 세그먼트들을 포함하는 배열을 개략적으로 나타내며, 교류 전류의 위상들을 반송하는 세그먼트들의 라인들은 서로 직렬로 접속되지 않는다.
도 4는 연속 세그먼트들 중 하나에서 일정한 교류 전류를 생성하는 정전류원을 나타낸다.
도 5는 DC 전력 공급장치에 접속된 3-위상 인터버를 나타내는 회로도를 나타낸다.
도 1은 회로도를 나타낸다. 도면에 전자기장을 생성하는 도전체 배열의 연속 세그먼트들 (137, 138, 139) 의 로우가 부분적으로 나타나 있다. 단지 하나의 세그먼트, 즉 세그먼트 (138) 만이 전부 나타나 있다. 세그먼트들 (137, 138, 139) 각각은 3 위상 라인들 (135a, 135b, 135c) 을 포함한다. 각 세그먼트 (137, 138, 139) 의 각 위상 라인 (135) 은 위상 라인 (135) 의 인덕티비티를 보상하기 위해 위상 라인 (135) 의 일 말단에 용량 (140) 을 포함한다. 그 결과, 임피던스는 제로이다. 각 위상 라인 (135) 은 인덕티비티를 표시하기 위해 반원들의 체인의 기호로 나타낸다. 그러나, 위상 라인은 직선, 사행형 라인, 코일 또는 임의의 다른 종류의 라인들일 수도 있다.
연속 세그먼트들 (137, 138, 139) 사이의 인터페이스들에서, 각 위상 라인 (135) 은 각각의 경우에 있어서 하나의 스위치 (147, 148) 를 통해 DC 라인들 (141a, 141b) 을 포함하는 DC 전력 공급 장치의 플러스 전위 및 마이너스 전위에 접속된다. 각 인터페이스에서의 6개의 스위치들은 인버터의 부분들이다. 예를 들어, 위상 라인 (135a) 은 접속부 (144a) 를 통해 플러스 전위 (라인 141a) 및 마이너스 전위 (라인 141b) 에 접속된다. 접속부 (144a) 내에서, 위상 라인 (135a) 과 플러스 전위 사이의 스위치는 참조 번호 (147) 로 표시되고, 위상 라인 (135a) 과 마이너스 전위 사이의 스위치는 148 로 표시된다. 플러스 전위 및 마이너스 전위 (라인들 141a, 141b) 로의 위상 라인들 (135b, 135c) 의 접속부들 (144b, 144c) 은 동일한 방식으로 구성된다. 이러한 설명은 세그먼트 (137) 과 세그먼트 (138) 사이의 인터페이스 (142) 에 적용한다. 세그먼트 (138) 과 세그먼트 (139) 사이의 인터페이스에서, 위상 라인들 (135) 과 DC 공급 라인 (141) 사이의 접속부들은 참조 번호들 (145a, 145b, 145c) 에 의해 표시된다. 위상 라인들 (135) 과 라인 (141) 의 플러스 전위 사이의 스위치들은 149로 표시되고 마이너스 전위로의 스위치들은 150 으로 표시된다.
결과적으로, 각 인터페이스 (142, 143) 는 스위치들 (147, 148 또는 149, 150) 을 동작시킴으로써 공급 라인 (141) 에 접속되고 공급 라인 (141) 으로부터 해제된다. 스위치들 (147, 148) 은 도 1에 도시되지 않은 스위치들 (147, 148) 의 컨트롤과 함께 제 1 인버터를 구성한다. 동일한 방식으로, 스위치들 (149, 150) 및 이 스위치들의 스위칭 동작들을 제어하는 해당 컨트롤이 인터페이스 (143) 에서 제 2 인버터를 구성한다. 인버터들의 동작 동안, 인버터의 스위치들은 반복적으로 스위치 온 및 스위치 오프되어 인터페이스 (142, 143), 즉 세그먼트들 (137, 138, 139) 중 하나의 말단에서 원하는 교류 전류를 생성한다. 이에 따라, 예를 들어 DC 공급 라인 (141) 을 위상 라인 (135a) 에 접속하는 접속부 (144a) 는 스위치 (147) 과 스위치 (148) 의 직렬 접속을 포함하며, 접속은 위상 라인 (135a) 과 스위치들 (147, 148) 사이의 콘택 지점 사이에서 이루어진다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 세그먼트들 (147a 내지 147f) 은 차량 (162) 의 이동 경로를 따라 도체 배열 (160) 의 연속 세그먼트들로서 배열될 수 있다. 차량 (162, 예를 들어 전차) 은 세그먼트들 (157) 중 하나 이상의 세그먼트들 (157) 에 의해 생성된 전자기장을 수신하는 적어도 하나의 수신 디바이스 (161) 를 포함할 수도 있다. 도 2에 나타낸 상황에 있어서, 수신 디바이스 (161) 는 상기 세그먼트 (157c) 위에 위치되고, 적어도 이 세그먼트 (157c) 는 전자기장을 생성하여 차량에 에너지를 제공하도록 동작된다. 또한, 차량은 세그먼트들 (157) 로부터 충분한 에너지가 수신되지 않는다면 차량을 동작시키기 위해 사용될 수 있는 에너지 저장소들 (163a, 163b) 을 포함할 수도 있다.
2개의 연속 세그먼트들 (157) 사이의 각 인터페이스에 인버터 (152a 내지 152e) 가 제공된다. 예를 들어, 인버터들 (152) 은 도 1의 회로도에 따라 실현될 수 있다. DC 공급 라인들 (141a, 141b) 은 또한 도 2에 나타낸다. 이들은 직류 전류를 생성하는 전력 스테이션과 같은 에너지원 (151) 에 연결된다.
도 3은 도면의 상단에서 레일 차량 (214) 을 나타낸다. 차량 (214), 예를 들어 전차는 선로의 세그먼트들 (211) 로부터 전자기 에너지를 수신하는 2개의 수신 디바이스들 (218a, 218b) 을 포함한다. 실제로 훨씬 더 많은 연속 세그먼트들이 있지만, 도면은 총 7개의 연속 세그먼트들 (211a 내지 211g) 의 적어도 부분들을 나타낸다. 도 3에 나타낸 시간에서, 세그먼트들 중 3개의 세그먼트, 즉 세그먼트들 (211b, 211c 및 211d) 은 활성이고, 즉 이 세그먼트들의 라인들이 교류 전류를 반송하고 이에 의해 차량 (214) 의 수신 디바이스들 (218) 에 전자기 에너지를 전달하는 전자기장을 생성한다. 세그먼트들 각각은 3개의 라인들을 포함하고 각 라인은 활성인 동안 교류 전류의 3개의 위상들 중 하나를 반송한다.
각 세그먼트 (211) 는 도 4에 나타낸 정전류원 배열 (A, B, C) 을 통해 DC 공급 라인 (213a, 213b) 에 접속된다. 배열 (A, B, C) 은, 예를 들어 단일 박스 내에 하우징될 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, DC 공급 라인 (213) 은 필요한 DC 전류를 DC 공급 라인 (213) 에 전달하는 공급 스테이션 (215) 에 접속된다. 옵션으로, 공급 스테이션 (215) 은 또한 공급 라인들 (213) 사이의 DC 전압을 변조하는 디바이스를 포함할 수도 있다. 변조 디바이스의 예는 도 5를 참조하여 설명된다.
정전류원 (A, B, C) 은 DC 공급 라인들 (213a, 213b) 를 접속시키는 접속부들을 갖는 인버터 (C) 를 포함한다. 접속부들은 인덕티비티 (219a, 219b) 와 결합된다. 인덕티비티 (219) 의 일측은 각각의 DC 라인 (213) 에 접속되고, 인덕티비티 (219) 의 다른 측은 3 위상 교류 전류를 생성하는 3개의 전류 경로들 (221a, 221b, 221c) 에 접속된다. 인덕티비티들은 경로들 (221) 에서의 스위치들의 동작에 의해 야기되는 주파수들을 제거하거나 또는 적어도 댐핑시킨다.
각 전류 경로 (221) 는 서로 직렬로 접속되는 2 개의 반도체 전력 스위치들을 포함하고, 교류 전류 라인들은 각각의 전류 경로에서 스위치들 사이 내의 지점에 접속된다. 반도체 스위치들 및 전류 경로에 관하여, 인버터는 종래의 3 위상 인버터일 수 있으며, 이에 따라 보다 상세한 것은 당업자에게 알려져 있다.
그러나, 서로 직렬로 접속된 2개의 용량들 (223a, 223b) 을 포함하는 인덕티비티들 (219) 의 2차 측들 사이에 다른 접속이 존재한다. 용량들 (223) 사이의 일 지점이 각각의 경우에서 적어도 하나의 제 1 인덕티비티 (225a, 225b, 225c) 를 통해 교류 전류 라인들 각각에 접속된다. 또한, 2개의 용량들 (223) 사이 내의 지점은 제 2 용량 (227a, 227b, 227c) 을 통해 교류 전류 라인들 (216a, 216b, 216c) 각각에서 다른 지점에 접속된다. 이 접속 지점들은, 제 1 용량 (225a, 225b, 225c) 이 교류 전류 라인 (216a, 216b, 216c) 에 접속되는 접속부에 대해 교류 전류 라인 (216a, 216b, 21c) 에서 인덕티비티 (226a, 226b, 226c) 의 반대측에 위치된다. 제 1 용량들 (225) 이 교류 전류 라인 (216) 에 접속되는 접속부들은 도 4의 블록 (B) 내에 나타내며, 제 2 용량들 (227) 이 교류 전류 라인 (116) 에 접속되는 접속부들은 도 4의 블록 (A) 내에 나타낸다. 또한, 블록 (A) 는 인덕티비티 (226) 를 포함한다.
블록들 (A, B) 은 1차 측 전자기장을 생성하는 세그먼트들에서 라인들의 인덕티비티들을 보상하는 보상 용량들을 포함하는, 이른바 6극 필터를 구성한다.
동작 시, 즉 인버터 (C) 의 반도체 스위치들이 반복적으로 스위치 온 및 오프되는 동안, 정전류원은 전력에 관계없이 일정 유효 평균값을 갖는 교류 전류를 생성하며, 이에 의해 교류 전류가 세그먼트 (211) 내에 생성되고 차량 (214) 의 수신 디바이스들 (218) 에 전달된다.
도 5는 3 위상 인버터 (301) 및 일부 다른 회로 컴포넌트들을 포함하는 모듈 (35) 을 나타낸다. 모듈 (35) 의 제 1 직류 전류 라인 (41a) 은 DC 전력 공급장치의 제 1 직류 전류 공급 라인 (141a) 에 접속된다. 모듈 (35) 의 제 2 직류 전류 라인 (41b) 은 직류 전류 공급 장치의 제 2 직류 전류 공급 라인 (141b) 에 접속된다.
도 5의 상단 좌측 영역에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 제 1 직류 전류 공급 라인 (141a) 은 미리 결정된 변조 주파수에서 직류 전류 공급 라인들 (141) 사이의 직류 전압을 변조하기 위해 사용되는 제 1 변압기 (37) 의 2차 권선 (37a) 에 접속된다. 직류 전류 공급 라인들 (141a, 141b) 사이의 해당 오버레이드 교류 전압을 생성하기 위하여, 제 1 변압기 (37) 는 미리 결정된 변조 주파수에서 교류 전류를 생성하고 있는 교류 전류원에 접속될 수도 있는 1차 권선 (37b) 을 포함한다. 이러한 교류 전류원은 주파수 발생기일 수 있으며, 이 주파수 발생기의 주파수가 채택될 수 있다. 2차 권선 (37a) 에서의 전압은 1차 권선 (37b) 에 걸친 전압 및 변압기의 권선들의 관계에 의해 결정된다. 이에 따라, 교류 전류원의 전압이 또한 채택가능하게 될 수도 있다.
모듈 (35) 의 제 1 직류 전류 라인 (41a) 은 모듈 (35) 의 부분인 제 2 변압기 (39) 의 1차 권선 (39a) 을 포함한다. 이 제 2 변압기 (39) 는 인버터를 동작시키는데 필요한 직류 전원으로부터 전기 에너지를 디커플링하는데 사용된다. 도 5에 나타낸 것 이외에, 제 1 변압기 및 제 2 변압기는 서로 직접적으로 접속되어야 하는 것은 아니다. 오히려, 변압기들 중 하나는 제 1 직류 전류 공급 라인에 접속될 수도 있고, 다른 변압기는 제 2 직류 공급 라인에 접속될 수도 있다.
모듈 (35) 의 제 1 및 제 2 직류 전류 라인들 (41a, 41b) 은 저항기 (44) 를 통해 그리고 제 1 및 제 2 직류 전류 라인들 (41a, 41b) 사이에 용량을 형성하는 캐패시터들 (45a, 45b, 45c) 을 통해 서로 접속된다. 저항기 (44) 는 안전성의 이유들로 제공된다. 저항기 (44) 의 높은 오믹 저항은, 모듈 (35) 이 예를 들어, 라인 (41a) 에서 스위치 (40) 를 개방함으로써 DC 전원으로부터 해제된다면, 직류 전류 라인들 (41) 의 상이한 전위들의 느린 등화를 허용한다.
용량 (45) 은 저항기 (44) 에 걸친 전위 사이의 변동을 평활화하기 위해 사용된다. 각각의 경우에 있어서 2개의 스위치들 (147, 148) 의 직렬 접속들에 걸친 DC 전압이 일정해야 하기 때문에, 이러한 변동은 바람직하지 않다.
도 5는 다른 특정 실시형태들에서도 또한 실현될 수 있는 본 발명에 따른 바람직한 피쳐를 갖는 특정 실시형태를 나타낸다. 이러한 특징에 의하면, 용량은 직류 전류 전력 공급 장치로부터 에너지를 디커플링하는데 사용되는 제 2 변압기의 1차 권선을 통해 직류 전류 전력 공급 장치에 접속된다. 이것은 DC 전력 공급 장치 (도 5의 예에 있어서 선들 (141a, 141b) 사이) 에 존재하는 오버레이드 교류 전압이 제 2 변압기 (도 5의 39) 에 의해 수행된 전기 에너지의 디커플링에 의해 적어도 부분적으로 제거된다. 즉, 용량 (45) 은 교류 전압에 대해 단락을 생성한다.
반도체 스위치들 (147, 148) 의 기능 및 동작은 도 1에 나타낸 배열과 유사하거나 동일할 수도 있으므로 여기에서 다시 설명되지 않는다. 교류 전류 라인들 (135a, 135b, 135c) 은 반도체 스위치들 (147a, 148a; 147b, 148b; 147c, 148c) 의 직렬 접속 사이 내의 지점에 각각 접속된다. 프리 휠링 다이오드 (47, 48) 는 반도체 스위치들 (147, 148) 각각에 역평형 방식으로 접속된다.
그러나, 인버터의 보다 상세들은 도 5에 나타낸다. 또한, 다른 반도체 스위치들의 대응 제어 디바이스를 나타내는 것은, 게이트 구동 유닛 (55) 이 반도체 스위치 (147d) 를 스위칭하기 위하여 게이트 전하를 변화시키는데 필요한 전류들을 구동하기 위한 반도체 스위치 (147b) 의 게이트에 접속된 것을 나타낸다. 점선으로 표시된 바와 같이, 게이트 구동 유닛 (45) 은 반도체 스위치들 (147, 148) 의 모든 게이트 구동 유닛들의 동작을 제어하는 구동 제어 유닛 (53) 에 접속된다. 구동 제어 유닛 (53) 을 동작시키는데 필요한 에너지와 또한 옵션으로 게이트 구동 유닛들을 동작시키는데 필요한 에너지는 회로 (51) 에 의해 제공된다. 이 회로 (51) 는 제 2 변압기 (39) 의 2차 권선 (39b) 에 접속된다. 회로 (51) 는 구동 제어 유닛 (53) 및/또는 구동 유닛들 (54) 의 필요성에 2차 권선 (39b) 에서의 교류 전압을 적응시키기 위해 전기 및/또는 전자 컴포넌트들을 포함한다.
도 5는 예를 들어 전류 및 전압을 측정하는 측정 유닛 (53) 을 또한 나타낸다. 측정 값들은 게이트 구동 유닛들 (54) 을 제어하는 구동 제어 유닛 (53) 에 의해 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 차량 (162; 214) 에, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 전기 에너지를 전달하는 시스템으로서,
    - 상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량 (162; 214)에 상기 전기 에너지를 전달하는 도전체 배열 (135a, 135b, 135c; 160) 을 포함하고,
    - 상기 도전체 배열 (135a, 135b, 135c; 160) 은 복수의 연속 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 을 포함하고, 상기 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 은 상기 차량 (162; 214) 의 이동 경로를 따라 연장하며,
    - 상기 시스템은 상기 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 에 전기 에너지를 전도하는 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 를 포함하고, 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 는 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 을 포함하고, 상기 제 1 직류 전류 라인 (141a; 213a) 은 상기 제 2 직류 전류 라인 (141b; 213b) 과 상이한 전위에서 동작되며,
    - 각 세그먼트 (137, 138, 139; 157; 211) 는 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 에 의해 반송되는 직류 전류를 상기 세그먼트 (137, 138, 139; 157; 211) 에 의해 반송되는 교류 전류로 인버팅하도록 구성된 적어도 하나의 인버터 (152; C; 301) 를 통해 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 에 접속되며,
    - 상기 시스템은 미리 결정된 변조 주파수를 사용하여 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 중 적어도 하나의 전위를 변조하여, 이에 의해 상기 변조 주파수와 교번하는 오버레이드 전압을 갖는 직류 전압을 생성하는 변조 디바이스 (37) 를 포함하고,
    - 상기 인버터들 (152; C; 301) 중 적어도 일부는 1차 및 2차 권선 (39a, 39b) 을 갖는 변압기 (39) 를 포함하고, 상기 1차 권선 (39a) 은 상기 제 1 또는 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141 b; 213a, 213b) 에 접속되어 상기 직류 전류가 상기 1차 권선 (39a) 을 통해 흐르며, 상기 2차 권선 (39b) 은 상기 인버터 (152; C; 301 ) 를 동작시키기 위한 전기 에너지를 제공하도록 구성된 전력 공급 장치 (51) 에 접속된, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전체 배열 (135a, 135b, 135c; 160) 은 적어도 하나의 교류 전류 라인을 포함하고, 각 교류 전류 라인은 교류 전류의 하나의 위상을 반송하도록 구성된, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각 세그먼트 (137, 138, 139; 157; 211) 는 상기 적어도 하나의 교류 전류 라인 각각의 하나의 구획 (135a, 135b, 135c) 을 포함하는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    연속 세그먼트들 (211) 에서의 상기 교류 전류의 동일한 위상을 반송하는 대응 구획들은 서로 전기적으로 이격되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터(152; C; 301) 는 일 위상의 교류 전류 라인에 의해/으로부터 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 를 반복적으로 접속 및 해제하도록 구성된 위상 스위치들을 포함하고 이에 의해 상기 교류 전류를 생성하며, 상기 인버터 (152; C; 301) 는 상기 위상 스위치들 (147, 148) 의 동작을 제어하는 제어 디바이스 (53) 를 포함하며, 상기 제어 디바이스 (53) 는 동작을 위한 전기 에너지를 수신하기 위해 상기 전력 공급 장치 (51) 에 접속된, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 (152; C; 301) 는 용량 (45) 을 접속시키는 대향 접속들을 갖는 용량 (45) 을 포함하고, 상기 대향 접속들은 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (41a, 41b) 에 접속되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변압기 (39) 의 상기 1차 권선 (39a) 은 상기 인버터 (152; C; 301) 의 동작에 의해 야기되는 주파수들을 댐핑 (damping) 또는 제거하는 리액터인, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  8. 차량 (162; 214) 에, 특히 경전철 차량과 같은 선로계 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법으로서,
    - 도전체 배열 (135a, 135b, 135c; 160) 이 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량 (162; 214) 에 상기 전기 에너지를 전달하도록 동작되고,
    - 상기 도전체 배열은 복수의 연속 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 을 포함하고, 상기 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 은 상기 차량 (162; 214) 의 이동 경로를 따라 연장하며, 상기 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 은 적어도 부분적으로 및/또는 적어도 가끔 별도로 동작되며,
    - 상기 차량 (162; 214) 으로의 전달을 위한 전기 에너지는 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 을 통해 상기 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 에 전도되고, 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 는 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 을 포함하고, 상기 제 1 직류 전류 라인 (141a; 213a) 은 상기 제 2 직류 전류 라인 (141b; 213b) 과 상이한 전위에서 동작되며,
    - 상기 전기 에너지는 적어도 하나의 인버터 (152; C; 301) 를 통해 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 로부터 상기 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 각각에 전도되고, 상기 인버터 (152; C; 301) 는 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 에 의해 반송되는 직류 전류를 상기 세그먼트 (137, 138, 139; 157; 211) 에 의해 반송되는 교류 전류로 인버팅하도록 구성되며,
    - 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 중 적어도 하나의 전위는 미리 결정된 변조 주파수에 의해 변조되고 이에 의해 상기 변조 주파수와 교번하는 오버레이드 전압을 갖는 직류 전압을 생성하며,
    - 상기 인버터들 (152; C; 301) 중 적어도 일부는 1차 및 2차 권선 (39a, 39b) 을 갖는 변압기 (39) 를 포함하고, 상기 1차 권선 (39a) 은 상기 제 1 또는 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 에 접속되어 상기 직류 전류가 상기 1차 권선을 통해 흐르며, 상기 변압기 (39) 는 상기 인버터 (152; C; 301) 의 제어 디바이스 (53) 를 동작시키기 위해 상기 2차 권선 (39b) 으로부터 전기 에너지를 제공하기 위해 사용되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    적어도 2개의 연속 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 이 동시에 동작되며, 상기 연속 세그먼트들 (137, 138, 139; 157; 211) 에 있어서 상기 교류 전류의 동일한 위상을 반송하는 라인들의 대응 구획들이 서로 직렬로 접속되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 연속 세그먼트들 (211) 에 있어서 상기 교류 전류의 동일한 위상을 반송하는 라인들의 대응 구획들이 서로 전기적으로 이격되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 (152; C; 301) 의 위상 스위치들은 위상의 교류 전류 라인에 의해/으로부터 상기 직류 전류 공급 장치 (141; 213) 를 반복적으로 접속 및 해제하기 위해 상기 제어 디바이스 (53) 에 의해 제어되고 이에 의해 상기 교류 전류를 생성하며,
    상기 제어 디바이스 (53) 에는 상기 제어 디바이스 (53) 의 동작을 위해 상기 2차 권선 (39a) 으로부터 전기 에너지가 제공되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 (152; C; 301) 는 용량 (45) 을 접속시키는 대향 접속들을 갖는 용량 (45) 을 포함하고,
    상기 대향 접속들은 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 에 접속되고,
    상기 용량 (45) 은 또한 상기 제 1 및 제 2 직류 전류 라인 (141a, 141b; 213a, 213b) 사이에 상기 직류 전압의 변동을 평활화하기 위해 사용되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변압기 (39) 의 상기 1차 권선 (39a) 은 상기 인버터 (152; C; 301) 의 동작에 의해 야기되는 주파수들을 댐핑 또는 제거하는 리액터로서 또한 사용되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
    .
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