Dispositivo de suministro de energía para un vehículo.

Dispositivo de suministro de energía para un vehículo, en particular un vehículo sobre carriles,

con

- una pluralidad de unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2),

- una pluralidad de dispositivos de registro (111.1 a 111.6),

- y un dispositivo de mando (110), en donde

- cada unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) tiene asignado por lo menos uno de los dispositivos de registro (111.1 a 111.6),

- el dispositivo de registro (111.1 a 111.6) está configurado para registrar por lo menos una magnitud de estado que es representativa para las corrientes parásitas generadas por la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2), y

- el dispositivo de mando (18) está configurado para la desactivación selectiva de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2), y

- el dispositivo de mando (110) está conectado con las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y con los dispositivos de registro (111.1 a 111.6), caracterizado por que

- el dispositivo de mando (110) está configurado para formar en una etapa de comparación (112.2, 112.3) a partir de los valores registrados por los dispositivos de registro (111.1 a 111.6) un valor de suma representativo para la suma de las corrientes parásitas de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y comparar dicho valor de suma con un valor límite predeterminable, y

- el dispositivo de mando (110) está configurado para que en caso de una transgresión del valor límite más allá de un lapso de tiempo predeterminable en por lo menos una etapa de desactivación (112.4) desactive solo tantas de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) como sea necesario para lograr un descenso del valor determinado por debajo del valor límite por un valor de descenso predeterminable, en donde

- el valor de descenso es de 0% a 50% del valor límite, preferentemente de 20% a 30% del valor límite, y

- la determinación de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) a ser desactivadas en la etapa de desactivación (112.4) se efectúa dependiendo de una función del vehículo que en la actual situación de funcionamiento del vehículo debe realizarse con prioridad.

Dispositivo de suministro de energía para un vehículo La presente invención se refiere a un dispositivo de suministro de energía para un vehículo, en particular un vehículo sobre carriles, con una pluralidad de unidades convertidoras de potencia, una pluralidad de dispositivos de registro y un dispositivo de mando, en donde cada unidad convertidora de potencia tiene asignada por lo menos uno de los dispositivos de registro, estando el dispositivo de registro configurado para captar un valor de registro de por lo menos una magnitud de estado que es representativa para las corrientes parásitas generadas por la unidad convertidora de potencia, y estando el dispositivo de mando configurado para la desactivación selectiva de las unidades convertidoras de potencia. La presente invención se refiere adicionalmente a un vehículo, en particular un vehículo sobre carriles, con un dispositivo de suministro de energía de acuerdo con la invención, así como un procedimiento para controlar el dispositivo de suministro de energía.

En el tráfico de pasajeros y mercancías por vía terrestre, en particular en el tráfico ferroviario, por razones de seguridad es necesario evitar las influencias de las instalaciones reguladoras o señalizadora as del tránsito, u otras instalaciones que afecten el tráfico en el entorno de las vías de circulación. En particular en el caso de tales instalaciones o dispositivos predominantemente accionados por electricidad, es posible que las corrientes parásitas introducidas (por ejemplo, corrientes de retorno de la vía en el lado del vehículo) , generadas en los dispositivos de suministro de energía eléctrica de los vehículos empleados, puedan resultar en fallos indeseables.

Los convertidores de potencia de tracción necesarios para el accionamiento de un vehículo, así como los convertidores de frecuencia del sistema de alimentación de a bordo empleados para el abastecimiento de las instalaciones auxiliares del vehículo, por lo tanto presentan normalmente filtros de entrada correspondientes, con la finalidad de mantener las corrientes parásitas en determinados alcances de frecuencia relevantes por debajo de un valor límite admisible. Adicionalmente, en este contexto se conocen otras medidas que se pueden tomar, tales como por ejemplo una antirregulación (sincronización desviada apropiadamente de los convertidores de potencia) , o la selección de una frecuencia de servicio que difiera de la frecuencia de servicio de los circuitos de señal a ser protegidos, etc.

Sin embargo, en la práctica se pueden generar corrientes parásitas de magnitud inadmisible, entre otras cosas por errores en el mando del vehículo. Ejemplos de tales errores son asimetrías en el circuito de motor o en la excitación, así como errores en el sistema sensorio (por ejemplo, errores de desviación) , etc.

Para prevenir una influencia indeseable sobre los sistemas de señalización y otras instalaciones sensibles, en una serie de vehículos sobre carriles se provee un dispositivo de vigilancia central en el vehículo, que en base a las corrientes parásitas generadas por los dispositivos de tracción del vehículo vigila una trasgresión inadmisible de un valor límite predeterminado. Si se detecta una trasgresión, en esos vehículos se produce una desconexión del sistema de accionamiento en su totalidad. Una desventaja masiva de esta solución es que en este caso es imposible continuar la marcha, incluso si solamente un convertidor de potencia de los dispositivos de tracción es responsable del error. En particular en aquellas situaciones, en las que la continuación de la marcha del vehículo sería necesaria en vista de la seguridad de los pasajeros (por ejemplo, en caso de un sobrecalentamiento de un convertidor de potencia con el consiguiente peligro de incendio durante el paso por un túnel) , esto podría resultar en situaciones críticas.

Del documento DE 10 2005 045 603 A1 se conoce un dispositivo de suministro de energía de este tipo para un vehículo sobre carriles, en el que para las distintas unidades motrices se registra respectivamente la corriente parásita generada y se compara de forma descentralizada en la respectiva unidad de mando de la unidad motriz con un valor límite. El valor límite para las corrientes parásitas se calcula de manera constante para cada unidad motriz en dependencia del número de unidades motrices activadas del vehículo. Con esto se quiere lograr que, considerando el vehículo en su totalidad, no se exceda un nivel máximo de corriente parásita. Si en la unidad de mando de la respectiva unidad motriz se detecta una transgresión de dicho valor límite, se desconectara la respectiva unidad motriz.

No obstante, esta consideración también presenta una serie de desventajas. De esta manera, por una parte se interviene constantemente en las magnitudes fundamentales de los sistemas de vigilancia descentralizados (es decir, el valor límite en el que se basa la vigilancia) , lo que resulta crítico bajo aspectos de seguridad y por lo tanto hace necesario un mayor dispendio de seguridad. Esto es aplicable en particular si conforme a lo habitual la comunicación de los datos empleados para esta intervención se efectúa a través de un bus de datos del vehículo sobre carriles.

Un problema adicional de la determinación del valor límite en función del número de unidades motrices activadas consiste en que ya una leve transgresión de dicho valor límite resulta en la desactivación de la correspondiente unidad motriz, a pesar de que la suma de la corriente parásita generada por el vehículo todavía se encuentra (dado el caso incluso claramente) dentro del alcance tolerable.

Por lo tanto, el objetivo de la presente solicitud consiste en proveer un dispositivo de suministro de energía o un procedimiento para el control de un dispositivo de suministro de energía que respectivamente no presente las

desventajas previamente mencionadas, o que solo las presente en una medida reducida, y que en particular prevenga una desconexión temprana innecesaria de partes del dispositivo de suministro de energía.

La presente solicitud alcanza dicho objetivo partiendo de un dispositivo de suministro de energía de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación 1, a través de las características indicadas en la parte de caracterización de la reivindicación 1. Dicho objetivo se alcanza además partiendo de un procedimiento de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación 10, a través de las características indicadas en la parte de caracterización de la reivindicación 10.

La presente invención se basa en el principio técnico de que de una manera simple se puede prevenir una desconexión prematura innecesaria de diferentes unidades convertidoras de potencia, si se obtiene un registro para la vigilancia de las corrientes parásitas de las diferentes unidades convertidoras de potencia, pero formando un valor de suma de los distintos valores registrados para comparar este valor de suma con un valor límite para la corriente parásita generada por el vehículo en su totalidad. Si en esta comparación se determina una transgresión del valor límite (por un lapso de tiempo correspondientemente largo) , entonces se podrán desactivar selectivamente solo el número de unidades convertidoras de potencia que sea necesario para lograr que el valor calculado vuelva a descender por debajo del valor límite por un valor suficiente (correspondientemente predeterminable. De esta manera, por una parte es posible que en lugar de efectuar una desactivación global solo se realice una desactivación selectiva del número necesario de unidades convertidoras de potencia. Por otra parte, en comparación con los sistemas conocidos, con una desactivación selectiva en función de un valor límite predeterminado para cada unidad convertidora de potencia es posible ventajosamente que dado el caso se admitan corrientes parásitas de gran magnitud de diferentes unidades convertidoras de potencia individuales, mientras la corriente parásita total del vehículo se mantenga dentro de un alcance admisible. Por lo tanto es posible prevenir una desactivación prematura innecesaria de unidades convertidoras de potencia individuales. En cualquier caso, a través de la presente invención es posible ventajosamente identificar y (si es necesario) desactivar selectivamente unidades convertidoras de potencia individuales (más o menos) defectuosas.

De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención se refiere por lo tanto a un dispositivo de suministro de energía para un vehículo, en particular un vehículo sobre carriles, con una pluralidad de unidades convertidoras de potencia, una pluralidad de dispositivos de registro y un dispositivo de mando. Cada unidad convertidora de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de suministro de energía para un vehículo, en particular un vehículo sobre carriles, con -una pluralidad de unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , -una pluralidad de dispositivos de registro (111.1 a 111.6) , -y un dispositivo de mando (110) , en donde -cada unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) tiene asignado por lo menos uno de los dispositivos de registro (111.1 a 111.6) , -el dispositivo de registro (111.1 a 111.6) está configurado para registrar por lo menos una magnitud de estado que es representativa para las corrientes parásitas generadas por la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , y -el dispositivo de mando (18) está configurado para la desactivación selectiva de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , y -el dispositivo de mando (110) está conectado con las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y con los dispositivos de registro (111.1 a 111.6) , caracterizado por que -el dispositivo de mando (110) está configurado para formar en una etapa de comparación (112.2, 112.3) a partir de los valores registrados por los dispositivos de registro (111.1 a 111.6) un valor de suma representativo para la suma de las corrientes parásitas de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y comparar dicho valor de suma con un valor límite predeterminable, y -el dispositivo de mando (110) está configurado para que en caso de una transgresión del valor límite más allá de un lapso de tiempo predeterminable en por lo menos una etapa de desactivación (112.4) desactive solo tantas de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) como sea necesario para lograr un descenso del valor determinado por debajo del valor límite por un valor de descenso predeterminable, en donde -el valor de descenso es de 0% a 50% del valor límite, preferentemente de 20% a 30% del valor límite, y -la determinación de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) a ser desactivadas en la etapa de desactivación (112.4) se efectúa dependiendo de una función del vehículo que en la actual situación de funcionamiento del vehículo debe realizarse con prioridad.

2. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de 30 mando (110) está configurado para que en lo menos una etapa de desactivación (112.4)

- mediante el uso de los valores registrados por los dispositivos de registro (111.1 a 111.6) y por lo menos un criterio de decisión predeterminable determine una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) a ser desactivada, y -desactivar la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) que ha de ser desactivada, en donde -el dispositivo de mando (110) está configurado en particular para -en la por lo menos una etapa de desactivación (112.4) desactivar por lo menos la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) con la mayor corriente parásita, y/o -repetir la etapa de comparación (112.2, 112.3) y la etapa de desactivación (112.4) .

3. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 45 caracterizado por que -la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) comprende por lo menos un convertidor de potencia (104.5 a 104.8, 109.1, 109.2) , en donde -el convertidor de potencia en particular es un convertidor de potencia de tracción (104.5 a 104.8) o un 50 convertidor de potencia de la red de a bordo (109.1, 109.2) .

4. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que

-El valor límite predeterminable es un valor límite variable que en particular varía en función de influencias externas, y/o -el valor límite predeterminable es un valor límite de amplitud.

5. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el dispositivo de mando (110) está conectado con las unidades convertidoras de potencia

(104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y/o los dispositivos de registro (104.5 a 104.8, 109.1, 109.2) a través de por lo menos un sistema de bus de datos (113) .

6. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que el lapso de tiempo predeterminable es de 0, 1 s a 2 s.

7. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que -el dispositivo de mando (110) está configurado para reactivar en una etapa de reactivación (112.8) una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) desactivada en la por lo menos una etapa de desactivación (112.4) después de transcurrir un lapso de tiempo predeterminable adicional, en donde -el dispositivo de mando (110) en particular está configurado para ejecutar un número máximo predeterminable de N etapas de reactivación adicionales para una unidad convertidora de potencia después de una nueva desactivación de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , en donde N en particular es de 1 a 5.

8. Dispositivo de suministro de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 15 caracterizado por que -por lo menos un dispositivo de registro (111.1 a 111.6) es un dispositivo sensor para medir un valor de medición representativo de la corriente parásita de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) asignada, y/o -por lo menos un dispositivo de registro (111.1 a 111.6) comprende un modelo para determinar un valor representativo de la corriente parásita de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) asignada a partir de por lo menos una magnitud de estado de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) .

9. Vehículo, en particular un vehículo sobre carriles, con un dispositivo de suministro de energía (102) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

10. Procedimiento para el control de un dispositivo de suministro de energía, en particular un dispositivo de suministro de energía para un vehículo, con una pluralidad de unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , en el que -para cada unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) se registran valores de registro que son representativos para las corrientes parásitas generadas por la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y, -por lo menos una de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) se desactiva selectivamente para reducir las corrientes parásitas generadas por el dispositivo de suministro de energía (102) ,

caracterizado por que

- en una etapa de comparación (112.2, 112.3) a partir de los valores registrados se forma un valor de suma representativo para la suma de las corrientes parásitas de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) y se compara con un valor límite predeterminable, y -en caso de transgresión del valor límite durante un lapso de tiempo predeterminable en por lo menos una etapa de desactivación (112.4) se desactivan solo tantas unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 45 109.2) como sea necesario para lograr un descenso del valor por debajo del valor límite por un valor de descenso predeterminable, en donde -el valor de descenso es de 0% a 50% del valor límite, preferentemente de 20% a 30% del valor límite, y -la determinación de las unidades convertidoras de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) que han de ser desactivadas en la etapa de desactivación (112.4) se efectúa dependiendo de una función del vehículo que en la actual situación de funcionamiento del vehículo debe realizarse con prioridad.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que en la por lo menos una etapa de desactivación (112.4) , 55 -mediante el uso de los valores registrados por los dispositivos de registro (111.1 a 111.6) y por lo menos un criterio de decisión predeterminable, se determina una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) que ha de ser desactivada, y -se desactiva la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) que ha de ser desactivada, en donde -en la por lo menos una etapa de desactivación (112.4) se desactiva en particular por lo menos la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) con la mayor corriente parásita, y/o 65 -se repite en particular la etapa de comparación (112.2, 112.3) y la etapa de desactivación (112.4) .

12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado por que -la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) comprende por lo menos un convertidor de potencia (104.5 a 104.8, 109.1, 109.2) , en dond.

5. el convertidor de potencia en particular es un convertidor de potencia de tracción (104.5 a 104.8) o un convertidor de potencia de la red de a bordo (109.1, 109.2) .

13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que -el valor límite predeterminable es un valor límite variable que en particular varía en función de influencias externas, y/o -el valor límite predeterminable es un valor límite de amplitud, y/o -el lapso de tiempo predeterminable es de 0, 1 s a 2 s. 20

14. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que -en una etapa de reactivación (112.8) , una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) desactivada en la por lo menos una etapa de desactivación (112.4) , es reactivada después de transcurrir un lapso de tiempo predeterminable adicional, en donde -para una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , después de una nueva desactivación de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) , se ejecuta en particular un número máximo predeterminable de N etapas de reactivación adicionales , en donde N en particular es de 1 a 5.

15. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado por que -se mide por lo menos un valor de medición representativo de la corriente parásita de una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2)

y/o -se calcula un valor representativo de la corriente parásita de una unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) a través de un modelo de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) a partir de por lo menos una magnitud de estado de la unidad convertidora de potencia (104.1 a 104.4, 109.1, 109.2) .