用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统及其控制方法。一种用于运输车辆的动力传动系统，包括具有轴、定子和转子的电动机；接收直流输入电压并输送多相电压到电动机的动力供应系统，该动力供应系统的调制系数等于电动机的每相电压幅值除以直流输入电压；以及转子旋转速度的传感器。该动力传动系统包括用于改变调制系数的装置，适于在转子旋转速度属于低于预定的转换值的第一区间的值时相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数减小调制系数，并且适于在转子旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统，其包括电动机，该电动机包括轴、定子和转子，转子可绕轴的轴线旋转运动；动力供应系统，该动力供应系统接收直流输入电压并输送多相电压到电动机，该动力供应系统的调制系数等于电动机的每相电压幅值除以直流输入电压，以及表示转子旋转速度的信号的传感器。本专利技术还涉及一种装备上述动力传动系统的运输车辆，特别是轨道车辆。本专利技术还涉及一种控制运输车辆特别是轨道车辆的动力传动系统的方法，该动力传动系统包括具有轴、定子和转子的电动机，转子可绕轴的轴线旋转运动，该方法包括以下步骤向电动机提供多相电压，使用动力供应系统，该动力供应系统接收直流输入电压并输送所述多相电压，该系统动力供应的调制系数等于每相电压幅值除以直流输入电压， 以及测量转子的旋转速度。
技术介绍
运输车辆的动力传动系统的电动机一般由多相电压通过动力供应系统供电。该多相电压被脉宽调制。该供电电压的谐波在转子中产生谐波电流。然而，这些产生的谐波电流造成转子中焦耳(Joule)和傅柯(Foucault)效应引起的损耗，引起转子的显著加热。本专利技术旨在提出一种动力传动系统，使得减少转子中由焦耳和傅柯效应引起的损耗成为可能。
技术实现思路
为了那个目的，本专利技术涉及上述类型的动力传动系统。该动力传动系统还包括用于改变调制系数的装置，适于在转子旋转速度属于低于预定的转换值的第一区间的值时， 相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数减小调制系数，并用适于在转子旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时，相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数。根据其他实施例，动力传动系统包括一个或多个下列特征，单独考虑或根据技术上的所有可能结合-转子适于在第一磁方向产生适当的转子磁场，并被另一磁场穿过，转子磁场是所述适当的转子磁场和所述另一磁场之和，所述适当的转子磁场产生穿过转子的适当的转子流量，并且动力传动系统包括用于改变穿过转子的转子磁场的流量的装置，适于当转子的旋转速度属于第一区间时相对于所述适当的转子流量减少转子磁场的流量，并适于当转子的旋转速度属于第二区间时相对于所述适当的转子流量增加转子磁场的流量；-动力供应系统包括用于生成用以给定子供电的主多相电流的第一装置，以产生沿着与第一磁方向分开的第二磁方向定向的主定子磁场，和用于生成用以给定子供电、相对于主电流的附加异相电流的第二装置，以产生基本上沿着第一磁方向定向的辅助定子磁场；附加电流具有第一符号以相对于所述适当的转子流量减少转子磁场的流量，并具有与第一符号相反的符号以相对于所述适当的转子流量增加转子磁场的流量；-动力传动系统包括用于获取表示电动机扭矩的信号的装置，并且附加电流的强度取决于电动机扭矩的值；-对于电动机扭矩高值的附加电流强度的绝对值低于对于电动机扭矩低值的附加电流强度的绝对值；-动力传动系统包括用于获取表示电动机扭矩的信号的装置，并且调制系数取决于电动机扭矩的值；-在没有用于改变调制系数的装置情况下，所述预定的转换值大于与等于50%的调制系数相对应的转子旋转速度值；-动力传动系统包括用于获取表示电动机扭矩的信号的装置，并且所述预定的转换值取决于电动机扭矩的值；_对于电动机扭矩高值的预定的转换值低于对于电动机扭矩低值的预定的转换值；-第一区间和第二区间的并(union)是相连的；-电动机是同步电动机；-同步电动机是永磁同步电动机。本专利技术还涉及一种运输车辆，特别是轨道车辆，包括上述的动力传动系统。本专利技术还涉及上述类型的控制方法。该控制方法还包括以下步骤-当转子的旋转速度属于低于所述预定的转换值的第一区间的值时，相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数减小调制系数，以及-当转子的旋转速度属于高于预定的转换值的第二区间的值时，相对于在没有用于改变调制系数的装置情况下的调制系数增大调制系数。根据其他实施例，控制方法包括以下特征转子适用于在第一磁方向产生适当的转子磁场，并被另一磁场穿过，转子磁场是所述适当的转子磁场和所述另一磁场之和，所述适当的转子磁场产生穿过转子的适当的转子流量，并且控制方法包括以下步骤-当转子的旋转速度属于第一区间时，相对于所述适当的转子流量减少转子磁场的流量，并且-当转子的旋转速度属于第二区间时，相对于所述适当的转子流量增加转子磁场的流量。附图说明本专利技术的这些特征和优点通过阅读下面的说明将显现，提供的仅是例子，并结合附图完成，其中5图1是根据本专利技术的用于运输车辆的动力传动系统的图示，图2是根据本专利技术的动力传动系统的控制方法的流程图，图3是图1中的动力传动系统的电动机转子的谐波损耗曲线、图1中的动力传动系统的动力供应系统的调制系数、以及附加的异相电流作为转子转速的函数的图示，图4是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0. 5%到100%每隔10%变化时，作为转子转速的函数的、图3中的附加的异相电流的进展的系列曲线，图5是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0. 5%到100%每隔10%变化时，作为转子转速的函数的、图3中的调制系数的进展的系列曲线，图6是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0. 5%到100%每隔10%变化时，作为转子转速的函数的、现有技术中动力传动系统的谐波损耗的系列曲线，及图7是显示对于期望电动机扭矩的参考值从0. 5%到100%每隔10%变化时，作为转子转速的函数的、图2的谐波损耗的系列曲线。具体实施例方式用于轨道车辆的动力传动系统10，如图1所示，包括电动机12和电动机的动力供应系统14，连接到直流输入电压总线16。直流输入电压具有电压值UDC。动力传动系统10还包括装置18，用于获取表示电动机扭矩的信号，例如期望电动机扭矩C的参考信号，以及传感器20，用于测量转子的旋转速度Vrat 。电动机12包括驱动轴22、定子24和固定在轴22上并适于绕轴22的轴线旋转的转子26。电动机12是例如三相同步电动机。可替换地，电动机12是异步电动机。传感器20要么特别是置于电动机的轴22上的光学传感器，要么是这样的传感器， 它在电动机12的控制电子装置中读取电动机的速度信息，特别是电动机的速度参考值。轴22沿着电动机12的对称轴延伸。定子24例如包括三个电磁线圈28。每个线圈28通过绕磁芯缠绕导线而制成。定子24适于在适合的馈电电流lp、也叫做主三相电流的作用下，产生旋转场Hsl，也叫做主定子磁场。转子26是例如其对称轴线与轴22的轴线相结合的永磁体，并且电动机12是永磁同步电动机。可替换地，转子26包含一个或更多个由直流电流供电的电磁线圈。转子26的磁性用于产生适当的转子磁场Hpr，沿着相对转子26固定的第一磁方向DMl定向。可替换地，被供以直流电的转子26的电磁线圈，适于在第一磁方向DMl上产生适当的转子磁场Hpr。适当的转子磁场Hpr产生穿过转子26的适当的转子流量Φρι·，等于适当的转子磁场Hpr —秒内通过转子26横截面的数量。转子流量Φρι·被写为转子磁场Hpr的向量和与转子26的横截面相对应的面积向量的数积形式^pr = Hpr ‘ S(I)动力供应系统14包括适于给电动机12供电的电压逆变器30，以及控制逆变器的装置32。电压逆变器30适于将在输入总线16上流通的直流输入电流转变为传输到电动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·德波斯，S·贝林，D·西伯斯，O·贾科莫尼，
申请(专利权)人：阿尔斯通运输股份有限公司，
类型：发明
国别省市：