РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
RAIL VEHICLE

Данное изобретение касается рельсового транспортного средства, содержащего электрический привод с силовыми полупроводниковыми приборами и тормозную систему с пневматическим приводом, причем силовые полупроводниковые приборы расположены в корпусе. Данное изобретение касается также способа эксплуатации такого рельсового транспортного средства.
Электрические, электронные, механические конструктивные элементы и компоненты чувствительны к влажности в окружающем воздухе. Эти конструктивные элементы находят применение в большом количестве приборов. Так, например, печатные платы электронных приборов содержат электрические или электронные конструктивные элементы. Продолжительное воздействие влаги повреждает эти конструктивные элементы, так что они чаще выходят из строя, чем конструктивные элементы, работающие в сухих условиях. Это относится ко всем или по меньшей мере почти ко всем электронным компонентам и приборам, которые содержат электрические, электронные или механические конструктивные элементы.
Для повышения готовности к эксплуатации и надежности, а также для снижения риска выхода из строя рельсового транспортного средства особое значение имеет эксплуатация компонентов электрического привода рельсового транспортного средства в максимально сухом окружающем пространстве.
Особая проблема возникает при использовании в тех случаях, когда эксплуатация осуществляется в окружающем пространстве, где не поддерживается заданная влажность или температура. Это имеет место, в частности, при эксплуатации рельсовых транспортных средств. Содержащаяся в окружающем воздухе влага может привести к конденсации и, тем самым, к появлению влаги на конструктивных элементах. Точно так же и колебания температуры ведут к конденсации влаги из воздуха на конструктивных элементах. Эта конденсация сокращает срок службы конструктивных элементов, так что они чаще или быстрее выходят из строя, чем конструктивные элементы, работающие в сухих условиях. Кроме того, вызванная присутствием влаги коррозия может помешать безопасной и надежной эксплуатации этих компонентов и сконструированных с их использованием рельсовых транспортных средств. А как раз от рельсовых транспортных средств требуется безопасная и надежная эксплуатация. Выход из строя электрического привода может привести к сложным и дорогостоящим мерам по спасению груза. Даже выход из строя только отдельных частей электрического привода частично приводит к значительным опозданиям. В связи с зависимостью от графика движения различных поездов выход из строя отдельных частей привода зачастую ведет к нарушениям во всей единой сети энергоснабжения эксплуатанта рельсового транспортного средства.
В частности, в тропических странах хорошо зарекомендовал себя метод встраивания таких описанных выше устройств в относительно герметичные шкафы и/или помещения в эти шкафы сушильных агентов. Сушильный агент должен в таком варианте периодически заменяться. В зависимости от содержания влаги в окружающей среде отсюда может получиться очень короткий срок службы в несколько дней. Из-за коротких интервалов между процедурами технического обслуживания ухудшается готовность к эксплуатации таких устройств. Одновременно повышаются расходы на обслуживание при эксплуатации этих устройств.
Из еще не опубликованной заявки EP 14 183 340.0 известен способ снижения влажности воздуха в корпусе, при котором в этом корпусе расширяется сжатый воздух.
В основу данного изобретения положена задача предложить рельсовое транспортное средство с более высокой надежностью.
Эта задача решается в рельсовом транспортном средстве, имеющем электрический привод с силовыми полупроводниковыми приборами и тормозную систему с пневматическим приводом, причем силовые полупроводниковые приборы расположены в корпусе, причем это рельсовое транспортное средство содержит расширительное устройство (Entspannvorrichtung), причем корпус и тормозная система соединены друг с другом таким образом, что сжатый воздух из тормозной системы может подаваться внутрь корпуса, причем это расширительное устройство расположено между корпусом и тормозной системой таким образом, что подаваемый в корпус сжатый воздух может расширяться перед подачей внутрь корпуса. Эта задача также решается в способе эксплуатации такого рельсового транспортного средства, при котором сжатый воздух из тормозной системы подается внутрь корпуса, причем подаваемый в корпус сжатый воздух перед подачей внутрь корпуса расширяется с помощью расширительного устройства.
Другие предпочтительные варианты выполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
В основе данного изобретения лежит понимание того, что влажность воздуха в корпусе рельсового транспортного средства может быть снижена за счет того, что туда вводится расширившийся сжатый воздух. Термин «сжатый воздух» означает воздух, который отбирается из системы сжатого воздуха, например, из тормозной системы рельсового транспортного средства. Однако, он не обязательно должен находиться под более высоким давлением, чем окружающий воздух. Под расширением специалист понимает снижение давления газа при одновременном увеличении его объема. За счет расширения сжатого воздуха влажность присутствующего воздуха снижается таким образом, что относительная влажность воздуха снижается. Находящийся в корпусе воздух с более высоким содержанием влаги вытесняется поступающим расширившимся сжатым воздухом, или этот сжатый воздух смешивается с находящимся в корпусе воздухом, так что влажность воздуха в корпусе снижается. Этот сухой воздух может вобрать в себя влагу с конструктивных элементов, в частности, с силовых полупроводниковых приборов, чтобы за счет этого осушить такой конструктивный элемент. Это продлевает срок службы конструктивного узла и снижает вероятность выхода из строя. Кроме того, или в порядке альтернативы сухой воздух в корпусе препятствует конденсации влаги на конструктивном элементе. Благодаря этому надежно предотвращается образование путей утечки тока, которые ведут к образованию пробоев. В частности, вызываемая колебаниями температуры в окружающей среде конденсация может быть надежно предотвращена путем снижения влажности воздуха. Термин «конструктивные элементы» наряду с электрическими, электронными и механическими компонентами включает в себя и изоляционные материалы, например, для звукоизоляции и термоизоляции, а также герметизирующие массы, которые могут отбирать влагу из воздуха. Корпус с силовыми полупроводниковыми приборами при этом может быть выполнен герметичным, чтобы удерживать проникновение влажного воздуха на минимально низком уровне. При этом оказалось предпочтительным, если корпус имеет снаружи интерфейс, с помощью которого можно регулировать воздухообмен корпуса с окружающей средой или управлять им. Это может осуществляться, например, с помощью диафрагм или клапанов, которые расположены перед отверстиями корпуса. Таким образом можно, например, предотвратить проникновение воздуха, в частности, влажного воздуха в корпус.
При этом оказалось предпочтительным осуществление расширения сжатого воздуха вне корпуса. За счет этого при возгорании в корпусе не возникает опасность того, что будет поврежден клапан, управляющий подачей, и возгорание будет неконтролируемо получать кислород из сжатого воздуха и распространяться. Для эффективной противопожарной защиты оказалось предпочтительным размещение соответствующего клапана или расширительного устройства вне корпуса.
Кроме того, альтернативно или дополнительно корпус может быть выполнен герметичным, в частности, герметичным по давлению, чтобы удерживать проникновение влажного воздуха на минимально низком уровне. При этом оказалось предпочтительным, если корпус снаружи имеет интерфейс, например, в форме предохранительного клапана, с помощью которого может регулироваться или управляться давление воздуха в корпусе. Таким образом можно, например, создавать внутри корпуса более высокое давление по сравнению с давлением в окружающем пространстве корпуса, что простым образом предотвращает проникновение влажного воздуха из окружающего пространства.
Далее, для регулирования сжатого воздуха такой интерфейс позволяет вводить значительное количество воздуха, не оказывая прямого влияния на давление воздуха внутри корпуса. Таким образом, количество расширившегося сжатого воздуха и давление в корпусе развязаны друг от друга. Далее, этот способ особенно пригоден для корпусов, которые не являются герметично непроницаемыми или не герметичными по давлению. Такой корпус может для этого, например, иметь отверстия. Поступление воздуха, влага в котором может привести или приводит к конденсации на конструктивных элементах, может предотвращаться путем введения расширившегося сжатого воздуха. Даже если влажный воздух проникает снаружи, то он перемешивается с сухим, расширившимся сжатым воздухом таким образом, что находящийся в корпусе воздух в результате имеет лишь незначительную относительную влажность. Этот способ обеспечивает меньшее содержание влаги в воздухе, и даже при падающей температуре не происходит конденсации на конструктивных элементах, в частности, на силовых полупроводниковых приборах. Расширение сжатого воздуха может при этом осуществляться непрерывно, в определенные моменты времени, например, периодически, или событийно ориентированным образом (ereignisgesteuert). Событийно ориентированное управление может производиться в зависимости от относительной влажности воздуха, от температуры или от колебания температуры, соответственно, от изменения температуры. Точно так же можно предусмотреть измерение влажности воздуха в корпусе и подачу сжатого воздуха в корпус при превышении предельного значения. Процесс расширения при этом может управляемо осуществляться с помощью устройств для расширения сжатого воздуха, например, клапанов или сопел. Для регулирования количества воздуха и/или выбора моментов времени можно предусмотреть систему управления или регулирования, которая управляет и/или регулирует подачу сухого воздуха в зависимости от параметров окружающей среды, например, от содержания влаги в окружающем воздухе или в воздухе внутри корпуса, температуры и т.д. В предлагаемом изобретением способе сжатый воздух из тормозной системы рельсового транспортного средства может предпочтительным образом отбираться из системы труб, из напорного рукава или из пневмоаккумулятора, например, напорной емкости.
Тормозная система рельсового транспортного средства, в частности, сжатый воздух тормозной системы находится в распоряжении всего рельсового транспортного средства. К тормозной системе помимо воздушной тормозной магистрали (сокращенно HL или HLL) для соединения тормозных устройств рельсового транспортного средства относятся также напорный воздуховод от главного резервуара (сокращенно HBL или HB) для снабжения тормозного крана машиниста или же частично для пополнения запаса воздуха, израсходованного при торможении. Как сжатый воздух из воздушной тормозной магистрали, так и сжатый воздух из напорного воздуховода от главного резервуара пригодны для осуществления способа, предлагаемого изобретением. Таким образом в любом месте рельсового транспортного средства можно снижать влажность воздуха в корпусе и/или охлаждать находящиеся в нем компоненты. Точно так же можно предотвращать, тем самым, конденсацию влаги на одном или нескольких конструктивных элементах, например, силовых полупроводниковых приборах.
К сжатому воздуху тормозной системы рельсового транспортного средства предъявляются особые требования в отношении содержащейся в нем влаги, называемой также остаточной влажностью. Сжатый воздух в рельсовых транспортных средствах большей частью подвергается сушке с помощью осушителя сжатого воздуха, так что в сжатом воздухе остаточная влажность составляет менее 35%. Под сушкой понимается снижение содержания влаги в сжатом воздухе. Во многих случаях применения, когда требуется сжатый воздух, уже проводят сушку прямо после сжатия. Для этого компрессоры зачастую уже оборудуют соответствующими сушильными устройствами. В отношении остаточной влажности в сжатом воздухе тормозной системы рельсового транспортного средства имеются установки по качеству воздуха из международного стандарта ISO Norm 8573, которые требуют остаточной влажности сжатого воздуха менее 35%. Эта низкая влажность, называемая также остаточной влажностью, дополнительно существенно снижается, когда для сушки конструктивных элементов сжатый воздух расширяется. Благодаря наличию сжатого воздуха для тормозной системы рельсового транспортного средства и его соответствию высоким требованиям к качеству воздуха с остаточной влажностью менее 35%, этот сжатый воздух особенно пригоден для подачи в корпус с силовыми полупроводниковыми приборами.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения корпус содержит средства для направления сжатого воздуха, которые расположены таким образом, что этот сжатый воздух по меньшей мере частично течет вдоль силовых полупроводниковых приборов, теплоотвода силового полупроводникового прибора и/или контактной шины. Расширение сжатого воздуха помимо снижения относительной влажности вызывает понижение температуры этого сжатого воздуха, который после расширения вводится в корпус. Этот эффект может использоваться для охлаждения компонентов внутри корпуса, в частности, для охлаждения силовых полупроводниковых приборов или контактной шины. Таким понижением температуры в сжатом воздухе могут охлаждаться расположенные в корпусе силовые полупроводниковые приборы, например, силовые полупроводниковые приборы электрического привода. При эксплуатации силовых полупроводниковых приборов вследствие неизбежных электрических потерь выделяется тепло, которое необходимо отводить в окружающее пространство. За счет подвода расширившегося сжатого воздуха снижается температура в окружающей среде силового полупроводникового прибора. Тем самым повышается работоспособность силового полупроводникового прибора. Иначе говоря, расширительное устройство расположено между корпусом и тормозной системой таким образом, что подаваемый в корпус сжатый воздух перед подачей внутрь корпуса может расширяться так, что температура подаваемого в корпус расширившегося сжатого воздуха ниже, чем температура находящегося в корпусе воздуха. Охлаждающее действие происходит, например, через поверхность силового полупроводникового прибора или через соединенный с этим силовым полупроводниковым прибором теплоотвод. Зачастую такой теплоотвод, термически связанный с этим силовым полупроводниковым прибором, предназначен для отвода тепла силовых полупроводниковых приборов. Помещенный в корпус сжатый воздух зачастую контактирует также с частями теплоотвода, так что через этот теплоотвод происходит дополнительное охлаждающее воздействие. Особенно предпочтительным оказалось направление подаваемого сжатого воздуха таким образом, чтобы он проходил по меньшей мере вдоль частей теплоотвода. Еще одна возможность заключается в том, чтобы предусмотреть дополнительный теплоотвод на силовом полупроводниковом приборе, через который протекает расширившийся сжатый воздух, чтобы потери силового полупроводникового прибора отдать в воздух в окружающей среде силового полупроводникового прибора и усилить охлаждающее действие.
Особенно предпочтительным этот способ оказался в том случае, если корпус помимо силовых полупроводниковых приборов содержит по меньшей мере одну контактную шину. Контактная шина, например, с медными полосами применяется для того, чтобы осуществлять электрическое контактирование силовых полупроводниковых приборов. Токи, протекающие по этой контактной шине, довольно значительно нагревают такие шины. Контактная шина чаще всего помещена на одной стороне силового полупроводникового прибора, противоположной другой стороне этого силового полупроводникового прибора, на которой закреплен теплоотвод. Таким образом, можно лишь с трудом охлаждать контактную шину через теплоотвод и, соответственно, отводить от нее тепло. По этой причине контактная шина чаще всего рассчитывается не с точки зрения ее предельно допустимой силы тока, а термические условия определяют размеры контактной шины. Благодаря охлаждающему действию подаваемого в корпус сжатого воздуха можно обеспечить такое охлаждение контактной шины, что ее можно выполнить меньше и легче, а тем самым и рентабельнее. Особенно предпочтительным оказалось такое направление подаваемого в корпус сжатого воздуха, когда он контактирует по меньшей мере с частями контактной шины. Вследствие высокой стоимости материала, в частности, при обычном использовании меди для массивной контактной шины с помощью данного устройства можно сэкономить значительные средства при выборе размеров контактной шины.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения расширительное устройство выполнено как редукционный клапан.
Таким образом можно просто и экономично снизить давление забираемого из тормозной системы сжатого воздуха до любого значения, которое находится между значением давления сжатого воздуха и давлением окружающей среды.
В другом предпочтительном варианте корпус выполнен воздухопроницаемым. Выполнение корпуса воздухопроницаемым ведет к тому, что корпус не является герметичным по давлению. Изготовление не герметичной по давлению конструкции является особенно экономичным. Для этого, например, в корпусе предусматривают отверстия. Если в корпусе расположены силовые полупроводниковые приборы, например, силовые полупроводниковые приборы выпрямителя тока для привода или вспомогательного оборудования, то корпус имеет габариты, которые делают герметичное по давлению выполнение значительно дороже. Оказалось, что преимущества герметичного по давлению выполнения в отношении попадания влажного воздуха тоже можно обеспечить значительно успешнее за счет повышения расхода сжатого воздуха.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения тормозная система содержит напорный воздуховод от главного резервуара и/или воздушную тормозную магистраль, причем подаваемый в корпус сжатый воздух может отбираться из напорного воздуховода от главного резервуара и/или из воздушной тормозной магистрали. Нагнетатель воздуха, компрессор рельсового транспортного средства держит давление в напорном воздуховоде от главного резервуара на уровне между 6,5 и 10 бар. Оказалось, что охлаждение сжатого воздуха, происходящее при расширении с помощью расширительного устройства, ведет к понижению температуры воздуха внутри корпуса, обеспечивающему повышение работоспособности расположенных там силовых полупроводниковых приборов. Кроме того, контактная шина, соединенная с силовыми полупроводниковыми приборами, тоже значительно реже выходит из строя, так что, например, при использовании меди для контактной шины стоимость этой контактной шины может быть значительно снижена. Таким образом, в рельсовом транспортном средстве предоставляется, в частности, давление воздуха между 6,5 бар и 10 бар для забора сжатого воздуха из тормозной системы. Кроме того, это значение является стандартным в рельсовых транспортных средствах, так что необходимые компоненты, например, редукционные клапаны имеются в распоряжении по низким ценам.
То же относится к использованию сжатого воздуха из воздушной тормозной магистрали. Она содержит сжатый воздух под давлением в диапазоне от 4 бар до 6 бар. Этот сжатый воздух тоже пригоден для сушки воздуха в корпусе и/или для охлаждения находящихся в корпусе компонентов, например, силовых полупроводниковых приборов и/или контактной шины. Правда, вследствие незначительного давления по сравнению с давлением в напорном воздуховоде от главного резервуара охлаждающее действие невелико, однако, для множества устройств с расположенными в них силовыми полупроводниковыми приборами оказалось достаточным использование сжатого воздуха воздушной тормозной магистрали для сушки и/или охлаждения этих находящихся в корпусе компонентов.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения в корпусе размещен выпрямитель тока. Выпрямители тока большей частью имеют большое значение для работы рельсового транспортного средства, поскольку они необходимы для эксплуатации. Под таким выпрямителем тока можно понимать приводной выпрямитель тока для привода рельсового транспортного средства или преобразователь вспомогательного оборудования для питания электрических потребителей рельсового транспортного средства. Поэтому оказалась целесообразной не только эксплуатация силовых полупроводниковых приборов в корпусе с пониженной влажностью воздуха, но и интеграция в корпус всего выпрямителя тока с его контактными шинами. Из-за высокой стоимости выпрямителей тока их редко устанавливают с запасом, в двух или трех экземплярах. Выход из строя выпрямителя тока в приводе зачастую вызывает выход из строя всего рельсового транспортного средства. В лучшем случае эксплуатация возможна лишь с ограниченной производительностью. Поэтому при конструировании и расчете рельсовых транспортных средств в ходе обеспечения высокой готовности к эксплуатации особое внимание уделяется защите от выхода из строя этих выпрямителей тока. За счет эксплуатации выпрямителя тока или частей выпрямителя тока в воздухе с низкой влажностью, которая обеспечивается благодаря подаче соответствующего количества сжатого воздуха, можно внести значительный вклад в повышение эксплуатационной надежности.
В дальнейшем данное изобретение описывается и поясняется более подробно на примерах осуществления, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах. На этих чертежах показано следующее.
Фиг. 1 рельсовое транспортное средство с тормозной системой,
Фиг. 2 корпус с силовым полупроводниковым прибором, и
Фиг. 3 силовой полупроводниковый прибор с теплоотводом и контактной шиной.
На Фиг. 1 показано рельсовое транспортное средство 31 с изображенной схематично тормозной системой 4 и корпусом 2, в котором размещены силовые полупроводниковые приборы 11, которые должны эксплуатироваться в сухой и/или холодной окружающей среде.
Тормозная система содержит устройство 6 для производства сжатого воздуха 10. Для этого может применяться компрессор или нагнетатель воздуха. Устройство 6 для производства сжатого воздуха 10 имеет средства 7 для сушки сжатого воздуха 10. Сжатый воздух 10 подается в главный воздушный резервуар 44. Этот главный воздушный резервуар 44 решает задачу создания запаса сжатого воздуха 10 для рельсового транспортного средства 31. Главный воздушный резервуар 44 соединен с напорным воздуховодом 41 от главного резервуара. Напорный воздуховод 41 от главного резервуара распределяет сжатый воздух 10 по всему рельсовому транспортному средству 31. Устройство 6 для производства сжатого воздуха 10 создает в напорном воздуховоде 41 от главного резервуара давление между 8,5 бар и 10 бар. В более старых транспортных средствах давление лежит в диапазоне от 6,5 бар до 8 бар. Если рельсовое транспортное средство 31 имеет несколько вагонов, то напорный воздуховод 41 от главного резервуара тянется по всему рельсовому транспортному средству 31 и его вагонам. Таким образом, во всем рельсовом транспортном средстве сжатый воздух 10 доставляется по этому напорному воздуховоду 41 от главного резервуара. Напорный воздуховод 41 от главного резервуара снабжает сжатым воздухом, среди прочего, находящиеся в кабине машиниста тормозные клапаны 43, предназначенные для того, чтобы машинист управлял тормозом. С помощью этих тормозных клапанов 43 можно управлять тормозом рельсового транспортного средства 31. Для этого тормозной клапан 43 соединен не только с напорным воздуховодом 41 от главного резервуара, но и с воздушной тормозной магистралью 42. Воздушная тормозная магистраль 42 через напорный воздуховод 41 от главного резервуара снабжается сжатым воздухом 10. Давление в воздушной тормозной магистрали 42 в незаторможенном состоянии составляет 5 бар. Кроме того, в рабочем режиме он может принимать значения в диапазоне от 4 бар до 6 бар. С помощью тормозного клапана 43 давление в воздушной тормозной магистрали 42 может понижаться, за счет чего инициируется торможение колес или осей рельсового транспортного средства 31. Необходимые для этого устройства, например, тормозные колодки на этом чертеже не показаны. Вспомогательный воздушный резервуар 45 обеспечивает безопасное торможение даже при наличии утечки в воздушной тормозной магистрали 42 или в напорном воздуховоде 41 от главного резервуара.
Таким образом, в рельсовом транспортном средстве 31 имеется в распоряжении как напорный воздуховод 41 от главного резервуара, так и воздушная тормозная магистраль 42 для забора сжатого воздуха 10. В примере выполнения по Фиг. 1 расширительное устройство 9 соединено как с напорным воздуховодом 41 от главного резервуара, так и с воздушной тормозной магистралью 42. Кроме того, оказалось целесообразным также соединение с входом расширительного устройства 9 только напорного воздуховода 41 от главного резервуара или только воздушной тормозной магистрали 42. Расширительное устройство 9 расположено вне корпуса 2. Тем самым при возгорании внутри корпуса 2 надежно предотвращается неконтролируемая подача сжатого воздуха 10 в этот корпус 2. При таком расположении расширительного устройства 9 вне корпуса 2 исполнительный орган для подачи сжатого воздуха 10 находится вне корпуса 2. Тем самым могут быть надежно предотвращены повреждение в случае возгорания в корпусе 2 и неконтролируемый приток сжатого воздуха 10. Через не представленный здесь интерфейс 20 для подачи сжатого воздуха 10 расширившийся сжатый воздух 10 из расширительного устройства 9 попадает внутрь корпуса 2. Подведенный расширившийся сжатый воздух имеет незначительную относительную влажность. С его помощью относительную влажность воздуха внутри корпуса 2 можно снизить за счет вытеснения воздуха с более высокой влажностью. Так же и смешивание этого расширившегося сжатого воздуха с находящимся в корпусе воздухом 2 ведет к снижению относительной влажности воздуха. Кроме того, подведенный расширившийся сжатый воздух 10 имеет более низкую температуру, чем воздух внутри корпуса 2, который за счет введения расширившегося сжатого воздуха 10 вытесняется или, соответственно, смешивается с ним. Таким образом может быть достигнуто охлаждение компонентов внутри корпуса 2, например, силовых полупроводниковых приборов 11 или контактных шин 33. Для этого внутри корпуса 2 средство 23 для направления расширившегося сжатого воздуха 10 предпочтительно расположено таким образом, что подаваемый расширившийся сжатый воздух 10 может быть подведен к силовому полупроводниковому прибору 11, к теплоотводу 32 силового полупроводникового прибора 11 и/или к контактной шине 33 таким образом, что соответствующий сжатый воздух по меньшей мере частично течет мимо них.
На Фиг. 2 показан корпус 2 с силовым полупроводниковым прибором 11. Предназначенный для сушки и/или охлаждения компонентов, в частности, силовых полупроводниковых приборов 11 сжатый воздух 10 отбирается из тормозной системы 4 рельсового транспортного средства 31.
Для описания тормозной системы 4 с ее компонентами, в частности, теми компонентами, которые проводят сжатый воздух 10, следует сослаться на описание к Фиг. 1 и приведенные там ссылочные позиции. Сжатый воздух 10 отбирается из тормозной системы 4 и подается в расширительное устройство 9. Расширительное устройство 9 снижает давление сжатого воздуха 10. Благодаря этому получается расширившийся сжатый воздух 10 с незначительной относительной влажностью и низкой температурой. Расширительное устройство 9 расположено вне корпуса 2, чтобы оно не могло быть повреждено в случае возгорания в корпусе 2. Благодаря этому предотвращается неконтролируемый приток кислорода из сжатого воздуха 10 в случае возгорания. Расширившийся сжатый воздух 10 через интерфейс 20 для подачи сжатого воздуха 10 направляется внутрь корпуса 2. С помощью средства 23 для направления расширившегося сжатого воздуха этот расширившийся сжатый воздух 10 подводится к силовому полупроводниковому прибору 11, к теплоотводу 32 и/или к контактной шине 33. Расширившийся сжатый воздух 10 теперь может гарантировать, что силовой полупроводниковый прибор 11 эксплуатируется в окружающей среде сухого воздуха. Кроме того, силовой полупроводниковый прибор 11, не представленный здесь теплоотвод 32 силового полупроводникового прибора 11 и/или не представленная здесь контактная шина 33 могут охлаждаться посредством расширившегося сжатого воздуха 10, поскольку вследствие расширения подводимый сжатый воздух 10 имеет пониженную температуру.
Чтобы предотвратить рост давления внутри корпуса 2 при подаче сжатого воздуха 10, корпус 2 может иметь отверстия 24 в корпусе 2.
На Фиг. 3 показан силовой полупроводниковый прибор 11, расположенный на теплоотводе 32. Чтобы предотвратить загрязнение силового полупроводникового прибора 11, пространство, через которое проходит созданный с помощью вентилятора воздушный поток с частично загрязненным воздухом, отделен от остального пространства с указаннымм силовым полупроводниковым прибором 11 посредством разделительной стенки 50. Загрязненный воздух созданного вентилятором воздушного потока не может через разделительную стенку 50 попасть к силовому полупроводниковому прибору 11. Остальное пространство, в котором расположены полупроводниковые приборы 11 и контактные шины 33, зачастую обозначается как чистое пространство, так как оно с помощью разделительной стенки 50 отделено от загрязненного воздуха окружающего пространства. Оказалось благоприятным приведение частей теплоотвода 32, расположенных в чистом пространстве, т.е. лежащих на той стороне теплоотвода 32, на которой установлен силовой полупроводниковый прибор 11, в контакт с расширившимся сжатым воздухом 10. С помощью средства 23 для направления расширившегося сжатого воздуха 10 последний направляется к поверхности теплоотвода 32 таким образом, что этот сжатый воздух 10 движется вдоль частей теплоотвода 32. Благодаря этому может достигаться охлаждающее действие для теплоотвода и расположенного на нем силового полупроводникового прибора 11. Возможно также, альтернативно или дополнительно, указанное средство 23 или дополнительное средство 23 для направления расширившегося сжатого воздуха 10 располагать таким образом, что вытекающий расширившийся сжатый воздух 10 направлен на контактную шину 33, которая с помощью электрического соединительного элемента 34 соединена с этим силовым полупроводниковым прибором 11. За счет подвода холодного расширившегося сжатого воздуха 10 по меньшей мере к частям контактной шины 33 она может охлаждаться, так что эта контактная шина 33 может быть, во-первых, изготовлена меньших размеров и иметь более высокую предельно допустимую силу тока.
На это фигуре из соображений наглядности показаны лишь части контактной шины 33.
Хотя данное изобретение в деталях было разъяснено и описано подробнее на приведенных примерах выполнения, однако, данное изобретение не ограничивается этими примерами, и специалист может вывести из них различные вариации, не выходя за рамки объема защиты этого изобретения.
Резюмируя, можно сказать, что данное изобретение касается рельсового транспортного средства, имеющего электрический привод с силовыми полупроводниковыми приборами и тормозную систему с пневматическим приводом, причем силовые полупроводниковые приборы расположены в корпусе. Для повышения надежности рельсового транспортного средства предлагается, чтобы это рельсовое транспортное средство содержало расширительное устройство, причем корпус и тормозная система соединены друг с другом таким образом, что сжатый воздух из тормозной системы может подводиться внутрь корпуса, причем это расширительное устройство расположено между корпусом и тормозной системой таким образом, что подаваемый в корпус сжатый воздух перед подачей внутрь корпуса может быть расширен. Данное изобретение касается также способа эксплуатации такого рельсового транспортного средства причем сжатый воздух из тормозной системы подается внутрь корпуса, и причем подаваемый в корпус сжатый воздух перед подачей внутрь корпуса расширяется с помощью расширительного устройства.