[发明专利]用于对具有多个绕组段的长定子绕组供电的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对具有多个绕组段的长定子绕组供电的装置，所述长定子绕组具有能量源、与能量源相连的供电线、与供电线相连的并且分别具有用于分别与一个绕组段连接的接头的段开关。

背景技术

这样的装置在现有技术中已经公知。例如描述了并且例如在中国上海实现了用于对磁悬浮铁路供电的装置，在这些装置中驱动不是设置在以行驶速度向前运动的轨道车辆中。取而代之，驱动被安装在行驶路径中并且包括主要以长定子绕组为特征的长定子电机。

图1示意性示出了由现有技术公知的用于对磁悬浮铁路供电的装置。可以看出，长定子1被划分为多个绕组段2，其中绕组段2在未详细示出的行驶路径中互相紧邻地连接。每个绕组段2在输入侧与段开关3相连并且在其远离段开关3的一端与中性点开关4相连。中性点开关4在其闭合的位置将绕组段2与中性点5相连。相反，段开关3用于将与其对应的绕组段2与供电电缆6连接，该供电电缆与未示出的作为能量源的变流器相连。长定子绕组1到绕组段2的划分是必要的，因为否则的话必须在整个长度上激励整个长定子绕组1，结果是高的能量损失。如果段开关3并且同时中性点开关4接通，则相反地，发生具有限定的长度的选择的绕组段2的激励，在该绕组段中根据变流器的控制产生磁行波场。行波场与在车辆侧设置的支承和引导磁铁相互作用，其中产生车辆的电动力学的驱动。一旦驱动的车辆不再位于该绕组段2上，则段开关3和中性点开关4断开。

每个绕组段2除了具有相对于周围电势的电阻的-感性的阻抗，还具有容性的阻抗。由此图1中示每个绕组段2分别意性地对应于一个电容。对于供电线6也是这样，其电容8在其整个长度上分布。按照现有技术，迄今为止主要是一个绕组段2与供电线6相连。各个接入的绕组段2是强的感性负载。由此导致在驱动电流和驱动电压之间的相移，结果是产生无功功率。该感性的无功功率不能由供电线6的电容8以及各个接入的绕组段2的电容7充分补偿，从而按照现有技术导致驱动系统的由于无功功率的额外负担。该无功功率可以在一些变流器中通过合适的驱动调节被主动地补偿，然而由此对驱动系统造成负担。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开头部分提到种类的装置，利用其可以不取决于能量源的调节来补偿无功功率。

本发明通过一种用于无功功率补偿的部件解决上述技术问题，该部件被构造为用于调整所述装置的阻抗。

按照本发明，这样调整按照本发明的供电装置的阻抗，使得发生对在驱动时形成的无功功率的期望的补偿。为了补偿起感性作用的接入的绕组段2，在本发明的范围内利用容性效应接入所述装置的本来就存在的组件。以这种方式，减轻了能量源的负担，即通常是将电能馈入供电线的变流器。因此，按照本发明，变流器的调节可以不取决于所述装置的在行车作业中占主导的阻抗来进行并且因此是更有效的。

按照本发明的一种优选实施方式，用于无功功率补偿的部件具有控制装置，其被构造为用于断开或闭合至少几个段开关。以这种方式，通过长定子的本来就存在的绕组段来影响所述装置的阻抗。由此该解决方案是成本非常有利的。如果例如要提高整个装置的容性阻抗，则控制装置闭合多个通过对应的绕组段与断开的中性点开关相连的段开关，直到以这种方式接通的绕组段的电容的和加上供电线的和通电流的绕组段的容性阻抗大约等于通电流的绕组段的感性阻抗。

控制单元优选地与产生测量信号的测量传感器相连并且具有内部调节逻辑，其被构造为用于根据调整参数并且根据测量信号断开或闭合与控制单元相连的段开关。按照该优选实施方式，借助测量传感器确定在运行中、即在能量供应期间所述装置的无功电流分量。测量传感器例如是电流表和电压表，其采集供电线的每一相中的电流和电压并且根据这些测量信号以公知的方式确定所述无功电流分量。此外，控制单元还具有调整参数，其例如包含关于如下的信息：其余没有通电流的绕组段的各个容性阻抗有多大，以及供电线的容性阻抗有多大。根据这些数据或调整参数，通过简单的计算步骤，可以进行尽可能精确的无功功率补偿。

合适地，具有至少一个与控制单元相连的附加导线切换单元，其中，每个附加导线切换单元与一个附加导线相连，其阻抗作为调整参数提供给控制单元。按照该优选扩展，扩大了阻抗的可变性和由此与相应的需求的匹配精度。

为了进一步提高可变性，此外与供电线相连的电抗单元是有利的。作为电抗单元例如考虑附加的电容器或线圈。然而与此不同，还可以具有主动的电抗单元，其具有诸如电容器的多个容性阻抗和切换单元。切换单元例如与调节单元相连，从而能够将所述容性阻抗作为整体或部分地与各个通电流的绕组段并联。