DE3347746A1

DE3347746A1 - Anordnung zur versorgung von teilbordnetzen auf triebfahrzeugen elektrischer bahnen

Info

Publication number: DE3347746A1
Application number: DE19833347746
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr.-Ing. 1000 Berlin Nestler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-12-31
Filing date: 1983-12-31
Publication date: 1985-07-11

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
Theodor-Stern-Kai 1
D-6000 Frankfurt 70

Krn/schb B 83/41 Krn

Anordnung zur Versorgung von Teilbordnetzen auf Triebfahrzeugen elektrischer Bahnen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Versorgung von Teilbordnetzen auf Triebfahrzeugen elektrischer Bahnen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auf den Triebfahrzeugen elektrischer Bahnen werden zur Versorgung der Hilfsbetriebe in zunehmendem Maße anstelle der rotierenden Umformer'Umrichter angewendet.

Zu den Hilfsbetrieben zählen Hilfsantriebe (z.B. für Lüfter, Ölpumpen, Ölkühler) und Steuerungs- und Versorgungseinrichtungen. Letztere werden aus einer Batterie gespeist. Die als Drehstromantriebe ausgeführten Hilfsantriebe werden gruppenweise über mehrere Drehstromumrichter gespeist, die eingangsseitig an eine gemeinsame Sekundär-Teilwicklung des Haupttransformators angeschlossen sind. An einer zweiten Sekundär-Teilwicklung des Haupttransformators ist das Ladegerät zur Ladung der Batterie angeschlossen.

Ein derartiges Hilfsbetriebebordnetz ist in der Veröffentlichung

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Heinz Böhm und Günter Krüger .

"Drehstrom-Hilfsbetriebeumrichter für Triebfahrzeuge am Beispiel der Lokomotive Baureihe 120 der Deutschen Bundesbahn"

Sonderdruck aus Elektrische Bahnen 77 (1979) 11, Seiten 306 bis 312

beschrieben. Die Hilfsbetriebe sind auf drei.potentialmäßig zusammenhängende Teilbordnetze aufgeteilt, von denen jedes durch einen eigenen Drehstrom-Hilfsbetriebeumrichter versorgt wird. Eingangsseitig hängen die drei Drehstromumrichter an einer Sekundär-Teilwicklung des Haupttransformators.

Nachteil dieser vorbekannten Lösung ist es, daß bei einem Erdschluß in einem Teilbordnetz nicht nur dieses gestört ist, sondern auch die anderen Teilbordnetze. Ein weiterer Nachteil ist, daß für das Batterieladegerät eine zweite Sekundär-Teilwicklung erforderlich ist. Nicht nur die zusätzliche Sekundär-Wicklung, sondern vor allem die zusätzlichen Durchführungen der Wicklung durch den Transformatorkessel bedeuten einen erhöhten Aufwand. Bei der herkömmlichen Anordnung müssen außerdem alle an dem Haupttransformator angeschlossenen Umrichter spannungsmäßig für die hohen auftretenden Überspannungen aus dem Netz ausgelegt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der die Teilbordnetze potentialmäßig unabhängig voneinander gespeist werden, so daß bei einem Erdschluß in einem Teilbordnetz die anderen Teilbordnetze von der Störung nicht mit betroffen werden. Darüber hinaus sollen sowohl die Hilfsantriebe als auch das Batterieladegerät nur über eine einzige Sekundär-Teilwicklung des Transformators und über ein Durchführungspaar der Wicklung versorgt werden.

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind, daß eine Potentialtrennung durch Transformatoren mit geringem Gewicht erreicht wird und Störungen in Teilbordnetzen andere Teilbordnetze nicht in die Störung einbeziehen.

Es ist außerdem nur ein Umrichter nach den Überspannungen des speisenden Netzes auszulegen. Die nachgeschalteten Umrichter können mit angemessenen und genormten Spannungen betrieben werden, so daß hier sogar Seriengeräte und keine speziellen Umrichter Verwendung finden können.

Ein weiterer Vorteil ist, daß für die Batterieladung eine zweite Sekundärwicklung am Haupttransformator nicht erforderlich ist.

Die Anordnung gemäß der Erfindung wird im nachstehend dargestellten Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näh-er beschrieben.

Wie in der Figur dargestellt, wird an eine Sekundär-Teilwicklung des Haupttransformators 1 eines Triebfahrzeuges ein Freqüenzumrichter 21 angeschlossen, der die transformierte niederfrequente Netzspannung in eine höher-frequente Wechselspannung umformt. Der Frequenzutnrichter speist dabei auf eine Sammelschiene 3, an die die Hilfsbetriebegruppen (Teilbordnetze 71; 72; 73; 74,75) über Transformatoren 41,42,43,44 zur Potentialtrennung und nachgeschalteten Gleichrichtern 51,52,53,54 und Drehstromwechselrichtern 61,62,63,64 angeschlossen sind. Durch die höher-frequente Wechselspannung können die Baugrößen der Transformatoren 41,42,43,44 klein gehalten werden.

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Die Gleichrichter 51,52,53 und die Drehstromwechselrichter 61,62,63 stellen Drehstromumrichter dar, die zur Vermeidung von Anlaufstrom-Überhöhungen der angeschlossenen Drehfeldmaschinen in Spannung und Frequenz gesteuert werden können. Die Drehstromwechselrichter 61,6.2,63 führen zu Hilfsbetriebsgruppen 71,72,73, von denen jede aus einer Reihe von.Asynchronmotoren besteht.

Zur Ladung einer Batterie 76 ist ein gesteuerter Gleichrichter 54 angeordnet, der aus der Wechselspannungssammelschiene 3 über den Transformator 44 gespeist wird« An die Batterie sind über einen Wechselrichter 64 Wechselstromverbraucher 74 und Gleichstromverbraucher 75 direkt angeschlossen.
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Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist ein zweiter, dem ersten Frequenzumrichter 21 parallelgeschalteter Frequenzumrichter 22 zur Redundanz vorgesehen. Die Frequenzumrichter 21,22 können mit abschaltbaren Leistungshalbleiterbauelementen (GTO-Thyristoren) ausgeführt werden.

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Theodor-Stern-Kai 1 D-6000 Frankfurt 70 Krn/schb B 83/41 Krn Anordnung zur Versorgung von Teilbordnetzen auf Triebfahrzeugen elektrischer Bahnen Patentansprüche

1. Anordnung zur Versorgung von Teilbordnetzen auf Triebfahrzeugen elektrischer Bahnen, bei der jedes Teilbordnetz einen Bordnetzumrichter besitzt und die Speisung aus dem Wechselspannungs-Fahrdrahtnetz über einen Triebfahrzeug-Haupttransformator erfolgt, dadurch gekennzeichnet» daß an eine Sekundär-Teilwicklung des Haupttransformators (1) ein Frequenzumrichter (21) angeschlossen ist, der aus der niederfrequenten Fahrdraht-Wechselspannung eine Wechselspannung höherer Frequenz erzeugt, die über eine Sammelschiene (3) Transformatoren (41,42,43,44), deren Sekundärwicklungen jeweils mit einem Bordnetzumrichter (51,61; 52,62; 53,63; 54,64) verbunden sind, zugeführt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bordnetzumrichter Drehstromwechselrichter (61,62,63) enthalten, die zur Vermeidung von AnIaufstrom-Überhöhungen angeschlossener Drehfeldmaschinen (71,72,73) in Spannung und Frequenz gesteuert werden können.

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3. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugbatterie (76) aus der Sammelschiene (3) über einen Transformator (44) und einen gesteuerten Gleichrichter (54) gespeist wird. 5

4. Anordnung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß aus der Batterie (74) Drehstromverbraucher über einen Drehstromwechselrichter (64) und Gleichstromverbraucher direkt versorgt 10 werden.