In der Arbeit wird die Entwicklung eines elektromechanischen Modells für einen Lokomotivantrieb beschrieben. Motivation für die Erstellung des Modells ist dabei die Untersuchung der ausnutzbaren Zugkraft, welche abhängig ist von der Geschwindigkeit der Lokomotive, dem Zustand von Rad und Schiene sowie der Effektivität des zum Einsatz kommenden Kraftschluß-Regelungsverfahrens. Nach einer Beschreibung des grundlegenden Aufbaus eines Lokomotivantriebs und der Abhängigkeit des Haftwerts von der Geschwindigkeit sowie der Abhängigkeit des Kraftschlusses vom Schlupf wird die Entwicklung von einfachen Schleuderschutzgeräten bis zu modernen Kraftschlußregelverfahren neuster Art dargestellt. Es wird ein Modell eines Lokomotivantriebs vorgestellt, das den elektrisch-regelungstechnischen sowie den mechanischen Teil des Antriebs einer Achse nachbildet. Der physikalischen Beschreibung der Struktur des Modells folgt die Darstellung der Eigenschaften im Frequenzbereich. Am Beispiel eines implementierten Kraftschlußreglers wird die Nützlichkeit des Modells für Simulationen im Zeitbereich gezeigt. Die allgemein festgestellte Diskrepanz zwischen gemessenen und theoretischen Verläufen von Kraftschlußkennlinien wird teilweise aufgeklärt. Ferner werden neue Verfahren zur Identifikation der Parameter Haftwert und Schlupf mit Hilfe eines neuartigen Beobachters auf Basis des Newton-Verfahrens entwickelt. Mit Hilfe des Lokmodells wird die Leistungsfähigkeit des Beobachters überprüft und mit einem klassischen Kalman-Filter verglichen. Die Grenzen des Einsatzes hinsichtlich der Schätzung von Haftwert und Schlupf werden aufgezeigt. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wird ein Konzept für eine weitergehende Auswertung der Schätzgrößen mit Hilfe der Kreuzkorrelation vorgestellt, mit dessen Hilfe Betrieb des Antriebs im Bereich abfallenden Kraftschlusses vermieden werden kann.
Elektromechanisches Modell für eine Lokomotive
Electro-mechanical model of a locomotive
1998
157 Seiten, 104 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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