Vorgestellt wird eine Mehrmotorenlokomotive und deren Betriebskonzept. Bei dem Fahrzeug wird das zentrale Genset durch mehrere kleinere Gensets mit Dieselmotoren von bis zu 1000 kW Leistung ersetzt. Das Konzept zeichnet sich dadurch aus, dass während Teillastphasen Dieselmotoren automatisch abgeschaltet werden können (Start/Stopp). Weitere Vorteile des Konzepts sind unter anderem die höhere Verfügbarkeit durch die Redundanz der Dieselmotoren und die hohe Modularität, welche die Ableitung kleinerer Leistungsstufen alternativer Fahrzeugkonfigurationen ermöglicht. Das System wurde so konzipiert, dass es sich mit geringen konstruktiven Änderungen in ein vorhandenes Lokomotivkonzept integrieren lässt. Die Gensets sind gleich aufgebaut und symmetrisch um den Schwerpunkt der Lok verteilt. Das Mehrmotorenkonzept führt bei gleichen Randbedingungen zur Erhöhung des Fahrzeuggewichts. Daher ist die Umsetzung zumindest auf vierachsigen Lokomotiven nur eingeschränkt möglich und erfordert gewichtsreduzierende Maßnahmen, z.B. beim Generator. Die Gensets werden parallel an den Zwischenkreis angeschlossen. Die Gleichrichtung der dreiphasigen Generatorspannung kann über eine gesteuerte oder ungesteuerte Gleichrichterbrücke erfolgen. Das Spannungsverhalten des Generators ist bei ungesteuerten Brücken entscheidend für die Leistungsübertragung der Gensets in den Zwischenkreis. Die Ausgangsspannung fremderregter Synchrongeneratoren ist in Grenzen über die Erregung steuerbar. Das Motor-Start/Stopp-System ist durch ein automatisches Ab- und Zuschalten des Dieselmotors in bestimmten Fahrzuständen gekennzeichnet. Simulationsrechnungen zeigen, dass mit dem Betriebskonzept die Leistungs- und Spannungsanforderungen des Zwischenkreises erfüllt werden, so dass eine ähnliche Performance wie bei der konventionellen Lokomotive sichergestellt wird. Der Kraftstoffverbrauch einer Einmotorenlokomotive mit Stage IIIB wird sowohl im Regional- als auch im Frachtverkehr deutlich unterschritten. Die relative Betriebsdauer der Dieselmotoren verringert sich ebenfalls signifikant.
Verbrauchs- und betriebsoptimale Steuerung von Mehrmotorenlokomotiven mit Motor-Start/Stopp-Funktion
2011
3 Seiten, 3 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Steuerung von Mehrmotorenlokomotiven mit Start/Stopp-Funktion
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