MÉTODO Y APARATO PARA LA TRANSFERENCIA DE POTENCIA ELÉCTRICA.

Dispositivo (1) para la transferencia de potencia eléctrica desde una fuente de potencia a un punto de consumo eléctrico (5),

en particular, a un motor de impulsión de un vehículo ferroviario, en el que el dispositivo comprende - un lado de entrada para la conexión del dispositivo a la fuente de potencia; - un circuito intermediario de corriente continua (9) en el que el circuito intermediario (9) comprende una primera conducción de conexión de corriente continua (13) y una segunda conducción de conexión de corriente continua (15), encontrándose conectadas al lado de entrada dichas primera y segunda conducciones de conexión de corriente continua; y - un convertidor de corriente (11) para la inversión de corriente continua y para facilitar corriente alterna al punto de consumo (5), de manera que el convertidor de corriente está conectado a la primera (13) y a la segunda (15) conducción de conexión de corriente continua; de manera que, como mínimo, un condensador (17 a 20) está dispuesto en el circuito intermediario (9), teniendo el condensador dos polos opuestos, de manera que un primer polo está conectado a la primera conducción de conexión de corriente continua (13) y de manera que el segundo polo está conectado a la segunda conducción de conexión de corriente continua (15), caracterizado por ­ un dispositivo de medición (48) que está conectado al circuito intermediario (9), de manera que el dispositivo de medición está adaptado para medir un intervalo de tiempo de carga y/o descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20) con intermediario de una resistencia (10) que se utiliza para limitar la corriente de carga/descarga y ­ un dispositivo de evaluación (50) que está conectado al dispositivo de medición y que está adaptado para evaluar el intervalo de tiempo a efectos de decidir si el condensador (17 a 20) ha sido cargado y/o descargado o para decidir si la totalidad de condensadores (17 a 20) ha sido cargada y/o descargada

La presente invención se refiere a un dispositivo para la transferencia de potencia eléctrica desde una fuente de potencia a un punto de consumo de potencia eléctrica, en particular a un motor de impulsión de un vehículo ferroviario. Además, la presente invención se refiere a un método para el funcionamiento de dicho dispositivo.

El dispositivo comprende un lado de entrada para conectar el dispositivo a la fuente de potencia; un circuito intermediario de corriente continua, en el que el circuito intermediario comprende una primera y segunda conducciones de conexión de corriente continua, estando conectadas dichas primera y segunda conducciones de conexión de corriente continua al lado de entrada y un convertidor de corriente para invertir una corriente continua y para suministrar corriente alterna al punto de consumo de potencia. El convertidor de corriente está conectado a la primera y segunda conducciones de conexión de corriente continua. Como mínimo, un condensador está dispuesto en el circuito intermediario. El condensador tiene dos polos opuestos, de manera que un primer polo está conectado a la primera conducción de conexión de corriente continua y en el que el segundo polo está conectado a la segunda conducción de conexión de corriente continua.

El lado de entrada de circuito intermediario no está situado necesariamente en oposición al lado de potencia del punto de consumo. Como consecuencia, las conducciones de conexión de corriente continua no necesariamente llevan toda la corriente eléctrica desde la fuente de potencia al punto de consumo durante el funcionamiento del dispositivo. En vez de ello, puede ocurrir que lleven la corriente hacia y desde solamente el condensador o condensadores del circuito intermediario y en caso de que sea aplicable, hacia y desde el circuito de filtro. El término “fuente de potencia”, se refiere a cualquier dispositivo o red eléctricos que estén adaptados para suministrar potencia eléctrica, por ejemplo, una red de potencia para ferrocarril en CA o CC.

El, como mínimo, un condensador está dispuesto para evitar o reducir una realimentación de frecuencia desde el circuito intermediario a la fuente de potencia. Especialmente cuando el punto de consumo es un punto de consumo elevado, tal como un motor de impulsión de un vehículo ferroviario, la realimentación de frecuencia puede resultar relevante y los límites permitidos referentes a la vulnerabilidad electromagnética (EMV) pueden ser superados si el condensador o parte de los condensadores se encuentran en fallo.

Los límites referentes al EMV durante el funcionamiento de vehículos de tracción ferroviaria se han hecho más exigentes varias veces. Por lo tanto, ha pasado a ser cada vez más importante el garantizar el funcionamiento de, como mínimo, un condensador.

Se ha propuesto disponer un elemento de protección que está conectado en serie con el condensador (ver, por ejemplo, DE 28 31 495). Este elemento de protección está adaptado para limitar la corriente de descarga del condensador en el caso de un defecto o funcionamiento defectuoso en el dispositivo o de cualesquiera partes eléctricas conectadas. Además, o como alternativa, se puede conectar un fusible en serie con el condensador como elemento protector. Si el elemento protector resulta defectuoso o el fusible se ha “fundido”, el condensador no se puede cargar y no puede suavizar el voltaje en el circuito intermediario.

El vigilar el funcionamiento del elemento protector es difícil y provoca un esfuerzo adicional. Los costes para un dispositivo electrónico (tal como el descrito en DE 28 31 495) como elemento protector son comparativamente elevados y aumentarían adicionalmente al controlar su funcionamiento. Las realizaciones disponibles en el mercado no incluyen o no soportan una función de control. Algunos tipos de fusibles, que son elementos de protección adecuados, comprenden un indicador óptico para indicar si el fusible se ha “fundido”. Un contacto auxiliar puede ser conectado al fusible para controlar el funcionamiento del mismo. No obstante, el indicador puede que no marque de manera fiable el estado del fusible. En particular, experiencias prácticas han demostrado que un cortocircuito en el circuito intermediario debido al mal funcionamiento de un convertidor de corriente no provoca necesariamente un arco poderoso y, como resultado, el indicador óptico no reacciona. Además, el esfuerzo adicional de conectar y utilizar el contacto auxiliar no puede ser despreciado.

Como resultado, cuando un elemento protector ha resultado defectuoso o se ha “fundido”, es difícil detectar que el condensador correspondiente ya no se encuentra a disposición, excepto que el sistema en su conjunto resulte inestable debido a una capacitancia significativamente reducida o excepto que otras características o parámetros del sistema se vean influidos de manera significativa. Como consecuencia, los condensadores que se encuentran todavía a disposición quedarán sobrecargados y su vida útil se reducirá. Además, los límites antes mencionados referentes a EMV puede ser que no se cumplan.

El documento US 5 482 142 da a conocer un circuito limitador de la corriente de pre-carga de un condensador que limita la corriente de carga modulando el circuito de conmutación.

El documento US 2002/191426 da a conocer un circuito que limita la entrada de corriente en un suministro de CC de un inversor utilizando un conmutador en serie con el suministro de CC.

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo y método del tipo que se han indicado anteriormente, que permiten comprobar el funcionamiento de dicho, como mínimo, un condensador.

En particular, es deseable detectar si uno o varios de una serie de condensadores son defectuosos o están desconectados de la primera y/o segunda conducción de conexión de corriente continua del circuito intermediario.

Se propone medir un intervalo de tiempo de carga y/o descarga de dicho, como mínimo, un condensador y evaluar el intervalo de tiempo a efectos de decidir si el condensador ha sido cargado y/o descargado, o a efectos de decidir si todos los condensadores han sido cargados y/o descargados.

Con respecto al dispositivo, se propone instalar un dispositivo de medición que está conectado al circuito intermediario, de manera que el dispositivo de medición está adaptado para medir el intervalo de tiempo de carga y/o descarga de dicho, como mínimo, un condensador. Además, se puede disponer un dispositivo de evaluación que está conectado al dispositivo de medición y que está adaptado para evaluar el intervalo de tiempo a efectos de decidir si el condensador ha sido cagado y/o descargado o decidir si todos los condensadores han sido cargados y/o descargados.

El intervalo de tiempo de la carga y/o descarga se pueden medir en cualquier situación adecuada. No obstante, es preferible medir el intervalo de tiempo de la carga durante una carga inicial después del periodo en el que el dispositivo no ha estado en funcionamiento, por ejemplo, cuando un vehículo de tracción ferroviaria es preparado para funcionar. Por otra parte, es preferible medir el intervalo de tiempo de descarga en el extremo de un periodo en el que el dispositivo ha estado funcionando, por ejemplo, al final del periodo de funcionamiento del vehículo ferroviario.

Se puede utilizar una resistencia en un circuito de carga/descarga del dispositivo, específicamente para la carga/descarga. Puede no estar conectado o puede ser derivado durante el funcionamiento normal del dispositivo. La resistencia puede estar conectada y/o conmutada en serie con respecto a la fuente de potencia, de manera que la fuente de potencia puede ser utilizada para cargar, como mínimo, un condensador. Debido a la resistencia, el tiempo de carga/descarga se puede prolongar y de esta manera se puede aumentar la precisión de la medición de tiempo. Para el objetivo de descarga, la resistencia puede ser conectada a la primera conducción de conexión de corriente continua, por una parte, y se puede conectar a la segunda conducción de conexión de corriente continua, por otra parte. Por ejemplo, la resistencia puede ser conectada en serie a un interruptor, por ejemplo, un interruptor semiconductor, tal como un IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) para conmutar en marcha y paro el proceso de descarga.

En el caso de una fuente de potencia en CA, es conocido prever un ramal de filtro resonante para eliminar señales de frecuencia en el circuito intermediario durante el... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para la transferencia de potencia eléctrica desde una fuente de potencia a un punto de consumo eléctrico (5), en particular, a un motor de impulsión de un vehículo ferroviario, en el que el dispositivo comprende

• un lado de entrada para la conexión del dispositivo a la fuente de potencia;

• un circuito intermediario de corriente continua (9) en el que el circuito intermediario (9) comprende una primera conducción de conexión de corriente continua (13) y una segunda conducción de conexión de corriente continua (15), encontrándose conectadas al lado de entrada dichas primera y segunda conducciones de conexión de corriente continua; y

• un convertidor de corriente (11) para la inversión de corriente continua y para facilitar corriente alterna al punto de consumo (5), de manera que el convertidor de corriente está conectado a la primera (13) y a la segunda (15) conducción de conexión de corriente continua; de manera que, como mínimo, un condensador (17 a 20) está dispuesto en el circuito intermediario (9), teniendo el condensador dos polos opuestos, de manera que un primer polo está conectado a la primera conducción de conexión de corriente continua (13) y de manera que el segundo polo está conectado a la segunda conducción de conexión de corriente continua (15), caracterizado por

un dispositivo de medición (48) que está conectado al circuito intermediario (9), de manera que el dispositivo de medición está adaptado para medir un intervalo de tiempo de carga y/o descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20) con intermediario de una resistencia (10) que se utiliza para limitar la corriente de carga/descarga y un dispositivo de evaluación (50) que está conectado al dispositivo de medición y que está adaptado para evaluar el intervalo de tiempo a efectos de decidir si el condensador (17 a 20) ha sido cargado y/o descargado o para decidir si la totalidad de condensadores (17 a 20) ha sido cargada y/o descargada.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de medición (48) está conectado a un medio de medición de voltaje (42), que está adaptado para determinar una medición del voltaje que depende del estado de carga del, como mínimo, un condensador (17 a 20).

3. Dispositivo, según la reivindicación 2, en el que el medio (42) de medición de voltaje está combinado con un circuito activador (44) para activar el inicio y/o el final del intervalo de tiempo dependiendo del voltaje medido.

4. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el dispositivo (42) de determinación de voltaje está conectado al dispositivo de evaluación (50) y en el que el dispositivo (42) de determinación de voltaje está adaptado para determinar una medición del voltaje utilizado para cargar el, como mínimo, un condensador (17 a 20) y/o para determinar una medición de un voltaje que influye en la descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20).

5. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un dispositivo de memoria (46) para almacenar, como mínimo, un valor del intervalo de tiempo, en el que el dispositivo de memoria (46) está conectado al dispositivo de evaluación (50).

6. Procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo (1) para la transferencia de potencia eléctrica desde una fuente de potencia a un punto de consumo eléctrico (5), en particular, a un motor de impulsión de un vehículo ferroviario, en el que el dispositivo comprende

• un circuito intermediario de corriente continua (9), en el que el circuito intermediario (9) comprende una primera conducción de conexión de corriente continua (13) y una segunda conducción de conexión de corriente continua (15), así como

• un convertidor de corriente (11) para la inversión de corriente continua y para facilitar corriente alterna al punto de consumo (5), de manera que el convertidor de corriente está conectado a la primera (13) y a la segunda (15) conducción de conexión de corriente continua; de manera que, como mínimo, un condensador (17 a 20) está dispuesto en el circuito intermediario (9), teniendo el condensador dos polos opuestos, de manera que un primer polo está conectado a la primera conducción de conexión de corriente continua (13) y de manera que el segundo polo está conectado a la segunda conducción de conexión de corriente continua (15), caracterizado porque

se mide el intervalo de tiempo de carga y/o descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20), de manera que la carga/descarga se lleva a cabo con intermediario de una resistencia (10) y el intervalo de tiempo es evaluado a efectos de decidir si el condensador (17 a 20) ha sido cargado y/o descargado o para decidir si la totalidad de condensadores (17 a 20) ha sido cargada y/o descargada.

7. Procedimiento, según la reivindicación 6, en el que se mide un voltaje que depende del estado de carga de, como mínimo, un condensador (17 a 20).

8. Procedimiento, según la reivindicación 7, en el que el inicio y/o el final del intervalo de tiempo es activado dependiendo del voltaje medido.

9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 6 a 8, en el que se determina una medición de voltaje que se

5 utiliza para cargar el, como mínimo, un condensador (17 a 20) y/o se determina una medición de voltaje que influye en la descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20) y en el que la medición se tiene en cuenta cuando se toma la decisión de si el condensador (17 a 20) ha sido cargado y/o descargado o si todos los condensadores (17 a 20) han sido cargados y/o descargados.

10 10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el intervalo de tiempo de carga y/o descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20) se mide repetidamente y en el que, como mínimo, un valor de duración de un intervalo previo de tiempo de carga/descarga es tomado en consideración cuando se toma la decisión de si el condensador (17 a 20) ha sido cargado y/o descargado o si todos los condensadores (17 a 20) han sido cargados y/o descargados.

11. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 6 a 10, en el que un valor de comparación del intervalo de tiempo de carga y/o descarga del, como mínimo, un condensador (17 a 20) es almacenado y utilizado para decidir si se ha degradado la capacidad del, como mínimo, un condensador (17 a 20).