DE2805994C2 - Schaltungsanordnung zur Zuführung und Verteilung von elektrischer Energie für die Vortriebsbildung eines Drehstrom-Langstatorantriebes eines Fahrzeuges - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Zuführung und Verteilung von elektrischer Energie für die Vortriebsbildung eines Drehstrom-Langstatorantriebes eines FahrzeugesInfo
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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Description
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei parallellaufenden
Drehstromwicklungen (Wa, Wb) für entgegengesetzte Fahrtrichtung zwei Drehstrom-Zuleitungen
(La, Lb) gemeinsam vorgesehen sind und daß die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß im Bereich
einer Fahrzeugbegegnung die Stromversorgung der Wicklungsabschnitte jeder Drehstromwicklung über
nur eine der beiden Zuleitungen (La oder Lb) erfolgt, wobei der jeweils zugehörige kontaktlose Halbleiterschalter
(Hai, Ha2, HbX, Hb2) vor dem
/Umschalten der Abschnittsschalter (Sa, Sb) öffnet und anschließend wieder schließt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
, dadurch gekennzeichnet, daß in den Drehstromzuleitungen
(La, Lb) zwischen den Einspeisungsstellen zweier benachbarter Drehstromversorgungen wenigstens
ein durch Schalter überbrückbares Transformatorpaar (Aufwärts- und Abwärtstransformator)
vorgesehen ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art.
Eine derartige Schaltungsanordnung, die für die Energieversorgung eines linearen Asynchronmotors
bekannt ist (DE-OS 25 26 377), ermöglicht eine kostengünstige Realisierung durch die Vei Wendung preiswerter
kontaktbehafteter Schalter für die Vielzahl der Wicklungsabschnitte, die jeweils einer Drehstromversorgung
zugeordnet sind. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung müssen jedoch beide Drehsiromzuleitungen
jeweils für den maximal benötigten Strom ausgelegt sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Schaltungsanordnung
der gattungsgemäßen Art den Aufwand für die Zuführung der elektrischen Energie zu den Abschnitten
des Langfeldstators zu verringern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die folgenden Merkmale:
— jed^r Wicklungsabschnitt ist wahlweise an jede der
beiden Zuleitungen durch je einen kontaktbehafteten Abschnittsschalter anschaltbar;
— die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, daß während der Fahrt zwischen den Abschnittwechseln
die beiden Abschnittsschalter des eingeschalteten Wicklungsabschnittes und beide kontaktlosen
Halbleiterschalter geschlossen sind.
Bei nicht sehr stark befahrenen Trassen kann eine ^weitere Reduzierung des Leitungsaufwandes dadurch
erreicht werden, daß bei zwei parallellaufenden Drehstromwioklungen für entgegengesetzte Fähnrich-'
tung zwei Drehstrom-Zuleitungen gemeinsam vorgesehen sind und daß die Steuereinrichtung so ausgebildet
fist, daß im Bereich einer Fahrzeugbegegnung die Stromversorgung der Wicklungsabschnitte jeder Drehstromwicklung
über nur eine der beiden Zuleitungen erfolgt, wobei der jeweils zugehörige kontaktlose
'Halbleiterschalter vor dem Umschalten der Abschnittsschalter öffnet und anschließend wieder schließt.
Die Leitungsverluste können weiter dadurch reduziert werden, daß in den Drehstromzuleitungen
zwischen den Einspeisungsstellen zweier benachbarter ■Drehstromversorgungen wenigstens ein durch kontaktbehaftele
Schalter überbrückbarer Transformator vorgesehen ist.
, Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden anhand der
Zeichnung im einzelnen beschrieben.
F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung:
F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform.
F ί g. 1 zeigt schematisch eine Strecke für den Zweirichtungsbetrieb, die zwei Unterwerken zugeordnet
sind, die jeweils für beide Teilstrecken gesonderte Frequenzumrichter FUa, FUb aufweisen. Die Frequenzumrichter
speisen über die Verteilungsleitungen La, Lb die Langstatorwicklungen Wa, Wb des Motors.
Ober die Streckenhalter Sa und Sb werden die Verbindungen zu den jeweiligen Wicklungsabschnitten
hergestellt. Die Frequenzumrichter sind an die Verteiiungsleitungen La und Lb jeweils über kontaktlos
schaltende Halbleiterschalter Ha, Hb angeschaltet. Die ,Wicklungsabschnitte 1 bis 10 sind über die Schalter Sa,
Sb jeweils wechselweise an eine der beiden Verteilungsleitungen La'bzw. Lb'und La" bzw. Lb" anschließbar.
Eine derartige Anordnung ist bekannt durch die DE-OS 25 26 377.
In der Zeichnung ist über den Streckenschalter Sa 2 die Verbindung der Leitung La"mit dem Wicklungsabschnitt
3 hergestellt, während über den Schalter Sa 2 die
Leitung La" mit dem Wicklungsabschriitt 2 verbunden
ist. Die beiden in entgegengesetzter Richtung fahrenden Fahrzeuge a und b befinden sich auf den eingeschalteten
Wxklungsabschnitten.Zur Erzielung eines störungsfreien
Übergangs des Fahrzeugs von einem Wicklungsabschnitt in den anderen wird die ar. der jeweiligen
Zuleitung anliegende Spannung während der Übergabe durch die über den Steuerstromimpuls stellbaren
Halbleiterschalter Ha, Hb bestimmt. Bei geschlossenen Schaltern und einer vom Umrichter unbeeinflußten
Betriebsspannung erfolgt bei Mittelstellung des Fahrzeuges die Übergabe von einer Zuleitung strangweise
im Nulldurchgang, z. B. von Lb' auf die andere Zuleitung, ? B- Lb". Hierbei ist beim Schließen und
Öffnen des Schalters der betreffende Zweig stron.los. Beim Einfahren des Fahrzeuges b in den Abschnitt 2
besteht die Schaltfolge:
, Hb"i, IHb'* . So 3 t
t bedeutet öffnen.
t bedeutet öffnen.
SbI* . Hb'*· +
bedeutet Schließen,
2U
i'i
if Das Schließen des Schalters 5 erfolgt also vor dem
f'. Zuschalten der Spannung durch den entsprechenden
V Halbleiterschalter H, während das Öffnen von 5 nach
dem Spannungsfreimachen durch H stattfindet. Die H Funktion des stromlosen Schaltens eines konventionel-''s
' len Schalters wird durch die Hintereinanderschaltung
(' 'mit einem durch Zündimpulse steuerbaren Halbleiter
erreicht, wobei der Umrichter im Schaltvorgang zur Stromübergabe nicht ausgesteuert wird. Die beiden JU
'.'.'' Halbleiterschalter und die verwendeten konventionel-
-/'" len Schaltschütze stellen eine vergleichsweise preisgünf';
stige Lösung dar.
'' ' Um die Ohmschen Spannungsabfälle und damit die
' Verluste auf den Zuleitungen klein zu halten, werden deren Stromdichten nicht sehr hoch gewählt. Durch die
eng benachbarten Teilleiter des mehrsträngigen Kabels
ist deren Induktivität und der entsprechende induktive Spannungsabfall relativ klein. Zur Begrenzung der
Wechselrichterspannung besteht dennoch Anlaß, durch zusatzliche Maßnahmen eine weitere Herabsetzung der
Induktivität zu erzielen. Dies kann geschehen, indem
3. statt eines Zuleitungskabels mehrere Teilkabel in
ff mehrsträngiger Ausführung parallel verlegt werden. Bei
gleichem Gesamtquerschnitt reduziert sich aufgrund
der kleineren Teilleiterabmessungen und zusätzlich , infolge der Parallelschaltung die Gesamtinduktivität.
Um einen günstigen Gesamtwirkungsgrad zu erhalten, ist eine möglichst vollständige Ausnutzung der
vorhandenen Leiterquerschnitte anzustreben. Dies wird erreicht durch eine Modifikation der Schalteranordnung,
mit der jeweils beide Zuleitungen über einen möglichst langen Zeitraum zur Stromführung herangezogen
werden. In Fig. 1 ist bei den Wicklungsabschnitten 11 und 12 eine derartige Schalteranordnung
', dargestellt, mit der die Wicklungsabschnitte über beide Zuleitungen mit dem Umrichter verbunden werden
^ können.
Eine weitere Ausführung ist in F i g. 2 dargestellt. Bei
dieser Ausführung ist eine Strecke für den Zweirichtungsbetrieb mit zwei gemeinsamen Verteilungsleitun- ,
gen La und Lb versehen, an die die Wicklungsabschnitte Wa, Wb über die kontaktbehafteten Schalter Sa und Sb
jeweils wahlweise oder gemeinsam anschließbar sind. Diese Maßnahme bringt nicht nur eine Verringerung "
des Kabelaufwandes mit sich, sondern verringert auch
43
50
60 die Zahl der notwendigen Umrichter. Durch den
doppelten Anschluß jedes WicklungsaDschnitts ist eine
Leistungszufuhr auch für den Fall der nicht auszuschließenden Zugbegegnung im Bereich eines Unterwerks
möglich. So kann z. B. das Fahrzeug a, das sich noch im Bereich des Unterwerks Ui beendet, bei einer
Begegnung vom Unterwerk LJ2 aus geführt und mit
Energie versorgt werden. Das nach links fahrende Fahrzeug b hingegen wird von Ui aus geführt. In
diesem Fall wird allerdings die Zuleitung b ausschließlich für das Fahrzeug b und die Zuleitung a für das
Fahrzeug a reserviert, d.i. ein Umschalten im Überiappungsbereich. jeweils im Stromnulldurchgang,
und damit eine vollständige Vermeidung des Schubeinbruches ist während der Begegnung nicht möglich.
Da das beschriebene Verfahren vornehmlich für den Bereich der mit konstanter Geschwindigkeit durchfahren
wird, gedacht ist und die Schubstörungen nur wahrend weniger Abschnittswechsel im Begegnungsbereich
auftreten, ansonsten jedoch verhindert werden können, bedeutet dies keine nennenswerte Einschränkung
für die Anwendung. Durch entsprechende Gestaltung des Verlaufs beim Absenken und Hochfahren
der Zuleitungsspannung kann bestehenden Komfortkriterien entsprochen werden.
1st nach erfolgter Begegnung das »Übergreifen« der Zuleitungsströme vermieden, so können beide Fahrzeuge
jeweils über zwei Zuleitungen mit Strom versorgt werden. Damit ist außer der störungsfreien Abschnittsumschaltung
auch die im Anschluß daran durchzuführende Parallelschaltung der Leitungen möglich.
Die Schaltung nach F i g. 2 erweist sich somit als sehr flexibel, obgleich der Aufwand für Unterwerke und
Zuleitungen sehr niedrig ist. Es lassen sich hierdurch große Unterwerksabstände realisieren. Die verhältnismäßig
große Zahl konventioneller Schalter ist vertretbar, weil ihr Preis je Stück weniger als 1% der
Unterwerksausrüstung ausmacht. Aufgrund ihrer kompakten Ausführung lassen sie sich verhältnismäßig leicht
am oder im Fahrbahnträger unterbringen. Durch die doppelte Verbindung jedes einzelnen Wicklungsabschnitts
mit beiden Zuleitungen ist die Energiezuführung redundant. Bei Ausfall eines Schalters kann der
Wicklungsabschnitt durch den Parallelschalter an ^Spannung gelegt werden.
α In Fig. 2 ist eine weitere Möglichkeit zur Verlängerung
der Unterwerksabstände eingezeichnet. Es handelt sich um Transformatoren, die in die Zuleitungen
eingesetzt sind. Sie sind mit Kurzschlieflern ausgestattet, die eine Überbrückung der Transformatoren
gestatten, wenn sich das Fahrzeug im engeren Bereich des Unterwerks befindet. Bei größerer Entfernung von
den Einspeisepunkten kann durch Öffnen der entsprechenden Schalter ein Transformatorpaar (Aufwärts-
und Abwärtstransformator) eingeschalte! und damit der jStrom in der Zuleitung verringert werden. Hierdurch
reduzieren sich die Verluste auf den Zuleitungen. Die Spannung an der Wicklung ist durch die /Anwendung der
{Transformatoren unbeeinflußt. Das Anfahren auf der '^Strecke erfolgt ohne Inanspruchnahme des Transforma-'tors.
Da es sich hierbei um nicht sehr häufig vorkommende Vorgänge handelt, kann bei großer
Entfernung des Fahrzeuges vom Unterwerk zum Ausgleich der Spannungsabfälle in Kauf genommen
werden, daß das Fahrzeug mit etwas geringerem Strom anfährt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:I. Schaltungsanordnung zur Zuführung und Verteilung von elektrischer Energie für die Vo:- r> triebsbildung eines Drehstrom-Langstatorantriebes eines Fahrzeuges (a, b; Fa, Fb), dessen ortsfeste Drehstromwicklung (Wa, Wb) in Wicklungsabschnitte (1-12,1'-IS', 1"-18") unterteilt ist;ι«— zwei parallel zu den Wicklungsabschnitten laufende Drehstrom-Zuleitungen (La, Lb; La', Lb'; La", Lb") sind über je einen kontaktlosen Halbleiterschalter (Ha'. Ha". Hb', Hb". Ha 1, HbX, Ha2, Hb2) an eine gemeinsame Dreh- is stromversorgung anschaltbar;— die Wicklungsabschnitte sind über kontaktbehaftete Abschnittsschalter (Sa, Sb) mit den Zuleitungen verbindbar;— eine Steuereinrichtung für die Halbleiterschal- 2υ >' '"■' ter und die Abschnittsschalter ist so ausgebildet, f" '" daß bei Übergang der Einspeisung von einem '. Wicklungsabschnitt auf den nächsten ein Wechsel von einer Drehstrom-Zuleitung auf die andere erfolgt, wobei die kontaktbehafteten Abschnittsschalter stromlos schalten, während die kontaktlosen Halbleiterschalter die Schalt- ; leistung übernehmen;gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: JO— jeder Wicklungsabschnitt ist wahlweise an jede der beiden Zuleitungen durch je einen kontaktbehafteten Abschnittsschalter anschaltbar;— die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, daß während der Fahrt zwischen den Abschnittwechseln die beiden Abschnittsschalter des eingeschalteten Wicklungsabschnittes und beide kontakilosen Halbleiterschalter geschlossen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2805994A DE2805994C2 (de) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Schaltungsanordnung zur Zuführung und Verteilung von elektrischer Energie für die Vortriebsbildung eines Drehstrom-Langstatorantriebes eines Fahrzeuges |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2805994A DE2805994C2 (de) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Schaltungsanordnung zur Zuführung und Verteilung von elektrischer Energie für die Vortriebsbildung eines Drehstrom-Langstatorantriebes eines Fahrzeuges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2805994A1 DE2805994A1 (de) | 1979-08-16 |
DE2805994C2 true DE2805994C2 (de) | 1982-12-16 |
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ID=6031816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2805994A Expired DE2805994C2 (de) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Schaltungsanordnung zur Zuführung und Verteilung von elektrischer Energie für die Vortriebsbildung eines Drehstrom-Langstatorantriebes eines Fahrzeuges |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2805994C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3331950A1 (de) * | 1983-09-05 | 1985-04-04 | Magnet-Bahn Gmbh, 8130 Starnberg | Elektromagnetischer linearantrieb |
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- 1978-02-13 DE DE2805994A patent/DE2805994C2/de not_active Expired
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DE2805994A1 (de) | 1979-08-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8162 | Independent application | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: THYSSEN INDUSTRIE AG, 4300 ESSEN, DE |
|
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: WEH, HERBERT, PROF. DR.-ING., 3300 BRAUNSCHWEIG, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |