具有諧振變換器的用于功率分配的電路以及電軌道車輛制造技術

本實用新型專利技術涉及一種具有諧振變換器的用于功率分配的電路以及一種電軌道車輛。在一種用于功率分配的具有一個雙端交流功率總線(2)和至少三個連接到所述交流功率總線上的變換器的電路(1)中，所述至少三個變換器中的至少兩個分別具有一個連接到所述交流功率總線的兩端上的串聯諧振回路(7)。具有串聯諧振回路(7)的變換器中的至少一個變換器是雙向變換器；并且所有連接到所述功率總線的串聯諧振回路(7)具有相同的諧振電容(8)和相同的諧振電感。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
具有諧振變換器的用于功率分配的電路以及電軌道車輛
本技術涉及一種用于功率分配的電路。本技術尤其涉及電軌道車輛中用于功率分配的電路，由借助集電弓(Stromabnehmer)取得的外部電壓除可以給牽引傳動裝置供電以外，也可以給一個或多個車載電網供電。所述車載電網一方面可以涉及交流電壓網，另一方面可以涉及直流電壓網。電池可以作為橋接存儲器連接到直流電壓網上，即使在不用外部電壓源的情況下，至少也能夠由該電池維持軌道車輛的應急功能。事實上在電軌道車輛中出現相對較頻繁的外部電壓源中斷，例如在子網分離點的范圍內。
技術介紹
由US 2010/046251 Al公開了一種用于功率分配的電路。涉及一種用于供電設備的電路，該供電設備提供兩個不同的、相互電隔離的直流電壓。供電設備的輸入交流電壓被整流并且對中間回路電容器充電。半橋直流/交流變換器將中間回路直流電壓轉換成輸出側的電容器上的交流電壓。兩個串聯諧振回路連接到電容器上，所述串聯諧振回路分別包括變壓器的初級繞組，并且所述串聯諧振回路的諧振電感由變壓器的漏電感確定。變壓器的次級側電壓被整流成所需的輸出直流電壓并且借助平滑電容器平滑。在已知的開關供電設備中，這些輸出直流電壓不僅取決于變壓器的繞組比，而且取決于這兩個串聯諧振回路的諧振電容和諧振電感，并且尤其取決于以什么頻率和什么占空比閉合半橋直流/交流變換器的開關。在此，進行受調節的運行用于實現預給定的電壓。已知的開關供電設備只能夠實現從輸入交流電壓到輸出直流電壓的功率流。由EP O 778 659 BI公開了另一種用于功率分配的電路。在此，多個串聯諧振回路連接到一個在輸入側從直流電壓源饋電的半橋直流/交流變換器的輸出端上，所述多個串聯諧振回路分別包括變壓器的初級側繞組，所述變壓器的次級側交流電壓被整流。為了單獨調節由此產生的直流電壓，改變各個串聯諧振回路中的諧振電感。半橋直流/交流變換器以固定頻率運行。這種已知的電路也只能通過變壓器在一個方向上實現功率流。由SMA:MEE-NT SD《用于現代輕軌的創新冗余能量供應》(請參看:http: //www.sma-railway.com/fileadmin/fm-dam/SMA_Railway/Download/Pros pekte/Aktualisierung_AUG_12/Product_brochures/SMARTconverter_Coradia_Nordic_DE.pdf)公開了一種具有用于功率分配的電路的電軌道車輛。在此，給整個列車的直流軌道饋電+/-400V的兩個直流/直流變換器連接到一個牽引中間回路上，在所述牽引中間回路上施加在900至1800V范圍內的直流電壓。給整個列車的直流軌道供電IlOV的兩個直流/直流變換器以及給整個列車的交流軌道供電3x230V的兩個三相直流/交流變換器彼此并聯地連接到該直流軌道上。電池也連接到整個列車的具有IlOV的直流軌道上。為了借助這些電池維持應急運行，設有給整個列車的應急軌道供電3x230V的兩個三相電池逆變器。那些在應急運行模式下也待供以電功率的電裝置連接到整個列車的應急交流軌道上。 申請人:所實踐的現有技術涉及一種用于電軌道車輛的車載電網換流器系統。連接到輸入直流電壓上的變換器包括一個輸入側升壓轉換器和一個半橋直流/交流變換器。半橋直流/交流變換器輸出交流電壓，其被施加在中頻變壓器的初級繞組上。中頻變壓器具有兩個分開的次級繞組，其中，落在兩者上的交流電壓被整流。其中一個經整流的電壓存在于直流輸出端和電池輸出端上。另一個經整流的電壓施加在直流電壓中間回路上，并且由三相直流/交流變換器轉換成三相交流電。如果要在所述車載電網換流器系統中由電池提供電功率用于交流電壓負載的應急運行，則這通過應急交流軌道實現，電池通過單獨的電池逆變器連接到應急交流功率總線上。EP I 226 994 BI也對于電軌道車輛的車載能量供應公開了諧振變換器的使用，以便能夠以優選無電流、無電壓并且相應低損耗的方式連接變換器的開關。
技術實現思路
本技術所基于的任務是，闡明一種用于功率分配的電路，所述電路能夠以小的電損耗實現附加的功率流向。本技術的任務通過一種用于功率分配的電路解決。。在根據本技術的用于功率分配的具有一個雙端交流功率總線和至少三個連接到交流功率總線上的變換器的電路中一其中，所述至少三個變換器中的至少兩個分別具有一個連接到功率總線的兩端上的串聯諧振回路，所述具有串聯諧振回路的變換器中的至少一個是雙向變換器。所述具有串聯諧振回路的變換器中的至少兩個是雙向變換器。所述至少三個變換器中的能夠用于從所述交流功率總線獲得電功率的每一個變換器具有串聯諧振回路。所述至少三個變換器中的用于給所述交流功率總線供給電功率的每一個變換器作為諧振變換器運行。在根據本技術的電路中，變換器通過交流功率總線相互星狀連接。通過交流功率總線傳送所有待分配的功率。在根據本技術的電路中連接到功率總線上的變換器在其特性方面不僅僅通過其自身的結構確定。相反地，其特性也通過其通過交流功率總線與其他變換器、尤其是與其他變換器的串聯諧振回路的接線得出。具體而言，在使用連接到交流功率總線上的其他變換器的串聯諧振回路的情況下，也本身不具有自身的串聯諧振回路的變換器可以作為諧振變換器運行。這意味著，優選通過不僅無電流、而且無電壓、但尤其至少無電流并且因此特別低損耗的方式連接其開關。借助雙向變換器不僅可以將電功率供給給交流功率總線，而且也可以從交流功率總線輸出(abfilhren)電功率。在根據本技術的電路中，設置至少一個這樣的雙向變換器。連接到交流功率總線上的變換器中的多個也可以構造為雙向變換器。尤其可能的是，所有連接到交流功率總線上的變換器是雙向變換器。在根據本技術的電路中，所有連接到功率總線上的串聯諧振回路優選具有相同的諧振電容和相同的諧振電感。因此，所有串聯諧振回路具有相同的諧振頻率。但“相同”在此并不意味著諧振電容和諧振電感以及結果中諧振頻率必須完全相同。而是當它們基本上一致時就足夠。在此應考慮，通常諧振變換器并不是恰恰在對于其而言有效的諧振回路的諧振頻率處運行，而是在與此偏離幾個百分點的通常較低的頻率處運行。因此，由于部件公差引起的各個串聯諧振回路的諧振頻率的略微差異沒有以明顯的形式負面影響，只要這些差異保持得小。但是在根據本技術的電路中，僅僅使串聯諧振回路與相同的諧振頻率、也就是說諧振電容和諧振電感的相同的乘積單純協調并不足以在任何可能的功率流向中實現相同的諧振頻率。而是這些串聯諧振回路的所有元件、尤其是諧振電容和諧振電感為此必須同樣大。根據本技術的電路的一個或多個雙向變換器可以具有具有半導體開關的半橋或者全橋。此類變換器允許特別簡單地從雙端交流功率總線傳輸電功率以及將電功率傳輸到雙端交流功率總線上。在此，基于半導體開關的體二極管或附加的反并聯二極管，所述變換器可以在交流功率總線的功率流向中用作無源整流器。但是從同步整流器的意義上，半導體開關也可以被控制用于借助相應的雙向變換器從交流功率總線輸出功率。對于來自交流功率總線或到交流功率總線的功率流向，施加在全橋的背向交流功率總線的輸入端或者輸出端上的電壓是決定性的。為了本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于功率分配的電路(1)，所述電路具有?一個雙端交流功率總線(2)以及?至少三個連接到所述交流功率總線上的變換器；?其中，所述至少三個變換器中的至少兩個變換器分別具有一個連接到所述功率總線的兩端上的串聯諧振回路(7)；?其特征在于，?所述具有串聯諧振回路(7)的變換器中的至少一個是雙向變換器。

【技術特征摘要】
2013.07.19 DE 102013107750.11.一種用于功率分配的電路(I)，所述電路具有 一個雙端交流功率總線(2)以及 至少三個連接到所述交流功率總線上的變換器； 其中，所述至少三個變換器中的至少兩個變換器分別具有一個連接到所述功率總線的兩端上的串聯諧振回路(7)； 其特征在于， 所述具有串聯諧振回路(7)的變換器中的至少一個是雙向變換器。2.根據權利要求1所述的電路(I)，其特征在于，所有連接到所述功率總線⑵上的串聯諧振回路(7)具有相同的諧振電容和相同的諧振電感。3.根據權利要求1或2所述的電路(I)，其特征在于，所述具有串聯諧振回路(7)的變換器中的至少兩個是雙向變換器。4.根據權利要求1或2所述的電路(I)，其特征在于，所述至少三個變換器中的能夠用于從所述交流功率總線(2)獲得電功率的每一個變換器具有串聯諧振回路(7)。5.根據權利要求1或2所述的電路(I)，其特征在于，所述至少三個變換器中的用于給所述交流功率總線(2)供給電功率的每一個變換器作為諧振變換器運行。6.根據權利要求1或2所 述的電路(I)，其特征在于，所述至少三個變換器中的至少一個變換器具有變壓器(9至11)。7.根據權利要求5所述的電路(I)，其特征在于，所述至少三個變換器中的至多一個變換器不具有變壓器。8.根據權利要求1或2所述的電路(I)，其特征在于，所述至少三個變換器中的一個變換器具有一個背向所述交流功率總線(2)的交流輸出端(29，35)。9.根據權利要求8所述的電路(I)，其特征在于，所述具有背向所述交流功率總線(2)的交流輸出端(29)的變換器具有用于交流電壓源的連接端子(30)。10.根據權利要求1或2所述的電路(I)，其特征在于，所述至少三個變換器中的一個變換器具有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·韋伯，G·巴赫曼，A·貝格爾，
申請(專利權)人：艾思瑪鐵路技術有限公司，
類型：新型
國別省市：德國;DE