Triebfahrzeuge, die unter allen in Europa gebräuchlichen Netzspannungen betrieben werden können, sind eine Voraussetzung für einen grenzüberschreitende Bahnverkehr in Europa. Der Beitrag gibt einen Überblick über Stromrichterkonzepte für Ein- und Mehrsystemanwendungen. Einflüsse der Stromrichtertopologie auf die Auslegung des Antriebssystems werden analysiert und Designgrundsätze für Traktionsstromrichter diskutiert sowie der Stromrichter der Weltrekordlokomotive ES64U4 vorgestellt. Im europäischen Fernverkehr herrschen vier Systeme vor: DC 1,5 kV und 3 kV, 1 AC 15 kV, 16% Hz und 1 AC 25 kV, 50 Hz. Die einzelnen Netze sind regional begrenzt, so dass es eine Vielzahl von Systemgrenzen zwischen den Staaten und in manchen Fällen auch innerhalb der Staaten gibt. Lokomotiven und Triebzüge, die in Europa freizügig einsetzbar sein sollen, müssen diese vier Systeme beherrschen. Der Standard-Traktionsmotor ist heute der umrichtergespeiste Asynchron-Käfigläufer-Motor. Durch den Einsatz der Asynchronmaschine können sechsachsige Güter- und Schnellzuglokomotiven mit über 120 t Masse durch vierachsige Universalloks mit unter 90 t ersetzt werden. Zudem vereinfacht die Asynchronmaschine durch den fehlenden Kommutator die Wartung erheblich. Die Entwicklung von Traktionsstromrichtern ist während der vergangenen 20 Jahre durch das Streben nach möglichst einfachen und damit kostengünstigen und zuverlässigen Schaltungstopologien gekennzeichnet. Heute ist der IGBT-Zweipunkt-Stromrichter Stand der Technik für AC-, DC- und Mehrsystemstromrichter für 750 V, 1500 V und 3 000 V DC-Netze. Für Mehrsystemstromrichter im Hochleistungsbereich gibt es auch bei aktuellen Triebfahrzeugen unterschiedliche Konzepte. Die einfachste Topologie ist der Mehrsystem-Stromrichter ohne DC-Eingangssteller, welcher für AC und DC 750 V sowie AC und DC 1500V Stand der Technik ist. Der Nachteil dieser Topologie ist der weite Bereich der Zwischenkreisspannung im DC-Betrieb. Dies führt zu größeren Worstcase-Motorverlusten und dadurch zu einem etwas größeren Motor. Während sich im unteren Leistungsbereich das Prinzip des Kompaktumrichters als kostengünstige Standardlösung durchgesetzt hat, erlauben Phasenbausteine die flexible Realisierung modularer Hochleistungsstromrichter.


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    Title :

    Grenzenloser Verkehr. Stromrichterkonzepte für Mehrsystemlokomotiven und -triebzüge


    Contributors:

    Published in:

    Antriebstechnik ; 46 , 3 ; 26-33


    Publication date :

    2007


    Size :

    7 Seiten, 15 Bilder, 12 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





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