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Antriebssteuerung

Zur Antriebssteuerung gehören der Teil Steuerung, Antriebssteuergerät ASG, und der jeweilige Stromrichter. Den Aufbau der Stromichter und die Funktion der Stromrichter entnehmen Sie bitte dem Abschnitt Haupt- und Traktionsstromkreise.

Steuerung:

Die Steuerung der Stromrichter wird durch die ASG`s geregelt. Für jedes Drehgestell ist ein ASG vorhanden und jeweils über den Stromrichterschränken untergebracht. Die ASG`s sind im ISG integriert.

Die ASG erhalten ihre Sollwerte vom dazugehörigen  ZSG- Teil (siehe Leittechnik). Diese Sollwerte werden über den Fahrzeugbus an das ASG ausgegeben.

Die ASG wandeln diese Sollwerte nun in Ansteuerungssignale für die Traktionsstromrichter um. Die Signale werden durch sogenannte LWL- Units, also Lichtwellenleiter übertragen.

Als weitere Aufgabe der ASG`s ist der Schutz und die Überwachung der Traktionsstromrichter zu nennen. Die Schaltzustände werden über Gate- Units erfasst und an das ASG über Lichtleiter ausgegeben.

Ebenso werden zur Rückmeldung die gemessenen Istzustände (Ströme, Spannungen) aufbereitet. Die Istwerte werden durch Stromwandler erfasst und über direkte Eingaben im ASG eingelesen.

Weiterhin werden die Schaltbauteile der Antriebssteuerung durch die ASG`s bedient.

Fehlermeldungen der Antriebssteuerung werden durch die ASG`s an die ZSG`s übermittelt, welche die entsprechenden Diagnoseausgaben an die Terminals auf den Führerständen tätigen.
Zum Schutz der Stromrichter werden Külmittelstand, -temperatur und -druck überwacht. Ein Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte führt zur Abschaltung des Stromrichters. Bei der Freigabe der Stromrichter wird die Zwischenkreisspannung überwacht. Alle elektrischen Grenzwerte werden in den Schutzfunktionen des 4- Quadrantenstellers und des Pulswechselrichters überwacht.
Weiterhin wird in den ASG`s die Leistungssteuerung überwacht,

Beim Erreichen der Grenzwerte wird die Traktion für das entsprechende Drehgestell abgeschaltet.

Weiterhin werden die Steuerkreise der ASG intern überwacht. Eventuelle Störungen bleiben gespeichert.

Als Schaltbauteile zur Antriebssteuerung gehören je Drehgestell:

Das Ladeschütz hat die Aufgabe, die Traktionswicklung des Haupttrafos mit den Kondensatoren des Zwischenkreises über die Ladewiderstände des 4-Quadrantenstellers zu verbinden. Es schaltet nur ein, wenn Trennschalter und Entladeschütz geöffnet sind. Dazu dient eine Verriegelungsschaltung.

Der Trennschalter überbrückt das Ladeschütz und verbindet den 4-Quadrantensteller direkt mit der Traktionswicklung. Er wird durch einen Elektromotor angetrieben. Er ist im weit Entfernten mit den Motortrennschützen der Altbau- E- Loks zu vergleichen.

Das Entladeschütz dient zum raschen geregelten Abbau der Zwischenkreisspannung. Es verbindet die Zwischenkreiskondensatoren mit zwei parallel geschalteten Entladewiderständen.

Trennschalter und Entladeschütze werden durch Hilfsschütze zu- und abgeschaltet, welche wiederum vom ASG angesteuert werden.

Das ASG übernimmt die Ablaufsteuerung für diese Bauteile und überwacht deren Schaltzustände.

Die vom ZSG übermittelten Sollwerte für das jeweilige Drehgestell werden durch die ASG`s in einen Sollwert für den entsprechenden Stromrichter umgesetzt. Diese werden an die 4- Quadrantensteller und die Pulswechselrichter ausgegeben.

Zur Steuerung des 4- Quadrantenstellers werden folgende Funktionen benötigt:

Der 4- Quadrantensteller hat die Aufgabe sekundärseitige Wechselspannung des Transformators in eine konstante Zwischenkreisgleichspannung umzuwandeln.

Im Controller werden die Frequenzanteile der Fahrdrahtspannung ausgewertet um schädliche Frequenzen (z.B. 100hz- Beeinflussung der Signaleinrichtungen) zu vermeiden.

Der Steuersatz überprüft diese Vorgaben und übernimmt die Steuerung der Umschaltvorgänge der Thyristoren.

Die Schutzfunktion überwacht sämtliche elektrischen Grenzwerte. Gewichtet nach der Bedeutung eventueller Störungen werden eventuelle Schutzmaßnahmen eingeleitet (z.B. Hauptschalter aus). Sollte die Taktfrequenz der Thyristoren die zulässigen Werte überschreiten wird der der Stromrichter gesperrt, also das entsprechende Drehgestell abgeschaltet.

Der Pulswechselrichter wird vom ASG gesteuert. Er hat die Aufgabe die vom 4- Quadrantensteller bereitgestellte Gleichspannung in eine 3- Phasen- Spannung mit variabler Frequenz für die Fahrmotoren umzuwandeln.

Zur Umsetzung der Aufgaben werden Controller, Steuerung, Schutz und Peripherie benötigt.

Der Controller regelt den Motorstrom der Fahrmotoren entsprechend der Sollwerte. Der Steuersatz übernimmt den Ablauf der Schaltvorgänge der Leistungsthyristoren, wogegen der Schutz wieder die Einhaltung der Grenzwerte überwacht und die ggf. erforderlichen Schutzmaßnahmen auslöst.

Die Peripherie dient der Überwachung der Fahrmotoren (Drehzahl und -richtung).

Beim elektrischen Bremsen wirkt der Fahrmotor als Drehstromgenerator. Um sowohl den Brems- als auch den Fahrbetrieb etwas besser erklären zu können, verwende ich hier die Erklärung mit der es mir ein Freund aus der Lehrzeit erklärte und ich hoffe, daß es auch Laien unter uns verstehen können.

Zur besseren Ausnutzung der Haftwerte Rad- Schiene , speziell bei ungünstigen Schienenverhältnissen, ist in den ASG`s ein Kraftschlussregler KSR integriert. Er stellt somit die Funktion des herkömmlichen Schleuderschutzes dar. Er soll folgende Eigenschaften gewährleisten:

Bei einsetzenden Schleuder- und Gleitvorgängen werden die übertragbaren Zug- und Bremskräfte reduziert. Sie werden dann in Abhängigkeit vom Schlupf wieder erhöht bis das geforderte Drehmoment der Fahrmotore wieder erreicht ist.
Die Kraftschlussregelung kann nur optimal arbeiten bei voll ausgelegtem Zugkraftsteller. Das übliche stufenweise Erhöhen der Zugkraft durch den Tf führt zu einer nicht optimalen Regelung, was wiederum zu Zugkrafteinbußen führt! Die Überwachung durch den Tf, die bei Kommutatormotoren aufgrund der Eigenschaften (setzt sich der Zug in Bewegung?) entfällt, da bei Drehstrommotoren die volle Leistung bereits im Stillstand aufgeschaltet werden kann.

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letzte Bearbeitung dieser Seite: 07.02.2003