[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen
Drehstrommotors, bevorzugt eines Weichenantriebs, mit mindestens zwei Stromkreisen,
mit jeweils mindestens einer Motorwicklung, und eine elektronische Weichensteuerung
zum Durchführen des Verfahrens sowie ein Weichenantriebssystem mit einer derartigen
elektronischen Weichensteuerung. Die Schrift JP 02197460 offenbart ein überwachungssystem
für elektrische weichenantriebe.
Ein Weichenantriebssystem verfügt über ein oder mehrere, an verschiedenen Orten entlang
einer Weiche mit einer Weichenzunge positionierten Weichenantrieben zur Einstellung
der Weichenzunge. Derartige Weichenantriebssysteme werden in Eisenbahnschienennetzen
bei Eisenbahnweichen eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Diagnose
der Weiche, insbesondere der Ermittlung des Wartungszustandes der Weiche während des
Bahnbetriebs.
[0002] Insbesondere, wenn derartige Weichen mit hohen Geschwindigkeiten befahren werden,
muss der Wartungszustand der Weiche ständig überwacht werden, um den Sicherheitsanforderungen
an den Betrieb einer derartigen Bahnweiche gerecht zu werden. Zum Umstellen der Weiche
wird bei gebräuchlichen Weichenantriebssystemen ein mechanisches Weichengestänge,
das von einem Weichenantrieb bewegt wird, benutzt. Durch Umwelteinflüsse, wie Verschmutzung
und/oder Korrosion, kann es zu einer Schwergängigkeit der Weichenzunge kommen, die
zu Störungen beim Umstellen führen kann.
[0003] Jeder Weichenantrieb wird über mindestens eine Vierdrahtschnittstelle von einem Stellwerk
aus gesteuert und mit einer Betriebsspannung versorgt. Die Vierdrahtschnittstelle
verfügt über vier Adern, wobei zwei mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagt
sind. Eine derartige Vierdrahtschnittstelle stellt eine Standardschnittstelle für
Bahnweichen (Kabelendverteiter) dar, die für den Betrieb einer Weiche mit einem einzigen
Weichenantrieb und einem einzigen Zungenprüfkontakt bei üblichen Bahnschienennetzen
verwendet wird.
[0004] Zur Überwachung des Wartungszustandes der Weiche kann beim Umstellvorgang die aufgenommene
Leistung des Weichenantriebs über eine Leistungsmessung bestimmt werden und daraus
eine Diagnose über eine Schwergängigkeit der Weiche (Schwergang) abgeleitet werden.
Über diese Diagnose kann die Entscheidung, ob eine Wartung eingeleitet wird getroffen
werden. Dazu ist es notwendig, den momentanen Leitungs- inklusive Blindwiderstand
der angeschalteten Stromkreise, d.h. der Kabel und sonstiger Bauelemente, und damit
die Verlustleistung zu kennen, um die für die Umstellung der Weiche vom Weichenmotor
aufgenommene Leistung (Wirkleistung) möglichst exakt zu bestimmen, denn die Gesamtleistungsaufnahme
des Weichenantriebs setzt sich additiv aus der Wirkleistung und der Verlustleistung
zusammen.
[0005] Es ist gebräuchlich, die Verlustleistung aus einem aus den Plänen der Anlage, d.h.
des Weichenantriebs, berechneten Leitungswiderstand zu berechnen. Dabei wird jedoch
eine temperaturbeeinflusste Änderung des Leitungswiderstandes beim Betrieb des Weicheantriebs
nicht berücksichtigt, was zu einem nicht tolerierbaren Fehler bei der Bestimmung der
Wirkleistung führt.
Weiter existieren Lösungen, bei denen der Leitungswiderstand mittels Gleichstrom gemessen
wird, was zumindest den Blindwiderstand und damit den Blindanteil der Leistung des
Motors des Weichenantriebs eliminiert. Diese Lösungen erfordern jedoch zusätzlichen
Schaltungsaufwand bei der Steuerung des Weichenantriebs (Weichensteuerung), was zu
Zusatzkosten bei der Herstellung des Weichenantriebs führt.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung
eines elektrischen Drehstrommotors, insbesondere eines Weichenantriebs, und eine elektronische
Weichensteuerung sowie ein Weichenantriebssystem bereit zu stellen, die die Nachteile
des Standes der Technik vermeiden, insbesondere mit denen die Ermittlung des Wartungszustandes
einer Weiche im Bahnbetrieb zuverlässig und kostengünstig möglich ist.
[0007] Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtungen der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dar.
[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen
Drehstrommotors, insbesondere eines Weichenantriebs, mit mindestens zwei Stromkreisen,
mit jeweils mindestens einer Motorwicklung, weist folgende Verfahrensschritte auf:
a) Bestimmung eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung, mit den Verlustbestimmungsverfahrensschritten:
- Beaufschlagen eines ersten Stromkreises der beiden Stromkreise mit einer ersten Wechselspannung,
- Messen des im ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und des Phasenwinkels
zwischen der ersten Wechselspannung und dem Strom,
b) Beaufschlagen des zweiten Stromkreises der beiden Stromkreise mit einer zur ersten
Wechselspannung phasenverschobenen zweiten Wechselspannung nach der Durchführung der
Verlustbestimmungsverfahrensschritte,
c) Messung der Gesamtleistungsaufnahme des Drehstrommotors,
d) Berechnen eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung aus der ersten
Wechselspannung und dem gemessenen Strom und dem gemessenen Phasenwinkel und
e) Ermittlung der Wirkleistung durch Korrigieren der Gesamtleistung mit einem von
dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung abhängigen Leistungskorrekturwert.
[0009] Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die folgenden Vorteile bereitgestellt:
- Diagnosesysteme für Weichen können in die Weichensteuerung integriert werden. Die
Diagnose in die Steuerung zu integrieren führt zu einer Kostensenkung.
- Die Anwendung des Verfahrens eignet sich insbesondere für Hochgeschwindigkeitsweichen
auf Schnellfahrstrecken, die besonders stark sicherheitstechnisch überwacht werden
müssen.
- Die Bestimmung der Wirkleistung und damit des Wirkwiderstandes kann mit bei bekannten
Weichenantriebssystemen vorhandenen Messwandlern vorgenommen werden. Zusätzliche Komponenten
sind dafür nicht notwendig.
- Die Bestimmung des Wirkwiderstandes kann unmittelbar vor deren Umstellung erfolgen.
Veränderungen des Wirkwiderstandes zwischen der Messung und der Weichenumstellung
treten daher nicht auf.
- Das Verfahren eignet sich insbesondere für rnikrorechnergesteuerte Weichensteuerungen
und kann dort durch einfaches Einspielen von Software mit Codeabschnitten, die die
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens steuern, implementiert werden.
[0010] Besonders bevorzugt wird das Beaufschlagen des ersten und des zweiten Stromkreises
mit jeweils einer Wechselspannung zum Zeitpunkt eines Nulldurchganges der jeweiligen
Wechselspannung vorgenommen, wobei die Messung des im ersten Stromkreis fließenden
elektrischen Stroms und des Phasenwinkels zwischen der ersten Wechselspannung und
dem gemessenen Strom in einem Zeitintervall zwischen dem Beaufschlagen der Wechselspannungen
vorgenommen wird. Dadurch werden ausschließlich Blindleistungen und Leistungsverluste
durch Leitungswiderstände bei der Messung berücksichtigt, da der Drehstrommotor erst
nach Beaufschlagung beider Stromkreise mit einer phasenverschobenen Wechselspannung
Wirkleistung aufnimmt, indem er mechanische Arbeit verrichtet.
[0011] Bevorzugt wird der Leistungskorrekturwert von einer Eichkurve, die den Leistungskorrekturwert
in Abhängigkeit von dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung festlegt,
vorgegeben. Der Wechselstrom-Leitungswiderstand wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
in einem Stromkreis gemessen. Durch die Extrapolation dieses Widerstandes durch Ablesen
des Leistungskorrekturwerts von einer Eichkurve kann zuverlässig auf den Gesamtwiderstand
geschlossen werden. Die Eichkurve kann experimentell bestimmt werden.
[0012] Bevorzugt wird die Bestimmung der Wirkleistung zum Zeitpunkt einer Weichenumstellung
vorgenommen. Dadurch wird der Wartungszustand unmittelbar dann bestimmt, wenn bei
Fehlfunktionen der Weiche Sicherheitsprobleme auftreten würden. Maßnahmen zur Fehlerkorrektur
können unmittelbar eingeleitet werden.
[0013] Hinsichtlich der elektronischen Weichensteuerung zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Aufgabe durch eine Weichensteuerung gelöst, bei der vorgesehen
sind:
a) Spannungsbeaufschlagungsmittel, eingerichtet zum zeitlich aufeinanderfolgenden,
bevorzugt amplitudenabhängigen, Beaufschlagen eines ersten Stromkreises eines Weichenantriebs
mit einer ersten Wechselspannung und eines zweiten Stromkreises eines Weichenantriebs
mit einer zweiten Wechselspannung,
b) Messdatenübernahmemittel, eingerichtet zur Übernahme von Messdaten, die mindestens
einen elektrischen Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises mit
der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises mit der
zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und
einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens
einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen, und
c) Wirkleistungsberechnungsmittel, eingerichtet zum Ermitteln der Wirkleistung aus
den Messdaten.
Die erfindungsgemäße elektronische Weichensteuerung realisiert die Vorteile des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
[0014] Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Weichensteuerung einen Mikrorechner auf, wobei
der Mikrorechner einen Speicher umfasst, der mit Softwarecodeabschnitten zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geladen ist. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Weichensteuerung ermöglicht eine kostengünstige Implementierung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wobei zusätzlich flexible Anpassungen an geänderte äußere Betriebsparameter
möglich sind.
[0015] Bevorzugt verfügt der Mikrorechner über einen Eichkurvenspeicher, wobei der Eichkurvenspeicher
eine Eichkurve mit Leistungskorrekturwert in Abhängigkeit von einem Leitungswiderstand
und/oder einer Verlustleistung festlegt und Mittel, eingerichtet zum Auslesen von
Leistungskorrekturwerten in Abhängigkeit von Leitungswiderständen und/oder Verlustleistungen.
Die erfindungsgemäße Anwendung einer Eichkurve führt zu einem besonders flexiblen
und zuverlässigen Korrigieren der Gesamtleistung.
[0016] Ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem umfasst eine erfindungsgemäße elektronische
Weichensteuerung und einen elektrischen Drehstrommotor mit mindestens zwei Stromkreisen,
mit jeweils mindestens einer Motorwicklung. Weiter sind mindestens ein Messwandler,
eingerichtet zum Messen von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert
eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises mit der ersten Wechselspannung und
vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises mit der zweiten Wechselspannung in dem
ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem
Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert
umfassen und Übergabemittel, eingerichtet zur Übergabe der Messdaten an die Messdatenübernahmemittel
der elektronischen Weichensteuerung, vorgesehen. Ein derartiges Weichenantriebssystem
kann durch Aufrüsten von bestehenden Weichenantriebssystemen kostengünstig aufgebaut
werden. Es realisiert die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0017] Verwendung des erfindungsgemäßen Weichenantriebssystem zur Wartungszustandsermittlung
einer Bahnweiche. Diese Verwendung des erfindungsgemäßen Weichenantriebssystems erhöht
die Sicherheit im Bahnverkehr erheblich.
[0018] Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale der Erfindung können
jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen
sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften
Charakter.
[0019] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert.
[0020] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem mit einer erfindungsgemäßen
Weichensteuerung.
[0021] Die Fign. der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert
und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen
Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
[0022] In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem mit einer erfindungsgemäßen
elektronische Weichensteuerung 10 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt. Die elektronische Weichensteuerung 10 ist an eine Vierdrahtschnittstelle
9 angeschtossen. Die Weichensteuerung 10 weist Spannungsbeaufschlagungsmittel 11 auf,
die zum zeitlich aufeinanderfolgenden, bevorzugt amplitudenabhängigen, Beaufschlagen
eines ersten Stromkreises 1 eines Weichenantriebs 3 mit einer ersten Wechselspannung
und eines zweiten Stromkreises 2 des Weichenantriebs 3 mit einer zweiten Wechselspannung,
eingerichtet sind. Das zeitliche Aufeinanderfolgen ist in der Figur durch die Bezeichnung
Δt zwischen den symbolisierten Spannungsverläufen angedeutet. Der erste Stromkreis
1 umfasst eine Motorwicklung 4 und der zweite Stromkreis 2 umfasst zwei Motorwicklungen
4. Weiter sind Messdatenübernahmemittel 13 vorhanden. Diese sind eingerichtet zur
Übernahme von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert I(t) eines nach
Beaufschlagen des ersten Stromkreises 1 mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen
des zweiten Stromkreises 2 mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis
fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der
ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen.
Der Phasenwinkel wird dadurch erfasst, dass die elektrischen Ströme in Abhängigkeit
von der Zeit t gemessen werden. Die Messdaten werden von Messwandlern 12 gemessen.
Zusammen mit dem bekannten angelegten Spannungsverlauf ergibt sich der Phasenwinkel.
Mittels von Wirkleistungsberechnungsmitteln 14 wird die Wirkleistung aus den Messdaten
ermittelt. Nach dem Einschalten des ersten Stromkreises1 werden je mindestens eine
Spannung- und mindestens eine Strommessung sowie mindestens eine Messung des Phasenwinkels
durchgeführt. Aus diesen Größen wird der aktuelle Wirkwiderstand im angeschalteten
Stromkreis der Vierdrahtschnittstelle 9 berechnet. Mit dem berechneten Wirkwiderstand
wird die Leistungsmessung korrigiert.
Bei der erfindungsgemäßen Weichensteuerung erfolgt das Einschalten des Drehstrom-Weichenmotors
im Nulldurchgang der Spannung. Durch die Kontakte im Weichenantrieb 3 existieren beim
Einschalten zwei Stromkreise 1,2. Ein Stromkreis von einem Aussenleiter L nach dem
Vierdrahtschnittstellenkontakt N mit einer Motorwicklung 4 und ein zweiter Stromkreis
von einem Aussenleiter L zu einem weiteren Aussenleiter L mit zwei eingeschalteten
Motorwicklungen 4. Durch das Schalten im Nulldurchgang der Spannung wird zuerst ein
Stromkreis 1 eingeschaltet und der zweite entsprechend dem durch die Netzfrequenz
gegebenen Raster in einem Zeitintervall Δt später. In diesem Zeitintervall werden
die Messungen zur Bestimmung des Wirkwiderstandes durchgeführt.
Es werden die Spannung, der Strom und der Phasenwinkel bei noch stillstehendem Motor
bestimmt. Daraus wird der Wirkwiderstand des Stromkreises bestimmt. Der Motor läuft
erst an, wenn eine Spannung an den zweiten Stromkreis angelegt wird und dadurch ein
Drehfeld anliegt. Die Wirkwiderstandsbestimmung kann in beiden Stromkreisen 1,2 vorgenommen
werden. Welcher Stromkreis dazu verwendet wird, kann in der Implementierungsphase
des Weichenantriebssystems entschieden werden oder die Weichensteuerung verfügt über
Mittel zur Umschaltung, eingerichtet um die Wirkwiderstandsbestimmung in Abhängigkeit
von Steuerbefehlen entweder im ersten oder im zweiten Stromkreis durchzuführen.
1. Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen Drehstrommotors, bevorzugt
eines Weichenantriebs (3), mit mindestens zwei Stromkreisen (1,2), mit jeweils mindestens
einer Motorwicklung (4), mit den Verfahrensschritten:
a) Bestimmung eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung, mit den Verlustbestimmungsverfahrensschritten:
- Beaufschlagen eines ersten Stromkreises (1) der beiden Stromkreise (1,2) mit einer
ersten Wechselspannung,
- Messen des im ersten Stromkreis (1) fließenden elektrischen Stroms und des Phasenwinkels
zwischen der ersten Wechselspannung und dem Strom,
b) Beaufschlagen des zweiten Stromkreises (2) der beiden Stromkreise (1,2) mit einer
zur ersten Wechselspannung phasenverschobenen zweiten Wechselspannung nach der Durchführung
der Verlustbestimmungsverfahrensschritte,
c) Messung der Gesamtleistungsaufnahme des Drehstrommotors,
d) Berechnen eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung aus der ersten
Wechselspannung und dem gemessenen Strom und dem gemessenen Phasenwinkel und
e) Ermittlung der Wirkleistung durch Korrigieren der Gesamtleistung mit einem von
dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung abhängigen Leistungskorrekturwert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagen des ersten und des zweiten Stromkreises mit jeweils einer Wechselspannung
zum Zeitpunkt eines Nulldurchganges der jeweiligen Wechselspannung vorgenommen wird,
wobei die Messung des im ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und des
Phasenwinkels zwischen der ersten Wechselspannung und dem gemessenen Strom in einem
Zeitintervall zwischen dem Beaufschlagen der Wechselspannungen vorgenommen wird.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungskorrekturwert von einer Eichkurve, die den Leistungskorrekturwert in
Abhängigkeit von dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung festlegt, vorgegeben
wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wirkleistung zum Zeitpunkt einer Weichenumstellung vorgenommen
wird.
5. Elektronische Weichensteuerung (10) zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens
einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen sind:
a) Spannungsbeaufschlagungsmittel (11), eingerichtet zum zeitlich aufeinanderfolgenden,
bevorzugt amplitudenabhängigen, Beaufschlagen eines ersten Stromkreises (1) eines
Weichenantriebs (3) mit einer ersten Wechselspannung und eines zweiten Stromkreises
(2) eines Weichenantriebs (3) mit einer zweiten Wechselspannung,
b) Messdatenübernahmemittel (13), eingerichtet zur Übernahme von Messdaten, die mindestens
einen elektrischen Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises (1)
mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises (2)
mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms
und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens
einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen, und
c) Wirkleistungsberechnungsmittel (14), eingerichtet zum Ermitteln der Wirkleistung
aus den Messdaten.
6. Elektronische Weichensteuerung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichensteuerung (10) einen Mikrorechner umfasst, wobei der Mikrorechner einen
Speicher umfasst, der mit Softwarecodeabschnitten zur Durchführung des Verfahrens
nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 geladen ist.
7. Elektronische Weichensteuerung (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrorechner einen
- Eichkurvenspeicher, wobei der Eichkurvenspeicher eine Eichkurve mit Leistungskorrekturwert
in Abhängigkeit von einem Leitungswiderstand und/oder einer Verlustleistung festlegt
und
- Mittel, eingerichtet zum Auslesen von Leistungskorrekturwerten in Abhängigkeit von
Leitungswiderständen und/oder Verlustleistungen, aufweist.
8. Weichenantriebssystem mit einer elektronischen Weichensteuerung (10) nach mindestens
einem der Ansprüche 5 bis 7 und einem elektrischen Drehstrommotor mit mindestens zwei
Stromkreisen (1,2), mit jeweils mindestens einer Motorwicklung (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
- Messwandler (12), eingerichtet zum Messen von Messdaten, die mindestens einen elektrischen
Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises (1) mit der ersten Wechselspannung
und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises (2) mit der zweiten Wechselspannung
in dem ersten Stromkreis (1) fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel
zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert
umfassen und
- Übergabemittel, eingerichtet zur Übergabe der Messdaten an die Messdatenübernahmemittel
(13) der elektronischen Weichensteuerung, vorgesehen sind.
9. Verwendung des Weichenantriebssystem nach Anspruch 8, zur Wartungszustandsermittlung
einer Bahnweiche.
1. A method for determining the active power of a three-phase electric motor, preferably
of a rail-point drive (3), with at least two circuits (1, 2), each with at least one
motor winding (4), with the following steps:
a) determining a line resistance and/or a loss power, with the following loss-determining
steps:
- applying a first a.c. voltage to a first circuit (1) of the two circuits (1, 2),
- measuring the electric current flowing in the first circuit (1), and measuring the
phase angle between the first a.c. voltage and the current,
b) applying a second a.c. voltage, which is out of phase relative to the first a.c.
voltage, to the second circuit (2) of the two circuits (1, 2) after the execution
of the loss-determining steps,
c) measuring the total power consumption of the three-phase motor,
d) computing a line resistance and/or a loss power from the first a.c. voltage and
from the measured current and from the measured phase angle and
e) ascertaining the active power by correcting the total power with a power-correction
value depending on the line resistance and/or on the loss power.
2. Method according to Claim 1, characterised in that the application of an a.c. voltage to the first circuit and to the second circuit
is performed at the time of a passage of the respective a.c. voltage through zero,
the measurement of the electric current flowing in the first circuit and of the phase
angle between the first a.c. voltage and the measured current being performed within
a time-interval between the application of the a.c. voltages.
3. Method according to at least one of Claims 1 to 2, characterised in that the power-correction value is predetermined by a calibration curve that establishes
the power-correction value as a function of the line resistance and/or of the loss
power.
4. Method according to at least one of Claims 1 to 3, characterised in that the determination of the active power is performed at the time of a switching of
the points.
5. An electronic rail-point controller (10) for executing the method according to at
least one of Claims 1 to 4,
characterised in that the following are provided:
a) voltage-application means (11), adjusted for temporally consecutive, preferably
amplitude-dependent, application of a first a.c. voltage to a first circuit (1) of
a point drive (3), and of a second a.c. voltage to a second circuit (2) of a point
drive (3),
b) measurement-data transfer means (13), adjusted for transferring measurement data
comprising at least one electric-current value of an electric current flowing in the
first circuit after application of the first a.c. voltage to the first circuit (1)
and prior to application of the second a.c. voltage to the second circuit (2) and
comprising a phase angle between this current and the first a.c. voltage and comprising
at least one total-power-consumption value, and
c) active-power computation means (14), adjusted for ascertaining the active power
from the measurement data.
6. Electronic rail-point controller (10) according to Claim 5, characterised in that the point controller (10) comprises a microcomputer, said microcomputer comprising
a memory that is loaded with sections of software code for executing the method according
to at least one of Claims 1 to 4.
7. Electronic rail-point controller (10) according to Claim 6,
characterised in that the microcomputer exhibits
- a calibration-curve memory, said calibration-curve memory establishing a calibration
curve with power-correction value as a function of a line resistance and/or of a loss
power, and
- means that have been adjusted for reading out power-correction values as a function
of line resistances and/or of loss powers.
8. A point-drive system with an electronic rail-point controller (10) according to at
least one of Claims 5 to 7 and with a three-phase electric motor with at least two
circuits (1, 2), each with at least one motor winding (4),
characterised in that
- transducers (12), adjusted for measuring measurement data comprising at least one
electric-current value of an electric current flowing in the first circuit (1) after
application of the first a.c. voltage to the first circuit (1) and prior to application
of the second a.c. voltage to the second circuit (2) and comprising a phase angle
between this current and the first a.c. voltage and comprising at least one total-power-consumption
value, and
- transfer means, adjusted for transferring the measurement data to the measurement-data
transfer means (13) of the electronic point controller, are provided.
9. Use of the point-drive system according to Claim 8 for ascertaining the maintenance
condition of a railway point.
1. Procédé pour la détermination de la puissance active d'un moteur triphasé électrique,
de préférence d'un entraînement d'aiguillage (3), comprenant au moins deux circuits
(1, 2), dotés chacun d'au moins un enroulement de moteur (4), comprenant les étapes
de procédé suivantes :
a) détermination d'une résistance de ligne et/ou d'une puissance de perte, avec les
étapes du procédé de détermination de perte suivantes :
- alimentation d'un premier circuit (1) des deux circuits (1, 2) avec une première
tension alternative,
- mesure du courant électrique circulant dans le premier circuit (1) et de l'angle
de phase entre la première tension alternative et le courant,
b) alimentation du second circuit (2) des deux circuits (1, 2) avec une seconde tension
alternative décalée en phase par rapport à la première tension alternative après la
mise en oeuvre des étapes du procédé de détermination de perte,
c) mesure de la consommation de puissance globale du moteur triphasé,
d) calcul d'une résistance de ligne et/ou d'une puissance de perte à partir de la
première tension alternative et du courant mesuré et de l'angle de phase mesuré et
e) détermination de la puissance active,par correction de la puissance globale avec
une valeur de correction de puissance dépendante de la résistance de ligne et/ou de
la puissance de perte.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation du premier et du second circuit avec respectivement une tension alternative
est effectuée au moment d'un passage par zéro de la tension alternative respective,
la mesure du courant électrique circulant dans le premier circuit et de l'angle de
phase entre la première tension alternative et le courant mesuré étant effectuée dans
un intervalle de temps compris entre les alimentations par les tensions alternatives.
3. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la valeur de correction de puissance est prédéfinie par une courbe d'étalonnage qui
définit la valeur de correction de puissance en fonction de la résistance de ligne
et/ou de la puissance de perte.
4. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la détermination de la puissance active est effectuée au moment d'une manoeuvre d'aiguillage.
5. Commande d'aiguillage (10) électronique pour la mise en oeuvre du procédé selon au
moins l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que les moyens suivants sont prévus :
a) moyens d'alimentation en tension (11), aménagés pour l'alimentation successive
dans le temps, de préférence dépendante de l'amplitude, d'un premier circuit (1) d'un
entraînement d'aiguillage (3) avec une première tension alternative et d'un second
circuit (2) d'un entraînement d'aiguillage (3) avec une seconde tension alternative,
b) moyens de prise en charge de données de mesure (13), aménagés pour la prise en
charge de données de mesure, qui comprennent au moins une première valeur de courant
électrique d'un courant électrique circulant dans le premier circuit après l'alimentation
du premier circuit (1) avec la première tension alternative et avant l'alimentation
du second circuit (2) avec la deuxième tension alternative et un angle de phase entre
ce courant et la première tension alternative et au moins une valeur de consommation
de puissance globale, et
c) des moyens de calcul de puissance active (14), aménagés pour le calcul de la puissance
active à partir des données de mesure.
6. Commande d'aiguillage (10) électronique selon la revendication 5, caractérisée en ce que la commande d'aiguillage (10) comprend un micro-ordinateur, le micro-ordinateur comprenant
une mémoire qui est chargée avec des parties de code de logiciel pour la mise en oeuvre
du procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 4.
7. Commande d'aiguillage (10) électronique selon la revendication 6,
caractérisée en ce que le micro-ordinateur présente
- une mémoire de courbes d'étalonnage, la mémoire de courbes d'étalonnage définissant
une courbe d'étalonnage avec une valeur de correction de puissance en fonction d'une
résistance de ligne et/ou d'une puissance de perte et
- des moyens, aménagés pour la lecture de valeurs de correction de puissance en fonction
de résistances de ligne et/ou de puissances de perte.
8. Système d'entraînement d'aiguillage comprenant une commande d'aiguillage (10) électronique
selon au moins l'une quelconque des revendications 5 à 7 et un moteur triphasé électrique
comprenant au moins deux circuits (1, 2) dotés chacun d'au moins un enroulement de
moteur (4),
caractérisé en ce qu'il est prévu les moyens suivants
- des convertisseurs de mesure (12), aménagés pour la mesure de données de mesure
qui comprennent au moins une valeur de courant électrique d'un courant électrique
circulant dans le premier circuit (1) après l'alimentation du premier circuit (1)
avec la première tension alternative et avant l'alimentation du second circuit (2)
avec la seconde tension alternative et un angle de phase entre ce courant et la première
tension alternative et au moins une valeur de consommation de puissance globale et
- des moyens de transfert, aménagés pour le transfert des données de mesure aux moyens
de prise en charge de données de mesure (13) de la commande d'aiguillage électronique.
9. Utilisation du système d'entraînement d'aiguillage selon la revendication 8, pour
la détermination de l'état de maintenance d'un aiguillage ferroviaire.