Hochintegrierte Mehrsystem-Antriebssysteme für den grenzüberschreitenden Schienenverkehr Swiss Engineering für internationalen Betrieb

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Victoria Lenz
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1 Hochintegrierte ehrsystem-antriebssysteme für den grenzüberschreitenden Schienenverkehr Swiss Engineering für internationalen Betrieb Dr. Christian Gerster Dr. Ingo Herbst Bombardier Transportation Propulsion & Controls

2 Grenzüberschreitender Schienenverkehr in Europa versus Bahnstromversorgung in Europa 15 kv / 16.7 Hz 25 kv / 50 Hz 3 kv DC ulti-system 25 kv AC & 1.5 / 3 kv DC (Southeast UK 750 V DC) Verschiedene Stromversorgungssysteme Vielzahl von Signalsystemen F Free access steigert Wettbewerb und Produktivität D-A-CH-I-NL D-A-B-NL D-A-CH-I D-A-PL Kombinierte Fahrzeugausrüstungen Kombinierte Zulassungen 2

3 ehrsystemfähigkeit für grenzüberschreitenden Verkehr in den europäischen Frachtkorridoren Beispiel-Korridor: 4 Stromversorgungssysteme Signalsysteme Land Stromversorgung I D-A-CH-I-NL D-A-PL D-A-B-NL D A 15 kv / 16.7 Hz CH NL 1.5 kv DC NL B 25 kv / 50 Hz B I 3 kv DC PL 3

4 Herausforderungen an die Traktionsausrüstung Zugsicherungsausrüstung für mehrere Länder Ł zusätzlich Einbauräume in aschinenraum und Untergestell ŁStarke Einschränkungen für die Bauräume Achslast-Beschränkungen Ł keine Gewichtserhöhung ŁReduzierte Gewichte für Traktionsausrüstung Erhöhter Wettbewerbs- und Produktivitätsdruck ŁHöhere Zuverlässigkeit und Gesamtkosten Elektische und mechanische Integration auf Basis von bewährten, LCC-orientierten Lösungen! 4

5 TRA Standardisierter Fahrzeugaufbau für elektrische und Diesel-el. Lokomotiven Diesel Power Package Electric Power Package Identischer Lokkasten Neue ittelträgerkonstruktion für Dieselmotor / Generator und elektrisches Power Package Kostenreduktion dank vereinfachter Fertigung und Wartung Gleiches Drehgestell und gleicher otor wie AC-Lok 5

6 Antriebssystem-Integration ermöglicht neues Lokkonzept TRA S/AC/DC Length: 18.9 m Central Cooling Tower High-voltage compartment Auxiliary converter Auxiliary distribution ain Converter Electric Power Package Electric Auxiliary Package TRA DE Length: 18.9 m Central Cooling Tower Diesel Engine ain & auxiliary Generator converter Auxiliary distribution Diesel Power Package Diesel Auxiliary Package 6

7 ITRAC 3000 ehrsystem-antriebskonzept Hauptstromrichter Ein-Gerüst-Integration 7

8 ITRAC 3000 S Stromrichter erhöhen erneut die Leistungsdichte Power density (kw/m 3 ) Weight / power (kg/kw) Power density (kw/m 3 ) + 21% power density - 11% weight Weight / power (kg/kw) 0.00 S 252 E 412 Class 189 Re 484 TRA S 0.00 GTO IGBT

9 Integration der Hilfsbetriebeversorgung 3kVdc / 1,5kV dc 25kV, 50Hz / 15kV, 16,67Hz Hilfsbetriebeumrichter + Batterieladegerät + Hilfsbetriebeverteilung in einem Gerüst U U HSac LS15/1 LS15/2 LS25 HSdc IFilter CF S Fi LFA RFA S11 S12 DC AC DC AC 4q-S1 S7 DC S3 AC ~ S2 25 S1 15 S8 3 S6 AC S5 25 S4 15 ~ 1,5 S15 S9 3 S10 DC1 DC 4q-S2 G1 Auxiliary Inverter Brake Chopper RB1 Converter 1 ~ ~ C1 aux S1 aux S2 aux C2 aux CD1 Auxiliary Transformator 15/1,5 S13 25/3 3 S14 AC/1,5 C Saug Aux. Converter 1 1~ CD2 Inverter 1 Inverter 2 FL 4* ~ ~ KTL 2* Imot BWL ZS U U Converter 2 Aux. Converter 2 1~ Batt. 110V BLG 1~ SRKP 2* LP 1~ Vehicle Heating Depot Supply Air- KLL Conditioning TKP 2* 9

10 ITRAC Traktionsantriebe ITRAC DR 1000 Tatzlager, teilabgefedert oder voll abgefedert für Regionalverkehr und Hochgeschwindigkeitszüge ITRAC DR 3600 N Tatzlagerantrieb für Güterzugs- und Regionalzugs-Lokomotiven Wir benutzen die gleichen Antriebe für Diesel-, AC- und S-Anwendungen ITRAC DR 3600 F Vollabgefederter Hohlwellenantrieb für Regional- und Hochgeschwindigkeitsverkehr 10

LCC orientiertes Design reduziert die Kosten Energieverbrauch ITRAC 3000 Systeme mit geregelter Zwischenkreisspannung Wartungs-optimierte Konstruktion Komponenten-Anordnung in den ITRAC- Produkten

11 LCC orientiertes Design reduziert die Kosten Energieverbrauch ITRAC 3000 Systeme mit geregelter Zwischenkreisspannung Wartungs-optimierte Konstruktion Komponenten-Anordnung in den ITRAC- Produkten 15kV / 25kV AC 4q-S1 4q-S2 Brake Chopper Inverter 1, 2 Tr1 LSaug RDWR Tr2 UD RB CSaug CWRind Cdir 3kV DC LTr1 LTr2 Brake Chopper Chopper 1 2 Inverter 1, 2 RD50 RDE LS15/1 RDWR LS50 UF LS15/2 UD CSaug CEind CEdir RB CWRind CWRdir 1,5kV DC LTr1 Chopper 1 2 Brake Chopper Inverter 1, 2 LS15/1 RD UF LS15/2 UD CSaug RB Cind Cdir 11

inimale Time-to-arket dank aufwendiger Entwicklungsumgebung für simulationsbasierte Absicherung Entwicklungsunterstützung durch Simulation des Traktionssystems bei Benutzung der DCU s auf einem Real

12 inimale Time-to-arket dank aufwendiger Entwicklungsumgebung für simulationsbasierte Absicherung Entwicklungsunterstützung durch Simulation des Traktionssystems bei Benutzung der DCU s auf einem Real Time Simulator Verbund Extrem effiziente Untersuchung des Gesamtsystems inkl. der Anbindung an die Fahrzeugleittechnik Netz Transformator Systemumschalter und digitale Signale Netzstromrichter DC-link otorstromrichter Filter Asynchronmotor echanik und Radschlupf 12

ITRAC 3000 ehrsystem-anwendungen Re 484 (SBB,

0 W (DC) pro Zug 250 km/h TRA S (Angel Trains,

13 ITRAC 3000 ehrsystem-anwendungen Re 484 (SBB, ITSUI) 15 kv 16.7 Hz & 3 kv DC 5.6 W 140 km/h AVE S130 (RENFE) 25 kv 50 Hz & 3 kv DC 4.8 W (AC) / 4.0 W (DC) pro Zug 250 km/h TRA S (Angel Trains, CBRail) Hz / 25 kv 50 Hz & 1.5 / 3 kv DC 5.6 W (AC, 3 kv DC) / 4 W (1.5 kv DC) 140 / 160 / 200 km/h 13

(AGC) Züge verkauft ZEFIRO Ein bis vier Speisesysteme 1.5 / 3 kv DC, 15 16.

14 ITRAC 1000 ehrsystemanwendungen AGC & Ille de France (SNCF) 25 kv 50 Hz, 1.5 V DC und Diesel 1300 kw pro Zug 160 km/h Nov 2006 zusätzlich 372 (IdF) (AGC) Züge verkauft ZEFIRO Ein bis vier Speisesysteme 1.5 / 3 kv DC, Hz / 25 kv 50 Hz 8200 kw (AC) / 5600 kw (DC 3kV) pro Zug 200 to 350 km/h maximum 14

15 ITRAC 1000 ehrsystem- / Bi-modal- Antriebssystem für Regionalzüge (SNCF AGC) D G ITRAC Bim system für Diesel und 1.5 kv DC ~ ITRAC Z Std system für 1.5 kv DC und 25 kv 50 Hz ~ ITRAC Bi-Bi system für Diesel, 1.5 kv DC und 25 kv 50 Hz D G Bim Bi-modal Diesel kv DC, Z Std Electric Bi-courant, Bi-Bi Bi-modal Bi-courant 15

16 ITRAC 1000 Bi-modal-Antriebsystem (AGC) Bi-Bi propulsion system for Diesel, 1.5 kv DC and 25 kv 50 Hz supply TC1200, 2 x 325 kw traction + Auxiliary Converter: AC Cooling module Line inductor Internal fan LC or GC C C for otor, Line or Aux 3-phase filter, 3-phase transformer Bi-Bi Bi-modal Bi-courant 16

17 Zusammenfassung Die neuen ITRAC Antriebs- und Hilfsbetriebe-Versorgungssysteme befähigen Züge zum grenzüberschreitenden Betrieb Geeignet für alle europäischen Bahnnetzspannungen Reduziertes Gewicht hält Achslasten tief bei unverändert hoher Leistungsfähigkeit Die erhöhte Leistungsdichte der Traktionsausrüstung ermöglicht eine bessere odularisierung auf Fahrzeuglevel und schafft Platz für die nötigen Zugsicherungssysteme Die neuen ITRAC Antriebs- und Hilfsbetriebe-Versorgungssysteme bringen weitere Kundenvorteile Erprobte Technologien und Komponenten führen zu hoher Zuverlässigkeit LCC-orientiertes Design reduziert Wartungsaufwand und Energieverbrauch Die Standardisierung der Antriebssysteme führt zu einer breiten Zulassungserfahrung für alle Fahrzeugklassen 17

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