使三相电流对称的控制设备、列车及接触网系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于对称化三相电流的控制设备、列车及接触网系统，该三相电流经由相位转换器转换成两相电流，该两相电流由流过第一电负载的第一相电流和流过与第一电负载电气分离的第二电负载的第二相电流组成，其中，电负载中的至少一个包括列车中的电能存储设备，以用于存储电能以向列车中的电动机供电，并且其中第一和第二相电流中的至少一个被设置成第一相电流的绝对值与第二相电流的绝对值之间的差低于预定的可靠性值。

【技术实现步骤摘要】
使三相电流对称的控制设备、列车及接触网系统本技术涉及一种控制设备、一种列车以及一种接触网(catenary)系统。从US3,278,825A中已知一种将三相电流转换为两相电流的相位转换器。本技术的目的是要改进相位转换器在接触网系统的领域中的应用。根据本技术的一方面，在一种用于对称化或平衡经由相位转换器转换成由流过第一电负载的第一相电流和流过与第一电负载电气分离的第二电负载的第二相电流组成的两相电流的三相电流的方法中，该电负载中的至少一个包括列车中的用于存储电能以为列车中的电动机供电的电能存储装置，其中第一和第二相电流被设置成第一相电流的绝对值与第二相电流的绝对值之间的差低于预定的可靠性值。本技术基于以下思想：当前可用的电动车厢可以通过蓄电池来延伸以桥接铁路轨道的非电气化段。蓄电池可以在通过铁路轨道的电气化段期间或在例如站在线路的终点站时被充电。当前可用的蓄电池的可桥接距离在40km至80km之间。这样的配备有蓄电池的电动车厢将最有可能用在乡下的铁路轨道上，在那里，铁路运营者将被迫从中压电网获取电能。然而，静止时单个蓄电池列车组的充电功率在1.2MVA与2.5MVA之间。在双牵引列车的情况下，该电功率将加倍，并且因此，例如，根据EN50160或IEC1000-3-x，在不违反中压电网中的不对称或不平衡的可靠性值的情况下，不能作为单相负载从中压电网对称地获取功率。为了尽可能最好地从中压电网中建立平衡的能量提取，建议利用所提供的方法来将三相电流转换为两相电流，并使两个相位相对于彼此平衡。通过这种手段，确保了列车驾驶员的能量提取符合至少由电网操作员给出的可靠性值。因此，在所提供的方法的一个实施例中，预定的可靠性值应该取决于用于提供三相电流的供电网络中的不对称平衡的阈值。在所提供的方法的另一个实施例中，设置第一和/或第二相电流的步骤包括基于一个相电流来限制相电流中的另一个相电流的步骤。通过这种手段，确保了从电网提取能量不会导致需要不必要的能量提取。在所提供的方法的另一个实施例中，设置第一和/或第二相电流的步骤包括：如果一个相电流增加了相电流中的另一个相电流，则引导相电流中的该另一个相电流的至少一部分通过辅助负载。该辅助负载可以优选地是蓄电池。这意味着允许经由一个相电流来提取所需的电能。经由另一个相电流获取的过剩电能可以例如被在中间地存储在蓄电池中，并在以后使用。替换地，辅助负载可以是另外的相位转换器，其将电能馈送到上述相位转换器的初级侧返回到电网中。在另外的实施例中，控制设备包括存储器和处理器。其中，所提供的方法作为计算机程序而存储在存储器中，其中，处理器被适配成在将计算机程序从存储器加载到处理器中时执行该方法。根据本技术的另一方面，一种计算机程序包括：程序代码装置，当在电气设备上或所提供的控制设备之一中执行计算机程序时，该程序代码装置实行所提供的方法的所有步骤。根据本技术的另一方面，一种计算机程序产品包括存储在计算机可读数据载体上的程序代码，并且当在数据处理系统上执行该程序代码时该程序代码执行所提供的方法。根据本技术的另一个实施例，一种被适配成接收来自将三相电流转换成具有第一相电流和第二相电流的两相电流的相位转换器的第一相电流的列车，该列车包括电动机；电能存储设备，其被适配成接收第一相电流并向电动机提供电能；通信设备，其被适配成接收关于第二相电流的信息；以及所提供的控制设备。根据本技术的另一方面，一种用于向电动列车提供电能的接触网系统，包括第一接触网段、与第一接触网段电气分离或绝缘的第二接触网段，以及被适配成接收来自供电网络的三相电流以将三相电流转换为具有第一相电流和第二相电流的两相电流并且将第一电流提供给第一接触网段，并将第二相电流提供给第二接触网段的相位转换器。根据本技术的另一方面，一种用于对称化经由相位转换器转换成两相电流的三相电流的控制设备，该两相电流包括流过第一电负载的第一相电流和流过与第一电负载电气分离的第二电负载的第二相电流，其中所述控制设备包括用于测量所述第一相电流的第一测量装备和用于测量所述第二相电流的第二测量装备，以及比较装备，其中，电负载中的至少一个包括列车中的电能存储设备，以用于存储电能来向列车中的电动机供电，并且其中，第一和第二相电流中的至少一个被设置成第一相电流的绝对值与第二相电流的绝对值之间的差低于预定的可靠性值，其中比较装备包括比较元件和基于可靠性值定义的确定元件。根据本技术的另一方面，预定的可靠性值取决于针对提供三相电流的供电网络中的不对称平衡的阈值。根据本技术的另一方面，控制设备还包括：在第一相电流的路径中的第一控制元件和在第二相电流的路径中的第二控制元件，设置第一和第二相电流中的至少一个包括基于相电流中的一个相电流来限制相电流中的另一个相电流。根据本技术的另一方面，控制设备包括控制元件，其将过高的输出相电流引导至辅助负载，设置第一和第二相电流中的至少一个包括：如果一个相电流增加了相电流中的另一个相电流，则引导相电流中的所述另一个相电流的至少一部分通过辅助负载。根据本技术的另一方面，一种列车，其被适配成从相位转换器接收第一相电流，该相位转换器将三相电流转换成具有第一相电流和第二相电流的两相电流，该列车包括：电动机；电能存储设备，其被适配成接收第一相电流并向电动机提供电能；通信设备，其被适配成接收关于第二相电流的信息；以及根据前述的控制设备。根据本技术的另一方面，一种用于向电动列车提供电能的接触网系统，其包括第一接触网段、与第一接触网段电气分离的第二接触网段，以及相位转换器，其被适配成从供电网络接收三相电流，以将三相电流转换为具有第一相电流和第二相电流的两相电流，并将第一相电流提供给第一接触网段，并且将第二相电流提供给第二接触网段。根据本技术的另一方面，相位转换器是斯科特变压器。根据本技术的另一方面，该接触网系统包括前述的控制设备。根据本技术的另一方面，该接触网系统包括耦合到两个接触网段中的至少一个的电能存储设备。在所提供的接触网系统的另外的实施例中，相位转换器是斯科特变压器。在另一个实施例中，所提供的接触网系统包括所提供的控制器。在附加的实施例中，所提供的接触网系统包括耦合到两个接触网段之一的电能存储设备。本技术的上述特征、特性和优点以及实现它们的方式和方法将基于以下对实施例的描述而变得更加全面，这些描述将结合附图进行更详细的解释。其示出了：图1以示意图示出了向列车提供电能的接触网系统，图2以示意图示出了图1的列车中的控制设备，图3以示意图示出了图1的列车中的替换的控制设备；图4以示意图示出了为列车提供电能的替换的接触网系统，图5以示意图示出了为两列列车提供电能的替换的接触网系统，以及图6是图5的接触网系统的简化示意图。在附图中，相同的技术元件将具有相同的附图标记并且仅被描述一次。这些图仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使三相电流对称的控制设备，用于对称化经由相位转换器转换成两相电流的三相电流，该两相电流包括流过第一电负载的第一相电流和流过与第一电负载电气分离的第二电负载的第二相电流，其中所述控制设备包括用于测量所述第一相电流的第一测量装备和用于测量所述第二相电流的第二测量装备，以及比较装备，其中，电负载中的至少一个包括列车中的电能存储设备，以用于存储电能来向列车中的电动机供电，并且其中，第一和第二相电流中的至少一个被设置成第一相电流的绝对值与第二相电流的绝对值之间的差低于预定的可靠性值，其中比较装备包括比较元件和基于可靠性值定义的确定元件。/n

【技术特征摘要】
20190212 EP EP19020066.71.一种使三相电流对称的控制设备，用于对称化经由相位转换器转换成两相电流的三相电流，该两相电流包括流过第一电负载的第一相电流和流过与第一电负载电气分离的第二电负载的第二相电流，其中所述控制设备包括用于测量所述第一相电流的第一测量装备和用于测量所述第二相电流的第二测量装备，以及比较装备，其中，电负载中的至少一个包括列车中的电能存储设备，以用于存储电能来向列车中的电动机供电，并且其中，第一和第二相电流中的至少一个被设置成第一相电流的绝对值与第二相电流的绝对值之间的差低于预定的可靠性值，其中比较装备包括比较元件和基于可靠性值定义的确定元件。


2.根据权利要求1所述的控制设备，其中，预定的可靠性值取决于针对提供三相电流的供电网络中的不对称平衡的阈值。


3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中，控制设备还包括：在第一相电流的路径中的第一控制元件和在第二相电流的路径中的第二控制元件，设置第一和第二相电流中的至少一个包括基于相电流中的一个相电流来限制相电流中的另一个相电流。


4.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中，控制设备包括控制元件，其将过高的输出相电流引导至辅助负载，设置第一和第二相电流中的至少一个包...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·德雄，
申请(专利权)人：富雷尔弗赖股份公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH