[发明专利]压缩机系统和用于根据轨道车辆的运行状态运行压缩机系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆的压缩机系统，其包括由电机通过驱动轴驱动的压缩机，该压缩机用于产生至少一个压缩空气容器的压缩空气，其中，所述电机能够至少间接地通过调节装置进行操控，用于以至少一个处在最大转速与最小转速之间的额定转速运行该电机，此外在设于压缩机下游的压缩空气引导管道中设置有至少一个用于针对调节装置测定压力的压力传感器。此外，本发明还涉及一种用于控制本发明的压缩机系统的方法。

背景技术

对于轨道车辆中的压缩机提出了诸多方面的部分对立的要求，例如高的供给性能、充分的接通持续时间、少的噪声排放、低的能量消耗、小的结构空间以及低的购置成本和寿命周期费用。在此，依据轨道车辆的运行状态，压缩机必须满足非常不同的需求特点。在压缩机设计中典型的问题是：在这些需求之间找到最佳的折衷方案，从而在轨道车辆的所有运行状态中都可以接受。通常，在轨道车辆中使用电驱动的压缩机。所述压缩机在接通/关断运行中在低的接通压力与高的关断压力之间以恒定的转速(即所谓额定转速)运行。压缩机的尺寸大小被确定为，应达到预定的充风时间并且不低于在运行中的最小接通时间。

由公知的现有技术所获知的情况是：在轨道车辆的不同运行状态之间，压缩机运行并无区别。在此，冷却系统的风扇受制于与压缩机相同的运行状态(Betriebsregime)，因为该风扇通常直接由压缩机连带驱动。

在充风阶段期间，压缩机在额定转速下运行。所述额定转速是这样选择的：使压缩机能够持续运行工作。另外，压缩机的结构尺寸是这样选择的：在线路区间运行中应不低于最小接通持续时间且不超过最大充风时间。在线路区间运行中，压缩机间歇性地运行。在此，当压缩空气容器内的压力下降到接通压力时，压缩机便起动。一旦达到压缩空气容器内的关断压力，就使压缩机以额定转速运行。在达到关断压力时，压缩机被关断并且直至压力下降到接通压力之后才重新起动。对于电力驱动的轨道车辆，在制动阶段期间，驱动马达被用作电动力制动器。随此产生电能，将该电能回馈到电网中往往是不经济的或者有时是不可能的。在停站运行期间(此时轨道车辆停靠于车站)，压缩机同样如在行驶期间那样间歇性地运行。此时不存在显著的行驶噪音，应该避免压缩机和风扇的噪声排放。由于在车站内气动悬架系统因乘客上/下车之故而具有提高的空气需求量，这一点常常导致在车站处停靠期间接通压缩机和风扇，并因此导致所不期望的噪声排放。此外，轨道车辆(特别是在短途交通中)经常是以整备待发状态停放在住宅区附近，为的是例如避免冻结。在这种情况下必须尽可能地避免噪声排放。由于泄漏，压缩空气容器内的压力在一个夜晚当中多次达到压缩机的低的接通压力，因而需要进行后续充风并使压缩机间歇性地在额定转速下运行。另外，在这种情况下除了压缩机噪声排放之外还产生其他的声响，诸如空气干燥器的扰人的排风噪音。

发明内容

因此，本发明的目的是优化压缩机系统和用于运行该压缩机系统的方法，以便实质性地节省用于运行压缩机系统的能量并且降低压缩机系统的噪声排放。

为实现上述目的，在设备技术方面，本发明提供一种用于轨道车辆的压缩机系统，其包括由电机通过驱动轴驱动的压缩机，该压缩机用于产生至少一个压缩空气容器的压缩空气，其中，所述电机能够至少间接地通过调节装置进行操控，用于以至少一个处在最大转速与最小转速之间的额定转速运行该电机，此外在设于压缩机下游的压缩空气引导管道中设置有至少一个用于针对所述调节装置测定压力的压力传感器，其特征在于：在供电设备与所述电机之间设置有用于持续地影响电机转速的执行机构，其中，通过所述调节装置实施对该执行机构的操控；所述调节装置至少间接地操控设于压缩机下游的冷却单元，该冷却单元具有冷却风扇，其中，所述冷却风扇的转速能够持续地通过所述调节装置进行调定。

相应地，在方法技术方面，本发明提供一种用于控制如上所述的压缩机系统的方法，其特征在于：使所述压缩机根据轨道车辆的运行状态以可变的转速运行，该转速为在最大转速与最小转速之间的任一中间值。

根据本发明，在供电设备与电机之间设置有用于持续地影响电机转速的执行机构，其中，通过调节装置实施对该执行机构的操控。换言之，所述执行机构在能流中位于电机的上游并且因此是接在电机前面。该执行机构能使电机以不同转速运行。尤其是变频器或逆变器适宜于此。依据频率，对电机的转速以及由此对压缩机的运行进行适配调整。