NL1012134C2 - Device for powering DC-powered vehicles. - Google Patents
Device for powering DC-powered vehicles. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1012134C2 NL1012134C2 NL1012134A NL1012134A NL1012134C2 NL 1012134 C2 NL1012134 C2 NL 1012134C2 NL 1012134 A NL1012134 A NL 1012134A NL 1012134 A NL1012134 A NL 1012134A NL 1012134 C2 NL1012134 C2 NL 1012134C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- voltage
- rectifier
- supply
- line
- supply line
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
ff
Inrichting voor het voeden van gelijkstroom-aangedreven voertuigenDevice for powering DC-powered vehicles
TECHNISCH GEBIEDTECHNICAL AREA
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het gebied van de stroomverzorging van leidinggebonden gelijk-5 stroomvoertuigen. Zij heeft betrekking op een inrichting ter overdracht van tractievermogen en gelijkstroom-aangedreven voertuigen volgens de aanhef van conclusie 1.The present invention relates to the field of power supply of line-bound direct current vehicles. It relates to a traction power transmission and DC powered vehicle according to the preamble of claim 1.
STAND DER TECHNIEKSTATE OF THE ART
1010
Wereldwijd gezien vormen gelijkstroomsystemen een wezenlijk aandeel van de elektrische tractie. Deze systemen omvatten trolleybuslijnen, trambanen, U-banen, S-banen, in-dustriebanen en snelverkeerbanen. De daarvoor thans gebruike-15 lijke nominale bedrijfsspanningen zijn 600, 750, 1500 en 3000 V. De energieverzorging vindt bijna uitsluitend plaats uit het openbare draaistroomnet door middel van diodengelijk-richters. Vanwege de lage bedrijfsspanning treden grote door de omstandigheden bepaalde spanningsvallen op in de voedings-20 leidingen. Dit leidt enerzijds tot grote overdrachtsverliezen en vereist anderzijds - aangezien een bepaalde minimale spanning niet mag worden onderschreden - een veeltal gesubordineerde installaties met spanningsgelijkrichters langs de ver-keersbanen. Met toenemende verkeersdichtheid en toenemende 25 bedrijfsvermogens wordt dit probleem geaccentueerd. Zelfs wanneer de reeds bestaande gelijkrichterinstallaties op zichzelf voldoende vermogen hebben voor de verzorging van het baanverkeer, blijft de toelaatbare lengte van de enkele voe-dingsdelen vanwege het maximaal toelaatbare spanningsverlies 30 beperkt.Globally speaking, DC systems are a significant part of electric traction. These systems include trolleybus lines, tramways, U-lanes, S-lanes, industrial lanes and high-speed lanes. The nominal operating voltages currently used for this purpose are 600, 750, 1500 and 3000 V. The energy supply takes place almost exclusively from the public three-phase network by means of diode rectifiers. Because of the low operating voltage, large voltage drops determined by the circumstances occur in the supply lines. On the one hand, this leads to large transmission losses and, on the other hand, since a certain minimum voltage must not be undershot, it requires a large number of subordinated installations with voltage rectifiers along the traffic lanes. This problem is accentuated with increasing traffic density and increasing operating capacities. Even if the existing rectifier installations have sufficient power per se to provide the road traffic, the permissible length of the single power supply parts is limited due to the maximum permissible voltage drop.
De resultaten van een eenvoudige berekening, welke in fig. 5 is getoond, verduidelijken de mate van het spanningsverlies en de bovenproportionele toename van het lei-dingsverlies met de afstand van het voertuig naar de verdere 35 installaties.The results of a simple calculation, shown in Fig. 5, illustrate the degree of the voltage drop and the disproportionate increase in the line drop with the distance from the vehicle to the further installations.
1012134 21012134 2
Als oplossing biedt zich een wezenlijke vergroting van de voedingslijndoorsnede of het leggen van ontlastings-leidingen parallel aan de voedingsleidingen aan. Dit is echter slechts met grote inspanning en dienovereenkomstig hoge 5 kosten mogelijk. In het bijzonder in de omgeving van tunnel-gebieden kan de daarvoor nodige bouwtechnische extra inspanning zeer groot worden. Iets dergelijks geldt ook voor de oprichting van extra hulpinstallaties. Deze hebben een niet te onderschatten ruimte nodig en vereisen tevens een aan-10 sluitmogelijkheid aan het draaistroomnet op middenspannings-niveau. Vaak zijn geen van beide voorhanden zodat investeringen nodig zijn die het veelvoudige kosten van de gelijkrich-terinrichting zelf.As a solution, there is a substantial increase in the supply line cross section or the laying of relief lines parallel to the supply lines. However, this is only possible with great effort and correspondingly high costs. In the area of tunnel areas in particular, the extra constructional effort required for this can become very great. The same applies to the setting up of additional auxiliary installations. These require a space that should not be underestimated and also require a connection option to the three-phase AC network. Often neither of these are available so investments are needed which cost the multiple costs of the rectifier itself.
15 BESPREKING VAN DE UITVINDING15 DISCUSSION OF THE INVENTION
Het is doelstelling van de onderhavige uitvinding een inrichting te verschaffen, welke een deel van de span-ningsverliezen in de voedingsleidingen compenseert en de 20 overdrachtsverliezen reduceert, daarbij een minimum aan ruimte behoeft en in voorkomend geval ook daar kan worden toegepast, waar geen aansluiting aan het middenspanningsdraai-stroomnet voorhanden is.The aim of the present invention is to provide a device which compensates for a part of the voltage losses in the supply lines and reduces the transfer losses, thereby requiring a minimum of space and, where appropriate, can also be used where no connection is the medium-voltage rotary current network is available.
Deze doelstelling wordt bereikt, doordat met een in 25 serie tussen twee delen van de voedingsleiding geschakelde zogenaamde spanningsbooster een geregelde toeslagspanning in de voedingsleiding wordt ingebracht. Deze toeslagspanning compenseert het spanningsverlies tussen hulpinstallatie en de plaats van de spanningsbooster. De spanningsbooster omvat een 30 gelijkrichter welke via een gelijkrichtertransformator door een omsteller met een periodieke spanning wordt verzorgd. De laatste is in het algemeen niet sinusvormig, maar bestaat echter bijvoorbeeld uit rechthoekvormige spanningspulsen. Dit signaal wordt via de gelijkrichtertransformator in de voe-35 dingsleiding ingekoppeld, door de gelijkrichter gelijkgericht en door een in serie geschakelde afvlakspoel afgevlakt.This objective is achieved in that a controlled supplemental voltage is introduced into the supply line with a so-called voltage booster connected in series between two parts of the supply line. This add-on voltage compensates for the voltage drop between the auxiliary installation and the location of the voltage booster. The voltage booster comprises a rectifier which is supplied via a rectifier transformer by an inverter with a periodic voltage. The latter is generally not sinusoidal, but consists, for example, of rectangular voltage pulses. This signal is coupled into the supply line via the rectifier transformer, rectified by the rectifier and smoothed by a smoothing coil connected in series.
Het spanningstijdvlak van de uitgangsspanning van de zelfvoedende omsteller is bij constante amplitude door de lengte en de frequentie van de spanningspulsen gegeven en 1012134 ( 3 bepaalt de hoogte van de toeslagspanning, welke wordt toegevoerd aan de voedingsleiding. De omsteller wordt zo geregeld dat de spanning van de voedingsleiding aan de uitgang van de spanningsbooster, dat wil zeggen aan de van de hulpinstalla-5 tie afgekeerde zijde, een hogere waarde heeft dan aan de ingang van de spanningsbooster. Deze waarde kan bijvoorbeeld gelijk zijn aan de waarde van de onbelaste gelijkspanning van de hulpinstallatie die het baanvak voedt.The voltage time plane of the output voltage of the self-powered diverter is given at constant amplitude by the length and frequency of the voltage pulses and 1012134 (3 determines the magnitude of the add-on voltage supplied to the supply line. The diverter is controlled so that the voltage of the supply line at the output of the voltage booster, that is to say on the side remote from the auxiliary installation, has a higher value than at the input of the voltage booster, this value may for instance be equal to the value of the unloaded DC voltage of the auxiliary installation that feeds the section.
Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvin-10 ding is erdoor gekenmerkt, dat de ingangsspanning van de omsteller van een steuncondensator wordt afgenomen, welke direct aan de spanningsdraad is aangesloten. Een dergelijke toepassing van het gelijkstroomsysteem van de baanstroomvoe-ding zelf als bron voor de toeslagspanning is in het bijzon-15 der dan economisch interessant, wanneer aan de voor de spanningsbooster als gunstig beoordeelde opstellingsplaats geen geschikte aansluitmogelijkheid aan het draaistroomnet bestaat of deze slechts met grote kosten gebouwd worden kan.A first preferred embodiment of the invention is characterized in that the input voltage is taken from the converter of a support capacitor, which is directly connected to the voltage wire. Such an application of the DC system of the web current supply itself as a source of the make-up voltage is particularly economically interesting if the installation location which is considered favorable for the voltage booster does not have a suitable connection option to the three-phase network or if it is only available with large costs can be built.
Bij een verdere uitvoeringsvorm van de spannings-20 booster dient het draaistroomnet als bron voor de toeslagspanning. Telkens in overeenstemming met het gewenste vermogen kan het toevoeren van de toeslagspanning één-, twee- of driefasig zijn. De omsteller is ofwel direct of via een ge-lijkspanningstussenkring aan het draaistroomnet gekoppeld.In a further embodiment of the voltage 20 booster, the three-phase network serves as a source for the add-on voltage. In each case in accordance with the desired power, the supply of the auxiliary voltage can be one-, two- or three-phase. The diverter is coupled to the three-phase network either directly or via a DC voltage intermediate circuit.
25 Laatstgenoemde realisatie laat zich probleemloos uitbreiden met als doel de terugvoer van de remenergie van het voertuig in het draaistroomnet. Daarbij kan bij een latere uitvoering van een verkeersbaan met spanningsboosters tegelijkertijd met de elektrische remenergie van moderne tractievoertuigen reke-30 ning gehouden worden.The latter realization can be easily extended with the aim of returning the braking energy of the vehicle to the three-phase network. In a later design of a traffic lane with voltage boosters, account can be taken simultaneously with the electric braking energy of modern traction vehicles.
Verdere uitvoeringsvormen zijn gegeven in de afhankelijke conclusies.Further embodiments are given in the dependent claims.
KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN 35BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES 35
De uitvinding zal in het navolgende aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden in samenhang met de tekeningen nader toegelicht worden. De tekening toont in fig. 1 een enkelzijdig gevoede baan; spannings- 1012134 < 4 booster met gelijkspanningstussenkring en energieverzorging uit het gelijkstroomnet; in fig. 2 een enkelzijdig gevoede baan; spannings-booster met energieverzorging uit het draaistroomnet; 5 in fig. 3 een eenzijdig gevoede baan; spanningsboos- ter met naar keuze energieverzorging uit het gelijkspannings-of wisselstroomnet en energieterugvoermogelijkheid; in fig. 4 een tweezijdig gevoede baan; twee span-ningsboosters; 10 in fig. 5 a) spanning U aan de stroomafnemer van het voertuig, b) leidingsverliezen P en c) voertuigstroom I in afhankelijkheid van de afstand d van het voertuig van de hul-pinstallatie, met {gestreepte lijn) en zonder (getrokken lijn) spanningsbooster.The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in connection with the drawings. The drawing shows in Fig. 1 a single-sided fed web; voltage 1012134 <4 booster with DC intermediate circuit and energy supply from the DC network; in fig. 2 a track fed on one side; voltage booster with energy supply from the three-phase grid; 5 in fig. 3 a unilaterally fed track; voltage booster with optional energy supply from the direct current or alternating current network and energy return capability; in fig. 4 a track fed on both sides; two voltage boosters; 10 in fig. 5 a) voltage U at the pantograph of the vehicle, b) line losses P and c) vehicle current I depending on the distance d of the vehicle from the auxiliary installation, with {dashed line) and without (solid line) ) voltage booster.
1515
UITVOERINGSVORMENEMBODIMENTS
In de figuren zijn gelijke delen met gelijke verwij-zingscijfers aangeduid.In the figures, like parts are designated with like reference numerals.
20 Fig. 1 toont de principe-opbouw van een inrichting voor het verzorgen van gelijkstroom-aangedreven voertuigen, waarbij in het beschouwde geval de voeding van het baanvak enkelzijdig geschiedt. Het voertuig 1 voert langs raillicha-men 2 en ontneemt het aandrijfvermogen aan de voedingsleiding 25 3, welke bijvoorbeeld een voedingsleiding of een stroombaan kan zijn. Het afgenomen vermogen wordt door het draaistroom-net 4 geleverd en in een hulpinrichting met behulp van de baanvoedingseenheid 5, welke een voedingsgelijkrichter 6 omvat, van draaistroom in gelijkstroom met de gewenste spanning 30 omgezet.FIG. 1 shows the basic structure of a device for supplying DC-powered vehicles, in which case the power supply of the track section is single-sided. The vehicle 1 passes along rails 2 and deprives the driving power from the supply line 3, which can for instance be a supply line or a flow path. The power taken off is supplied by the three-phase network 4 and converted from three-phase current into DC with the desired voltage 30 in an auxiliary device with the aid of the track supply unit 5, which comprises a supply rectifier 6.
Op enige afstand van de hulpinstallatie is de inrichting 10 volgens de uitvinding voor het opschakelen van de toeslagspanning geïnstalleerd. In de voedingsleiding wordt een geïsoleerde scheidingsbaan 11 ingebouwd, door welke de 35 voedingsleiding 3 in twee delen 3a, 3b verdeeld wordt. Bevindt zich het voertuig 1 op het van de baanvoedingseenheid 5 af gekeerde deel 3a, dan vloeit de totale voedings stroom door een in de leidingstak geschakelde gelijkrichter 12 en een afvlakspoel 13, welke het baanvak 11 overbruggen. Via een 101 91 3 4 5 gelijkrichtertransformator 14 wordt de gelijkrichter 12 met een met behulp van de zelfvoedende omsteller 15a geregelde spanning verzorgd. Fig. 1 toont een uitvoering bij welke het gelijkstroomsysteem zelf als bron voor de verschaffing van de 5 toeslagspanning wordt benut. Daarbij wordt de ingangsspanning voor de omsteller 15a van een steuncondensator 17 afgenomen, die direct aan een gewenste plaats aan de voedingsleiding 3 is aangesloten. De omsteller 15a wordt zo geregeld dat de leidingsspanning na de scheidingsplaats 11 een hogere waarde 10 heeft dan de spanning voor de scheidingsplaats. De spanning kan bijvoorbeeld op de waarde van de onbelaste gelijkspanning van de hulpinstallatie worden gehouden.The device 10 according to the invention for switching on the add-on voltage is installed at some distance from the auxiliary installation. An insulated separating track 11 is built into the supply line, through which the supply line 3 is divided into two parts 3a, 3b. If the vehicle 1 is located on the part 3a remote from the track supply unit 5, the total supply current flows through a rectifier 12 connected in the line branch and a smoothing coil 13, which bridges the track section 11. Via a 101 91 3 4 5 rectifier transformer 14, the rectifier 12 is supplied with a voltage controlled by means of the self-powered converter 15a. Fig. 1 shows an embodiment in which the DC system itself is used as a source for the provision of the make-up voltage. The input voltage for the diverter 15a is thereby taken from a support capacitor 17, which is directly connected to the supply line 3 at a desired location. The diverter 15a is controlled so that the line voltage after the separation site 11 has a higher value 10 than the voltage before the separation site. The voltage can, for example, be kept at the value of the no-load DC voltage of the auxiliary installation.
In fig. 2 is een uitvoeringsvorm getoond bij welke het draaistroomnet 4 als bron voor de toeslagspanning dient. 15 Evenals bij de baanvakvoedingseenheid 5 verloopt ook hier het inbrengen van de toeslagspanning via een diodengelijkrichter 12. De spanningsregeling verloopt in dit geval met een in-stelorgaan 15b, welke antiparallel geschakelde thyristoren omvat. Evenzeer is een instelorgaan 15b met afschakelbare 20 elementen (zoals bijvoorbeeld GTO-thyristoren) in plaats van thyristoren denkbaar. Als verdere uitvoeringsvariant kan de omsteller 15b ook weggelaten worden en voor het invoeren van de toeslagspanning in plaats van een diodengelijkrichter 12 een stuurbare gelijkrichter (thyristorgelijkrichter) toege-25 past worden. Dit heeft echter ten opzichte van de variant met diodengelij krichters het nadeel dat bij een uitval van de gelijkrichtersturing de voedingsleiding 3 onderbroken blijft.Fig. 2 shows an embodiment in which the three-phase network 4 serves as a source for the make-up voltage. As with the track section power supply unit 5, the addition of the make-up voltage also takes place via a diode rectifier 12. The voltage regulation in this case is effected with an adjusting element 15b, which comprises anti-parallel connected thyristors. An adjustment element 15b with switchable elements (such as GTO thyristors) instead of thyristors is also conceivable. As a further embodiment variant, the diverter 15b can also be omitted and a controllable rectifier (thyristor rectifier) can be used instead of a diode rectifier 12 for the input of the add-on voltage. However, this has the drawback compared to the variant with diode rectifiers that the supply line 3 remains interrupted in the event of a rectifier control failure.
Een belangrijk aspect van moderne tractievoertuigen is de teruglevering van remenergie. Daarbij wordt de in het 30 rembedrijf opgewekte energie aan de andere voertuigen ter beschikking gesteld of in het voedende middenspanningsnet 4 teruggevoerd. Bij een groter baannet met veel aangesloten haandelen is het wenselijk dit door remmen verschafte vermogen ook op andere haandelen te verdelen. Dit bepaalt onder 35 omstandigheden het vloeien van stroom in sperrichting van de gelijkrichter 12. Om deze stroomrichting vrij te schakelen, is een bijkomende schakelbare inrichting nodig. Deze kan of een mechanische snelle schakelaar of een halfgeleiderschake-laar 18 (bijvoorbeeld een thyristorschakelaar) zijn, 1012134 r 6An important aspect of modern traction vehicles is the regeneration of braking energy. The energy generated in the brake operation is thereby made available to the other vehicles or fed back into the supplying medium voltage network 4. In the case of a larger track network with many connected parts, it is desirable to distribute this braking power on other parts. This determines the flow of current in the reverse direction of the rectifier 12 under conditions. In order to release this current direction, an additional switchable device is required. It can be either a mechanical quick switch or a semiconductor switch 18 (e.g. a thyristor switch), 1012134 r 6
Wordt echter meer remenergie opgewekt dan door andere voertuigen benodigd is, dan moet dit extra vermogen ofwel in weerstanden vernietigd of in het draaistroomnet teruggevoerd worden. In fig. 3 is een uitvoeringsmogelijkheid voor 5 een inrichting voor het verschaffen van toeslagspanning gecombineerd met een terugvoereenheid voor het terugvoeren van energie in het draaistroomnet 4. Bij deze inrichting bestaat de mogelijkheid naar keuze het gelijkstroomsysteem of het draaistroomnet als bron voor de toeslagspanning toe te pas-10 sen. De gelijkspanningstussenkring 16 omvat de steuncondensa-tor 17 alsook een tweede zelfvoedende omsteller 19, daarenboven wordt bij deze realisatie op zinvolle wijze de gelijkspanningstussenkring 16 aan de uitgangszijde van de gelijk-richter 12 aangesloten. De tweede omsteller 19 is via een 15 transformator 20 asm het wisselstroomnet gekoppeld. Teneinde dat het draaistroomnet in geen geval meer vermogen wordt ontnomen dan voor de verschaffing van de toeslagspanning is benodigd, is het zinvol de steuncondensator 17 met behulp van een diode 21 van de voedingsleiding 3 te ontkoppelen. Een 20 verder voordeel van deze ontkoppelingsdiode is dat bij soms voorkomende voedingsdraad-kortsluitingen geen ongewilde voeding naar de sluitplaats kan volgen.However, if more braking energy is generated than is required by other vehicles, this extra power must either be destroyed in resistors or returned to the three-phase network. In Fig. 3, an embodiment for 5 is a device for providing additional voltage, combined with a return unit for returning energy into the three-phase network 4. With this device, it is possible to optionally use the DC system or the three-phase network as a source for the additional voltage. only 10 sen. The DC intermediate circuit 16 comprises the auxiliary capacitor 17 as well as a second self-powered diverter 19, in addition, the DC intermediate circuit 16 is meaningfully connected to the output side of the rectifier 12 in this way. The second diverter 19 is coupled to the alternating current network via a transformer 20 asm. In order that the three-phase network is in no way taken from more power than is required for the provision of the make-up voltage, it makes sense to disconnect the support capacitor 17 from the supply line 3 by means of a diode 21. A further advantage of this decoupling diode is that in the event of supply wire short-circuits occurring occasionally, no unintended supply can follow to the closing point.
Het inbrengen van de toeslagspanning is natuurlijk ook mogelijk bij tweezijdige baandeelvoeding, zoals deze voor 25 een haandeel tussen twee hulpinstallaties 5, 5' van toepassing is. Een uitvoeringsvariant is in fig. 4 getoond. Aangezien de spanningsboosters 10, 10' slechts in één richting werken, dient zich aan om in dit geval twee of in het algemeen een geheel aantal boosters tussen de twee hulpinrichtin-30 gen te schakelen.The addition of the supplementary voltage is of course also possible with two-sided web part feed, as it applies for a part of the trade between two auxiliary installations 5, 5 '. An embodiment variant is shown in Fig. 4. Since the voltage boosters 10, 10 'operate in one direction only, it is necessary to switch two or in general an entire number of boosters between the two auxiliary devices in this case.
Voordelen van de compensatie van het spanningsver-lies volgens de uitvinding, in het bijzonder de daardoor bereikte vermindering van de leidingsverliezen, worden uit de in fig. 5 getoonde resultaten van een simulatie duidelijk. De 35 berekening van de stroom- en spanningsverhoudingen zijn gebaseerd op de volgende aannamen: - De voertuigaandrijving betrekt uit de voedingsleiding een constant vermogen van 1200 kW.Advantages of the compensation of the voltage drop according to the invention, in particular the reduction of the line losses achieved thereby, are apparent from the results of a simulation shown in Fig. 5. The calculation of the current and voltage ratios are based on the following assumptions: - The vehicle drive draws a constant power of 1200 kW from the supply line.
- De onbelaste gelijkspanning van de baanvoedingseenheid 101 21 34 7 bedraagt 820 V.- The no-load DC voltage of the track supply unit 101 21 34 7 is 820 V.
- De ohmse en inductieve gel ijkspannings ver liezen van de voe-dingsspanning-gelijkrichterinrichting komen overeen met een inwendige weerstand van 0,03 ohm.- The ohmic and inductive DC voltage losses of the power supply rectifier device correspond to an internal resistance of 0.03 ohms.
5 - De totale specifieke leidingsweerstand (voedingsleiding en terugkeerleiding) bedraagt 0,1 ohm per kilometer.5 - The total specific line resistance (supply line and return line) is 0.1 ohm per kilometer.
Bij enkelzijdige voeding zonder spanningsboosters volgens de uitvinding bereikt men de in fig. 5 gestreept weergegeven resultaten. Is het voertuig 1 km van de hulpin-10 stallatie verwijderd, dan neemt de bij de afnemer ter beschikking staande spanning af van 773 tot 520 V. Bij constante vermogensafname neemt dienovereenkomstig de bedrijfsstroom toe van 1550 naar 2310 A. De overdrachtsverliezen nemen meer dan proportioneel toe met de verwijdering van het voertuig 15 van de hulpinstallatie en bedragen op 1 km afstand reeds 533 kW.In the case of a single-sided power supply without voltage boosters according to the invention, the results shown in dashed lines in Fig. 5 are achieved. If the vehicle is 1 km away from the auxiliary installation, the voltage available to the customer decreases from 773 to 520 V. At constant power consumption, the operating current accordingly increases from 1550 to 2310 A. The transmission losses increase more than proportionally. increases with the removal of the vehicle 15 from the auxiliary installation and amounts to 533 kW at a distance of 1 km.
Onder dezelfde aanname met betrekking tot voertuig-vermogen alsook hulpinstallatie en baanweerstand worden de berekeningen onder verdiscontering van de werking van de 20 spanningsbooster herhaald. Bij opschakeling van de toeslag-spanning in een afstand van 0,4 km van de hulpinrichting (overeenkomend met het baandeel 3b in fig. 1) bereikt men de in fig. 5 getoonde resultaten. De laagste voedings leiding-spanning treedt op na 0,4 km bij het bereiken van de schei-25 dingsplaats en heeft daar een waarde van 700 V. Na 1 km bedraagt de voedingsleidingspanning nog steeds 720 V. Bij constante vermogensafname neemt de bedrijfsstroom toe van 1550 naar slechts 1710 A bij de scheidingsplaats en naar 1670 A na een kilometer. De totale overdrachtsverliezen (daaronder be-30 grepen het naar de boosterschakeling geleide vermogen) bedragen op 1 km afstand van de hulpinrichting slechts 329 kW.Under the same assumption with respect to vehicle power as well as auxiliary installation and track resistance, the calculations are repeated discounting the operation of the voltage booster. When the additional voltage is switched on at a distance of 0.4 km from the auxiliary device (corresponding to the track part 3b in Fig. 1), the results shown in Fig. 5 are achieved. The lowest supply line voltage occurs after 0.4 km when it reaches the separation site and has a value of 700 V. After 1 km, the supply line voltage is still 720 V. At constant power decrease, the operating current increases by 1550 to only 1710 A at the separation site and to 1670 A after one kilometer. The total transmission losses (including the power fed to the booster circuit) are only 329 kW at a distance of 1 km from the auxiliary device.
De toevoeging van een toeslagspanning in de voedings leiding verschaft bij verhoudingsgewijs geringe investeringskosten naar keuze: 35 - Verhoging van het voedingsbereik (grotere afstanden tussen de hulpinrichtingen).The addition of an add-on voltage in the supply line provides for relatively low investment costs as desired: 35 - Increase of the supply range (greater distances between the auxiliary devices).
- Vermindering van de leidingsverliezen (vermindering van het energieverbruik) bij gelijk blijvende hulpinrichtingafstanden en bij gelijke vermogens van de aandrijfvoertuigen.- Reduction of line losses (reduction of energy consumption) with constant auxiliary device distances and equal power of the drive vehicles.
1012134 8 - Verhoging van de verkeersdichtheid of bedrijf met voertuigen van groter vermogen zonder onderschrijding van de laagste bedrijfsspanning bij gelijk blijvende hulpinrichtingaf-standen en voedingsleidingsdoorsneden.1012134 8 - Increase in traffic density or operation with vehicles of higher power without falling below the lowest operating voltage with auxiliary device distances and supply line cross sections remaining the same.
5 De geschetste uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding ter compensatie van de spanningsval bij gelijkstroombanen bieden de volgende voordelen: - Verhoogde flexibiliteit in de keuze van de opstellings-plaats: Wanneer aan de voor de spanningsbooster als gun- 10 stigst beschouwde opstellingsplaats geen geschikte aansluitmogelijkheid aan het draaistroomnet bestaat, kan het gelijkstroomsysteem van de baanverzorging zelf als bron voor de toeslagspanning worden toegepast.The sketched embodiments of the device according to the invention to compensate for the voltage drop in direct current paths offer the following advantages: - Increased flexibility in the choice of the installation location: If the installation location which is regarded as the most favorable for the voltage booster is not a suitable connection option If the three-phase network exists, the DC system of the track supply itself can be used as a source of the add-on voltage.
- Meerdere vrijheidsgraden voor de kostenoptimale uitvoering 15 van de zelfvoedende omsteller 15, de gelijkrichtertransforma- tor 14 en de gelijkrichter 12: De uitgangsspanning van de omsteller behoeft niet sinusvormig te zijn, bovendien kan haar frequentie vrij gekozen worden. Het laatste is in het bijzonder een voor de optimalisatie van de transformatorkos-20 ten wezenlijke parameter.- Multiple degrees of freedom for the cost-optimal version 15 of the self-powered inverter 15, the rectifier transformer 14 and the rectifier 12: The output voltage of the inverter does not have to be sinusoidal, moreover, its frequency can be freely selected. The latter is in particular a parameter essential for the optimization of the transformer cos 20.
VERWIJZINGSCIJFERLIJSTREFERENCE LIST
I) voertuig 25 2) terugvoerleiding, geaard raillichaam 3) voedingsleiding, rijleiding of stroombaan 3a),3b) delen van de voedingsleiding 4) draaistroomnet 5) baanvoedingseenheid, hulpinrichting 30 6) voedingsgelijkrichter 10) inrichting voor het opschakelen van een toeslag spanning, spanningsbooster II) scheidingsplaats, geïsoleerd baanleidingsvak 12) gelijkrichter 35 13) afvlakspoel 14) gelijkrichtertransformator 15a),15b) omstellers resp. instelorganen voor het invoeren van een geregelde toeslagspanning 16) gelijkspanningstussenkring 1012134 9 17) steuncondensator 18) halfgeleiderschakelaar voor de energieterugvoer in de richting van de hulpinrichting en andere haandelen 5 19) omsteller voor het aankoppelen aan het draaistroom net 20) omstellertransformator 21) ontkoppelingsdiode voor de steuncondensator 10121 3dI) vehicle 25 2) return line, grounded rail body 3) supply line, driving line or current path 3a), 3b) parts of the supply line 4) three-phase power supply 5) track supply unit, auxiliary device 30 6) supply rectifier 10) device for switching on an auxiliary voltage, voltage booster II) separation point, insulated track line section 12) rectifier 35 13) smoothing coil 14) rectifier transformer 15a), 15b) converters resp. adjusting means for inputting a regulated add-on voltage 16) DC voltage intermediate circuit 1012134 9 17) Support capacitor 18) Semiconductor switch for energy return in the direction of the auxiliary device and other hand parts 5 19) Diverter for coupling to the three-phase mains 20) Diverter transformer 21) Disconnection diode for the support capacitor 10121 3d
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823233 | 1998-05-25 | ||
| DE19823233A DE19823233A1 (en) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | Supplying power to vehicles operated by direct current |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1012134A1 NL1012134A1 (en) | 1999-11-26 |
| NL1012134C2 true NL1012134C2 (en) | 2001-02-20 |
Family
ID=7868798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1012134A NL1012134C2 (en) | 1998-05-25 | 1999-05-25 | Device for powering DC-powered vehicles. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19823233A1 (en) |
| IT (1) | ITMI991126A1 (en) |
| NL (1) | NL1012134C2 (en) |
| SI (1) | SI9900129A (en) |
| ZA (1) | ZA993472B (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2329160C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-07-20 | Борис Алексеевич Аржанников | Power supply circuit of direct current railway |
| CN103253155B (en) * | 2008-02-29 | 2016-02-10 | 川崎重工业株式会社 | Electric railway power feed system |
| RU2365017C1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Dc traction substation with capacitive power storage units |
| DE102008039253B4 (en) * | 2008-08-22 | 2022-12-08 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | attachment |
| AU2013263865B2 (en) * | 2009-10-23 | 2015-07-16 | Siemens Industry, Inc. | System and method for reinjection of retard energy in a trolley-based electric mining haul truck |
| US8550007B2 (en) * | 2009-10-23 | 2013-10-08 | Siemens Industry, Inc. | System and method for reinjection of retard energy in a trolley-based electric mining haul truck |
| US10286787B2 (en) | 2013-09-27 | 2019-05-14 | Siemens Industry, Inc. | System and method for all electrical operation of a mining haul truck |
| RU167578U1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" МГУПС (МИИТ) | AC TRACTION ELECTRICITY DEVICE WITH VOLTAGE ADDITIONAL TRANSFORMERS |
| RU187714U1 (en) * | 2018-10-19 | 2019-03-15 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | AC-DC ELECTRIC CONVERTER |
| CN113492734B (en) * | 2020-03-20 | 2023-01-24 | 中车唐山机车车辆有限公司 | Micro-rail traffic power supply system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124520A (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Feeding circuit for trolley wire |
| US4468572A (en) * | 1981-10-15 | 1984-08-28 | Japanese National Railways | Feeder voltage compensating apparatus for electric railway |
| JPS6250242A (en) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | Toshiba Corp | Direct current feeder device |
| JPS6353134A (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-07 | Toshiba Corp | Regulating device for circulating amount of dc power |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853523A (en) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power regenerative mechanism for electric car |
| DE4140218A1 (en) * | 1991-12-06 | 1993-06-09 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh, 8012 Ottobrunn, De | Storing energy of braking of electrically driven vehicles - supplying electrical power from current supply system, e.g. overhead lines installed at travel track, and using stored energy for starting and acceleration |
| DE4405559C2 (en) * | 1994-02-16 | 1997-09-04 | Elpro Ag | Circuit arrangement for a rectifier substation for supplying traction current to DC tracts |
-
1998
- 1998-05-25 DE DE19823233A patent/DE19823233A1/en not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-05-21 IT IT1999MI001126A patent/ITMI991126A1/en unknown
- 1999-05-21 ZA ZA9903472A patent/ZA993472B/en unknown
- 1999-05-25 SI SI9900129A patent/SI9900129A/en unknown
- 1999-05-25 NL NL1012134A patent/NL1012134C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124520A (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Feeding circuit for trolley wire |
| US4468572A (en) * | 1981-10-15 | 1984-08-28 | Japanese National Railways | Feeder voltage compensating apparatus for electric railway |
| JPS6250242A (en) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | Toshiba Corp | Direct current feeder device |
| JPS6353134A (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-07 | Toshiba Corp | Regulating device for circulating amount of dc power |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL1012134A1 (en) | 1999-11-26 |
| ZA993472B (en) | 1999-11-24 |
| SI9900129A (en) | 1999-12-31 |
| DE19823233A1 (en) | 1999-12-02 |
| ITMI991126A1 (en) | 2000-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102596631B (en) | Transferring electric energy to a vehicle, using a system which comprises consecutive segments for energy transfer | |
| JP5114568B2 (en) | Power supply system | |
| JP3304677B2 (en) | Inductive power distribution system and vehicle | |
| NL1012134C2 (en) | Device for powering DC-powered vehicles. | |
| AU2012266237B2 (en) | System and method for transferring electric energy to a vehicle using segments of a conductor arrangement which can be operated independently | |
| CN106663528B (en) | Inductive power system suitable for electric vehicle | |
| CN102834281B (en) | For the system (contact device) of one or more electrically driven vehicle | |
| WO1994025304A1 (en) | Power collector for inductive power transfer | |
| JP3890924B2 (en) | Electric car drive system | |
| KR100310714B1 (en) | Single Phase Overhead Contact Wire Active Filter for Electric Vehicles | |
| JP7290563B2 (en) | High-voltage DC feeding system, power converter, and high-voltage DC feeding method | |
| US5382834A (en) | Electrical transit power supply system | |
| KR101668012B1 (en) | DC traction power supply System Using Parallel Pulse Width Modulation(PWM) Converter | |
| JPH02219401A (en) | Controller for electric car | |
| WO2000012342A1 (en) | Device for traction supply | |
| WO1993015929A1 (en) | Electrical current pick-up from a surface conductor array | |
| CN113165529B (en) | Systems with power consuming devices | |
| JP3085406B2 (en) | Power converter for AC electric vehicles | |
| WO1988001952A1 (en) | Device for feeding electric traction line with substations, by electronic control of the wire overhead line voltage | |
| SE512376C2 (en) | Plant for AC power supply | |
| JP2588950B2 (en) | DC train feeding system | |
| US11999267B2 (en) | Power line system with ripple generator for electric vehicles | |
| GB2343432A (en) | DC traction power supply system | |
| SU366995A1 (en) | aoESOg ^^ liloi adk. G. MarquardtPyT? YTiS-TEHSH1 ^ 'E1 (A ^ | LIBRARY' ^ \ i | |
| SE517050C2 (en) | Installation and method of transmission of electrical power |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
| RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20001219 |
|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20031201 |