POWER SUPPLY MEANS FOR ELECTRICAL ENERGY CONSUMPTION APPARATUSES IN A RAILWAY VEHICLE

Abstract: 1. Power supply equipment for an air conditioning system attached to a passenger railway car and equipped with a refrigerating unit and resistance heating (6) as well as a battery charger (5) and fan motors, which can be connected as required to an ac or dc system carrying different ac voltages at varying frequencies or different dc voltages, a high-power inverter being employed with dc supply with at least one high-tension transformer (1), one rectifier unit (9), one polyphase inverter built up of single-phase inverters in mid-point connection (11a, 11b, 11c), for feeding - variable in voltage and frequency - a compressor motor (7) for the refrigerating unit as well as automatic control gear for the air conditioning system which acts on the compressor motor and/or resistance heating, characterized in that the compressor motor is a three-phase ac motor (7), with the frequency of the thyristor single-phase inverters feeding it (11a, 11b, 11c) being controlled in accordance with the polyphase inverter input dc voltage fed to a three-channel cycle timer, (17) that the rectifier unit is designed in mid-point connection and provided with diodes (12a, 12b) and thyristors (13a, 13b), preceded by an autotransformer (1) with tappings on the output side, and that the tappings carrying the higher voltages are connected to the thyristors (13a, 13b), and those carrying the lower voltages to the diodes (12a, 12b), said diodes (12a, 12b) supplying a component voltages as base voltage and the thyristors (13a, 13b) supplying a further controllable component voltage, and that for controlling the refrigerating rate and depending on the signals from a temperature transducer the phase shift angle for the thyristors (13a, 13b) is controlled in such a way that at high refrigerating rate the phase shift angle is smaller - high controllable component voltage - than at low refrigerating rate - low controllable component voltage - (Fig. 1).

Description: Einrichtung zur Versorgung von Nutzverbrauchern in einem Eisenbahnfahrzeug Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung, insbesondere für eine sich in einem Reisezugwagen befindende mit einem Kälteaggregat und einer Widerstandsheizung ausgestattete Klimaanlage, sowie einem Batterieladegerät und Lüftermotoren, die wahlweise aus einem Wechsel- oder Gleichspannungsnetz gespeist werden kann, insbesondere von verschieden hohen Wechselspannungen mit unterschiedlichen Frequenzen oder von verschieden hohen Gleichspannungen, mit wenigstens einem Transformator, einem Wechselrichter, einem gesteuerten Gleichrichtergerät und einem in der Drehzahl frequenz- sowie spannungsabhängigen Kompressormotor dienenden Regelung, die auf den Kompressormotor und/ oder die Widerstandsheizung einwirkt. Es sind Energieversorgungseinrichtungen für Klimaanlagen bekannt, die mit einem Drehstromkompressormotor ausgestattet sind, der von einer Sammelschiene - an der wahlweise unterschiedliche Spannungen anliegen können - über einen Hauptwechselrichter, der bei Gleichspannungseinspeisung eingeschaltet ist, einen Transformator, - der eine Primär- und Sekundärwicklung besitzt - ein gesteuertes Gleichrichtergerät und einen Drehstromwechselrichter zu speisen. Dabei ist nachteilig, dass die Bauteile - besonders der Transformator yiel Platz benötigen und dass der Drehstromwechselrichter (entweder mit sechs Gleichstromstellen oder mit sechs Einzelwechselrichtern) mit vielen elektronischen Bauelementen aufgebaut ist. Es ist ausserdem bekannt, Drehstromumrichter als Drehstromwechselrichter einzusetzen. Hierbei müsste ein bestimmter für den Drehstromumrichter ausgelegter, teurer Drehstrommotor (mit Kommutierungswicklung) eingesetzt werden. Ausserdem müsste zwischen den neun Thyristoren des Drehstromumrichters und dem Taktgeber Optokoppler geschaltet sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energieversorgungseinrichtung zu schaffen, die wenig Platz benötigt, zuverlässig arbeitet und einen guten Wirkungsgrad besitzt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei einer Energieversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art dem Kompressormotor drei Wechselrichter vorgeschaltet sind, die in Mittelpunktschaltung geschaltet sind, den Wechselstrom-Wechselrichtern wenigstens ein Gleichrichtergerät vorgeschaltet ist, das eine Teilspannung als Grundspannung und eine von der Kälteleistung bestimmte weitere Teilspannung liefert und dem Gleichrichtergerät ein Transformator mit einer Sparwicklung vorgeschaltet ist, über die der Kompressormotor mit elektrischer Energie versorgt wird. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die Energieversorgungseinrichtung durch den Einsatz des Transformators als Spartransformator und des Einsatzes von drei Wechselstrom-Wechselrichtern wenig Platz benötigt. Ein guter Wirkungsgrad (cos Phi) ist dadurch gewährleistet, dass ein Gleichrichtergerät eingesetzt ist, das wenige Oberwellen liefert. Nach Anspruch 2 ist gewährleistet, dass, wenn die Speisespannung im Augenblick der Kommutierung unterbrochen wird, die Wechselstrom-Wechselrichter weiterhin in Betrieb bleiben und die Thyristroren bei Wiederkehr der Speisespannung nicht zerstört werden. Aufgrund der Merkmale nach Anspruch 3 wird erreicht, dass nur wenige und billige elektronische Bauteile benötigt werden. Nach Anspruch 4 wird der Vorteil erreicht, dass, weil das Ubersetzungsverhäinis klein ist, der Transformator nochmals kleiner ausgeführt werden kann. Nach Anspruch 5 werden die Wicklungen des Transformators besser ausgenutzt. Nach Anspruch 6 braucht der Taktgeber nur klein ausgeführt zu sein. Nach Anspruch 7 kann die Höhe der Grundspannung gesteuert und dadurch die Drehzahl des Kompressormotors bis zum Stillstand heruntergesteuert werden. Nach Anspruch 8 werden die sonst nötigen Wechselrichterwicklungen eingespart. Nach Anspruch 9 kann ein handelsüblicher Drehstrommotor eingesetzt werden. Nach Anspruch 10 braucht der Kompressormotor nur klein ausgeführt zu sein, da die Drehzahl des Kompressormo- tors mittels der Spannung und der Frequenz gesteuert wird. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Schaltbild der Energieversorgungsanlage mit einem gesteuerten Gleichrichtergerät und drei Wechselstrom-Wechselrichter mit einem Kompressormotor in Mittelpunktschaltung, Fig. 2 ein Schaltbild eines Netzgerätes zur Stromver sorgung des Kompressormotors, Fig. 3 ein Schaltbild eines weiteren Netzgerätes zur Stromversorgung des Kompressormotors, Fig. 4 Liniendiagramme der Zündimpulse für die drei Wechselstrom-Wechselrichter, Fig. 5 Liniendiagramme von Stromimpulse, die die Wechselstrom-Wechselrichter liefern und Fig. 6 ein Schaltbild einer Energieversorgungsanlage mit einem gesteuerten Gleichrichtergerät und drei Wechselstrom-Wechselrichtern in Mittel punktschaltung. Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Energieversorgungseinrichtung besitzt eingangsseitig einen Transformator 1, der z.B. über eine Sammelschiene und der Masse 2 (Erde) vom Bahnnetz mit Wechselspannung versorgt wird. Bei Gleichspannungseinspeisung wird dem Transformator 1 ein in der Zeichnung nicht dargestellter Hochleistungs-Wechselrichter vorgeschaltet. Der Transformator 1 ist für die Versorgung der Klimaanlage als Spartransformator ausgebildet und für die anderen Verbraucher sind Sekundärwicklungen 3, 4 vorgesehen. Eine der Sekundärwicklungen 3 ist für ein Batterieladegerät 5 vorgesehen und die andere Sekundärwicklung 4 liefert die Versorgungsspannung für mehrere Taktgeber. Die Klimaanlage besitzt eine Widerstandsheizung 6 zur Nachheizung (befindet sich in jedem Abteil) und einen Kompressormotor 7; beide werden von einem Temperaturmesser 8 beeinflusst. Ausserdem besitzt die Klimaanlage eine, in Fig. 1 nicht dargestellte, Hauptheizung. Zwischen dem Spartransformator und dem Kompressormotor 7, z.B. Asynchronmotor, ist ein Schütz, ein gesteuertes Gleichrichtergerät 9, ein elektrischer Filter 10 und drei Wechselstrom-Wechselrichter Ila, 11b, 11c geschaltet. Das Gleichrichtergerät 9 besteht aus zwei Gleichrichtern 12a, 12b und zwei Thyristoren 13a, 13b. Die Gleichrichter 12a, 12b und die Thyristoren 13a, 13b sind jeweils in Mittelpunktschaltung gesetzt, wobei jeder Gleichrichter 12a, 12b mit seiner Anode an jeweils einer von zwei Wicklungsanzapfungen und jeder Thyristor 13a, 13b mit seiner Anode an jeweils einer von zwei weiteren Wicklungsanzapfungen angeschlossen ist. Diese Wicklungsanzapfungen sind so ausgeführt, dass zwischen den für die Thyristoren 13a, 13b vorgesehenen Wicklungsanzapfungen gegenüber der für die Gleichrichter 12a, 12b vorgesehenen Wicklungsanzapfungen eine doppelt so hohe Spannung ansteht, Die Kathoden der Gleichrichter 12a, 12b und der Thyristoren 13a, 13b sind miteinander verbunden und bilden mit dem Mittelpunktleiter 9a den Ausgang des Gleichrichtergeräts 9, wobei sich am Mittelpunktleiter 9a ein Minuspol und an den Kathoden der Gleichrichter 12a, 12b bzw. Thyristoren 13a, 13b ein Pluspol ausbildet. Die beiden Thyristoren 13a, 13b werden von einem-Zündimpulsgeber 14 angesteuert. Dem Zündimpulsgeber 14 ist ein Zeitglied 15 und diesem ein Taktgeber A 16 vorgeschaltet. Dieser Taktgeber A 16 steht mit dem Temperaturmesser 8 in Verbindung. Ausserdem beeinflusst die hinter dem elektrischen Filter 10 - Glättungsdrossel und Glättungskondensator - anstehende Spannung und der durch die Thyristoren 13a, 13b fliessende Strom den Taktgeber A 16. Die drei Wechselstrom-Wechselrichter 11a, leib, 11c und der Kompressormotor 7 sind an dem Filter 10 angeschlossen. Der Kompressormotor 7 besitzt drei Wicklungen, die mit Mittenanzapfungen ausgestattet sind. Die Mittenanzapfungen sind miteinander und mit dem Pluspol verbunden. Jeder Wechselstrom-Wechselrichter 11a, 11b, 11c besitzt zwei Thyristoren, zwei Sperrdioden, zwei Freilaufdioden, einen Kommutierungskondensator und eine Kommutierungsdrossel. Die drei Kommutierungsdrosseln sind mit dem Minuspol verbunden. Jeder Wechselstrom Wechselrichter 11a,11b, 11c ist mit dem Kompressormotor 7 in Mittelpunktschaltung geschaltet, d.h. jede der drei Wicklungen des Kompressormotors 7 bildet für den massgebenden Wechselstrom-Wechselrichter liga, 11b, 11c eine Wechselrichterwicklung zur Spannungsverdopplung für den Kommutierungskondensator. Die Thyristoren der Wechselstrom-Wechselrichter 11a, lib, 11c stehen mit einem Dreikanal-Taktgeber 17 in Verbindung. Dieser Dreikanal-Taktgeber 17 ist mit dem Plus- und Minuspol des Filters 10 verbunden. Die Höhe der zwischen dem Plus- und Minuspol anstehenden Spannung bestimmt die Frequenz der Zündimpulse des Dreikanal-Taktgebers 17; je höher die Spannung desto grösser die Frequenz. In Fig. 4 der Zeichnung sind die Zündimpulse - zur besseren Erläuterung rechteckförmig gezeichnet - für die Thyristoren in drei Liniendiagrammen dargestellt. (Eingeschwungener Zustand). Der erste Kanal des Dreikanal-Taktgebers 17 steuert den in Fig. 1 links dargestellten Thyristor des ersten Wechselstrom-Wechselrichters 11a an. Gleichzeitig wird auch der zweite Kanal des Dreikanal-Taktgebers 17 angesteuert. Dieser Kanal zündet den in Fig. 1 links dargestellten Thyristor des zweiten Wechselstrom-Wechselrichters 11b an. Der Zeitabstand zwischen beiden Zündimpulsen ist in Fig. 4 durch die Strecke a angedeutet. Der erste Kanal des Dreikanal-Taktgebers 17 steuert ausserdem auch noch den dritten Kanal an. Der Zeitabstand zwischen dem Zündimpuls vom ersten Kanal und dem Zündimpuls vom dritten Kanal ist in Fig. 4 durch die Strecke b angedeutet. Werden die Thyristoren, wie eben beschrieben, angesteuert, so fliessen in den sieben Motorzuleitungen des Kompressormotors 7 folgende Stromimpulse. In Fig. 5 der Zeichnung sind die Stromimpulse der drei Wechselstrom-Wechselrichter 11a, 11b, 11c dargestellt, wobei diese wiederum zur besseren Erläuterung rechteckförmig gezeichnet sind und ohmsche Last angenommen wird. Im ersten Liniendiagramm von Fig. 5 sind die Stromimpulse dargestellt, die in der ersten Motorzuleitung A und im zweiten Liniendiagramm sind die Stromimpulse dargestellt, die in der zweiten Motorzuleitung B fliessen. In diesen beiden Motor zuleitungen A und B folgen die Stromimpulse taktweise sowie abwechselnd aufeinander. Der zweite Wechselstrom-Wechselrichter 11b arbeitet genauso wie der erste, nur dass die Stromimpulse etwas später, zeitlich phasenverschoben sind. Dies ist in dem dritten - gilt für Motorzuleitung C - und dew vierten - gilt für Motor zuleitung D - Liniendiagramm von Fig. 5 dargestellt. Der dritte Wechselstrom-Wechselrichter 11c arbeitet genauso wie der erste, nur dass die Stromimpulse noch weiter phasenverschoben sind. Dies ist in dem fünften und sechsten Liniendiagramm von Fig. 5 dargestellt. Alle diese Stromimpulse gelangen vom Pluspol des Filters 10 über die Mittenanzapfungen der Wicklungen des Kompressormotors 7 über die zugehörigen Wicklungen des Kompressormotors 7 über die entsprechenden Thyristoren zu dem Minuspol des Filters 10 und bewirken, dass der Rotor des Kompressormotors 7 sich dreht. Diese Klimaanlage arbeitet wie folgt beschrieben: Uber das Schütz wird das Gleichrichtergerät 9 mit Spannung beaufschlagt. Die Thyristoren 13a, 13b werden nicht angesteuert. Am Filter 10 liegt eine Spannung in Höhe der Grundspannung an. Über die Wechselstrom-Wechselrichter 11a, 11b, 11c wird der Kompressormotor 7 mit geringer Spannung (etwa halbe Nennspannung) und geringer Frequenz in seiner Drehzahl hochgefahren. Durch diese Massnahme wird der Einschaltstrom gering gehalten. Wird eine grössere Kälteleistung mittels des Temperaturfühlers 8 benötigt, so werden die Thyristoren 13a, 13b mittels des Zeitgliedes 15 angesteuert; und zwar phasenanschnittsweise. Dabei wird die Ausgangsspannung am Filter 10 durch die Grundspannung und der durch Phasenanschnitt sich bildende und überlagernde Spannung bestimmt. Dadurch erhöht sich die Frequenz der Wechselstrom-Wechselrichter 11a, 11b, 11c und der Kompressormotor 7 erhöht seine Drehzahl. Der Taktgeber A 16 besitzt drei Signaleingänge. Der Taktgeber A 16 verarbeitet das Signal Temperatur, das Signal Strom durch beide Thyristoren 13a, 13b des Gleichrichtergerätes 9 und das Signal Spannung am Ausgang des Filters 10 und gibt dieses gebildete Signal auf das Zeitglied 15. Das Zeitglied 15 bewirkt das die Spannung mittels des gesteuerten Gleichrichtergerätes 9 nicht sehr schnell hochgefahren wird und somit keine grossen Stromspitzen bei Drehzahlerhöhungen des Kompressormotors 7 entstehen können. Ist nur eine geringe Kälteleistung erforderlich, so liegt an dem Filter 10 nur die Grundspannung an. Dadurch ist in diesem Fall der cos Phi-Wert nur durch den Aufbau des Kompressormotors 7 festgelegt und daher entsprechend gross. Auch stellt sich in den Zwischenberei chen Grundspannung und Maximal spannung mittels des Phasenanschnitts ein günstiger cos Phi-Wert ein. Die Widerstandsheizung 6 (Nachheizung) wird auch über die Ausgangswicklung der Sparwicklung des Transformators 1 mit Energie versorgt. Dies erfolgt mittels von der Temperatur gesteuerter magnetischer Schalter 18. Wenn die Nachheizleistung ansteigt, fällt die Kompressorleistung; und zwar zueinander proportional. Dadurch braucht die Ausgangswicklung der Sparwicklung des Transformators 7 nur für die maximale Leistung des Kompressormotors 7 ausgelegt zu werden. Die Klimaanlage besitzt ausserdem noch eine Notstromeinrichtung, die mit einer Batterie 19 ausgestattet ist. Die Batterie 19 wird über das gesteuerte Ladegerät 5 mit Energie versorgt. An der Batterie 19 sind die drei Wechselstrom-Wechselrichter 11a, 11b, llc über einen Hilfsgleichspannungswandler 20 angeschlossen. Ein weiterer Taktgeber B 21 steuert die Halbleiter des Hilfsgleichspannungswandler 20 an. Die Stromversorgung des Taktgebers B 21 und des Dreikanal-Taktgebers 17 erfolgt bei Speisespannungsunterbrechung von der Batterie 19. Die Batterie versorgt ausserdem die drei Wechselstrom Wechselrichter lla, lib, 11c mit einer kleinen Spannung, so dass die Wechselstrom-Wechselrichter weiter in Funktion bleiben. Der Kompressormotor 7 kommt bei langer Speisespannungsunterbrechung zum Stillstand. Die Strom dznn impulse bzw. Kompressormotorströme sind 1 sehr klein. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils ein Stromversorgungsteil für den Kompressormotor 7. Alle anderen Schaltelemente sind weggelassen. Gemäss Fig. 2 besitzt die Ausgangswicklung der Sparwicklung des Transörmators 1a drei Wicklungsanzapfungen, wobei die beiden äusseren Wicklungsanzapfungen zu einer halbgesteuerten Graetzbrücke 22 geführt sind. Die Wicklungsanzapfung ist eine Mittenanzapfung und ist über eine Diode 23 an dem Filter 10 angeschlossen. Die erste Teilspannung als Grundspannung liefern abwechslungsweise beide Wicklungsteile über die Diode 23 und eine Halbleiterdiode 24; 24a der Graetzbrücke 22. Die andere Teilspannung wird durch Phasenanschnittssteuerung mittels der Thyristoren der Graetzbrücke 22 gesteuert. Gemäss Fig. 3 besitzt die Ausgangswicklung der Sparwicklung des Transformators 1b vier Wicklungsanzapfungen. Die Wicklungsanzapfungen sind zueinander im gleichen Abstand angeordnet. Die beiden äusseren Wicklungsanzapfungen sind wie in Fig. 2 zu einer halbgesteuerten Graetzbrücke 22 geführt. Die anderen beiden Wicklungen sind jeweils über eine Diode 25 mit dem Pluspol der Graetzbrücke 22 verbunden. Die drei verschieden aufgebauten Stromversorgungsteile besitzen unterschiedliche Vorteile. Bei der ersten Ausführung (Mittelpunkt - Mittelpunktschaltung) (Fig.1) ist, weil das Übersetzungsverhältnis klein ist, der Spartransformator 1 klein. Die Grundspannung ist vor dem Filter 10 lückenlos. Bei der zweiten und dritten Ausführung werden die Wicklungen durch Einsatz der Graetzbrücke 22 gut ausgenutzt. Die in Fig. 6 der Zeichnung dargestellte Energieversorgungsanlage besitzt einen handelsüblichen Drehstrommotor 7a als Kompressormotor. Die Wechselstrom-Wechselrichter 11d, 11e, 11f besitzen gegenüber den in Fig. 1 dargestellten Wechselstrom-Wechselrichtern Ila, 11b, 11c jeweils einen Spartransformator 26a, 26b, 26c mit einer Mittenanzapfung. Die drei Mittenanzapfungen sind an dem Pluspol des Filters 10 angeschlossen. Die beiden Wicklungsenden des jeweiligen Spartransformators 26a; 26b; 26c sind mit einer der Wicklungen des Drehstrommotors 7a und der Anode der jeweils massgebenden Sperrdiode der Wechselstrom-Wechselrichter 11d, 11e, 11f verbunden. Die Thyristoren der Wechselstrom-Wechselrichter 11d, 11e, 11f werden mittels des Dreikanal-Taktgebers 17 - wie zu Fig. 1 beschrieben - angesteuert. Die Ausgangswicklung der Spartransformatoren 26a, 26b, 26c liefern die doppelte Eingangswechselrichterspannung. Die Notstromeinrichtung ist genauso aufgebaut, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Gemäss Fig. 6 besitzt die Ausgangswicklung der Sparwicklung des Transformators 1c vier Wicklungsanzapfungen. Die Wicklungsanzapfungen sind zueinander im gleichen Abstand angeordnet. Die beiden äusseren Wicklungsanzapfungen sind zu einer gesteuerten Graetzbrücke geführt. Die anderen beiden Wicklungsanzapfungen sind jeweils über eine Diode 27, 28 mit dem Minuspol des Filters 10 verbunden, wobei die Anodenan dem Minuspol angeschlossen sind. Die Thyristoren 29a, 29b, 30a, 30b der Graetzbrücke stehen paarweise mit einem Zündimpulsgeber 14 und einem Taktgeber C 31 in Verbindung. Die beiden Thyristoren 29a, 29b, die kathodenseitig miteinander verbunden sind und an deren Kathoden sich ein Pluspol ausbildet, werden von dem Zündimpulsgeber 14 angesteuert. Dieser Zündimpulsgeber steht, genauso wie in Fig. 1 dargestellt, mit einem Zeitglied 15 und einem Taktgeber A 16 in Verbindung. Die beiden Thyristoren 30a, 30b, die anodenseitig miteinander verbunden sind und an deren Anode sich ein Minuspol ausbildet, werden von dem Taktgeber C 31 angesteuert. Dieser Taktgeber C 31 ist mit einem Massglied ausgestattet, das den Wert der am Glättungskondensator des Filters 10 anstehenden Spannung ermittelt. Die beiden letztgenannten Thyristoren 30a, 30b werden so angesteuert, dass sie sich entweder im Leitzustand oder Sperrzustand befinden. Der Transformator 1c, die Thyristoren 29a, 29b, 30a, 30b arbeiten wir folgt zusammen: Wird die maximale Drehzahl für den Kompressor verlangt, so liegt auch die höchstmögliche Spannung (Nennspannung) an den Motorklemmen. Die vier Thyristoren 29a, 29b, 30a, 30b werden so angesteuert, dass sie sich für die jeweils massgebende Spannungshalbwelle im Leitzustand befinden. Soll nun die Drehzahl herabgesetzt werden, so bleiben zunächst die Thyristoren 30a, 30b, die mit dem Taktgeber C 31 in Verbindung stehen, im Leitzustand. Die anderen Thyristoren 29,a 29b werden von dem Zündimpulsgeber 14 phasenanschnittweise angesteuert. Hierbei wird der massgebende Thyristor 29a, 29b nicht im Spannungsnulldurchgang von Minus nach Plus gezündet, sondern etwas später. Das hat zur Folge, dass sich der Mittelwert der Spannung verkleinert und dass viele Oberwellen entstehen. Diese Oberwellen wirken sich schlecht auf den cos Phi der Klimaan lage aus. Sinkt z.B. der cos Phi von 0,95 während der Drehzahlverringerung auf einen Wert von 0,8, so werden die Thyristoren 30a, 30b, die mit dem Taktgeber C 31 in Verbindung stehen, nicht mehr angesteuert, so dass sie in den Sperrbereich übergehen. Die anderen Thyristoren 29a, 29b gehen gleichzeitig in den Leitzustand über. Dieser erfolgt mittels des Zündimpulsgebers 14, der für diesen Fall von dem Taktgeber C 31 beeinflusst wird. Der Mittelwert der Spannung hat sich dabei nicht geändert, aber die Oberwellen sind nahezu weggefallen, da kein Phasenanschnitt (lückenlosen Betrieb) ausgeführt wird. Der cos Phi hat wieder einen Wert von 0,95. Hierbei fliessen zwei Stromanteile bei einer positiven Spannungswelle von der oberen Wicklungsanzapfung der Sparwicklung-über den Thyristor 29b, zu den Wechselstrom-Wechselrichtern und dem Drehstrommotor 7a, über die beiden Dioden 27, 28 zur Sparwicklung. Hierbei kommen nur die beiden oberen Wicklungsteile der Sparwicklung zum Einsatz. Steht eine negative Spannungswelle an, so kommen die beiden unteren Wicklungsteile der Sparwicklung zum Einsatz. Der mittlere Wicklungsteil kommt bei jeder Spannungswelle zum Einsatz. Dadurch wird eine Gleichstrommagnetisierung verhindert. Soll die Drehzahl des Drehstrommotors weiter herabgesetzt werden, so wird wieder mittels Phasenanschnitt der Mittelwert der Spannung herabgesetzt. Hierbei verringert sich der cos Phi wiederum. Da für diesen Fall die zu übertragende Wirkleistung schon stark abgenommen hat, werden die Wechselstrom-Wechselrichter lid, 11e, lif durch den Anstieg der Blindleistung nicht überbeansprucht.

Claims: Ansprüche: 1. Energieversorgungseinrichtung, insbesondere für eine sich in einem Reisezugwagen befindende mit einem Kälteaggregat und einer Widerstandsheizung ausgestattete Klimaanlage sowie einem Batterie ladegerät und Lüftermotoren, die wahlweise aus einem Wechsel- oder Gleichspannungsnetz gespeist werden kann, insbesondere von verschieden hohen Wechselspannungen mit unterschiedlichen Frequenzen oder von verschieden hohen Gleichspannungen, mit wenigstens einem Transformator, einem Wechselrich ter, einem gesteuerten Gleichrichtergerät und einem in der Drehzahl frequenz- sowie spannungsab hängigen Kompressormotor für das Kälteaggregat so wie einer für die Klimaanlage dienenden Regelung, die auf den Kompressormotor und/oder die Wider standsheizung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kompressormotor (7, 7a) drei Wechselstrom Wechselrichter (via, 11b, 11c; ; lid, 11e, lief) vor geschaltet sind, die in Mittelpunktschaltung ge schaltet sind, dass den Wechselstrom-Wechselrich tern (11a, lib, 11c; 11d, 11e, lief) wenigstens ein Gleichrichtergerät (9; 22, 23; 25; 27, 28, 29a, 29b, 30a, 30b) vorgeschaltet ist, das eine Teilspannung als Grundspannung, deren Höhe von der Kälteleistung abhängig sein kann, und eine von der Kälteleistung bestimmte weitere Teilspannung liefert und dass dem Gleichrichtergerät (9; 22, 23; 25; 27, 28,29a, 29b, 30a, 30b) ein Transormator (1, la, 1b, 1c) mit einer Sparwicklung vorgeschaltet ist, über die der Kom pressormotor (7, 7a) mit elektrischer Energie ver sorgt wird. 2. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstrom-Wechselrich ter (11a, 11b, llc; imid, 11e, lief) von einer Bat terie (19) über einen Hilfsgleichspannungswandler (20) mit geringer Spannung versorgt werden. 3. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sparwicklung des Transfor mators (1, la, 1b, lc) Wicklungsanzapfungen auf weist, dass bestimmte Wicklungsanzapfungen - an denen die niedrigere Spannung ansteht - mit Gleichrichtern (12a, 12b; 23; 25; 27, 28) und dass weitere Wicklungsanzapfungen - an denen die höhere Spannung ansteht - mit Thyristoren (13a, 13b; 22; 29a, 29b, 30a, 30b) verbunden sind. 4. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (1) mit den Gleichrichtern (12a, 12b) und den Thyristoren (13a, 13b) jeweils in Mittelpunktschaltung einge setzt sind. 5. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichter (23; 25) in Einwegschaltung und die Thyristoren (22) in Graetz schaltung eingesetzt sind. 6. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Graetzschaltung (22) eine halbgesteuerte Brücke eingesetzt ist. 7. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Graetzschaltung eine voll gesteuerte Brücke eingesetzt ist, wobei die paral lel zueinander liegenden Thyristoren (29a, 29b; 30a, 30b) von jeweils einem Taktgeber (14; 31) be einflussbar sind. 8. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressormotor (7) mit Wicklungsmittenanzapfungen ausgestattet ist und dass die Wicklungen des Kompressormotors (7) gleich zeitig als Wechselrichterwicklungen dienen. 9. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wechselstrom-Wechselrich ter (11d, 11e, 11f) einen Spartransformator (26d, 26e, 26f) als Wechselrichtertransformator aufweist. 10. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstrom-Wechselrich ter (11a, 11b, 11c; lid, 11e, 11f) Thyristoren aufweisen, die in Abhängigkeit von der Höhe der Wechselstrom-Wechselrichter-Eingangsspannung von einem Dreikanal-Taktgeber (17) gezündet werden.

Inventors: SEEGER, HERBERT
Applicants: FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1980
Main classification: B60L1
IPC codes: B60L1