专利名称：牵引系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及具有电力电子变流器(converter)的牵引系统。本实用新型还涉 及一种用于牵引变流器的模块式概念。
背景技术：
牵引系统中的电力电子变流器通常是定制产品，S卩，如果牵引系统的构造(即所 用的发动机类型)改变，则这些电力电子变流器就不可用。因而，必须为诸如铁路、电车等 之类的每个系统单独设计和制造定制的电力电子变流器。这种方法被称为面向产品的方 法，其中根据最终产品的规格来设计变流器。然而，面向产品的方法的价格昂贵，因为批量 生产的成本降低效应是不适用的。
实用新型内容根据一个方面，提供一种用于运输系统的适应性强的牵引系统。该牵引系统包 括-用于提供控制信号的控制单元；-包括一个或多个电动机(electrical motor)的电机(motor)单元；-多个硬件单元，每个硬件单元都具有一个或多个功率模块，每个功率模块可与控 制单元和电机单元连接以使得能够通过控制单元来操作电机单元。上述牵引系统的一个想法是能够实施不同功率模块来使由硬件单元和控制单元 构成的电力电子变流器适应电机单元并且不改变控制单元。因此，能够提供在于将不同功 能集成于较少量的块中的模块式概念。所以，标准化模块的不同组合能够被用于实现用于 不同种类运输系统的不同牵引系统。根据实施例，硬件单元可包括用于驱动具有多达四个电动机的电机单元的第一牵 引模块。另外，硬件单元可包括用于驱动每个具有多达二个电动机的电机单元的两个第二 牵引模块。硬件单元可包括用于为AC三相负载供电的辅助变流器和/或用于为DC负载供电 并为电池充电的电池充电器。可替换地，硬件单元还可包括第一牵引模块并且具有辅助变流器和/或电池充电 器，该第一牵引模块用于驱动具有多达四个电动机的电机单元，该辅助变流器用于为AC三 相负载供电，该电池充电器用于为DC负载供电并为电池充电。硬件单元能够包括用于每个都具有数个电机的一个或多个电机单元的一个、两个 或更多个牵引模块。而且，硬件单元能够选择地包括辅助变流器和/或电池充电器，并且能 够是组合式牵弓I、辅助变流器和电池充电器。另外，该多个功率模块能够装配在相同壳体中。电力电子变流器可与变压器/线电感器(line inductor)连接以用于给相应的硬件单元提供电能。而且，可提供附加模块，该附加模块可与每个功率模块连接并包括用于限制功率 模块内电压的电压限制模块和/或用于在对运输系统进行制动时耗散动能的制动斩波器
单元。 所以，本实用新型的目的是提供一种电力电子变流器，该电力电子变流器可以利 用更多标准化模块来构建用于不同种类的运输系统的牵引系统。
结合附图更详细地说明本实用新型进一步的实施例，其中图1示意性地示出用于运输系统的牵引系统；图2示出牵引系统的硬件单元的构造；图3示出牵引系统的硬件单元的另一构造；图4示出牵引系统的硬件单元的又一构造；以及图5示出牵引系统的硬件单元的再一构造。
具体实施方式
图1示意性地示出用于诸如铁路、电车等之类的运输系统的牵引系统1。牵引系 统1包括形成电力电子变流器的硬件单元3和控制单元2，该电力电子变流器可包括牵弓I模 块。硬件单元3包括功率模块，该功率模块具有功率半导体以向包括一个或多个电动机的 电机单元4提供功率切换。利用功率半导体，能够执行电机单元4的电机的电子换向。功 率半导体可包括晶闸管、IGBT等。控制单元2适合于提供诸如门信号和/或点火信号之类的控制信号(取决于硬件 单元3中所使用的半导体开关的种类)以直接控制硬件单元3中的功率半导体。硬件单元3能够包括驱动电机单元4的牵引模块。此外，硬件单元3可包括用于 为AC三相负载供电的辅助变流器和/或用于为DC负载供电并给电池充电——即为非牵引 目的供应电力——的电池充电器12。硬件单元3能够与附加模块5耦合，附加模块5可包 括连接到制动电阻器以在对运输系统进行制动时耗散动能的制动斩波器单元6。附加模块 5还可包括电压限制单元7以限制硬件单元3和/或电动机4中的电压。通过变压器/线电感器模块8将功率供应至硬件单元3。控制单元2可包括不同的功能。主要功能之一是为硬件单元3中的功率半导体提 供门信号和/或点火信号以使得硬件单元3根据电机单元4的规格来驱动包括相应电动机 的电机单元4。提供控制单元2以便在不必例如为了根据硬件单元3的类型来提供门信号 和点火信号作为控制信号而重新设计的情况下与不同种类的硬件单元3 —起工作。能够仅 通过软件来执行控制单元2对不同的硬件单元3的适应。硬件单元3选自多个不同种类的硬件单元3以使其适用于具有不同类型和数量的 电动机以及其他负载的不同电机单元。-在图2示意性示出的第一备选方案中，硬件单元3包括能够用于驱动具有多达四 个电动机的电机单元4的第一牵引模块9。[0031 ]-在图3示意性示出的第二备选方案中，硬件单元3包括两个第二牵引模块10，每 个第二牵引模块10均能够用于驱动一个具有多达二个电动机的电机单元4。在一些系统 中，可以规定第一和第二牵引模块9、10相同或为同一类型。-在图4示意性示出的第三备选方案中，硬件单元3仅包括用于为AC三相负载供 电的辅助变流器11，和/或用于为DC负载供电并且给电池充电的电池充电器12，而不包括 用作牵引功能的任何牵引模块。 -在图5示意性示出的第四备选方案中，硬件单元3包括能够驱动具有四个电动机 的电机单元4的第一牵引模块9，并且还包括用于为AC三相负载供电的辅助变流器11和/ 或用于为DC负载供电并且给电池充电的电池充电器12。根据本申请，硬件单元3可选自以上给出的四个备选方案。而且，可以可选择地实 施附加模块5。特别地，如果硬件单元3包括牵引模块，则制动斩波器单元6是必要的。仅 对于仅包括辅助变流器的第三备选方案来说，制动斩波器单元6不是必要的。在所有备选 方案中电压限制单元7都是必要的。不同种类的硬件单元3的壳体均相同，与其中布置的模块的种类和数量无关。这 有利于不同系统中硬件单元的替换。牵引系统被设计为允许牵引机车或有轨车的地板下安装，并且该牵引系统包括定 制的机械连接。参考列表1牵引系统2控制单元3硬件单元4电机单元5附加模块6制动斩波器单元7电压限制单元8变压器/线电感器模块9第一牵引模块10第二牵引模块11辅助变流器12电池充电器
权利要求一种用于运输系统的适应性强的牵引系统(1)，包括 控制单元(2)，用于提供控制信号； 电机单元(4)，包含一个或多个电动机； 多个硬件单元(3)，每个所述硬件单元(3)具有一个或多个功率模块，每个所述功率模块能够与所述控制单元(2)和所述电机单元(4)连接以使得能够通过所述控制单元(2)来操作所述电机单元(4)。
2.根据权利要求1所述的牵引系统(1)，其中，所述多个硬件单元⑶包括具有作为一 个功率模块的第一牵引模块(9)的硬件单元(3)，所述第一牵引模块(9)用于驱动包括多达 四个电动机的所述电机单元(4)。
3.根据权利要求1所述的牵引系统(1)，其中，所述多个硬件单元⑶包括具有作为一 个功率模块的两个第二牵引模块(10)的硬件单元(3)，每个所述第二牵引模块(10)都用于 驱动每个具有多达二个电动机的所述电机单元(4)。
4.根据权利要求1所述的牵引系统(1)，其中，所述多个硬件单元(3)包括具有辅助变 流器(11)和/或电池充电器(12)的硬件单元(3)，所述辅助变流器(11)用于为AC三相负 载供电，所述电池充电器(12)用于为DC负载供电和给电池充电。
5.根据权利要求1所述的牵引系统(1)，其中，所述多个硬件单元(3)包括具有第一牵 引模块(9)并且具有辅助变流器(11)和/或电池充电器(12)的硬件单元(3)，所述第一牵 引模块(9)用于驱动多达四个电动机，所述辅助变流器(11)用于为AC三相负载供电，所述 电池充电器(12)用于为DC负载供电和给电池充电。
6.根据权利要求1所述的牵引系统，其中，不同的硬件单元(3)包括相同的壳体。
7.根据权利要求1所述的牵引系统(1)，其中，所述硬件单元(3)能够与变压器/线电 感器模块(8)连接以用于为相应的硬件单元(3)供应电能。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的牵引系统(1)，其中，提供能够与每个所述硬件 单元(3)连接并且包括电压限制单元和/或制动斩波器单元的附加模块(5)，所述电压限 制单元用于限制所述硬件单元(3)中的电压，所述制动斩波器单元用于在对所述运输系统 进行制动时耗散动能。
专利摘要本实用新型涉及牵引系统，具体地，本实用新型涉及一种用于运输系统的适应性强的牵引系统(1)，包括用于提供控制信号的控制单元(2)；包括一个或多个电动机的电机单元(4)；多个硬件单元(3)，每个硬件单元(3)都具有一个或多个功率模块，每个功率模块均可与控制单元(2)和电机单元(4)连接以使得能够通过控制单元(2)来操作电机单元(4)。因此，能够提供在于将不同功能集成于较少量的块中的模块式概念。所以，标准化模块的不同组合能够被用于实现用于不同种类运输系统的不同牵引系统。
文档编号B60L15/00GK201703266SQ200920178040
公开日2011年1月12日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者A·皮亚泽西 申请人:Abb瑞士有限公司