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Dokumentenidentifikation DE60112504T2 01.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001151904
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Lüftung von elektrischen Geräten in einem Schienenfahrzeug
Anmelder ALSTOM, Levallois-Perret, FR
Erfinder Lievremont, Gilles, 25290 Ornans, FR;
Mary, Bernard, 25320 Montferrant le Château, FR
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 60112504
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 13.04.2001
EP-Aktenzeichen 014009765
EP-Offenlegungsdatum 07.11.2001
EP date of grant 10.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.06.2006
IPC-Hauptklasse B61C 17/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H02K 9/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Lüftung von elektrischen Geräten, die sich an Bord eines Schienenfahrzeugs, das mit Gleichstrom gespeist wird, befinden, und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Lüftung, welche für jedes der elektrischen Geräte einen Lüfter aufweist, der von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Vorrichtung zur Lüftung findet vorzugsweise in Schienen-Triebfahrzeugen Anwendung, bei welchen die an Bord befindlichen belüfteten elektrischen Geräte zahlreich sind.

Für gewöhnlich werden alle Leistungselemente eines Triebwagens, wie die Transformatoren, die Triebmotoren, die Bremskraftregler oder die elektronischen Leistungsblöcke, einzeln mittels einem Lüfter abgekühlt, der von einem Elektromotor angetrieben wird, wobei die Gesamtheit dieser Motoren von einem Umformer mit Elektrizität gespeist wird, welcher an Bord des Triebwagens die Transformation des von der Fahrleitung verfügbaren Gleichstroms in Wechselstrom sicherstellt, der für den Betrieb der Leistungsgeräte angepasst ist. Eine solche Lüftungsvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, einen gemeinsamen Betrieb der verschiedenen Lüfter zu bedingen. Somit werden ab dem Moment, wo ein einzelner Lüfter mit voller Leistung in Betrieb sein muss, die anderen Lüfter gleichermaßen durch den Umformer mit voller Leistung gespeist, was unnötig den Energieverbrauch steigert und zusätzliche Lärmbelästigung erzeugt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Lüftung von an Bord eines Schienenfahrzeugs befindlichen elektrischen Geräte sowie ein Schienenfahrzeug, welches mit dieser Lüftungsvorrichtung ausgestattetet ist, zu offenbaren, was dem Schienenfahrzeug einen erhöhten Komfort verleiht, indem die Lärmbelästigung gemindert wird, und was einen reduzierten Stromverbrauch sicherstellt.

Die Erfindung hat ein Schienenfahrzeug zum Gegenstand, welches mit einer Lüftungsvorrichtung für elektrische Geräte ausgestattet ist, die sich an Bord des Schienenfahrzeugs befinden, wobei das letztgenannte mit Gleichstrom gespeist wird, entweder direkt durch ein mit einer Gleichstromquelle verbundenes Stromaufnehmersystem oder indirekt durch Richten und Filtern eines Stroms, der von einem mit einer Einphasenwechselstromquelle verbundenen Stromaufnehmersystem aufgenommen wird, wobei jedes elektrische Gerät mittels einem Lüfter zur Kühlung belüftet wird, der von einem Elektromotor angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren Asynchronmotoren sind, wobei jeder Elektromotor des Lüfters unabhängig mit Dreiphasenwechselstrom gespeist wird von einem einzelnen Umformer, der mit Gleichstrom zur Speisung des Schienenfahrzeugs verbunden ist.

Das Schienenfahrzeug, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lüftung von an Bord befindlichen elektrischen Geräten ausgestattet ist, kann des weiteren eine oder mehrere der folgenden charakteristischen Eigenschaften aufweisen, die einzeln oder in allen technisch möglichen Kombinationen verwendet werden können:

  • – der einzelne Umformer ist auf dem Rahmen des Lüftermotors eingebaut;
  • – jeder Umformer zur Speisung von Lüftern wird abhängig von der Leistung geregelt, die von dem verbundenen elektrischen Gerät verbraucht wird;
  • – das Schienenfahrzeug ist ein Triebwagen, welcher elektrische Leistungsgeräte aufweist wie Transformatoren, Triebmotoren, Bremskraftregler oder elektronische Leistungsblöcke.

Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur Lüftung von elektrischen Geräten, die sich an Bord eines Schienenfahrzeugs befinden, das mit Gleichstrom versorgt wird, wobei jedes der elektrischen Geräte mittels einem Lüfter zur Kühlung belüftet wird, der von einem Elektromotor angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Elektromotor des Lüfters unabhängig mit Dreiphasenwechselstrom gespeist wird mittels einem einzelnen Umformer, der mit der Gleichstromspeisung des Schienenfahrzeugs verbunden ist, wobei der Umformer abhängig von der Leistung geregelt wird, die von dem verbundenen elektrischen Gerät verbraucht wird.

Gemäß einem anderen charakteristischen Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung wird jeder Umformer so geregelt, dass das Kühlen des verbundenen elektrischen Geräts proportional zur Leistung ist, die von dem elektrischen Gerät verbraucht wird.

Die Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die zu nicht begrenzenden Bespielzwecken gegeben wird, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren, in denen:

1 eine schematische Darstellung in Seitenansicht eines Schienenfahrzeugs ist, welches mit einer Vorrichtung zur Lüftung von an Bord befindlichen elektrischen Geräten gemäß der Erfindung ausgestattet ist;

2 eine perspektivische Ansicht eines Motors zur Lüftung ist, welcher einen Umformer integriert, der in der Vorrichtung zur Lüftung gemäß der Erfindung verwendet wird.

Um das Lesen der Zeichnungsfiguren zu erleichtern, sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente dargestellt.

1 stellt einen Triebwagen einen Schienenfahrzeugs dar, welches mit elektrischer Energie mittels einem Stromabnehmer gespeist wird, der mit der Fahrleitung verbunden ist, die Gleichstrom mit einer Spannung von 750V liefert.

Gemäß 1 ist der Triebwagen mit elektrischen Geräten der Art Triebmotor, Transformator, elektrischer Leistungsblock oder Bremskraftregler ausgestattet, welche jeweils einen Lüfter 2 zum Kühlen aufweisen, der von einem elektrischen Asynchronmotor 3 in Rotation versetzt wird.

Gemäß 2 ist ein Stromumformer 4 auf dem Rahmen jedes Asynchronmotors 3 eingebaut, um die Umwandlung des Gleichstroms 750V der Fahrleitung in Dreiphasenwechselstrom sicherzustellen, der den Asynchronmotor 3 speist. Der Umformer 4 ist mittels Schrauben auf einem Flansch 31 des Gehäuses des elektrischen Motors 3 befestigt, was somit ermöglicht, eine Einheit Umformer 4 – Motor 3 – Ventilator 2 zu erhalten, die nur wenig Platz verbraucht.

Der Stromumformer 4 besteht aus einem IGBT und stellt eine Ausgangsfrequenz f des modulierbaren Umwandlers mit einem konstanten Verhältnis UAusgang/fAusgang sicher, bis zu einer Grundausgangsspannung UAusgang = 545V für eine Frequenz fAusgang = 50Hz. Die Wicklung jedes Elektromotors 3 ist so ausgelegt, dass sie direkt bis zur Grundausgangsspannung der Umformer wirkt, das heißt 545V/50Hz.

Jeder Umformer 4 weist einen Steuerkreislauf auf, der als Eingangsparameter den Stromwert erhält, der von dem zu belüftenden elektrischen Gerät verbraucht wird.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lüftung ist wie folgt:

Wenn ein elektrisches Gerät in Betrieb ist, wird der Motor 3 des Lüfters 2 zum Kühlen, der mit diesem verbunden ist, von dem integrierten Umformer 4 mit Wechselstrom gespeist, wobei der letztgenannte auf dem Ablesen des von dem elektrischen Gerät verbrauchten Stroms basiert, um den Elektromotor 3 proportional dazu zu speisen, damit die Rotationsgeschwindigkeit des Lüfters 2 proportional zu dem Verbrauch des verbundenen elektrischen Geräts ist.

Eine solche Vorrichtung zum Lüften, welche Asynchronmotoren zum Antreiben der Lüfter aufweist, bietet den Vorteil, dass sie eine längere Betriebsdauer und eine höhere Betriebssicherheit aufweist als Vorrichtungen mit Gleichstrommotoren, wobei gleichzeitig eine geringere Wartung erforderlich ist. Des weiteren ermöglicht die Anwesenheit eines mit jedem Lüftermotor integrierten Umformers, einzeln die Leistung jedes Lüfters zu modulieren in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung, die von dem elektrischen Gerät verbraucht wird, und somit der Wärme, die von dem letztgenannten abgegeben wird.

Als Folge ermöglicht die Vorrichtung zur Lüftung gemäß der Erfindung, die Lüftung jedes elektrischen Geräts anzupassen abhängig von dem Kühlbedarf, und ermöglicht so, den Energieverbrauch beträchtlich zu reduzieren. Des weiteren weisen die Vorrichtung und das Verfahren zur Lüftung gemäß der Erfindung gleichermaßen den Vorteil auf, indem die Lüfter der Betriebsgräte einzeln geregelt werden, die Betriebszeiten der Lüfter zu begrenzen, um somit die von den letztgenannten ausgestrahlte Lärmbelästigung zu reduzieren und so den Reisenden einen besseren Komfort zu bieten.


Anspruch[de]
  1. Schienenfahrzeug, welches mit einer Lüftungsvorrichtung für elektrische Geräte ausgestattet ist, die sich an Bord des Schienenfahrzeugs befinden, wobei das Schienenfahrzeug mit Gleichstrom gespeist wird, entweder direkt durch ein mit einer Gleichstromquelle verbundenes Stromaufnehmersystem (1) oder indirekt durch Richten und Filtern eines Stroms, der von einem mit einer Einphasenwechselstromquelle verbundenen Stromaufnehmersystem (1) aufgenommen wird, wobei jedes elektrische Gerät mittels einem Lüfter (2) zur Kühlung belüftet wird, der von einem Elektromotor (3) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (3) Asynchronmotoren sind, wobei jeder Elektromotor (3) des Lüfters (2) unabhängig mit Dreiphasenwechselstrom gespeist wird von einem einzelnen Umformer (4), der mit Gleichstrom zur Speisung des Schienenfahrzeugs verbunden ist.
  2. Schienenfahrzeug gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne Umformer (4) auf dem Rahmen des Motors des Lüfters (2) eingebaut ist.
  3. Schienenfahrzeug gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Umformer zur Speisung der Ventilatoren (2) abhängig von der Leistung, die von dem verbundenen elektrischen Gerät verbraucht wird, geregelt wird.
  4. Schienenfahrzeug gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug ein Triebwagen ist, welcher elektrische Leistungsgeräte aufweist wie Transformatoren, Triebmotoren, Bremskraftregler oder elektronische Leistungsblöcke.
  5. Verfahren zur Lüftung von elektrischen Geräten, die sich an Bord eines Schienenfahrzeugs befinden, das mit Gleichstrom versorgt wird, wobei jedes der elektrischen Geräte mittels einem Lüfter zur Kühlung (2) belüftet wird, der von einem Elektromotor (3) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (3) Asynchronmotoren sind, jeder Elektromotor (3) des Lüfters (2) unabhängig mit Dreiphasenwechselstrom gespeist wird mittels einem einzelnen Umformer, der mit der Gleichstromspeisung des Schienenfahrzeugs verbunden ist, wobei der einzelne Umformer (4) abhängig von der Leistung geregelt wird, die von dem verbundenen elektrischen Gerät verbraucht wird
  6. Verfahren zur Lüftung gemäß dem vorausgegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Umformer so geregelt wird, dass das Kühlen des verbundenen elektrischen Geräts proportional zur Leistung ist, die von dem elektrischen Gerät verbraucht wird.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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