Circuito de desacople de enlace de corriente continua para inversores en paralelo.

Circuito de desacople de enlace de corriente continua (12) en combinación con dos inversores (9) que están conectados en paralelo con una línea común de fuente de alimentación de corriente continua (11),

accionando cada inversor un motor de tracción (2) distinto, proporcionándose medios de conmutación (16) para cada uno de dichos dos inversores, para separar el correspondiente inversor de dicha línea de fuente de alimentación en caso de fallo,

caracterizado porque

dicho circuito de desacople de enlace de corriente continua está dotado de medios de atenuación / amortiguación de oscilación de resonancia, en forma de un filtro RL resistor-inductor (13, 17).

Circuito de desacople de enlace de corriente continua para inversores en paralelo

La presente invención se refiere a un circuito de desacople de enlace de corriente continua, que se proporciona en combinación con dos inversores, estando dichos inversores conectados en paralelo con una línea común de fuente de alimentación de corriente continua, y accionando cada uno de dichos inversores un motor de tracción distinto, proporcionándose medios de conmutación para cada uno de dichos dos inversores, para separar el correspondiente inversor de dicha línea de fuente de alimentación en caso de fallo.

La arquitectura de bogie divulgada en lo que antecede se usa habitualmente en locomotoras eléctricas.

Las locomotoras de este tipo son bien conocidas en la técnica, y extensamente usadas. En particular, esta configuración se emplea en combinación con el uso de motores de corriente alterna.

En una locomotora típica, la fuerza electromotriz, EMF, es extraída de una línea de electrificación suspendida o en forma de un tercer riel, o es generada por un motor Diesel u otro tipo de motor a bordo de la locomotora.

La señal de energía extraída, por ejemplo, desde una línea eléctrica suspendida puede ser una señal de corriente alterna, y es transformada y rectificada. La señal de corriente alterna en la salida del rectificador o convertidor es transformada en una señal de corriente continua y es transmitida a un inversor para su transformación en una señal de energía y control de motor. Esto cambia la señal de corriente continua en una señal de fuente de alimentación de corriente alterna, que tiene ondas y parámetros especialmente adaptados a las condiciones de movimiento deseadas.

Es conocida la dotación de múltiples bogies con múltiples ejes y más de un motor, estando los motores diseñados para accionar distintos ejes del mismo bogie o de distintos bogies.

En este caso, se usan generalmente varios inversores en paralelo, que reciben la señal de energía, y cada uno de los cuales suministra energía a al menos uno de los motores, es decir, cada inversor energlza distintos motores. El artículo de Skarpetowski et al. "Cálculo analítico de armonías de corriente de suministro generadas por unidad de tren", publicado en EPE PEMC 2006, divulga un dispositivo de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1.

En este tipo de locomotoras, los inversores están conectados en paralelo con una línea común de suministro de señal de alto voltaje y, por tanto, todos los componentes de dicha línea son comunes para todos los inversores y están conectados con las entradas de cada inversor. Dado que las unidades que forman los inversores están generalmente equipadas con un condensador de enlace de corriente continua, dos Inversores en paralelo son generalmente problemáticos en el intervalo de ciertas frecuencias, debido a la resonancia de estos condensadores y a las inductancias extraviadas del cableado.

En la técnica anterior, este inconveniente es generalmente abordado potenciando en exceso los condensadores.

Una manera alternativa de obviar los inconvenientes precitados consiste en usar barras de bus con bajas inductancias parasitarias. En consecuencia, las frecuencias de resonancia son desplazadas a valores altos, con los cuales prevalece el

efecto epidérmico.

No obstante, en caso de avería de un inversor o un motor, la locomotora pierde ambos motores controlados por los dos inversores, porque no hay ninguna manera de aislar solamente el inversor o motor averiado. Si la locomotora tiene dos bogies, cada uno con su motor de accionamiento, entonces, en la condición mencionada anteriormente, se pierde la tracción por parte de ambos bogies.

La invención tiene el objeto de proporcionar una locomotora según lo descrito anteriormente en la presente memoria, en la que los inconvenientes descritos anteriormente de los circuitos de desacople de enlaces de corriente continua de la técnica anterior, en particular, en locomotoras, pueden ser obviados por medios sencillos, baratos y fáciles de usar, mejorando a la vez la eficacia de la construcción y reduciendo los costes.

La invención satisface los objetos anteriores por medio de un circuito de desacople de enlace de corriente continua, en combinación con dos inversores, con dichos inversores conectados en paralelo con una línea común de fuente de alimentación de corriente continua, accionando cada inversor un motor de tracción distinto, proporcionándose medios de conmutación para cada uno de dichos dos inversores, para separar el correspondiente Inversor de dicha línea de fuente de alimentación en caso de fallo, estando dicho circuito de enlace de corriente continua dotado además de medios de atenuación / amortiguación de oscilación de resonancia, en forma de un filtro RL (filtro resistor-inductor) que desacopla la condición de resonancia de los inversores, es decir, de los condensadores de entrada.

De acuerdo a una característica adicional, dicho filtro RL se interpone entre la línea común de fuente de alimentación y un condensador de entrada de cada uno de los inversores.

Una construcción especial del filtro incluye un inductor para cada rama de la línea de fuente de alimentación que conecta uno de los inversores, que está conectado en serie entre dicha linea común de fuente de alimentación y dicho inversor, y un resistor que está conectado en paralelo con dichos inductores y en paralelo con las entradas de dichos dos inversores, y que conecta las dos ramas que conectan los dos inversores entre sí.

Los dos inductores conectados en serie con las entradas de inversores tienen, ventajosamente, el mismo valor de inductancia.

De acuerdo a una mejora, dichos dos inductores tienen un núcleo metálico común.

De acuerdo a otra característica más, un conmutador está conectado en serie con la entrada de cada inversor, y con su inductor en la rama de conexión, para separar el correspondiente inversor de la línea de fuente de alimentación.

Las características de la presente invención permiten desacoplar la resonancia entre los condensadores de entrada de los dos inversores, permitiendo además la separación de los inversores de la fuente de alimentación en caso de avería. Como está más claramente explicado en la siguiente descripción, las corrientes de tracción en la entrada de los dos inversores fluyen a través del inductor y crean una condición de flujo cero en el núcleo magnético, y provocan que el reactor esté en una especie de condición de equilibrio. En altas frecuencias (que comprenden también la frecuencia de resonancia), el reactor ofrece una impedancia que es mayor que la resistencia 17 conectada en paralelo con la inductancia 13. La corriente fluye a través de dicha resistencia, que amortigua las oscilaciones.

La invención también se refiere a una locomotora eléctrica que comprende al menos un bogie y al menos dos motores eléctricos, accionando cada uno al menos un eje de al menos un bogie, o dos bogies distintos,

estando cada motor controlado por al menos uno de dos inversores, cada uno de los cuales está alimentado por una línea común de fuente de alimentación, proporcionándose medios de conmutación para cada uno de dichos dos inversores, para separar el correspondiente inversor de dicha línea de fuente de alimentación en caso de fallo,

y donde dicha locomotora eléctrica está dotada de medios que están conectados con los inversores para desacoplar la condición de resonancia de los inversores, es decir, los condensadores de entrada de los inversores, siendo dichos medios un circuito de desacople de enlace de corriente continua, de acuerdo a una o más de las combinaciones de características divulgadas en lo que antecede.

La invención también se refiere a un mecanismo genérico de tracción para suministrar energía a motores eléctricos, en particular, para accionar uno o más bogies ferroviarios, donde dicho mecanismo comprende una línea común de fuente de alimentación de alto voltaje, para suministrar energía a al menos dos inversores conectados en paralelo entre sí y con dicha línea de fuente de alimentación, y donde cada uno de dichos inversores controla al menos un motor distinto. De acuerdo a la invención, dicho mecanismo de tracción comprende medios para desacoplar la condición de resonancia de los inversores, es decir, los condensadores de entrada de los inversores, siendo dichos medios un circuito de desacople de enlace de corriente continua, de acuerdo a una o más de las combinaciones de características divulgadas en lo que antecede.

Características y mejoras adicionales formarán la materia de las reivindicaciones dependientes.

Estas y otras características y ventajas... [Seguir leyendo]

1. Circuito de desacople de enlace de corriente continua (12) en combinación con dos inversores (9) que están conectados en paralelo con una línea común de fuente de alimentación de corriente continua (11), accionando cada Inversor un motor de tracción (2) distinto, proporcionándose medios de conmutación (16) para cada uno de dichos dos Inversores, para separar el correspondiente inversor de dicha línea de fuente de alimentación en caso de fallo,

caracterizado porque

dicho circuito de desacople de enlace de corriente continua está dotado de medios de atenuación / amortiguación de oscilación de resonancia, en forma de un filtro RL resistor-inductor (13, 17).

2. Circuito de desacople de enlace de corriente continua de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado porque dicho filtro RL está interpuesto entre la línea común de fuente de alimentación y un condensador de entrada de cada uno de los inversores.

3. Circuito de desacople de enlace de corriente continua de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque incluye un inductor (13) para cada rama de la línea de fuente de alimentación que conecta uno de los inversores, inductor que está conectado en serie entre dicha línea común de fuente de alimentación y dicho inversor, y un resistor (17) que está conectado en paralelo con dichos inductores y en paralelo con las entradas de dichos dos inversores, y que conecta las dos ramas que conectan los dos inversores entre sí.

4. Circuito de desacople de enlace de corriente continua de acuerdo a la reivindicación 3, caracterizado porque dichos dos inductores conectados en serie con las entradas de inversores tienen, ventajosamente, el mismo valor de inductancia.

5. Circuito de desacople de enlace de corriente continua, de acuerdo a la reivindicación 3 o 4, en el que dichos dos inductores tienen un núcleo metálico común (113).

6. Circuito de desacople de enlace de corriente continua, de acuerdo a una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que un conmutador está conectado en serie con la entrada de cada inversor y con su inductor en la rama de conexión, para separar el correspondiente inversor de la línea de fuente de alimentación.

7. Una locomotora eléctrica que comprende al menos un bogie y al menos dos motores eléctricos, accionando cada uno al menos un eje de al menos un bogie, o dos bogies distintos, estando cada motor controlado por al menos uno de dos inversores, cada uno de los cuales inversores está alimentado por una línea común de fuente de alimentación, proporcionándose medios de conmutación para cada uno de dichos dos inversores, para separar el correspondiente inversor de dicha línea de fuente de alimentación en caso de fallo,

caracterizada porque

están conectados con los inversores medios para desacoplar la condición de resonancia de los inversores, es decir, los condensadores de entrada de los inversores, siendo dichos medios un circuito de desacople de enlace de corriente continua, de acuerdo a una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 6.

8. Un mecanismo para suministrar energía a motores eléctricos, en particular, de uno o más bogies ferroviarios, mecanismo que comprende una línea común de fuente de alimentación de alto voltaje, para suministrar energía a al menos dos inversores conectados en paralelo entre sí, y con dicha línea de fuente de alimentación, cada uno de los cuales controla al menos un motor distinto,

caracterizado porque

comprende medios para desacoplar la condición de resonancia de los inversores, es decir, los condensadores de entrada de los inversores, siendo dichos medios un circuito de desacople de enlace de corriente continua de acuerdo a una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 6.