[发明专利]用于操作牵引变换器电路以耦合到直流电压网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子学领域。本发明基于一种用于操作牵引变换器以耦合到直流电压网上的方法。

背景技术

当今，在特别是用于有轨车辆例如电气铁路的众多的功率电子应用中使用牵引变换器电路。特别是在跨国使用有轨车辆时，必须能够从各种供电网、即从不同的网络电压的各种直流电压网和交流电压网中得到或者馈送驱动能量。对此，牵引变换器电路是必需的，该牵引变换器电路不但可耦合到基于直流电压的供电网，而且可以耦合到基于交流电压的供电网。常见的特别是用于铁路网的具有交流电压源的供电网基于频率为162/3Hz的15kV或者50Hz的25kV的交流电压。常见的特别是用于铁路网的具有直流电压源的供电网基于1.5kV或者3kV的直流电压。例如在DE 1479 558 A1中说明了一种合适的用于耦合到直流电压网的牵引变换器电路。在此，牵引变换器电路包括网络变换器，该网络变换器直流电压侧与直流电压电路相连，其中直流电压电路可接到直流电压网。此外，牵引变换器电路还具有包括初级线圈和次级线圈的变压器，其中网络变换器交流电源侧与变压器的初级线圈相连。此外，还设置有变换器单元，变换器单元交流电压侧与变压器的次级线圈相连。根据本方法，借助用于调节网络变换器交流电压的可预给定的网络变换器控制信号来控制网络变换器，其中典型地通过用三角信号脉宽调制正弦信号、通常为正弦电压信号，来产生网络变换器控制信号，由此通常得到千赫兹范围中的开关频率。

网络变换器在其交流电压侧产生具有基频例如为100Hz的电压。结果产生200Hz的双倍频率功率振荡，功率振荡不容许传递给直流电压电路中的DC电压侧并由此传递进直流电压网。对此，LC滤波器形式的滤波电路(吸收电路)设置在直流电压电路上，该直流电压电路基本上被调谐到在网络变换器的交流电压侧上的电压的双倍基频，由此网络变换器的直流电压侧上的双倍频率的电压成分可以被滤除。但是，这种在直流电压侧上的滤波电路很重、需要很多位置、是有损耗的，降低了牵引变换器电路的可靠性而且显著提高了硬件成本。

发明内容

因此，本发明的任务在于，说明一种用于操作牵引变换器电路以耦合到直流电压网上的方法，通过该方法可以简化牵引变换器电路。该任务通过根据本发明的实施例的方案来解决。

在根据本发明的用于操作牵引变换器电路以耦合到直流电压网上的方法中，牵引变换器电路包括网络变换器，所述网络变换器直流电压侧与直流电压电路相连，其中直流电压电路可连接到直流电压网。此外，牵引变换器电路还包括具有初级线圈和次级线圈的变压器，其中网络变换器交流电压侧与变压器的初级线圈相连，还包括变换器单元，该变换器单元交流电压侧与变压器的次级线圈相连。根据本方法，借助用于调节网络变换器交流电压的可预给定的网络变换器控制信号来控制网络变换器。根据本发明，网络变换器控制信号为跟随参考矩形信号的矩形信号。由此，在网络变换器的直流电压侧上仅仅得到低幅度的非常低频的功率振荡，使得有利地可以省去现有技术中公知的直流电压电路上的滤波电路，并且由此极大地简化了牵引变换器电路。由于通过根据本发明的方法省去了滤波电路，所以在牵引变换器电路方面此外还可以显著地削减重量、位置和硬件费用，以及减小损耗而提高牵引变换器电路的可靠性和可用性。通过矩形网络变换器控制信号同样提高了网络整流器的功率半导体开关的利用，其中减小了热负载。

本发明的这些和其它任务、优点和特征从以下结合附图对本发明的优选实施形式的详细说明变得明显。

附图说明

其中：

图1示出了用于耦合到直流电压网的牵引变换器电路的实施形式；

图2示出了根据本发明方法的在电能量从牵引变换器电路的网络变换器流向牵引变换器电路的变换器单元时牵引变换器电路的物理量的时间曲线；

图3示出了根据本发明的方法的一种变形方案的牵引变换器电路的参考矩形信号和网络变换器控制信号的时间曲线；以及

图4示出了根据本发明的方法的在电能量从牵引变换器电路的网络变换器流到牵引变换器电路的变换器单元时的牵引变换器电路的物理量的时间曲线。

附图中所使用的参考标记以及其意义在参考标记表中概括性地列出。基本上，在图中相同部分标有相同的参考标记。所描述的实施形式示例性地表示本发明的主题而不具有限制作用。

具体实施方式