1.本发明涉及一种轨道车辆和一种操作轨道车辆的方法。轨道车辆包括多个集电器，其中每个集电器在操作期间将轨道车辆与能量供应网络电连接。
背景技术：
2.然而，在轨道车辆操作期间，特别是当轨道车辆在轨道上行驶时，会有一些时间段，此时能量供应网络不会通过至少一个集电器供应电能：由架空供电线路或带电钢轨(通常称为第三轨)形式的供电线路组成的能量供应网络，包括将供电线路的连续区段相互电隔离的分段点。在分段点处，连续区段之间存在间隙。这意味着，连续的区段之间没有电连接。因此，当轨道车辆通过分段点时，集电器(如用于接触架空供电线路的受电弓或用于接触第三轨的接触块)会在短时间内失去与能量供应网络的电连接。由于轨道车辆由多个集电器组成，因此在这短时间内仍可向轨道车辆提供电能。
3.轨道车辆内有不同种类的装置需要电能来操作。一种装置属于牵引系统，例如牵引电机、电流转换器、其电连接件以及与这些装置电连接的电气构件。另一种装置称为辅助装置，属于轨道车辆的辅助系统。辅助装置支持轨道车辆的操作，但不属于牵引系统。例如，用于冷却电流转换器和牵引电机的冷却装置，以及用于控制牵引系统装置操作的控制装置。至少有一些辅助装置是轨道车辆推进和制动所必需的。例如，如果为至少一个牵引电机提供电能的牵引转换器控制装置停止操作，牵引转换器就不能再为牵引电机提供电能，也就不能再以动态制动模式操作。
4.用于冷却牵引系统电流转换器或冷却牵引电机的冷却装置发生故障时，可能不会立即停止推进，但在一段时间后会停止。还有一些装置，例如电灯和暖气，可以为乘客提供舒适的环境，也可以用来装卸货物。
5.尽管本发明并不局限于此，但它特别涉及向辅助装置提供电能。
6.通常情况下，轨道车辆内的电气装置由电流转换器(简称“转换器”)产生的交流电提供电能。通往电气装置的交流电线路连接到转换器的“输出侧”或“交流电侧”。转换器的“输入侧”或“直流电侧”连接到直流电路，通常称为“居间电路”或“直流汇流条”。如果轨道车辆行驶的铁路上存在直流(dc)能量供应网络，则通常从供应网络通过集电器之一和直流电路的电感向电流转换器的输入侧供应电能。如果铁路上存在交流电(ac)能量供应网络，电能通常从供应网络通过集电器之一，再通过变压器到线路转换器再到直流电路。线路转换器将变压器次级侧的交流电流整流为直流电路的直流电流。
7.特别是在向辅助装置供应能量时，可以有多个电流转换器，即辅助系统电流转换器，其中，每个辅助系统电流转换器在其输出侧将一个直流电路的直流电流转换成交流电流。每个直流电路都分别与轨道车辆的一个集电器相连，也就是说，能量供应网络对每个直流电路的能量供应分别取决于相应集电器与能量供应网络的电连接。当其中一个集电器到达分段点时，其与能量供应网络的电连接将被中断，而轨道车辆多个集电器中的至少一个与能量供应网络的电连接将保持不变。然而，多个集电器中的至少一个也将到达分段点。为
了能够向辅助装置持续供应能量，轨道车辆上存在交流电线路，辅助系统集电器的所有或多个输出侧都与该交流电线路相连。只要至少有一个辅助系统集电器将交流电馈入交流电线路，就能为辅助装置提供电能，尽管其中一个集电器通过分段点时，供电功率可能会显著下降。
8.通常，电流转换器通过反复接通和切断转换器开关，将直流电流转换成交流电流。例如，在三相直流-交流转换器中，至少具有六个开关，通常是半导体开关，例如igbt(绝缘栅双极晶体管)。一般来说，每相至少具有两个开关。在相位的两个开关之间通常具有转换器输出侧(交流侧)的连接点。不过，每相也可以有更多的开关，特别是当多个开关相互并行布置以增加最大允许电流时。
9.当通过分段点的集电器与分段点之后的线路段建立电连接后，能量供应网络通过集电器向指定的电流转换器重新供应能量。然而，不同的电流转换器在其输出侧与交流电线路连接时，必须产生同相的交流电，即在大部分操作时间内必须避免产生交流电的相位偏移。相位偏移只能在短时间内发生。有两种方案可以满足这样的要求，即在分段点之后，通过指定的集电器向电流转换器重新供应能量时，交流电流是同相位的。
10.根据第一种方案，不同电流转换器的输入侧可以通过电气线路相互连接，以便从不同的集电器向电流转换器供应电能。因此，当指定的集电器通过分段点时，电流转换器可继续在其输出侧产生交流电。然而，电流转换器输入侧的电气线路大大增加了轨道车辆的制造时间和工作量。
11.根据第二种方案，电流转换器的转换器控制装置可在通过指定的集电器向电流转换器输入侧的能量供应重新建立后，立即与另一个电流转换器同步控制转换器开关。然而，这需要一定的时间，因此暂停交流电流产生的时间间隙要大于通过指定的集电器与能量供应网络的电连接中断的时间段。
技术实现要素：
12.本发明的目的是提供一种在上述情况下操作轨道车辆的方法的j9九游会真人的解决方案，以及具有上述特征的轨道车辆的j9九游会真人的解决方案，该方案可在分段点提供较小的暂停交流电流产生的时间间隙，并且只需很少的构造工作。本发明的另一个目的是提供一种相应的轨道车辆。
13.对于具有上述特征的方法和轨道车辆，建议在能量供应网络通过指定的集电器向电流转换器的输入侧供应能量中断的时间段内，继续处理关于电流转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息。因此，不需要连接不同集电器输入侧的电气线路，而且在重新恢复能量供应网络通过指定的集电器向电流转换器的输入侧的能量供应后，可立即在电流转换器的输出侧产生与馈入交流电线路的其它交流电同步的交流电。
14.特别提出以下几点：
15.一种操作轨道车辆的方法，轨道车辆包括：
[0016]-多个集电器，每个集电器将所述轨道车辆与能量供应网络电连接；
[0017]-多个转换器，包括第一转换器和第二转换器，每个转换器分别相应地被配属给所述多个集电器中的指定的一个集电器，并根据关于所述转换器的输出侧的交流电压和/或相电流的相位位置的相位信息，通过反复接通和切断转换器开关，将所述转换器的输入侧的直流电流转换成所述转换器的输出侧的交流电流；
[0018]-交流电线路，其将所述转换器的输出侧电连接，
[0019]
其中，当所述轨道车辆通过所述能量供应网络的分段点时，使得从所述能量供应网络通过所述第一转换器的指定的集电器向所述第一转换器的输入侧的能量供应发生中断，
[0020]
a)检测所述中断；
[0021]
b)停止将所述第一转换器的输入侧的直流电流转换成所述第一转换器的输出侧的交流电流；
[0022]
c)在所述中断的时间段内继续处理关于所述第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息；
[0023]
d)检测所述能量供应网络向所述第一转换器的输入侧的能量供应的返回；以及
[0024]
e)在所述中断的时间段内继续处理相位信息的处理结果被用于重新启动将所述第一转换器的输入侧的直流电流转换成所述第一转换器的输出侧的交流电流。
[0025]
此外，还提出了一种轨道车辆，包括：
[0026]-多个集电器，每个集电器(例如受电弓或接触块)适于将所述轨道车辆与能量供应网络电连接；
[0027]-多个转换器，包括第一转换器和第二转换器，每个转换器分别被相应地配属给所述多个集电器中的指定的一个集电器，并适于根据关于所述转换器的输出侧的交流电压和/或相电流的相位位置的相位信息，通过反复接通和切断转换器开关，将所述转换器的输入侧的直流电流转换成所述转换器的输出侧的交流电流；
[0028]-交流电线路，其适于将所述转换器的输出侧电连接；
[0029]-一个或多个供应存在传感器，所述供应存在传感器适于生成传感器信号，所述传感器信号指示是否存在从所述能量供应网络通过所述第一转换器的指定的集电器向所述第一转换器的输入侧的电能供应；
[0030]-第一转换器控制装置，其适于控制所述第一转换器的操作，
[0031]
其中，当所述轨道车辆通过所述能量供应网络的分段点时，使得从所述能量供应网络通过所述第一转换器的指定的集电器向所述第一转换器的输入侧的能量供应发生中断，所述轨道车辆适于：
[0032]
a)根据所述供应存在传感器的传感器信号检测所述中断；
[0033]
b)停止将所述第一转换器的输入侧的直流电流转换成所述第一转换器的输出侧的交流电流；
[0034]
c)在所述中断的时间段内继续处理关于所述第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息；
[0035]
d)根据所述供应存在传感器的传感器信号检测所述能量供应网络向所述第一转换器的输入侧的能量供应的返回；
[0036]
e)使用在所述中断的时间段内继续处理相位信息的处理结果，重新启动将所述第一转换器的输入侧的直流电流转换成所述第一转换器的输出侧的交流电流。
[0037]
下面将描述该方法和轨道车辆的实施例。对于该方法的每个实施例，都有相应的轨道车辆实施例，反之亦然。
[0038]
多个转换器中的每个转换器电连接或能够电连接(例如通过闭合开关)到指定的
集电器。
[0039]
可以有两个以上的电流转换器将其输出侧连接到交流电线路上。例如，列车可包括三个或更多集电器，其中每个集电器与一个电流转换器的输入侧电连接或能够电连接(例如通过闭合开关)，这些电流转换器的输出侧与交流电线路电连接或能够电连接(例如通过闭合开关)，交流电线路可从最靠近列车前部的电流转换器延伸至最靠近列车后部的电流转换器。
[0040]
转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置(通常称为“相位”)包括交流电压和/或交流电流达到最大值、最小值或零值的时间信息。例如，在三相电流的情况下，每对相位之间通常有120
°
的相移，相应的交流电压也是如此。根据技术人员的基本知识，每相的交流电流与交流电压之间也存在相位偏移，这种相位偏移取决于所涉及的电感和电容。然而，只要知道转换器的输出侧的交流电压或交流电流的相位位置，就足以控制转换器开关，从而在转换器的输出侧产生与其它转换器的交流电流同相的交流电流。
[0041]
如何在中断的时间段内继续处理关于转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息，至少有两种方法。
[0042]
根据第一种方法，根据时间来测量转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流，即反复测量交流电压和/或交流电流，并在中断的时间段内继续测量。用于测量交流电压的至少一个相电压和/或交流电流的相电流的相应传感器在该技术领域是众所周知的，转换器控制装置通常会对接收到的此类传感器的传感器信号中的相位信息进行处理。例如，在转换器的输出侧具有两个交流传感器，每个传感器的布置和适配都是为了测量交流电线路三条相线中的一条相线上的交流电流。特别是，交流电线路第三相线的相电流可以根据通过三相线的电流在每对相线之间的相位差为120
°
这一假设来计算。此外，还可以使用单个电压传感器来测量三相线中两条线之间的电压。然而，本发明并不局限于转换器的输出侧的两个电流传感器和一个电压传感器这一具体示例。例如，可以具有三个电流传感器和/或两个电压传感器。
[0043]
在任何情况下，转换器的输出侧的传感器优选地都布置在交流电线路(见下文)中线路开关以外的任何位置，以测量交流电线路的电压和/或电流。因此，即使在线路开关断开时，传感器也能持续提供传感器信号。
[0044]
例如，传感器信号由适于控制第一转换器的控制装置进行处理，控制装置根据传感器信号进行控制。控制的结果是转换器开关的切换模式(即在一段时间内转换器开关的开关序列)。特别是，控制装置为控制转换器开关的开关而执行的过程可以在指定的集电器到达分段点之前执行，并可以在中断的时间段内继续执行。但需要注意的是，中断的时间段的长度并不一定等同于在指定的集电器到达分段点之前从能量供应网络向第一转换器的输入侧的能量供应与在通过分段点之后重新建立能量供应之间的时间间隙长度。换句话说，转换器控制装置不一定要在转换器的输入侧没有能量供应的整个时间间隙内继续处理传感器信号。例如，转换器控制装置只需在时间间隙结束前不久继续处理传感器信号即可。转换器控制装置可以知道时间间隙的最小长度，以便转换器控制装置能够尽快开始继续处理。不过，传感器信号的处理优选地是在整个时间间隙内持续进行，即传感器信号的处理以及相位信息的处理不会在某一时刻中断。在任何情况下，相位信息的处理都可使得在中断的时间段内或在整个时间间隙内计算出切换模式。转换器控制装置可以向转换器开关输出
能得到切换模式的相应控制信号，从而实际切换转换器开关，也可以不在中断的时间段内向转换器开关输出控制信号。
[0045]
根据第二种方法，在中断的时间段内对相位信息的处理不依赖于传感器信号，或可能不完全依赖于传感器信号。这样做的好处是所需的处理能力更低，并且相位信息在中断的时间段内不依赖于第一转换器输出侧的交流电流。虽然在中断的时间段内，第一转换器的输出侧可能与交流电线路相连，但第一转换器附近交流电线路中的交流电流可能不适合获取相位信息。根据第二种方法，假定交流电线路中的交流电压和/或交流电流的相位在从能量供应网络到分段点处的第一转换器的输入侧的能量供应中断开始时和中断的时间间隙内不会改变。例如，在中断的时间段内对相位信息的处理可包括持续或重复接收时间信号(例如来自转换器控制装置的内部时钟)，并至少在检测到从能量供应网络到第一转换器的输入侧的能量供应已经返回时计算相位位置/相位的状态。可选地，可根据时间信号持续或重复计算相位位置/相位。
[0046]
特别是，中断的时间段(即中断时间间隔)可以在第一转换器的指定的集电器在通过分段点后已经与能量供应网络电连接，但第一转换器的操作尚未重新启动时结束。在任何情况下，中断的时间段优选地在第一转换器的指定的集电器与能量供应网络之间没有电连接时开始，例如指定的集电器与架空供电线路或第三轨之间没有电接触。此外，在第一转换器的指定的集电器与能量供应网络之间没有电连接时，优选地继续处理关于第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息。
[0047]
交流电线路可在行驶方向上或沿行驶方向穿过轨道车辆，至少从第一转换器的位置延伸到第二转换器的位置。通常情况下，第一转换器和第二转换器位于轨道车辆的不同部分，例如列车的不同车厢。
[0048]
供应存在传感器特别是位于第一转换器的输入侧，在第一转换器与其指定的集电器之间的电路内的任何位置。通常情况下，第一传感器位于指定的集电器与主变压器(交流供电网络)或主电感(直流供电网络)之间的电连接中，第二传感器位于输入侧的直流电路中。第一传感器可测量电连接处的电流电压，第二传感器可测量直流电路的电压。如果有多于一个的供应存在传感器，则传感器中的一个在到达分段点后发出的传感器信号可指示能量供应不存在，而传感器中的另一个发出的传感器信号可指示能量供应返回(即存在)。例如，可以使用第二传感器的传感器信号来检测是否存在，因为这样可以减少停止第一转换器产生的交流电流的延迟，从而缩短没有交流电流产生的时间段。另一方面，从能量供应网络返回的能量供应可以优选地通过第一传感器的传感器信号得到指示，因为该传感器距离集电器更近，转换器控制装置可以利用传感器信号来检测返回情况。
[0049]
不过，根据一种特别可靠的j9九游会真人的解决方案，至少可以使用直流电路中的电压传感器(即前面提到的第二传感器的实施例)的信号来检测在到达分段点时通过第一转换器的指定的集电器从能量供应网络到第一转换器的输入侧的电能供应是否存在，并检测在通过分段点后电能供应是否返回。到达分段点后不久，直流电路中的电压会下降，如果满足电压下降了预定电压差和/或下降到预定电压值的条件，则可以检测到这一情况。当电能供应返回时，如果满足电压增加了预定电压差和/或达到预定电压值的条件，则可以检测到电压的返回。在所有这些情况下，例如，第一转换器的转换器控制装置可以通过评估供应存在传感器的传感器信号来检测第一转换器的输入侧的能量供应是否中断。
[0050]
虽然已经对轨道车辆以及操作轨道车辆的方法进行了描述，并将特别针对第一转换器进行描述，但同样的描述也可适用于第二转换器或任何已连接或可连接到交流电线路的其它转换器。特别是，配属给第二转换器或任何其它转换器的集电器将比配属给第一转换器的集电器更晚或更早到达分段点。因此，针对第一换流器描述的所有j9九游会真人的解决方案和实施例也可适用于第二转换器或任何其它转换器。
[0051]
特别是，轨道车辆包括线路开关，该线路开关可被控制(例如由第一转换器的控制装置或轨道车辆的另一个控制装置控制)用于断开和闭合第一转换器的输出侧与交流电线路之间的电连接。因此，线路开关具有断开和闭合两种状态。在断开状态下，第一转换器与第二转换器的输出侧以及与交流电线路连接或可与之连接的其它转换器的输出侧断开连接。
[0052]
当检测到中断时，优选地将线路开关保持在闭合状态，以保持第一转换器的输出侧与交流电线路之间的电连接。轨道车辆可作相应调整。本实施例至少具有以下优点。与交流电线路相连的另一个转换器产生的交流电流可用于将电能传输到第一转换器，而第一转换器可对交流电流进行整流，从而将电能传输到其输入侧的直流电路。这些电能可用于不同的目的，例如将直流电路的电压维持在较高水平，和/或为连接到直流电路的任何其它装置提供电能。
[0053]
不过，在一些情况下，线路开关可能会在能量供应网络没有通过指定的集电器向第一转换器的输入侧供应能量的情况下断开。例如，如果通往第一转换器的交流电线路中存在较大的交流电流(例如电流超过预定阈值)，线路开关就会被断开。
[0054]
特别是，转换器可以是辅助转换器，用于通过交流电线路为轨道车辆的辅助装置供应电能。如上所述，辅助装置用于支持轨道车辆的操作，但不属于轨道车辆的牵引系统，尽管它们可以支持牵引系统装置的操作。
[0055]
第一转换器的控制装置可以使用(或适于使用)处理相位信息的处理结果，使第一转换器开关的反复接通和切断与第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置同步。这样，在输出侧与交流电线路相连的不同转换器的操作就能得到优化。
[0056]
例如，如上所述，轨道车辆可包括至少一个交流电线路传感器，其用于感测第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流，其中，关于第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息可从至少一个交流电线路传感器的传感器信号中获取。轨道车辆可进行相应调整。
[0057]
当能量供应网络通过指定的集电器向第一转换器的输入侧的能量供应返回后，第一转换器的交流电的产生可以重新启动。然而，由于电感和电容的原因，馈入交流电线路的交流电流可能无法立即与第二转换器或连接到交流电线路的其它转换器产生的交流电流同相。因此，在重新启动将第一转换器的输入侧的直流电流转换成第一转换器的输出侧的交流电流后的一时间段内，优选地不考虑关于第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息来控制第一转换器开关的反复接通和切断。特别是，第一转换器的控制装置可以进行相应的调整。
[0058]
有多种方法可以忽略关于相位位置的信息。一种方法是不继续处理测量交流电线路中的交流电压和/或交流电流的传感器的传感器信号，因为传感器信号代表的是受电感和电容影响而产生的交流电流，或者传感器信号至少受电感和电容的影响。相反，可以在重
新启动第一转换器操作后的这一时间段内，根据重新启动前的相位信息过程，对转换器控制装置进行相应的调整，从而实现对转换器开关的控制。另一种方法是对重复和/或持续接收到的相位信息进行过滤，这些信息可以由测量交流电线路中的交流电压和/或交流电流的传感器产生。例如，可以使用滤波器对接收到的相位信息进行“滑动平均值”滤波，即在每个时间点上考虑最近接收到的相位信息和过去设定长度时间段内接收到的相位信息。
附图说明
[0059]
本发明的示例和实施例将参照附图进行描述。图中示出了：
[0060]
图1示意性地示出了在电气化线路上行驶的轨道车辆，该线路上具有架空供电线路，其中包括分段点，轨道车辆正在接近分段点；
[0061]
图2是在图1短时间后的布置形式，此时轨道车辆的第一集电器已到达分段点；
[0062]
图3是在图2短时间后的布置形式，此时轨道车辆的第一集电器已通过分段点，并与架空供电线路的另一段接触；
[0063]
图4是图1至图3所示轨道车辆的电气装置和电路在图1所示情况下的示例示意图；
[0064]
图5是图1至图3所示轨道车辆的电气装置和电路在图2所示情况下的示例示意图；
[0065]
图6是图1至图3所示轨道车辆的电气装置和电路在图3所示情况下的示例示意图；
[0066]
图7是图4至图6所示电路和其中一个转换器的实施例的细节；
[0067]
图8示出了说明轨道车辆在通过能量供应网络区段的分段点时的操作流程图；以及
[0068]
图9是电流转换器产生的交流电流在轨道车辆通过能量供应网络区段的分段点的时间段内与时间的函数关系图。
具体实施方式
[0069]
图1示出了在铁路5的轨道上行驶的轨道车辆1。轨道车辆1包括两个集电器3a、3b，它们与能量供应网络6的架空线路段6a、6b电接触。在图1(以及图4，稍后将解释)所示的情况下，两个集电器3a和3b都与能量供应网络6的第一段6a电接触。因此，能量供应网络6通过两个集电器3a和3b向轨道车辆1供应能量。
[0070]
在图2(以及图5，稍后将解释)所示的情况下，第一集电器3a到达了能量供应网络的分段点7处。在分段点7处，第一架空线路段6a和第二架空线路段6b之间存在间隙。因此，第一集电器3a与能量供应网络6的电连接断开，能量供应网络6仅通过第二集电器3b向轨道车辆1供应能量，也可能通过图中未示出的其它集电器供应能量。
[0071]
在图3(以及图6，稍后将解释)所示的情况下，第一集电器3a已通过能量供应网络的分段点7，现在与第二架空线路段6b电接触。第二集电器3b仍与能量供应网络6的第一段6a保持电接触。因此，能量供应网络6通过两个集电器3a和3b向轨道车辆1供应能量。
[0072]
能量供应网络6可以是直流(dc)网络，也可以是交流(ac)网络。此外，能量供应网络可以不包括架空供电线路，而是例如第三轨。参照图4至图6，将对图1至图3所示轨道车辆1的操作实例进行描述。
[0073]
如图4至图6所示，轨道车辆1可包括两个电流转换器11a、11b。每个电流转换器11a、11b的输入侧连接直流电路14a、14b，输出侧通过交流电线路开关12a、12b连接交流电
线路15。如图4至图6所示，每个直流电路14a、14b中都可能具有电容。电力负载(未示出)连接到交流电线路15。交流电线路开关(简称：线路开关)12a、12b可由控制装置控制，该控制装置可以是控制电流转换器11a、11b中相应一个的操作的电流控制装置16a、16b，也可以是控制所示布置中至少一个开关和/或装置的任何其它控制装置(未示出)。图4示出了第二电流转换器11b的转换器控制装置16b，但图5和图6没有示出。
[0074]
集电器3a和3b通过主电感13a和13b分别与直流电路14a和14b之一电连接。如果能量供应网络是交流网络，则主电感13a和13b由主变压器和线路转换器取代，主变压器用于将能量供应网络的电压转换成较低电压，线路转换器用于将集电器3a和3b中的交流电流整流为直流电流。
[0075]
特别是，电流转换器11a、11b可以是辅助系统电流转换器，用于经由交流电线路15向辅助装置(未示出)提供交流电能。替代地，电流转换器11a和11b可以是牵引转换器，用于向至少一个电动牵引电机(未示出)提供牵引能量。
[0076]
第一电流转换器11a的转换器控制装置16a与直流电路传感器17a连接，并与交流电线路传感器18a连接。直流电路传感器17a适于重复或持续测量直流电路14a中的电压。交流电线路传感器18a适于测量交流电线路中的交流电压和/或交流电流，从第一电流转换器11a看，交流电线路传感器18a位于交流电线路中线路开关12a以外的位置处。特别是，交流电线路可以是三相交流电线路，如三条对角线所示。在轨道车辆1操作期间，转换器控制装置16a重复或持续接收直流电路传感器17a和交流电线路传感器18a的传感器信号。此外，转换器控制装置16a还会处理传感器信号，并根据传感器信号对第一电流转换器11a进行控制。
[0077]
在图1和图4所示的情况下，电能从能量供应网络通过集电器3a和3b供到电流转换器11a和11b，电流转换器11a和11b将其输入侧(相应的直流电路14a和14b侧)的直流电流转换成输出侧(交流电线路15侧)的交流电流。这种转换操作属于逆变操作。除图4所示情况外，线路开关12a和12b闭合，使交流电流通过交流电线路15流向连接到交流电线路15的装置。
[0078]
在图2和图5所示的情况下，电能从能量供应网络通过第二集电器3b持续供应到第二电流转换器11b，该第二电流转换器将其输入侧的直流电流转换成输出侧的交流电流。当第一集电器3a到达分段点7并与能量供应网络失去电接触时，第一直流电路14a中的电压会下降，而第一电流转换器11a则继续将第一直流电路14a中的直流电流转换成馈入交流电线路15的交流电流。例如，当直流电路传感器17a感测到第一直流电路14a中的预定电压或电压下降，且相应的传感器信号到达第一转换器控制装置16a时，第一转换器控制装置16a停止电流逆变操作。然后，电能仅通过第二集电器3b从能量供应网络供应到第二电流转换器11b，第二电流转换器11b产生馈入交流电线路15的交流电流。特别是在图7所示的转换器配置中，第一电流转换器11a包括二极管，这样交流电线路15中的交流电流被整流，直流电流被输入第一直流电路14a。相应的能量流在图5中用箭头表示。因此，第一直流电路14a的电容保持充电状态，并能维持一定的电压水平。
[0079]
在图3和图6所示的情况下，第一集电器3a已通过分段点7，并与能量供应网络6的第二架空线路段6b发生电接触。第一电流转换器控制装置16a通过直流电路传感器17a的传感器信号感测第一直流电路14a的能量供应是否返回，因为通过第一集电器3a和主电感13a
的能量供应会增加第一直流电路14a的电压。例如，当感测到第一直流电路14a的预定电压或电压升高时，第一电流转换器控制装置16a开始控制第一电流转换器11a的转换器开关的开关动作。
[0080]
在将直流电流转换成交流电流的操作停止之后(如图2和图5所示的情况)和操作重新开始之前(如图3和图6所示的情况)，继续处理关于第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息。因此，第一电流转换器控制装置16a在重新开始逆变操作之前，准备好控制第一电流转换器11a的转换器开关的开关操作，使其产生的交流电流与交流电线路15中的交流电流同相，或使其输出侧的交流电压与交流电压线路15中的交流电压同相。
[0081]
第一转换器控制装置16a可以从交流电线路传感器18a的传感器信号中获取中断的时间段内的相位信息。在中断的时间段内，第一线路开关12a保持闭合。获取相位信息的另一种方法是推断交流电线路15中的交流电流和/或交流电压在一段时间内的周期性变化，这种方法特别是适于在交流电线路15中的交流电流过高导致第一线路开关12a断开的情况下。这意味着交流电线路传感器18a的传感器信号可以存储在第一转换器控制装置16a的数据存储器中，如果需要进行推断，可以访问存储的数据。
[0082]
图7所示的布置示出了一个具体实施例的细节。图中左侧的直流电源20至少可以代表能量供应网络和第一电流转换器的指定的集电器。直流电路21与直流电源20相连。直流电路21包括电感23、可切换电阻24以及用于切断直流电路21与直流电源20连接的开关22。
[0083]
转换器电路30与直流电路21相连。转换器电路30包括电容29，该电容可被视为直流电路的一部分，因为它能稳定直流电路的电压。此外，转换器电路30还包括电流转换器，该电流转换器在直流电路的相对两极之间具有三个并联的连接分支。每个分支包括两个可控转换器开关25a、25b；25c、25d；25e、25f。转换器开关25的操作由转换器控制装置(图7中未示出)控制。每个转换器开关25都具有反并联的二极管26a、26b；26c、26d；26e、26f，因此电流转换器可以作为无源整流器进行操作。在电流转换器的多个工作状态下，二极管26还参与了对来自直流电路21的直流电进行反相的过程。
[0084]
电流转换器的输出侧具有三个交流电相线。每个相线都连接到支路之一中的两个转换器开关25之间的连接点。相线将电流转换器与变压器28的初级侧连接起来，变压器28优选地是电绝缘变压器。变压器28的次级侧连接有电容器电路27。交流电线路开关12适于断开转换器电路30与图7中未示出的交流电线路的连接。该交流电线路可以是图4至图6所示的交流电线路15。
[0085]
参照图8，将对前面所述的轨道车辆的操作方法进行举例说明：在第一步骤s1中，第一转换器的指定的集电器到达分段点。在接下来的步骤s2中，第一转换器的转换器控制装置检测到通过指定的集电器的能量供应已经停止，例如以参考图5所述的方式停止。在接下来的步骤s3中，控制装置停止操作电流转换器的转换开关。特别是，所有转换器开关保持断开状态。
[0086]
在接下来的步骤s4中，测量第一转换器的输出侧交流电线路(例如图5中的线路15)中的相电流，并评估相应的传感器结果，以检查是否出现大电流，例如指示轨道车辆再生制动的大电流。如图8中表示步骤s4的图块右侧的三个箭头所示，在从能量供应网络流向
第一转换器的输入侧的能量被中断的情况下，这一过程会重复执行。如果转换器控制装置在步骤s4中检测到出现大电流，则在步骤s4a中断开第一转换器的输出侧的线路开关。根据在步骤s4中对交流电流的持续监测，线路开关可能保持断开，也可能再次闭合。当线路处于断开状态时，能量可以从第一转换器的输出侧流向输入侧，即输出侧的交流电流被整流为输入侧的直流电流，如步骤s5所示。
[0087]
与步骤s4、s4a和s5并行执行步骤s6，其中，在从指定的集电器到第一转换器的输入侧的能量流中断的时间段内，继续处理关于第一转换器的输出侧的交流电压和/或交流电流的相位位置的相位信息。在接下来的步骤s8中，例如参照图6所述，检测到能量流的返回，并重新启动第一转换器的逆变操作。
[0088]
图9示出了交流电线路(例如图4至图6中的交流电线路15)中的电流i在第一转换器的指定的集电器通过分段点之前、期间和之后的情况。电流i示出为时间t的函数。在第一转换器的转换(逆变)操作(即在其输出侧产生交流电流)于时间t0时停止之前，电流i是周期性的。时间t0到后，电流立即降至零。在时间t1时，转换操作重新开始。在随后直至时间t2的时间段内，由于电感和电容的作用，产生的交流电流并不周期性地稳定。在从时间t1到时间t2的时间段内，转换器控制装置优选地忽略相位信息，因为根据信息源的位置、例如图4至图6中交流电线路传感器18a的传感器位置，在此时间间隔内获取的相位信息可能会失真。
[0089]
附图标记列表
[0090]
1轨道车辆
[0091]
3a、3b集电器
[0092]
5铁路
[0093]
6能量供应网络
[0094]
6a、6b能量供应网络的架空线路段
[0095]
7能量供应网络的分段点，区段之间具有间隙
[0096]
11a、11b电流转换器
[0097]
12a、12b交流电线路开关
[0098]
13a、13b主电感
[0099]
14a、14b直流电路
[0100]
15交流电线路
[0101]
16a转换器控制装置
[0102]
17a直流电路传感器
[0103]
18a交流电线路传感器
[0104]
20直流电源
[0105]
21直流电路
[0106]
22开关
[0107]
23电感
[0108]
24可转换电阻
[0109]
25a至25f转换器开关
[0110]
26a至26f二极管
[0111]
27电容器电路
[0112]
28变压器
[0113]
29电容器
[0114]
30转换器电路