用於機車的牽引電機驅動系統的製作方法
2023-08-02 04:44:26 2
用於機車的牽引電機驅動系統的製作方法
【專利摘要】牽引電機驅動系統(200)包括互相併聯布置的多個電樞(104)和互相串聯布置的多個場電路(105)。多個場電路(105)與電樞(104)並聯布置。牽引電機驅動系統(200)還包括場隔離系統(214)，該場隔離系統包括與至少一個場電路(105)相關的分接電路(215)。場隔離系統(214)包括第一場開關(216)，該第一場開關與多個場電路(105)串聯布置且構造成在分接電路(215)的第一端子與至少一個場電路(105)的第一場端子之間切換。場隔離系統(214)包括第二場開關(217)，該第二場開關與多個場電路(105)串聯布置且構造成在分接電路(215)的第二端子與至少一個場電路(105)的第二場端子之間切換。
【專利說明】用於機車的牽引電機驅動系統【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及牽引電機驅動系統，且更具體地涉及用於隔離機車上的直流牽引電機構件的系統和方法。
【背景技術】
[0002]牽引電機通常用於諸如柴油機電氣機車的電動軌道車輛中。當今，許多機車採用多個直流牽引電機，通常為4個或6個，以提供用於長距離拖運大的有效載荷的充足拖力。在一些情形中，電機串聯或並聯連接，使得它們能從公共電氣總線操作，從而簡化布線和電機的電氣控制。
[0003]在一些牽引電機系統中，牽引電機與至少3至5個其它電機並聯和/或串聯硬連線。儘管該布置結構允許電機共享公共電氣總線，但它可能對大規模驅動系統故障敏感。在這些布置結構中，同一電路中的一個電機的故障可能導致所有電機都無法運轉。例如，對於並聯連接的電機而言，一個電機中引起短路狀態的電氣故障可能使電路中的所有其它牽引電機都無法工作。在這樣的情況下，如果用於機車的所有牽引電機都位於同一電路上，則機車可能失去全部驅動能力。因此，為了防止一個電機的損失使整個機車無法工作的狀態，可能需要用於選擇性地隔離發生電氣故障的驅動構件的系統。
[0004]一種用於在牽引電機構件失效的情況下維持牽引電機系統工作性能的方案被記載在美國專利N0.6，497，182B2( 「』182專利，，)中。，182專利涉及一種系統，該系統據稱結合了配置成與牽引電機中的至少一個牽引電機通信以使發生故障的電機與其它牽引電機電隔離的制動電機隔離開關。
[0005]』 182專利中公開的系統所提供的電機隔離方案局限於電機的電樞和場繞組電路串聯連接的牽引電機。結果，引起隔離開關的跳閘的任何故障有效地從電路移除了電機的電樞和對應的場繞組兩者。然而，在某些狀況下，可能有利的是保留選擇性地僅移除電機的發生故障的構件而不是整個電機的能力。例如，在電機的場繞組已發生故障的狀況下，可能有利的是允許電樞保留在電路中以使得保留電樞的動態制動能力。雖然』 182專利允許牽引電機系統隔離發生故障的電機並保留其餘電機的工作性能，但它可能不必要地從系統移除正常工作的構件一否則可能有助於驅動系統的工作性能的構件。
[0006]當前公開的牽引電機驅動系統針對於克服上述問題和/或本領域中的其它問題中的一個或多個問題。
【發明內容】
[0007]根據一個方面，本發明涉及一種牽引電機驅動系統。該牽引電機驅動系統可包括互相併聯布置的多個電樞。該牽引電機系統還可包括互相串聯布置的多個場電路，每個場電路都與相應的一個電樞相關。多個場電路可與多個電樞並聯布置。該牽引電機驅動系統還可包括場隔離系統。該場隔離系統可包括與場電路中的至少一個場電路相關的分接電路。該分接電路可具 有第一和第二分接端子。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第一場開關。該第一場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第一場端子之間切換。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第二場開關。該第二場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第二場端子之間切換。
[0008]根據另一方面，本發明涉及一種用於選擇性地隔離牽引電機驅動系統上的故障狀態的方法。該方法可包括檢測與牽引電機驅動系統的多個牽引電機中的至少一個牽引電機相關的故障狀態以及識別多個串聯連接的場電路之中與受該故障狀態影響的牽引電機對應的場電路。該方法還可包括識別用於將該場對應的電路與串聯連接的場電路中的其餘場電路隔離的多個場開關。該方法還可包括產生用於操作識別出的多個場開關的控制信號。該控制信號可構造成使與多個串聯連接的場電路串聯布置的第一場開關從識別出的場電路的第一場端子切換到與該識別出的場電路相關的分接電路的第一分接端子。該控制信號還可構造成使與多個場電路串聯布置的第二場開關從識別出的場電路的第二場端子切換到分接電路的第二分接端子。
[0009]根據另一方面，本發明涉及一種機車。該機車可包括多個車軸和多對車輪，每對車輪都附連在車軸中的一個車軸上。該機車還可包括彼此並聯布置的多個電樞，每個電樞都可旋轉地聯接到車軸中的一個車軸。該機車還可包括互相串聯布置的多個場電路，每個場電路都與相應的一個電樞相關。多個場電路可與多個電樞並聯布置。該機車還可包括場隔離系統。機車的場隔離系統可包括與場電路中的至少一個場電路相關並包括第一和第二分接端子的分接電路。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第一場開關。該第一場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第一場端子之間切換。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第二場開關。該第二場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第二場端子之間切換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1示出包括牽引電機的示例性機車。
[0011]圖2提供了包括能夠隔離發生故障的構件的電路的示例性牽引電機驅動系統的示意圖。
[0012]圖3示出每個場繞組都能被獨立地隔離的定向。
[0013]圖4示出場繞組成對被隔離的定向。
[0014]圖5示出場繞組以3個為一組被隔離的定向。
[0015]圖6提供了示出用於在電氣故障的情況下隔離牽引電機構件的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1示出可與所公開的實施例一致地實施用於牽引電機隔離的系統和方法的示例性機車100。機車100可以是採用直流牽引電機進行推進的電動式軌道車輛。此外，任何採用直流牽引電機進行推進的電動車輛也可結合與所公開的實施例一致的用於牽引電機隔離的系統和方法。根據圖1所示的示例性實施例，機車100可包括6對車輪101，其中每對車輪101都附連在可旋轉地聯接到牽引電機103的車軸102上。牽引電機103均可包括電樞104和場電路105。圖2示出牽引電機驅動系統200內的電樞104和場電路105之間
的關係。
[0017]牽引電機驅動系統200包括協作成推進機車100的多個機械和電氣構件。牽引電機驅動系統200可分割成兩種不同但協作的子系統，即多個電樞子系統201和場繞組子系統202。如圖2所示，牽引電機驅動系統200包括單個場繞組子系統202，該場繞組子系統202包括用於牽引電機驅動系統200的每個牽引電機103的場電路105。每個牽引電機103都具有單獨的電樞子系統201。
[0018]場繞組子系統202可與多個電樞子系統201並聯連接。在場繞組子系統202內，每個場電路105可互相串聯連接。在該示例性實施例中，存在6個電樞子系統201，每個電樞子系統201都與6個牽引電機103中的一個牽引電機對應。為清楚起見，圖2僅示出6個電樞子系統201中的3個電樞子系統。3個附加電樞子系統201可與圖2所示的電樞子系統201並聯連接。當然，本實施例可通過改變場繞組子系統202內的電樞子系統201的數量和場電路105的數量來變更成容納不同數量的牽引電機103。
[0019]除場電路105外，場繞組子系統202還可包括在正常操作期間操作場電路105所需的構件。例如，場繞組子系統202還可包括限制器203、換向器204和一對場極性開關205,206o限制器203可與多個場電路105串聯連接。
[0020]限制器203可實施為構造成調節通過場電路105的電流的功率調節裝置。通過控制通過場電路105的電流，限制器203可構造成調節牽引電機103的轉矩。舉例而言，當機車100開始拖曳負載時，牽引電機103本來就在發電機低電壓下需要大量電流來提供最初使機車100及其負載移動所需的轉矩。隨著機車100加速，對電流的需求在所施加的電壓增大的同時減小。限制器203對該需求作出響應。
[0021]牽引電機驅動系統200可包括場極性開關205、206和換向器204。通過利用場極性開關205、206和換向器204操縱通過場繞組的電流方向，牽引電機驅動系統200能控制牽引電機103的旋轉方向，從而允許機車100沿前進和後退兩個方向行駛。
[0022]換向器204構造成充當與串聯的場電路105的連接點。一對場極性開關205、206構造成在換向器204的不同連接點之間切換。第一場極性開關205可連接到限制器203且第二場極性開關206可連接到第二牽引總線209。場極性開關206、207可構造成改變場電路105的極性。
[0023]換向器204可連接到串聯的場電路105。換向器204具有4個引線。第一對引線直接電連接到串聯的場電路105。第二對引線是能與場極性開關205、206接合的一組連接點。當場極性開關205、206的方向切換時，這些開關連接到換向器204的不同引線，這有效地重新配置場繞組子系統202，從而使通過場繞組子系統202及其場電路105的電流換向。
[0024]該示例性實施例的場極性開關205、206是單極、雙擲開關。在第一位置，場極性開關205、206直接連接到換向器204的第一對連接點。在該模式下，場極性開關205、206允許電流直接流過串聯的場電路105。在第二位置，場極性開關205、206連接到換向器204的第二對連接點。在該模式下，電流在沿與它在場極性開關205、206處在第一位置時流動的方向相反的方向流過場電路105之前必須流過換向器204。
[0025]如圖2所示，每個電樞子系統201都可包括電樞104、電機-制動器開關207和動態制動所需的其它構件，例如柵極電阻器210和動態制動控制信號211。電樞子系統210可包括在驅動模式和制動模式兩者期間操作電樞104所需的構件。在各電樞子系統201內，電樞104連接到第一牽引總線208與第二牽引總線209之間。在通常驅動模式期間，電機-制動器開關207可將電樞104的第二引線連接到第二牽引總線209。電樞104的第一引線可經制動構件連接到第一牽引總線208。
[0026]動態制動電阻器如柵極電阻器210在本領域中是眾所周知的，且它們僅在牽引電機驅動系統200構造成執行變阻動態制動的情況下使用。柵極電阻器210對於實施再生動態制動可能是不必要的。在動態制動期間，牽引電機103通常通過將車輪101的動能轉化成電能來在減慢機車100時作為發電機工作。均與電樞104中的一個電樞串聯布置的多個柵極電阻器210可用於所產生的電力作為熱消散。本領域中公知的能夠消散或利用在制動期間由牽弓I電機103產生的動力的任何方法或裝置代替柵極電阻器210和動態制動控制電路 211。
[0027]制動器開關212與電機-制動器開關207相結合地用於將牽引電機驅動系統200從驅動模式切換到制動模式。牽引電機驅動系統200可包括均連接在電樞104中的一個電樞與柵極電阻器210中的一個柵極電阻器之間的多個制動器開關212。在驅動模式期間，制動器開關212保持斷開，從而將柵極電阻器210電隔離。在制動模式期間，制動器開關212閉合，從而提供牽引電樞104與柵極電阻器210之間的電連接以允許柵極電阻器210消散在動態制動期間產生的過剩動力。制動器開關212可以是能夠履行該功能的任何開關或接觸器。在一個示例性實施例中，制動器開關212是單極、雙擲開關。制動器開關212能通過操作員指令手動控制，或者它在電機-制動器開關207移動到制動位置時自動切換。
[0028]牽引電機驅動系統200能夠隔離其中一個或多個構件發生故障的至少一個電樞子系統201。電樞隔離可通過連接到電樞104的電源開關213和電機-制動器開關207的選擇性操作來實現。多個電樞104中的每個電樞都包括第一電樞端子和第二電樞端子。第一電樞端子經由電源開關213選擇性地聯接到第一牽弓I總線208。第二電樞端子聯接到至少包括第一和第二開關位置的電機-制動器開關207。第一開關位置可構造成將第二電樞端子與第二牽引總線209電聯接，而第二開關位置可構造成將第二電樞端子與第二牽引總線209分離。
[0029]電機-制動器開關207可以是在影響全部或一部分電樞子系統201的電氣故障的情況下能夠將電樞104與牽引電機驅動系統200的其餘部分隔離的單極、三擲開關。根據一個示例性實施例，電機-制動器開關207可具有至少三種操作模式:驅動模式、隔離模式和制動模式。在驅動模式期間，電機-制動器開關207可將電樞104的第二引線連接到第二牽引總線209。為了隔離電樞子系統201，電機-制動器開關207轉換到將電樞104的第二引線與任何電源電氣地斷開的第二模式。這與電源開關213的操作配合將電樞104與牽引電機驅動系統200的其餘部分電氣隔離。在第三位置，電機-制動器開關207可將第二電樞端子與第一牽引總線208電聯接，以使電樞104轉入制動模式。
[0030]在一個實施例中，電機-制動器開關207可構造成在影響全部或一部分電樞子系統201的電氣故障的情況下自動隔離電樞104。在另一實施例中，電機-制動器開關207可構造成僅在從機車100的操作員或另一系統接收隔離電樞104的指令之後才隔離電樞104。本領域中公知能夠斷開電樞104的各種其它開關和接觸器，其同樣適於作為牽引電機驅動系統200的電機-制動器開關207操作。電機-制動器開關207可包括或實施為這些類型的構件中的任何構件。
[0031]電源開關213可以是能夠通過將電樞子系統201與第一牽引總線208斷開來將電樞子系統201與牽引電機驅動系統200的其餘部分隔離的單極、單擲開關。在一個實施例中，電源開關213可操作成在影響全部或一部分電樞子系統201的電氣故障的情況下自動隔離電樞104。替換地，電源開關213可以僅在從機車100的操作員或另一系統接收隔離電樞104的指令之後才隔離電樞104。本領域中公知能夠斷開電樞104的各種其它開關和接觸器，其同樣適於作為牽引電機驅動系統200的電源開關213工作。電源開關213可包括或實施為這些類型的構件中的任何構件。
[0032]在圖2的示例性電路中，電機-制動器開關207和電源開關213構造成將包括電樞104、柵極電阻器210和動態制動控制電路211的電樞子系統201與牽引電機驅動系統200的其餘部分隔離。替換地，電機-制動器開關207可以是僅能夠在制動模式與驅動模式之間切換的單極、雙擲開關。在該構型中，為了實現電樞隔離，可以加入專用隔離開關(未示出)以實現相同結果。
[0033]雖然在圖2中未示出，但牽引電機驅動系統200的替換構型可包括更少的電源開關213和電機-制動器開關207，使得各電源開關213和電機-制動器開關207控制流向多個電樞子系統201的電流。不必每個電樞子系統201都具有專門的電源開關213和電機-制動器開關207。例如，成對的電樞子系統201可共享公共電源開關213和公共電機-制動器開關207。本領域的普通技術人員能設想電樞隔離構件的其它構型。
[0034]除電樞隔離外，牽引電機驅動系統200可構造成利用與場繞組子系統202相關的場隔離系統214來隔離有缺陷或發生故障的場電路105。場隔離系統214包括分接電路215、第一場開關216和第二場開關217。牽引電機驅動系統200可包括多個場隔離系統214,每個場隔尚系統214都與相應的一個場電路105相關。此外，多個場隔尚系統214可與相應的一對場電路105相關。在圖2中,牽引電機驅動系統200包含三個場隔離系統214,每個場隔離系統都與一對場電路105對應。
[0035]在場繞組子系統202內，場電路105與第一場開關216和第二場開關217串聯連接，所述場開關能從牽引電機驅動系統200移除有缺陷的場電路105。通過分接有缺陷的場電路105，牽引電機驅動系統200的其餘場電路105繼續接收電力並正常工作。圖2所示的實施例允許牽引電機驅動系統200儘管存在發生故障的場電路105也實現通常4/6的牽引或制動效力。當第一場開關216和第二場開關217接合成隔離第一場電路105時,第一場開關216連接到分接電路215的第一端，且第二場開關217連接到分接迴路215的第二端。在該構型中，場電路105被分接，使得電流繼續流過場繞組子系統202的其餘部分。
[0036]場開關216、217可以是在影響全部或一部分場電路105的電氣故障的情況下能夠將場電路105與牽引電機驅動系統200的其餘部分隔離的任何電子機械構件。在一個實施例中，場開關216、217可以是單極、雙擲開關。本領域中公知能夠將場電路105與牽引電機驅動系統200的其餘部分隔離的各種其它開關和接觸器。場開關216、217可包括或實施為這些類型的構件中的任何構件。
[0037]場開關216、217的操作可以是自動或手動的。在一個實施例中，場開關216、217可以操作成在影響全部或一部分發生故障的場電路105的電氣故障的情況下自動分接場電路105中的一個或多個場電路。替換地，場開關216、217可以操作成僅在從操作員接收將場電路105與牽引電機驅動系統200的其餘部分隔離的指令之後才操作成分接場電路105。在又一實施例中，場開關216、217的操作可起因於自動或手動輸入的組合。例如，第一場開關216可操作成僅在接收分接場電路105的指令之後才分接場電路105，並且第二場開關217 —旦第一場開關216已接合便自動操作。
[0038]應該強調的是，電源開關213和電機-制動器開關207以及第一場開關216和第二場開關217可以被單獨控制成使得電樞子系統201的隔離不需要場繞組子系統202的隔離。同樣，場繞組子系統202的隔離不需要電樞子系統201的隔離。
[0039]圖2的示意圖示出能夠隔離電樞104和場電路105兩者的示例性牽引電機驅動系統200。然而，還設想牽引電機驅動系統200可使用其中一種隔離能力來實施。例如，牽引電機驅動系統200可包括場電路隔離能力而不一定需要電樞隔離系統。替換地，牽引電機驅動系統200可被提供電樞隔離能力而不具備場隔離能力。因此，該系統無需局限於圖2的特定實施例，而是可具有所述構件的不同構型。
[0040]設想機車100可包括用於操作員與牽引電機驅動系統200之間的通信的附加構件。例如，控制器可以是能夠從傳感器接收輸入以檢測電氣故障的處理器。控制器還可構造成通知操作員發生電氣故障並且可允許操作員發送控制信號以隔離受影響的構件。機車100可包括為操作員提供讀取故障通知並向控制器發送指令的方式的操作員界面。例如，操作員界面可包括用於從控制器接收通知的處理器和用於向操作員顯示這些通知的輸出屏幕。操作員界面還可包括用於操作員向控制器發送命令以選擇性地隔離電氣構件的操作員輸入系統，比如一系列按鈕。
[0041]圖2示出用於其中場電路105成對分組的示例性牽引電機驅動系統200的示意圖。在發生故障的場電路105的情況下,包括發生故障的場電路105的一對場電路105將通過連接到分接電路215而被分接。在另一實施例中，通過向場繞組子系統202增加多個場開關216、217和分接電路215使得每個場電路105將具有兩個專用的場開關216、217以及專用的分接電路215，可以單獨隔離場電路105。在又一實施例中，場電路105分為更大的組布置。其它實施例和布置結構是可能的且對於本領域的技術人員來說應該顯而易見。
[0042]圖3-5示出場電路105的替換構型。圖3示出這樣的構型:其中各場電路105與其自身的場隔離系統214對應，使得各場電路105可以被單獨分接。在該構型中，將存在用於每個牽引電機103的兩個場開關216、217和一個分接電路215。圖4示出如圖2所示的場電路105的構型。在該構型中，每一對場電路105都具有對應的分接電路215和一對場開關216、217。最後，圖5示出分3個一組布置的場電路105。在圖5所示的構型中，每個場隔離系統214都與相應的一組3個場電路105相關。場電路105的構型可以定製成適應牽引電機驅動系統200的特定需求。此外，牽引電機驅動系統200可將場電路105構造成不同大小的組。
[0043]圖6提供了示出用於在電氣故障的情況下選擇性地隔離牽引電機構件的示例性方法的流程圖。該過程在傳感器檢測到與牽引電機驅動系統200的至少一個牽引電機103相關的電氣故障狀態時開始(步驟602)。能夠感測電路的電氣變化的傳感器(未示出)可檢測該故障狀態。例如，電流傳感器可檢測牽引電機驅動系統200內與電氣故障(或接地故障洩漏電流等)對應的電流突湧。該傳感器可向控制器(未示出)通知該電氣故障。
[0044]一旦檢測到電氣故障，便可識別電氣故障的位置。在檢測影響場電路105的電氣故障的示例性過程中，這可包括識別多個串聯連接的場電路105之中與受該故障狀態影響的牽引電機103對應的場電路105(步驟604)。在另一實施例中，這可包括識別多個並聯連接的電樞104之中與受該故障狀態影響的牽引電機103對應的電樞104。識別電氣故障的同一傳感器也可用於定位電氣故障。例如，每個電樞子系統201和每個場電路105都可與電流傳感器相關以檢測電氣故障。控制器可從傳感器接收指示發生電氣故障的信號。控制器可基於哪一個傳感器發送該信號來識別電氣故障的位置。
[0045]為了隔離受影響的構件，控制器可識別與發生問題的電氣構件對應的開關(步驟606)。如果發生問題的構件是場電路105，則控制器可識別用於將場電路105與串聯連接的場電路105的其餘部分隔離的相關的場開關216、217。在一個實施例中，傳感器在通知控制器電氣故障時可向控制器通知場開關216、217的身份。替換地或附加地，如果發生問題的電氣構件被包含在電樞子系統201中，則控制器可識別用於將發生問題的電樞子系統201與電樞子系統201的其餘部分隔離的相關的電機-制動器開關207和電源開關213。一旦識別能夠隔離受影響的電氣構件的開關，控制器便可啟動構件隔離。
[0046]為了隔離受影響的場電路105，控制器便可產生用於操作場開關的控制信號(步驟608)。該控制信號可構造成使與多個串聯連接的場電路105串聯布置的第一場開關216從受影響的場電路105的第一場端子切換到與場電路105相關的分接電路215的第一分接端子。該控制信號還可構造成使與多個串聯連接的場電路105串聯布置的第二場開關217從受影響的場電路105的第二場端子切換到與場電路105相關的分接電路215的第二分接端子。
[0047]控制器可產生第二控制信號，以操作與識別出的受影響的電樞104相關的電機-制動器開關207。第二控制信號可構造成將電樞104與牽引電機驅動系統200隔離。電機-制動器開關207可以是具有三個開關位置設定的單極、三擲開關。驅動模式、制動模式和隔離模式。第二控制信號可包括從電機-制動器開關207的三個位置設定之中選擇隔離位置設定的指令。為了隔離受影響的電樞子系統201，該過程還可包括產生與操作與識別出的電樞104相關的電源開關214以使識別出的電樞104斷電的第三控制信號。
[0048]第三控制信號可包括斷開電源開關214的指令，該指令將使電樞子系統201從第一牽引總線208斷開。在接收第三控制信號後，電源開關213將斷開，從而將電樞子系統201與第一牽引總線208電氣地斷開。這樣，電源開關213和電機-制動器開關207將受影響的電樞子系統210與牽引電機驅動系統200電氣隔離，使得無電流流向受影響的電樞104。電源開關213可以是單極、雙擲開關。
[0049]在一個實施例中，控制器可產生用於通知操作員故障狀態的信號。該通知可向操作員提供識別受故障狀態影響的構件的信息。該控制器還可從操作員接收請求隔離故障電路的指令信號。在一個實施例中，操作員也是機車操作員。
[0050]工業適用性
[0051]所公開的本文中所述的用於牽引電機隔離的系統和方法提供了一種用於通過允許牽引電機驅動系統在影響其一個或多個構件的電氣故障的情況下維持最大工作性能來提高牽引電機驅動系統的性能的可靠方案。通過僅隔離牽引電機受影響的部分，該牽引電機驅動系統保存了受影響的牽引電機的其餘部分的工作性能以用於驅動或制動。這具有即使一些電氣構件不工作也允許動態制動的另外的益處。[0052]當前公開的牽引電機驅動系統可具有若干優點。具體地，通過限制僅隔離已發生故障的那些單獨的電樞或場電路，當前公開的隔離系統可有助於維持系統的最大工作能力。當機車距離維修站較遠時這特別有利。
[0053]對本領域的技術人員來說將顯而易見的是，可以對所公開的用於電動軌道車輛的牽引電機隔離的系統和相關方法作出各種修改和變更。根據本說明書和對本發明的實踐，本發明的其它實施例對於本領域的技術人員來說將顯而易見。本說明書和示例應當被認為只是示例性的，本發明的真實範圍由以下權利要求和它們的等同方案指示。
【權利要求】
1.一種牽引電機驅動系統(200)，包括: 互相併聯布置的多個電樞(104)； 互相串聯布置的多個場電路(105),每個場電路(105)都與相應的一個電樞(104)相關，其中所述多個場電路(105)與所述多個電樞(104)並聯布置； 場隔離系統(214)，包括: 分接電路(215)，所述分接電路與至少一個場電路相關並且包括第一分接端子和第二分接端子； 第一場開關(216)，所述第一場開關與所述多個場電路(105)串聯布置並且構造成在所述分接電路(215)的所述第一分接端子與至少一個場電路的第一場端子之間切換；和 第二場開關(217)，所述第二場開關與所述多個場電路(105)串聯布置並且構造成在所述分接電路(215)的所述第二分接端子與至少一個場電路的第二場端子之間切換。
2.根據權利要求1所述的牽引電機驅動系統(200)，還包括多個場隔離系統(214)，每個場隔離系統(214)都與相應的一個場電路(105)相關。
3.根據權利要求1所述的牽引電機驅動系統(200)，還包括多個場隔離系統(214)，每個場隔離系統(214)都與相應的一對場電路(105)相關。
4.根據權利要求1所述的牽引電機驅動系統(200)，還包括多個場隔離系統(214)，每個場隔離系統(214)都 與相應的一組三個場電路(105)相關。
5.根據權利要求1所述的牽引電機驅動系統(200)，其中，所述多個電樞(104)中的每個電樞都包括第一電樞端子和第二電樞端子，所述第一電樞端子經由電源開關(213)選擇性地聯接到第一牽引總線(208)且所述第二電樞端子聯接到電機-制動器開關(207)，所述電機-制動器開關(207)至少包括第一開關位置和第二開關位置，所述第一開關位置構造成將所述第二電樞端子與第二牽引總線(209)電聯接且所述第二開關位置構造成將所述第二電樞端子與所述第二牽引總線(209)分離。
6.根據權利要求1所述的牽引電機隔離系統(200)，其中，所述電機-制動器開關(207)包括單極、三擲開關，所述單極、三擲開關具有構造成將所述第二電樞端子與所述第一牽引總線(208)電聯接的第三開關位置。
7.一種用於選擇性地隔離牽引電機驅動系統(200)上的故障狀態的方法，所述方法包括: 檢測與牽引電機驅動系統的多個牽引電機(103)中的至少一個牽引電機相關的故障狀態(602)； 識別多個串聯連接的場電路之中與受故障狀態影響的至少一個牽引電機(103)對應的場電路(105) (605)； 識別用於將對應的場電路(105)與串聯連接的多個場電路中的其餘場電路隔離的多個場開關(216，217) (606)； 產生用於操作識別出的多個場開關(105)的控制信號(606)，所述控制信號構造成: 使與所述多個串聯連接的場電路(105)串聯布置的第一場開關(216)從識別出的場電路的第一場端子切換到與所述識別出的場電路(105)相關的分接電路(215)的第一分接端子；並且 使與多個場電路(105)串聯布置的第二場開關(217)從識別出的場電路(105)的第二場端子切換到所述分接電路(215)的第二分接端子。
8.根據權利要求7所述的方法，還包括: 產生用於通知操作員故障狀態的信號； 接收來自操作員的請求隔離所述故障狀態的指令信號； 識別多個並聯連接的電樞(104)之中與受故障狀態影響的至少一個牽引電機(103)對應的電樞(104);以及 產生用於操作與識別出的電樞(104)相關的電機-制動器開關(207)的第二控制信號，所述第二控制信號配置成將識別出的電樞與所述牽引電機系統隔離。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述電機-制動器開關(207)包括具有三個開關位置的單極、三擲開關，其中產生所述第二控制信號包括產生隔離位置選擇信號，所述隔離位置選擇信號配置成從所述電機-制動器開關(207)的三個開關位置之中選擇隔離位置。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括產生第三控制信號，所述第三控制信號用於操作與識別出的電樞(104)相關的電源開關(213)以使識別出的電樞(104)斷電。
【文檔編號】H02P5/685GK104010867SQ201280062951
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年8月16日 優先權日:2011年12月19日
【發明者】J·F·克拉爾, S·F·貝爾特拉米 申請人:鐵路發展服務公司