PT1279550E

PT1279550E - Dispositivo de travagem

Info

Publication number: PT1279550E
Application number: PT02015792T
Authority: PT
Inventors: Hans-Hermann Heidt; Alois Weschta
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2011-11-17
Also published as: ATE522392T1; EP1279550A2; EP1279550B1; EP1279550A3; DE10136486C1; ES2371451T3

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE TRAVAGEM" A invenção diz respeito a um dispositivo de travagem para um comboio.

Os comboios, que são construídos como automotoras, têm uma engenharia de propulsão distribuída. Como exemplo, são aqui referidos o ICE 3 da DB AG ou os comboios Shinkansen dos comboios japoneses.

Isto significa que se encontra um transformador numa primeira composição que prepara a condução da tração. Numa segunda composição ou vagão ou também em outros vagões encontram-se conversores que retificam a voltagem elétrica preparada pelo enrolamento secundário do transformador e a armazenam temporariamente num circuito intermédio do conversor. A tensão retificada do circuito intermédio é de seguida utilizada através de um conversor de saída variável em frequência e amplitude para alimentação de um motor com o objetivo de preparar momento e velocidade de rotação.

Em caso de travagem, o motor é comandado através de uma eletrónica própria para um modo de funcionamento regenerativo de forma a que volta a alimentar energia elétrica ao circuito intermédio do conversor. Ele tira daí a energia cinética do sistema anteriormente movida. Isto leva a uma subida da voltagem intermédia do circuito. Através de controlo adequado do denominado controlador de quatro quadrantes do lado de entrada do conversor é possível alimentar a energia elétrica realimentada no circuito intermédio do motor na rede de alimentação através do enrolamento secundário do transformador. 2 Há contudo casos nos quais a rede de alimentação não se encontra em condições de receber energia elétrica. Isto manifesta-se em regra numa subida de tensão da rede inadmissível.

Uma vez que contudo depois se irá travar com regeneração elétrica, a energia de regeneração produzida no circuito intermédio do conversor tem de ser eliminada. Isto acontece hoje de forma a que um comutador em regra eletrónico (por exemplo: IGBT ou GTO), também denominado unidade de travagem, que transforma a energia excedente do circuito intermédio em calor através de uma ligação controlada de forma apropriada de ambos os pólos do circuito intermédio com uma resistência de travagem.

Para isto é necessário que adicionalmente ao controlador de quatro quadrantes do lado da entrada do conversor e o inversor do lado da saída do conversor tenha de ser integrada uma unidade de travagem eletrónica dentro dos cabos de ligação para resistência de travagem.

Se a resistência de travagem se encontrar no vagão contíguo ao vagão por razões aerodinâmicas ou técnicas, no qual se encontra o transformador, os cabos de ligação para resistência de travagem têm de ser passados pela passagem entre vagões, adicionalmente aos cabos de ligações do enrolamento secundário do transformador para o controlador de quatro quadrantes. Isto significa que conforme o valor do conversor ligado ao transformador e a resistência de travagem aplicada têm de ser passados vários cabos elétricos adicionais mais grossos sobre a passagem entre vagões. Associado a isto surgem problemas relacionados com o espaço de instalação disponível e a disposição mecânica das ligações entre os vagões. 3

Em especial em composições de dois pisos, a resistência de travagem apenas pode ser disposta no teto de um vagão acoplado só para este efeito devido à altura máxima possível do comboio. Isto exige, quando os conversores estão associados a unidades de travagem próprias nos vagões individuais, cabos especiais da unidade de travagem que levem a uma resistência de travagem de vagão a vagão. A invenção tem por objetivo providenciar um dispositivo de travagem com o qual se possam dispensar ligações de cabos dispendiosas que tenham em especial de ser passadas de um vagão para outro. Deve ser evitado que para resistência de travagem seja necessário um comutador eletrónico adicional como unidade de travagem incluído nas ligações de cabos necessárias, caso o motor de propulsão, que é alimentado através de um conversor, seja acionado por meio de regeneração e a rede de alimentação já não esteja em condições de receber energia.

Esta unidade de travagem é integrada paralelamente a um controlador de quatro quadrantes já instalado, e possui em regra um cabo de ligação separado para resistência de travagem, que por exemplo se encontra no mesmo ou em outro vagão, como o transformador para o acoplamento à rede de alimentação. Devem ser colocados cabos adicionais paralelamente aos cabos de ligação que unem o controlador de quatro quadrantes do lado da entrada do conversor ao enrolamento secundário do transformador. 0 problema é ainda resolvido ao fazer com que não tenham de ser colocados mais cabos adicionais através das passagens de vagões que tenham de ser previstos para a elevada corrente de resistência de travagem, desde que esta se encontre igualmente no vagão do transformador. 0 mesmo 4 serve para os cabos da unidade de travagem, que têm de ser passados por um vagão que esteja de permeio. 0 objetivo é atingido de acordo com a invenção através da combinação de caracteristicas da reivindicação principal. Uma forma de realização vantajosa é dada através das caracteristicas da reivindicação dependente.

Os cabos de ligação do controlador de quatro quadrantes aos enrolamentos secundários do transformador encontram-se ligados ao enrolamento secundário do transformador através do comutador ou com a resistência de travagem e o controlador de quatro quadrantes é utilizado como unidade de travagem eletrónica para o comando e/ou ajuste da ligação da resistência de travagem com o circuito intermédio. 0 controlador de quatro quadrantes é aqui comandado e ajustado de tal forma que transmite a energia alimentada pelo motor acionado como gerador através do inversor do lado de saida no circuito intermédio de forma controlada à resistência de travagem, que é só transformada em calor. Para comutação entre enrolamento secundário do transformador e a resistência de travagem é aplicado um conversor que é apropriadamente controlado de forma vantajosa através do comando do conversor.

Através da invenção proposta são obtidas as seguintes vantagens:

Através da utilização alternada do controlador de quatro quadrantes do lado de entrada do conversor para realimentação através de enrolamentos de transformador e/ou para acionamento de uma resistência de travagem deixa de ser necessário: a) um comutador eletrónico adicional (chopper) b) uma comutação apropriada para comando do chopper 5

Através da utilização simultânea dos cabos de ligação entre o controlador de quatro quadrantes e os enrolamentos secundários de transformador, em especial sobre as passagens entre vagões com os conversores e os vagões com o transformador dispensa-se a realização técnica dispendiosa de ligações de cabos mais grossas sobre as passagens de vagão e evita-se a colocação dispendiosa de cabos separados através dos vagões, que ficam entre os vagões com os conversores e os vagões com o transformador.

Com isto resulta uma poupança de peso adicional pela dispensa destes cabos. 0 passo de acordo com a invenção é que o controlador de quatro quadrantes por causa da sua construção e a sua ligação ao circuito intermédio do conversor em ligação com a resistência de travagem e um comando próprio possa realizar a mesma função que uma unidade de travagem separada (também denominada chopper), que se encontra ligado ao circuito intermédio. Para além disso, são usados os mesmo cabos que passam do vagão com o transformador ao vagão com o conversor e assim a quantidade de cabos é minimizada. É descrito em maior pormenor com ajuda das Figuras um exemplo de realização do dispositivo de travagem de acordo com a invenção:

As Figuras 1 e 3 mostram um dispositivo de travagem de acordo com a invenção. A Figura 2 mostra o estado da técnica com cabos adicionais da unidade de travagem. A Figura 1 mostra o diagrama de circuitos de uma estrutura composta por dois vagões contíguos, por exemplo uma 6 automotora. No vagão 2 encontra-se o conversor composto por inversor (WR), circuito intermédio (CD) e controlador de quatro quadrantes (4QS). No vagão 1 encontra-se o conversor (UMS) para conversão entre a resistência de travagem BW e o enrolamento secundário de transformador TW1. Ambos os vagões são ligados eletricamente sobre os cabos de passagem entre vagões (Wt)L) . 0 comando do conversor (UMS) faz-se por exemplo através do comando do conversor. A Figura 2 mostra o diagrama de circuitos de uma estrutura composta por três vagões contíguos, por exemplo uma automotora. Nos vagões 2 e 3 encontram-se os conversores, compostos sempre por inversor (WR), circuito intermédio (CD), unidade de travagem separada (BST), também designado por chopper, e controlador de quatro quadrantes (4QS).

No vagão 1 encontram-se o transformador com os enrolamentos secundários de transformador TW1 e TW2 e as resistências de travagem (BW).

Os vagões 1 e 2 encontram-se ligados eletricamente através dos cabos de passagem entre vagões (WÍJL1) e adicionalmente através de (WÚLx).

Os vagões 2 e 3 encontram-se ligados eletricamente através dos cabos de passagem entre vagões (WfjL2) e adicionalmente através de (WfjLy) . A Figura 3 mostra como a Figura 2 o diagrama de circuitos de uma estrutura composta por três vagões contíguos, por exemplo uma automotora. Nos vagões 2 e 3 encontram-se o conversor respetivamente composto por inversor (WR) , circuito intermédio (CD) e controlador de quatro quadrantes (4QS) . 7

No vagão 1 encontra-se o conversor (UMS) para conversão entre as resistências de travagem BW e os enrolamentos secundários de transformador TW1 e TW2, o transformador e as resistências de travagem.

Os vagões 1 e 2 encontram—se ligados eletricamente apenas através dos cabos de passagem entre vagões (WfjLl) .

Os vagões 2 e 3 encontram-se ligados eletricamente apenas através dos cabos de passagem entre vagões (WÍJL2) .

Ao comparar as Figuras 2 e 3 é evidente a vantagem da utilização do controlador de quatro quadrantes 4QS como unidade de travagem, nomeadamente ao não serem necessários os cabos de passagem entre vagões (WtJLx) e (WtJLy) e os cabos de resistência de travagem no vagão 2 (BWL1).

Para além disso, deixa também de ser necessária a unidade de travagem (BST) em comparação com a Figura 2.

Lisboa, 31 de Outubro de 2011

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de travagem para um comboio no qual cabos de ligação que conduzem de um controlador de quatro quadrantes (4QS) ao enrolamento secundário (TW) de um transformador contêm um comutador (UMS), através do qual o controlador de quatro quadrantes (4QS) pode ser ligado de forma seletiva ao enrolamento secundário (TW) ou a uma resistência de travagem (BW).

2. Dispositivo de travagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o controlador de quatro quadrantes (4QS) agir como um controlador de travão eletrónico para ligação de controlo da resistência de travagem (BW) a um circuito intermédio. Lisboa, 31 de Outubro de 2011