用于為車(chē)輛供能的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于為車(chē)輛供能的系統(tǒng)包括牽引母線、輔助母線、斷續(xù)器裝置和控制單元。牽引母線與車(chē)輛的牽引馬達(dá)聯(lián)接以供應(yīng)第一電壓，以便為牽引馬達(dá)供能。輔助母線與車(chē)輛的非牽引馬達(dá)聯(lián)接以將不同的第二電壓供應(yīng)至非牽引馬達(dá)。斷續(xù)器裝置與牽引母線和輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接，以使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在牽引母線上的第一電壓向輔助母線的傳導(dǎo)作為第二電壓。控制單元與斷續(xù)器裝置聯(lián)接以分別控制斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得在牽引母線上的第一電壓改變?yōu)?例如，減少至)在輔助母線上的第二電壓。
【專利說(shuō)明】用于為車(chē)輛供能的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求提交于2012年4月13日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/624，077的優(yōu)先權(quán)。美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/624,077的全部公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入。

【背景技術(shù)】
[0002]一些已知的車(chē)輛包括提供用于推進(jìn)車(chē)輛的牽引力的牽引馬達(dá)和為車(chē)輛提供非牽引工作的非牽引馬達(dá)。非牽引馬達(dá)可操作于壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)以冷卻牽引馬達(dá)、散熱器、制動(dòng)器等或執(zhí)行其它功能。在諸如機(jī)車(chē)的一些已知的車(chē)輛中，牽引馬達(dá)在諸如1400伏的相對(duì)高的電壓下操作，以提供用于推進(jìn)車(chē)輛的足夠的牽引力。
[0003]單個(gè)電源可提供電流以為牽引和非牽引馬達(dá)供能。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可使連接到交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生用于為馬達(dá)供能的電流。諸如母線的導(dǎo)體可將產(chǎn)生的電流傳輸至牽引和非牽引馬達(dá)以便為馬達(dá)供能。由于牽引馬達(dá)在一些車(chē)輛中可能需要相對(duì)大的電壓(例如，1400伏)，非牽引馬達(dá)可能需要能夠操縱這些大電壓。例如，高電壓馬達(dá)可能需要用于非牽引馬達(dá)。這樣的高電壓馬達(dá)可包括有規(guī)纏繞的傳導(dǎo)線圈，以便能夠在高電壓下操作。然而，這些馬達(dá)可能是相對(duì)昂貴的，并且會(huì)顯著增加車(chē)輛的成本和/或維護(hù)需求。
[0004]備選地，來(lái)自電源的電壓在到達(dá)非牽引馬達(dá)之前可能需要被修改。例如，濾波器可與高電壓馬達(dá)連接以消除或減少傳輸?shù)今R達(dá)且可能地?fù)p壞馬達(dá)的瞬態(tài)電壓。附加地或備選地，可能需要變壓器來(lái)將來(lái)自電源的電壓降至對(duì)于非牽引馬達(dá)更小、更可接受的電壓。
[0005]增加的這樣的部件(例如，濾波器和/或變壓器)可顯著增加車(chē)輛的成本、維護(hù)需求和重量。就重量而言，向車(chē)輛添加變壓器可對(duì)車(chē)輛的重量增加幾百磅或千克。這種重量的增加對(duì)于一些車(chē)輛(例如，汽車(chē))也許是不可能的，并且對(duì)于其它車(chē)輛可能是不期望的。例如，就機(jī)車(chē)而言，將變壓器添加到機(jī)車(chē)增加了機(jī)車(chē)的重量，這可能需要附加的牽引力和燃料來(lái)推進(jìn)機(jī)車(chē)。另外，變壓器可能在機(jī)車(chē)的有限空間中占用附加的體積。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)(例如，用于為車(chē)輛供能)包括牽引母線、輔助母線、第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置、以及控制單元。牽引母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接。牽引母線被配置成供應(yīng)第一電壓以向一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。輔助母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成供應(yīng)不同的第二電壓以向一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，以便執(zhí)行車(chē)輛的非牽引工作。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置與牽引母線和輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置被配置成分別使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在牽引母線上的第一電壓向輔助母線的傳導(dǎo)作為第二電壓。所謂控制傳導(dǎo)是指第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置可控制電壓在牽引母線上、通過(guò)牽引母線或由牽引母線向輔助母線傳輸?shù)臅r(shí)間?？刂茊卧c第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置操作性地聯(lián)接以分別控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得在牽引母線上的第一電壓改變?yōu)樵谳o助母線上的第二電壓。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，另一種系統(tǒng)(例如，用于為車(chē)輛供能)包括牽引母線、輔助母線、第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置、以及控制單元。牽引母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成供應(yīng)第一電壓以向一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。輔助母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成供應(yīng)不同的第二電壓以向一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，以便執(zhí)行車(chē)輛的非牽引工作。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置與牽引母線和輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成分別使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在牽引母線上的第一電壓向輔助母線的傳導(dǎo)作為第二電壓。控制單元與第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置操作性地聯(lián)接以分別獨(dú)立地控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生，以便將在牽引母線上的第一電壓改變?yōu)樵谳o助母線上的第二電壓。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種方法(例如，用于為車(chē)輛供能)包括沿著與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽弓丨馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接的車(chē)輛的牽弓I母線傳輸?shù)谝浑妷骸５谝浑妷簽橐粋€(gè)或多個(gè)牽弓I馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。該方法也包括分別在不同的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)內(nèi)控制與車(chē)輛的牽引母線和輔助母線傳導(dǎo)性地聯(lián)接的第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置，使得第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置將第一電壓轉(zhuǎn)換為在輔助母線上的第二電壓。該方法還包括將第二電壓沿著輔助母線傳輸?shù)杰?chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)，以便為一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，從而執(zhí)行車(chē)輛的非牽引工作。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)彼此不同，使得第一電壓被減少至第二電壓以向非牽引馬達(dá)供能，而不需要在第二電壓由非牽引馬達(dá)接收之前將由第一斷續(xù)器和第二斷續(xù)器接收的第一電壓傳輸通過(guò)濾波器或變壓器中的一個(gè)或多個(gè)以減少第一電壓或第一電壓的瞬態(tài)電壓。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]通過(guò)參照附圖閱讀非限制性實(shí)施例的以下描述，將更好地理解本發(fā)明的主題，附圖中:
圖1是車(chē)輛系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的不意圖；
圖2是用于車(chē)輛的功率系統(tǒng)的一個(gè)不例的電路圖；
圖3是根據(jù)本文所述的本發(fā)明的主題的一個(gè)實(shí)施例的用于圖1中所示車(chē)輛的功率系統(tǒng)的電路圖；
圖4是圖3中所示斷續(xù)器裝置的工作循環(huán)的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)間圖；以及圖5是用于為車(chē)輛的牽引馬達(dá)和非牽引馬達(dá)供能的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]本文所述本發(fā)明的主題的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供這樣的系統(tǒng)和方法，其將沿著牽引母線傳輸?shù)南鄬?duì)高的電壓(例如，用于為車(chē)輛的牽引馬達(dá)供能)轉(zhuǎn)換為用于沿著輔助母線輸送的較小的電壓，以便為非牽引馬達(dá)(例如，在較小的電壓下操作以執(zhí)行不涉及推進(jìn)車(chē)輛的工作的馬達(dá))供能。例如，1400伏的電壓(或另一個(gè)高電壓)可從一個(gè)母線轉(zhuǎn)移到另一個(gè)母線，其中轉(zhuǎn)移的電壓被減少至700伏(或另一個(gè)低電壓)以向非牽引馬達(dá)供能。在牽引母線上的高電壓可被減少至在輔助母線上的較小電壓，而不需要將高電壓傳輸通過(guò)濾波器、變壓器等，和/或不需要改造非牽引馬達(dá)以接受高電壓。例如，具有無(wú)規(guī)的傳導(dǎo)性繞組的標(biāo)準(zhǔn)的(例如，在購(gòu)買(mǎi)或安裝之后未改造的)馬達(dá)(例如，480伏馬達(dá))可用作機(jī)車(chē)(或其它車(chē)輛)的非牽引馬達(dá)，并且通過(guò)從提供至機(jī)車(chē)的牽引馬達(dá)的高電壓減少的電壓供能。標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)可在為標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)供能之前不改變馬達(dá)中的繞組的情況下和/或不使供應(yīng)至牽引馬達(dá)的高電壓經(jīng)過(guò)變壓器(例如，以減少電壓)和/或?yàn)V波器(例如，以移除瞬態(tài)電壓)的情況下使用。
[0011]圖1是車(chē)輛系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。系統(tǒng)100包括沿著表面104行進(jìn)的車(chē)輛102。在圖示實(shí)施例中，車(chē)輛是諸如機(jī)車(chē)的動(dòng)力軌道車(chē)輛。備選地，車(chē)輛102可表示另一種軌道車(chē)輛，例如，一組機(jī)車(chē)、包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)車(chē)和一個(gè)或多個(gè)非動(dòng)力(例如，不能夠自行推進(jìn))的有軌車(chē)廂的列車(chē)等等。在另一個(gè)實(shí)施例中，車(chē)輛102可表示能夠自行推進(jìn)的另一種類型的動(dòng)力車(chē)輛，例如，汽車(chē)、除了軌道車(chē)輛之外的非公路車(chē)輛、航海船舶、飛機(jī)等。表面104可表示車(chē)輛102在上面行進(jìn)的軌道、道路、水體、空氣(例如，飛機(jī)在其上飛行)等。
[0012]車(chē)輛102包括推進(jìn)功率系統(tǒng)和設(shè)置在車(chē)輛102之上的輔助功率系統(tǒng)。推進(jìn)功率系統(tǒng)包括若干部件，其傳輸和/或接收電能(例如，電流)，以便為用于沿著表面104推進(jìn)車(chē)輛102的一個(gè)或多個(gè)牽引負(fù)載供能。輔助功率系統(tǒng)包括若干部件，其傳輸和/或接收電能，以向一個(gè)或多個(gè)非牽引負(fù)載或執(zhí)行不沿著表面104推進(jìn)車(chē)輛102的非牽引工作的負(fù)載供能。轉(zhuǎn)換系統(tǒng)106設(shè)置在車(chē)輛102之上，以將在推進(jìn)功率系統(tǒng)中傳輸?shù)碾娏髦械闹辽僖恍┺D(zhuǎn)換到輔助功率系統(tǒng)，如下所述。
[0013]轉(zhuǎn)換系統(tǒng)106包括控制單元108和斷續(xù)器裝置110，斷續(xù)器裝置110將推進(jìn)功率系統(tǒng)中的電流轉(zhuǎn)換成用于輔助功率系統(tǒng)的不同的電流。圖1中所示斷續(xù)器裝置110可表示若干斷續(xù)器裝置?？刂茊卧?08可具體化在計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)處理器、微控制器、微處理器或其它基于邏輯的裝置中，該裝置基于存儲(chǔ)在有形且非暫時(shí)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、閃速驅(qū)動(dòng)器、ROM或RAM)上的一組或多組指令(例如，軟件)而操作?？刂茊卧?08可表示硬件(例如，電路、存儲(chǔ)器等)和/或硬件所操作的指令(例如，軟件)。斷續(xù)器裝置110包括電子電路，其由控制單元108控制以在斷開(kāi)狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換。在斷開(kāi)狀態(tài)下，斷續(xù)器裝置110不從推進(jìn)功率系統(tǒng)向輔助功率系統(tǒng)傳導(dǎo)電流。在閉合狀態(tài)下，斷續(xù)器裝置110從推進(jìn)功率系統(tǒng)向輔助功率系統(tǒng)傳導(dǎo)電流。如下所述，控制單元108可獨(dú)立地控制斷續(xù)器裝置110中的每一個(gè)處于斷開(kāi)狀態(tài)或閉合狀態(tài)的時(shí)間，以便改變(例如，減少)沿著推進(jìn)功率系統(tǒng)傳輸?shù)碾妷?，以在輔助功率系統(tǒng)中供應(yīng)改變的(例如，減少的)電壓。
[0014]推進(jìn)功率系統(tǒng)包括由電流(例如，直流電)供能以推進(jìn)車(chē)輛102的部件。推進(jìn)功率系統(tǒng)可包括若干牽引馬達(dá)112 (例如，馬達(dá)112A-D)，其接合到車(chē)輛102的車(chē)輪114或輪軸。牽引馬達(dá)112通過(guò)沿著推進(jìn)功率系統(tǒng)的傳導(dǎo)牽引母線116傳輸?shù)碾妷汗┠?，以便使?chē)輛102的輪軸和/或車(chē)輪114旋轉(zhuǎn)，從而推進(jìn)車(chē)輛102。
[0015]輔助功率系統(tǒng)包括通過(guò)電流供能以執(zhí)行車(chē)輛102的非牽引工作(例如，不推進(jìn)車(chē)輛102的功能或工作)的部件。在一個(gè)實(shí)施例中，這些部件包括非牽引馬達(dá)114(例如，馬達(dá)114A-1)，其接合到一個(gè)或多個(gè)其它裝置或部件，例如風(fēng)扇、壓縮機(jī)等。例如，非牽引馬達(dá)114AU14D可表示馬達(dá)和諸如風(fēng)扇的牽引馬達(dá)鼓風(fēng)機(jī)，其由非牽引馬達(dá)旋轉(zhuǎn)以將空氣吹過(guò)牽引馬達(dá)112A-D以冷卻牽引馬達(dá)112A-D。非牽引馬達(dá)114B、114C可表示馬達(dá)和散熱器風(fēng)扇，其由馬達(dá)114B、114C旋轉(zhuǎn)以冷卻車(chē)輛102的一個(gè)或多個(gè)部件。非牽引馬達(dá)114E-1可表示非牽引馬達(dá)和/或一個(gè)或多個(gè)其它部件，例如，壓縮機(jī)、其它風(fēng)扇或其它電氣負(fù)載。備選地，其它電氣負(fù)載可與非牽引馬達(dá)114接合。非牽引馬達(dá)114通過(guò)沿著輔助功率系統(tǒng)的傳導(dǎo)輔助母線118傳輸?shù)碾妷汗┠堋?br> [0016]電源120將電流提供至推進(jìn)和輔助功率系統(tǒng)。電源120在圖示實(shí)施例中表示原動(dòng)機(jī)122 (例如，發(fā)動(dòng)機(jī))，其由軸126接合到交流發(fā)電機(jī)124 (或發(fā)電機(jī))。原動(dòng)機(jī)122消耗燃料以使軸126旋轉(zhuǎn)，這致使交流發(fā)電機(jī)124生成電流(例如，直流電或電壓)。該電壓沿著牽引母線116傳輸以向牽引馬達(dá)112供能。該電壓中的至少一些由轉(zhuǎn)換系統(tǒng)106接收且修改。例如，沿著牽引母線116傳輸?shù)碾妷嚎梢允歉唠妷?，其由轉(zhuǎn)換系統(tǒng)106減少至低電壓以用于沿著輔助母線118輸送。在另一個(gè)實(shí)施例中，電源120可以是車(chē)載儲(chǔ)能裝置，例如，一個(gè)或多個(gè)燃料電池、電容器、蓄電池等，其可儲(chǔ)存足夠的電能以推進(jìn)車(chē)輛102。備選地，電源120可以是能在車(chē)輛102上生成電流的另一種裝置或系統(tǒng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，電源120可表示從非車(chē)載源獲取電流的裝置或系統(tǒng)，例如，從電氣化接觸網(wǎng)接收電流的受電弓、接合電氣化軌道的傳導(dǎo)滑動(dòng)件等。
[0017]如本文所用，術(shù)語(yǔ)“高電壓”可表示大于如下電壓的電壓:該電壓可用來(lái)為480伏馬達(dá)供能，而不需要在將電壓供應(yīng)至馬達(dá)之前改造馬達(dá)的傳導(dǎo)性繞組和/或?qū)⒃撾妷簜鬏斖ㄟ^(guò)濾波器和/或變壓器。舉例來(lái)說(shuō)，“高電壓”可表示大于700伏的電壓。備選地，“高電壓”可表示至少1400伏的電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，“高電壓”可表示至少2800伏的電壓。備選地，其它電壓可以是“高電壓”。
[0018]同樣如本文所用，術(shù)語(yǔ)“低電壓”可表示如下電壓:該電壓可用來(lái)為480伏馬達(dá)供能，而不需要在將電壓供應(yīng)至馬達(dá)之前改造馬達(dá)的傳導(dǎo)性繞組和/或?qū)⒃撾妷簜鬏斖ㄟ^(guò)濾波器和/或變壓器。舉例來(lái)說(shuō)，“低電壓”可表示不大于700伏的電壓，例如，480伏、600-700伏等。備選地，其它電壓可以是“低電壓”。
[0019]圖2是用于車(chē)輛的功率系統(tǒng)200的一個(gè)示例的電路圖。功率系統(tǒng)200可用來(lái)為車(chē)輛的牽引負(fù)載212(例如，牽引馬達(dá))和非牽引負(fù)載214(例如，非牽引馬達(dá))兩者供能。功率系統(tǒng)200包括牽引母線202和輔助母線204。牽引母線202與交流發(fā)電機(jī)206傳導(dǎo)性地聯(lián)接，交流發(fā)電機(jī)206基于由車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)210對(duì)軸208的旋轉(zhuǎn)而生成高電壓以沿著牽引母線202輸送。諸如逆變器和/或牽引馬達(dá)212A-F(圖2中的“INV/TM”)的牽引負(fù)載212通過(guò)沿著牽引母線202輸送的高電壓供能。整流器裝置216(圖2中的“整流器”)可接收由交流發(fā)電機(jī)206生成的交流電并將該交流電轉(zhuǎn)換為沿著牽引母線202傳輸?shù)母唠妷骸?br> [0020]輔助母線204可通過(guò)轉(zhuǎn)換器裝置216與牽引母線202互連。轉(zhuǎn)換器裝置216可將在牽引母線202上的高電壓轉(zhuǎn)換成用于輔助母線204的較小電壓(例如，低電壓)。備選地，輔助母線204可與牽引母線202直接聯(lián)接，而不使用轉(zhuǎn)換器裝置216。交流發(fā)電機(jī)激勵(lì)器裝置218包括一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器裝置216、儲(chǔ)能裝置220(圖2中的“蓄電池”)和/或其它負(fù)載，其可與輔助母線204接合。
[0021]非牽引負(fù)載214由附加的轉(zhuǎn)換器裝置216(例如，轉(zhuǎn)換器裝置216A-F)連接到輔助母線204。非牽引負(fù)載214包括散熱器風(fēng)扇214A、214B(圖2中的“RAD FAN”)、牽引馬達(dá)鼓風(fēng)機(jī)214C(圖2中的“TM BLOW”)、交流發(fā)電機(jī)鼓風(fēng)機(jī)214D(圖2中的“ALT BLOW”)、其它電氣負(fù)載214E、214F(圖2中的“OTHER LOADS”)、以及壓縮機(jī)214G (圖2中的“C0MP”)。非牽引負(fù)載214可表示馬達(dá)(例如，非牽引馬達(dá))，其通過(guò)在輔助母線204上的低電壓供能以執(zhí)行不推進(jìn)車(chē)輛的工作。例如，非牽引負(fù)載214可表示480伏馬達(dá)，其促動(dòng)散熱器風(fēng)扇、牽引馬達(dá)鼓風(fēng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。
[0022]為了將在牽引母線202上的高電壓減小至可由非牽引負(fù)載214接受的在輔助母線204上的電壓，可能需要提供轉(zhuǎn)換器裝置216，以便減少電壓。轉(zhuǎn)換器裝置216可包括用于將在牽引母線202上的高電壓降壓(例如，減少)至低電壓的變壓器、用于移除瞬態(tài)電壓(例如，在相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)的電壓中的峰值或增加)的濾波器等。然而，這樣的轉(zhuǎn)換器裝置216、變壓器和濾波器可能是相對(duì)昂貴的和/或在諸如機(jī)車(chē)的車(chē)輛的有限的可用空間中占據(jù)相當(dāng)大的空間。附加地或備選地，可能需要使用非標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)(例如，具有有規(guī)地纏繞的傳導(dǎo)線圈的馬達(dá)、除標(biāo)準(zhǔn)的480伏馬達(dá)之外的馬達(dá)等)作為馬達(dá)214，以便允許馬達(dá)214通過(guò)從牽引母線202遞送的電壓供能。相比諸如標(biāo)準(zhǔn)的480伏馬達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)，這樣的馬達(dá)214可能是昂貴的和/或需要增加的維護(hù)。
[0023]圖3是根據(jù)本文所述本發(fā)明的主題的一個(gè)實(shí)施例的用于圖1中所示車(chē)輛102的功率系統(tǒng)300的電路圖。功率系統(tǒng)300可代替圖2中所示功率系統(tǒng)200使用，以將電功率提供至牽引負(fù)載(例如，推進(jìn)車(chē)輛102的牽引馬達(dá))和非牽引或輔助負(fù)載(例如，不推進(jìn)車(chē)輛102的電氣負(fù)載或馬達(dá))兩者。如下所述,功率系統(tǒng)300可供應(yīng)電壓以向牽引負(fù)載和非牽引負(fù)載兩者供能，而不需要將電壓通過(guò)用于移除瞬態(tài)電壓和/或?qū)㈦妷簻p少的濾波器或變壓器以傳輸至非牽引負(fù)載。因此，諸如具有無(wú)規(guī)傳導(dǎo)性繞組的馬達(dá)(例如，480伏馬達(dá))的標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)在一個(gè)實(shí)施例中可用作非牽引負(fù)載。
[0024]功率系統(tǒng)300包括牽引母線302，其與車(chē)輛102的一個(gè)或多個(gè)牽引負(fù)載(例如，一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)304)傳導(dǎo)性地聯(lián)接。雖然在圖3中僅示出單個(gè)牽引馬達(dá)304，但是更大數(shù)目的牽引馬達(dá)304可與牽引母線302聯(lián)接。牽引馬達(dá)304可表示車(chē)輛102的牽引馬達(dá)112(圖1中示出)中的一個(gè)或多個(gè)或全部。
[0025]在圖示實(shí)施例中，牽引母線302包括正牽引部分302A和負(fù)牽引部分302B，正牽引部分302A和負(fù)牽引部分302B表示傳輸由電源306提供的電流的不同部分的牽引母線302的傳導(dǎo)部分。例如，電源306可表示交流發(fā)電機(jī)124(圖1中示出)或其它電源，其將交流電或直流電提供至牽引母線302。如果電源306生成交流電，那么電源306也可表示整流器或?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電的其它裝置。牽引母線302的正牽引部分302A可將直流電的正電壓傳輸至牽引馬達(dá)304，而負(fù)牽引部分302B將直流電的負(fù)電壓傳輸至牽引馬達(dá)304或接地基準(zhǔn)(例如，車(chē)輛102的電接地或底盤(pán))。
[0026]在圖示實(shí)施例中，電源306將1400伏的直流電提供至牽引母線302，其中+900伏(圖3中的“+900VDC”)沿著正牽引部分302A傳輸，并且-500伏(圖3中的“-500VDC”)沿著負(fù)牽引部分302B傳輸。備選地，電源306可將不同的電壓和/或不同的電壓提供至正牽引部分302A和/或負(fù)牽引部分302B中的一個(gè)或多個(gè)。
[0027]功率系統(tǒng)300也包括輔助母線308，其與車(chē)輛102的一個(gè)或多個(gè)非牽引負(fù)載(例如，一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)310和/或儲(chǔ)能裝置(例如，蓄電池)的充電器312)傳導(dǎo)性地聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施例中，非牽引馬達(dá)310表示圖1中示出的車(chē)輛102的非牽引馬達(dá)114中的一個(gè)或多個(gè)或全部。由充電器312充電的儲(chǔ)能裝置可代替電源306或作為其補(bǔ)充使用，以將功率提供至非牽引馬達(dá)310。
[0028]在圖示實(shí)施例中，輔助母線308包括正輔助部分308A和負(fù)輔助部分308B，正輔助部分308A和負(fù)輔助部分308B表示傳輸由轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314從牽引母線302轉(zhuǎn)移到輔助母線308的電流的不同部分的輔助母線308的傳導(dǎo)部分。例如，牽引母線302可將諸如高電壓的第一電壓傳輸至轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314。轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314修改該電壓以將諸如低電壓的減少的第二電壓供應(yīng)至輔助母線308，如下所述。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314可將來(lái)自牽引母線302的電壓減少至供應(yīng)給輔助母線308的電壓，而不需要將該電壓輸送通過(guò)濾波器和/或變壓器以移除瞬態(tài)電壓或減少電壓。
[0029]輔助母線308的正輔助部分308A可將在輔助母線308上的直流電的正電壓傳輸至非牽引馬達(dá)310和/或充電器312，而負(fù)輔助部分308B將在輔助母線308上的直流電的負(fù)電壓傳輸至非牽引馬達(dá)310和/或充電器312、或至接地基準(zhǔn)(例如，車(chē)輛102的電接地或底盤(pán))。在圖示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314將700伏的直流電提供至輔助母線308，其中+350伏(圖3中的“+350”)沿著正輔助部分308A傳輸，并且-350伏(圖3中的“-350”)沿著負(fù)輔助部分308B傳輸。備選地，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314可將不同的電壓和/或不同的電壓提供至正輔助部分308A和/或負(fù)牽引部分308B中的一個(gè)或多個(gè)。
[0030]轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314可表示如圖1所示的車(chē)輛102的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)106。在圖示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)314包括與控制單元318操作性地連接的斷續(xù)器裝置316 (例如，斷續(xù)器裝置316A、316B)。斷續(xù)器裝置316可表示圖1中示出的斷續(xù)器裝置110，并且控制單元318可表示圖1中示出的控制單元108。如本文所用，“可操作地連接”和“操作性地連接”表示在兩個(gè)或更多個(gè)部件之間存在一個(gè)或多個(gè)連接(無(wú)線的和/或有線的)，所述連接允許部件彼此連通，以允許一個(gè)部件控制另一個(gè)部件，和/或允許每個(gè)部件控制另一個(gè)部件。
[0031]斷續(xù)器裝置316與牽引母線302和輔助母線308兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接。在圖示實(shí)施例中，斷續(xù)器裝置316中的每一個(gè)包括彼此聯(lián)接的晶體管裝置320、二極管322和電感器324。備選地，附加的晶體管320、二極管322、電感器324和/或其它部件可包括在斷續(xù)器裝置316中。在一個(gè)實(shí)施例中，斷續(xù)器裝置316不包括任何諸如電容器的濾波器和/或變壓器(例如，利用電感地聯(lián)接的導(dǎo)體在不同電路之間轉(zhuǎn)移電能的裝置)。晶體管320可包括或表示絕緣柵雙極結(jié)型晶體管(insulated gate bipolar junct1n transistors)。備選地，晶體管320可包括或表示其它晶體管。
[0032]斷續(xù)器裝置316包括端子326，其將斷續(xù)器裝置316與牽引母線302和輔助母線308傳導(dǎo)性地聯(lián)接。就斷續(xù)器裝置316A而言，輸入端子326A將斷續(xù)器裝置316A的晶體管裝置320與牽引母線302的正牽引部分302A傳導(dǎo)性地聯(lián)接，第一輸出端子326B將斷續(xù)器裝置316A的電感器324與輔助母線308的正輔助部分308A傳導(dǎo)性地聯(lián)接，并且第二輸出端子326C將斷續(xù)器裝置316A的二極管322與車(chē)輛102的傳導(dǎo)性中心母線328傳導(dǎo)性地聯(lián)接。就斷續(xù)器裝置316B而言，輸入端子326D將斷續(xù)器裝置316B的晶體管裝置320與牽引母線302的負(fù)牽引部分302B傳導(dǎo)性地聯(lián)接，第一輸出端子326E將斷續(xù)器裝置316B的電感器324與輔助母線308的負(fù)輔助部分308B傳導(dǎo)性地聯(lián)接，并且第二輸出端子326F將斷續(xù)器裝置316B的二極管322與中心母線328傳導(dǎo)性地聯(lián)接。
[0033]在操作中，斷續(xù)器裝置316操作以在阻斷或斷開(kāi)狀態(tài)和傳導(dǎo)或閉合狀態(tài)之間交替，以分別阻止或允許在牽引母線302上的電壓傳導(dǎo)至輔助母線308。例如，斷續(xù)器裝置316的晶體管320可在斷開(kāi)狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換，以分別阻止或允許電流通過(guò)斷續(xù)器裝置316從牽引母線302傳導(dǎo)(例如，流動(dòng))至輔助母線308。控制單元318可控制晶體管320斷開(kāi)或閉合的時(shí)間，以控制斷續(xù)器裝置316阻止或允許電流被傳輸通過(guò)斷續(xù)器裝置316的時(shí)間。例如，控制單元318可發(fā)送控制信號(hào)，該信號(hào)將電壓施加到晶體管320的柵極328以將晶體管320切換至傳導(dǎo)狀態(tài)，以便將斷續(xù)器316轉(zhuǎn)變成傳導(dǎo)或閉合狀態(tài)。控制單元318可停止發(fā)送該控制信號(hào)或從柵極移除電壓，以便將晶體管320切換至阻斷狀態(tài)，從而將斷續(xù)器轉(zhuǎn)變成阻斷或斷開(kāi)狀態(tài)。
[0034]斷續(xù)器裝置316可根據(jù)工作循環(huán)(duty cycle)在阻斷和傳導(dǎo)狀態(tài)之間交替。斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)表示斷續(xù)器裝置316何時(shí)處于阻斷狀態(tài)以及斷續(xù)器裝置316何時(shí)處于傳導(dǎo)狀態(tài)，如下所述?？刂茊卧?18可獨(dú)立地控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)，以便控制來(lái)自牽引母線302的電壓到供應(yīng)至輔助母線308的電壓的變化。所謂“獨(dú)立地控制”是指控制單元318可改變一個(gè)斷續(xù)器裝置316A或316B的工作循環(huán)而不改變另一個(gè)斷續(xù)器裝置316B或316A的工作循環(huán)。例如，斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)可以不基于或依賴于彼此。相反，控制單元318可改變工作循環(huán)，以便實(shí)現(xiàn)在牽引母線302和輔助母線308之間指定的(例如，自動(dòng)控制的)或所需的(例如，操作者輸入的)電壓降。
[0035]圖4是圖3中所示斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)400 (例如，工作循環(huán)400A、400B)的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)間圖。工作循環(huán)400與代表時(shí)間的水平軸線402和代表斷續(xù)器裝置316的狀態(tài)(例如，阻斷狀態(tài)406和傳導(dǎo)狀態(tài)408)的豎直軸線404 —起示出。在一個(gè)實(shí)施例中，工作循環(huán)400A表示斷續(xù)器裝置316A隨時(shí)間推移的不同的狀態(tài)406、408，并且工作循環(huán)400B表示斷續(xù)器裝置316B隨時(shí)間推移的不同的狀態(tài)406、408。附加的和/或不同的工作循環(huán)可根據(jù)圖4中所示那樣使用。
[0036]工作循環(huán)400在阻斷狀態(tài)406和傳導(dǎo)狀態(tài)408之間交替，在阻斷狀態(tài)406下，斷續(xù)器裝置316阻斷電壓從牽引母線302 (圖3中示出)到輔助母線308 (圖3中示出)的傳導(dǎo)，在傳導(dǎo)狀態(tài)408下，斷續(xù)器裝置316將電壓從牽引母線302傳導(dǎo)至輔助母線308。工作循環(huán)400包括代表時(shí)間段412 (例如，時(shí)間段412A、412B)的波形410，在時(shí)間段412期間，斷續(xù)器裝置316處于傳導(dǎo)狀態(tài)408。工作循環(huán)400可具有比圖4中所示更多的波形410。
[0037]控制單元318(圖3中示出)通過(guò)改變傳導(dǎo)狀態(tài)時(shí)間段412的開(kāi)始時(shí)間414(例如，開(kāi)始時(shí)間414A、414B)、傳導(dǎo)狀態(tài)時(shí)間段412的結(jié)束時(shí)間416 (例如，結(jié)束時(shí)間416A、416B)、傳導(dǎo)狀態(tài)時(shí)間段412的時(shí)長(zhǎng)、和/或在結(jié)束時(shí)間416與后續(xù)的開(kāi)始時(shí)間414之間延伸的阻斷狀態(tài)時(shí)間段418(例如，時(shí)間段418A、418B)的時(shí)長(zhǎng)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)400?？刂茊卧?18可以向一個(gè)斷續(xù)器裝置316A或316B獨(dú)立地改變時(shí)間414、416和/或時(shí)間段412、418中的一個(gè)或多個(gè)，而不改變另一個(gè)斷續(xù)器裝置316B或316A的相同的時(shí)間或時(shí)間段。備選地或附加地，控制單元318可改變一個(gè)斷續(xù)器裝置316A或316B的時(shí)間414、416和/或時(shí)間段412、418中的一個(gè)或多個(gè)，并且將另一個(gè)斷續(xù)器裝置316B或316A的相同或不同的時(shí)間414、416和/或時(shí)間段412、418改變不同的量。改變時(shí)間414、416和/或時(shí)間段412、418允許控制單元318將斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)彼此在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)，使得工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
[0038]返回到圖3中所示功率系統(tǒng)300的描述,并且繼續(xù)參照?qǐng)D4中所示工作循環(huán)400,控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)400允許控制單元318控制從牽引母線302傳輸至輔助母線308的電壓的多少。不同的斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)400可被控制成在不同的時(shí)間段412內(nèi)發(fā)生，以便控制斷續(xù)器裝置316將電壓從牽引母線302同時(shí)地或并發(fā)地傳輸至輔助母線308的持續(xù)時(shí)間。
[0039]例如，在第一非重疊時(shí)間段420期間，斷續(xù)器裝置316A處于傳導(dǎo)狀態(tài)408，但斷續(xù)器裝置316B處于阻斷狀態(tài)406。結(jié)果，斷續(xù)器裝置316A將電壓從牽引母線302的正牽引部分302A傳導(dǎo)至輔助母線308的正輔助部分308A(例如，經(jīng)由斷續(xù)器裝置316A的晶體管裝置320和電感器324)。但是，處于阻斷狀態(tài)406的斷續(xù)器裝置316B不將電壓從牽引母線302的負(fù)牽引部分302B傳導(dǎo)至輔助母線308的負(fù)輔助部分308B。
[0040]在后續(xù)的重疊時(shí)間段422期間，斷續(xù)器裝置316A和316B均處于傳導(dǎo)狀態(tài)408。結(jié)果，斷續(xù)器裝置316A將電壓從牽引母線302的正牽引部分302A傳導(dǎo)至輔助母線308的正輔助部分308A，并且斷續(xù)器裝置316B也將電壓從牽引母線302的負(fù)牽引部分302B傳導(dǎo)至輔助母線308的負(fù)輔助部分308B (例如，經(jīng)由斷續(xù)器裝置316B的晶體管裝置320和電感器324)。
[0041]在后續(xù)的第二非重疊時(shí)間段424期間，斷續(xù)器裝置316B處于傳導(dǎo)狀態(tài)408，但斷續(xù)器裝置316A處于阻斷狀態(tài)406。結(jié)果，斷續(xù)器裝置316B將電壓從牽引母線302的負(fù)牽引部分302B傳導(dǎo)至輔助母線308的負(fù)輔助部分308B。但是，處于阻斷狀態(tài)406的斷續(xù)器裝置316A不將電壓從牽引母線302的正牽引部分302A傳導(dǎo)至輔助母線308的正輔助部分308A。
[0042]工作循環(huán)400可被控制以將減少?gòu)臓恳妇€302轉(zhuǎn)移至輔助母線308的電壓。例如，通過(guò)減少多個(gè)斷續(xù)器裝置316同時(shí)處于傳導(dǎo)狀態(tài)408 (例如，在重疊時(shí)間段422)中的長(zhǎng)度，可以減少轉(zhuǎn)移到輔助母線308的電壓的量。相反，通過(guò)增加重疊時(shí)間段422，可以增加轉(zhuǎn)移的電壓的量。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元318控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)400，以便改變從牽引母線302供應(yīng)至輔助母線308的電壓的對(duì)稱性。電壓的對(duì)稱性可表示在母線302、308的正部分302A、308A和負(fù)部分302B、308B之間的電壓的除法。在圖示實(shí)施例中，在牽引母線302上的電壓的對(duì)稱性可表示在正牽引部分302A上的電壓(例如，+900伏)與在負(fù)牽引部分302B上的電壓(例如，-500伏)的比率。在這樣的示例中，在牽引母線302上的電壓是不對(duì)稱的，因?yàn)樵谝粋€(gè)部分上的電壓的絕對(duì)值(例如，在正牽引部分302A上的900伏)大于在另一部分上的電壓的絕對(duì)值(例如，在負(fù)牽引部分302B上的500伏)。相反，在圖示實(shí)施例中，在輔助母線308上的電壓的對(duì)稱性表示在輔助母線308的正輔助部分308A和負(fù)輔助部分308B之間的電壓的對(duì)稱性除法或分割。例如，在輔助母線308上的電壓可以是對(duì)稱的，因?yàn)樵谝粋€(gè)部分上的電壓的絕對(duì)值(例如，在正輔助部分308A上的350伏)大于在另一部分上的電壓的絕對(duì)值(例如，在負(fù)輔助部分308B上的350伏)。
[0044]通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)工作循環(huán)400內(nèi)相對(duì)于在負(fù)牽引部分302B上的負(fù)電壓被轉(zhuǎn)移到負(fù)輔助部分308B的時(shí)長(zhǎng)而控制在正牽引部分302A上的正電壓被轉(zhuǎn)移到正輔助部分308A的時(shí)長(zhǎng)，控制單元318可控制工作循環(huán)400以改變轉(zhuǎn)移到輔助母線308的電壓的對(duì)稱性。例如，如果在牽引母線302上的電壓相對(duì)于在正牽引部分302A上的電壓是不對(duì)稱的(例如，在正牽引部分302A上的電壓的絕對(duì)值大于在負(fù)牽引部分302B上的電壓的絕對(duì)值)，那么控制單元318可通過(guò)減小其中斷續(xù)器裝置316A正從正牽引部分302A向正輔助部分308A轉(zhuǎn)移電壓的工作循環(huán)400的非重疊時(shí)間段420和/或增加其中斷續(xù)器裝置316B正從負(fù)牽引部分302B向負(fù)輔助部分308B轉(zhuǎn)移電壓的工作循環(huán)400的非重疊時(shí)間段424來(lái)增加轉(zhuǎn)移的電壓的對(duì)稱性。
[0045]相反，如果在牽引母線302上的電壓相對(duì)于在負(fù)牽引部分302B上的電壓為不對(duì)稱的，那么控制單元318可通過(guò)減小其中斷續(xù)器裝置316B正從負(fù)牽引部分302B向負(fù)輔助部分308B轉(zhuǎn)移電壓的工作循環(huán)400的非重疊時(shí)間段424和/或增加其中斷續(xù)器裝置316A正從正牽引部分302A向正輔助部分308A轉(zhuǎn)移電壓的工作循環(huán)400的非重疊時(shí)間段420來(lái)增加轉(zhuǎn)移的電壓的對(duì)稱性。
[0046]在圖示實(shí)施例中，若干電容器裝置330 (例如，電容器裝置330A-D)傳導(dǎo)性地聯(lián)接在母線302、308、328之間。例如，第一電容器裝置330A可與牽引母線302的正牽引部分302A和輔助母線308的正輔助部分308A傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且設(shè)置在它們之間，第二電容器裝置330B可與正輔助母線308A和中心母線328傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且設(shè)置在它們之間，第三電容器裝置330C可與中心母線328和輔助母線308的負(fù)輔助部分308B傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且設(shè)置在它們之間，并且第四電容器裝置330D可與輔助母線308的負(fù)輔助部分308B和牽引母線302的負(fù)牽引部分302B傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且設(shè)置在它們之間。
[0047]電容器裝置330可至少部分地保留或保持來(lái)自一個(gè)母線302、308、328的電壓以防止附加的電壓轉(zhuǎn)移到另一個(gè)母線302、308、328和/或減少轉(zhuǎn)移到另一母線302、308、328的電壓。例如，當(dāng)在電容器裝置330中已積累足夠的電荷時(shí)，電容器裝置330可阻斷在電容器裝置330所連接到的母線302、308、328之間的更多電壓的傳導(dǎo)。例如，第一電容器裝置330A可阻斷電壓從正牽引部分302A到正輔助部分308A的傳導(dǎo)，第二電容器裝置330B可阻斷電壓從正輔助部分308A到中心母線328的傳導(dǎo)，第三電容器裝置330C可阻斷電壓在中心母線328和負(fù)輔助部分308B之間的傳導(dǎo)，和/或第四電容器裝置330D可阻斷電壓在負(fù)輔助部分308B和負(fù)牽引部分302B之間的傳導(dǎo)。
[0048]雖然在圖3中僅示出兩個(gè)斷續(xù)器裝置316，但備選地可提供更大數(shù)目的斷續(xù)器裝置316。例如，多個(gè)斷續(xù)器裝置316A可并聯(lián)地與牽引母線302傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得通過(guò)牽引母線302傳輸?shù)碾娏髟谵D(zhuǎn)移到輔助母線308之前在斷續(xù)器裝置316A中拆分。類似地，多個(gè)斷續(xù)器裝置316B可并聯(lián)地與牽引母線302傳導(dǎo)性地聯(lián)接。使用多個(gè)斷續(xù)器裝置316A和/或多個(gè)斷續(xù)器裝置316B可減少由多個(gè)斷續(xù)器裝置316中的每一個(gè)控制(例如，通過(guò)斷續(xù)器裝置316阻斷或傳導(dǎo))的電流的量。減少由斷續(xù)器裝置316中的每一個(gè)控制的電壓的量可允許在系統(tǒng)300中使用較廉價(jià)和/或較不穩(wěn)健的斷續(xù)器裝置316。
[0049]提供多個(gè)斷續(xù)器裝置316也可在多個(gè)斷續(xù)器裝置316中的一個(gè)或多個(gè)失效的情況下提供冗余度。例如，在第一斷續(xù)器裝置316A的晶體管裝置320失效的情況中，與第一斷續(xù)器裝置316A并聯(lián)連接的附加的斷續(xù)器裝置316A可繼續(xù)操作并將電壓從牽引母線302轉(zhuǎn)移到輔助母線308。
[0050]在圖示實(shí)施例中，系統(tǒng)300包括與輔助母線308傳導(dǎo)性地聯(lián)接的輔助逆變器裝置332。輔助逆變器裝置332可提供用于將在輔助母線308上的電壓轉(zhuǎn)換成交流電以用于為非牽引馬達(dá)310供能。輔助逆變器裝置332可以是低電壓的輔助逆變器裝置332，其被配置成將低電壓轉(zhuǎn)換成交流電，而不是高電壓。例如，輔助逆變器裝置332可能能夠?qū)⒃谳o助母線308上的低電壓轉(zhuǎn)換成交流電，而不是在牽引母線302上的高電壓。使用低電壓的輔助逆變器裝置332可減少系統(tǒng)300的成本，因?yàn)檫@樣的低電壓的輔助逆變器裝置332可能比高電壓的輔助逆變器裝置332更廉價(jià)。
[0051]輔助逆變器裝置332可生成多相交流電(例如，3相AC)以向非牽引馬達(dá)310供能。在一個(gè)實(shí)施例中，由輔助逆變器裝置332生成的電流的每一相可從由不同的斷續(xù)器裝置316或不同組的斷續(xù)器裝置316A、316B提供的電壓產(chǎn)生。例如，第一斷續(xù)器裝置316A (或包括第一斷續(xù)器裝置316A和第一斷續(xù)器裝置316B的第一組斷續(xù)器裝置316)可以向由輔助逆變器裝置332生成的交流電的第一相提供在輔助母線308上的電壓。第二斷續(xù)器裝置316A (或包括第二斷續(xù)器裝置316A和第二斷續(xù)器裝置316B的第二組斷續(xù)器裝置316)可為由輔助逆變器裝置332生成的交流電的不同的第二相提供在輔助母線308上的電壓。第三斷續(xù)器裝置316A (或包括第三斷續(xù)器裝置316A和第三斷續(xù)器裝置316B的第三組斷續(xù)器裝置316)可為由輔助逆變器裝置332生成的交流電的不同的第三相提供在輔助母線308上的電壓。
[0052]在斷續(xù)器裝置316或各組斷續(xù)器裝置316中的一個(gè)失效的情況中(例如，不能將在牽引母線302上的電壓減少至輔助母線308的指定電壓)，輔助逆變器裝置332可接著繼續(xù)通過(guò)產(chǎn)生更少相的交流電而操作。繼續(xù)上述示例，如果第一斷續(xù)器裝置316A或第一組斷續(xù)器裝置316失效，那么輔助逆變器裝置332可繼續(xù)生成交流電。交流電可僅包括由第二和第三斷續(xù)器裝置316或繼續(xù)操作的各組斷續(xù)器裝置316生成的電流的第二和第三相。結(jié)果，非牽引馬達(dá)310的功率輸出可減少類似的量，例如，減少三分之一，原因是交流電的相數(shù)減少。例如，在斷續(xù)器裝置316或一組斷續(xù)器裝置316失效時(shí)，非牽引馬達(dá)310可繼續(xù)操作，其中馬達(dá)310在降級(jí)的狀態(tài)下操作。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元318可以不基于或響應(yīng)于在牽引母線302上的電壓的變化而改變斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)。例如，當(dāng)在牽引母線302上的電壓不大于指定的閾值(例如，在圖示示例中的700伏)時(shí)，控制單元318可使斷續(xù)器裝置316保持在傳導(dǎo)狀態(tài)，以使得在牽引母線302上的電壓通過(guò)斷續(xù)器裝置316傳導(dǎo)至輔助母線308而不被減少(例如，使用斷續(xù)器裝置316的不同工作循環(huán))。然而，當(dāng)在牽引母線302上的電壓增加至閾值以上時(shí)，控制單元318可獨(dú)立地控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)，以將電壓減少至指定量或指定閾值，如上所述。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，充電母線334可連接在中心母線328和充電器裝置312之間。充電母線334可將電壓從中心母線328遞送至充電器裝置312，以便對(duì)一個(gè)或多個(gè)電感器、電容器、燃料電池等充電，從而在日后用于為非牽引馬達(dá)310中的一個(gè)或多個(gè)供能。如圖3所示，充電器裝置312可包括H橋電路，其包括在變壓器裝置338的相對(duì)兩側(cè)上的兩個(gè)晶體管裝置336 (例如，絕緣柵雙極結(jié)型晶體管)。當(dāng)充電器裝置312被啟動(dòng)(例如，開(kāi)啟)時(shí)，在變壓器裝置338的相對(duì)兩側(cè)上的晶體管裝置336可以相對(duì)快的速率(例如，60赫茲或更快)在阻斷狀態(tài)和傳導(dǎo)狀態(tài)之間切換。晶體管裝置336的這種切換可造成在變壓器裝置338的相對(duì)兩側(cè)上的電能(例如，電荷或電壓)保持在恒定值或附近。例如，變壓器裝置338的相對(duì)兩側(cè)(例如，電感器)可能不具有足夠的時(shí)間來(lái)消耗由處于傳導(dǎo)狀態(tài)的晶體管裝置336積累的電能。結(jié)果，在相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)，在變壓器裝置338的兩側(cè)上的電荷可能大約相等或恒定。該電荷可接著被施加到諸如車(chē)輛102的車(chē)載蓄電池的儲(chǔ)能裝置，以對(duì)該裝置充電。
[0055]圖5是用于為車(chē)輛的牽引馬達(dá)和非牽引馬達(dá)供能的方法500的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。方法500可結(jié)合上文所述功率系統(tǒng)300 (圖3中示出)和/或車(chē)輛102(圖1中示出)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例使用。
[0056]在502處，電壓在車(chē)輛的牽引母線上被傳輸，以向車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。例如，來(lái)自諸如交流發(fā)電機(jī)124(圖1中示出)、蓄電池等的電源的電壓可沿著牽引母線116、302(圖1和圖3中示出)輸送以向牽引馬達(dá)112、304(圖1和圖3中示出)供能。
[0057]在504處，沿著牽引母線傳輸?shù)碾妷罕粰z查以確定該電壓是否超出指定閾值。例如，如果電壓過(guò)大(例如，高電壓)并且不能由車(chē)輛的非牽引馬達(dá)使用，那么該電壓在將電壓供應(yīng)至非牽引馬達(dá)之前可能需要減少至更小的電壓(例如，低電壓)。結(jié)果，方法500的流可繼續(xù)到506。另一方面，如果電壓不超出閾值，那么該電壓可能能夠被供應(yīng)至非牽引馬達(dá)而不減少電壓。在這樣的情景中，方法400的流可繼續(xù)到514。
[0058]在514處，不超出閾值的電壓被傳輸至車(chē)輛的輔助母線，以將該電壓供應(yīng)至車(chē)輛的非牽引馬達(dá)。例如，斷續(xù)器裝置316 (圖3中示出)可被轉(zhuǎn)到傳導(dǎo)狀態(tài)，而不改變或獨(dú)立地控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)。在牽引母線116、302上的電壓傳導(dǎo)通過(guò)斷續(xù)器裝置316和輔助母線118、308(圖1和圖3中示出)以向非牽引馬達(dá)114、310供能。
[0059]在506處，斷續(xù)器裝置被啟動(dòng)以將超出閾值的電壓減少至更小的電壓。例如，控制單元318 (圖3中示出)可以開(kāi)始控制斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)400 (圖4中示出)以控制斷續(xù)器裝置316將在牽引母線302上的電壓傳輸至輔助母線308的時(shí)間。
[0060]在508處，斷續(xù)器裝置的工作循環(huán)被獨(dú)立地控制。例如，控制單元318可改變每個(gè)工作循環(huán)的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和/或時(shí)間段，在該工作循環(huán)期間，斷續(xù)器裝置316將電壓從牽引母線302傳導(dǎo)至輔助母線308。如上所述，多個(gè)斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)可以是不同的，以使得少于在牽引母線302上的全部電壓可在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間段被傳輸至輔助母線308。
[0061]在510處，電壓通過(guò)斷續(xù)器裝置被傳輸至輔助母線。如上所述，斷續(xù)器裝置316的工作循環(huán)的獨(dú)立控制可將在牽引母線302上的高電壓減少至在輔助母線308上的低電壓。
[0062]在512處，由該電壓向連接到輔助母線的非牽引馬達(dá)供能。例如，由如下電壓向連接到輔助母線118、308的非牽引馬達(dá)114、310供能:該電壓被獨(dú)立地控制的斷續(xù)器裝置316減少至可由非牽引馬達(dá)114、310使用和/或不將電壓傳輸通過(guò)變壓器或?yàn)V波器的水平。
[0063]方法500的流可返回到502，其中電壓繼續(xù)沿著牽引母線傳輸。方法500可以循環(huán)方式繼續(xù)，以反復(fù)地監(jiān)測(cè)在牽引母線上的電壓，確定是否使用斷續(xù)器裝置來(lái)減少電壓(例如，在504處)，并且如果減少電壓，則獨(dú)立地控制斷續(xù)器裝置的工作循環(huán)，以減少在輔助母線上用于非牽引馬達(dá)的電壓。
[0064]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)(例如，用于為車(chē)輛供能)包括牽引母線、輔助母線、第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置、以及控制單元。牽引母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接。牽引母線被配置成供應(yīng)第一電壓以向一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。輔助母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成供應(yīng)不同的第二電壓以向一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，以便執(zhí)行車(chē)輛的非牽引工作。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置與牽引母線和輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置被配置成分別使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在牽引母線上的第一電壓向輔助母線的傳導(dǎo)作為第二電壓。控制單元與第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置操作性地聯(lián)接以分別控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得在牽引母線上的第一電壓改變?yōu)樵谳o助母線上的第二電壓。
[0065]在另一方面，在輔助母線上的第二電壓低于在牽引母線上的第一電壓，并且控制單元被配置成控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)使得在牽弓I母線上的第一電壓被減少至在輔助母線上的第二電壓。
[0066]在另一方面，控制單元被配置成分別獨(dú)立地控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
[0067]在另一方面，牽引母線包括:正牽引部分，其被配置成傳輸?shù)谝浑妷旱恼至?；以及?fù)牽引部分，其被配置成將在牽引母線上的第一電壓的負(fù)分量傳輸至一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)。輔助母線可包括:正輔助部分，其被配置成傳輸?shù)诙妷旱恼至?；以及?fù)輔助部分，其被配置成將第二電壓的負(fù)分量傳輸至非牽引馬達(dá)。
[0068]在另一方面，第一斷續(xù)器裝置與牽引母線的正牽引部分并且與輔助母線的正輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得第一斷續(xù)器裝置可由控制單元控制以將在牽弓I母線上的第一電壓的正分量轉(zhuǎn)移至輔助母線以作為第二電壓的正分量。
[0069]在另一方面，第二斷續(xù)器裝置與牽引母線的負(fù)牽引部分且與輔助母線的負(fù)輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得第二斷續(xù)器裝置可由控制單元控制以將在牽引母線上的第一電壓的負(fù)分量轉(zhuǎn)移至輔助母線以作為第二電壓的負(fù)分量。
[0070]在另一方面，控制單元被配置成分別控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得在牽引母線上的第一電壓的正分量和負(fù)分量相對(duì)于彼此不對(duì)稱，并且在輔助母線上的第二電壓的正分量和負(fù)分量相對(duì)于彼此對(duì)稱。例如，第一電壓和第二電壓的正分量和負(fù)分量可相對(duì)于指定的電壓(例如，零伏)為不對(duì)稱或?qū)ΨQ的。
[0071]在另一方面，第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置中的每一個(gè)包括相應(yīng)的輸入端子、相應(yīng)的第一輸出端子和第二輸出端子、相應(yīng)的晶體管裝置、以及相應(yīng)的二極管裝置。晶體管裝置可與二極管裝置傳導(dǎo)性地聯(lián)接，輸入端子與晶體管裝置接合，第一輸出端子與晶體管裝置和二極管裝置兩者接合并且電氣地設(shè)置在晶體管裝置和二極管裝置之間，并且第二輸出端子與二極管裝置接合。
[0072]在另一方面，第一斷續(xù)器裝置的輸入端子與牽引母線的正牽引部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，第一斷續(xù)器裝置的第一輸出端子與輔助母線的正輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，并且第一斷續(xù)器裝置的第二輸出端子與第一斷續(xù)器裝置的輸入端子傳導(dǎo)性地聯(lián)接。
[0073]在另一方面，該系統(tǒng)也包括第一電容器裝置和第二電容器裝置。第一電容器裝置傳導(dǎo)性地聯(lián)接在牽引母線的正牽引部分和輔助母線的正輔助部分之間。第二電容器裝置傳導(dǎo)性地聯(lián)接在牽引母線的負(fù)牽引部分和輔助母線的負(fù)輔助部分之間。第一電容器裝置和第二電容器裝置被配置成分別在第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的工作循環(huán)期間保留第一電壓的正分量和負(fù)分量的至少一些能量。
[0074]在另一方面，牽引母線被配置成將第一電壓作為至少1400伏的第一電壓水平傳輸至一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)，并且控制單元被配置成分別控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)以將第一電壓減少至700伏或以下的第二電壓水平以作為在輔助母線上的第二電壓，以便為一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能。
[0075]在另一方面，一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)是在480伏或以下的電壓下操作的馬達(dá)，并且一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)不與輔助母線通過(guò)一個(gè)或多個(gè)濾波器、電容器或變壓器互連。
[0076]在另一個(gè)實(shí)施例中，另一種系統(tǒng)(例如，用于為車(chē)輛供能)包括牽引母線、輔助母線、第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置、以及控制單元。牽引母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成供應(yīng)第一電壓以向一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。輔助母線與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成供應(yīng)不同的第二電壓以向一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，以便執(zhí)行車(chē)輛的非牽引工作。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置與牽引母線和輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接并且被配置成分別使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在牽引母線上的第一電壓向輔助母線的傳導(dǎo)作為第二電壓?？刂茊卧c第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置操作性地聯(lián)接以分別獨(dú)立地控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生，以便將在牽引母線上的第一電壓改變?yōu)樵谳o助母線上的第二電壓。
[0077]在另一方面，在輔助母線上的第二電壓低于在牽引母線上的第一電壓，并且控制單元被配置成控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)使得在牽弓I母線上的第一電壓被減少至在輔助母線上的第二電壓。
[0078]在另一方面，牽引母線包括:正牽引部分，其被配置成傳輸?shù)谝浑妷旱恼至?；以及?fù)牽引部分，其被配置成將在牽引母線上的第一電壓的負(fù)分量傳輸至一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)。輔助母線可包括:正輔助部分，其被配置成傳輸?shù)诙妷旱恼至浚灰约柏?fù)輔助部分，其被配置成將第二電壓的負(fù)分量傳輸至非牽引馬達(dá)。
[0079]在另一方面，第一斷續(xù)器裝置與牽引母線的正牽引部分并且與輔助母線的正輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得第一斷續(xù)器裝置可由控制單元控制以將在牽引母線上的第一電壓的正分量轉(zhuǎn)移至輔助母線以作為第二電壓的正分量。
[0080]在另一方面，第二斷續(xù)器裝置與牽引母線的負(fù)牽引部分且與輔助母線的負(fù)輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得第二斷續(xù)器裝置可由控制單元控制以將在牽引母線上的第一電壓的負(fù)分量轉(zhuǎn)移至輔助母線以作為第二電壓的負(fù)分量。
[0081]在另一方面，牽引母線被配置成將第一電壓作為至少1400伏的第一電壓水平傳輸至一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)，并且控制單元被配置成分別控制第一斷續(xù)器和第二斷續(xù)器的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)以將第一電壓減少至700伏或以下的第二電壓水平以作為在輔助母線上的第二電壓，以便為一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能。
[0082]在另一方面，一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)是在480伏或以下的電壓下操作的馬達(dá)，并且一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)不與輔助母線通過(guò)一個(gè)或多個(gè)濾波器、電容器或變壓器互連。
[0083]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種方法(例如，用于為車(chē)輛供能)包括沿著與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽弓丨馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接的車(chē)輛的牽弓I母線傳輸?shù)谝浑妷?。第一電壓為一個(gè)或多個(gè)牽弓I馬達(dá)供能，以便推進(jìn)車(chē)輛。該方法也包括分別在不同的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)內(nèi)控制與車(chē)輛的牽引母線和輔助母線傳導(dǎo)性地聯(lián)接的第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置，使得第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置將第一電壓轉(zhuǎn)換為在輔助母線上的第二電壓。該方法還包括將第二電壓沿著輔助母線傳輸?shù)杰?chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)，以便為一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，從而執(zhí)行車(chē)輛的非牽引工作。第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)彼此不同，使得第一電壓被減少至第二電壓以向非牽引馬達(dá)供能，而不需要在第二電壓由非牽引馬達(dá)接收之前將由第一斷續(xù)器和第二斷續(xù)器接收的第一電壓傳輸通過(guò)濾波器或變壓器中的一個(gè)或多個(gè)以減少第一電壓或第一電壓的瞬態(tài)電壓。
[0084]在另一方面，控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置包括分別使第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)，使得第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
[0085]在另一方面，傳輸?shù)谝浑妷喊?將第一電壓的正分量沿著牽引母線的正牽引部分傳輸至一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)；以及沿著與正牽引部分分離的牽引母線的負(fù)牽引部分獨(dú)立地傳輸?shù)谝浑妷旱呢?fù)分量。傳輸?shù)诙妷嚎砂?將第二電壓的正分量沿著輔助母線的正輔助部分傳輸至一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)；以及傳輸與正輔助部分分離的輔助母線的負(fù)輔助部分。
[0086]在另一方面，控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置包括:控制第一斷續(xù)器裝置，以將在牽引母線上的第一電壓的正分量轉(zhuǎn)換為在輔助母線上的第二電壓的正分量；以及控制第二斷續(xù)器裝置，以將在牽引母線上的第一電壓的負(fù)分量轉(zhuǎn)換為在輔助母線上的第二電壓的負(fù)分量。
[0087]在另一方面，控制第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置包括分別交替進(jìn)行第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)的開(kāi)始或結(jié)束，使得在牽引母線上的第一電壓的正分量和負(fù)分量關(guān)于指定的電壓水平不對(duì)稱，并且在輔助母線上的第二電壓的正分量和負(fù)分量關(guān)于該指定的電壓水平對(duì)稱。
[0088]在另一方面，該方法也包括:在第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)之間的重疊的時(shí)間段期間在與第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置傳導(dǎo)性地聯(lián)接的一個(gè)或多個(gè)電容器裝置中分別保留第一電壓的能量的至少一部分。
[0089]應(yīng)當(dāng)理解，以上描述旨在舉例說(shuō)明而不是限制性的。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可彼此結(jié)合使用。此外，可以進(jìn)行許多修改以使特定情況或材料適合本發(fā)明的主題的教導(dǎo)而不脫離其范圍。雖然本文所述材料的尺寸和類型意圖限定本發(fā)明的主題的參數(shù)，但是這些實(shí)施例決不是限制性的，而只是示例性實(shí)施例。通過(guò)回顧以上描述，許多其它實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)。因此，本發(fā)明的主題的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求書(shū)連同授予給這種權(quán)利要求書(shū)的等同物的全部范圍共同確定。在所附權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“在其中”用作相應(yīng)術(shù)語(yǔ)“包含”和“其中”的普通英語(yǔ)等效體。此外，在下面的權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等只用作標(biāo)簽，而不是意圖對(duì)其對(duì)象施加數(shù)字要求。此外，下面的權(quán)利要求書(shū)的限制并不按照部件加功能格式編寫(xiě)，并且不是意圖根據(jù)35U.S.C.§ 112第六段來(lái)解釋，除非這類權(quán)利要求限制明確使用短語(yǔ)“用于…的部件”加上沒(méi)有其它結(jié)構(gòu)的功能陳述。
[0090]本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)包括最佳方式的本發(fā)明的主題的若干實(shí)施例，并且也使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明的主題的實(shí)施例，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的主題的可專利范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，并且可包括本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言沒(méi)有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0091]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，本發(fā)明的主題的某些實(shí)施例的上述描述將被更好地理解。就附圖示出各種實(shí)施例的功能框的圖而言，功能框不一定表示硬件電路之間的劃分。因此，例如，功能框中的一個(gè)或多個(gè)(例如，處理器或存儲(chǔ)器)可被實(shí)現(xiàn)于單件硬件(例如，通用信號(hào)處理器、微控制器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、硬盤(pán)等)。類似地，程序可以是獨(dú)立式程序，可以作為子例程并入操作系統(tǒng)中，可以在安裝的軟件包中起作用，等等。各種實(shí)施例不限于附圖所示的布置和手段。
[0092]如本文所用，以單數(shù)形式敘述和前接用詞“一”或“一個(gè)”的元件或步驟應(yīng)被理解為并不排除多個(gè)所述元件或步驟，除非明確敘述了這種排除。此外，對(duì)本發(fā)明的主題的“一個(gè)實(shí)施例”的引用并非意圖被解釋為排除也結(jié)合所陳述特征的附加實(shí)施例的存在。此外，除非相反地明確說(shuō)明，“包含”、“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包括沒(méi)有那種性質(zhì)的附加此類元件。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 牽引母線，其與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述牽引母線被配置成供應(yīng)第一電壓以向所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)所述車(chē)輛； 輔助母線，其與所述車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述輔助母線被配置成供應(yīng)不同的第二電壓以向所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，以便執(zhí)行所述車(chē)輛的非牽引工作； 第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置，其與所述牽引母線和所述輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置被配置成分別使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在所述牽引母線上的所述第一電壓向所述輔助母線的傳導(dǎo)作為所述第二電壓；以及 控制單元，其與所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置操作性地聯(lián)接以分別控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得所述牽引母線上的所述第一電壓改變?yōu)樵谒鲚o助母線上的所述第二電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述輔助母線上的所述第二電壓低于在所述牽引母線上的所述第一電壓，并且所述控制單元被配置成控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)使得在所述牽引母線上的所述第一電壓被減少至在所述輔助母線上的所述第二電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元被配置成分別獨(dú)立地控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引母線包括配置成傳輸所述第一電壓的正分量的正牽引部分和配置成將在所述牽引母線上的所述第一電壓的負(fù)分量傳輸至所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)的負(fù)牽引部分，并且所述輔助母線包括配置成傳輸所述第二電壓的正分量的正輔助部分和配置成將所述第二電壓的負(fù)分量傳輸至所述非牽引馬達(dá)的負(fù)輔助部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一斷續(xù)器裝置與所述牽引母線的所述正牽引部分且與所述輔助母線的所述正輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得所述第一斷續(xù)器裝置能由所述控制單元控制以將在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述正分量轉(zhuǎn)移至所述輔助母線以作為所述第二電壓的所述正分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二斷續(xù)器裝置與所述牽引母線的所述負(fù)牽引部分且與所述輔助母線的所述負(fù)輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得所述第二斷續(xù)器裝置能由所述控制單元控制以將在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述負(fù)分量轉(zhuǎn)移至所述輔助母線以作為所述第二電壓的所述負(fù)分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元被配置成分別控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述正分量和所述負(fù)分量相對(duì)于彼此不對(duì)稱并且在所述輔助母線上的所述第二電壓的所述正分量和所述負(fù)分量相對(duì)于彼此對(duì)稱。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置中的每一個(gè)包括相應(yīng)的輸入端子、相應(yīng)的第一輸出端子和第二輸出端子、相應(yīng)的晶體管裝置、以及相應(yīng)的二極管裝置，所述晶體管裝置與所述二極管裝置傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述輸入端子與所述晶體管裝置接合，所述第一輸出端子與所述晶體管裝置和所述二極管裝置兩者接合并且電氣地設(shè)置在所述晶體管裝置和所述二極管裝置之間，并且所述第二輸出端子與所述二極管裝置接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一斷續(xù)器裝置的所述輸入端子與所述牽引母線的所述正牽引部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述第一斷續(xù)器裝置的所述第一輸出端子與所述輔助母線的所述正輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，并且所述第一斷續(xù)器裝置的所述第二輸出端子與所述第一斷續(xù)器裝置的所述輸入端子傳導(dǎo)性地聯(lián)接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:第一電容器裝置，其被傳導(dǎo)性地聯(lián)接在所述牽弓I母線的所述正牽弓I部分和所述輔助母線的所述正輔助部分之間；以及第二電容器裝置，其被傳導(dǎo)性地聯(lián)接在所述牽引母線的所述負(fù)牽引部分和所述輔助母線的所述負(fù)輔助部分之間，所述第一電容器裝置和第二電容器裝置被配置成分別在所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述工作循環(huán)期間保留所述第一電壓的所述正分量和負(fù)分量中的至少一些能量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引母線被配置成將所述第一電壓作為至少1400伏的第一電壓水平傳輸至所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)，并且所述控制單元被配置成分別控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)以將所述第一電壓減少至700伏或以下的第二電壓水平以作為在所述輔助母線上的所述第二電壓，用于為所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)是在480伏或以下的電壓下操作的馬達(dá)，并且所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)不與所述輔助母線通過(guò)一個(gè)或多個(gè)濾波器、電容器或變壓器互連。
13.—種系統(tǒng),包括: 牽引母線，其與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述牽引母線被配置成供應(yīng)第一電壓以向所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)所述車(chē)輛； 輔助母線，其與所述車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述輔助母線被配置成供應(yīng)不同的第二電壓以向所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，以便執(zhí)行所述車(chē)輛的非牽引工作； 第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置，其與所述牽引母線和所述輔助母線兩者傳導(dǎo)性地聯(lián)接，所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置被配置成分別使用第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)而控制在所述牽引母線上的所述第一電壓向所述輔助母線的傳導(dǎo)作為所述第二電壓；以及 控制單元，其與所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置操作性地聯(lián)接以分別獨(dú)立地控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)，使得所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生，以便將在所述牽引母線上的所述第一電壓改變?yōu)樵谒鲚o助母線上的所述第二電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述輔助母線上的所述第二電壓低于在所述牽引母線上的所述第一電壓，并且所述控制單元被配置成控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)使得在所述牽引母線上的所述第一電壓被減少至在所述輔助母線上的所述第二電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引母線包括配置成傳輸所述第一電壓的正分量的正牽引部分和配置成將在所述牽引母線上的所述第一電壓的負(fù)分量傳輸至所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)的負(fù)牽引部分，并且所述輔助母線包括配置成傳輸所述第二電壓的正分量的正輔助部分和配置成將所述第二電壓的負(fù)分量傳輸至所述非牽引馬達(dá)的負(fù)輔助部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一斷續(xù)器裝置與所述牽引母線的所述正牽引部分且與所述輔助母線的所述正輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得所述第一斷續(xù)器裝置能由所述控制單元控制以將在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述正分量轉(zhuǎn)移至所述輔助母線以作為所述第二電壓的所述正分量。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二斷續(xù)器裝置與所述牽引母線的所述負(fù)牽引部分且與所述輔助母線的所述負(fù)輔助部分傳導(dǎo)性地聯(lián)接，使得所述第二斷續(xù)器裝置能由所述控制單元控制以將在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述負(fù)分量轉(zhuǎn)移至所述輔助母線以作為所述第二電壓的所述負(fù)分量。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引母線被配置成將所述第一電壓作為至少1400伏的第一電壓水平而傳輸至所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)，并且所述控制單元被配置成分別控制所述第一斷續(xù)器和第二斷續(xù)器的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)以將所述第一電壓減少至700伏或以下的第二電壓水平以作為在所述輔助母線上的所述第二電壓，用于為所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)非牽弓I馬達(dá)是在480伏或以下的電壓下操作的馬達(dá)，并且所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)不與所述輔助母線通過(guò)一個(gè)或多個(gè)濾波器、電容器或變壓器互連。
20.—種方法,包括: 沿著與車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)傳導(dǎo)性地聯(lián)接的所述車(chē)輛的牽引母線傳輸?shù)谝浑妷海龅谝浑妷簽樗鲆粋€(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)供能，以便推進(jìn)所述車(chē)輛； 控制與所述車(chē)輛的所述牽引母線和輔助母線傳導(dǎo)性地聯(lián)接的第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置，所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置分別在不同的第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)內(nèi)被控制，使得所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為在所述輔助母線上的第二電壓；以及 將所述第二電壓沿著所述輔助母線傳輸至所述車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)，以便為所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)供能，從而執(zhí)行所述車(chē)輛的非牽引工作， 其中，所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)彼此不同，使得所述第一電壓被減少至所述第二電壓以向所述非牽引馬達(dá)供能，而不需要在所述第二電壓由所述非牽引馬達(dá)接收之前將由所述第一斷續(xù)器和第二斷續(xù)器接收的所述第一電壓傳輸通過(guò)濾波器或變壓器中的一個(gè)或多個(gè)以減少所述第一電壓或所述第一電壓的瞬態(tài)電壓。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置包括分別使所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)，使得所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)在不同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于,傳輸所述第一電壓包括:將所述第一電壓的正分量沿著所述牽引母線的正牽引部分傳輸至所述一個(gè)或多個(gè)牽引馬達(dá)；以及沿著與所述正牽引部分分離的所述牽引母線的負(fù)牽引部分獨(dú)立地傳輸所述第一電壓的負(fù)分量，并且傳輸所述第二電壓包括:將所述第二電壓的正分量沿著所述輔助母線的正輔助部分傳輸至所述一個(gè)或多個(gè)非牽引馬達(dá)；以及傳輸與所述正輔助部分分離的所述輔助母線的負(fù)輔助部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置包括:控制所述第一斷續(xù)器裝置以將在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述正分量轉(zhuǎn)換為在所述輔助母線上的所述第二電壓的所述正分量；以及控制所述第二斷續(xù)器裝置以將在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述負(fù)分量轉(zhuǎn)換為在所述輔助母線上的所述第二電壓的所述負(fù)分量。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，控制所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置包括分別交替進(jìn)行所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)的開(kāi)始或結(jié)束，使得在所述牽引母線上的所述第一電壓的所述正分量和所述負(fù)分量關(guān)于指定的電壓水平不對(duì)稱，并且在所述輔助母線上的所述第二電壓的所述正分量和所述負(fù)分量關(guān)于所述指定的電壓水平對(duì)稱。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括:在所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置的所述第一工作循環(huán)和第二工作循環(huán)之間的重疊的時(shí)間段期間在與所述第一斷續(xù)器裝置和第二斷續(xù)器裝置傳導(dǎo)性地聯(lián)接的一個(gè)或多個(gè)電容器裝置中分別保留所述第一電壓的能量的至少一部分。
【文檔編號(hào)】B60L11/12GK104245393SQ201380019778
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】K. 庫(kù)馬 A. 申請(qǐng)人:通用電氣公司