Im Bereich der Eisenbahntechnik führt die Traktionsenergieversorgung über 16,7 Hz Transformatoren zu hohen Gewichten, großen Volumina und mäßigen Wirkungsgraden. Die vorliegende Arbeit behandelt ein im Vergleich zu dieser konventionellen Topologie innovatives Einspeisesystem, das insbesondere in diesen Punkten eine deutliche Verbesserungen verspricht. Ausgehend von der vorhandenen Technologie werden alternative Einspeisesysteme beschrieben, wobei das System des Multi-Modul-Umrichters mit Mittelfrequenztransformator die größten Vorteile verspricht. Hierbei wird mit Hilfe einer kaskadierten leistungselektronischen Schaltung die Transformatorfrequenz von der Netzfrequenz entkoppelt, so daß der Transformator für eine günstigere Grundfrequenz von 400 Hz ausgelegt werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wird dabei neben der theoretischen Machbarkeit dieses Systems auch die technische Realisierung anhand einer 1 MVA Testanlage beschrieben und durch Messungen dokumentiert. Die leistungselektronischen Stromrichter sind auf Basis von Hochvolt-IGBTs mit 3,3 kV Sperrspannung aufgebaut. Deren speziellen Charakteristiken ist ein Kapitel gewidmet. Eine weitere Schlüsselkomponente stellt der 400 Hz Transformator mit einer Sekundärwicklung und sechzehn Primärwicklungen dar. Seine Auslegung und Messungen zur Bestimmung der Symmetrie und des Wirkungsgrades werden beschrieben. Neben den genannten Komponenten prägt insbesondere die Regelung die Eigenschaften des Einspeisesystems. Sie kann in zwei Teilbereiche unterteilt werden, wobei einer den netzseitigen Eingangskreis und der andere den Transformatorkreis betrifft. Der netzseitige Regelkreis bestimmt neben dem Leistungsfluß auch die Netzrückwirkungen und wird daher eingehend betrachtet. Die Regelung des Mittelfrequenzkreises berücksichtigt Unsymmetrien des Transformatorkreises. Verschiedene Varianten zu deren Kompensation werden untersucht. Ein abschließendes Kapitel vergleicht die Kenndaten des neuen Systems mit denen der konventionellen Topologie und gibt einen Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen.
Massearme Energieversorgung für Traktionsanwendungen
TENEA Wissenschaft ; 1-167
2002
167 Seiten, Bilder, Tabellen, 98 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Intelligente Lithium-Ionen Hochleistungsbatterie für Traktionsanwendungen
Tema Archiv | 2007
|Die Vernier-Maschine als Direktantrieb für Traktionsanwendungen
TIBKAT | 2023
|