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Die TU Clausthal auf der Hannover Messe '97
14. - 19. April 1997 - Halle 18 OG, M 16 Gemeinschaftsstand niedersächsischer Hochschulen
Wartungskostenminimierung durch aktive Schwingungsbedämpfung
In Hochleistungstriebfahrzeugen wie beispielsweise den Triebköpfen von ICE-Hochgeschwindigkeitszügen treten im Antriebsstrang, verursacht durch zeitlich veränderlichen Rad-Schiene-Kontakt,Torsionsschwingungen auf. Sie verkürzen die Lebensdauer der mechanischen Antriebskomponenten drastisch, wodurch zusätzliche Wartungskosten für den Betreiber entstehen.
Am Institut für Elektrische Energietechnik der TU Clausthal wurde ein spezielles Regelkonzept entwickelt,das die Torsionsschwingungen über den elektrischen Antrieb bedämpft. Zu diesem Zweck wurde die klassische, einschleifige Regelung zu einer Zustandsregelung erweitert, somit gehen auch Drehmomente von Hohl- und Radsatzwelle als Parameter in die Regelung mit ein, und tragen so zu einem optimalen Kraftschluß bei. Drehmomente der Hohl- und Radsatzwelle werden bei diesem neuartigen Regelkonzept alleine aus den Klemmgrößen des Antriebsmotors gewonnen, dadurch konnte die Zielsetzung, die Anzahl an Sensoren nicht zu erhöhen, eingehalten werden.
Das Regelkonzept wurde auf einem ebenfalls am Institut für Elektrische Energietechnik entwickelten Prüfstand für Traktionsantriebsregelungen geprüft. Es überzeugt durch ein hervorragendes Dämpfungsverhalten sowohl bei Sprüngen der Führungsgröße (Zugkraftvorgabe durch den Lokführer) als auch bei Laststößen. Um das Ziel eines optimalen Kraftschlusses bei möglichst kleiner Differenzgeschwindigkeit zwischen Rad und Schiene zu erreichen, wird das Regelkonzept zur aktiven Schwingungsbedämpfung in eine neuartige patentierte Kraftschlußregelung integriert und erhöht so die Lebensdauer von mechanischen Antriebskomponenten.
Das Regelkonzept der Zustandsregelung, gleichermaßen für Gleich- und Drehstromantriebe geeignet, ist natürlich nicht nur im Bahnbetrieb, sondern auch in vielen anderen denkbaren Bereichen der Hochleistungs-Antriebstechnik, wie zum Beispiel der Walz- und Hüttentechnik oder in Walzmühlen zur Erzaufbereitung, einsetzbar.
Summary Mechanical components of high power locomotives subject to wear because of oscillation in the transmission.This is stimulated by traction wheel movement relative to the rail. At the Institute for Electrical Power Engineering a special controlling system was developed, which provides an active damping of these oscillations, and so advances duration of life of the transmission. All necessary values, torque and speed of hollowaxis and wheelset are taken from the clamps of the driving motor (voltage, current), therefore it is not necessary to install more special sensors. The controlling system can be used with DC or three phase alternating current in other areas of high power mechatronic systems.
Kontakt
Institut für Elektrische Energietechnik Leibnizstraße 28 38678 Clausthal-Zellerfeld Telefon: (05323) 72-2299 Telefax: (05323) 72-2104, Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck Dr.-Ing. Ernst-August Wehrmann
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Mechanical engineering
transregional, national
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German
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