Elektrische Schienenfahrzeuge

  • Typ: Vorlesung
  • Ort:

    Seminarraum 11.40/ 214 

  • Zeit:

    montags, 14.00 - 17.15 Uhr, Doppelvorlesung, 7 Termine - stehen noch nicht fest

  • 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