CN103781688B - 轨道车辆*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有一组车厢（12.1-12.7）的轨道车辆***，所述车厢设置为用于运送乘客，其中所述组具有两个头车（12.1，12.7）、至少一个无驱动的中部车厢（12.3，12.6）和至少一个构成为牵引车厢的带有至少一个驱动单元（16.2，16.4，16.5）的中部车厢（12.2，12.4，12.5）。为了在组装轨道车辆***时尤其在改进牵引功率的可定标性的方面获得提高的灵活性而提出：牵引车厢包括设为用于驱动单元（16.2，16.4，16.5）的供电单元（22.2，22.4，22.5），所述供电单元具有至少一个变压器单元（24.2，24.4，24.5）和变流器单元（28.2，28.4，28.5）。

Description

轨道车辆***
技术领域
本发明涉及一种具有一组车厢的轨道车辆***，所述车厢设为用于运送乘客，其中所述组具有两个头车、至少一个无驱动的中部车厢和至少一个构成为牵引车厢的具有至少一个驱动单元的中部车厢。
背景技术
在动车的目前的构造方案中，经由至少一个设置在中部车厢中的驱动器实现的牵引非常普遍。因此，在轨道车辆***中，在无驱动的中部车厢和设有驱动器的中部车厢——也称作牵引车厢——之间存在区别。分布式牵引的原理应用在为牵引车厢的驱动器提供功率的方面，其方式为：将牵引设备和高压设备的对于驱动器而言必需的部件分布在列车***中的多个车厢中。
这具有下述缺点：牵引功率的定标（Skalierung）仅能够通过调节多个车厢来实现。
发明内容
本发明基于的目的是，在组装轨道车辆***时、尤其在改进牵引功率的可定标性的方面获得提高的灵活性。
为此提出，牵引车厢包括设置用于驱动单元的供电单元，所述供电单元具有至少一个变压单元和变流单元。因此，供电单元的对于驱动单元的运行而言必不可少的部件能够集中在牵引车厢中。因此，在所提出的实施方案中，牵引功率能够通过添加或移除牵引车厢而比在分布式牵引的情况下更好地进行匹配，由此能够实现所述牵引功率的尤其高的可定标性。通过在轨道车辆***中使用多个牵引车辆，在冗余情况下能够维持可用功率的相当大的比例，其中能够全面地遵守（尤其以国际标准的形式）所规定的要求。尤其有利地，能够相继设置多个牵引车厢。
此外，通过将对牵引车厢的驱动单元所必需的部件集中在所述牵引车辆中，能够提高在使用无驱动的中部车厢时的灵活性，因为所述中部车厢——与分布式牵引的原理相比——优选不具有这样的部件。通过灵活地使用无驱动的车厢，能够实现对不同的列车长度的大范围的选择。
尤其应当将用于驱动单元的“供电单元”理解成下述单元，所述单元设置用于提供对于驱动单元的运行所必需的、尤其可变的功率。为此，供电单元具有变流单元，所述变流单元用于根据驱动单元的功率需求对电流的特性——例如尤其是频率和/或电压——进行调节。从现有技术中已知的实施方案基于具有半导体开关、尤其是晶体管、例如所谓的IGBT的功率器件的使用，其中所述半导体开关根据开关策略被控制，所述开关策略通过待输出的功率来确定。供电单元为了将高电压改变成匹配于变流单元的运行的电压而具有变压单元。尤其地，变压单元用于将从外部供电网经由集电器得到的高压转换成较低的电压。例如，变压单元能够构成为变换器。
此外提出，轨道车辆***具有至少一个控制装置并且牵引车厢包括控制接口和能量供给接口，经由所述控制接口能够建立与控制装置的有效连接，经由所述能量供给接口能够建立与轨道侧的能量供给网的连接，其中驱动单元能够通过供电单元与控制接口和能量供给接口的共同作用以自给自足的方式运行。由此，驱动单元的运行有利地仅仅取决于与控制装置经由控制接口的有效连接、经由能量供给接口提供的电能和局部的供电单元。所述限制优选地仅在提供待输出的功率的方面是适用的，其中同样能够在牵引车厢中设有其他的接口，例如制动接口，然而所述其他的接口与要实现的功率无关。
在等效的表达中，驱动单元对其运行而言与其他的设置在牵引车厢之外的功率器件无关。借此，用电能供给的且用控制信号馈送的牵引车厢能够与一组其他的中部车厢无关地被驱动。这例如能够通过将牵引车厢仅耦联在设有控制装置的头车上来进行。
控制装置优选地至少设置为用于根据控制指令来控制驱动单元，所述控制指令由车辆驾驶者来输入。
为此，所述控制装置适当地具有下述接口，所述接口与设置在头车中的操作装置、例如操作台有效连接。此外，控制单元有利地设置为用于自动地产生用于驱动单元的控制指令。这尤其能够结合安全规章来进行，以便例如强制制动和/或当控制装置处理轨道侧的影响信号时进行。
在轨道车辆***的另一实施方案中提出，头车是无驱动的。
此外，通过牵引车厢具有转换器能够有利地扩展牵引车厢的功能，所述转换器设置为用于提供辅助运行功率。尤其应当将“辅助运行功率”理解成用于运行轨道车辆***的牵引车厢的和/或至少一个另外的车厢的电负载的功率，所述电负载不同于驱动单元。
为了提高驱动单元之内的冗余度而提出，驱动单元具有至少两个驱动马达，并且变流单元的变流器设置为用于对至少两个驱动马达供电。
在轨道车辆***的另一个实施方案中提出，驱动单元具有多个驱动马达，其中驱动马达的数量相应于牵引车厢轴的数量。在此，一对驱动马达优选分别相应于转向架的一对驱动轴。
此外提出，车厢分别具有线路部段，其中线路部段在共同作用的情况下形成能够与轨道侧的能量供给网耦联的、具有***宽度的高压线路，并且牵引车厢具有至少一个开关，所述开关设置为用于将供电单元与高压线路可分开地耦联。由此，在构造上能够简单地将牵引车厢耦联到整个轨道车辆***的高压供给装置上或者从其分开。在牵引车厢的驱动单元损坏的情况下，所述牵引车厢能够简单地从高压供给装置分开，而不会形成对轨道车辆***的其余车厢的反作用。
附图说明
根据附图来阐明本发明的实施例。
具体实施方式
附图示出构成为动车的轨道车辆***10的示意侧视图。所述轨道车辆***具有一组相互耦联的车厢12.1至12.7，所述车厢分别设置为用于运送乘客并且为此分别包括乘客室13。轨道车辆***10的车厢12的数量是示例性的，其中能够考虑更高的或更低的数量。
所述组具有两个头车12.1和12.7，在所述头车之间设置有中部车厢12.2至12.6。在头车12.1、12.7中分别设置有设置用于由车辆驾驶者进行操作的操作装置14.1或14.7以及电池单元15。所述操作装置具有没有详细示出的操作台，借助于所述操作台，车辆驾驶者能够输入控制指令。
轨道车辆***10包括两个无驱动的中部车厢12.3和12.6，其中头车12.1、12.7同样是无驱动的。中部车厢12.2、12.4和12.5分别设有驱动单元16.2、16.4或16.5并且称作牵引车厢。驱动单元16.2、16.4和16.5尤其相同地构成并且分别包括四个驱动马达18.a至18.d，所述驱动马达分别与相应的牵引车厢的驱动轴20.a至20.d相关联。为了区分驱动轴和无驱动的轴，驱动轴被涂黑。牵引车厢12.2、12.4和12.5分别具有四个驱动轴20，而无驱动的中部车厢12.3和12.6以及头车12.1和12.7仅设有无驱动的轴。
驱动单元16.2、16.4、16.5在示意线路图中在轨道车辆***10的下方示出，其中线路图的功能框经由竖直虚线与不同的牵引车厢相关联。一组驱动马达18.a至18.d能够划分成两对，每对分别与相应的牵引车厢的转向架相关联。
构成为牵引车厢的中部车厢12.2具有供电单元22.2，所述供电单元设置为用于为驱动单元16.2提供电功率。供电单元22.2包括变压单元24.2和变流单元28.2，所述变压单元用于将从轨道侧的能量供给网26获得的高压转换成低压。
高电压的获得经由集电器30.3和/或30.5进行，所述集电器设置在无驱动的中部车厢12.3的或构成为牵引车厢的中部车厢12.5的顶部上。在替选的实施方案中能够考虑的是，中部车厢和/或头车12设有多个集电器30。
为了将供电单元22.2从能量供给网26分开而设有主开关32，所述主开关存在于中部车厢12.3中并且存在于构成为牵引车厢的中部车厢12.5中。
用高压供给整个轨道车辆***10借助于具有***宽度（在附图中仅部分示出）的高压线路33来进行，所述高压线路在整个轨道车辆***10上伸展。每个车厢12.1至12.7——优选在车厢顶部上——具有线路部段33.1至33.7，其中高压线路33通过组装轨道车辆***10、也就是说通过将车厢12.1至12.7进而线路部段33.1至33.7相互耦联而形成。主开关32在此为在能量供给网36和高压线路33之间的接口。
牵引车厢12.2具有能量供给接口31.2，所述能量供给接口用于建立供电单元22.2与能量供给网26的有效连接。在此，能量供给接口31.2包括开关35.2，通过所述开关，牵引车厢12.2能够连接于高压线路33进而连接于能量供给网26或者从这些元件分开。在故障情况下能够将牵引车厢12.2从高压线路33分开，而不会产生对轨道车辆***的其他车厢12不利的结果。
变流单元28.2具有第一变流器34和第二变流器36。第一变流器34设置为用于对第一对驱动马达18.a、18.b供电，而第二变流器36与第二对驱动马达18c、18d相关联。第一变流器34能够在需要时——例如在第二变流器36失效时——与第二对驱动马达18c、18d相关联。这与此相应地也适用于第二变流器36，所述第二变流器能够与第一对驱动马达18.a、18.b相关联。
轨道车辆***10具有至少一个控制装置37，所述控制装置设置为用于尤其在列车宽度上分配用于运行驱动单元16、尤其是驱动单元16.2的控制指令。构成为牵引车厢的中部车厢12.2在此具有控制接口38.2，通过所述控制接口，供电单元22.2能够与控制装置37连接。这借助于具有列车宽度的例如相应于车辆总线的控制线路40来进行，所述控制线路将控制装置37与牵引车厢的控制接口38.2连接。能够——如在附图中示例性示出的那样——设有多个控制装置37。在所观察的实施方案中，控制装置37分别设置在头车12.1、12.7中。控制装置37分别与操作装置14.1或14.7经由控制线路40有效连接，由此车辆驾驶者的控制指令经由控制装置37和控制线路40通过控制接口38.2提供给驱动单元16.2。控制装置37此外与没有详细示出的用于协助行驶的装置有效连接，所述装置接收并且处理轨道侧的影响***的控制指令。
通过将供电单元22.2的对于驱动单元16.2的运行所必需的全部部件仅局部地设置在牵引车厢中，牵引车厢的驱动单元16.2能够借助于供电单元22.2完全自给自足地运行。在此，这些部件借助于控制信号来控制，所述控制信号由控制装置37产生并且经由具有列车宽度的控制线路40以及控制接口38.2传递到供电单元22.2上，并且所述供电单元供给有经由能量供给接口31.2获得的电能。
此外，牵引车厢包括其他的变流器42.2，所述其他的变流器设为用于提供辅助运行功率。所述辅助运行功率用于运行不同于驱动单元16.2的、连接于所谓的车载电源的电流负载，例如冷却设备。
供电单元22.2连同变压器24.2和变流器28.2以及其他的变流器42.2在牵引车厢中设置在底板下。
构成为牵引车厢的中部车厢12.4和12.5——在供电单元22.4、22.5的构成和控制方面——构成为与中部车厢12.2相同，使得参照上述描述，以便避免不必要的重复。通过根据中部车厢12.2的实施方案添加或移除牵引车厢能够尤其简单地将轨道车辆***10的牵引功率定标。

Claims (6)

1.一种具有一组车厢(12.1-12.7)的轨道车辆***，所述车厢设置为用于运送乘客，其中所述组具有两个头车(12.1，12.7)、至少一个无驱动的中部车厢(12.3，12.6)和至少一个构成为牵引车厢的具有至少一个驱动单元(16.2，16.4，16.5)的中部车厢(12.2，12.4，12.5)，
其特征在于，
所述牵引车厢包括设置为用于所述驱动单元(16.2，16.4，16.5)的供电单元(22.2，22.4，22.5)，所述供电单元具有至少一个变压单元(24.2，24.4，24.5)和变流单元(28.2，28.4，28.5)，
所述车厢(12.1-12.7)分别具有线路部段(33.1-33.7)，其中所述线路部段(33.1-33.7)在共同作用的情况下形成能够与轨道侧的能量供给网(26)耦联的、具有***宽度的高压线路(33)，并且所述牵引车厢具有至少一个开关(35.2)，所述开关设置为用于将所述供电单元(22.2)与所述高压线路(33)能分开地耦联。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆***，
其特征在于，
设有至少一个控制装置(37)并且所述牵引车厢包括控制接口(38.2)和能量供给接口(31.2)，经由所述控制接口能够建立与所述控制装置(37)的有效连接，经由所述能量供给接口能够建立与轨道侧的能量供给网(26)的连接，其中所述驱动单元(16.2)能够通过所述供电单元(22.2)与所述控制接口(38.2)和所述能量供给接口(31.2)的共同作用以自给自足的方式运行。
3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆***，
其特征在于，
所述头车(12.1，12.7)是无驱动的。
4.根据权利要求1或2所述的轨道车辆***，
其特征在于，
所述牵引车厢具有转换器(42.2)，所述转换器设为用于提供辅助运行功率。
5.根据权利要求1或2所述的轨道车辆***，
其特征在于，
所述驱动单元(16.2)具有至少两个驱动马达(18a，18b)，并且所述变流单元(28.2)的变流器(34)设置为用于至少两个所述驱动马达(18a，18b)的供电。
6.根据权利要求1或2所述的轨道车辆***，
其特征在于，
所述驱动单元(16.2)具有多个驱动马达(18a-18d)，其中所述驱动马达(18a-18d)的数量相应于牵引车厢轴(20a-20d)的数量。
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