Forum: Fahrzeugelektronik Bahn Motorumrichter Zwischenkreis


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von M. H. (bambel2)


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Guten Tag,

nachdem ich letzte Nacht mit dem Zug liegengeblieben bin und etwas Zeit 
hatte darüber nachzudenken kam mir eine Frage in den Kopf, die ich so 
noch nicht im Internet klären konnte:

Ein Zug wird ja mit 16,7 Hz Wechselstrom einphasig versorgt (normales DB 
Netz). Mal klasisch überlegt bräuchte der Motorumrichter ja einen 
DC-Zwischenkreis, aus dem er dann wieder die 3 Phasen für den Motor 
generiert.

Da man ja nur einphasig  und mit niedriger Frequenz versorgt, bräuchte 
man eine sehr große Kapazität in diesem Zwischenkreis. Aber ich kann mir 
bei den Platzverhältnissen in einem Zug jetzt nicht vorstellen, dass da 
irgendwo ein 15kV 10mF Kondensator eingebaut ist, der genug 
Belastbarkeit hat um teilweise Megawatt Leistungsaufnahme zu stützen, 
oder doch?

Weiß zufällig jemand wie das grob gelöst ist? Hat man dort überhaupt 
einen reinen DC Zwischenkreis? Oder transformiert man die Bahnspannung 
signifikant herunter bevor man in den Umrichter geht?

Wäre schön, wenn jemand etwas Licht ins Dunkle bringen kann.

EDIT: Vermutlich ist das hier das falsche Unterforum. Also ggf. bitte 
nach "Fahrzeugelektronik" verschieben.

: Verschoben durch Moderator
von Christian K. (christian_rx7) Benutzerseite


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Such mal nach Traktionsumrichter.
Dürften je anch Leistungsklasse mit etwa 2kV DC arbeiten und 
Zwischenkreiskondensatoren haben.

Soweit ich mich erinnern kann, gibt es auch FUs welche ohne 
Zwischenkreis auskommen, nur der Name fällt mir nicht mehr ein.

von H. H. (hhinz)


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Man verwendet keinen Gleichspannungszwischenkreis, sondern einen 
Gleichstromzwischenkreis, also keinen Kondensator, sondern eine Drossel. 
Die bringt auch gleich ordentlich Gewicht, was so eine Lok ja sowieso 
benötigt.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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H. H. schrieb:
> Man verwendet keinen Gleichspannungszwischenkreis, sondern einen
> Gleichstromzwischenkreis, also keinen Kondensator, sondern eine Drossel.

Das ist aber schon sehr lange her. M.E. besitzen alle (modernen) 
Traktionsumrichter Gleichspannungszwischenkreise, bei denen aber auch 
Drosseln zur Glättung eingesetzt werden, oft in Saug- oder Sperrkreisen.

> Die bringt auch gleich ordentlich Gewicht, was so eine Lok ja sowieso
> benötigt.

Oh, diese Zeiten sind auch schon lange vorbei, in Zeiten von 
Mikroschlupfregelung und el. Schleuderschutz. Heute hat man eher das 
Problem, dass moderne Lokomotiven nur 4 Achsen besitzen dürfen und die 
Achslast nicht (weit) über 20t kommen sollte.

Grüßle,
Volker

von H. H. (hhinz)


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Volker B. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Man verwendet keinen Gleichspannungszwischenkreis, sondern einen
>> Gleichstromzwischenkreis, also keinen Kondensator, sondern eine Drossel.
>
> Das ist aber schon sehr lange her.

Das war als Ergänzung zu Christians Antwort gedacht.

von S. Landolt (Gast)


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aus 'Baureihe 101' (Karl Gerhard Baur, GeraMond):
Kenndaten Stromrichter:
Regelspannung im Zwischenkreis: 2800 V
Nennstrom: 2* 1280 A
Taktfrequenz: 183.3 Hz
Maschinenfrequenz: 0 - 130 Hz
Maschinenspannung: 2* 2190 V
Maschinenstrom: 2* 630 A
Wechselrichter Taktfrequenz: 250 Hz
Gewicht mit Kühlflüssigkeit: 3900 kg

Zum konkreten Aufbau und die Größe der Bauteile macht der Autor leider 
keine Angaben; es gibt nur ein allgemeines Schema.

von KFZ (Gast)


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Kommt ganz auf den Typ an... Aber wenn ein Spannungszwischenkreis 
vorhanden ist, was auf die meisten modernen zutrifft, dann:
- entweder wirklich so viel Kapazität, dass der Rippel klein genug ist 
(im Bereich zig mF)
- zusätzlich mit Saugkreis (abgestimmt auf doppelte Netzfrequenz)

von Käferlein (Gast)


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M. H. schrieb:
> Da man ja nur einphasig  und mit niedriger Frequenz versorgt, bräuchte
> man eine sehr große Kapazität in diesem Zwischenkreis.

Es macht ja nichts, wenn die Zwischenkreisspannung dem
Gleichrichtwert folgt. Es genügt ja, wenn die PWM Brücke
dann arbeitet, wenn die Zwischenkreisspannung über dem
Scheitelwert der Motorspannung liegt. Die Spannungsänderung
der Zwischenkreisspannung wird dann durch entgegenwirkenden
PWM-Modulationsgrad aufgehoben.
Natürlich hat man dann keine Traktion während der Nulldurchgänge.
Aber damit kommen die Lokomotiven ohne Umrichter ja auch klar.

von Maxe (Gast)


Angehängte Dateien:

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KFZ schrieb:
> - zusätzlich mit Saugkreis (abgestimmt auf doppelte Netzfrequenz)

Hab mir das auf Wikipedia mal angeschaut, dort wird das angehängte Bild 
gezeigt. Mir scheint das in der Anwendung parallel zum Verbraucher nicht 
ganz sinnvoll. Ist das tatsächlich so oder ist beim Traktionsumrichter 
dann der Kondensator C aus dem Bild der Zwischenkreiskondensator? Dann 
wäre die Last parallel zu C und der Gleichrichter wahrscheinlich dem 
ganzen Gebilde vorgeschalten?

Bildquelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Saugkreis

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Sind Gleichstromzwischenkreise mit Saugkreisen. Wie das genau berechnet 
ist und wieviel Bumms das bei 1,5..3kV noch liefert keine Ahnung, aber 
muss wohl genug sein.

Ältere Loks mit Einphasen-Reihenschlussmaschinen haben solche 
Spielereien nicht. Da geht der Strom direkt aus dem Trafo über 
Wendeschütze und vielleicht noch eine Phasenanschnittsteuerung in die 
Fahrmotoren. Die wesentliche Leistungssteuerung wird über ein 
Hochspannungsschaltwerk (auf der 15kV Seite des Trafos) realisiert. Es 
gab auch Loks mit Niederspannungsschaltwerk, aber das war wegen der dort 
sehr hohen Ströme keine so gute Idee und hat z.B. der BR141 Spitznamen 
wie "Knallfrosch", "Sektkorken" oder "Schießbude" eingebracht.

Wenn eine BR112 oder seriengleiche Lok mit hoher Leistung anfährt, merkt 
man die Schwingungen durch die 16,7Hz auf dem Bahnsteig.

Gibt auch moderne Loks mit 6 Achsen, bswp. die Stadler Eurodual.

von KFZ (Gast)


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Maxe schrieb:
> Hab mir das auf Wikipedia mal angeschaut, dort wird das angehängte Bild
> gezeigt. Mir scheint das in der Anwendung parallel zum Verbraucher nicht
> ganz sinnvoll. Ist das tatsächlich so oder ist beim Traktionsumrichter
> dann der Kondensator C aus dem Bild der Zwischenkreiskondensator? Dann
> wäre die Last parallel zu C und der Gleichrichter wahrscheinlich dem
> ganzen Gebilde vorgeschalten?

Er ist tatsächlich parallel zur Last. Und parallel zu einem zusätzlich 
vorhandenen ("kleineren") Zwischenkreis. Am Zwischenkreis angeschlossen 
ist einersetz der Motorstromrichter und auf der anderen Seite ein 
Netzstromrichter (aka Gleichrichter), der via Trafo an die Fahrleitung 
kommt.
Als Beispiel beim retrofittierten ICE1: 
https://library.e.abb.com/public/fa10e875134448b5be22d81413743866/BORDLINE%20PDS%20CC1500%20AC_15kV_M_2400%20ICE1%20RevC%20EN.pdf

von Matthias S. (mat-sche)


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Ben B. schrieb:
> Ältere Loks mit Einphasen-Reihenschlussmaschinen haben solche
> Spielereien nicht. Da geht der Strom direkt aus dem Trafo über
> Wendeschütze und vielleicht noch eine Phasenanschnittsteuerung in die
> Fahrmotoren. Die wesentliche Leistungssteuerung wird über ein
> Hochspannungsschaltwerk (auf der 15kV Seite des Trafos) realisiert. Es
> gab auch Loks mit Niederspannungsschaltwerk

Schöne hier diese Zeilen zu lesen und endlich mal mitreden können!

ALSO....

BR143/112 und 155'er (Maschinen aus Hennigsdorf) besitzen eine 
Leistungsteuerung über die Trafoanzapfungen, die über ein 
Hochspannungs-Thyristor Schaltwerk - Steuerung durchgeklimpert wurde. 
Einmal hat es mir das Schaltwerk  zerhauen, da hat wohl ein Thyristor 
nicht richtig gezündet und die Hälfte vom Maschinenraum war danach 
voller Öl :D.
Im ganzen waren das nette Loks, dem damaligen "Westen" etwas voraus. 
Voll automatisierte Geschwindigkeits/ -Lastreglung und Drehstrom on 
Board.

BR110/145 waren alte Klimperkarren... Da wurde die Leistung auf der 
Niederspannungsseite (Leistungsschaltwerk) durch Schützen gesteuert. Bei 
Leistungsabwurf war es ein wahres Funkengewitter :)
Die hatte ich nicht so gern unter meinem Arsch... dreckig und noch mit 
Baumwollummantelte Steuerleitungen....

Später dann in Dessau, kamen noch die 101er etc. bis heute so einige 
weitere Drehstromer, bis hin zum ICE, aber da war ich nicht mehr dabei 
;)

von Arno (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> BR143/112 und 155'er (Maschinen aus Hennigsdorf) besitzen eine
> Leistungsteuerung über die Trafoanzapfungen, die über ein
> Hochspannungs-Thyristor Schaltwerk - Steuerung durchgeklimpert wurde.
> Einmal hat es mir das Schaltwerk  zerhauen, da hat wohl ein Thyristor
> nicht richtig gezündet und die Hälfte vom Maschinenraum war danach
> voller Öl :D.
> Im ganzen waren das nette Loks, dem damaligen "Westen" etwas voraus.
> Voll automatisierte Geschwindigkeits/ -Lastreglung und Drehstrom on
> Board.

Sie waren ja auch 10+ Jahre jünger als die zu ihrer Zeit neuesten 
West-Entwicklungen (103, 111, 151), was zu der Zeit im Bereich der 
Leistungselektronik viel ausgemacht hat.

MfG, Arno

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Matthias S. schrieb:
> Im ganzen waren das nette Loks, dem damaligen "Westen" etwas voraus.

So weit ich weiß wurde die DR-Baureihe 143 bei der DR ab 1983/84 
eingeführt. Zu dem Zeitpunkt setzte die DB schon Loks der Baureihe 120 
ein,
die mit ihren Drehstromantrieben deutlich moderner waren.

> ...und Drehstrom on Board.

Laut Wikipedia hat die Baureihe 143 einen Einphasen-Reihenschlussmotor.

rhf

von Arno (Gast)


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Roland F. schrieb:
> Hallo,
> Matthias S. schrieb:
>> Im ganzen waren das nette Loks, dem damaligen "Westen" etwas voraus.
>
> So weit ich weiß wurde die DR-Baureihe 143 bei der DR ab 1983/84
> eingeführt. Zu dem Zeitpunkt setzte die DB schon Loks der Baureihe 120
> ein,
> die mit ihren Drehstromantrieben deutlich moderner waren.

Verwechsel nicht Prototypen (143: 1982, 120: 1979) und Serie (143: ab 
1984, 120: ab 1987)

Aber ja, die relativ wenigen 120 und auch der erste ICE waren 
antriebstechnisch dann deutlich moderner als die Großserie der 143.

MfG, Arno

von Elektrofan (Gast)


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Grundproblem:

1.) Man will natürlich einen guten Leistungsfaktor haben,
    auch nicht so viele Oberschwingunggströme.
2.) Ein einphasiger Wechselstrom liefert bekanntlich
    Leistung mit doppelter Netzfrequenz an die Last
    (so sie denn rein reell ist, andernfalls pendelt noch ein Teil hin-
    und her -Blindleistung-).
3.) Eine Drehstrommaschine entnimmt dem speisenden 3~Netz (im Idealfall)
    eine insgesamt konstante Leistung
    (in jedem Strang wiederum Leistung mit doppelter Netzfrequenz).

Um dem einigermassen gerecht zuwerden, sieht man im Zwischenkreis,
wie o.a., einen Saugkreis (Reihenresonanzkreis) mit 2*16,7 Hz 
Resonanzfrequenz vor:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/571144/Saugkreis.png

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die elektrische Antriebstechnik des ICE 1 dürfte in weiten Teilen von 
der BR120 übernommen sein, die ja quasi das Versuchskaninchen für den 
ICE war wenn man sich die Entwicklungszeiträume anschaut.

Die BR143 (und serienverwandte) ist auch ein ganz guter Wurf, sonst 
wären die Dinger jetzt nicht fast 40 Jahre lang im Einsatz gewesen. Und 
das, obwohl die seit der Wende fast nur noch Regios bedient haben. Das 
ist ein recht schweres Einsatzgebiet, weil die Lok fast die ganze Zeit 
nur vor die Fresse bekommt. Der BR103 ist das z.B. gar nicht bekommen 
und hat zu massiv erhöhtem Verschleiß geführt.

Die heute so gelobte BR101 hatte am Anfang auch ihre Probleme. Sie 
sollte besonders kostengünstig sein und trotzdem hohe Leistung bringen. 
Daß sich dieses Konzept als eher schwierig herausstellte, kann man sehr 
gut an ihrem Spitznamen "Schönwetterlok" erkennen. Die Baureihe soll 
auch bereits in den nächsten Jahren ausgemustert werden und wird damit 
nicht ganz so alt wie die BR143 und deren Derivate, obwohl sie 
eigentlich als Universallok ausgelegt war, die man auch im Güterverkehr 
hätte einsetzen können.

von Matthias S. (mat-sche)


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Roland F. schrieb:
> So weit ich weiß wurde die DR-Baureihe 143 bei der DR ab 1983/84
> eingeführt. Zu dem Zeitpunkt setzte die DB schon Loks der Baureihe 120
> ein,
> die mit ihren Drehstromantrieben deutlich moderner waren.

=> das ist wohl wahr, waren es aber nur um die 60 Stück. Und die 
Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit waren nicht so pralle (Aussage unserer 
Abnahme-Lokführer) Auch wenn sie die ersten Drehstromloks auf der Welt 
waren.
Persönlich hatte ich keine in der Instandhaltung gesehen.

>> ...und Drehstrom on Board.
>
> Laut Wikipedia hat die Baureihe 143 einen Einphasen-Reihenschlussmotor.

=> das stimmt, aber alle andere Hilfsantriebe liefen über Drehstrom 
(Kompressor, Lüfter...)

von Matthias S. (mat-sche)


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Arno schrieb:
> Verwechsel nicht Prototypen (143: 1982, 120: 1979) und Serie (143: ab
> 1984, 120: ab 1987)
>
> Aber ja, die relativ wenigen 120 und auch der erste ICE waren
> antriebstechnisch dann deutlich moderner als die Großserie der 143.

Danke!
Aber ich wollt keine Diskusion zu gut - nicht so gut führen.
In der Instandhaltung waren die DDR Modelle einfach schöner zu händeln, 
klar auch geschuldet der Baujahre.
Erstaunlicher ist, dass heute noch 110/140 unterwegs sind.... respekt! 
:)

Und nun zurück zum Thema! Und leider kann ich da nichts mehr mit 
hinzufügen. Meine Zeiten als Abnahmeprüfer sind vorbei. Und ja, auch die 
Leistungselektronik wird in dem Werk gemacht.
CU MAT

von Elektrofan (Gast)


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> Die Baureihe soll
> auch bereits in den nächsten Jahren ausgemustert werden und wird damit
> nicht ganz so alt wie die BR143 und deren Derivate, obwohl sie
> eigentlich als Universallok ausgelegt war

Die BR 120 sollte das angeblich auch schon sein.
Von deren Konzept

5,4 MW Leistung,
Höchstgeschwindigkeit 200 km/h,
Feldschwächbetrieb ab ca. 115 km/h (sagte mir ein Lokomotivführer)

war das auch plausibel.

Es gab dann wohl u.a. mechanische (Verschleiss-)Macken, dann kam
die "Wende" und damit die
(volkswirtschaftlich und bahntechnisch eher kontraproduktive)
Aufteilung der "Bahn" in Personen- und Güterverkehr hinzu.
---
Jetzt sollen für schlappe 19 Milliarden neue Züge gekauft werden!
https://www.tagesschau.de/wirtschaft/unternehmen/deutsche-bahn-investitionen-fahrgastzahlen-101.html

Als wenn DAS die Lösung wäre!

[Schreibt einer, dessen Examen sich mit Bahnstromversorgung
(im Nahverkehr) auseinandergesetzt hatte, der sich (auch) privat
seit  50 J. mit derartiger Thematik befasst hatte.)

von Lokomoteufelchen (Gast)


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Elektrofan schrieb:
> Jetzt sollen für schlappe 19 Milliarden neue Züge gekauft werden!
> 
https://www.tagesschau.de/wirtschaft/unternehmen/deutsche-bahn-investitionen-fahrgastzahlen-101.html
>
> Als wenn DAS die Lösung wäre!
>
> [Schreibt einer, dessen Examen sich mit Bahnstromversorgung
> (im Nahverkehr) auseinandergesetzt hatte, der sich (auch) privat
> seit  50 J. mit derartiger Thematik befasst hatte.)

Wie überall sitzen nun auch dort die Universalgenies an den Hebeln und 
geben das Geld anderer Leute mit vollen Händen aus.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die BR120 hat Drehstrommotoren, sie ist die erste in Serie gebaute Lok 
mit Drehstrom-Elektroantrieb (aus einem einphasigen Fahrdraht).

Feldschwächebetrieb gibts bei Reihenschlussmaschinen und wird gemacht um 
den Rotorstrom bei hohen Drehzahlen anzuheben. Damit erreicht man eine 
höhere Leistung bei hohen Drehzahlen bzw. eine höhere 
Endgeschwindigkeit.

Der Trend im Fahrgastbetrieb geht doch schon seit dem ICE zu Triebzügen, 
siehe Quietschi und Hamsterbacke. Die Dinger sind nunmal 
billiger/einfacher als lokbespannte Züge und fahren sich wie 'ne bessere 
S-Bahn. Die darauf eingesetzten Lokführer brauchen nicht mal mehr 'ne 
Bremsprobeberechtigung.

: Bearbeitet durch User
von Arno (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>> Die Baureihe soll
>> auch bereits in den nächsten Jahren ausgemustert werden und wird damit
>> nicht ganz so alt wie die BR143 und deren Derivate, obwohl sie
>> eigentlich als Universallok ausgelegt war
>
> Die BR 120 sollte das angeblich auch schon sein.
> Von deren Konzept
>
> 5,4 MW Leistung,
> Höchstgeschwindigkeit 200 km/h,
> Feldschwächbetrieb ab ca. 115 km/h (sagte mir ein Lokomotivführer)
>
> war das auch plausibel.

Ja, die 120er hatten aber zum einen eher noch Prototypen-Charakter, zum 
zweiten deutlich weniger Leistung als die 101.

Ben B. schrieb:
> Feldschwächebetrieb gibts bei Reihenschlussmaschinen und wird gemacht um
> den Rotorstrom bei hohen Drehzahlen anzuheben. Damit erreicht man eine
> höhere Leistung bei hohen Drehzahlen bzw. eine höhere
> Endgeschwindigkeit.

Bei Synchronmotoren ist das ein etwas anderer Effekt: Bis zur 
Nenndrehzahl steigt die Spannung mit der Frequenz (U/f ist konstant), ab 
der Nenndrehzahl bleibt die Spannung konstant.

Mechanisch sieht das aber ähnlich aus: Bis zur Nenndrehzahl ist das 
Moment (näherungsweise) konstant, ab der Nenndrehzahl die Leistung.

MfG, Arno

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Gut, kann man vielleicht so auslegen, ich empfinde das eher als 
kurzzeitige Überlastung der Fahrmotoren wenn man sie anfangs mit mehr 
Spannung betreibt als eigentlich zur Frequenz passen würde.

Die Fahrmotoren der BR120 sind Drehstrom-Asynchron. 
Drehstrom-Syncronmotoren gibts aber auch, z.B. in einigen Varianten des 
TGV.

Es ist auch ein weit verbreiteter Trugschluss, daß die Leistungsabgabe 
einer Lok beim Anfahren aus dem Stand am höchsten wäre. In Wirklichkeit 
steigt die Leistung mit der Fahrgeschwindigkeit an, während die Lok mit 
konstanter Zugkraft beschleunigt. Beim Erreichen der Höchstleistung wird 
diese gehalten (in Abstufungen auch Stundenleistung und Dauerleistung) 
und die Zugkraft nimmt ab, der Zug beschleunigt ab da immer langsamer. 
Kann man sehr gut beobachten wenn vorwiegend ältere Dieselloks zu 
übermütig anfahren - dann rieselt's Briketts und an den Rädern fliegen 
die Funken. Oder auch Dampfloks, die kennen gar keinen Schleuderschutz.

von A-Freak (Gast)


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@BenB

Die Hamsterbacken sind ja noch erträglich, aber die neuen ET1440 heulen 
mit der PWM vom Fahrstrom daß es in manchen Sitreihen schon anstrengend 
wird sich auf ein Gespräch zu konzentrieren. Da dnkt man schon man sitzt 
jetzt in einer Straßenbahn

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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ET1440? Waren das nicht sowieso nur bessere Straßenbahnen, denen die 
Motoren frühzeitig um die Ohren fliegen wenn ich das korrekt in 
Erinnerung habe? Mit so einem Schrotthaufen bin ich noch nicht gefahren.

Allerdings hat die S-Bahn Berlin mit der BR481 eigene fahrbare 
Schrotthaufen mit ähnlichen Problemen, oder sogar noch mehr. Die Dinger 
werden wegen dem grandiosen Sound ihrer Fahrmotoren auch als Kreissägen 
bezeichnet, wahlweise auch als Heulbojen oder Fliegeralarm. Das hat in 
den Anfangsjahren zu vielen Beschwerden geführt, inzwischen sind die 
Anwohner an den Strecken alle taub und die Beschwerden gehen langsam 
zurück. Ein besonderes Merkmal dieser Antriebstechnik war auch, daß die 
Kühlventilatoren im Winter Flugschnee direkt in die Leistungselektronik 
pusteten, was diese verständlicherweise mit einem herzhaften Knall und 
Traktionsverlust quittierte. Dazu kamen massive Probleme mit den Bremsen 
und gebrochenen Rädern (ja, sowas passiert hier wirklich), weswegen die 
Gesindelcontainer nur noch 80 km/h anstelle der anvisierten 100 fahren 
dürfen. Es wurden Stimmen laut, daß der Mülleimer aufgrund seiner zu 
schwachen Bremsleistung bereits ein paar Jahre nach seiner Einführung 
gar nicht mehr zulassungsfähig gewesen wäre.

Nee ehrlich, die Dinger waren ein kompletter Griff ins Klo, der viel 
Kosten und monatelanges Chaos verursacht hat. Man wäre besser bei den 
alten ET165 und ET167 geblieben. Darin hat man sich zwar im Sommer zu 
Tode geschwitzt und im Winter sind einem Ohren und Finger abgefroren 
während Arsch und Beine verbrannten - aber gefahren sind die Dinger 
immer. Oder die BR485 (a.k.a. Coladose) war auch kein schlechter 
Entwurf, der meiner Meinung nach aber aus politischen Gründen 
eingestampft wurde und heute leider aufgrund geänderter Betriebsführung 
und neuen Zugbeeinflussungssystemen nicht mehr zeitgemäß ist.

: Bearbeitet durch User
von Ich bin kein Berliner (Gast)


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Hallo

Ben B. schrieb:
> Allerdings hat die S-Bahn Berlin mit der BR481 eigene fahrbare
> Schrotthaufen mit ähnlichen Problemen, oder sogar noch mehr....

na ja - der beste Wirkungsgrad  in Zusammenhang mit einer passenden zum 
jeweiligen Betrieb (hier: Geringe Höchstgeschwindigkeit bei hohen 
Beschleunigungsvermögen, kräftiges Bremsen bei möglichst langer Nutzung 
der Rückeinspeisung ins Netz und und das sehr häufig in kurzen 
Abständen) hat nun mal eine optimale PWM Frequenz.
Die liegt leider nun mal in ihren sekundären Auswirkungen (Oberwellen, 
Schwingungsanregung bei anderen Bauteilen)  nun mal im Hörbereich - odt 
sogar dort wo man besonders "gut" hört und das sind dummerweise auch die 
"neveristen" Bereiche (hat wohl auch was mit kreischenden Babys zu tun - 
die Evolution ist halt Schnarch lahm und meint noch immer der 
Säbelzahntiger holt sich gerade den Nachwuchs...).

Hinzu kommt:
Die einzelne Fahrzeuge dürfen "nichts" Kosten - wobei das "nichts" immer 
noch bei sehr deutlich über 1 Millionen gerne aber auch mal über 3 
Millionen  Euro pro Fahrzeug (!) bedeutet.
Die Laufenden Kosten sind nebenbei auch heftig.

Dann haben Hersteller volle Auftragsbücher aber gleichzeitig herrscht 
eine große Konkurrenz, die trägt aber auch nicht dazu bei das die Preise 
geringer werden.
Chinesische oder andere von Europa (Deutschland) total unabhängige 
Hersteller die bessere Preise bieten könnten sind "Pfui" und sind 
zumindest in Deutschland nicht beliebt und fallen (fast) immer heraus.
Die Kosten müssen letztendlich vom Steuerzahler (halt teilweise über 
Umwege) und den Fahrgästen genutzt werden - und die meckern und jammern 
bei sich jeder bietenden Gelegenheit - der Fahrpreis kann nicht 
annähernd kosten-deckend sein um akzeptiert zu werden -in Berlin erst 
recht nicht - ich rate jeden Berliner sich mal in anderen -Regionen und 
Städte umzuschalten was die Fahrpreise im Nahverkehr betrifft).

So und jetzt weis "jeder" Techniker:
Mann kann Frequenzumrichter bzw. Traktionsumrichter und Antriebe relativ 
Leise das in weniger störenden Frequenzbereich bekommen - aber eben auf 
kosten des Wirkungsgrades und mit vielen für die eigentlich Funktion 
(ein Fahrzeug soll in sinnvoller Weise bewegt werden) unnötigen, großen 
und teuren Bauteilen die selbst wiederum oft Überwachungselektronik, 
Kühlmaßnahmen usw. benötigen.

Also sollen die Leute die direkt an der Bahnstrecke meinen Wohnen zu 
müssen (wahrscheinlich weil schön Preiswert ist und man schnell in der 
"großen Stadt" ist...) schön still sein und mit den Gegebenheiten leben.
Es ist niemanden Verboten umzuziehen...
Diese Meckerklientel wird das aber nicht machen und lieber dann  noch 
gleichzeitig herum heulen das sie soviel Steuern bezahlen muss und die 
Fahrpreise nach zwei Jahren um heftige 3,x% gestiegen sind...

von thomas_at (Gast)


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Tag!
Ben B. schrieb:
> Die BR120 hat Drehstrommotoren, sie ist die erste in Serie gebaute Lok
> mit Drehstrom-Elektroantrieb (aus einem einphasigen Fahrdraht).
>
> Feldschwächebetrieb gibts bei Reihenschlussmaschinen und wird gemacht um
> den Rotorstrom bei hohen Drehzahlen anzuheben. Damit erreicht man eine
> höhere Leistung bei hohen Drehzahlen bzw. eine höhere
> Endgeschwindigkeit.

Feldschwächbetrieb gibt es auch bei Asynchronmotoren. Ansonsten wäre die 
hohe Drehzahl aufgrund der Gegen-EMK nicht möglich.

Ab einer bestimmten Geschwindigkeit -meistens um die 100km/h- geht der 
Antrieb von konstanter Zugkraft auf konstante Leistung über, zu erkennen 
in einem Zugkraftdiagramm wie zB hier:
https://www.ice-treff.de/index.php?mode=thread&id=132493


mfG Thomas

von Käferlein (Gast)


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KFZ schrieb:
> - zusätzlich mit Saugkreis (abgestimmt auf doppelte Netzfrequenz)

Ben B. schrieb:
> Sind Gleichstromzwischenkreise mit Saugkreisen.

Garn wird wohl nicht nur bei Seeleuten gesponnen.
Für mich als Techniker wenig glaubhaft.

Ein Saugkreis macht es doch noch schlimmer.
Ja, ich kann das beweisen.

Wer hier meint, dass würde doch funktionieren würde,
möge bitte eine passende Schaltung einstellen
oder simulieren. Ich simuliere die dann auf jeden Fall
weil mich das sehr interessiert.

Gleichrichter --> Drossel --> Last (Ladekondensator mit Last)
ist üblich.

In meiner Telefonanlage ist ein Parallelresonanzkreis
zwischen Gleichrichter und Last. Das funktioniert noch besser.

Bringt übrigens eine konstante Stromaufnahme über jede
Halbwelle, nicht Sinus.
Der Abgleich ist überraschend unkritisch.

von Elektrofan (Gast)


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> Ben B. schrieb:
> > Sind Gleichstromzwischenkreise mit Saugkreisen.

> Garn wird wohl nicht nur bei Seeleuten gesponnen.
> Für mich als Techniker wenig glaubhaft.

An dieser Stelle wäre halt die Erklärung (gerne auch von Technikern)
hilfreich, wie man den von mir weiter oben beschriebenen Gegensatz,

dass ein Drehstrommotor
(idealerweise) eine zeitlich konstante Leistung abgibt
(und daher auch aufnimmt)
mit der Tatsache, dass ein
1~Wechselstrom dieses eben NICHT kann,
in Einklang bringt.

Genau DAZU ist der besagte Saugkreis vorgesehen, und daher
auch schon in der o.a. DB-Lokomotive BR120 vorhanden.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich finde, es kommt immer drauf an, für was ich ein Antriebssystem 
entwickeln soll. Wenn es für eine Güterzuglokomotive sein soll, dann ist 
es egal ob die etwas lauter arbeitet, weil sie sowieso vom Zug übertönt 
wird. Aber für einen Stadtbahn-Triebzug kann man eigentlich nichts 
bringen, was mit seinen kreischenden Umrichtern den Unmut der gesamten 
Bevölkerung auf sich zieht. Das ist auch alles andere als zeitgemäß. So 
schwierig ist es nicht, annähernd lautlos arbeitende Traktionsumrichter 
zu bauen. Die paar Teile, die man da evtl. mehr braucht oder 0,5% 
Wirkungsgradverlust sollte es an dieser Stelle wert sein.

Es ist ja auch die Frage, wie ein Geräusch unabhängig von seiner 
Lautstärke wahrgenommen wird. Meine, die ET165/167 waren beim Anfahren 
auch nicht besonders leise und das Wummern der Luftpresser hat man in 
ganz Berlin gehört, aber erst die BR481 wurde von einem Großteil der 
Bevölkerung als nervig empfunden.

Was die elektrische Bremse usw. angeht sehe ich da auch kein Problem. Es 
ist eine S-Bahn und dafür müssen die Antriebe ausgelegt werden. Bedeutet 
technisch zulässige Höchstdrehzahl der Fahrmotoren bei vielleicht 
110km/h, angestrebte Höchstgeschwindigkeit 100km/h. Darauf müssen die 
Getriebe ausgelegt werden. Oder wenn man keine schnell drehenden Motoren 
möchte, kann man auch deren Polzahl erhöhen, dann bringen sie mehr 
Drehmoment bei weniger Drehzahl. Man könnte mit heutiger Technik auch 
Direktantriebe bauen, die ohne Getriebe auskommen. Das Getriebe ist bei 
älteren Baureihen wie dem ET165/167 auch die Hauptursache für die 
Lautstärke beim Anfahren. Die Motoren ansich laufen sehr leise.

Was z.B. keinen Sinn ergibt wäre ein Antrieb, der die Bahn mit 10g auf 
den 1000 Metern zwischen zwei Haltestellen auf 300km/h beschleunigen 
kann. Da hängt nur alles, was nach dem Klingeln nicht angeschnallt ist, 
waagerecht an den sich seitlich durchbiegenden Haltestangen und 
zerklatscht drei Sekunden später an der Führerstandstür. Irgendwann 
erreicht man ein betriebstechnisch sinnvolles Limit, schneller geht's 
halt für eine S-Bahn nicht. Ab da brauche ich auch nicht ständig neue 
Fahrzeug-Baureihen, eine gute würde für 100 Jahre reichen, bis der Stand 
der Technik eine Neuentwicklung rechtfertigt. Aber solange S-Bahnen 
keine Trägheitsdämpfer haben und die Fahrgäste noch selbst ein- und 
aussteigen müssen, ist man diesem Limit bereits heute sehr nahe. Es ist 
keine wesentliche Fahrzeitverkürzung mehr möglich, manches dauert nunmal 
so lange wie's dauert.

Fahrpreise... leidiges Thema. Mir ist total verständlich, wenn die 
Fahrpreise eigentlich ohne große staatliche Hilfe den Betrieb des 
Verkehrsmittels decken müssen. Wo bei mir das Verständnis aufhört sind 
so Dinge, daß man alle 30 Jahre eine komplett neue Fahrzeugflotte 
finanzieren soll oder wenn sich internationale Investoren (auch bekannt 
als Heuschrecken) am öffentlichen Personennahverkehr die Taschen füllen 
müssen. Die sollen bei Feldern bleiben, wo man ihrer Geldgier ausweichen 
kann und wo keine Notwendigkeit oder politischer Wille/Anreiz zur 
Nutzung besteht.

von Käferlein (Gast)


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Elektrofan schrieb:
> Genau DAZU ist der besagte Saugkreis vorgesehen, und daher
> auch schon in der o.a. DB-Lokomotive BR120 vorhanden.

Glaube ich dir erst, wenn du mir eine Funktionsfähige
Schaltung dafür zeigst. Gerne in LTspice.
Prinzip reicht. Dass was ihr oben gezeichnet habt,
funktioniert definitiv nicht.

Ich habe aber auch ein Netzteil für praktische Experimente
hier.


Eigentlich ist es ja logisch, dass ein Saugkreis
einen mächtigen Strom aufnimmt.
Also, contra produktiv ist.

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Matthias S. schrieb:
> => das stimmt, aber alle andere Hilfsantriebe liefen über Drehstrom
> (Kompressor, Lüfter...)

Interessant, wie wurde der Drehstrom erzeugt? Schon elektronisch oder 
per Umformer?

rhf

von H. H. (hhinz)


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Käferlein schrieb:
> Garn wird wohl nicht nur bei Seeleuten gesponnen.

Das machen auch abgehalfterte Radiolöter häufig.

von Käferlein (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Ich finde, es kommt immer drauf an, für was ich ein Antriebssystem
> entwickeln soll.

Hallo Entwicker, das mit Saugkreis auf doppelter Netzfrequenz.

von H. H. (hhinz)


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Käferlein schrieb:
> Ben B. schrieb:
>> Ich finde, es kommt immer drauf an, für was ich ein Antriebssystem
>> entwickeln soll.
>
> Hallo Entwicker, das mit Saugkreis auf doppelter Netzfrequenz.

Das muss nicht mehr entwickelt werden, das ist seit Jahrzehnten 
Standard. Du bist nur zu dumm, um das zu kapieren.

: Bearbeitet durch User
von Käferlein (Gast)


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H. H. schrieb:
> Das muss nicht mehr entwickelt werden, das ist seit Jahrzehnten
> Standard.

Die Drossel zwischen GL und C und seltener der
Paralleltesonanzkreis sind Standart.
Da kann ich gerne Schaltungen zeigen.

Von Eurem Serienresonanzkreis ist leider nichts da.
Also entwickelt mal schön.

von H. H. (hhinz)


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Käferlein schrieb:
> Von Eurem Serienresonanzkreis ist leider nichts da.

Kannst du vor lauter Dummheit nicht sehen.


99

von Käferlein (Gast)


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Na dann ...

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Interessant, wie wurde der Drehstrom erzeugt?
> Schon elektronisch oder per Umformer?
Die BR143 hat einen rotierenden Umformer, heutige moderne Maschinen 
haben mehrere Hilfsbetriebeumrichter, teils frequenzvariabel.

von thomas_at (Gast)


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Abend!

Käferlein schrieb:
> Elektrofan schrieb:
>> Genau DAZU ist der besagte Saugkreis vorgesehen, und daher
>> auch schon in der o.a. DB-Lokomotive BR120 vorhanden.
>
> Glaube ich dir erst, wenn du mir eine Funktionsfähige
> Schaltung dafür zeigst. Gerne in LTspice.
> Prinzip reicht. Dass was ihr oben gezeichnet habt,
> funktioniert definitiv nicht.

Gemäß dem Fachbuch über Elektrische Triebfahrzeuge, das ich mir mal 
gekauft habe, hat die BR120 im DC-Zwischenkreis einen Saugkreis.

Hier vom Autor ein kleiner Auszug als Vortrag:
https://www.vde-rhein-ruhr.de/resource/blob/2029382/6b0a12a036da6d557b9e37e58efeed3b/vortrag-prof--dr--ing--andreas-steimel-data.pdf


> Gleichrichter --> Drossel --> Last (Ladekondensator mit Last)
> ist üblich.

Der "Gleichrichter" ist heutzutage ein Vierquadrantensteller (also ein 
umgekehrter Motorwechselrichter mit einer Phase).


mfG Thomas

von Käferlein (Gast)


Angehängte Dateien:

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thomas_at schrieb:
> Hier vom Autor ein kleiner Auszug

Vielen Dank dafür. Die Sache hat mich sehr interessiert und
ich habe einen kompletten Auszug Patent zu dem Saugkreis.

https://www.mysciencework.com/patent/read/saugkreisschaltungsanordnung-EP0534285A1/EP0534285A1

Kurz gesagt:
Der Saugkreis betrifft den Generatorbetrieb.
Sei es um Rückwirkungen auf das 50Hz Drehstromnetz
bei der Bahnstromgewinnung oder auf die Nutzbremse
beim Triebfahrzeug zu verhindern.

Mit konstanter Stromaufnahme aus dem Fahrdraht,
wonach bambel2 gefragt hat, hat der Saugkreis
nichts zu tun.

thomas_at schrieb:
> Der "Gleichrichter" ist heutzutage ein Vierquadrantensteller

Damit der Gleichrichter einspeisen, sprich Generatorbetrieb
machen kann.
(Übrigens habe ich mir gerade einen solchen gebaut ...)

Auf Seite 33 in deiner PDF ist links auf der Fahrdrahtseite
ein Parallelresonanzkreis als Saugkreis dargestellt und
gezeichnet. :( Das ist aber ein Parallelresonanzkreis !!! Du
kannst den Kondensator statt nach Gleis mit der gleichen
Wirkung zum Fahrdraht legen. Freundliche Grüße an den Autor.

Simulation zum Spielen anbei. Die Werte orientieren sich
an der Schaltung meiner Telefonanlage. Also praktisch bestätigt.

von H. H. (hhinz)


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Käferlein schrieb:
> Der Saugkreis betrifft den Generatorbetrieb.

Und wieder mal nichts verstanden, aber eine ganz große Klappe.

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