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Forum: Offtopic Anfahrgeräusch bei elektrischen (Schienen-)Fahrzeugen


Autor: P. M. (o-o)
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Beim Anfahren von Zügen oder Strassenbahnen ist oft ein summendes 
Geräusch wahrzunehmen, und zwar noch bevor sie sich bewegen. Woher rührt 
dieses Geräusch? Mechanische Teile können es ja nicht sein, da sich noch 
nichts bewegt und elektronische Teile machen normalerweise ja keinen 
Lärm.

Besonders auffällig ist es beim österreichischen RailJet, der spielt 
eine richtiggehende Tonleiter ab beim Anfahren.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Das wird der Wechselrichter sein, der den Drehstrom erzeugt, der für den 
Antrieb verwendet wird.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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P. M. schrieb:

>der spielt eine richtiggehende Tonleiter ab beim Anfahren.

Das ist Absicht, damit die Frequenzen für das menschliche Ohr nicht 
völlig unangenehm klingen, wenn man sie schon nicht ganz beseitigen 
kann.

Autor: Michael M. (technikus)
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Ich kenne zwar den RailJet nicht, Tonleiter klingt aber ganz klar nach 
dem Umrichter. Moderne Loks, etc. fahren mit Drehstrom-Asynchronmotoren, 
deren Strom von einem Umrichter im Triebfahrzeug kommt. Die Frequenz vom 
Umrichter hört man, wenn Bauteile incl. die Fahrmotore selbst davon 
mechanisch schwingen.
Was Du wohl nicht meinst: Auch bei den Loks ohne Drehstrommotoren hört 
man schon vor dem Anfahren die Kühlgebläse für Trafos und Fahrmotore 
laufen. Deren Lärm ist ein wesentlicher Teil des Betriebsgeräusches.

Servus
Michael

Autor: P. M. (o-o)
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Michael M. schrieb:
> Was Du wohl nicht meinst: Auch bei den Loks ohne Drehstrommotoren hört
> man schon vor dem Anfahren die Kühlgebläse für Trafos und Fahrmotore
> laufen. Deren Lärm ist ein wesentlicher Teil des Betriebsgeräusches.

Ja, die meine ich eigentlich nicht. Kühlgebläse und so weiter erzeugen 
ja auch einen ganz anderen Ton.

Rufus t. Firefly schrieb:
> Das wird der Wechselrichter sein, der den Drehstrom erzeugt, der für den
> Antrieb verwendet wird.

Das heisst also, der Wechselrichter beginnt die Motoren mit einer 
bestimmten Frequenz zu versorgen, wobei beispielsweise Wicklungen im 
Motor schon zu schwingen beginnen, aber noch keine Vorwärtsbewegung 
erzeugen? Mit zunehmender Leistung kommt dann das Fahrzeug in Bewegung 
und die Frequenz wird aufgrund der nun drehenden Motoren weiter erhöht?


Wilhelm Ferkes schrieb:
> Das ist Absicht, damit die Frequenzen für das menschliche Ohr nicht
> völlig unangenehm klingen, wenn man sie schon nicht ganz beseitigen
> kann.

Und die Motoren stören sich nicht daran, dass die Frequenz ziemlich 
willkürlich geändert wird? Erstaunlich finde ich auch, wie laut der 
Umrichter des (immerhin neuen!) RailJet ist - man hört die Tonleiter 
durch den ganzen Bahnhof, während man andere Loks nur in ihrer 
unmittelbaren Umgebung hört.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Bei Straßenbahnen dürfte es eher eine Pulsweitenmodulation (PWM) sein
denn ein Umrichter.

P. M. schrieb:
> Und die Motoren stören sich nicht daran, dass die Frequenz ziemlich
> willkürlich geändert wird?

Bei besagtem Asynchronmotor mit Umrichter müsste die Frequenz langsam
hochlaufen, mit der Drehzahl des Motors mitlaufend.  Sprunghaft sollte
sie sich nicht ändern.

Autor: Mike Hammer (-scotty-)
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Das Geräusch wird wohl vom Antriebsmotor kommen, genau genommen
vom Magnetfeld das der Motor hat. Der dabei entstehende Fluß hat
eine wechselnde Kraftwirkung zwischen Läufer und Ständerblechpaket
zur Folge, weil da ja ein Luftspalt ist wo sich das Material hin
ausdehnen kann. Auch ist der Aufbau der Wicklung mit dem Ständer
nicht sehr fest, so das hier Schwingungen auftreten können wenn
die Kraft des Magnetfeldes den Leiter gegen den Ständer bewegt.

Autor: Felix K. (flxk)
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Hier mal das Anfahrgeräusch einer Siemens ES64U2

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d...

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Da müßte mal der Klavierstimmer her...

Autor: Ulrich E. (ulrich_e)
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Klingt eher nach Geige

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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P. M. schrieb:

>man hört die Tonleiter durch den ganzen Bahnhof, während man
>andere Loks nur in ihrer unmittelbaren Umgebung hört.

Ich wohne hier etwa 1km von einem kleinen Bahnhof weg, und höre all 
diese Züge. Wenn die Frequenzen nicht auf Tonleiter abgestimmt sind, 
dann läufst du jaulend weg, wie ein Hund. Dabei kann die Tonleiter 
natürlich auch größere Sprünge haben, aber die Töne sollten stimmen.

Vor einiger Zeit, programmierte ich auf einem µC auf einfachste Weise 
Tonfolgen. Und wehe, eine der Frequenzen stimmt da nicht exakt! Das 
klingt dann sofort wie ein extrem verstimmtes Musikinstrument.

Auch ein Telefon mit z.B. 3-Ton-Ruf, hat exakt auf Tonleiter abgestimmte 
Töne.

Wenn es denn irgendwie Energie spart. Aber: Eine extreme 
Geräuschbelästigung für die Umwelt ist sowas schon. Da war es in 
früheren Zeiten wesentlich angenehmer. Was sind denn die genauen Gründe 
für diese lästigen Antriebe?


Felix K. schrieb:

>Hier mal das Anfahrgeräusch einer Siemens ES64U2

Sorry, Dateiformat wird nicht erkannt. Da suche ich jetzt auch nicht 
weiter.

Autor: Ernestus Pastell (malzeit) Benutzerseite
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Autor: Thomas E. (tomedl)
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So klingts, wenn der Schleuderschutz die einzelnen Motoren nachregelt:
Youtube-Video "Taurus macht Musik"

Autor: Mike Hammer (-scotty-)
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Man wird das wohl wegen dem Lärmschutz machen, damit sich nicht so viel
Leute beschweren. Die Straßenbahn hier in der Stadt hat ein lineares
Beschleunigungsgeräusch ohne Tonleiter. Ist akustisch recht angenehm
und das wird auch ein wenig Sinn der Sache sein.

Autor: Mine Fields (Gast)
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Das was man hört ist immer die PWM-Frequenz, egal ob bei Gleichstrom- 
oder Drehstrommotoren.

Die ansteigende Frequenz kommt wahrscheinlich daher, dass im niedrigen 
Drehfrequenzbereich die Verlustleistung aufgrund der schlechten 
Verteilung des Stromes auf die einzelnen Phasen begrenzt werden muss. 
Wenn das Drehfeld schnell genug ist, kann man dann mit einer höheren 
Frequenz arbeiten.

Bei Gleichstrommotoren entfällt das.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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Seid ihr sicher das da Asynchronmaschinen werkeln in der Antriebstechnik 
so auch bei den Aufzügen finden sich immer häufiger 
Wechselrichtergeregelte Synchronmaschinen.

Ich bekomme immerhäufig von verschieden Bausatzlieferantenund 
herstellern gearless Ziehl-Abegg Antriebe.

Zur Fesstellung der tatsächlichsen Phasenlage dienen 
Sinus-Cosinus-Drehgeber.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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@Winfried J.:

Was sind das für Motoren? DC Brushless mit Incrementalgeber?

Jetzt wo du es sagst: Ich hörte die Tonleitern auch schon vor 15 Jahren 
in damals modernsten Aufzügen.

Autor: Thomas E. (tomedl)
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Winfried J. schrieb:
> Seid ihr sicher das da Asynchronmaschinen werkeln...
Ja, es werkeln Asynchronmaschinen.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Autor: Thomas E. (tomedl)
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Kevin K. schrieb:
> letztens gefunden:
> 
http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opus3/volltexte/2...
Wiedermal irgendeine völlig nutzlose Studenten-Erkenntnis. Solch ein 
Schwachsinn interessiert noch nicht einmal die Konstrukteure von 
Triebfahrzeugen.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Ist aber immerhin ein netter Überblick und gemessen an einer 
medizinischen Dis immer noch unheimlich anspruchsvoll.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Thomas E. schrieb:
> Kevin K. schrieb:
>> letztens gefunden:
>>
> 
http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opus3/volltexte/2...
> Wiedermal irgendeine völlig nutzlose Studenten-Erkenntnis. Solch ein
> Schwachsinn interessiert noch nicht einmal die Konstrukteure von
> Triebfahrzeugen.

...immerhin ist dort erklärt, wie Geräusche an den Fahrzeugen entstehen. 
Darum geht es doch hier in dem Thread und nict, was sich irgendjemand 
ausgedacht hat, um diese zu bewerten.
Die verlinkte Arbeit halte ich nach einem groben überfliegen jetzt auch 
nicht wirklich für eine tolle Leistung, ich hab sie eher zufällig auf 
der Suche nach etwas anderem gefunden.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Kevin K. schrieb:
> Thomas E. schrieb:
>> Kevin K. schrieb:
>>> letztens gefunden:
>>>
>>
> 
http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opus3/volltexte/2...
>> Wiedermal irgendeine völlig nutzlose Studenten-Erkenntnis. Solch ein
>> Schwachsinn interessiert noch nicht einmal die Konstrukteure von
>> Triebfahrzeugen.
>
> ...immerhin ist dort erklärt, wie Geräusche an den Fahrzeugen entstehen.
> Darum geht es doch hier in dem Thread und nict, was sich irgendjemand
> ausgedacht hat, um diese zu bewerten.

Eben. Seite 29 steht was zu den Asynchronmaschinen

> Die verlinkte Arbeit halte ich nach einem groben überfliegen jetzt auch
> nicht wirklich für eine tolle Leistung, ich hab sie eher zufällig auf
> der Suche nach etwas anderem gefunden.

Da hat sich trotzdem jemand ziemlich Mühe gegeben. Auch wenn die Arbeit 
anscheinend nur aus Text besteht ohne praktischen Anteil.
Immerhin ist das Ganze sogar als Buch abgedruckt worden.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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bei Promotionsarbeiten herrscht imho eine Publikationspflicht, von daher 
ist der Abdruck garnichtmal etwas besonderes. Ich weiß nicht, ob du 
gerade an einer Hochschule bist, aber wenn ja, dann schau mal in deiner 
Bib nach Dissertationen. Es gibt aber zunehmend Leute, die ihre Diss 
digital veröffentlichen.

Zu dem Aufwand, der hinter der Arbeit steckt, kann ich mangels 
Fachwissen kaum was sagen. Aber sicherlich stecken da auch einige lange 
Nächte drin. Ich habe nur beim Durchblättern nicht das Gefühl gehabt, 
dass der Autor etwas ganz tolles entwickelt.

Autor: Marcus Woletz (mwoletz)
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Auf der ICE-Fanpage gab's mal ein nettes Video, auf dem ein 
ICE-Triebkopf die deutsche Nationahymne spielt. Leider ist die 
ICE-Fanpage down. Woanders habe ich das Video nicht gefunden.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Simon K. schrieb:
> Immerhin ist das Ganze sogar als Buch abgedruckt worden.

Na ja, das ist bei Dissertationen so üblich - auf Kosten des Verfassers.

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