[发明专利]同步电机馈电链、含该链的电牵引系统及该链的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有用于为具有M个相的同步电机供电的M个馈电输出的馈电链，该馈电链包括：

－变流器，用于把直流输入电流转换成包括多个相、即M个相的多相交流输出电流，该变流器包括两个输入端子和M个输出端子，并且能够把多相交流电流传送给所述电机；

－存储体，包括被布置在变流器的输入端子之间的至少一个存储电容器，

－检测装置，用于检测电机外部的短路，

－用于使电机与多相交流电流的过压和/或过流绝缘的绝缘设备，该绝缘设备被布置在变流器与M个馈电输出之间并且包括多个支路、即M个支路，每个支路包括被布置在变流器和M个输出中的一个输出之间的用于使所考虑的相断路的至少一个电开关，以及

－控制装置，用于控制变流器和绝缘设备。

本发明还涉及包括同步电机和电机的该馈电链的电牵引系统。

本发明还涉及控制同步电机的该馈电链的方法。

特别地，本发明应用于配备具有永磁体的同步电机和该电机的馈电链的高速列车。

背景技术

上述类型的馈电链是已知的。当在电机内部或外部出现短路时，检测到馈电电流的过压或过流。如果在电机外部出现短路，则通常采用的方案包括使用控制装置来操控绝缘设备的开关的断开。该方案使得能够使电机与馈电链绝缘并由此保护电机免受检测到的过压或过流的影响。

然而，如果在电机内部出现短路，则在电机内部产生较大的脉冲式扭矩以及短路电流。这时断开绝缘设备就不足以充分地减小那些脉冲式扭矩以及电流的幅度。事实上，电机被其中安装有该电机的列车的车轮驱动，由此以“交流发电机”模式工作。所产生的脉冲式扭矩以及短路电流就有导致不希望的现象（例如轴锁）的风险。

发明内容

因此本发明的一个目的是提出电机的馈电链，该馈电链使得能够在电机内部出现短路期间减小在电机内部产生的脉冲式扭矩以及短路电流的幅度。

为此，本发明涉及前述类型的馈电链，其中检测装置还可以检测电机内部的短路，并且馈电链包括能够把M个电源输出彼此连接的短路装置，控制装置能够操控短路装置以执行该操作。

根据其它实施例，馈电链包括被单独考虑或根据所有技术上可能的组合的以下特征的一个或多个：

－短路装置布置在变流器和M个电源输出之间；

－短路装置包括M个电开关，并且每个开关具有三个可能的开关状态；

－短路装置布置在存储体和变流器之间；

－控制装置和检测装置共用位于控制装置内的同一计算机；

－相的数量M等于3。

本发明还涉及电牵引系统，包括同步电机和该电机的馈电链，其中馈电链如上面定义。

本发明还涉及前述类型的馈电链的控制方法，包括用于检测电机的外部或内部短路的检测步骤，其中，如果在检测步骤期间检测到的短路是在电机内部，则该方法包括使用短路装置通过在馈电链的M个电源输出之间的电连接使电机的M个相短路的步骤。

附图说明

通过阅读参照附图进行的、仅以非限定性示例提供的以下描述将更清楚本发明的这些特征和优点，在附图中：

－图1是根据本发明的连接到直流电压源的牵引系统的图解，包括根据第一实施例的馈电链和同步电机，

－图2是当图1的电机被供给电流时图1的馈电链的电气图，

－图3是在电机和馈电链之间的电绝缘步骤期间图1的馈电链的图解，

－图4是在使馈电链的供电输出短路的步骤期间与图3的图解类似的图解，

－图5是示出根据本发明的馈电链的控制方法的流程图，

－图6是根据本发明的一个替代实施例的图1的馈电链的图解，以及

－图7是根据本发明的第二实施例的馈电链的电气图。

具体实施方式

在图1中，安装在轨道车辆上的电牵引系统10连接到直流电压源12。直流电压源12例如是连接到电网的悬链线。直流电压源12传送具有大于600V（例如等于3kV）的额定输出电压。

电牵引系统10包括同步电机14和根据第一实施例的电机的馈电链16。馈电链16连接到用于向其供电的直流电压源12。

电机14包括转子18和定子20。转子18包括永磁体。定子20包括被设计为由馈电链16供电的绕组。电机14例如是具有永磁体的多相同步电机。电机14例如具有介于50kW和2MW之间的额定功率。