DE3731023C2 - Einrichtung für die elektrische Ausrüstung von Gleichstromsteller-Bahnfahrzeugen - Google Patents
Einrichtung für die elektrische Ausrüstung von Gleichstromsteller-BahnfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem
Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs. Eine solche
Einrichtung ist aus der Zeitschrift Elektrische "Bahnen"
Jg. 50 (1979) Heft 1, Seiten 15 bis 17 und Jg. 50 (1979)
Heft 2, Seiten 48 bis 55, Aufsatz von Jörg Amler "Die
Beeinflussungen im Bahnsystem durch Stadt- und U-Bahn-Fahrzeuge
mit Gleichstromsteller- und Drehstromantrieb" bekannt.
Danach sind zur Verringerung des Störstroms, hervorgerufen
durch die gleichrichtertypischen Oberschwingungen in der
Fahrdrahtspannung bislang Filter-Drosselspulen mit möglichst
großer Induktivität auf den Fahrzeugen eingebaut worden.
Solche Drosselspulen weisen jedoch ein hohes Gewicht auf und
verursachen Verluste. Sie sind kostenaufwendig, ihr Betrieb ist
mit elektrotechnischen Problemen, z. B. durch die Spannungsüber
höhung am Filterkondensator bei Impulssperre des Gleichstrom
stellers verbunden.
Durch die DE-PS 4 84 543 und den Beitrag von Th. Adler,
H.-B. Gels und K.-W. Kanngießer "Oberschwingungen bei der
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung" in: "etz" Bd. 102 (1981)
Heft 25, Seiten 1347 bis 1351 ist es bekannt, zur Oberschwin
gungskompensation als Resonanzkreise ausgebildete Saugkreise
vorzusehen, deren Eingangsimpedanz bekanntlich möglichst gering
ist, um eine ausreichend absaugende Wirkung zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der
eingangs genannten Art anzugeben, mit der sowohl der aus der
Gleichspannungswelligkeit entsprechende Störstrom auf den Fahr
zeugen als auch die Filter-Induktivitäten verringert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen in der Ver
ringerung der Bauleistung des Traktionsfilters bzw. Hilfsbetriebefil
ters und damit verbunden in der Verkleinerung des Gewichts, des Volu
mens und der Kosten der Ausrüstung. Ferner wird eine Verringerung der
Störströme und damit der Störungen in Telekommunikationssystemen, ins
besondere Telefonie-Übertragungssystemen beim Betrieb der Fahrzeuge
in parallel zur Stromzuführung liegenden Leitungen erreicht.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 den Zeitverlauf und die Harmonischen
der Gleichrichterspannung für einen
6-pulsigen Gleichrichter und
Fig. 3 die Eingangsimpedanz der Fahrzeuge.
In der Fig. 1 ist mit 1b das Versorgungsnetz bezeichnet, das einen
6- oder 12-pulsigen Gleichrichter 1a speist. Das Versorgungsnetz 1b
ist eingangsseitig an ein Drehstromnetz mit der Spannung UN und der
Frequenz fN angeschlossen. Der Gleichrichter 1a speist die Oberlei
tung respektive Stromzuführungsschiene 1c eines Gleichstrom
steller-Bahnfahrzeuges (S-Bahn, U-Bahn, Straßenbahn).
Die Eingangsimpedanz eines Gleichstromsteller-Fahrzeugs wird wesentlich
bestimmt (in dem hier interessierenden Frequenzbereich f < 200 Hz)
von der Induktivität der Traktionsfilter-Drosselspule 2a. Das Trak
tionsfilter im Eingang der Stromzuführung besteht aus der Reihen
schaltung dieser Drosselspule und einem Kondensator 2b. An diesem
Kondensator angeschlossen ist ein Gleichstromsteller 2c, der über
eine Glättungsdrosselspule 2e eine Antriebsausrüstung 2d speist. Die
Filterkreis-Drosselspule 2a wird als Luft-Drosselspule ausgeführt,
so daß ihre Induktivität vom aufgenommenen Strom praktisch unabhän
gig ist.
Parallel zum Traktionsfilter (2a, 2b) werden Reihenschwingkreise 3a,
3b, 3c angeordnet. Diese Schwingkreise werden so abgestimmt, daß die
Gesamtanordnung, d. h. Traktionsfilter und Reihenschwingkreise bei
bestimmten Frequenzen Parallelresonanzstellen mit entsprechender Ein
gangsimpedanzerhöhung aufweisen. Für den in Betracht gezogenen 6-pul
sigen Gleichrichter werden bei einer Netzfrequenz von 50 Hz dafür
die Frequenzen 300 Hz, 600 Hz, 900 Hz . . . gewählt. Für den 12-pulsi
gen Gleichrichter betragen diese Werte 600 Hz, 1200 Hz, 1800 Hz . . .
Durch die beschriebene Einrichtung wird erreicht, daß der Strom, der
aus der entsprechenden Oberschwingungsspannung (300 Hz, 600 Hz usf.)
vom Gleichrichter-Unterwerk verursacht wird, stark reduziert wird.
Die Fig. 2 zeigt den Zeitverlauf der Spannung ud zwischen Stromzufüh
rung und Rückleitung sowie die Harmonischen Udµ der Gleichrichterspan
nung bei einem 6-pulsigen Gleichrichter (µ: Oberschwingungsordnungs
zahl). Mit Udo ist dabei der Mittelwert der Spannung Ud bezeichnet. Die
Periodendauer TN ist der Kehrwert der Netzfrequenz fN.
Die Fig. 3 zeigt die Eingangsimpedanz ZF eines Fahrzeugs in Abhängig
keit von der Frequenz f. Die ausgezogene Kurve 5 zeigt den Verlauf
ohne die zusätzlichen Reihenschwingkreise 3a, 3b, 3c; die gestrichelt
dargestellte Kurve 4 zeigt den Verlauf mit diesen Reihenschwingkrei
sen gemäß der Erfindung. Man erkennt, daß die Eingangsimpedanz an den
Stellen stark erhöhte Werte (in der Fig. 3 mit 4a, 4b, 4c angedeutet)
annimmt, an denen die gleichrichtertypischen Oberschwingungen (µ: 6, 12,
18) auftreten.
Da die zusätzlichen Reihenschwingkreise nicht gleichstrombelastet
sind und aufgrund eingeprägter Oberschwingungsspannungen nur gerin
ge Wechselströme führen müssen, sind Bauleistung und Volumen dieser
zusätzlichen Reihenschwingkreise sehr klein.
Claims (1)
- Einrichtung für die elektrische Ausrüstung von Gleichstromsteller-Bahn fahrzeugen, die über 6- oder 12-pulsige Gleichrichter aus dem Versorgungsnetz gespeist werden, mit einem Traktionsfilter bzw. Hilfs betriebefilter, bestehend aus der Reihenschaltung einer Drossel spule und eines Kondensators zwischen dem Stromabnehmer und dem Rückleiter auf dem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Traktionsfilter bzw. Hilfsbetriebefilter (2a, 2b) L-C-Reihenschwingkreise (3a, 3b, 3c) angeordnet sind, die so abgestimmt sind, daß die aus dem Filter und den Reihenschwingkreisen bestehende Gesamtanordnung bei bestimmten Frequenzen (z. B. 300 Hz, 600 Hz, 900 Hz) Parallelresonanzstellen mit entsprechender Eingangsimpedanzerhöhung aufweist.
Priority Applications (1)
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DE19873731023 DE3731023C2 (de) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | Einrichtung für die elektrische Ausrüstung von Gleichstromsteller-Bahnfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873731023 DE3731023C2 (de) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | Einrichtung für die elektrische Ausrüstung von Gleichstromsteller-Bahnfahrzeugen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3731023A1 DE3731023A1 (de) | 1989-03-30 |
DE3731023C2 true DE3731023C2 (de) | 1997-07-17 |
Family
ID=6336089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873731023 Expired - Fee Related DE3731023C2 (de) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | Einrichtung für die elektrische Ausrüstung von Gleichstromsteller-Bahnfahrzeugen |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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US20030183468A1 (en) * | 2000-06-19 | 2003-10-02 | Christian Stitz | Device for supplying energy to rail vehicles |
DE102009048663A1 (de) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Störstromfilter |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE484543C (de) * | 1929-10-16 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Einrichtung zur Unterdrueckung von hoeheren Harmonischen im Verbrauchskreise von Gleichrichteranlagen, insbesondere um eine Stoerung benachbarter Fernsprechanlagen zu verhueten |
-
1987
- 1987-09-12 DE DE19873731023 patent/DE3731023C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3731023A1 (de) | 1989-03-30 |
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