用于电驱动的轨道车辆的设备的制作方法
【专利摘要】一种用于电驱动的轨道车辆的设备。本发明涉及一种用于电驱动的轨道车辆的设备，所述设备具有：电路装置(20)，所述电路装置能够与轨道车辆的牵引单元(12)连接并且——为了运行所述牵引单元——与铁路电网供电装置(22)连接；交流电压模式，在所述交流电压模式中，电路装置(20)与铁路电网供电装置(22)连接，所述铁路电网供电装置引导交流电压；和直流电压模式，在所述直流电压模式中，电路装置(20)与铁路电网供电装置(22)连接，所述铁路电网供电装置引导直流电压，其中电路装置(20)具有有源的多极(26)，所述多极在交流电压模式中作为变压设备连接在铁路电网供电装置(22)和牵引单元(12)之间，并且电路装置具有补偿设备(32)，所述补偿设备在直流电压模式中设为用于：抵抗从铁路电网供电装置(22)中得到的或者由牵引单元(12)产生的、流动至铁路电网供电装置(22)的电网电流(N)的干扰分量。为了提供用于为了在交流电压模式中运行而具有有源的多极的电驱动的轨道车辆的设备，其中通过所述设备能够在直流电压模式中以低的耗费执行干扰电流补偿功能，提出，补偿设备(32)包括用于检测至少一个电网电流特征变量(NK)的至少一个传感器单元(34)、有源的多极(26)和控制单元(36)，所述控制单元设为用于根据电网电流特征变量(NK)控制有源的多极(26)。
【专利说明】用于电驱动的轨道车辆的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电驱动的轨道车辆的设备，所述设备具有:电路装置，所述电路装置能够与轨道车辆的牵引单元连接并且一为了运行所述牵引单元一与铁路电网供电装置连接；交流电压模式，在所述交流电压模式中，电路装置与铁路电网供电装置连接，所述铁路电网供电装置引导交流电压；和直流电压模式，在所述直流电压模式中，电路装置与铁路电网供电装置连接，所述铁路电网供电装置引导直流电压，其中电路装置具有有源的多极，所述多极在交流电压模式中作为变压设备连接在铁路电网供电装置和牵引单元之间，并且所述电路装置具有补偿设备，所述补偿设备在直流电压模式中设为用于:抵抗从铁路电网供电装置中得到的或者由牵引单元产生的、流动至铁路电网供电装置的电网电流的干扰分量，其中补偿设备包括用于检测至少一个电网电流特征变量的至少一个传感器单元、有源的多极和控制单元，所述控制单元设为用于根据电网电流特征变量控制有源的多极。
【背景技术】
[0002]用于跨边界的交通或者用于具有不同的电压系统的电网中的交通的轨道车辆设计成，使得在交流电压和直流电压下运行是可行的。在交流电压模式中，在铁路电网供电装置和牵引单元之间设有馈电电路，所述馈电电路用作为变压设备。
[0003]在广泛发展的实施方案中，变压设备构成为变压器，所述变压器将由铁路电网供电装置引导的高压转换成适合于运行牵引单元的电压。变压器具有铁路电网侧的初级绕组和次级绕组，所述次级绕组有利地为电感器，所述电感器的尺寸设计得在直流电压模式中足以补偿电网电流中的不期望的干扰分量。
[0004]在其他的馈电电路中，在交流电压模式中借助于四极进行变压，所述四极具有有源的部件。例如，从EP 0670236A1中已知一种变压设备，在所述变压设备中，放弃使用大尺寸的变压器并且借助于具有变流阀的有源的功能元件进行变压。设备包括变压器，所述变压器与馈电电路的常见的主变压器相比尺寸设计得明显更小。
[0005]如果在交流电压模式中使用的馈电电路中不存在变压器或者——如在上述实施方案中那样一现有变压器的尺寸设计得对干扰电流补偿的功能不充分，那么需要DC电网扼流圈，以将牵引单元与DC铁路电网供电装置脱耦。根据现有技术，电网扼流圈由于在大多数DC铁路电网中的高要求的干扰电流极限值是困难的并且是空间耗费的。在DC电网扼流圈中出现的损耗相当大地影响牵引单元的总效率。
[0006]从DE 10 2010 044 322 Al中已知用于电驱动的轨道车辆的设备，其中设为用于在交流电压电网上运行的整流器装置当在直流电压电网上运行时作为用于产生补偿电流的有源滤波器运行。
【发明内容】
[0007]本发明基于下述目的:提供一种用于电驱动的轨道车辆的设备，所述设备为了在交流电压模式中运行具有有源的多极，通过所述设备能够以低的耗费在直流电压模式中执行干扰电流补偿功能。
[0008]对此提出:多极具有输入端，所述输入端在交流电压模式中构成为铁路电网侧的输入端，并且牵引单元与引导在交流电压模式中经过整流的电压的中间回路连接，其中多极经由输出端对中间回路一在交流电压模式中一馈送电能并且一在直流电压模式中——产生补偿电流，所述补偿电流与电网电流耦合。由此，存在的、在直流电压模式中通常不运行的单元有利地用于产生与电网电流耦合的补偿电流，其中能够以小的结构耗费提供补偿设备，所述补偿设备能够监控在中间回路中引导的电网电流的波度并且能够尤其有效地抵抗从中得出的干扰分量。
[0009]“多极”应当理解为具有至少两个输入端和两个输出端的开关单元。在一个优选的实施方案中，多极构成为四极。“有源的多极”应当理解为具有有源器件、尤其是半导体的开关元件、如晶体管的多极。多极的在交流电压模式中构成为铁路电网侧的输入端的输入端适当地由多极的在专业语言中称作为术语“馈电电路”的装置形成。
[0010]通过补偿电流经由多极的朝向中间回路的输出端产生进而经由所述输出端中的至少一个离开多极以便与电网电流耦合，能够实现用于产生具有一定流动方向的补偿电流的能量流，所述流动方向适合于在损耗小的情况下产生补偿电流。在此，所述能量能够通过输入端流动到多极中。在馈电电路在输入端中的至少一个输入端上提供补偿电流且对此经由输出端从中间回路中得到能量的具有相反能量流的配置中，针对在交流电压模式中的最佳运行来设计的常用的多极必须在部分负荷运行中运行，由此能够出现显著的损失。这尤其归因于:多极的内部部件主要为了提供用于馈电电流的能量而运行。
[0011]在根据本发明的配置中，尤其下述实施方案是可行的，在所述实施方案中，借助于控制馈电电路的有源部件产生补偿电流，所述馈电电路为此得到馈送到输入端中的能量，所述能量由有利地在多极之外、尤其仅在多极之外的源提供。由此，为控制多极以产生补偿电流得到更高的灵活性，所述灵活性能够有利地用于降低多极的部件中的损耗。特别地，能够有针对性地选择多极的子系统中的电压范围，所述电压范围适合于以低的损耗运行。
[0012]尤其应当将有源的多极设置在铁路电网供电装置和牵引单元“之间”理解为:有源的多极位于下述能量流中，所述能量流在牵引单元的牵引模式中从铁路电网供电装置流动至牵引单元，并且必要时在牵引单元的制动模式中从所述牵引单元向回流动至铁路电网供电装置。在直流电压模式中，有源的多极位于能量流之外，所述能量流借助于电网电流线路尤其直接从铁路电网供电装置引导至牵引单元或者沿相反的方向引导。传感器单元为了检测电网电流特征变量有利地与电网电流线路耦合，而补偿设备与电网电流线路适当地形成耦合输入点，在所述耦合输入点上将由有源的多极产生的补偿电流耦合输入到电网电流线路中。
[0013]术语“抵抗”尤其应当理解为下述过程:其中能够有利地以至少50%、优选以至少75%并且尤其优选以至少90%补偿电网电流的干扰分量。电网电流的“干扰分量”尤其应当理解为电网电流的下述分量，所述分量在至少一个特性方面不满足遵守通过铁路电网运营商确定的干扰电流极限或者所述分量对牵引单元的运行表现出缺点。电网电流的干扰分量尤其能够由谐波形成，所述谐波在牵引单元运行时产生并且不允许向回流动到铁路电网供电装置中，或者所述谐波由铁路电网供电装置引导并且所述谐波对牵引单元的运行表现出缺点。
[0014]根据本发明的一个优选的实施方案提出:传感器单元、控制单元和有源的多极是调节回路的组成部分。由此，能够结构简单地对电网电流连续地监控干扰分量的存在。
[0015]优选地，有源的多极具有高压变流器。由此，能够尤其有效且结构简单地抵抗电网电流的闻频的干扰分量。
[0016]“高压”在本文中应理解为由铁路电网供电装置提供用于轨道车辆的运行的电压。欧洲电网中常用的电压具有25kV/50Hz、15kV/16(2/3)Hz、3kV或1.5kV的数值。高压变流器适当地具有铁路电网侧的输入端，所述输入端引导从铁路电网供电装置得到的高压。特别地，高压变流器形成多极输入端，其中所述高压变流器形成所谓的馈电电路。
[0017]在本发明的一个优选的实施方式中，高压变流器包括至少一个模块化的直流变换器，所述直流变换器借助于调制法产生电压。“模块化的直流变换器”应当理解为具有至少一个变流器支路的变流器，所述变流器支路至少由模块的相互连接构成，所述模块分别具有至少一个储能器、尤其是存储电容器、和有源的开关元件以用于接通和断开储能器对支路的电压的贡献。借助于控制有源的开关元件，能够提供细微的电压级结构，其中通过不同的电压级的调制能够细微地且以高的频率调节变流器的输出电压。因此，模块化的直流变换器尤其适合于在直流电压模式中产生补偿电流。模块化的直流变换器的示例的实施方案和控制能够从出版物DE 101 03 03 I Al中推出。当模块的储能器的电压——相对于作为变压设备在交流电压模式中运行一在直流电压模式中明显更小时，得到其他有利的运行方式。由于在模块化的直流变换器的输出端子上的从中得出的较小的级电压，能够尤其有效地抵抗电网电流的干扰分量。此外，降低模块化的直流变换器的开关损耗并且在需要时能够提高模块化的直流变换器的最大的输出频率。
[0018]牵引单元与铁路电网供电装置在交流电压模式中的电隔离有利地借助于有源的多极的至少一个功能构件进行，所述功能构件形成多极输出端和多极输入端之间的电隔离。功能构件尤其能够由变压器形成。
[0019]优选地，在多极具有高压变流器的实施方案中，功能构件一关于从铁路电网供电装置到牵引单元的能量流——连接在所述高压变流器的下游。在此，尤其有利的是，功能构件是中频变压器，所述中频变压器针对高压变流器在中频范围中、尤其在(10Hz-1OkHz)的范围中的的输出频率来设计。
[0020]当多极具有形成多极输出端的至少一个整流器时，能够实现结构简单的解决方案。
[0021]此外，当设备具有脱耦机构时，能够在直流电压模式中实现保护中间回路和牵引单元的运行，所述脱耦机构设为用于至少限制补偿电流流动到中间回路中。脱耦机构尤其能够构成为电感器。
[0022]此外，当设备具有脱耦机构时，能够在直流电压模式中实现保护多极的运行，所述脱耦机构设为用于在直流电压模式中将从铁路电网供电装置得到的电压的直流电压分量与多极脱耦。由此，能够至少减少、尤其防止直流电流通过多极的输出端流动到多极中，其中因此能够将由多极产生的补偿电流与电网电流耦合。特别地，脱耦机构能够构成为电容器。
[0023]为了实现对补偿设备以结构简单的方式供电而提出:多极具有输入端，所述输入端在交流电压模式中构成为铁路电网侧的输入端并且在直流电压模式中与能量源连接以用于对多极供应电能。
[0024]在本发明的一个实施方案中，能量源是轨道车辆的辅助运行供电装置，由此通过连接到轨道车辆的现有的车载电网能够实现尤其简单的供电。
[0025]替选地，能量源能够是储能器，由此尤其能够消耗在交流电压模式中存储的能量以用于在直流电压模式中运行补偿设备。
[0026]根据另一个结构简单的实施变型形式，牵引单元与引导经过整流的电压的中间回路连接，所述中间回路在直流电压模式中用作为用于多极的能量源。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]根据附图阐述本发明的实施例。附图示出:
[0028]图1示出轨道车辆的具有补偿设备和牵引单元的电路，
[0029]图2示出具有高压变流器的补偿设备的细节图，
[0030]图3示出由高压变流器和整个补偿设备产生的电压信号，
[0031]图4示出作为模块化的直流变换器的高压变流器的实施方案，
[0032]图5示出具有全桥的级联电路的高压变流器的另一个实施方案，和
[0033]图6示出图1中的具有脱耦机构的电路。
【具体实施方式】
[0034]图1示出轨道车辆的电路10的示意图。电路10包括牵引单元12，所述牵引单元在轨道车辆的牵引模式中用于产生驱动轨道车辆的转矩。所述牵引单元尤其具有构成为异步机的行驶马达14，所述行驶马达与轨道车辆的未详细示出的驱动轴机械地耦合。牵引单元12还具有电源单元16，所述电源单元设为用于提供行驶马达14运行所需要的电功率。所述电源单元尤其构成为脉冲逆变器，所述脉冲逆变器基于中间回路18的直流电压VZK并且为了运行行驶马达14借助于开关元件或开关阀的开关过程产生交流电流。例如，所述开关元件或开关阀能够构成为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)。
[0035]电路10还具有电路装置20，所述电路装置在轨道车辆的运行模式中与牵引单元12和与铁路电网供电装置22电连接。轨道车辆的不同的集电器24.A和24.D用于建立与铁路电网供电装置22的线路的电接触。所述线路能够是架空线路或者是设置在底部区域中的导电轨。根据铁路网运营商，铁路电网供电装置22能够引导例如能够具有对于欧洲典型的数值25kV/50Hz或者15kV/16Hz 2/3的交流电压，或者能够引导例如能够具有对于欧洲典型的数值1.5kV或者3kV的直流电压。在下文中，在交流电压模式和直流电压模式之间根据通过铁路电网供电装置22引导的高压进行区分。
[0036]电路装置20包括中间回路18和至少一个有源的多极26，所述多极在交流电压模式中经由集电器24.A与铁路电网供电装置22电连接。在该模式中，多极26用作为变压设备，所述变压设备用于借助于有源的功能元件将从铁路电网供电装置22得到的高压转换成降压的整流的电压。所述电压尤其相应于中间回路18的中间回路电压VZK，牵引单元12从所述中间回路中得到驱动能量。在交流电压模式中，多极26因此设置在铁路电网供电装置22和牵引单元12之间的或铁路电网供电装置22和中间回路18之间的能量流中。多极26构成为四极并且经由其输出端Al、A2对中间回路18馈送电能。在所关注的实施例中，多极26的输出端A1、A2直接地连接到中间回路18上。此外，多极26的在交流电压模式中在铁路网侧的输入端E1、E2与电网扼流圈LN连接，所述电网扼流圈设置在铁路电网供电装置22和多极26之间。
[0037]在轨道车辆的运行模式中，行驶马达14作用为发电机，其中在制动时产生的电能在制动电阻器中转换成热量，存储在储能器中和/或经由多极26向回馈送到铁路电网供电装置22中。在所述最后提出的情况下，多极关于能量流同样连接在铁路电网供电装置22和中间回路18或牵引单元12之间。
[0038]电路装置20在直流电压模式中经由其他的集电器24.D与铁路电网供电装置22电连接，其中中间回路18经由输入阻流圈28直接地——即在没有接入变压设备的情况下一借助于电网电流线路30连接到铁路电网供电装置22上。电网电流线路30尤其设为用于:将从铁路电网供电装置22中得到的电能引导至中间回路18。在一个实施变型形式中，在输入阻流圈28和中间回路18之间能够设置有升压变换器形式的变压设备，其中此夕卜，在该实施方案中在直流电压模式中使用补偿设备是有利的。
[0039]电路装置20还包括在直流电压模式中用作为补偿设备32的设备。所述设备设为用于抵抗由电网电流线路30引导的电网电流N的干扰分量。所述电网电流N能够——如上面提及的那样一从铁路电网供电装置22中得到或者所述电网电流能够是由牵引单元12——例如在制动模式中——产生并且经由电网电流线路30向回流动到铁路电网供电装置22的电流。
[0040]补偿设备32包括传感器单元34，所述传感器单元设为用于检测至少一个电网电流特征变量NK。所述传感器单元与电源线路30耦合并且能够根据电网电流特征变量的实施方案例如能够构成为电压和/或电流变换器。
[0041]作为补偿设备32的其他的组成部分设有多极26，所述多极在交流电压模式中在能量流中用作为变压设备。在直流电压模式中，能量流从铁路电网供电装置22直接地经由中间回路18流动至牵引单元12，其中多极26不再视作为设置在能量流中。多极26通过多极26的有源的功能元件受到控制以产生补偿电流K的方式构成为补偿设备32的组成部分，所述补偿电流经由多极26的输出端Al、A2与电网电流N耦合。补偿设备32具有控制单元36，所述控制单元评估检测到的电网电流特征变量NK以确定电网电流N的干扰分量并且控制多极26以产生补偿电流K，所述补偿电流用于尽可能地补偿干扰分量。传感器单元34检测经过补偿的电网电流N的电网电流特征变量NK，使得所述传感器单元、控制单元36和多极26形成调节回路。
[0042]图2示出图1中的多极26的细节图。多极26的输入端El和E2由高压变流器38形成。在交流电压模式中，在铁路电网侧的输入端El和E2上施加有从铁路电网供电装置22中得到的高压。高压变流器38在交流电压模式中形成所谓的馈电电路，所述馈电电路将所述高压转换成中频的、例如几kHz的交流电压。多极26还包括中频变压器，所述中频变压器设计成用于转换中频范围中的电压。所述功能构件40形成多极输出端Al、A2与多极输入端E1、E2的电隔离。功能构件40的输出端与整流器42连接，所述整流器形成多极26的输出端Al和A2。整流器42在交流电压模式中提供经过整流的电压，所述电压相应于中间回路电压VZK。功能构件40和整流器42在所关注的实施方案中尤其唯一地存在于多极26中，使得在交流电压模式中整个能量流经由所述单元流动至输出端A1、A2或从所述输出端流动。
[0043]在直流电压模式中，在交流电压模式中在铁路电网侧设置的多极输入端El、E2与能量源44电连接。该能量源44用于对多极26在其用作为补偿设备32的组成部分时进行供电。在所关注的实施例中，能量源44相应于轨道车辆的辅助运行供电装置。所述辅助运行供电装置通常用于对轨道车辆的电负载供电，如尤其为空调机组、照明装置、插座、空气压缩机等。能量源44作为例如车载电池形式的储能器的一个替选的实施方案以虚线示出。在另一个实施方案中，多极26能够从中间回路18中得到其能量。该实施方案借助于点划线的连接在图6中示出。
[0044]补偿设备32的功能在下面阐明。
[0045]在直流电压模式中，借助于传感器单元34检测电网电流特征变量NK。基于检测到的电网电流特征变量NK，借助于控制单元36的运算单元46确定(见图1):电网电流N是否具有干扰分量，所述干扰分量在至少一个特性方面满足遵守预定的边界值。例如，能够基于电网电流特征变量NK确定:电网电流N是否具有谐波，所述谐波的幅值或频率大于允许值。换而言之，就此能够分析电网电流N的波度。对此，可用已知的方法，例如傅里叶分析和/或借助于带通滤波器的滤波。如果识别到干扰的特性，由控制单元36控制高压变流器38，使得其基于由能量源44提供的电压在其输出端处产生补偿电压。所述补偿电压具有时间上的电压变化，所述电压变化尽可能地相应于干扰分量的所确定的电压变化。所述信号由四极26产生，使得补偿电流K相对于电网电流N中的干扰分量具有180°的相移，并且在与电网电流N I禹合时出现对干扰分量和补偿电流K的破坏性的干涉。
[0046]电网电流N的干扰分量的尤其在至3kHz的频率范围中的典型的频率与中频变压器或者功能构件40设计用于的中频范围中的频率相比并且与整流器42的最大的时钟频率相比能够更大或更小，使得在多极输出端Al、A2处提供由高压变流器38产生的、高频的或低频的电压结构。
[0047]图3示例地示出电压信号，所述电压信号由高压变流器38 (左侧部分)和由整流器42 (右侧部分)在补偿电网电流N的高频的干扰分量时作为时间的函数产生。如上面已经讨论的那样，高压变流器38产生中频的信号，更确切地说，产生在下述频率范围中的信号，功能构件40或中频变压器针对所述频率范围设计。中频的结构与较高频率的结构叠力口，所述较高频率的结构借助于基于所评估的电网电流特征变量NK对高频变流器38的开关元件的细微控制通过控制单元36产生。中频分量由整流器42整流，其中高频的结构存在于整流器输出端处，进而存在于多极26的输出端A1、A2处。该结构用于:通过相移尽可能地补偿电网电流N的干扰分量。
[0048]在多极26作为补偿设备32的组成部分运行时，产生补偿电流K所需要的能量的能量流由设置在多极26之外的能量源44流动至输入端E1、E2，由此在多极26之外产生的能量通过输入端E1、E2馈入到由高压变流器38形成的馈电电路中。
[0049]图4示出高压变流器38作为模块化的直流变换器的实施方案。所述高压变流器具有四个支路48，所述支路设置在具有两个桥的桥式拓扑中。高压变流器38的输出电压在桥中点上导出。支路48分别由相同的也称作模块50的子系统相互连接构成，所述子系统除了开关组52之外具有至少一个储能器54、尤其是电容器形式的储能器。开关组52具有一组开关元件，所述开关元件尤其连接成全桥电路，并且具有接通或断开储能器54的功能。在此，储能器54能够在接通状态下充电或放电进而所述储能器能够——以由开关组触发的方式——以特定的符号贡献于支路48的电压。这种直流变换器的功能例如在公开文献DE 10103031A1中描述。模块50在一个支路中串联连接，并且两个支路之间的桥中点上的且在特定时间点的电压能够通过有贡献的储能器54的数量和其符号来确定。高压变流器38的输出电压是调制法的结果，其中在细微的电压级结构的级之间进行平均。这种模块化的直流变换器对于提供细微的电压结构以产生补偿电流(如在图3中示出)是尤其好地适合的。储能器54的电压、也称作相应的模块50的“模块电压”能够在直流电压模式中在多极26作为补偿设备32的组成部分运行时相对于交流电压模式明显下降。例如，相对于在交流电压模式中典型的为1500V的模块电压，能够考虑用于直流电压模式的大约为1000V的模块电压。由于在高压变流器38的输出端上的从中得出的较小的电压级，能够尤其有效地抵抗电网电流N的干扰分量。此外，能够降低高压变流器38的开关损耗。
[0050]图5示出多极26的另一个实施方案。为了避免不必要的重复，仅描述与上述实施方案的区别。这两个实施方案的区别在于在交流电压模式中用作为馈电电路的电路的构成方案。所述电路具有相同的变流器单元56的级联，所述变流器单元分别包括全桥电路VB的形式的整流器和与其串联连接的DC-DC变换器。DC-DC变换器的结构在右上方示出。特别地，所述DC-DC变换器具有中频变压器的形式的功能构件58，所述功能构件形成多极输入端E1、E2和多极输出端A1、A2之间的电隔离。多极输入端E1、E2由全桥电路VB的串联电路形成并且多极输出端A1、A2具有由DC-DC变换器的并联电路产生的电压。这种类型的馈电电路尤其在出版物EP 0670236A1中描述。在多极26作为补偿设备32的组成部分运行时，产生补偿电流K所需要的能量的能量流从设置在多极26之外的能量源流动至输入端E1、E2。在多极26之外产生的能量通过输入端E1、E2馈入到馈电电路中。在能量流相反的情况下，DC-DC变换器相对于交流电压模式在部分负荷运行中运行，所述部分负荷运行能够具有不利的效率，其中在所述能量流相反的情况下，经由输出端Al、A2从中间回路18中得到能量并且在输入端E1、E2上提供补偿电流K。在经由输入端E1、E2得到能量的优选的配置方案中，能够采取措施，以便降低在DC-DC变换器中出现的开关损耗。例如，在变流器单元56中产生的中间回路电压能够相对于交流电压模式降低。相对于能量流相反的上述情况，能够实现开关损耗的显著降低。
[0051]图6示出图1中的布置，其中电路装置20具有附加的脱耦机构60、62。为了概览，放弃示出传感器单元34和控制单元36。所述传感器单元和控制单元分别连接在多极26和中间回路18之间。第一脱耦机构60用于:在直流电压模式中将从铁路电网供电装置22中得到的电压的直流电压分量与多极26脱耦。所述第一脱耦机构尤其构成为电容器并且限制从铁路电网供电装置22中得到的电网电流N不期望地经由整流器42或DC-DC变换器(在根据图5的实施方案中)流动到多极26中。尤其构成为电感器的另一个脱耦机构62限制由多极26产生的补偿电流K不期望地流动到中间回路18中。
【权利要求】
1.一种用于电驱动的轨道车辆的设备，所述设备具有:电路装置(20)，所述电路装置能够与所述轨道车辆的牵引单元(12)连接并且为了运行所述牵引单元能够与铁路电网供电装置(22)连接；交流电压模式，在所述交流电压模式中，所述电路装置(20)与引导交流电压的所述铁路电网供电装置(22)连接；和直流电压模式，在所述直流电压模式中，所述电路装置(20)与引导直流电压的所述铁路电网供电装置(22)连接，其中所述电路装置(20)具有有源的多极(26)，所述多极在所述交流电压模式中作为变压设备连接在所述铁路电网供电装置(22)和所述牵引单元(12)之间，并且所述电路装置具有补偿设备(32)，所述补偿设备在所述直流电压模式中设为用于:抵抗从所述铁路电网供电装置(22)中得到的或者由所述牵引单元(12)产生的、朝向所述铁路电网供电装置(22)流动的电网电流(N)的干扰分量，其中所述补偿设备(32)包括用于检测至少一个电网电流特征变量(NK)的至少一个传感器单元(34)、有源的所述多极(26)和控制单元(36)，所述控制单元设为用于:根据所述电网电流特征变量(NK)控制有源的所述多极(26)， 其特征在于， 所述多极(26)具有输入端(El，E2)，所述输入端在所述交流电压模式中构成为铁路电网侧的输入端，并且所述牵引单元(12)与引导在所述交流电压模式中经过整流的电压(Vzk)的中间回路(18)连接，其中所述多极(26)经由输出端(A1，A2)对所述中间回路(18)在所述交流电压模式中馈送电能并且在所述直流电压模式中产生补偿电流(K)，所述补偿电流与所述电网电流(N)耦合。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器单元(34)、所述控制单元(36)和有源的所述多极(26)是调节回路的组成部分。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，有源的所述多极(26)具有高压变流器(38)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述高压变流器(38)包括至少一个模块化的直流变换器，所述直流变换器借助于调制法产生电压。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述多极(26)具有至少一个功能构件(40,58),所述功能构件形成多极输出端(Al, A2)和多极输入端(El, E2)之间的电隔离。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述多极(26)具有至少一个整流器(42)，所述整流器形成多极输出端(A1，A2)。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，设有脱耦机构(62)，所述脱耦机构设为用于至少限制所述补偿电流(K)流动到所述中间回路(18)中。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，设有脱耦机构(62)，所述脱耦机构设为用于在所述直流电压模式中将从所述铁路电网供电装置(22)得到的电压的直流电压分量与所述多极(26)脱耦。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述多极(26)具有输入端(El, E2)，所述输入端在所述交流电压模式中构成为铁路电网侧的输入端并且在所述直流电压模式中与能量源(44)连接以用于对所述多极(26)供应电能。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述能量源(44)是所述轨道车辆的辅助运行供电装置。
11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述能量源是储能器。
12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述牵引单元(12)与引导经过整流的电压(Vzk)的中间回路(18)连接，所述中间回路在所述直流电压模式中用作为用于所述多极(26)的能量源。
13.—种轨道车辆，所述轨道车辆具有根据上述权利要求中的任一项所述的设备。
【文档编号】H02M1/10GK104349928SQ201380028962
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年5月27日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】马丁·格林卡 申请人:西门子公司