NO336493B1 - Fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning ved inngangen til en DC/AC omformer, opptaksmedium for fremgangsmåten og elektrisk kjøretøy - Google Patents
Fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning ved inngangen til en DC/AC omformer, opptaksmedium for fremgangsmåten og elektrisk kjøretøy Download PDFInfo
- Publication number
- NO336493B1 NO336493B1 NO20064424A NO20064424A NO336493B1 NO 336493 B1 NO336493 B1 NO 336493B1 NO 20064424 A NO20064424 A NO 20064424A NO 20064424 A NO20064424 A NO 20064424A NO 336493 B1 NO336493 B1 NO 336493B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- voltage
- bus
- motor
- converter
- electric vehicle
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 4
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
- B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
- B60L9/22—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines polyphase motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors
- B60L9/04—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from dc supply lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors
- B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines
- B60L9/12—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines with static converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/30—AC to DC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/40—DC to AC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/10—Electrical machine types
- B60L2220/12—Induction machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning (DC = likespenning) ved inngangen til en DC/AC spenningsomformer (AC = vekselspenning) for å holde en asynkron motor i en magnetisert tilstand, et opptaksmedium for denne fremgangsmåten og et elektrisk kjøretøy.
I denne beskrivelsen anvendes betegnelsen "matebuss" om en buss for å forsyne likespenning i et elektrisk kjøretøy som på den ene side kan kobles til og fra en kjøreledning og på den annen side er koblet til en asynkron motor gjennom en DC/AC omformer for å forsyne denne motoren med elektrisk kraft. Denne bussen er utstyrt med enheter for midlertidig å opprettholde en likespenning på bussen også når den ikke lenger strømforsynes av kjøreledningen. Disse enhetene ut-gjøres typisk av kondensatorer og utladningsmotstander.
Likespenningsmatebussen er også referert til som en "likespenningsbuss".
Kjøreledning er ikke bare ment å referere til opphengte forsyningskabler som en pantograf på det elektriske kjøretøyet beveger seg langs, men også en forsynings-skinne på bakken som en utløper fra det elektriske kjøretøyet beveger seg langs. Denne forsyningsskinnen er kjent som en "tredje skinne" innen jernbaneindustrien.
Det er kjent å bremse kjøretøyer ved å la den asynkrone motoren fungere som en generator og ved å dissipere den elektriske kraften som genereres i kondensatorer eller en reguleringsmotstand. De fleste produsenter foretrekker denne typen elektrisk eller regenerativ bremsing fremfor mekanisk bremsing siden den gjør det mulig å minimere vedlikeholdskostnadene til slitedeler for disse kjøretøyene.
Under regenerativ bremsing, dersom likespenningsbussen er koblet til kjørelednin-gen, ser man en retur av energi mot kjøreledningen. En slik energiretur er uaksep-tabel for enkelte brukere.
Dersom på den annen side likespenningsbussen kobles fra kjøreledningen, avtar likespenningen på denne bussen gradvis og blir for lav til å magnetisere motoren slik at regenerativ bremsing ikke lenger er mulig.
For å løse dette problemet i en frihjulsmodus, der kjøretøyet er frikoblet (hjulene løper fritt) og likespenningsbussen er koblet fra kjøreledningen, opprettholder kjente fremgangsmåter en magnetiseringsspenning på denne likespenningsbussen ved å utføre en forbremsingsfase.
Som beskrevet i dokument JP S6271404 A eller dokument JP S579278 A omfatter denne forbremsingsfasen: a) et trinn for å magnetisere motoren ved hjelp av likespenningen på bussen, og deretter b) et trinn med bruk av motoren som vekselspenningsgenerator og bruk av omformeren som likeretter for vekselspenningen for å lade opp bussen med likespenning.
I tillegg er det fra dokument JP S6198187 A kjent en fremgangsmåte for å opprettholde en magnetiseringlikesspenning på likestrømsbussen som omfatter: c) et trinn for å stoppe omformeren når likespenningen på bussen når en øvre terskel, og deretter d) et trinn for å holde omformeren i en hviletilstand så lenge likespenningen på bussen forblir høyere enn en minste likespenning for magnetisering av den asynkrone motoren.
I kjente fremgangsmåter varer trinn b) så lenge kjøretøyet er frikoblet og likespenningsbussen er koblet fra kjøreledningen. Motoren fungerer derfor hele tiden som en generator for å opprettholde en passende magnetiseringsspenning på likespenningsbussen.
Dette medfører at det hele tiden virker en bremsekraft på det elektriske kjøretøyet, selv om det er frikoblet.
Målet med oppfinnelsen er å fjerne denne ulempen ved å tilveiebringe en fremgangsmåte som kan minimere den oppbremsingen av det elektriske kjøretøyet som er nødvendig for å opprettholde en magnetiseringsspenning på likespenningsbussen.
Oppfinnelsen vedrører derfor en fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning ved inngangen til en DC/AC spenningsomformerforå holde en asynkron motor i en magnetisert tilstand, der inngangen til DC/AC omformeren er elektrisk koblet til en likespenningsmatebuss i et elektrisk kjøretøy, der denne matebussen kan kobles til og fra en kjøreledning for å forsyne motoren, og der fremgangsmåten omfatter, i en frihjulsmodus der kjøretøyet er frikoblet og bussen er koblet fra kjøreledningen: a) et trinn (76) for å magnetisere motoren ved hjelp av likespenningen på bussen, og deretter b) et trinn (78) med bruk av motoren som en generator for vekselspenning og bruk av omformeren som en likeretter for vekselspenningen for å lade opp bussen med
likespenning, i frihjulsmodus, og fremgangsmåten omfatter videre:
c) et trinn for å deaktivere omformeren når likespenningen på bussen når en øvre terskel, og deretter d) et trinn for å holde omformeren i hviletilstanden så lenge likespenningen på bussen er høyere enn en minste likespenning for magnetisering av den asynkrone
motoren, før retur til trinn a), idet motorens slip-puls under trinn b) velges lik 1/Tr, der Trer motorens tidskonstant.
Når motoren fungerer som generator, forsyner omformeren likespenning til likespenningsbussen som lades opp, og motoren bremser kjøretøyet.
Når omformeren deaktiveres, fungerer ikke lenger motoren som en generator og bremser derfor ikke lenger det elektriske kjøretøyet. Så lenge omformeren holdes i en hviletilstand avtar spenningen på likespenningsbussen gradvis, noe som for eksempel svarer til utladning av kondensatorer på likespenningsbussen. Følgelig er det ved å veksle mellom trinnene a), b), c) og d) mulig å opprettholde en magnetiseringsspenning på denne bussen uten at motoren permanent fungerer som en generator. Dette minimerer bremsevirkningen på det elektriske kjøretøyet i frihjulsmodus.
Videre modifiseres i denne fremgangsmåten kun styringen av omformeren, og på en slik måte at det ikke er nødvendig å anvende tilleggsutstyr for å lade likespenningsbussen umiddelbart før en regenerativ bremseoperasjon.
Endelig tillater deaktivering av omformeren også at enhetene for midlertidig å opprettholde likespenning på bussen utlades, slik at det ikke er nødvendig å anvende tilleggsutstyr eller en reguleringsmotstand for dette formålet.
Valget av en slip-puls lik 1/Tr, der Trer motorens tidskonstant, reduserer tapene forårsaket av oppvarming av motoren og minimerer derfor oppbremsingen av kjøretøyet.
Utførelsesformene av denne fremgangsmåten kan omfatte ett eller flere av følg-ende trekk: - den øvre terskelen velges lavere enn en minste forsyningsspenning for tilleggsutstyret, - under trinn b) styres omformeren slik at energien som genereres av motoren er større enn minimumsenergien nødvendig for å kompensere for tapene forårsaket av oppvarming av motoren og mindre enn 1,05 ganger denne minimumsenergien; - trinnene a) til d) gjentas kun så lenge det elektriske kjøretøyet er frikoblet og har en hastighet som overstiger en forbestemt terskel som tillater lading av bussen.
Utførelsesformene av fremgangsmåten for å opprettholde en magnetiseringsspenning gir videre følgende fordeler: - det at tilleggsutstyret som er koblet til likespenningsbussen ikke forsynes med elektrisk kraft minimerer også oppbremsningen av kjøretøyet når det er frikoblet; - det at motoren kun bevirkes til å generere en elektrisk energi som maksimalt er lik 1,05 ganger energien nødvendig for å kompensere for tapene forårsaket av oppvarming av motoren, gjør at bremsevirkningen kan gjøres ubetydelig i forhold til kjøretøyets treghet, og sikrer således at føreren eller passasjerene ikke merker noen risting ved veksling mellom trinnene b) og d).
Oppfinnelsen vedrører også et dataopptaksmedium som inneholder instruksjoner for å utføre en fremgangsmåte for å opprettholde likespenning for magnetisering av en asynkron motor på en likespenningsbuss når disse instruksjonene eksekveres av en elektronisk prosessor.
Oppfinnelsen vedrører også et elektrisk kjøretøy som er innrettet for realisering av fremgangsmåten over, der dette elektriske kjøretøyet er utstyrt med:
- minst én asynkron motor for å rotere drivhjul,
- en styrbar DC/AC omformer som kan fungere som en likespenningsinverterfor å forsyne motoren, og alternativt som en likeretter, - en likespenningsmatebuss som kan kobles til og fra en kjøreledning og som er koblet til motoren gjennom omformeren for å forsyne omformeren med likespenning, der denne bussen er utstyrt med en anordning for midlertidig å opprettholde en likespenning på bussen når bussen er koblet fra kjøreledningen, og
- en prosessor som er i stand til å styre:
a) en magnetisering av motoren, og deretter
b) drift av motoren som en generator og drift av omformeren som en likeretter
under en frihjulsmodus der bussen er koblet fra kjøreledningen og det elektriske
kjøretøyet er frikoblet;
og der prosessoren er i stand til å, i frihjulsmodus:
c) styre deaktivering av omformeren når likespenningen på bussen når en øvre terskel, og d) holde omformeren i en hviletilstand så lenge likespenningen på bussen er høy-ere enn en minste likespenning for magnetisering av den asynkrone motoren, før
den gjentar kommandoene a) og b), idet motorens slip-puls under trinn b) velges lik 1/Tr, der Trer motorens tidskonstant.
Utførelsesformene av dette elektriske kjøretøyet kan omfatte følgende trekk:
- anordningen for midlertidig å opprettholde en likespenning utgjøres av minst én kondensator som er i stand til midlertidig å opprettholde en likespenning på matebussen når denne bussen er koblet fra kjøreledningen.
Oppfinnelsen vil forstås bedre etter lesning av den følgende beskrivelsen, som utelukkende er gitt som et eksempel og med henvisning til figurene, der: - Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av oppbyggingen til et elektrisk kjøretøy utstyrt med en likespenningsbuss, og - Figur 2 er et flytdiagram som illustrerer en fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning for magnetisering av en asynkron motor på likespenningsbussen i kjøretøyet i figur 1.
Figur 1 illustrerer et elektrisk kjøretøy 2 som er utstyrt med minst én asynkron motor for å rotere drivhjul 13 på dette kjøretøyet. Kjøretøyet kan for eksempel være et lokomotiv som er koblet til en kjøreledning 4 ved hjelp av en pantograf 6.
I dette eksempelet, for å forenkle figuren, er kun et elektrisk kraftforsyningssystem for en asynkron motor 10 som er i stand til å rotere hjulet 13 illustrert.
Andre strømforsyningssystemer for asynkrone motorer i kjøretøyet 2 kan, for eksempel, være identiske med det beskrevet i dette eksempelet.
Strømforsyningssystemet for motoren 10 innbefatter:
- en styrbar DC/AC omformer 12 som er i stand til å strømforsyne viklingene på statoren i motoren 10, - en likespenningsbuss 14 som er koblet til omformeren 12 for å forsyne den med likespenning, og
- en enhet 16 for å koble bussen 14 til kjøreledningen 4.
Omformeren 12 kan fungere som en likespenningsinverterfor å forsyne motoren 10 med trefasespenning, og alternativt som en likeretter for vekselstrøm å forsyne matebussen 14 med likerettet spenning oppnådd fra en trefasespenning generert av motoren 10 når den fungerer som en generator.
Likespenningsbussen 14 dannes av to elektriske ledere 20 og 21. Endene av de elektriske lederne 20, 21 er koblet til respektive innganger til omformeren 12. Mot- satte ender av lederne 20 og 21 er koblet til respektive utganger fra koblingsenheten 16.
Bussen 14 omfatter også minst én anordning for midlertidig å opprettholde en likespenning mellom lederne 20 og 21. I dette eksempelet, for å forenkle figuren, er kun en anordning 24 for midlertidig å opprettholde en likespenning illustrert. Anordningen 24 kan for eksempel utgjøres av en kondensator 26 som er koblet mellom lederne 20 og 21 og en utladningsmotstand 28 for kondensatoren som er koblet i parallell med terminalene til kondensatoren 26. Motstanden 28 er for eksempel valgt for å muliggjøre en reduksjon på 50 volt per sekund av likespenningen ved terminalene til kondensatoren 26.
Likespenningen Vbuspå bussen 14 måles av et voltmeter 30. Spenningen Vbuser lik 1800 VDcnår bussen 14 er koblet til kjøreledningen 4.
Koblingsenheten 16 gjør at bussen 14 elektrisk kan kobles til og fra kjøreledningen 4. For å muliggjøre dette er en inngang til enheten 16 koblet til kjøreledningen 4 ved hjelp av pantografen 6. Enheten 16 innbefatter, foreksempel, en strømbryter og eventuelt en spenningslikeretter dersom kjøreledningen 4 forsynes med vekselspenning.
Bussen 14 anvendes også for å strømforsyne tilleggsutstyr i kjøretøyet 2, så som foreksempel et varmeapparat, en ventilasjonsanordning eller vannpumper. For å forenkle figuren er kun ett tilleggsutstyr 40 illustrert. Utstyret 40 er koblet til strøm-lederne 20 og 21 ved hjelp av en DC/DC omformer 42. Omformeren 42 er i stand til automatisk å kutte strømforsyningen til utstyret 40 når spenningen VbUSer lavere enn en forbestemt terskel Sh. Som et eksempel, for en buss 14 der likespenningen normalt er 1800 Vdc, kan terskelen Sh velges lik 900 Vdc, det vil si halvparten av den normale likespenningen.
Bussen 14 er også tilkoblet en reguleringsmotstand 46 gjennom en styrbar
bryter 48.
Denne reguleringsmotstanden har til hensikt å dissipere energien som genereres av motoren 10 under regenerativ bremsing.
Kjøretøyet 2 innbefatter også en elektronisk prosessor 50 som er i stand til å styre omformeren 12 til å utføre fremgangsmåten i figur 2 for å opprettholde en magnetiseringsspenning. Denne prosessoren er også i stand til å styre bryteren 48.
For å styre omformeren 12 innbefatter prosessoren en tradisjonell modul 52 som styrer ved hjelp av pulsbreddemodulering. Denne modulen 52 er utstyrt med to innganger, den ene for å motta en statorfrekvensvariabel fSConsfor motoren og den andre for å motta et moduleringsforhold Tx.
Statorfrekvensen er frekvensen som magnetfeltet roterer med inne i motoren 10. Denne frekvensen svarer til en synkroniseringshastighet.
For å utføre fremgangsmåten i figur 2 er prosessoren 50 koblet til voltmeteret 30 og til en føler 56 for å måle rotorens mekaniske frekvens. Den mekaniske frekvensen svarer til rotasjonshastigheten til motorens 10 aksel.
Prosessoren 50 er i dette eksempelet basert på en tradisjonell programmerbar prosessor som er i stand til å eksekvere instruksjoner som er lagret på et dataopptaksmedium 58. I denne forbindelse inneholder mediet 58 instruksjoner for å utføre fremgangsmåten i figur 2 når disse instruksjonene eksekveres av prosessoren 50.
Virkemåten til prosessoren 50 og strømforsyningssystemet for motoren 10 vil nå bli beskrevet med henvisning til fremgangsmåten i figur 2.
Kjøretøyet 2 kan skifte mellom følgende tre driftsmodi:
- en trekkmodus 62 der motoren 10 roterer drivhjulet 13,
- en frihjulsmodus 63 der kjøretøyet er frikoblet og bussen 14 er koblet fra kjøre-ledningen 4, og
- en regenerativ bremsingsmodus 64 der kjøretøyet 2 bremses.
I trekkmodus er bussen 14 koblet til kjøreledningen 4 gjennom enheten 16. I trekkmodus fungerer omformeren 12 som en inverter for å forsyne motoren med elektrisk kraft ved hjelp av en trefasespenning som genereres fra likespenningen på bussen 14.
Når kjøretøyet 2 kjører i en bakke der det er nødvendig med en lett oppbremsing, er det hensiktsmessig å skifte til frihjulsmodus 63. I frihjulsmodus kobler enheten 16 bussen 14 fra kjøreledningen 4 under et trinn 70. Deretter deaktiverer prosessoren 50 omformeren 12 under et trinn 72. Når omformeren 12 er deaktivert, forsynes ikke lenger motoren 10 med elektrisk kraft og blir demagnetisert. Da utfører prosessoren et trinn 74 for å holde omformeren 12 i hviletilstanden så lenge spenningen Vbuser større enn en minste magnetiseringsspenning Vminfor motoren 10. Under trinn 74 avtar spenningen Vbusgradvis siden kondensatoren 26 utlades ved hjelp av motstanden 28.
Straks spenningen Vbussom målt av voltmeteret 30 blir lavere enn terskelen Vminstyrer prosessoren omformeren 12 under et trinn 76 for å magnetisere motoren 10 ved hjelp av spenningen VbUSsom fortsatt eksisterer på bussen 14. På dette tids-punktet kan spenningen Vbusfor eksempel være lik terskelen Vmm.
Straks magnetiseringen av motoren begynner, og uten å vente på at motoren er helt magnetisert, styrer prosessoren 50 omformeren slik at den gjør at motoren 10 fungerer som generator under et trinn 78. Under trinn 78 styrer prosessoren 50 også omformeren 12 slik at den fungerer som likeretter. Under trinnene 76 og 78 genererer motoren 10 en trefase vekselspenning som likerettes av omformeren 12 slik at likespenningsbussen 14 forsynes med likespenning som muliggjør opplading av anordningen 24.
Mer presist velges i trinn 78 frekvensvariabelen FSConslik den mekaniske frekvensen målt av føleren 56 minus én slip-puls Fg. I denne utførelsesformen velges pul-sen Fg lik 1/Tr, der Trer motorens tidskonstant. Med dette valget av slip-puls er likestrømmen ldog den reaktive (quadrature) strømmen lq som anvendes for å styre motoren 10 like, noe som minimerer tapene forårsaket av oppvarming. Med tap forårsaket av oppvarming menes i dette tilfellet tap som følge av strømtap og tap forårsaket av friksjon.
Under trinn 78 bestemmes moduleringsforholdsvariabelen Txsom sendes til modulen 52 i henhold til følgende likning:
- "." angir multiplikasjon,
- "/" angir divisjon,
- Vbuser likespenningen på bussen 14, og
- VAcer den effektive vekselspenningen mellom faser generert av motoren 10.
Under trinn 78 styrer prosessoren motoren ved hjelp av omformeren 12 slik at mengden energi som genereres av motoren 10 bare er såvidt høyere enn den minste mengden energi som kreves for å kompensere for tap forårsaket av oppvarming av motoren 10, og maksimalt lik 1,05 ganger denne minimumsenergien. På denne måten er mengden energi som genereres av motoren 10 litt større enn mengden energi som forbrukes av motoren 10.
Denne overskudsenergien muliggjør derfor opplading av kondensatoren 26. Videre, ettersom denne overskuddsenergien er liten, svarer den til en minimal oppbremsing av motoren 10, slik at føreren av kjøretøyet ikke merker noen risting når motoren 10 begynner å fungere som generator.
Under et trinn 82 sjekker prosessoren 50 om spenningen Vbuser lavere enn terskelen Sh. I så fall opprettholdes bruken av motoren som en generator og bruken av omformeren 12 som en likeretter under trinn 78.
I motsatt fall returnerer prosessoren til trinn 72.
På denne måten, siden spenningen på bussen 14 ikke overstiger terskelen Sh, blir ikke tilleggsutstyr, så som utstyret 40, forsynt med elektrisk kraft, noe som gjør at mengden energi som tas fra motoren når den fungerer som en generator kan begrenses, og derfor gjør at oppbremsingen av kjøretøyet 2 kan begrenses.
Trinnene 72 til 82 gjentas så lenge kjøretøyet er frikoblet og har høy nok hastighet til at motoren 10 kan lade opp kondensatoren 26 under trinn 78. For eksempel kan hastigheten til kjøretøyet 2 måtte være større enn en forbestemt terskel på 10 km/t. Når hastigheten til kjøretøyet 2 ikke lenger er høy nok til å lade opp kondensatoren 26, skifter kjøretøyet til en tradisjonell driftsmodus, for eksempel ved hjelp av en forbremsingsfase.
På et hvilket som helst tidspunkt, i frihjulsmodus, kan føreren av kjøretøyet 2 skifte til regenerativ bremsingsmodus. For å gjøre dette aktiverer føreren for eksempel et bremsehåndtak. Som reaksjon på dette utfører prosessoren 50 et trinn 86 for å magnetisere motoren 10 ved hjelp av spenningen Vbuspå bussen 14. Trinn 86 kan for eksempel være identisk med trinn 76. Deretter, straks motoren 10 begynner å bli magnetisert, styrer prosessoren 50 omformeren 12 under et trinn 88 slik at motoren 10 fungerer som en generator og omformeren 12 som en likeretter.
Samtidig, under et trinn 92, styrer prosessoren 50 lukking av bryteren 48 for å koble reguleringsmotstanden 46 til likespenningsbussen. I denne driftstilstanden blir trefasespenningen som genereres av motoren 10 gjort om av omformeren 12 til likespenning på likespenningsbussen. Denne likespenningen dissiperes av reguleringsmotstanden 46 til varme, slik at kjøretøyet 2 kan bremses.
Trinnene 88 og 92 varer så lenge føreren opprettholder denne bremsevirkningen.
En rekke andre utførelsesformer av kjøretøyet 2 og fremgangsmåten i figur 2 er mulige. I trinn 82 kan for eksempel terskelen der prosessoren 50 slutter å lade opp bussen 14 velges til å være forskjellig fra terskelen Sh.
Claims (1)
1. Fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning ved inngangen til en DC/AC spenningsomformer for å holde en asynkron motor i en magnetisert tilstand, der inngangen til DC/AC omformeren er elektrisk koblet til en likespenningsmatebuss i et elektrisk kjøretøy, der denne matebussen kan kobles til og fra en kjøreledning for å forsyne motoren, og der fremgangsmåten omfatter, i en frihjulsmodus der kjøretøyet er frikoblet og bussen er koblet fra kjøreledningen: a) et trinn (76) for å magnetisere motoren ved hjelp av likespenningen på bussen, og deretter b) et trinn (78) med bruk av motoren som en generator for vekselspenning og bruk av omformeren som en likeretter for vekselspenningen for å lade opp bussen med likespenning, i frihjulsmodus,
karakterisert vedat, fremgangsmåten også omfatter: c) et trinn (72) for å deaktivere omformeren når likespenningen på bussen når en øvre terskel, og deretter d) et trinn (74) for å holde omformeren i hviletilstanden så lenge likespenningen på bussen er høyere enn en minste likespenning for magnetisering av den asynkrone motoren, før retur til trinn a), idet
motorens slip-puls under trinn b) velges lik 1/Tr, der Trer motorens tidskonstant.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, for et elektrisk kjøretøy som er utstyrt med minst ett elektrisk tilleggsutstyr til hvilket strømforsyningen fra bussen automatisk kuttes når likespenningen på bussen kommer under en minste forsyningsspenning for tilleggsutstyret,
karakterisert vedat den øvre terskelen velges lavere enn denne minste forsyningsspenningen for tilleggsutstyret.
3. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat, under trinn b), omformeren styres slik at energien som genereres av motoren er større enn minimumsenergien nødvendig for å kompensere for tapene forårsaket av oppvarming av motoren og mindre enn 1,05 ganger denne minimumsenergien.
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat trinnene a) til d) kun gjentas så lenge det elektriske kjøretøyet er frikoblet og har en hastighet som overstiger en forbestemt terskel som tillater opplading av bussen.
5. Dataopptaksmedium,
karakterisert vedat det inneholder instruksjoner for å utføre en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, når disse instruksjonene eksekveres av en elektronisk prosessor.
6. Elektrisk kjøretøy, utstyrt med: - minst én asynkron motor (10) for å rotere drivhjul, - en styrbar DC/AC omformer (12) som kan fungere som en likespenningsinverter for å forsyne motoren, og alternativt som en likeretter, - en likespenningsmatebuss (14) som kan kobles til og fra en kjøreledning og som er koblet til motoren gjennom omformeren for å forsyne omformeren med likespenning, der bussen er utstyrt med en anordning (24) for midlertidig å opprettholde en likespenning på bussen når bussen er koblet fra kjøreledningen, og - en prosessor (50) som er i stand til å styre: a) en magnetisering av motoren, og deretter b) drift av motoren som en generator og drift av omformeren som en likeretter under en frihjulsmodus der bussen er koblet fra kjøreledningen og det elektriske kjøretøyet ruller fritt;
karakterisert vedat prosessoren også er i stand til å, i frihjulsmodus: c) styre deaktivering av omformeren når likespenningen på bussen når en øvre terskel, og d) holde omformeren i en hviletilstand så lenge likespenningen på bussen forblir høyere enn en minste likespenning for magnetisering av den asynkrone motoren, før den gjentar kommandoene a) og b), idet motorens slip-puls under trinn b) velges lik 1/Tr, der Trer motorens tidskonstant.
8. Elektrisk kjøretøy ifølge krav 7,
karakterisert vedat anordningen (24) for midlertidig å opprettholde en likespenning utgjøres av minst én kondensator (26) som er i stand til midlertidig å opprettholde en likespenning på matebussen når denne bussen er koblet fra kjøre-ledningen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0510283A FR2891961B1 (fr) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Procede de maintien d'une tension continue a l'entree d'un convertisseur continu-alternatif de tension, support d'enregistrement pour ce procede et vehicule electrique |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20064424L NO20064424L (no) | 2007-04-10 |
NO336493B1 true NO336493B1 (no) | 2015-09-07 |
Family
ID=36603074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20064424A NO336493B1 (no) | 2005-10-07 | 2006-09-29 | Fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning ved inngangen til en DC/AC omformer, opptaksmedium for fremgangsmåten og elektrisk kjøretøy |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7436142B2 (no) |
EP (1) | EP1772953B1 (no) |
JP (1) | JP2007110891A (no) |
KR (1) | KR101244811B1 (no) |
CN (1) | CN1949661B (no) |
BR (1) | BRPI0604452B1 (no) |
CA (1) | CA2558791C (no) |
FR (1) | FR2891961B1 (no) |
NO (1) | NO336493B1 (no) |
RU (1) | RU2416531C2 (no) |
TW (1) | TWI401876B (no) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2935930B1 (fr) * | 2008-09-12 | 2010-10-29 | Alstom Transport Sa | Chaine de traction electrique pour vehicule ferroviaire. |
ITTO20120674A1 (it) * | 2012-07-30 | 2014-01-31 | Ansaldobreda Spa | Controllo del funzionamento di un sistema elettronico di azionamento di un motore elettrico utilizzato per la trazione di un veicolo |
DE102012224188A1 (de) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Wasserschütz-Antriebs für ein Wasserschütz mit einer elektrischen Maschine, Betriebsschaltung, Wasserschütz-Antrieb und Wasserkraftanlage |
DE102016223539A1 (de) * | 2016-11-28 | 2018-05-30 | Robert Bosch Gmbh | Schutzvorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS579278A (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-18 | Fuji Electric Co Ltd | Overvoltage protecting device for inverter |
JPS6198187A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ制御回路 |
JPS6271404A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-02 | Toshiba Corp | 電気車用過電圧保護装置 |
US5614796A (en) * | 1994-07-06 | 1997-03-25 | Abb Patent Gmbh | Method for providing continuous power to electrical rail vehicle systems when rail power is interrupted |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4087734A (en) * | 1975-09-29 | 1978-05-02 | National Mine Service Company | Charging circuit for combination trolley and battery powered locomotives |
JPS579270A (en) | 1980-06-18 | 1982-01-18 | Shinko Electric Co Ltd | Controlling circuit for transistor inverter |
US4454455A (en) * | 1982-09-30 | 1984-06-12 | General Electric Company | Fault responsive means for changing control sequence of a multiple-bridge electric power converter |
KR0174093B1 (ko) * | 1995-11-27 | 1999-05-01 | 전성원 | 전기 자동차의 제동성 증대 장치 및 그 제어 방법 |
JP2874709B2 (ja) * | 1996-02-07 | 1999-03-24 | 日本電気株式会社 | 電界放出型冷陰極の製造方法 |
DE10228825A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung mit einem Spannungszwischenkreisumrichter |
CN1489275A (zh) * | 2002-10-09 | 2004-04-14 | 群 黄 | 交流电动机的自整流制动方法 |
US8025115B2 (en) * | 2003-06-02 | 2011-09-27 | General Electric Company | Hybrid vehicle power control systems and methods |
AU2005272903A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Railpower Technologies Corp. | Locomotive power train architecture |
-
2005
- 2005-10-07 FR FR0510283A patent/FR2891961B1/fr active Active
-
2006
- 2006-09-15 CA CA2558791A patent/CA2558791C/fr active Active
- 2006-09-25 EP EP06291504.6A patent/EP1772953B1/fr active Active
- 2006-09-29 CN CN2006101415252A patent/CN1949661B/zh active Active
- 2006-09-29 NO NO20064424A patent/NO336493B1/no unknown
- 2006-10-02 TW TW095136576A patent/TWI401876B/zh active
- 2006-10-04 KR KR1020060097614A patent/KR101244811B1/ko active IP Right Grant
- 2006-10-06 JP JP2006275647A patent/JP2007110891A/ja active Pending
- 2006-10-06 BR BRPI0604452-2A patent/BRPI0604452B1/pt active IP Right Grant
- 2006-10-06 RU RU2006135454/11A patent/RU2416531C2/ru active
- 2006-11-21 US US11/602,798 patent/US7436142B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS579278A (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-18 | Fuji Electric Co Ltd | Overvoltage protecting device for inverter |
JPS6198187A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ制御回路 |
JPS6271404A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-02 | Toshiba Corp | 電気車用過電圧保護装置 |
US5614796A (en) * | 1994-07-06 | 1997-03-25 | Abb Patent Gmbh | Method for providing continuous power to electrical rail vehicle systems when rail power is interrupted |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1772953A2 (fr) | 2007-04-11 |
CN1949661A (zh) | 2007-04-18 |
EP1772953B1 (fr) | 2014-06-11 |
KR20070038905A (ko) | 2007-04-11 |
US20070138995A1 (en) | 2007-06-21 |
NO20064424L (no) | 2007-04-10 |
BRPI0604452A (pt) | 2007-10-09 |
TW200731651A (en) | 2007-08-16 |
CN1949661B (zh) | 2010-10-13 |
CA2558791A1 (fr) | 2007-04-07 |
RU2416531C2 (ru) | 2011-04-20 |
CA2558791C (fr) | 2015-05-19 |
EP1772953A3 (fr) | 2008-04-09 |
KR101244811B1 (ko) | 2013-03-18 |
RU2006135454A (ru) | 2008-04-20 |
JP2007110891A (ja) | 2007-04-26 |
BRPI0604452B1 (pt) | 2018-05-15 |
US7436142B2 (en) | 2008-10-14 |
FR2891961B1 (fr) | 2008-03-14 |
FR2891961A1 (fr) | 2007-04-13 |
TWI401876B (zh) | 2013-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2012394964B2 (en) | System for multiple inverter-driven loads | |
US7595597B2 (en) | Vehicle propulsion system | |
US8143824B2 (en) | Regenerating braking system including synchronous motor with field excitation and control method thereof | |
KR100334555B1 (ko) | 전기자동차의회생제동제어방법및제어장치 | |
US8324846B2 (en) | Electric drive retarding system and method | |
JP6247811B2 (ja) | 推進システム | |
JPH11220801A (ja) | ハイブリッド電気自動車用給熱システム | |
AU2012348038B2 (en) | Method and apparatus to eliminate fuel use for electric drive machines during trolley operation | |
NO180436B (no) | Elektrisk driv- og fordelingssystem for et kjöretöy, samt fremgangsmåte for drift av et slikt system | |
US9597979B1 (en) | Method of controlling regeneration and boost functions of a hybrid powertrain | |
EP2879902B1 (en) | Optimized control of the operation of one or more traction systems of a train for entering and exiting from a coasting condition | |
AU2012348038A1 (en) | Method and apparatus to eliminate fuel use for electric drive machines during trolley operation | |
US20150343910A1 (en) | Supplying Electric Traction Motors of a Rail Vehicle with Electrical Energy Using a Plurality of Internal Combustion Engines | |
NO336493B1 (no) | Fremgangsmåte for å opprettholde en likespenning ved inngangen til en DC/AC omformer, opptaksmedium for fremgangsmåten og elektrisk kjøretøy | |
JPH11332007A (ja) | シリーズ型ハイブリッド自動車の駆動装置 | |
JP3972322B2 (ja) | 電気車の制御装置 | |
KR20110053092A (ko) | 전기 자동차 | |
JP3152027B2 (ja) | 電気車制動制御方法および電気車制御装置 | |
AU2021104213A4 (en) | A new control strategy for fast regenerative braking of electrical vehicles | |
KR20100032485A (ko) | 선로의 구배를 고려한 전동차의 전기제동 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ALSTOM TRANSPORT TECHNOLOGIES, FR |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ALSTOM TRANSPORT TECHNOLOGIES, FR |