technika - tts.infotransport.pl

33
Pierwsze zespo³y napêdowe serii ONIX™ zosta³y
skonstruowane w 1993 r. W 1998 r. w eksploatacji
znalaz³ siê ONIX 3000 do pojazdów zasilanych z sieci
trakcyjnej 3000 V pr¹du sta³ego. Obecnie w eksploatacji znajduje siê ok. 5800 uk³adów napêdowych
z rodziny ONIX™ w ró¿nych wykonaniach i mocach
od 30 do 4500 kW do wszystkich typów pojazdów
szynowych i trolejbusów oraz dla ró¿nych, równie¿
kombinowanych, napiêæ trakcji elektrycznej. Przyk³ad
zastosowania napêdu w tramwajach dla Katowic
i Gdañska oraz w metrze warszawskim jest elementem d³ugiej listy referencji.
Napêd trakcyjny ONIX™
Rozwi¹zanie dla pojedynczego tramwaju CITADIS®100 zawiera w sobie nastêpuj¹ce elementy:
– 2 falowniki ONIX 800NG IGBT, ka¿dy zasilaj¹cy dwa silniki trakcyjne;
– 4 silniki trakcyjne 4 LGA 1446 wraz z 4 przek³adniami
ASZA 418 FLENDER, ka¿da tworz¹ca z silnikiem zespó³
monolityczny;
– 2 systemy sterowania napêdem: AGATE Control.
Elementy uk³adu
falownikaa
Modu³ falownik
Falownik jest wykonany w technologii 4-kwadrantowego
przekszta³tnika po³¹czonego bezpoœrednio z sieci¹ trakcyjn¹.
Falownik zasila dwa silniki trakcyjne asynchroniczne po³¹czone równolegle o mocy 144 kW ka¿dy. Elementami ³¹czeniowymi falownika s¹ tranzystory IGBT (Insulated Gate Bipolar
Transistor) pracuj¹ce przy czêstotliwoœci 1250 Hz. Modu³
falownika realizuje funkcje hamowania oporowego i odzyskowego. Hamowanie oporowe jest aktywne w sytuacji, gdy
nie jest mo¿liwe oddawanie energii do sieci z powodów
ograniczonych warunków sieciowych. Ochrona przeciwprzepiêciowa realizowana jest przez uk³ad ochronny wykorzystuj¹cy
rezystory hamowania. Ka¿dy falownik sterowany jest jednostk¹ AGATE Control, zamontowan¹ w skrzyni falownika.
technika
Uk³ad napêdowy
ONIX™
w tramwaju
dla Gdañska
i Katowic
Aparatura elektryczna (bez bocznych os³on) z falownikiem ONIX™
na dachu tramwaju CITADIS®100 Katowice
Parametry falownik
falownikaa
Napiêcie wejœciowe
600 V DC
Minimalne napiêcie wejœciowe
400 V DC
Maksymalne napiêcie wejœciowe
900 V DC
Napiêcie wyjœciowe
0÷550 V
Moc znamionowa
800 kW
Rodzaj technologii
tranzystory IGBT, 800 A
Umax = 1700 V
Ch³odzenie
powietrzne wymuszone
Rys. 1. Modu³ falownika
9/ 2000
34
Jednostk
TE Control
Jednostkaa steruj¹ca: AGA
AGATE
Sterowniki AGATE Control s¹ zbudowane z zastosowaniem
obwodów wysokiej skali integracji i 32-bitowego mikroprocesora. G³ówne funkcje sterownika to:
sterowanie w czasie rzeczywistym napêdem i hamowaniem;
kontrola pracy silników asynchronicznych zasilanych falownikiem wed³ug opatentowanych algorytmów sterowania
wektorowego;
precyzyjny uk³ad kontroli poœlizgu zestawów ko³owych;
ochrona przed przeci¹¿eniem/zwarciem;
sterowanie aparatur¹ i uk³adami prze³¹czaj¹cymi (np.
wy³¹cznik szybki) oraz przekaŸnikami niskonapiêciowymi;
diagnostyka.
AGATE Control realizuje funkcje diagnostyczne niezbêdne w obs³udze i eksploatacji pojazdu:
a) modu³ testuj¹cy – uk³ad napêdowy i urz¹dzenia peryferyjne;
b) rejestrator usterek – czas, kod, statystyka usterek, opis,
informacje o zdarzeniach towarzysz¹cych, rejestracja graficzna.
Wersja programu diagnostycznego (system Windows),
jest przygotowa w jêzyku polskim.
Rys. 2. Sterownik AGATE Control
Rys. 3. System diagnostyki – rejestracja usterek (tutaj jeszcze w wersji angielskiej)
Zainstalowana w tramwajach dla Gdañska i Katowic
TE Control, jest jednym z elejednostka steruj¹ca AGA
AGATE
mentów – oferowanej przez Alstom – rodziny produktów
AGATE, w sk³ad której wchodz¹ tak¿e:
AGA
TE Aux – system kontroli pracy przetwornicy statyczAGATE
nej i baterii;
AGA
TE Link – system integruj¹cy i steruj¹cy wszystkimi
AGATE
urz¹dzeniami pojazdu, obejmuj¹cy m.in. ekran maszynisty,
uk³ad wejœcia/wyjœcia, system GPS i komunikacji radiowej,
informatyczn¹ sieæ pok³adow¹;
AGA
TE Depot Equipment PPack
ack – system diagnostyki
AGATE
i zarz¹dzania eksploatacj¹ pojazdu;
AGA
TE Media – system informacji pasa¿erskiej.
AGATE
Silniki trakcyjne
Silniki zastosowane w napêdzie s¹ maszynami asynchronicznymi trójfazowymi o lekkiej i zwartej konstrukcji. Zastosowanie do ich budowy blach walcowanych najnowszej
technologii o bardzo dobrej przewodnoœci magnetycznej
zmniejszaj¹ znacznie straty mocy powodowane przez pr¹dy
wirowe. Zastosowana zosta³a tak¿e izolacja klasy 200 impregnowana metod¹ pró¿niow¹ VPI.
Do wyjœcia falownika pod³¹czone s¹ równolegle dwa
silniki. Silnik po³¹czony z przek³adni¹ tworzy blok monolityczny. Ka¿dy silnik wyposa¿ony jest w czujnik prêdkoœci wykorzystuj¹cy efekt magnetyczny Halla.
Podstawowe dane silników
Typ
Moc znamionowa
Maksymalny moment trakcyjny
Maksymalny moment hamowania
Liczba biegunów
Ch³odzenie
Rys. 4. System diagnostyki – graficzna rejestracja przebiegu wybranych wielkoœci (tutaj jeszcze w wersji angielskiej)
Masa silnika
Czujnik prêdkoœci
4 LGA 1446
144 kW
893 Nm przy 1538 obr./min
788 Nm
w zakresie 250÷2775 obr./min
4
samoprzewietrzalny
414 kg
magnetyczny Halla
9/ 2000
35
Ch³odzenie falownik
falownikaa
Do ch³odzenia falowników mog¹ byæ zastosowane ró¿ne
rozwi¹zania w zale¿noœci od specyfiki konstrukcji pojazdu
i jego przeznaczenia: panel cieplny, rurki, cieplne oraz ch³odzenie wodne.
W rozwi¹zaniu do tramwaju Katowice/Gdañsk zastosowano ch³odzenie elementów pó³przewodnikowych za poœrednictwem rurek cieplnych („heat pipes”). Rurki cieplne
przymocowane s¹ do modu³ów, w których znajduje siê pó³przewodnikowy element mocy IGBT. Korpus ch³odz¹cy rury
cieplnej znajduje siê w strumieniu powietrza. Jako œrodek
ch³odz¹cy wewn¹trz rurek cieplnych zastosowano mieszaninê woda-glikol w œrodowisku zbli¿onym do pró¿ni. W konstrukcji dla Katowic/Gdañska zachowano zaletê ca³kowitego okapslowania urz¹dzenia przy rozwi¹zaniu konwekcyjnego
uk³adu ch³odzenia Heat pipe.
Przyk³ad zastosowania uk³adu ONIX™ w tramwajach
gdañskim i katowickim tylko w czêœci przybli¿a polskiemu
przemys³owi osi¹gniêcia technologiczne ALSTOM, lecz w jak
najlepszym œwiatowym wydaniu. Przyk³adem jest tu integracja i monta¿ napêdu ONIX™ do wagonów metra warszawskiego w fabryce ALSTOM REFA w Œwiebodzicach.
Nieustanne inwestycje w badania i rozwój pozwoli³y
firmie Alstom na uzyskanie znacznej optymalizacji pod wzglêdem rozmiaru i masy uk³adu w stosunku do poprzednio stosowanych technologii. Elastycznoœæ koncepcji produktów
pozwala zaproponowaæ najw³aœciwsze rozwi¹zanie do ka¿dego typu taboru szynowego.
Referencje uk³adu napêdowego ONIX™ w Polsce
Tramwaj kkatowicki
atowicki
Data zamówienia
1998
Napiêcie
750 V DC
Liczba falowników ONIX™
34
ALSTOM Konstal S.A.
41-500 Chorzów, ul. Katowicka 104
tel. 48 (0-32) 349 11 47
fax 48 (0-32) 349 14 30
Rys. 5. Silnik trakcyjny
Tramwaj gdañski
Data zamówienia
Napiêcie
Liczba falowników ONIX™
Metro Warszawskie
Data zamówienia
Napiêcie
Liczba falowników ONIX™
1998
750 V DC
8
1998
750 V DC
34
Referencje uk³adu napêdowego ONIX™ na œwiecie
Grenoble
tramwaj 750 V DC
Rotterdam tramwaj 750 V DC
Montpelier tramwaj 750 V DC
St. Etienne tramwaj 750 V DC
Lyon
tramwaj 750 V DC
Ateny
trolejbus 600 V DC
Londyn
Metro Northern Line 750 V DC
Londyn
Juniper/Gathwick Express 750 V/25 kV
Francja
TER-2N ezt 1500 V/25 kV
R-27/2000
www.alstom.com
9/ 2000