Elektrische Schienenfahrzeuge
- Typ: Vorlesung
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Ort:
Seminarraum 11.40/ 214
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Zeit:
montags, 14.00 - 17.15 Uhr, Doppelvorlesung, 7 Termine - stehen noch nicht fest
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Dozent:
Prof. Martin Cichon, Dr.-Ing. Martin Glinka
- SWS: 2
- ECTS: 4
- LVNr.: 2113900
Lernziele
- Die Studierenden kennen die elektrische Traktion im Schienenverkehr von den Anfängen bis zur stromrichtergespeisten Drehstromtechnik und verstehen ihre wirtschaftliche Bedeutung.
- Sie verstehen die Grundlagen des Rad-Schiene-Kontaktes, der Zugförderung und der Längsdynamik und können daraus die Anforderungen an die Traktionssysteme von elektrischen Schienenfahrzeugen ableiten.
- Sie verstehen Aufgabe, Aufbau und Funktionsweise der elektrischen Antriebe aus Drehstrommotoren, Getriebe, Traktionsstromrichter, Transformator, Drehgestellen und verstehen den Auslegungsprozess des Traktions-Systems.
- Sie lernen die verschiedenen Systeme zur Bahnstromversorgung und ihre Vor- und Nachteile kennen.
- Wichtige Querschnittsthemen und deren Einfluss auf die Traktionskomponenten lernen Sie an Beispielen kennen (u.a. Geräusche, EMV, Gewichtsmanagement, Einflussmöglichkeiten auf Zugsicherungssysteme und Bahnnetze).
- Sie lernen den grundsätzlichen Aufbau der Leittechnik kennen und ihrer grundsätzlichen Funktionen sowie der wichtigsten Schnittstellenkomponenten des Traktionssystems (u.a. mech. Bremse, Drehgestelle, Hilfsbetriebestromrichter, Fahrgastraumklimatisierung).
- Sie sind informiert über aktuelle Traktions-Konzepte und neue Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Schienenfahrzeuge (u.a. permanent erregte Fahrmotoren, moderne SiC-Halbleitertechnik, DC- und AC-Stromverteilungs-Bordnetze sowie Batterie-, Wasserstoff- und Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge).
Inhalte
- Einführung: Geschichte des elektrischen Zugbetriebs – Straßen- und U-Bahnen sowie Vollbahnen mit Lokomotiven bis zum Hochgeschwindigkeitsverkehr deren wirtschaftliche Bedeutung
- Rad-Schiene-Kontakt: Tragen des Fahrzeuggewichts, Übertragen der Fahr- und Bremskräfte, Rückführen des Stromes bei elektrischen Triebfahrzeugen
- Fahrdynamik: Zug- und Bremskraft, Fahrwiderstandskraft, Trägheitskraft, typische Fahrzyklen (Nah-, Fernverkehr); Einführung in die Systemauslegung von Traktionsantrieben
- Elektrischer Antrieb: Aufgaben des elektrischen Antriebs, Hauptkomponenten, Fahrmotoren, Wechselrichter, Getriebe, Einspeisung aus Gleich- und Wechselspannungsnetz, keine Netzeinspeisung, Mehrsystem-, Zweikraft- und Hybridfahrzeuge
- Bahnstromversorgung: Energieversorgung von Schienenfahrzeugen, Bahnstromnetze (Gleichstrom, Wechselstrom mit Sonderfrequenz, Wechselstrom mit Landesfrequenz); System Stromabnehmer-Fahrleitung
- Schnittstellen der Traktion zu anderen Gewerken (z.B. Fahrzeugleittechnik, mechan. Bremse, Drehgestellten, Zugsicherungssystemen, Hilfsbetriebestromversorgung, Fahrgastraumklimatisierung) – Optimierung der Systeme schnittstellenübergreifend
- Fahrzeugkonzepte: Moderne Fahrzeugkonzepte für elektrischen Nah- und Fernverkehr, Vergleich Elektrische Traktion / Dieseltraktion, Trends und neue Technologien in der Antriebstechnik und dem Bahnsystem