本发明专利技术涉及一种用于向车辆（81；91），尤其是诸如轻轨车的有轨车辆（81）或诸如公共汽车的道路汽车（91），传输电能的系统，其中-所述系统包括电导体装置（3，T），其用于产生交变电磁场并且由此向车辆传输电磁能量，-所述导体装置（3，T）包括多个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6），其中每个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）沿着车辆的行进路径的部分延伸，-每个段包括针对将由所述段承载的交变电流每一相的一条线路，以便产生所述电磁场，-所述系统包括用于向所述多个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）传导电能的电流源（3），其中所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）与所述电流源（3）彼此并联电连接，-所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）中的至少一个段经由相关联的恒流源（12）耦合到所述电流源（3），所述恒流源（12）适于在操作所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）的同时，独立于向沿所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）行进的一个或多个车辆传输的电功率，保持通过所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）的电流恒定，-每个恒流源（12）包括第一电感（L6P1）和任选地超过一个电感，并且包括第一电容（C6P）和任选地超过一个电容，彼此相对地并针对所述恒流源输入侧的电压调整所述电感和所述电容，从而向输出侧，即所述段的一侧，输出期望的恒定电流，-所述第一电感（L6P1）布置于将所述输入侧与所述输出侧连接的恒流源（12）的线路（100）中，所述线路（100）的至少一个接头与所述第一电容（C6P）连接，-彼此相对地并且针对所述段中的任何额外电容调整所述第一电感（L6P1）和所述第一电容（C6P）以及至少部分由所述段（T）的固有电感（LT）形成的第二电感（L6P2），从而能够在相应的谐振频率下操作所述段，所述段（T）产生的无功功率基本为零。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用导体装置段的恒定电流操作向车辆传输电能的系统和方法
本专利技术涉及向车辆传输电能，具体而言，向诸如轻轨车辆(例如有轨电车)的有轨车辆或者向诸如公共汽车的道路机动车传输电能。对应的系统包括用于产生交变电磁场并由此向车辆传输电磁能量的电导体装置。该导体装置包括多个段，其中每个段沿着车辆的行进路径的不同部分延伸。所述多个段中的至少一个段经由相关联的恒流源耦合到电流源，所述恒流源适于独立于要传输到沿该段行驶的一个或多个车辆的电功率，保持通过该段的电流恒定。本专利技术还涉及制造该系统的对应方法以及操作该系统的对应方法。
技术介绍
诸如常规轨道车辆、单轨车辆的有轨车辆、无轨电车以及通过诸如其他机械手段、磁性手段、电子手段和/或光学手段的其他手段被引导在轨道上的车辆需要用于在轨道上推进以及用于操作辅助系统的电能，操作辅助系统不产生车辆牵引。这样的辅助系统例如是照明系统、加热和/或空调系统、通风和乘客信息系统。不过，更具体而言，本专利技术涉及用于向不一定是(但优选是)有轨车辆的车辆传输电能的系统。不同于有轨车辆的车辆例如是公共汽车。本专利技术的应用领域是向用于公共交通的车辆的传输能量。一般而言，该车辆可以例如是具有电动操作的推进电动机的车辆。该车辆还可以是具有混合推进系统的车辆，混合推进系统例如是通过电能或通过其他能量(例如以电化学方式存储的能量或燃料(例如天然气、汽油或石油))运行的系统。WO2010/031593A1描述了用于向车辆传输电能的系统和方法，其中该系统包括上文所述的特征。根据公开，该系统包括用于产生交变电磁场并由此向车辆传输电磁能量的电导体装置。该电导体装置包括至少两条线路，其中每一条线路都适于承载交变电流的不同相。该导体装置包括多个段，其中每个段沿着车辆行进路径的不同部分延伸。每个段包括该至少两条线路的几个部分，并且每个段可以独立于其他段接通或关闭。导体装置的相继段的每个段可以经由用于接通或关闭元件的开关连接到主线。WO2010/000495A1更详细地描述了专利技术的领域以及导体装置可能的实施例。具体而言，还可以为本专利技术选择导体装置的蛇形线状实施例。为产生电磁场，每个段可以经由将直流电转换成交流电的逆变器连接到直流电源。替代地，这些段可以连接到交流电源。组合是可能的，例如可以将两个段经由公共逆变器连接到直流电源。在任何情况下，在这些段的一条线路或多条线路中产生恒定的交流电与在恒定电压下操作这些段相比具有几个优势。一个优势是恒定电流可以是时间的正弦函数。这意味着仅产生了单个频率的电磁波。与此相反，在恒定电压下操作该段产生非正弦函数，这意味着产生了不同频率的谐波。此外，主要侧(导体装置沿着轨道的一侧)的恒定电流能够减小用来接收辅助侧(车辆的一侧)上的电磁场的接收机的尺寸。可以将恒流源实现为阻抗的无源网络，这意味着恒流源的任何部件都不会像用于限制电流的线路中的晶体管那样被主动控制。恒流源可以位于交流电源的输入侧，即经由电流源向各个段馈送恒定的交变电流。不过，如果各段与电流源彼此并联连接，这不允许单独操作各个段。单独操作各个段会导致通过尺寸不一的各个段的电流。因此，优选与电流源彼此并联的各个段为要单独操作的每个段提供恒流源。这样单独操作具有如下优点：在车辆沿该段行进时可以接通该段，否则可以关闭该段。为了传输足够大的功率以为车辆(尤其是电车或公共汽车)提供推进力，需要至少几十安培的电流和至少几十伏的电压，即传输的功率应当在至少几kW的范围内。对于电车而言，例如，所述段的电压可以在500-1.000V的范围内，通过该段的有效电流可以在150-250A的范围内。对应的阻抗，尤其是电感，需要具有对应大体积的重部件。此外，这些部件导致了制造这种系统的成本的显著部分。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从轨道向车辆或多个车辆传输电磁能量的系统，其包括经由恒流源连接到电源的电导体装置的至少一段，其中操作所述段的效率高，且其中减少了制造和安装该系统的工作量。本专利技术的另一个目的是提供一种制造该系统的对应方法和操作该系统的对应方法。本专利技术的系统包括电流源，用于向多个段传导电能。这些段与电流源彼此并联地电连接，即，利用相同的电压操作由电流源馈电的每个段。用于多个段的公共电流源不排除存在连接到独立的第二电流源的其他段。此外，并非由电流源馈电的所有段都必须是为同一轨道上的车辆提供能量的段。相反地，铁路或道路可以包括例如两条彼此平线路延伸的轨道，可以为每条轨道提供相继的段。可以由公共电流源为不同轨道的至少一些段馈电。例如，可以经由相关联的开关单元将多个段的每个段耦合到电流源，该开关单元适于将所述段连接至所述电源或者将所述段与所述电源断开连接来接通和关闭该段。每个开关单元可以包括若干开关，其对应于相关联的段的线路数量，其中该线路适于承载交变电流的不同相。优选地，例如，通过使用用于控制开关操作的公共控制装置，同步地接通和关闭开关单元的开关。每个段可以经由恒流源耦合到电流源，恒流源适于在段接通时，独立于要传输到沿该段线路驶的一个或多个车辆的电功率，保持通过该段的电流恒定。术语“耦合”包括直接电连接，或者包括例如使用变压器的电感耦合。根据本专利技术，段中的至少一个段经由恒流源耦合到电流源。每个恒流源包括第一电感，以及任选地超过一个电感，并包括第一电容，以及任选地超过一个电容。彼此相对地并针对恒流源输入侧的电压调整电感和电容，从而向输出侧，即该段一侧输出期望的恒定电流。因此，恒流源的输入侧是电流源一侧。第一电感布置于恒流源中将输入侧与输出侧连接的线路中，该线路的至少一个接头与第一电容连接。换言之，至少第一电感和第一电容，以及恒流源任选的其他阻抗，可能还有恒流源的其他部件(例如至少一个电阻器)，形成无源网络，其将通过该段的交流电保持恒定。优选地，针对恒流源输入侧的交流电频率调整电感和电容，使得通过该段的交流电在谐振频率下振荡，该谐振频率是该段与恒流源的组合的谐振频率。在所述段包括多条线路的情况下，其中调整并连接每条线路以承载交流电的不同相，该恒流源包括对应数量的线路，在每种情况下，所述对应数量的线路都连接到所述段的对应线路，从而实现恒流源的线路与所述段的对应线路的串联连接。对于多条线路而言，恒流源的每条线路包括第一电感，第一阻抗经由接头连接到该线路。具体而言，可以经由对应的第一电容将恒流源的不同线路的接头连接到公共星点。在任何情况下，每条线路都可以有两个接头，第一电容可以连接到线路的第一接头，第二电容可以连接到线路的第二接头。如果第一电感布置于第一和第二接头之间，可以将网络称为π-网络。如果每条线路仅有一个接头，且如果在接头两侧在线路之内有至少一个电感，可以将该网络称为T网络。在优选实施例中，根据本专利技术使用T网络。适于产生电磁场以便向车辆传输能量的任何段都包括固有电感。根据本专利技术的基本思想，使用固有电感保持小的无功功率。因此，提出彼此相对地并针对所述段中的任何额外电容调整所述第一电感和所述第一电容以及至少部分(优选完全)由所述段的固有电感形成的第二电感，从而可以在相应的谐振频率下操作所述段，所述段产生的无功功率基本为零。优选地，第二电感完全由该段或该段的线路的固有电感形成。此外，优选所述段不包括额外的电容，所述额外电容补偿所述段的固有电感，以避免所述段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于向车辆（81；91），尤其是诸如轻轨车的有轨车辆（81）或诸如公共汽车的道路汽车（91），传输电能的系统，其中?所述系统包括电导体装置（3，T），其用于产生交变电磁场并且由此向所述车辆传输电磁能量，?所述导体装置（3，T）包括多个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6），其中每个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）沿着所述车辆的行进路径的部分延伸，?每个段包括针对将由所述段承载的交变电流每一相的一条线路，以便产生所述电磁场，?所述系统包括用于向所述多个段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）传导电能的电流源（3），其中所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）与所述电流源（3）彼此并联电连接，?所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）中的至少一个段经由相关联的恒流源（12）耦合到所述电流源（3），所述恒流源（12）适于在操作所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）的同时，独立于向沿着所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）行进的一个或多个车辆传输的电功率，保持通过所述段（T1，T2，T3，T4，T5，T6）的电流恒定，?每个恒流源（12）包括第一电感（L6P1）和任选地超过一个电感，并且包括第一电容（C6P）和任选地超过一个电容，彼此相对地并且针对所述恒流源的输入侧的电压调整所述电感和所述电容，从而向输出侧，即所述段的一侧，输出期望的恒定电流，?所述第一电感（L6P1）布置于将所述输入侧与所述输出侧连接的恒流源（12）的线路（100）中，所述线路（100）的至少一个接头与所述第一电容（C6P）连接，?彼此相对地并且针对所述段中的任何额外电容调整所述第一电感（L6P1）和所述第一电容（C6P）以及至少部分由所述段（T）的固有电感（LT）形成的第二电感（L6P2），从而可以在相应的谐振频率下操作所述段，并且所述段（T）产生的无功功率基本为零。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.10 GB 1109825.81.一种用于向车辆(81；91)传输电能的系统，其中-所述系统包括电导体装置，其用于产生交变电磁场并且由此向所述车辆传输电磁能量，-所述导体装置包括多个段(T1，T2，T3，T4，T5，T6)，其中每个段沿着所述车辆的行进路径的部分延伸，-每个段包括针对将由所述段承载的交变电流每一相的一条线路，以便产生所述电磁场，-所述系统包括用于向所述多个段(T1，T2，T3，T4，T5，T6)传导电能的电源(3)，其中所述段(T1，T2，T3，T4，T5，T6)与所述电源(3)彼此并联电连接，-所述段(T1，T2，T3，T4，T5，T6)中的至少一个段经由相关联的恒流源(12)耦合到所述电源(3)，所述恒流源(12)适于在操作所述段的同时，独立于向沿着所述段行进的一个或多个车辆传输的电功率，保持通过所述段的电流恒定，-每个恒流源(12)包括第一电感(L6P1)和任选地超过一个电感，并且包括第一电容(C6P)和任选地超过一个电容，彼此相对地并且针对所述恒流源的输入侧的电压调整所述第一电感和所述任选地超过一个电感以及所述第一电容和所述任选地超过一个电容，从而向输出侧，即所述段的一侧，输出期望的恒定电流，-所述第一电感(L6P1)布置于将所述输入侧与所述输出侧连接的恒流源(12)的线路(100)中，所述线路(100)的至少一个接头与所述第一电容(C6P)连接，-彼此相对地并且针对补偿所述段的固有电感以避免所述段产生无功功率的所述段中的任何额外电容，调整所述第一电感(L6P1)和所述第一电容(C6P)以及至少部分由所述段的固有电感(LT)形成的第二电感(L6P2)，从而能够在相应的谐振频率下操作所述段，并且所述段产生的无功功率基本为零。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电感(L6P1)和所述第一电容(C6P)是电连接到所述段的公共模块的部分。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二电感(L6P2)完全由所述段或所述段的所述线路的固有电感(LT)形成。4.根据权利要求1所述的系统，其中连接到相关联的恒流源(12)的所述至少一个段包括连接到所述恒流源(12)的相应线路的多条电线，其中-所述段的线路和所述恒流源(12)的线路的每一串联连接适于承载多相交流电的不同相，-所述恒流源(12)的每条线路包括由一个电感器或多个电感器形成的电感器装置，所述电感器装置形成所述第一电感(L6P1)，并且所述恒流源(12)的每条线路包括由一个电容器或多个电容器形成的电容器装置，所述电容器装置形成经由接头连接到所述线路的所述第一电容(C6P)，并且-对于每个所述串联连接，彼此相对地并且针对所述段中的任何额外电容调整所述第一电感(L6P1)和所述第一电容(C6P)以及至少部分由所述段的相应线路的固有电感(LT)形成的第二电感(L6P2)，从而能够在相应的谐振频率下操作所述段，并且所述段产生的无功功率基本为零。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一电感(L6P1)和所述第一电容(C6P)是电连接到所述段的公共模块的部分。6.根据权利要求4或5所述的系统，其中所述第二电感(L6P2)完全由所述段或所述段的所述线路的固有电感(LT)形成。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述恒流源(12)经由变压器连接到所述电源，并且其中所述变压器适于产生将输入到所述恒流源(12)的输入电压，从而由所述恒流源(12)产生所述期望的恒定电流。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述恒流源(12)经由变压器连接到所述电源，并且其中所述变压器适于产生将输入到所述恒流源(12)中的输入电压，从而由...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·福伦怀德，K·沃罗诺维茨，R·查因斯基，J·迈因斯，
申请(专利权)人：庞巴迪运输有限公司，
类型：
国别省市：
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