Traktion (Song, Keil, Wang)

Regelverfahren für 4-Quadranten-Steller bei Traktionsanwendungen

Song, H.-S.; R. Keil (Betreuer: P. Mutschler)

Stand: abgeschlossen

Song, H.-S.; Keil R.; Mutschler P.; van der Weem J.; Nam K.: „Advanced Control Scheme for a Single-Phase PWM Rectifier in Traktion Applications“
IEEE-IAS 2003, 12.-16. Oktober, Salt Lake City, USA

van der Weem J.; Song H.-S.; Mutschler P.: „ New generation IGBT Four-Quadtant-Converter for multi system vehicles using a novel control strategy“
EPE 2003, 02.-04.09., Toulouse, Frankreich

Modelle für die Netzstörstromberechnung bei elektrischen Bahnen

R. Keil (Betreuer: P. Mutschler)

Stand: abgeschlossen

Bei der Auslegung elektrischer Triebfahrzeuge stellt die Einhaltung der Grenzwerte für die ins Netz eingekoppelten Störströme eine wichtige Rahmenbedingung dar. Ist die Einhaltung dieser Grenzwerte nicht gewährleistet, kann es zur Gefährdung der Sicherheit im Bahnbetriebsablauf kommen, weil Sicherungseinrichtungen gestört werden. Während der Zulassung eines neuen Schienenfahrzeugs wird deshalb die Emission dieser Störströme überprüft. Neben dem Fahrzeug selbst beeinflussen aber auch zum Beispiel weitere Fahrzeuge im gleichen Abschnitt sowie das Fahrleitungsnetz selbst die Höhe der Störströme.

Im Verlauf des Projekts (Industrie – Kooperation) wird ein Modell für ein Umrichterfahrzeug und das Fahrleitungsnetz entwickelt. Die Nachbildung des Fahrzeugs beinhaltet unter anderem den Transformator, den Eingangs-Vierquadrantensteller inklusive Regelung und den Zwischenkreis. Das Fahrleitungsnetz wird bis zum Unterwerk und dem nachfolgenden Speiseabschnitt dargestellt. Die Systemsimulation mit Hilfe des erarbeiteten Modells wird durch Messungen beim Industriepartner geprüft und verifiziert.

Stabilitätsprobleme bei Betrieb wechselrichtergespeister Drehstrom-Triebfahrzeuge an Gleichstrom-Bahnnetzen

Prof. Dr.-Ing. K. Hasse, A. Walczyna Ph. D., R. Czernecki M. Sc.

Stand: abgeschlossen

Beim Einsatz von Drehstromlokomotiven unter Verwendung moderner Regelverfahren (Feldorientierung, Direkte Selbstregelung) in Bahnsystemen mit Gleispannungsspeisung (z.B. Polen, Großbritannien) wird häufig die Neigung zu Oszillationen der Fahrdrahtspannung beobachtet, denen bisher nur durch aufwandsbehaftete Vergrößerung des Glättungskondensators auf der Lok begegnet werden konnte. Als Ursache stellt sich eine durch die Antriebsregelung hervorgerufene entdämpfende Wirkung des Wechselrichters auf den Schwingkreis der Speiseseite heraus. Durch Simulation und Eigenwertanalyse konnte die Wirksamkeit eines von den Bearbeitern zur Abhilfe vorgeschlagenen Verfahrens der „aktiven Dämpfung“ nachgewiesen werden, das mit rein regelungstechnischen Mitteln auskommt Eine praktische Erprobung steht in Aussicht.

Hasse, K.; Walczyna, A.; Czarnecki, R.: Input filter stability of drives fed from voltage inverters controlled by direct flux and torque control methods;
IEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol. 143, No. 5, Sept. 1996, page 396-402 (Abstract)

Traktion mit hoher Gleichspannung

Ch. Wang ( Betreuer: R. Jötten )

Stand: Durch Diss. 1995 abgeschlossen

Die Spitzenleistung eines Triebfahrzeuges (Zuges) liegt heute bei 6 MW und wird mit der Hochgeschwindigkeitstraktion weiter steigen. Die heute gebräuchlichen Spannungen an der Fahrleitung, Gleichspannung bis 3 kV oder einphasige Wechselspannungen von 15 kV bis 25 kV haben Nachteile. Eine Gleichspannungen von z.B. 15 kV oder 25 kV an der Fahrleitung würde die meisten dieser Nachteile vermeiden. Dabei wird es notwendig, auf dem Fahrzeug die Spannung auf ca. 3 kV herabzusetzen und anschließend das für die Drehstrommotoren erforderliche dreiphasige frequenz- und amplitudenvariable Spannungssystem zu erzeugen. Eine technisch wirtschaftliche Lösung der letztgenannten Aufgaben ist Ziel dieses Vorhabens.

Wang, Chenghua: „Stromrichter – System für die Traktion mit hoher Gleichspannung an der Fahrleitung.“
D17 Darmstädter Dissertation 1995 (Zusammenfassung)