Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer neuartigen transformatorlosen Antriebstopologie für Traktionsanwendungen am Wechselspannungsfahrdraht. Dabei wird dieses grundsätzlich neue Prinzip anhand einer Hochleistungslokomotive für das 15 kV, 16,7 Hz Netz diskutiert. Dieser Transformator ist - vor allem für 15 kV, 16,7 Hz. Netze - groß, schwer, teuer und hat einen schlechten Wirkungsgrad. In dieser Arbeit wird eine völlig neue transformatorlose Konfiguration vorgeschlagen, die Gewicht und Volumen der Antriebskette reduziert und die Effizienz steigert. Nach einer kurzen Beschreibung des Gesamtsystems beschäftigt sich diese Arbeit mit der Motorseite der transformatorlosen Lokomotive. Die dynamischen Gleichungen der Dreistern-Asynchronmaschine, die in dieser Arbeit hergeleitet werden, bilden die Grundlage dieser Arbeit. Darauf basieren die folgenden Untersuchungen wie die Konzeption der Dreistern-Asynchronmaschine, die Pulsmusteroptimierung zur Minimierung der Stromoberschwingungen und die Regelung der Motorseite. Bei der Konzeption der Dreistern-Asynchronmaschine geht es konkret um den Bau einer solchen Maschine. Dabei fällt die Wahl auf eine Dreistern-Asynchronmaschine mit 20 Grad Verdrehung (el.) zwischen den Statorstemen mit ungesehnten Wicklungen. So kann die Isolation zwischen den Sternen vereinfacht werden, da nur Wicklungen eines Sternes in einer Nut liegen. Im weiteren sind die Statorsterne möglichst gut voneinander entkoppelt, so daß die Stromoberschwingungen zwischen den speisenden Wechselrichtern minimiert werden. Auf diesen Überlegungen basierend ist ein 10 kW-Motor für das herunterskalierte Testsystem im Labor gebaut worden, das zur Verifikation der Pulsmusteroptimierung und der Regelung dient. Beim Bau dieses Labormotors ist darauf geachtet worden, daß er repräsentativ für echte Mehrstem-Traktionsmotoren sei.
Neue transformatorlose Schaltungstopologie für Traktionsantriebe auf der Basis von 3-Stern-Asynchronmaschinen
ETH Dissertationen ; 1-286
1999
286 Seiten, Bilder, Tabellen, 54 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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