用于控制車輛的驅動單元的方法、驅動單元以及電動列車技術

一種用于控制驅動單元(1，1a，1b)的方法和一種車輛的連接至AC供電線(3)的驅動單元。驅動單元包括適于將電功率轉換為目標值的AC/DC轉換器(7)和包括調節功能的控制單元(15)，調節功能包括以第一精度將電功率轉換為目標值的高調節水平和以第二精度將電功率轉換為目標值的低調節水平。該控制單元適于接收關于車輛是否處于運行模式或非運行模式的信息，并且根據該信息使調節功能在高調節水平與低調節水平之間切換，使得當車輛處于運模式時，調節功能被設定為高調節水平，當車輛處于非運行模式時，調節功能被設定為低調節水平。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于控制車輛的連接至AC供電線的驅動單元的方法，所述車輛優選地為有軌車輛，例如電動列車。該驅動單元包括AC/DC轉換器和DC環節(DC-Iink)，AC/DC轉換器在AC供電線與車輛的至少ー個電動馬達之間將電功率轉換為目標值，DC環節在AC/DC轉換器與電動馬達之間傳輸電功率。該方法包括對至少AC供電線的物理量進行測量，以及通過基于所測量的物理量執行至少ー個調節功能來控制AC/DC轉換器。本專利技術還涉及用于車輛的驅動單元以及包括該驅動単元的電動列車。該驅動単元適于連接到AC供電線和包括該驅動単元的列車。該驅動単元包括AC/DC轉換器、DC環節和包括至少ー個調節功能的控制單元，AC/DC轉換器在AC供電線與車輛的至少ー個電動馬達之間將電功率轉換為目標值，DC環節在AC/DC轉換器與電動馬達之間傳輸電功率。該控制単元適于接收關于至少AC供電線的物理量的信息，并通過基于關于物理量的所述信息執行調節功能來對AC/DC轉換器進行控制。
技術介紹
在例如為電動列車的車輛中使用了一個或更多個驅動単元，以便從AC供電線為車輛的電動馬達供給電功率。當車輛處于再生模式吋，電動馬達產生由驅動單元反饋至AC供電線的電功率。驅動單元包括AC/DC轉換器，例如四象限線路轉換器(4QC)，該AC/DC轉換器通過包括多個遠程控制電開關的一個或更多個切換裝置，將來自AC供電線的AC功率轉換至DC功率。該切換裝置優選地包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或類似開關。控制單元對AC/DC轉換器的開關的切換操作進行控制，以便在AC供電線與車輛的電動馬達之間將電功率轉換為目標值。該控制単元接收關于至少AC供電線的物理量的測量值的信息，例如AC供電線的電壓和電流。該控制単元包括一個或更多個調節功能，ー個或更多個調節功能被執行并且基于所測量的物理量產生用于AC/DC轉換器的切換裝置的控制信號。上述驅動單元提供了一種用于在AC供電線與車輛的ー個或更多個電動馬達之間提供電功率的可靠且有效的驅動單元。然而，在當多臺輛車在同一區域運行的情況下，車輛的驅動單元的運行可能引起AC供電線以及與AC供電線連接的部件的不穩定性，其中，與AC供電線連接的部件例如為供電站、車輛的驅動單元等等。這種不穩定性可能導致供電站、車輛的驅動單元或其他部件的運行必須被減少或中斷。這種不穩定性通常與相對于AC供電線的基頻處于低頻率的功率振蕩有夫。該功率振蕩的典型頻率為大約5Hz，該典型頻率比AC供電線的基頻小得多，AC供電線的基頻在多數情況下為16、7或50Hz。當許多車輛停在停車場并且這些車輛的一個或更多個驅動単元在運轉時，這種不穩定性問題最常出現。由于不穩定性問題，在AC供電線的同一區域中的車輛的數量必須被限制，以便不引起對于與AC供電線連接的部件的運轉有害的功率振蕩。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于控制車輛的驅動單元的方法，以便在允許車輛的驅動單元連接到AC供電線的同時減少驅動單元對AC供電線中的功率振蕩的貢獻。本專利技術的另外的目的是一種用于控制車輛的驅動單元的方法，以便確保功率振蕩不超過AC供電線上的特定值。該目的通過根據權利要求I的前序部分所述的方法來實現。該方法的特征在于，調節功能包括以第一精度將電功率轉換為目標值的高調節水平和以第二精度將電功率轉換為目標值的低調節水平，第一精度高于第二精度，其中，該方法還包括-接收關于車輛是否處于運行模式或非運行模式的信息，-如果車輛處于運行模式，則將調節功能設定為高調節水平，-如果車輛處于非運行模式，則將調節功能設定為低調節水平，以及 -基于所測量的物理量以及所設定的調節水平來執行調節功能。至少一個調節功能對AC/DC轉換器的控制進行調節，以便將電功率轉換為目標值。基于關于所述物理量的測量值的信息執行調節功能，所述物理量例如為AC供電線的電壓和電流。根據本專利技術，調節功能包括高調節水平和低調節水平。將電功率轉換為目標值的AC/DC轉換器的精度取決于調節功能是否以高調節水平執行或以低調節水平執行。與低調節水平相比，高調節水平包括基于所測量的物理量的更廣泛且更詳細的調節。與低調節水平相比，高調節水平為功率向目標值的AC/DC轉換器轉換提供更高的精度。當車輛處于運行模式時，高調節水平對于向至少一個電動馬達提供電功率或從至少一個電動馬達提供電功率以便保持車輛的運行的最佳性能是必要的。然而，與運行模式相比，在非運行模式下饋送到車輛的功率的量是小的，并且與運行模式相比，處于非運行模式的車輛的運行可能對目標值的精度具有降低的要求。術語“運行模式”指的是以下車輛模式在該模式中，車輛處于運動中或準備被設定為運動。當車輛處于靜止狀態時，例如在車站的短暫停留期間，該車輛也可能處于運行模式。術語“非運行模式”指的是以下車輛模式在該模式中，車輛被連接到AC線，但與運行模式相比具有有限的能力來保持處于運動中或被設定為運動。高調節水平與低調節水平的另外的不同之處在于，與低調節水平相比，驅動單元在高調節水平時對AC供電線的不穩定性的貢獻更大。通過根據關于車輛是否處于運行模式或非運行模式的信息來將調節功能設定為高調節水平或低調節水平，減小車輛對功率振蕩的貢獻。因此，與現有技術相比，可以使更多數量的車輛在AC供電線的區域中運行，而不會由于AC供電線的不穩定性的出現而導致連接到AC供電線的部件的運行的減少或中斷。根據本專利技術的一個實施方式，調節功能包括兩個或更多個子功能，兩個或更多個子功能中的至少一個子功能包括主動狀態和被動狀態，其中，調節功能的調節水平取決于主動子功能的數量，其中，高調節水平比低調節水平包括更多數量的主動子功能，其中，該方法包括-如果車輛處于運行模式，則將調節功能設定為高調節水平包括將子功能中的至少ー個從被動狀態改變為主動狀態，-如果車輛處于非運行模式，則將調節功能設定為低調節水平包括將子功能中的至少ー個從主動狀態改變為被動狀態。調節功能的調節水平取決于主動子功能的數量。通過使ー個或更多個子功能在主動狀態與被動狀態之間改變，調節水平在高調節水平與低調節水平之間變化。根據本專利技術的一個實施方式，調節功能是包括比例子功能和積分子功能的比例-積分控制器，其中，該方法還包括-如果車輛處于運行模式，則將調節功能設定為高調節水平包括將積分子功能從被動狀態改變到主動狀態，-如果車輛處于非運行模式，則將調節功能設定為低調節水平包括將積分子功能從主動狀態改變到被動狀態。 比例子功能將轉換的電功率到目標值的當前誤差考慮在內，用于對AC/DC轉換器的控制。積分子功能將轉換的電功率到目標值的過去誤差考慮在內，用于對AC/DC轉換器的控制。比例子功能與積分子功能的組合提供高調節水平。僅比例子功能的使用提供低調節水平，與高調節水平相比，低調節水平導致以更低的精度將電功率轉換為目標值。根據本專利技術的一個實施方式，AC/DC轉換器包括多個調節功能，多個調節功能包括第一組和第二組，第一組包括高調節水平，第二組包括高調節水平和低調節水平，其中，該方法包括-如果車輛處于運行模式，則將第二組的調節功能設定為高調節水平，-如果車輛處于非運行模式，則將第二組的調節功能設定為低調節水平。通過僅允許調節功能的第二組在高調節水平與低調節水平之間改變，可以確定的是，調節功能的第一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制車輛的驅動單元(1，1a，1b)的方法，所述驅動單元(1，1a，1b)連接至AC供電線(3)，所述驅動單元(1，1a，1b)包括AC/DC轉換器(7)和DC環節(12)，所述AC/DC轉換器(7)將電功率轉換為所述AC供電線(3)與所述車輛的至少一個電動馬達(10)之間的目標值，所述DC環節(12)在所述AC/DC轉換器(7)與所述電動馬達(10)之間傳輸電功率，所述方法包括：？測量至少所述AC供電線(3)的物理量，？基于測量的所述物理量，通過執行至少一個調節功能來控制所述AC/DC轉換器(7)，其特征在于：所述調節功能包括以第一精度將電功率轉換為所述目標值的高調節水平和以第二精度將電功率轉換為所述目標值的低調節水平，所述第一精度高于所述第二精度，其中，所述方法還包括：？接收關于所述車輛是否處于運行模式或非運行模式的信息，？如果所述車輛處于所述運行模式，則將所述調節功能設定為所述高調節水平，？如果所述車輛處于所述非運行模式，則將所述調節功能設定為所述低調節水平，以及？基于測量的所述物理量和設定的調節水平執行所述調節功能。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：安德烈亞斯·艾西爾，波·欣德爾，約翰·加利奇，馬格努斯·貝格曼，肯斯·厄恩，
申請(專利權)人：巴姆邦德爾運輸有限公司，
類型：發明
國別省市：