RU2620128C2 - Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки для параллельных инверторов - Google Patents

Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки для параллельных инверторов Download PDF

Info

Publication number
RU2620128C2
RU2620128C2 RU2013113981A RU2013113981A RU2620128C2 RU 2620128 C2 RU2620128 C2 RU 2620128C2 RU 2013113981 A RU2013113981 A RU 2013113981A RU 2013113981 A RU2013113981 A RU 2013113981A RU 2620128 C2 RU2620128 C2 RU 2620128C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inverter
inverters
power signal
parallel
signal
Prior art date
Application number
RU2013113981A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013113981A (ru
RU2620128C9 (ru
Inventor
Давид БАРЛИНИ
Original Assignee
АЛЬСТОМ Транспор Текноложи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by АЛЬСТОМ Транспор Текноложи filed Critical АЛЬСТОМ Транспор Текноложи
Publication of RU2013113981A publication Critical patent/RU2013113981A/ru
Publication of RU2620128C2 publication Critical patent/RU2620128C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620128C9 publication Critical patent/RU2620128C9/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • B60L9/22Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines polyphase motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40Electrical machine applications
    • B60L2220/42Electrical machine applications with use of more than one motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/20Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/28Four wheel or all wheel drive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies 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)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки в тяговой системе для железной дороги содержит по меньшей мере два различных двигателя, каждый двигатель управляется с помощью по меньшей мере одного из двух инверторов, которые параллельно подключены к общей линии питания, которая подает сигнал питания постоянного тока с помощью соответствующего звена постоянного тока, при этом для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрен разъединитель, который отсоединяет соответствующий инвертор от упомянутой линии питания, каждый инвертор, кроме того, подключен к общей линии питания с помощью батареи конденсаторов фильтра и средства для предварительной зарядки указанных батарей конденсаторов, при этом средство предварительной зарядки содержит шунтирующий резистор и автоматический переключатель питания, который переключает сигнал питания постоянного тока на упомянутый шунтирующий резистор как только напряжение превысит заранее заданный порог. Для использования энергии, рассеиваемой резистором защиты, это изобретение предоставляет средство для поочередного замыкания разъединителей одного из двух инверторов и связь, которая перенаправляет сигнал питания от шунтирующего резистора инвертора, подключенного к линии питания упомянутым автоматическим переключателем питания, к батарее конденсаторов фильтра другого инвертора, который отсоединен от этой линии питания. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной системе жесткой предварительной зарядки для параллельных инверторов в тяговой системе для железной дороги, содержащая по меньшей мере два различных двигателя, каждый двигатель управляется с помощью по меньшей мере одного из двух инверторов, которые параллельно подключены к общей линии питания, которая подает сигнал питания постоянного тока с помощью соответствующего звена постоянного тока, для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрен разъединитель, который отсоединяет соответствующий инвертор от упомянутой линии питания, каждый инвертор, кроме того, подключен к общей линии питания с помощью батареи конденсаторов фильтра и средства для предварительной зарядки упомянутых батарей конденсаторов, эти средства предварительной зарядки содержат шунтирующий резистор и автоматический переключатель питания, который переключает сигнал питания постоянного тока на упомянутый шунтирующий резистор, как только напряжение превысит заранее заданный порог.
Тяговые системы описанного выше вида известны. В этих системах на входах каждого инвертора установлены большие батареи конденсаторов фильтра для фильтрования содержания гармоник линии питания и для локального хранения энергии, обеспечивающей функционирование упомянутых инверторов. Такой вид тяговой системы раскрыт, например, в работе "Recent Advances in power electronics technology for Industrial and Traction Machine Drives", Томас M. Янс и Владимир Бласко, доклады IEEE, том 89, №6, июнь 2001 г.
В данной области техники известны две системы зарядки, которые называются "мягкая предварительная зарядка" и "жесткая предварительная зарядка".
Так называемые системы "мягкой" предварительной зарядки используют резистор и переключатель для последовательного подключения этого резистора к линии питания и отключения от нее. Во время предварительной зарядки батарей конденсаторов сигнал питания подается через этот резистор и напряжение на конденсаторах увеличивается медленно, вследствие чего не возникает перенапряжение, которое может повредить электронные компоненты системы управления.
Упомянутый переключатель для подключения резистора к цепи сигнала питания и отключения от нее и сам резистор постоянно подключены к сигналу высокого напряжения и в случае повреждения тяговой системы перейдут в нерабочее состояние.
Известны системы, в которых отсутствует резистор и присутствует только разъединитель, который непосредственно подключает инвертор и конденсатор фильтра к сигналу питания. Обычно дросель фильтра ограничивает входной ток во избежание срабатывания устройств защиты. С другой стороны, перенапряжения гасят с помощью защиты, т.е. шунтирующего резистора. Автоматический переключатель питания, такой как прерыватель, переключает сигнал питания на шунтирующий резистор путем отсоединения инвертора и соответствующего конденсатора фильтра от упомянутого сигнала питания, как только напряжение превысит заранее заданное пороговое значение максимального допустимого напряжения, тогда как при падении напряжения ниже второго заранее заданного порогового значения, меньшего чем предыдущее, упомянутый переключатель восстанавливает соединение инвертора и соответствующего конденсатора фильтра с сигналом питания.
В этих системах часть энергии рассеивается в шунтирующем резисторе. Кроме того, когда система управления содержит два инвертора, каждый из них подключен к сигналу питания параллельно с другим инвертором через звено постоянного тока и каждый из этих инверторов управляет одним из различных двигателей, каскады подключения обоих инверторов подключаются к упомянутому сигналу питания, и поэтому входные токи достигают очень больших значений.
Цель данного изобретения заключается в том, чтобы предложить тяговую систему описанного выше типа, в которой при параллельном подключении двух инверторов, управляющих двумя различными двигателями, входной ток может поддерживаться на низком уровне, обеспечивая тем самым экономию энергии.
Это изобретение достигает указанной выше цели тем, что в описанной выше системе, т.е. тяговой системе для железной дороги, содержащей по меньшей мере два различных двигателя, каждый двигатель управляется с помощью по меньшей мере одного из двух инверторов, которые параллельно подключены к общей линии питания, которая подает сигнал питания постоянного тока с помощью соответствующего звена постоянного тока, при этом для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрен разъединитель, который отсоединяет соответствующий инвертор от упомянутой линии питания, каждый инвертор, кроме того, подключен к общей линии питания с помощью батареи конденсаторов фильтра и средства для предварительной зарядки упомянутых батарей конденсаторов, при этом средство предварительной зарядки содержит шунтирующий резистор и автоматический переключатель питания, который переключает сигнал питания постоянного тока на упомянутый шунтирующий резистор, как только напряжение превысит заранее заданный порог,
причем упомянутая тяговая система снабжена средством для поочередного замыкания разъединителей одного из двух инверторов и связью, которая перенаправляет сигнал питания от шунтирующего резистора инвертора, подключенного к линии питания упомянутым автоматическим переключателем питания, к батарее конденсаторов фильтра другого инвертора, который отсоединен от этой линии питания.
Согласно еще одной особенности на входах обоих звеньев постоянного тока, подключающих сигнал постоянного тока к инверторам, расположен дроссель фильтра для ограничения входного тока во время предварительной зарядки батарей конденсаторов фильтра.
В одном из вариантов осуществления изобретения упомянутые автоматические переключатели для переключения сигнала питания к резистору защиты от перенапряжения, т.е. к шунтирующему резистору, состоят из полупроводникового переключателя, такого как транзистор или прерыватель, который при превышении заранее заданного первого порогового значения максимального напряжения выполняет функцию перенаправления сигнала питания от батареи конденсаторов в ветвь защиты от перенапряжения, содержащую упомянутый шунтирующий резистор и упомянутую связь, в то время как при падении напряжения ниже второго порогового значения напряжения, меньшего чем упомянутое первое пороговое значение напряжения, упомянутое средство поочередного переключения снова подает сигнал питания к батарее конденсаторов.
Резистивное соединительное средство соединяет вместе два шунтирующих резистора в ветвях защиты от перенапряжения и таким образом переключает сигнал питания, который должен рассеиваться в шунтирующем резисторе, к батарее конденсаторов фильтра того инвертора, который в данное время отсоединен от сигнала питания.
В более конкретном варианте осуществления каждый инвертор параллельно подключен к батарее конденсаторов фильтра, переключающий прерыватель подключен через свой эмиттер и коллектор к ветви защиты от перенапряжения, которая соединена параллельно с упомянутой батареей конденсаторов ниже по цепи относительно разъединителя, и эта ветвь защиты содержит шунтирующий резистор и пару последовательно подключенных диодов, один из которых параллельно соединен с прерывателем, а другой параллельно соединен с шунтирующим резистором, при этом для соединения двух ветвей защиты от перенапряжения применено сопротивление, кроме того, установлено средство для поочередного переключения разъединителей двух каскадов подключения двух инверторов в закрытое и открытое состояния.
Согласно еще одному усовершенствованию на входе каскадов подключения может быть выполнен фильтр для отфильтровывания резонансных напряжений и токов, возникающих при поочередном отсоединении двух инверторов от линии питания.
Во-первых, особенности данного изобретения дают возможность рекуперации части энергии сигнала питания, подаваемого к одной из батарей конденсаторов фильтра, для зарядки указанной батареи конденсаторов фильтра одного из двух инверторов, которая рассеялась бы в резисторе защиты от перенапряжения, который относится к каскаду подключения другого из двух инверторов.
Кроме того, поскольку упомянутые инверторы и их соответствующие звенья постоянного тока подключены к линии питания поочередно, то входной ток остается на низком уровне, т.е. при значении, запрошенном одним из двух инверторов, причем в случае перенапряжения сигнал питания, отклоненный подключенным к линии питания инвертором, подается к батарее конденсаторов фильтра, отсоединенного от линии питания инвертора, и сохраняется в упомянутой батарее конденсаторов вместо рассеивания шунтирующим резистором.
Это изобретение также относится к электровозу, содержащему по меньшей мере две тележки и по меньшей мере два двигателя, каждый из которых приводит в движение по меньшей мере одну ось одной из упомянутых двух тележек или каждой из упомянутых двух тележек, и эти двигатели управляются инвертором тяговой системы в соответствии с одним или несколькими раскрытыми выше вариантами осуществления изобретения.
Это изобретение также относится к способу управления двумя тяговыми двигателями, в частности, железнодорожных транспортных средств или подобных им транспортных средств, каждый из этих двигателей управляется отдельным инвертором и к этим подключенным один параллельно другому инверторам подается сигнал питания постоянного тока, каждый инвертор подключен к сигналу питания через звено постоянного тока, параллельно каждому инвертору подключен предварительно заряжаемый входной конденсатор для хранения заранее заданного количества электроэнергии для приведения в действие соответствующего инвертора, в то время как напряжение сигнала питания в звене постоянного тока находится под контролем, при обнаружении перенапряжения упомянутое звено постоянного тока отключается от упомянутого сигнала питания и при обнаружении упомянутого перенапряжения упомянутый сигнал питания перенаправляется к предварительно заряжаемому входному конденсатору другого инвертора для зарядки упомянутого конденсатора.
В одном из усовершенствований сигнал питания поочередно подается к одному и другому из упомянутых двух инверторов, в случае перенапряжения упомянутый сигнал перенаправляется от входного конденсатора инвертора, который получает подаваемый сигнал питания, ко входному конденсатору инвертора, который не получает этот сигнал питания.
Далее, особенности и усовершенствования составят предмет, прилагаемой к настоящему описанию формулы изобретения.
Эти и другие особенности и преимущества данного изобретения станут более понятными из приведенного далее описания нескольких вариантов осуществления изобретения, показанных на прилагаемых фигурах, на которых:
На Фиг.1 показаны принципиальные электрические схемы, известные в отрасли.
На Фиг.2 показана принципиальная электрическая схема системы управления по настоящему изобретению.
На Фиг.3 показан характер изменения напряжений в батареях конденсаторов, обозначенных как конденсаторы C1 и C2, во время процесса предварительной зарядки с использованием системы по настоящему изобретению.
На Фиг.4 показана диаграмма тока во время процесса предварительной зарядки с использованием системы по настоящему изобретению.
Обычно электровозы имеют две тележки, приводимые в движение двигателями, и эти двигатели каждой тележки управляются предназначенным для этого инвертором. Такая конфигурация не является единственно возможной, но служит просто примером, который показывает, что локомотив имеет два параллельных инвертора, каждый из которых управляет по меньшей мере одним из различных двигателей.
Сигнал питания может быть получен от подвесной контактной линии с использованием пантографа или другими способами, известными из уровня техники. Упомянутый сигнал может быть сигналом переменного тока или сигналом постоянного тока. В случае сигнала переменного тока этот сигнал сначала подвергается преобразованию в преобразователе. Между пантографом или входом сигналаЮ, или генератором сигнала и преобразователем установлен линейный выключатель. Вторичный контур упомянутого преобразователя подключен к выпрямителю, который преобразует сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока, после чего упомянутый сигнал постоянного тока посредством блока подключения постоянного тока поступает из упомянутого выпрямителя на входы двух инверторов для управления двигателями двух тележек.
Инверторы изменяют входной сигнал в, как правило, трехфазный сигнал переменного тока, который имеет оптимизированную форму и частоту, амплитуду и другие параметры, изменяемые в соответствии с требуемым режимом передвижения локомотива.
Как правило, для специалиста эти функции являются хорошо известными и изученными.
Как уже отмечалось, высоковольтный сигнал питания может предоставляться в виде сигнала постоянного тока или может генерироваться посредством преобразования других видов энергии в электроэнергию, как в случае дизель-электрических локомотивов, которые используют дизельный двигатель для генерации с помощью генератора переменного тока электроэнергии, подаваемого к двигателям.
В итоге, описанный пример не должен рассматриваться как ограничивающий использование данного изобретения единственным типом локомотивов, точнее оно будет применимо к любым условиям, в которых множество электродвигателей должны получать питание от множества инверторов, которые должны иметь возможность быть индивидуально отсоединенными в случае неисправности без нарушения работы остальных инверторов и двигателей и без полной потери доступности заданой тяговой силы.
Упомянутые блоки подключения обычно имеют батареи конденсаторов фильтра, которые должны быть предварительно заряжены для корректной работы инвертора. Эти батареи заряжают через зарядный резистор, введенный в цепь, которая подает сигнал питания от выпрямителя, и назначение этого резистора состоит в удержании напряжения в пределах заранее заданных максимальных значений во время зарядки конденсатора фильтра.
При наличии двух параллельных инверторов предварительная зарядка батарей конденсаторов блока подключения каждого инвертора осуществляется отдельно от батарей конденсаторов, связанных с другим, вторым инвертором. Благодаря этой схеме ток зарядки может удерживаться в заранее заданных пределах.
На Фиг.1 показан пример питающей цепи, соответствующей известному уровню техники, при использовании в конфигурации, содержащей два параллельных инвертора 9, питание каждого из них осуществляется блоком 10 подключения, который содержит свою соответствующую батарею 110 конденсаторов фильтра и зарядный резистор 210.
На Фиг.2 показана структурная схема системы управления по настоящему изобретению и, в частности, блока подключения. Дроссель 410 осуществляет фильтрацию сигнала питания и приводит его в соответствие с ограничениями по току. В иллюстрируемом примере первая батарея 110 конденсаторов, предназначенная для зарядки одного из упомянутых двух инверторов 9, обозначена как C1, а вторая батарея 110 конденсаторов, предназначенная для зарядки другого инвертора 9, обозначена как C2. Разъединитель S1 замкнут, в то время как выключатель S2, который подключает второй инвертор 9, обозначенный как инвертор 2, находится в разомкнутом состоянии.
Средство 111, 112 автоматического переключения, состоящее из прерывателя, перенаправляет сигнал питания от заряжаемой батареи конденсаторов, когда напряжение превышает заранее заданное пороговое значение. В частности, для показанных на Фиг.3 результатов выполненного теста переключатель 111 при превышении напряжением VC1 значения 975 B, для регулирования напряжения, автоматически переходит в замкнутое состояние. В результате избыточная энергия, сохраненная в C1, перенаправляется резистором RCcrow соединения через диод D3 к батарее конденсаторов, обозначенной как C2, которая вслед за этим начинает заряжаться. Линии на Фиг.2 показывают путь прохождения сигнала питания. Стоит отметить, что в отсутствие описанного выше пути прохождения сигнала питания (RCcrow и D3 на Фиг.2), этот сигнал рассеивается шунтирующим резистором RAcrow или RBcrow в зависимости от того, какая из батарей конденсаторов в данное время непосредственно подключена к сигналу питания и подвергается предварительной зарядке.
Таким образом, можно понять, что часть энергии, которая в ином случае была бы рассеяна резисторами защиты, рекуперируется и используется для зарядки батареи конденсаторов, которая не заряжается в настоящее время.
На Фиг.3 показана диаграмма напряжения в зависимости от времени, а на Фиг.4 показана диаграмма тока в зависимости от времени.
График на Фиг.3 показывает диаграмму напряжений на конечных контактах упомянутой первой батареи конденсаторов и упомянутой второй батареи конденсаторов. Можно понять, что по мере регулирования напряжения VC1 прерывателем 111 напряжение батареи C2 конденсаторов начинает возрастать, чтобы через короткое время достичь уровня напряжения упомянутой первой батареи конденсаторов.
График на Фиг.4 показывает ток в проводнике. Следует учесть, что при приведении в действие прерывателя 1 ток, который до этого увеличивался, начинает уменьшаться, поскольку часть этого тока передается на зарядку батареи C2 конденсаторов, а другая часть рассеивается в резисторе RAcrow.
Приведенное выше описание ясно показывает отличительную особенность данного изобретения, которая заключается в том, что предоставляется возможность поочередного подключения к сигналу питания двух параллельно работающих инверторов. Это поочередное подключение позволяет уменьшить вдвое ток, используемый при предварительной зарядке, и обеспечивает экономию энергии благодаря использованию избыточной энергии для зарядки инвертора, который соответственно отсоединен от сигнала питания, вместо рассеивания этой энергии резисторами защиты для ограничения вышеуказанных значений напряжения в заданных пределах.

Claims (10)

1. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки параллельных инверторов в тяговой системе для железной дороги, содержащая по меньшей мере два различных двигателя, каждый двигатель (2) управляется с помощью по меньшей мере одного из двух инверторов (9), которые параллельно подключены к общей линии питания, которая подает сигнал питания постоянного тока с помощью соответствующего звена постоянного тока, для каждого из упомянутых двух инверторов предусмотрен разъединитель (S1, S2), который отсоединяет соответствующий инвертор от упомянутой линии питания, каждый инвертор также подключен к общей линии питания с помощью батареи (C1, C2) конденсаторов фильтра и средства для предварительной зарядки упомянутых батарей конденсаторов, это средство предварительной зарядки содержит шунтирующий резистор (RAcrow, RBcrow) и автоматический переключатель (111, 112) питания, который переключает сигнал питания постоянного тока на упомянутый шунтирующий резистор, как только напряжение превысит заранее заданный порог,
отличающаяся тем, что она снабжена средством для поочередного замыкания разъединителей (S1, S2) одного из двух инверторов (9) и связью (RCcrow, D3), которая перенаправляет сигнал питания от шунтирующего резистора (RAcrow, RBcrow) инвертора, подключенного к линии питания упомянутым автоматическим переключателем (111, 112) питания, к батарее (C1, C2) конденсаторов фильтра другого инвертора, который отсоединен от этой линии питания.
2. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки параллельных инверторов по п.1, отличающаяся тем, что на входах обоих звеньев постоянного тока, подключающих сигнал постоянного тока к инверторам, расположен дроссель фильтра для ограничения входного тока во время предварительной зарядки батарей конденсаторов фильтра.
3. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки параллельных инверторов по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые автоматические переключатели для переключения сигнала питания к ветви защиты от перенапряжения, т.е. к резистору защиты от перенапряжения, содержащие полупроводниковый переключатель, такой как транзистор или прерыватель, при превышении заранее заданного первого максимального порогового значения напряжения выполняют функцию перенаправления сигнала питания от первой батареи конденсаторов в ветвь защиты от перенапряжения, содержащую упомянутый шунтирующий резистор, тогда как упомянутое средство для поочередного замыкания соединителей подает сигнал питания ко второй батарее конденсаторов до тех пор, пока напряжение не упадет ниже второго порогового значения напряжения, меньшего чем упомянутое первое максимальное пороговое значение напряжения.
4. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки параллельных инверторов по п.1, отличающаяся тем, что резистивное соединительное средство соединяет вместе два шунтирующих резистора в ветвях защиты от перенапряжения и таким образом переключает сигнал питания, который должен был быть рассеян в шунтирующем резисторе, к батарее конденсаторов фильтра того инвертора, который в данное время отсоединен от сигнала питания.
5. Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки параллельных инверторов по п.1, отличающаяся тем, что каждый инвертор параллельно подключен к батарее конденсаторов фильтра, переключающий прерыватель подключен через свой эмиттер и коллектор к ветви защиты от перенапряжения, которая соединена параллельно с упомянутой батареей конденсаторов ниже по цепи относительно разъединителя, и эта ветвь защиты от перенапряжения содержит шунтирующий резистор и пару последовательно подключенных диодов, один из которых параллельно соединен с прерывателем, а другой параллельно соединен с шунтирующим резистором, при этом для соединения двух ветвей защиты от перенапряжения применено сопротивление.
6. Электровоз, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере две тележки и по меньшей мере два двигателя, каждый из которых приводит в движение по меньшей мере одну ось одной из упомянутых двух тележек или каждой из упомянутых двух тележек, и эти двигатели управляются инвертором системы управления, которая содержит один или несколько признаков по одному или нескольким предыдущим пп.1-5.
7. Способ управления двумя тяговыми двигателями, в частности, железнодорожных транспортных средств или подобных им транспортных средств, причем каждым из этих двигателей управляет отдельный инвертор и к этим инверторам, подключенным один параллельно другому, подают сигнал питания постоянного тока, каждый инвертор подключен к сигналу питания через звено постоянного тока, параллельно каждому инвертору подключен предварительно заряжаемый входной конденсатор для хранения заранее заданного количества электроэнергии для приведения в действие соответствующего инвертора, при этом контролируют напряжение сигнала питания в звене постоянного тока,
при обнаружении перенапряжения упомянутое звено постоянного тока отключают от упомянутого сигнала и при обнаружении упомянутого перенапряжения упомянутый сигнал питания перенаправляют к предварительно заряжаемому входному конденсатору другого инвертора для зарядки упомянутого конденсатора.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что сигнал питания поочередно подают к одному и другому из упомянутых двух инверторов, в случае перенапряжения упомянутый сигнал перенаправляют от входного конденсатора инвертора, который получает подаваемый сигнал питания, ко входному конденсатору инвертора, который не получает этот сигнал питания.
RU2013113981A 2012-03-27 2013-03-26 Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки для параллельных инверторов RU2620128C9 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12161614.8 2012-03-27
EP12161614.8A EP2644436B1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Improved hard pre-charge for parallel inverters

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2013113981A RU2013113981A (ru) 2014-10-10
RU2620128C2 true RU2620128C2 (ru) 2017-05-23
RU2620128C9 RU2620128C9 (ru) 2017-08-30

Family

ID=45932200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013113981A RU2620128C9 (ru) 2012-03-27 2013-03-26 Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки для параллельных инверторов

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2644436B1 (ru)
CN (1) CN103368493B (ru)
ES (1) ES2683346T3 (ru)
RU (1) RU2620128C9 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9214888B2 (en) * 2013-12-20 2015-12-15 Lg Chem, Ltd. Pre-charging system for a capacitor in a voltage inverter for an electric motor
CN106611986A (zh) 2015-10-26 2017-05-03 通用电气公司 对电容器组预充电
JP6529459B2 (ja) * 2016-04-06 2019-06-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置、及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
DE102020200990A1 (de) 2020-01-28 2021-07-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorladeschaltung und straßengeführtes Kraftfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547465C1 (de) * 1995-12-19 1996-12-19 Siemens Ag Stromrichteranordnung mit gekoppelten Spannungs-Zwischenkreisen
RU99394U1 (ru) * 2010-06-17 2010-11-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Система тягового электроснабжения электровоза переменного тока
US20110248564A1 (en) * 2010-03-17 2011-10-13 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Electric power converting system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101159425A (zh) * 2007-10-19 2008-04-09 王武 电梯扶梯组群变频驱动统一供电节能运行方法及装置
US7830036B2 (en) * 2008-09-30 2010-11-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power electronic module pre-charge system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547465C1 (de) * 1995-12-19 1996-12-19 Siemens Ag Stromrichteranordnung mit gekoppelten Spannungs-Zwischenkreisen
US20110248564A1 (en) * 2010-03-17 2011-10-13 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Electric power converting system
RU99394U1 (ru) * 2010-06-17 2010-11-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Система тягового электроснабжения электровоза переменного тока

Also Published As

Publication number Publication date
CN103368493A (zh) 2013-10-23
CN103368493B (zh) 2018-02-02
ES2683346T3 (es) 2018-09-26
EP2644436B1 (en) 2018-05-30
EP2644436A1 (en) 2013-10-02
RU2013113981A (ru) 2014-10-10
RU2620128C9 (ru) 2017-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10065511B2 (en) Hybrid drive system
US10611245B2 (en) Power conversion system
JP5819022B2 (ja) 鉄道車両の推進制御装置
CN112513651A (zh) 用于检测绝缘故障的方法
US10525838B2 (en) Power conversion system
US9401597B2 (en) Method and device for discharging an intermediate circuit of a power supply network
US9755443B2 (en) Safety concept for batteries
RU2620128C2 (ru) Усовершенствованная система жесткой предварительной зарядки для параллельных инверторов
CN108701556B (zh) 直流电压开关
RU2475912C2 (ru) Устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока
CN1816462B (zh) 牵引整流器的过电压限幅器
CN104767465A (zh) 一种电动车用永磁电机驱动装置
JP2010104106A (ja) 電力供給装置
US11097620B2 (en) Circuit system for railroad vehicle
CN105691245B (zh) 一种电力机车无冲击分区换相***及方法
EP2492132A2 (en) Drive device for railway vehicle
CN110116639A (zh) 基于超级电容的轨道车辆的供电方法
CN104411531B (zh) 用于运行电气的牵引驱动***的方法
CN205523768U (zh) 一种电力机车无冲击分区换相***
KR20100020659A (ko) 자기부상열차의 보조전원장치
CN110661331A (zh) 一种交直变换器
CN107834890B (zh) 一种电子负载装置
CN212301777U (zh) 一种接触器异常检测电路
CN211377603U (zh) 一种可回馈电能到电网的装置及***
JP5698356B2 (ja) エネルギー変換器、車両、および方法

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
TH4A Reissue of patent specification
PD4A Correction of name of patent owner