[发明专利]用于三相永磁电机的电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于三相永磁电机的电源系统，特别涉及用于轨道车辆，以及更特别地涉及包括如下部件的上述系统，其包括逆变器，被连接到电机的三相绕组中的每一个的第一端，和隔离接触器，其设置在逆变器和相应的绕组的第一端之间的至少其中两相上，连接到公共点三个绕组的第二端。

背景技术

在故障的情况下，隔离接触器能够使得电机与逆变器隔离，其适用在电机外部故障的情况下。然而，在内部故障的情况下该方法是不够的，尤其是当在电机内部或电机外部两相发生短路时。

由于永磁电机持续地具有磁通(flux)，因此在其旋转时其产生了与其转速成比例的电动势。因此，在电机内部或者外部短路的情况下，只要电机正在旋转，短路电流就会被维持。由此，这首先导致了过热，其可能足够严重以至于导致着火。此外，该电流产生了持续的振动耦合(除了电机端子的三相短路的情况之外)，在轨道车辆的情况下其可能导致令人烦恼的(bogey)稳定的问题。

因此，在电机内部故障的情况下，有必要不仅打开隔离接触器，而且需要停止所述车辆。

发明内容

本发明旨在克服该缺点。

更特别地，本发明的目的在于提供一种用于电机的供电系统，其使得能够避免在内部故障的情况下的任何短路电流，因此将避免任何过热和机械不稳定性。

为此，本发明首先涉及用于三相永磁电机的电源系统，特别用于轨道车辆，包括逆变器，其连接到电机的三相绕组中的每一个的第一端，以及隔离接触器，其设置在所述逆变器和相应的绕组的第一端之间的至少其中两相上，所述三个绕组的第二端连接到公共点，所述系统包括中性隔离装置，其设置在所述公共点和各个绕组的第二端之间 的至少两相上。

以下将可以看到，上述结构能够使得电机的每一相被单独地隔离，因此使得能够防止产生短路电流。

在一个具体实施例中，隔离接触器和中性接触器被设置在电机的相同两相的绕组的端部处。

本发明还涉及用于停止三相永磁电机运行的方法，特别用于轨道车辆的三相永磁电机，在内部故障的情况下，通过逆变器向电机提供功率，所述逆变器连接到电机三相绕组中的每一个的第一端，隔离接触器被设置在所述逆变器和各个绕组的第一端之间的至少其中两相上，所述三个绕组的第二端连接到公共点，所述方法包括如下步骤：打开设置在所述公共点和各个绕组的第二端之间的至少两相上的中性隔离装置和隔离接触器。

本发明还涉及一种轨道车辆，包括电气三相永磁电机，所述车辆包括例如如上所述的电源系统。

附图说明

将参考示意性的附图以非限制性举例的方式对本发明的具体实施例进行说明，其中：

图1示出了现有技术的轨道牵引电路的电路图；以及

图2示出了包括根据本发明的电源系统的轨道牵引电路的电路图。

具体实施方式

图1示出了牵引电路，其以公知的方式包括三相逆变器1，其每一相分别连接在永磁电机4的绕组3a、3b和3c的一端2a、2b和2c的输出端处。所述绕组3a、3b和3c的另一端5a、5b和5c连接到电机4的中性公共点6。从经由输入电容器8连接到地的连续母线7向逆变器1自身提供功率。

以类似于公知的方式，逆变器1的输出端处的三相经由三个隔离接触器9连接到电机4的绕组，在故障的情况下，隔离接触器9使得能够将所述逆变器与电机隔离。由于用于检测故障和用于控制接触器9的电路10是公知的，因此将不会更详细地描述该电路。

将理解，如果在电机内部出现短路故障，例如在电机的绕组3b 和3c的端子2b和2c之间，则由于电机旋转产生的电动势，即使在打开隔离接触器9之后，也将会在绕组3b和3c中建立起短路电流i。因此必须停止在其上安装有电机4的车辆。

通过图2所示的配置解决该问题。图1中的参考标号在图2中被保留用于相同的元件。

根据本发明，在电机4的绕组的第二端和公共点6之间加入了中性接触器11。作为接触器11的变化，可以使用任何其他隔离装置，例如分段开关或者熔断(protistor)型的受控熔丝。实际上，在这里接触器11是点6和绕组3a和3c的端5a和5c之间的双重接触器。同样地，接触器9’现在是电机4的绕组3a和3c的端2a和2c之间的双重接触器。这里，与接触器9’一样，由相同的电路10在相同的条件下控制接触器11。还可以仅仅在检测到电机内部故障时进行控制。

将理解，通过打开接触器9和11，防止了在电机绕组之间形成其中可能会建立短路电流的回路。由于打开了这两个接触器，现在可以继续使车辆以退化的状态行驶，甚至在电机内部形成短路之后仍然驱动旋转的电机。