Nahverkehrsfahrzeuge werden hierzulande fast ausnahmslos durch GleichstromreihenschluBmaschinen angetrieben. Diese Form der elektrischen Maschine ist seit Jahrzehnten im Einsatz und durch aus bew~hrt. Von Nachteil ist ~un der sehr unterhaltu~gsaufwen dige, schwere KorrJllutator, der zuderr· noch erheblichen Einbauraum beansprucht, ohne aktiv an der Drehmomentbildung beteiligt zu sein. Durch die Weiterentwicklung der modernen Halbleitertechnik wurde es m5g1ich, anstelle der Gleichstrommaschine eine Drehstrom-Asyn chron-Maschine zu verwerden, die aus einem statischen Halbleiter wechselrichter gespeist wird. Diese Form der Speisung, bei der Spannung bzw. Strom nicht mehr sinusf5rmig verlaufen, wie sonst in einem Dreiphasennetz Ublich, sondern mehr oder weni~er recht eckf5rmig, bringt einige Ph~nomene mit sich, die erst in den letzten Jahren bekannt wurden. So ist das Nutzmoment der Ma schine von mehr oder weniger starken Pendelmomenten Uberlagert. In dieser vom Minister fUr Wissenschaft und Forschung des Lan des Nordrhein-Westfalen gef5rderten Untersuchung 5011 analysiert und dargestellt werden, welche Auswirkungen der Einsatz von Asynchronmaschinen als Fahrmotoren auf das Traktionsverhalten von Nahverkehrsfahrzeugen hat. - 2 - 2. Das mechanische Schwingungssystem 2. 1. Vorhandene Fahrzeuge in Drehstromtechnik Als Vorreiter der Drehstromtraktion der neuen Generation mu Pds. man die dieselelektrischen Lokomotiven DE 2500 der Firmen Hen schel-BBC bezeichnen. Diese beiden Hersteller haben aus eigener Initiative eine Lokomotive mit Antrieb durch Drehstrom-Asynchron motoren entwickelt. Am 06. 03. 1971 wurde diese Technik auf der DB-Strecke Morlenbach -Waldmichelbach (Odenwald) erstmals vorge fUhrt. Es handelte sich hierbei urn eine Vollbahnlokomotive mit zwei dreiachsigen Drehgestellen. Alle Achsen waren durch Dreh strom-Asynchronmotoren angetrieben.

Inhalt

Einleitung.- 2. Das mechanische Schwingungssystem.- 2.1. Vorhandene Fahrzeuge in Drehstromtechnik.- 2.2. Auswahl des Untersuchungsmodells.- 2.3. Beschreibung des untersuchten Nahverkehrsfahrzeugs.- 3. Kraftschluß zwischen Rad und Schiene.- 3.1. Bisherige Kraftschlußforschungen.- 3.2. Die Theorie von KALKER.- 3.3. Einflüsse auf den Kraftschluß.- 3.4. Die im weiteren Verlauf verwendete Kraftschlußfunktion.- 4. Das Eigenschwingungsverhalten des Fahrzeugs.- 4.1. Erzeugung eines komplexen linearen Gleichungssystems.- 4.2. Lösung des komplexen linearen Gleichungssystems.- 4.3. Ergebnisse der Frequenzuntersuchungen.- 5. Der elektrische Antrieb.- 5.1. Verwendete elektrische Systeme.- 5.2. Das mathematische Abbild der Drehstrom-Asynchronmaschine.- 5.3. Das Verhalten der Asynchronmaschine bei Stromeinprägung.- 5.4. Das Verhalten der Asynchronmaschine bei Spannungseinprägung.- 5.5. Das zu erwartende Traktionsverhalten der Drehstrom-Asynchron-Maschine.- 6. Das Traktionsverhalten des Grundfahrzeugs.- 6.1. Die numerische Lösung des Problems.- 6.2. Fahrmotor mit Stromeinprägung.- 6.3. Fahrmotor mit Spannungseinprägung.- 6.4. Wertung der Ergebnisse.- 7. Zusammenfassung.- Tabelle 1 bis 9.- Bild 1 bis 80.