TU Berlin FG Elektrische Antriebe Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge WS 2009/2010 1 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge • I. Übersicht zu Bahnsystemen – Eingrenzung der Bahnsysteme – Historische Rahmenbedingungen – Konstruktionsbedingte Anforderungen – Betriebsbedingte Besonderheiten – Normen und Zulassungsverfahren – Energieversorgung für Fernbahnen • II. Anforderungen an die Antriebssysteme von Triebfahrzeugen des Nah- und Fernverkehrs (NV, FV) – Grundlagen elektromechanischer Energiewandlung – Bewegungswiderstände und Zugkraft-Diagramm FV – Leistungsauslegung im FV und NV Inhalts-Übersicht (I) WS 2009/2010 2 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge • III. Drehstrom-Antriebssysteme für Gleich- und Wechselstrombahnen – Drehstrom-Antriebssysteme im NV und FV, Pulswechselrichter – Lok-E-Ausrüstungen für Ein- und Mehrsystemanwendungen – E-Ausrüstungen in Straßenbahnen, Metros und U-Bahnen, Energiespeicherung mit „Super-Caps“ • IV.Fahrmotoren – Wechselstrom-Kommutator-Motoren (Netzfrequenz 16 2/3 Hz) – Asynchronmotoren: Funktion, Kenngrößen, Aufbau und Regelung – Moderne Synchronmotoren mit Permanent-Magnet-Erregung Inhalts-Übersicht (II) WS 2009/2010 3 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge • V. Drehmomentübertragung in Bahnfahrzeugen – Antriebsarten • Tatzlagerantrieb • Hohlwellenantrieb, Kardanantrieb • Direktantrieb – Anordnung der Antriebe in den Drehgestellen • Lokomotiven • Regional- und Nahverkehrs-Fahrzeuge • Niederflur-Straßenbahnen – Antrieb an der Haftwertgrenze • VI. Abschluß-Exkursion Inhalts-Übersicht (III) WS 2009/2010 4 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge • I. Übersicht zu Bahnsystemen – Eingrenzung der Bahnsysteme – Historische Rahmenbedingungen – Konstruktionsbedingte Anforderungen – Betriebsbedingte Besonderheiten – Normen und Zulassungsverfahren – Energieversorgung für Fernbahnen • II. Anforderungen an die Antriebssysteme von Triebfahrzeugen des Nah- und Fernverkehrs (NV, FV) – Grundlagen elektromechanischer Energiewandlung – Bewegungswiderstände und Zugkraft-Diagramm FV – Leistungsauslegung im FV und NV Inhalts-Übersicht (I) WS 2009/2010 5 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Bahnen mit Verkehrsaufgaben jjj Standseil-/Kabelbahnen Hoch-/ Einschienenbahn Magnet-Schwebebahnen Stahlschienengeführte Eisenbahn Infrastruktur/ Umwelt/Gesetz Spurweiten Schienenart Freiraum Wettereinfluss Vibrationen Signalsysteme Zulassung Energieversorgung Einsatzarten Fahrzeugarten Lokomotiven Dieseltraktion Fernverkehr Elektrotraktion Regionalverkehr Triebzüge Wechselstrom Nahverkehr Sonderfahrzeuge (Spannung/Frequenz) Gleichspannung Personentransport (Toleranz, Amplitude) Gütertransport Energieübertragung Fahrdraht/Stromschiene WS 2009/2010 6 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Schwebebahn in Wuppertal WS 2009/2010 7 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Antriebseinheit der Wuppertaler Schwebebahn WS 2009/2010 8 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge 1 2 3 1 4 H-Bahn Dortmund WS 2009/2010 1 Lauffläche für seitliche Führungsräder 2 Linienleiter 3 Stromschienensystem 4 Laufflächen für Trag- bzw. Antriebsräder 9 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Monorail-Bahn in Las Vegas WS 2009/2010 10 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge • Einspeiseschiene mit 750 V DC • Pulswechselrichter-gespeiste ASM treiben luftgefederte Gummireifen • vmax= 85 km/h, betriebsmäßig 75 km/h • kleine Kurvenradien (< 60 m) und große Steigungen bis 6% möglich Antriebsprinzip der Monorail-Bahn in Las Vegas WS 2009/2010 11 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Magnetschwebebahn Transrapid auf der Teststrecke in Lathen WS 2009/2010 12 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge 15 kV AC, 16,7 Hz 3 kV DC 25 kV AC, 50 Hz 25 kV AC, 50 Hz 1,5 kV DC 3 kV DC Übersicht der Bahnstromsysteme in Europa WS 2009/2010 13 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Quelle: Andreas Steimel: El. Triebfahrzeuge u. ihre Energieversorgung Beispiele internationaler Spurweiten von Eisenbahnen WS 2009/2010 14 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Mehr als 15 verschiedene ATP Systeme in Europa (Stand 2000) ATB / ATB-NG EBICAB 700 / L10 000 ATB / ATB-NG AWS ATB / ATB-NG EBICAB 900 ATB / ATB-NG TBL ATB / ATB-NG ZUB 123 ATB / ATB-NG TVM KVB ATB / ATB-NG INDUSI/ LZB/ SELCAB ATB / ATB-NG KHP ATB / ATB-NG ASFA / LZB ATB / ATB-NG INDUSI / LZB ATB / ATB-NG EBICAB 700 ATB / ATB-NG EVM ATB / ATB-NG SIGNUM ATB / ATB-NG BACC / RSDD ATB / ATB-NG WS 2009/2010 15 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge E-Lok mit den Antennen aller europäischen Zugsicherungssysteme (schematisch) WS 2009/2010 16 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge DK S F CZ H SK NL FS D, A, CH Quelle: Dr. Ralf Kaminsky, Siemens, transport logistic 2007 Fiktion eines Führerstandes mit allen europäischen Zugsicherungssystemen WS 2009/2010 17 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge jjj Führerstand der Siemens-4-System-Lokomotive BR 189 WS 2009/2010 18 Groteskes Beispiel: 15 unterschiedliche Signallichtkombinationen Ungarn (vorne + hinten) Schweiz (hinten) Rangiersonderzeichen Alle Länder Spitzensignal Quelle: VDB-Vortrag Brüssel 2004 Alle Länder Schlusslicht Schweiz Falschfahrt Tschechien besetztes Triebfahrzeug (vorne+hinten) Dänemark Falschfahrt Niederlande Rangiersonderzeichen Italien Sonderzeichen (Sonderzug) Dänemark (hinten) Frankreich, Norwegen, Tschechien, Belgien (alle vorne+hinten) Rangiersonderzeichen Tschechien Sonderzeichen (Halt) Schweiz Warnsignal Niederlande Warnsignal Schweden Warnsignal Frankreich Warnsignal (gleichzeitiges Blinklicht) WS 2009/2010 Belgien Warnsignal (wechselndes Blinklicht) 19 Zulassungsbehörden in Europa Land Zulassungsbehörde Infrastruktur zugelassene Gutachter Deutschland EBA Müssen vom EBA anerkannt sein DB Netz Schweiz SBB-Infrastruktur BAV Österreich BMVIT ÖBB-Infrstruktur ÖBB Messtechnische Gruppe, VAI Schweden Järnvägsstyrelsen Banverket Norwegen Statens Jernbanetilsyn Jernbaneverket Dänemark Jernbanetilsynet Banestyrelsen DSB Laboratoriet Niederlande IVW Prorail NedTrain Frankreich DTT RFF SNCF Italien RFI CERTIFER CFL DSB Laboratoriet Luxemburg CFL Slowenien Transport and Communications SZ SZDC CD VUZ Tschechien Drazni Urad UTK PKP CNTK Polen (Quelle:VDB-Vortrag Brüssel 2004) WS 2009/2010 20 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge ICE 2 bei der Ausfahrt aus dem Berliner Hauptbahnhof WS 2009/2010 21 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Lok 101 092 vor IC bei der Einfahrt in den Berliner Hauptbahnhof WS 2009/2010 22 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Einfahrt eines Regional Express in den Berliner Hauptbahnhof WS 2009/2010 23 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Elektrischer Regionalzug FLIRT im Bahnhof Basel WS 2009/2010 24 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Neuer DB-Regionalzug BR 442 WS 2009/2010 25 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Combino-Begegnung auf der Magaretenbrücke in Budapest WS 2009/2010 26 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge jjj Neue Flexity-Straßenbahn für Berlin WS 2009/2010 27 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge jjj Neue Münchner U-Bahn (C-Zug) WS 2009/2010 28 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge • I. Übersicht zu Bahnsystemen – Eingrenzung der Bahnsysteme – Historische Rahmenbedingungen – Konstruktionsbedingte Anforderungen – Betriebsbedingte Besonderheiten – Normen und Zulassungsverfahren – Energieversorgung für Fernbahnen • II. Anforderungen an die Antriebssysteme von Triebfahrzeugen des Nah- und Fernverkehrs (NV, FV) – Grundlagen elektromechanischer Energiewandlung – Bewegungswiderstände und Zugkraft-Diagramm FV – Leistungsauslegung im FV und NV Inhalts-Übersicht (I) WS 2009/2010 29 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge jjj Struktur der Bahnstromversorgung in Deutschland WS 2009/2010 30 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge jjj Diverse Freileitungen nahe Hennigsdorf WS 2009/2010 31 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge jjj Ersatzschaltbild einer einfachen Fernbahn-Strecke WS 2009/2010 32 TU Berlin FG EA Elektrische Antriebe für Bahnfahrzeuge Spannungsverlauf längs der Fahrstrecke (idealisiert) WS 2009/2010 33
© Copyright 2024