ES2925048T3 - Dispositivo de protección del accionamiento para la protección de un accionamiento de tracción - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de protección de la transmisión para proteger una transmisión (22) en un vehículo, en particular un vehículo ferroviario (10), que comprende al menos una unidad de conmutación (26) que tiene una posición de activación y una posición de desactivación que protege la transmisión (22), y que comprende una unidad de control (28) que está prevista para activar una transferencia a la posición de desactivación, en al menos una primera situación de funcionamiento, cuando una variable de funcionamiento (T, S) del accionamiento (22) se encuentra en un estado crítico. región. Con el fin de proporcionar un dispositivo de protección de la conducción de este tipo, que pueda utilizarse con un alto grado de seguridad en una gama lo más amplia posible de situaciones operativas del vehículo, sin dejar de ser simple de construir y rentable para implemento, según la invención, la unidad de control (28) está prevista para efectuar un mantenimiento de la posición de activación, en al menos una segunda situación operativa, cuando la variable operativa (T, S) está en la región crítica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de protección del accionamiento para la protección de un accionamiento de tracción

La invención se refiere a un dispositivo de protección de accionamiento para proteger un accionamiento de tracción en un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, con al menos una unidad de conmutación que presenta una posición de conexión y una posición de desconexión que protege el accionamiento de tracción, y una unidad de control que está prevista para activar una transición a la posición de desconexión en al menos una primera situación de funcionamiento cuando una variable de funcionamiento del accionamiento de tracción está en un intervalo crítico.

Ya se ha propuesto el uso de un contactor de motor en los accionamientos de vehículos -en particular en un vehículo ferroviario- que interrumpe una conexión eléctrica entre un motor de tracción y/o una fuente de alimentación asignada al motor de tracción para proteger el motor de tracción cuando se produce una situación de funcionamiento crítica que es potencialmente perjudicial para el accionamiento del vehículo.

La invención se basa en la tarea de proporcionar un dispositivo genérico de protección del accionamiento que pueda ser sustituido con un alto grado de seguridad con respecto a la gama más amplia posible de situaciones de funcionamiento del vehículo y que, no obstante, pueda construirse de manera sencilla y económica.

Para ello, se propone que la unidad de control esté prevista para hacer que la posición de conexión se mantenga al menos en una segunda situación de funcionamiento cuando la variable de funcionamiento esté en el intervalo crítico. De esta manera, se puede proporcionar un dispositivo de protección del accionamiento que tiene una unidad de conmutación estructuralmente simple y barata y, sin embargo, se adapta a varias situaciones de funcionamiento del vehículo. En este caso, se puede evitar un proceso de desconexión en la segunda situación de funcionamiento que es desfavorable para la unidad de conmutación y, en particular, potencialmente perjudicial.

El accionamiento de tracción presenta al menos un motor de tracción y una unidad de fuente de alimentación, que se proporciona para alimentar el motor de tracción con energía eléctrica. La fuente de alimentación puede alimentar, en particular, un grupo de motores de tracción. Convencionalmente cuenta con al menos una unidad de conversión de potencia de potencia que genera una señal eléctrica con determinadas características en función de una potencia por generar para el al menos un motor de tracción.

El al menos un motor de tracción está diseñado en particular como un motor trifásico, por lo que la unidad de conversión de potencia está prevista sensiblemente para generar una corriente trifásica. En una realización preferida de la invención, el dispositivo de protección de accionamiento propuesto se utiliza en un accionamiento de tracción en el que el al menos un motor de tracción está diseñado como una máquina síncrona de excitación permanente. Mediante el dispositivo de protección del accionamiento, se puede lograr la protección del al menos un motor de tracción y/o de la unidad de fuente de alimentación. El dispositivo de protección del accionamiento también puede ser un componente de la unidad de fuente de alimentación. Si esta adopta la forma de un contenedor de convertidores, el dispositivo de protección del accionamiento puede estar dispuesto en el contenedor de convertidores.

En las realizaciones típicas, la unidad de conversión de potencia de potencia extrae una energía eléctrica, en particular, de un circuito intermedio de corriente continua y, por lo tanto, tiene la función de un inversor. El circuito intermedio de corriente continua puede ser alimentado con energía eléctrica desde una fuente de alimentación externa, una unidad de almacenamiento de energía a bordo y/o una unidad generadora a bordo del vehículo. Además de la unidad de conversión de potencia de potencia y el circuito intermedio de tensión, la unidad de fuente de alimentación puede presentar otra unidad de conversión de potencia de potencia que alimente el circuito intermedio de tensión. Suele tener la función de un rectificador.

Un vehículo en el que al menos un accionamiento de tracción está protegido mediante el dispositivo de protección de accionamiento propuesto puede ser un vehículo sobre rieles u otro vehículo que presente motores de tracción eléctricos. Por ejemplo, el vehículo puede ser un autobús con motores de tracción eléctrica. Sin embargo, la invención es particularmente adecuada para su uso en un vehículo ferroviario en el que se transmiten potencias particularmente altas entre las unidades de fuente de alimentación y los respectivos motores de tracción asociados.

Una “posición de desconexión” de la unidad de conmutación debe entenderse como una posición que hace que el accionamiento de tracción se ponga en estado de desconexión. Si el accionamiento de tracción presenta al menos un motor de tracción y una unidad de fuente de alimentación como la descrita con anterioridad, al menos el motor de tracción se pone en su estado de desconexión con la transición a la posición de desconexión. La posición de desconexión sirve para proteger el al menos un motor de tracción y, ventajosamente, la unidad de fuente de alimentación, ya que la posición de desconexión puede evitar que el al menos un motor de tracción y la unidad de fuente de alimentación se influyan mutuamente.

La variable de funcionamiento caracteriza un estado de funcionamiento del accionamiento de tracción. Si este presenta al menos un motor de tracción y una unidad de fuente de alimentación como se ha descrito con anterioridad, puede ser una variable operativa para el funcionamiento del al menos un motor de tracción y/o la unidad de fuente de alimentación. Se puede concebir una temperatura, una tensión eléctrica, una amplitud de corriente, una potencia, una frecuencia, etc. como variable de funcionamiento, en la que se define al menos un intervalo crítico para la variable de funcionamiento en el que es perjudicial para el accionamiento de tracción. Para que la variable de funcionamiento sea tenida en cuenta por la unidad de control, esta está conectada en forma operativa con al menos una unidad de detección que sirve para detectar un parámetro que corresponde a la variable de funcionamiento o a un parámetro que es representativa de la variable de funcionamiento. Además, la unidad de control presenta una unidad de cálculo para evaluar el parámetro detectado. Ventajosamente, esta unidad de cálculo está en conexión operativa con una unidad de datos en la que se almacenan datos que caracterizan el intervalo crítico, por ejemplo, al menos un valor umbral y/o una curva característica.

La unidad de control está convenientemente también en conexión operativa con una unidad de detección, que está prevista para detectar al menos un parámetro representativo de la situación de funcionamiento actual. La presencia de la primera o la segunda situación de funcionamiento puede determinarse a partir del parámetro.

Se puede lograr un diseño estructuralmente sencillo de la unidad de conmutación si esta se prevé para interrumpir al menos una conexión eléctrica entre al menos un motor de tracción y una unidad de conversión de potencia del accionamiento de tracción en la posición de desconexión. La unidad de conversión de potencia es preferiblemente un componente de una unidad de fuente de alimentación del accionamiento de tracción descrito con anterioridad. El término “entre” se refiere aquí a un flujo de potencia que puede ser transmitido desde la unidad de conversión de potencia de potencia al menos un motor de tracción, o viceversa, cuando se establece una conexión eléctrica.

Además, se puede conseguir un diseño especialmente rentable y compacto del dispositivo de protección del accionamiento si la unidad de conmutación presenta un contactor diseñado para interrumpir las corrientes de alta frecuencia. Por corriente de “alta frecuencia”, debe entenderse una corriente eléctrica con una frecuencia de al menos 5 Hz, en particular de al menos 10 Hz. Este tipo de contactores, que presentan un poder de corte máximo u óptimo para las corrientes de alta frecuencia, son muy utilizados y suelen tener un diseño compacto. Por ejemplo, el contactor puede diseñarse como un contactor de vacío que -en comparación con los contactores equipados con una cámara de enfriamiento- es más compacto y tiene un peso considerablemente menor.

De acuerdo con la invención, la unidad de control está prevista para hacer que la posición de conexión se mantenga en función de un parámetro que depende de la dinámica del vehículo. La existencia de la primera o la segunda situación de funcionamiento depende, pues, de la dinámica del vehículo.

En una realización no cubierta por la invención, la dinámica del vehículo puede caracterizarse por las situaciones de funcionamiento “conducción” y “parada”. Sin embargo, se puede conseguir un funcionamiento especialmente suave para la unidad de conmutación si el parámetro se diseña como un parámetro de la velocidad. Por “parámetro de la velocidad” debe entenderse un parámetro representativo de la velocidad del vehículo. Puede corresponder a la velocidad o a un parámetro a partir del cual se puede determinar la velocidad. El parámetro de velocidad puede ser una velocidad, una frecuencia, una tensión, etc. La primera situación de funcionamiento y la segunda situación de funcionamiento están definidas por al menos un valor umbral para la velocidad del vehículo y/o el parámetro de velocidad representativo de esta velocidad, correspondiendo la primera situación de funcionamiento a un trayecto en un intervalo de alta velocidad, es decir, con una velocidad del vehículo o un parámetro de velocidad superior al valor umbral, y la segunda situación de funcionamiento, a un trayecto en un intervalo de baja velocidad. En particular, el valor umbral es representativo de una velocidad de aproximadamente 10 km/h.

Esto es adecuado para el diseño descrito con anterioridad de la unidad de conmutación con un contactor que está diseñado para interrumpir las corrientes de alta frecuencia. El control propuesto puede evitar de modo fiable la conmutación de una corriente continua o alterna de baja frecuencia. Dado que las corrientes del motor de tracción suelen presentar estas características críticas para dichos contactores, en particular para los contactores de vacío, a bajas velocidades del vehículo o cuando el vehículo está parado, es ventajoso evitar sistemáticamente la desconexión de estos contactores en este intervalo de velocidades críticas.

Alternativa o adicionalmente, se propone que la unidad de control esté prevista para hacer que la posición de conexión se mantenga en función de un parámetro diseñada como un parámetro de frecuencia de una corriente conducida a través de la unidad de conmutación. Para ello, la unidad de control está sensiblemente en conexión operativa con una unidad de detección para detectar el parámetro de frecuencia. Por “parámetro de frecuencia”, debe entenderse un parámetro representativo de la frecuencia de la corriente considerada. Puede corresponder a la frecuencia o a un parámetro a partir del cual se puede determinar esta frecuencia.

A fin de detectar el parámetro que debe tener en cuenta la unidad de control para mantener la posición de conexión, la unidad de control está convenientemente conectada a al menos una unidad de detección para detectar el parámetro. En un desarrollo adicional ventajoso de la invención, la unidad de control puede estar ventajosamente conectada operativamente a un controlador de vehículo del que recibe el parámetro, con lo que se puede evitar la instalación de una unidad de detección asignada localmente a la unidad de control. La unidad de control puede estar conectada al sistema de control del vehículo a través de un bus de datos y/o una línea de control analógica. Además, un parámetro proporcionado en forma centralizada en el vehículo suele presentar un alto grado de fiabilidad. La consideración de un parámetro de velocidad como parámetro propuesto con anterioridad también tiene la ventaja en este contexto de que la velocidad del vehículo ya está determinada para otras funciones en el vehículo -en el caso de un vehículo ferroviario, en particular, un control de la conducción o una protección de tracción.

Además, se puede conseguir un funcionamiento especialmente seguro si el dispositivo de protección del accionamiento dispone de una unidad de almacenamiento de energía que alimenta la unidad de control. La unidad de almacenamiento de energía, que está asignada espacialmente a la unidad de control, representa, además de un suministro de tensión regular existente para alimentar la unidad de control, en particular un suministro de emergencia que puede alimentar la unidad de control en caso de que falle el suministro de tensión regular. La energía almacenada debe ser suficiente para mantener la posición de conexión de la unidad de conmutación cuando se presenta la segunda situación de funcionamiento, al menos durante un período de tiempo que, a partir de la segunda situación de funcionamiento, es necesario para llevar el vehículo a la primera situación de funcionamiento. En concreto, este período es de aproximadamente 20 s.

La invención también se refiere a una unidad de fuente de alimentación de un accionamiento de tracción, en particular para un vehículo ferroviario, que está prevista para alimentar al menos un motor de tracción del accionamiento de tracción y presenta al menos un dispositivo de protección del accionamiento según una de las realizaciones propuestas con anterioridad. De este modo, se puede construir en forma compacta una unidad de fuente de alimentación, que puede adoptar en particular la forma de un contenedor de convertidor, con respecto a las ventajas del dispositivo de protección del accionamiento descritas con anterioridad. Resulta especialmente ventajoso que un contenedor de convertidor convencional pueda ser reequipado con el dispositivo de protección de accionamiento propuesto, ya que este puede integrarse en el contenedor de convertidor con especial facilidad. La unidad de fuente de alimentación presenta sensiblemente al menos una unidad de conversión que tiene la función de un inversor. En el funcionamiento, el dispositivo de protección del accionamiento está dispuesto preferiblemente entre la unidad de conversión de potencia y al menos un motor de tracción que puede ser alimentado por ella. Además de esta unidad de conversión de potencia, el contenedor de convertidor de potencia puede comprender otra unidad de conversión de potencia, que tiene la función de rectificador, y un circuito intermedio de corriente continua que conecta las unidades de conversión de potencia. En otra realización, estas unidades de conversión de potencia pueden estar dispuestas en contenedores de conversión de potencia espacialmente separados.

Además, la invención se refiere a un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, con un accionamiento de tracción y un dispositivo de protección del accionamiento previsto para proteger el accionamiento de tracción en una de las realizaciones descritas con anterioridad.

Esto es especialmente adecuado para una versión del accionamiento de tracción en la que presenta al menos un motor síncrono de excitación permanente.

Además, la invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un accionamiento de tracción en un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, en el que, en una primera situación de funcionamiento, cuando una variable de funcionamiento del accionamiento de tracción se encuentra en un intervalo crítico, al menos una unidad de conmutación de un dispositivo de protección del accionamiento cambia de una posición de conexión a una posición de desconexión protegiendo el accionamiento de tracción.

Se propone que, al menos en una segunda situación de funcionamiento, se mantenga la posición de conexión cuando el valor de funcionamiento del accionamiento de tracción se encuentre en el intervalo crítico. En lo que respecta a los efectos ventajosos del procedimiento propuesto y sus otras formas de realización, se hace referencia a las explicaciones anteriores sobre el dispositivo de protección del accionamiento.

De acuerdo con la invención, se propone que se detecte un parámetro dependiente de la dinámica del vehículo y se mantenga la posición de conexión en función del parámetro y -si la variable de funcionamiento del accionamiento de tracción está en el intervalo crítico y en la segunda situación de funcionamiento si el parámetro está en un intervalo crítico- se modifique la velocidad del vehículo al menos hasta que se produzca la primera situación de funcionamiento, cambiando entonces la unidad de conmutación a la posición de desconexión que protege el accionamiento de tracción. La aparición de la primera situación de funcionamiento puede determinarse mediante el control del parámetro. En particular, puede ser detectado por el parámetro que asume un valor permisible en relación con las características de conmutación de la unidad de conmutación.

En este caso, el vehículo puede ser frenado hasta detenerse o acelerado hasta que la velocidad del vehículo supere un valor umbral predefinido -por ejemplo, 10 km/h- cuando se detecta un valor de la variable de funcionamiento en el intervalo crítico y cuando el parámetro, en particular un parámetro de velocidad o un parámetro de frecuencia de una corriente conducida a través de la unidad de conmutación, se encuentra en un intervalo crítico. Solo cuando el vehículo está parado o la velocidad del vehículo es suficiente, la unidad de conmutación pasa a la posición de desconexión.

Los ejemplos de las realizaciones de la invención se explican con referencia a los dibujos. En ellos:

Figura 1: muestra un vehículo ferroviario con accionamientos de tracción en una vista lateral,

Figura 2: muestra un accionamiento de tracción con un dispositivo de protección del accionamiento,

Figura 3: muestra una representación detallada del dispositivo de protección del accionamiento y

Figura 4: muestra el dispositivo de protección del accionamiento en otra versión con conexión de bus de datos.

La Figura 1 muestra una vista lateral esquemática de un vehículo diseñado como vehículo 10 ferroviario. Está diseñado como un grupo de vagones 12, cada uno de los cuales está destinado al transporte de pasajeros. Al menos uno de los vagones 12 está diseñado como un vagón con al menos un eje 14 motor. En la realización considerada, los carros extremos se apoyan cada uno en un bogie 16 motorizado con un par de ejes 14 motores. El diseño mostrado es ilustrativo y son concebibles otras distribuciones de ejes. La formación mostrada de vagones 12 de pasajeros forma una denominada unidad automotora, por lo que también es posible un diseño del vehículo 10 ferroviario de acuerdo con otra realización como locomotora.

Los ejes 14 motores son accionados cada uno por un motor 18 de tracción (véase la Figura 2), que está montado en el correspondiente bogie 16 motorizado. Los motores 18 de tracción de un bogie 16 motorizado son alimentados con energía eléctrica por una unidad 20 de fuente de alimentación, que está asignada espacialmente al respectivo bogie 16 motorizado. Como puede verse en la Figura 2, la unidad 20 de fuente de alimentación presenta una unidad 21 de conversión de potencia que obtiene la energía eléctrica de un circuito 22 intermedio de corriente continua y la convierte en forma de señal eléctrica con características específicas que se alimenta a los motores 18 de tracción asociados en modo de tracción. Los motores 18 de tracción están concebidos, en particular, como máquinas trifásicas, en donde la unidad 21 de conversión de potencia está prevista para generar una corriente trifásica de frecuencia variable. Por ejemplo, la unidad 21 de conversión de potencia está diseñada como un inversor de onda de pulso (o “PWR”). Los motores 18 de tracción están diseñados como máquinas síncronas de excitación permanente (o “PEM”) en la realización considerada.

Además de la unidad 21 de conversión de potencia y el circuito 22 intermedio de corriente continua, las unidades 20 de fuente de alimentación presenta otra unidad 23 de conversión de potencia, que tiene la función de rectificador y alimenta el circuito 22 intermedio de corriente continua con energía eléctrica. Normalmente, la unidad 23 de conversión de potencia está diseñada como un convertidor de cuatro cuadrantes (o “4QS”). En funcionamiento, la unidad 23 de conversión de potencia rectifica una tensión alterna correspondiente a una tensión de línea bajada de un transformador. Alternativamente, la tensión alterna puede ser la tensión de salida de un generador del vehículo 10 ferroviario. Además, el circuito 22 intermedio de corriente continua puede alimentarse directamente con una tensión continua en el lado de la red.

Las unidades 20 de fuente de alimentación pueden adoptar la forma de un contenedor 20' de conversión de potencia, que comprende las unidades 21 y 23 de conversión de potencia y que se muestra esquemáticamente discontinuo en la Figura 2. En una realización alternativa, las unidades 21 y 23 de conversión de potencia pueden estar dispuestas en contenedores espacialmente separados.

Los motores 18 de tracción de un bogie 16 motorizado y la respectiva unidad 20 de fuente de alimentación forman cada uno un accionamiento 22 de tracción.

La Figura 2 muestra uno de los accionamientos 22 de tracción del vehículo 10 ferroviario de la Figura 1 y un dispositivo 24 de protección del accionamiento para proteger el accionamiento 22 de tracción. Este presenta unidades 26 de conmutación que están conectadas cada una de ellas entre un motor 18 de tracción y la unidad 21 de conversión de potencia de la unidad 20 de fuente de alimentación asociada al motor 18 de tracción. Una unidad 26 de conmutación está prevista para establecer e interrumpir una conexión 27 eléctrica, por lo que, cuando se establece la conexión eléctrica -y en un modo de tracción del accionamiento 22 de tracción-, se transmite energía desde la unidad 20 de fuente de alimentación al motor 18 de tracción asociado o -en un modo regenerativo del accionamiento 22 de tracción, en particular un modo de frenado- en la dirección inversa. El dispositivo 24 de protección del accionamiento puede diseñarse por separado de la unidad 20 de fuente de alimentación. En la versión mostrada, sin embargo, forma parte de la unidad 20 de fuente de alimentación y se encuentra en el contenedor del convertidor 20'.

La posición de la unidad 26 de conmutación cuando se establece la conexión 27 se denomina “posición de conexión”, mientras que el circuito que desconecta la conexión eléctrica se denomina “posición de desconexión”. Accionando la unidad 26 de conmutación asociada a un motor 18 de tracción en su posición de desconexión, el motor 18 de tracción y la unidad 20 de fuente de alimentación pueden ser protegidos contra daños en las siguientes situaciones de funcionamiento, entre otras: sobrecarga, en particular sobrecarga térmica del motor de tracción, fallo del motor, en particular cortocircuito del motor, fallo, en particular fallo de la válvula, en la unidad 20 de fuente de alimentación y/o fallo, en particular cortocircuito, en el circuito 22 intermedio de corriente continua.

El funcionamiento del dispositivo 24 de protección de tracción se explica con referencia a la Figura 3, en la que, en aras de la claridad, solo se considera la conexión 27 eléctrica entre un motor 18 de tracción y la unidad 20 de fuente de alimentación asociada.

El accionamiento de la unidad 26 de conmutación puede ser controlado. Para ello, el dispositivo 24 de protección del accionamiento dispone de una unidad 28 de control. Esto está previsto, en particular, para el accionamiento electromecánico de la unidad 26 de conmutación, en el sentido de que los elementos de conmutación de la unidad 26 de conmutación se accionan, por ejemplo, aplicando o interrumpiendo una tensión de control por la unidad 28 de control. La unidad 26 de conmutación se acciona en función de al menos una variable de funcionamiento del accionamiento 22 de tracción. La variable de funcionamiento puede ser, por ejemplo, una temperatura de un motor 18 de tracción, la amplitud de una corriente conducida a través de la conexión 27 eléctrica, una tensión aplicada a los terminales del motor, etc. Para ello, la unidad 28 de control está conectada operativamente a una unidad 30 de detección que está provista para detectar al menos un parámetro para una variable de funcionamiento del accionamiento 22 de tracción. La unidad 30 de detección presenta, por ejemplo, una unidad 30.a de sensor para detectar un parámetro de temperatura TK para un primer parámetro de funcionamiento T como la temperatura de funcionamiento del motor 18 de tracción y una unidad 30.b de sensor para detectar un parámetro de corriente SK para un segundo parámetro de funcionamiento S como la amplitud de una corriente conducida a través de la conexión 27 eléctrica.

Si la variable de funcionamiento T o S supervisada por la unidad 28 de control se encuentra en un intervalo crítico, en particular por encima o por debajo de un valor umbral determinado, la unidad 28 de control activa básicamente una transición a la posición de desconexión a partir de la posición de conexión de la unidad 26 de conmutación.

La unidad 26 de conmutación está diseñada como un contactor que está diseñado para desconectar corrientes eléctricas de alta frecuencia. En particular, el contactor está diseñado como un contactor de vacío. Dicho contactor presenta una baja capacidad de desconexión para una corriente de baja frecuencia o corriente continua conducida por él cuando se establece la conexión 27 eléctrica. Por lo tanto, se debe evitar el paso a la posición de desconexión si dicha corriente de baja frecuencia o corriente continua se conduce a través de la conexión 27 eléctrica debido a una situación de funcionamiento existente. Para ello, la unidad 28 de control está prevista para hacer que se mantenga la posición de conexión en dicha situación de funcionamiento, incluso si la variable de funcionamiento T o S supervisada del accionamiento 22 de tracción se encuentra en el intervalo crítico y, por lo tanto, sería necesaria una transición a la posición de desconexión.

De acuerdo con una primera realización, la unidad 28 de control está prevista para mantener la posición de conexión en función de un parámetro GK que depende de la dinámica del vehículo. En la realización considerada, el parámetro GK supervisado por la unidad 28 de control es un parámetro de velocidad que es representativo de la velocidad del vehículo. Para ello, la unidad 28 de control está en conexión operativa con una unidad de detección 32 que está prevista para detectar una velocidad de rotación, que constituye el parámetro de velocidad, de un eje de rueda del vehículo 10 ferroviario. La unidad 28 de control presenta una lógica de evaluación que valora la velocidad de giro detectada de forma que se produce el mantenimiento de la posición de conexión descrito con anterioridad para velocidades del vehículo inferiores a un determinado valor umbral, por ejemplo, 10 km/h. En una primera situación de funcionamiento con una velocidad del vehículo superior al valor umbral, la unidad 28 de control activa una transición a la posición de desconexión en cuanto la variable de funcionamiento T o S supervisada del accionamiento 22 de tracción alcanza el intervalo crítico. En una segunda situación de funcionamiento con una velocidad del vehículo inferior al valor umbral, la posición de conexión se mantiene, incluso si la variable de funcionamiento supervisada T o S asume un valor crítico o no admisible.

De acuerdo con una segunda realización, la unidad 28 de control está provista -alternativa o adicionalmente como se muestra en la Figura- para hacer que la posición de conexión se mantenga en función de un parámetro de frecuencia FK de la corriente conducida a través de la conexión 27 eléctrica. Para ello, la unidad 28 de control está conectada a una unidad de detección 34, que detecta el parámetro de frecuencia FK.

De acuerdo con otra realización mostrada en la Figura 4, la unidad 28 de control está conectada alternativa o adicionalmente a un controlador 38 de vehículo a través de un bus 36 de datos, por lo que recibe un parámetro GK' -en este caso en particular, un parámetro de velocidad- de este control 38 de vehículo a través del bus 36 de datos. En lugar de un bus de datos digital, el parámetro puede transmitirse a través de una línea de control analógica. El controlador 38 del vehículo puede corresponder a un controlador de accionamiento, en particular para controlar el accionamiento 22 de tracción, o a un controlador central del vehículo.

Como se muestra en las Figuras 3 y 4, la unidad 28 de control se alimenta de una fuente 40 de alimentación. En particular, la fuente 40 de alimentación puede ser una fuente de alimentación central del vehículo 10 ferroviario. Además de la fuente 40 de alimentación, se prevé una unidad 42 de almacenamiento de energía que está asociada espacialmente con el accionamiento 22 de tracción y forma parte del dispositivo 24 de protección del accionamiento para el accionamiento 22 de tracción. Sirve para suministrar energía a la unidad 28 de control en caso de que falle la fuente 40 de alimentación. La unidad 42 de almacenamiento de energía puede ser, por ejemplo, en forma de batería o condensador. Está diseñada para la alimentación de tensión al menos durante un período de tiempo suficiente para mantener la posición de conexión hasta que el parámetro controlado -en particular el parámetro de frecuencia f K y/o el parámetro de velocidad GK- asuma un valor admisible con respecto al accionamiento de la unidad 26 de conmutación.

Como se ha descrito con anterioridad, la unidad 28 de control hace que se mantenga la posición de conexión si el parámetro supervisado GK o FK se encuentra en un intervalo crítico. El parámetro GK o FK asume un valor en este intervalo crítico si la velocidad del vehículo v cumple la condición

0 < v < SW

en donde, por ejemplo, SW = 10 km/h.

La posición de conexión de la unidad 26 de conmutación se mantiene incluso si una variable de funcionamiento controlada S o T del accionamiento de tracción se encuentra en un intervalo crítico. De este modo, se evita que la unidad 26 de conmutación se accione si se conduce una corriente de baja frecuencia o una corriente continua a través de la conexión 27 eléctrica, para la cual la unidad 26 de conmutación no está diseñada como contactor de vacío. El vehículo 10 ferroviario debe ser llevado a una parada (v = 0) o a un intervalo de velocidad admisible (v > SW) después de que se detecte un valor no admisible de la variable de funcionamiento T o S. Para ello, el vehículo 10 ferroviario se frena hasta la parada, por lo que el accionamiento de la unidad 26 de conmutación solo tiene lugar cuando el vehículo está parado, o se acelera hasta que la velocidad del vehículo v alcanza el valor umbral SW, por lo que el accionamiento de la unidad 26 de conmutación solo tiene lugar entonces. En ambos casos, la velocidad del vehículo se modifica hasta que el parámetro supervisado GK o FK asume un valor admisible, con lo que la unidad 26 de conmutación pasa a la posición de desconexión protegiendo el accionamiento 22 de tracción.

El cambio de velocidad se produce en forma totalmente automática mediante un sistema de control del vehículo o, al menos parcialmente, en forma manual por parte del conductor tras haber sido informado de ello.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de protección del accionamiento para proteger un accionamiento (22) de tracción de un vehículo, en particular de un vehículo (10) ferroviario, con al menos

- una unidad (26) de conmutación que presenta una posición de conexión y una posición de desconexión que protege el accionamiento (22) de tracción, y

- una unidad (28) de control que está prevista para activar una transición a la posición de desconexión en una primera situación de funcionamiento y cuando una variable de funcionamiento (T, S) del accionamiento (22) de tracción se encuentra en un intervalo crítico, estando prevista la unidad (26) de conmutación para interrumpir al menos una conexión (27) eléctrica entre al menos un motor (18) de tracción y una unidad (21) de conversión de potencia del accionamiento (22) de tracción en la posición de desconexión,

caracterizado porque la unidad (26) de conmutación presenta un contactor que está diseñado para interrumpir corrientes con una frecuencia de al menos 5 Hz, en particular de al menos 10 Hz,

- la unidad (28) de control está prevista para hacer que se mantenga la posición de conexión en una segunda situación de funcionamiento y cuando la variable de funcionamiento (T, S) está en el intervalo crítico,

- las situaciones de funcionamiento están definidas cada una por una velocidad del vehículo o por un parámetro de velocidad (GK, GK') que representa la velocidad del vehículo, correspondiendo la primera situación de funcionamiento a un desplazamiento a una velocidad igual o superior a un valor umbral y la segunda situación de funcionamiento, a un desplazamiento a una velocidad inferior al valor umbral, y

- la unidad (28) de control está prevista para hacer que la posición de conexión se mantenga en función de un parámetro de velocidad (GK, GK').

2. Dispositivo de protección del accionamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (28) de control está prevista para hacer que se mantenga la posición de conexión en función de un parámetro (FK) formado como parámetro de frecuencia de una corriente conducida a través de la unidad (26) de conmutación.

3. Dispositivo de protección del accionamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (28) de control está conectada operativamente a un controlador (38) del vehículo del que recibe el parámetro de velocidad (GK').

4. Dispositivo de protección del accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una unidad (42) de almacenamiento de energía prevista para alimentar la unidad (28) de control.

5. Unidad de fuente de alimentación de un accionamiento (22) de tracción de un vehículo, en particular de un vehículo (10) ferroviario, que está prevista para alimentar al menos un motor (18) de tracción del accionamiento (22) de tracción y presenta al menos un dispositivo (24) de protección del accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Vehículo, en particular vehículo ferroviario, con un accionamiento (22) de tracción y un dispositivo (24) de protección del accionamiento previsto para proteger el accionamiento (22) de tracción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4.

7. Procedimiento de funcionamiento de un accionamiento (22) de tracción de un vehículo, en particular de un vehículo ferroviario, en el que

- en una primera situación de funcionamiento y si una variable de funcionamiento (T, S) del accionamiento (22) de tracción se encuentra en un intervalo crítico, al menos una unidad (26) de conmutación de un dispositivo (24) de protección del accionamiento cambia de una posición de conexión a una posición de desconexión que protege el accionamiento (22) de tracción,

en donde la unidad (26) de conmutación está prevista para interrumpir al menos una conexión (27) eléctrica entre al menos un motor (18) de tracción y una unidad (21) de conversión de potencia del accionamiento (22) de tracción en la posición de desconexión,

caracterizado porque la unidad (26) de conmutación presenta un contactor que está diseñado para interrumpir corrientes con una frecuencia de al menos 5 Hz, en particular de al menos 10 Hz,

- en una segunda situación de funcionamiento y si la variable de funcionamiento (T, S) del accionamiento (22) de tracción se encuentra en el intervalo crítico, se mantiene la posición de conexión, en donde las situaciones de funcionamiento están definidas en cada caso por una velocidad del vehículo o por un parámetro de la velocidad (GK, GK') que representa la velocidad del vehículo, y en donde la primera situación de funcionamiento corresponde a la circulación a una velocidad igual o superior a un valor umbral, y la segunda situación de funcionamiento corresponde a la circulación a una velocidad inferior al valor umbral, y

- la posición de conexión se mantiene en función de un parámetro de la velocidad (GK, GK').

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque se detecta un parámetro de frecuencia (FK) de una corriente conducida a través de la unidad (26) de conmutación y se mantiene la posición de conexión en función del parámetro de frecuencia (FK).

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque en la segunda situación de funcionamiento y si la variable de funcionamiento (T, S) del accionamiento (22) de tracción se encuentra en un intervalo crítico, la velocidad del vehículo se modifica al menos hasta que se produce la primera situación de funcionamiento, cambiando entonces la unidad (26) de conmutación a la posición de desconexión que protege el accionamiento (22) de tracción.