本发明专利技术涉及一种用于监控在轨道车辆中的电网(1)的装置和方法，其中，所述电网(1)包括至少一个变流器(C)，至少一个驱动电动机，至少一个用于将所述至少一个变流器(C)与所述至少一个驱动电动机电连接的第一相线(P，P1)，确定第一相电流(I，I1)的电流变化的幅度，如果满足至少一个基于所述电流变化的标准，那么就检测出在机器侧的部分网络(TN_M)中的网络错误，当所述第一相电流(I，I1)的所述电流变化的所述幅度大于预定电流变化阈值(SW1)时，就满足基于电流变化的所述标准。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控轨道车辆中电网的方法和装置以及轨道车辆
本专利技术涉及一种用于监控轨道车辆中的电网的方法和装置，以及涉及一种轨道车辆。
技术介绍
在轨道车辆中，使用异步电机和同步电机(包括也被称为永磁电动机的所谓的永磁电机(PMM：permanentmagnetmachine))来驱动轨道车辆。用来驱动轨道车辆的机器在下文中也被称为驱动电动机。这些机器通过通常的三相电网被供给电能。所述电网还包括功率变流器，在永磁电机的电动机模式下，将例如中间电路电压的DC电压转换成用来供给驱动电动机的期望的AC电压。然而，功率变流器还可以在驱动电动机的发电机模式下，将由驱动电动机生成的AC电压转换成DC电压。电网中可发生短路。它们可发生在驱动电动机内，例如机器的壳体内，或者沿用于连接功率变流器与驱动电动机的相线发生。短路也可发生在功率变流器中。在短路的情况下，也可发生所谓的电弧，其可导致轨道车辆的部件的不期望的损坏。已知的是监控相电流的水平，当相电流的水平超过预定阈值的时候，就检测出短路。如果这种短路被检测出来，那么功率变流器通常例如通过相应布置的断路器与驱动电动机电断开。同时，特别是在给定永磁电机作为驱动电动机的情况下，轨道车辆被制动直到其停止，以防止短路的潜在馈电。
技术实现思路
存在以下技术问题：创造一种用于监控轨道车辆的电网的装置和方法以及一种轨道车辆，所述装置和方法使得能够得到替代的而又可靠并快速地对网络错误的检测。另外，存在使得能够定位网络错误以提供改进的错误管理的技术问题所述技术问题通过具有权利要求1、8和9的特征的主题来解决。从从属权利要求中可看出本专利技术的另外的有利实施例。提供了一种用于监控轨道车辆中的电网的方法。所述电网可特别地是轨道车辆的牵引网，或者是指轨道车辆的牵引网的一部分。电网特别地用来在轨道车辆的功率变流器与轨道车辆的驱动电动机之间传递能量。电网包括至少一个功率变流器。所述功率变流器可作为逆变器或者作为整流器运行。例如，功率变流器可被设计为三相功率变流器。功率变流器可特别地包括诸如MOSFET或IGBT的电开关元件。在输入侧，功率变流器可电连接至轨道车辆的中间电路，尤其是电连接至轨道车辆的中间电路电容器。在中间电路电容器两端下降的中间电路电压(所述中间电路电压因而在输入侧被施加到功率变流器)，是DC电压。在输出侧，功率变流器可例如通过至少一个相线连接至驱动电动机。另外，电网包括至少一个驱动电动机。驱动电动机可如上文解释的那样指的是用于驱动轨道车辆的电机，特别是永磁电机。所述驱动电动机可因此是具有永磁转子的同步电机。驱动电动机可在电动机模式下运行。从功率变流器传递至驱动电动机的电能转换成机械能。所述电能以供给驱动电动机的交流电和AC电压的形式传输。在发电机运行模式下，机械能通过驱动电动机转化成电能，可以将电能传输到功率变流器。驱动电动机生成交流电和AC电压。另外，电网包括至少一个用于将至少一个功率变流器与至少一个驱动电动机电连接的第一相线。所述相线是指第一相电流可流过的电线。电网优选地包括一个以上，特别是三个相线。至少一个例如功率开关元件的电开关元件，特别是MOSFET、IGBT或者断路器可沿第一相线布置。可通过第一相线的电开关元件中断或者建立通过第一相线的功率变流器与驱动电动机之间的电连接。功率变流器优选地是通过三个相线连接至三相驱动电动机的三相功率变流器。另外，确定出特别是在预定时间段期间的第一相电流的电流变化的水平。所述水平可被确定为电流变化的幅度或者参考所述幅度。因此，确定的不是电流或电流值的水平，而是第一相电流的暂时变化或此变化的水平。可例如通过形成一阶导数来确定电流变化的水平。在本专利技术的含义之内，术语“确定”是指例如通过检测装置或传感器直接检测变量，或者从至少一个直接检测的变量来计算变量。因此，可例如通过电流传感器检测第一相电流的电流值，电流变化在预定时间段内被确定为电流值的函数。网络可因此包括至少一个用于直接检测第一相电流的电流变化的第一检测装置。然而，也可能的是电网包括用于检测例如第一相电流的电流值的电变量的第一检测装置，和至少第一确定装置，所述第一确定装置将第一相电流的电流变化的水平确定为所检测的电变量的函数。所述确定装置可被设计为FPGA。如果存在一个以上相线，特别是三个相线，那么电网当然可包括另外的检测装置和(如果适用的化)确定装置，所述确定装置使得能够确定另外的相电流的电流变化水平。因此，在给定多相连接的情况下确定至少一个另外的相电流的电流变化的水平。例如，可在三相电网中确定第一相电流的电流变化的水平和例如第二相电流或第三相电流的另外的相电流的电流变化的水平。剩余相电流的电流变化的水平然后可被确定为已经确定出的电流变化的水平的函数。为此目的，电网可例如包括用于检测第一相电流的电流值的第一电流传感器和用于检测另外的相电流的电流值的另外的电流传感器。然后电流变化的水平可通过一个或一个以上确定装置来确定。用于第一相线的根据本专利技术的方法的下文中详细描述的实施例相应地适用于电网的另外的相线。另外，如果满足了至少一个基于电流变化的标准，那么就检测出机侧子网络中的网络错误。如果第一相电流的电流变化的水平高于预定电流变化阈值，那么就满足了基于电流变化的标准。机侧子网络是指电网络的至少以下部分：布置在电网的确定点(在该确定点中或在该确定点处确定第一相电流的电流变化的水平)与驱动电动机之间的部分，并且包括驱动电动机的至少一部分。因此，机侧子网络可至少包括第一相线的将上文描述的确定点连接到驱动电动机的部分，并且包括驱动电动机的电网的至少一部分。确定点是指第一相线的以下点或部分：在该点或该部分中，出现待根据本专利技术确定的电流变化。所述确定点可因此指上文描述的电流传感器所布置的点或部分。除机侧子网络以外，电网还可包括功率变流器侧的子网络，所述功率变流器侧的子网络包括电网的布置在确定点与功率变流器之间的部分，以及功率变流器本身。网络错误特别地是指短路或者非期望的低电感连接的发生。电流变化阈值可确定为电网的电特性的，特别是电网的电感的函数。电网的功率变流器或电网的在功率变流器侧的部分通常具有低电感值。如果特别是短路或非期望的低电感连接的网络错误出现在电网的机侧部分，那么由于功率变流器的或在功率变流器侧的部分的低电感值，非常高的电流将在短时间段内从电网的功率变流器侧的部分流动到机侧部分。驱动电动机和相线与功率变流器或电网的在功率变流器侧的部分相比，通常具有更高的电感值。如果特别是短路或非期望的低阻抗连接的网络错误出现在功率变流器侧的部分中，那么与在机侧部分中的网络错误的情况相比，较低电流将在较长时间段内从机侧子网络流动到功率变流器侧的子网络。因此，得出结论在网络错误在机侧部分中的情况下出现较高的电流变化，而在网络错误在功率变流器侧的部分中的情况下出现相对较低的电流变化。然而，假设的是，在网络错误在机侧子网络中的情况下的电流变化至少高于在电网没有错误的状态下可允许的最大或预期的最大电流变化。本领域技术人员可例如使用适当的模拟和/或实验和/或计算来将电流变化阈值确定为电网的电特性的函数。有利地，结果作为整体是可通过评价电流变化的水平可靠地并且快速地检测网络错误，可以附加地将此网络错误与机侧子网络相关联。因此本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于监控轨道车辆中电网(1)的方法，所述电网(1)包括至少一个功率变流器(C)，至少一个驱动电动机和至少一个用于将所述至少一个功率变流器(C)与所述至少一个驱动电动机电连接的第一相线(P，P1)，其特征在于，确定第一相电流(I，I1)的电流变化的水平，如果满足至少一个基于电流变化的标准，那么就在机侧子网络(TN_M)中检测出网络错误，如果所述第一相电流(I，I1)的电流变化的所述水平高于预定电流变化阈值(SW1)，那么就满足基于电流变化的所述标准。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.24 DE 102014219278.11.一种用于监控轨道车辆中电网(1)的方法，所述电网(1)包括至少一个功率变流器(C)，至少一个驱动电动机和至少一个用于将所述至少一个功率变流器(C)与所述至少一个驱动电动机电连接的第一相线(P，P1)，其特征在于，确定第一相电流(I，I1)的电流变化的水平，如果满足至少一个基于电流变化的标准，那么就在机侧子网络(TN_M)中检测出网络错误，如果所述第一相电流(I，I1)的电流变化的所述水平高于预定电流变化阈值(SW1)，那么就满足基于电流变化的所述标准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，周期地确定所述第一相电流(I，I1)的所述电流变化，如果电流变化的所述水平高于所述预定电流变化阈值(SW1)达至少预定数目的周期，那么就满足基于电流变化的所述标准。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述机侧子网络(TN_M)中的错误位置被确定为电流变化的所述水平的函数。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述第一相电流(I，I1)的水平，如果附加地满足基于电流值的标准，那么就在所述机侧子网络(TN_M)中检测出网络错误，如果所述第一相电流(I，I1)的所述水平高于预定电流值阈值，那么就满足基于电流值的所述标准。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当在所述机侧子网络(TN_M)中检测到网络错误时，确定在所述机侧子网络(TN_M)中的错误...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·伊塞波尼，
申请(专利权)人：庞巴迪运输有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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