ДВУНАПРАВЛЕННЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА И СИСТЕМА ФИДЕРА ПИТАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

1. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока, в котором мощность постоянного тока подается в двух направлениях между двумя источниками постоянного напряжения, источника (2а) питания первичной стороны и источника (2b) питания вторичной стороны, содержащий
модуль (1а) преобразования первичной стороны, который соединен с выводом (23а, 24а) входа/выхода источника питания первичной стороны и выполняет операцию преобразования мощности для источника питания первичной стороны;
модуль (1b) преобразования вторичной стороны, который соединен с выводом (23b, 24b) входа/выхода источника питания вторичной стороны и выполняет операцию преобразования мощности для источника питания вторичной стороны;
соединительный модуль (1с), который соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны друг с другом и служит связующим звеном при подаче и приеме мощности между модулем преобразования первичной стороны и модулем преобразования вторичной стороны; и
модуль (30а-30n) управления, который детектирует, по меньшей мере, напряжение модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания и напряжение модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания из следующих напряжений: напряжения модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания, напряжения модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания, и напряжения в произвольной точке между соединительным выводом на стороне положительного электрода и соединительным выводом на стороне отрицательного электрода соединительного модуля, каждый из которых соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны; детектирует, по меньшей мере, один из следующих токов: тока, протекающего в/из модуля преобразования первичной стороны, тока, протекающего в/из модуля преобразования вторичной стороны, и тока, протекающего в/из соединительного модуля; выполняет управление так, что выбранный ток, один из детектируемых токов, соответствует значению команды, соответствующему выбранному одному из детектируемых токов; и управляет операцией преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны на основе детектируемого напряжения модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания, детектируемого напряжения модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания, выбранного одного из токов, и сигнала, который основан на значении команды, соответствующей выбранному одному из токов, таким образом, что направлением и величиной мощности, протекающей в двух направлениях между источником питания первичной стороны и источником питания вторичной стороны, управляют с возможностью непрерывного их изменения на основе мгновенного значения независимо от величины соотношения между напряжением источника питания первичной стороны и напряжением источника питания вторичной стороны в состоянии, в котором два источника постоянного напряжения соединены друг с другом.
2. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.1, в котором
модуль преобразования первичной стороны включает в себя
цепь (10а) переключения первичной стороны, в которой два переключающих элемента соединены последовательно;
конденсатор (13а) первичной стороны, который подключен параллельно цепи переключения первичной стороны; и
детектор (14а) первого напряжения, который детектирует напряжение конденсатора первичной стороны и выводит детектируемое напряжение в модуль управления, как напряжение модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания,
модуль преобразования вторичной стороны включает в себя
цепь (10b) переключения вторичной стороны, в которой два переключающих элемента соединены последовательно;
конденсатор (13b) вторичной стороны, который подключен параллельно к цепи переключения вторичной стороны; и
второй детектор (14b) напряжения, который детектирует напряжение конденсатора вторичной стороны и выводит детектируемое напряжение в модуль управления как напряжение модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания, и
соединительный модуль включает в себя соединительный дроссель (3) и соединительную линию (5).
3. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.2, дополнительно содержащий первый детектор (4) тока, который детектирует ток, протекающий в соединительном дросселе, и выводит детектируемый ток в модуль управления как ток, протекающий в/из соединительного модуля, при этом
модуль управления выводит сигнал управления для выполнения операции преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны таким образом, что значение, основанное на сигнале, детектируемом первым детектором тока, соответствует значению команды.
4. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.2, дополнительно содержащий второй детектор тока, который детектирует ток, протекающий в соединительной линии, и выводит детектируемый ток в модуль управления как ток, протекающий в/из соединительного модуля, при этом
модуль управления выводит сигнал управления для выполнения операции преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны таким образом, что значение, основанное на сигнале, детектируемом вторым детектором тока, соответствует значению команды.
5. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.2, дополнительно содержащий третий детектор тока (7а, 7b), который детектирует ток, протекающий в первом выводе (15а, 15b), который представляет собой положительный вывод цепи переключения первичной стороны или цепи переключения вторичной стороны, и выводит детектируемый ток в модуль управления как ток, протекающий в/из модуля преобразования первичной стороны, при этом модуль управления выводит сигнал управления для выполнения операции преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны таким образом, что значение, основанное на сигнале, детектируемом третьим детектором тока, соответствует значению команды.
6. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.2, дополнительно содержащий четвертый детектор тока, который детектирует ток, протекающий через второй вывод (16а, 16b), который представляет собой отрицательный вывод цепи переключения первичной стороны на стороне источника питания первичной стороны или отрицательный вывод цепи переключения вторичной стороны на стороне источника питания вторичной стороны, и выводит детектируемый ток в модуль управления как ток, протекающий в/из соединительного модуля, при этом модуль управления выводит сигнал управления для выполнения операции преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны таким образом, что значение, основанное на сигнале, детектируемом четвертым детектором тока, соответствует значению команды.
7. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по одному из пп.3-6, в котором модуль управления включает в себя
модуль (33а, 33b, 33с) управления током, который генерирует девиацию между значением команды тока как значением команды и сигналом, вводимым из одного из детекторов: первого детектора тока, второго детектора тока, третьего детектора тока и четвертого детектора тока;
модуль (34а, 34b, 34с, 34d) генерирования команды степени модуляции, который генерирует команду степени модуляции для переключающих элементов, используя девиацию, генерируемую модулем управления током, и сигналы, вводимые из первого детектора напряжения и второго детектора напряжения; и
модуль (35а, 35b, 35с) генерирования сигнала затвора, который генерирует сигнал затвора для переключающих элементов на основе команды степени модуляции, генерируемой модулем генерирования команды степени модуляции.
8. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по одному из пп.3-6, в котором, когда значение команды мощности вводится снаружи, модуль управления включает в себя
модуль (31а, 31b, 31с, 31d) преобразования команды тока, который получает значение команды тока на основе значения команды мощности;
модуль (33а, 33b, 33с) управления током, который генерирует девиацию между значением команды тока и сигналом, вводимым из одного из детекторов: первого детектора тока, второго детектора тока, третьего детектора тока и четвертого детектора тока;
модуль (34а, 34b, 34с, 34d) генерирования команды степени модуляции, который генерирует команду степени модуляции для переключающих элементов, используя девиацию, генерируемую модулем управления током, и сигналы, вводимые из первого детектора напряжения и второго детектора напряжения; и
модуль (35а, 35b, 35с) генерирования сигнала затвора, который генерирует сигнал затвора для переключающих элементов на основе команды степени модуляции, генерируемой модулем генерирования команды степени модуляции.
9. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.7, в котором модуль управления включает в себя модуль (32b) регулирования команды тока, который регулирует значение команды тока, на основе сигнала, вводимого из одного из детекторов: первого детектора тока, второго детектора тока, третьего детектора тока и четвертого детектора тока, и сигналов, вводимых из первого детектора напряжения и второго детектора напряжения.
10. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.8, в котором модуль управления включает в себя модуль (32b) регулирования команды тока, который регулирует значение команды тока, на основе сигнала, вводимого из одного из детекторов: первого детектора тока, второго детектора тока, третьего детектора тока и четвертого детектора тока, и сигналов, вводимых из первого детектора напряжения и второго детектора напряжения.
11. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.9, в котором модуль регулирования команды тока ограничивает верхний предел и нижний предел значения команды тока до произвольного значения.
12. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.10, в котором модуль регулирования команды тока ограничивает верхний предел и нижний предел значения команды тока до произвольного значения.
13. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.8, в котором модуль преобразования команды тока генерирует значение команды тока на основе значения команды мощности и сигналов, вводимых из первого детектора напряжения и второго детектора напряжения.
14. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.8, дополнительно содержащий третий детектор (6) напряжения, который детектирует напряжение в произвольной точке между соединительным выводом (17а, 17b) стороны положительного электрода и соединительным выводом (18а, 18b) стороны отрицательного электрода, причем каждый из выводов соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны, при этом модуль преобразования команды тока генерирует значение команды тока, используя значение команды мощности и сигналы, вводимые из первого детектора напряжения, второго детектора напряжения и третьего детектора напряжения.
15. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по любому из пп.9-12, в котором модуль управления током включает в себя пропорционально-интегральный контроллер (201, 202, 204), который усиливает девиацию между значением команды тока, отрегулированным модулем регулирования команды тока, и сигналом, вводимым из одного из детекторов: первого детектора тока, второго детектора тока, третьего детектора тока и четвертого детектора тока.
16. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.7, в котором модуль генерирования команды степени модуляции генерирует первую команду степени модуляции для управления цепью переключения первичной стороны и вторую команду степени модуляции для управления цепью переключения вторичной стороны.
17. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.8, в котором модуль генерирования команды степени модуляции генерирует первую команду степени модуляции для управления цепью переключения первичной стороны и вторую команду степени модуляции для управления цепью переключения вторичной стороны.
18. Двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока по п.16 или 17, в котором модуль генерирования сигнала затвора сравнивает каждую команду из первой команды степени модуляции и второй команды степени модуляции с заданным сигналом несущей и генерирует сигнал затвора для управления включением/выключением каждого из переключающих элементов: переключающего элемента (11а) стороны верхней ветви и переключающего элемента (12а) стороны нижней ветви цепи переключения первичной стороны, и каждого из переключающих элементов: переключающего элемента (11b) стороны верхней ветви и переключающего элемента (12b) стороны нижней ветви цепи переключения вторичной стороны.
19. Система управления приводом железнодорожного вагона, содержащая
обратный преобразователь (282) для управления приводом, который подает мощность, передаваемую из провода (280), к электродвигателю (283) в качестве мощности привода;
устройство (286) - накопитель энергии, которое накапливает энергию, передаваемую из провода; и
двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь (285) постоянного тока, который выполнен между проводом и устройством - накопителем энергии и управляет мощностью в проводе и в устройстве - накопителе энергии в двух направлениях, при этом
двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока включает в себя
модуль (1а) преобразования первичной стороны, который соединен с выводом (23а, 24а) входа/выхода источника питания первичной стороны и выполняет операцию преобразования мощности для источника питания первичной стороны;
модуль (1b) преобразования вторичной стороны, который соединен с выводом (23b, 24b) входа/выхода источника питания вторичной стороны и выполняет операцию преобразования мощности для источника питания вторичной стороны;
соединительный модуль (1с), который соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны друг с другом и служит связующим звеном для подачи и приема мощности между модулем преобразования первичной стороны и модулем преобразования вторичной стороны; и
модуль (30а-30n) управления, который детектирует, по меньшей мере, напряжение модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания и напряжение модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания из следующих напряжений: напряжения модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания, напряжения модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания и напряжения в произвольной точке между соединительным выводом на стороне положительного электрода и соединительным выводом на стороне отрицательного электрода соединительного модуля, каждый из выводов соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны; детектирует, по меньшей мере, один из следующих токов: тока, протекающего в/из модуля преобразования первичной стороны, тока, протекающего в/из модуля преобразования вторичной стороны, и тока, протекающего в/из соединительного модуля; выполняет управление таким образом, что выбранный один из детектируемых токов соответствует значению команды, соответствующему выбранному одному из детектируемых токов; и управляет операцией преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны на основе детектируемого напряжения модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания, детектируемого напряжения модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания, выбранного одного из токов и сигнала, который основан на значении команды, соответствующем выбранному одному из токов, таким образом, что направлением и величиной мощности, протекающей в двух направлениях между источником питания первичной стороны и источником питания вторичной стороны, управляют с возможностью непрерывного их изменения на основе мгновенного значения независимо от величины соотношения между напряжением источника питания первичной стороны и напряжением источника питания вторичной стороны в состоянии, в котором два источника постоянного напряжения соединены друг с другом.
20. Система управления приводом железнодорожного вагона по п.19, в которой
положительный вывод (15а) модуля преобразования первичной стороны соединен с пантографом (281) и стороной положительного электрода обратного преобразователя для управления приводом,
отрицательный вывод (16а) модуля преобразования первичной стороны соединен с цепью (284) обратной линии и стороной отрицательного электрода обратного преобразователя для управления приводом,
положительный вывод (15b) модуля преобразования вторичной стороны соединен со стороной положительного электрода устройства (286) - накопителя энергии, и
отрицательный вывод (16b) модуля преобразования вторичной стороны соединен со стороной отрицательного электрода устройства (286) - накопителя энергии.
21. Система фидера питания контактной сети, которая подает энергию для транспортного средства от источника питания постоянного тока, соединенного с проводом и рельсом, содержащая
обратный преобразователь (282) для управления приводом, который подает мощность, подаваемую из провода (280), в электродвигатель (283) как мощность привода;
устройство (286) - накопитель энергии, которое сохраняет энергию, подаваемую из провода; и
двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь (285) постоянного тока, который выполнен между проводом и устройством - накопителем энергии, и управляет мощностью провода и устройства - накопителя энергии в двух направлениях, при этом
двунаправленный промежуточный вольтодобавочный преобразователь постоянного тока включает в себя
модуль (1а) преобразования первичной стороны, который соединен с выводом (23а, 24а) входа/выхода источника питания первичной стороны и выполняет операцию преобразования мощности для источника питания первичной стороны;
модуль (1b) преобразования вторичной стороны, который соединен с выводом (23b, 24b) входа/выхода источника питания вторичной стороны и выполняет операцию преобразования мощности для источника питания вторичной стороны;
соединительный модуль (1с), который соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны друг с другом и служит связующим звеном для подачи и приема мощности между модулем преобразования первичной стороны и модулем преобразования вторичной стороны; и
модуль (30а-30n) управления, который детектирует, по меньшей мере, напряжение модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания и напряжение модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания из следующих напряжений: напряжения модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания, напряжения модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания, и напряжения в произвольной точке между соединительным выводом на стороне положительного электрода и соединительным выводом на стороне отрицательного электрода соединительного модуля, каждый из выводов соединяет модуль преобразования первичной стороны и модуль преобразования вторичной стороны; детектирует, по меньшей мере, один из следующих токов: тока, протекающего в/из модуля преобразования первичной стороны, тока, протекающего в/из модуля преобразования вторичной стороны, и тока, протекающего в/из соединительного модуля; выполняет управление таким образом, что выбранный один из детектируемых токов соответствует значению команды, соответствующему выбранному одному из детектируемых токов; и управляет операцией преобразования мощности для модуля преобразования первичной стороны и модуля преобразования вторичной стороны на основе детектируемого напряжения модуля преобразования первичной стороны на стороне источника питания, детектируемого напряжения модуля преобразования вторичной стороны на стороне источника питания, выбранного одного из токов и сигнала, который основан на значении команды, соответствующем выбранному одному из токов, таким образом, что направлением и величиной мощности, протекающей в двух направлениях между источником питания первичной стороны и источником питания вторичной стороны, управляют с возможностью непрерывного их изменения на основе мгновенного значения независимо от величины соотношения между напряжением источника питания первичной стороны и напряжением источника питания вторичной стороны в состоянии, в котором два источника постоянного напряжения соединены друг с другом.
22. Система фидера питания контактной сети по п.21, в которой
положительный вывод (15а) модуля преобразования первичной стороны соединен с проводом (280), а отрицательный вывод (16а) модуля преобразования первичной стороны соединен с рельсом (284),
положительный вывод (15b) модуля преобразования вторичной стороны соединен со стороной положительного электрода устройства (286) - накопителя энергии, а
отрицательный вывод (16b) модуля преобразования вторичной стороны соединен со стороной отрицательного электрода устройства (286) - накопителя энергии.