Woher kommt das Takten der Stromrichter?

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Denis Schmidt
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Woher kommt das Takten der Stromrichter?

#1 Beitrag von Denis Schmidt »

Hallo zusammen,

umgangssprachlich heißt es doch häufig, dass beim Verlegen des Fahrschalters nach F bzw. in den Z-Bereich bei den Drehstromlok die Stromrichter anfangen "zu takten".

Was mich interessieren würde, welche Bauteile konkret für dieses charakteristische Geräusch verantwortlich sind?
Meine Vermutung wären die Transistoren der Pulswechselrichter. Kennt sich da zufällig jemand etwas genauer mit der Leistungselektronik aus?

Grüße
ds
Zuletzt geändert von Denis Schmidt am 07.06.2018 18:14:29, insgesamt 1-mal geändert.

F(R)S-Bauer
Beiträge: 6281
Registriert: 09.11.2002 02:00:47

Re: Woher kommt das Takten der Stromrichter?

#2 Beitrag von F(R)S-Bauer »

Ja, hier.

Die Verursacher sind die Transitoren/Tyristoren der Stromrichter, die den Gleichstromzwischenkreis laden.
Der Geräuscherzeuger selbst sind die Drosselspulen und der Trafo, und ggf die Stromschiene, je nach Aufbau.

Grund: Strom der durch Spulen geht sorgt aufgrund seine Magnetfeldes für eine Minimale Bewegung der Stromleiter zueinander und auch der (Eisen)kerne um die bei Trafo und Drosseln die Kupferleitungen laufen. Material was sich bewegt, bewegt auch die umgebende Luft. Erfolgt das zwischen 16 und 16.000 Hz hört man es als brummen.

Mit zunehmenden Leistungsbedarf wird durch höherer Taktung mehr Strom im Zwischenkreis erzeugt, irgendwann geht es u.u. aus dem Hörbereich raus.

Gleichzeitig wird der Wechselrichter dann die Motoren befeuern, auch hier sind Spulen drin, und zum Schluß die größte Spulen an sich, die Motoren. Das Drehfeld dreht sich mit der Frequenz des Drehstromes, woraus dann die Bewegung entsteht, erzeugt aber kein 100% wellenfreie Kraft so das es auch brummt.

MfG

Ralf
Zuletzt geändert von F(R)S-Bauer am 07.06.2018 19:16:53, insgesamt 1-mal geändert.
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Denis Schmidt
Beiträge: 377
Registriert: 06.06.2002 19:52:55

Re: Woher kommt das Takten der Stromrichter?

#3 Beitrag von Denis Schmidt »

Danke!
F(R)S-Bauer hat geschrieben:Die Verursacher sind die Transitoren/Tyristoren der Stromrichter, die den Gleichstromzwischenkreis laden.
Also die sog. Vierquadrantensteller?
Der Geräuscherzeuger selbst sind die Drosselspulen und der Trafo, und ggf die Stromschiene, je nach Aufbau.
Der Hauptrafo unterflur? Dann müsste die Altbau-E-Lok aber auch "takten" :D Gehören die Drosselspulen zu den 4QS?

F(R)S-Bauer
Beiträge: 6281
Registriert: 09.11.2002 02:00:47

Re: Woher kommt das Takten der Stromrichter?

#4 Beitrag von F(R)S-Bauer »

Hallo,

Ja sowohl 4qs als auch die Steller des Zwischenkreise, was genau welchen Ton erzeugt hängt von den verwendeten Modulen ab, je nach dem wie das Modul genau ausgelegt ist.

Albauloks summen, mit 16²/³ Hz. Unter last wird das Stärker, je nachdem wie gut der Trafo ist hört man das aber nicht so stark, oder die Lüfter sind lauter.

Durch die Stromrichter kommen aber eine Nicht-Sinusförmige Belastung rein, die zudem eine andere/variable Frequenz hat. Drossel hat man bei eine Drehstromlok an mindesten 3 stellen. Im 4QS, in der Speisung/Zwischenkreise und ggf. noch am Trafo zur Filterung der Oberströme.

Die hier verwendeten Signale zum Schalten der Leistungshalbleiter sind Rechtecksignale. Folglich ist das entstehende Signal auch ein Rechteck, was durch Drosseln/Spulen/Kondensatoren dann Verformt und geglättet wird. Diese bestehen Signaltechnisch aus einem allen Möglichen Sinussignalen zwischen 0 - oo Hz. Und dann hängt es nur noch davon ab, was auf welche Frequenz reagiert.

Vom Grundsätzlichen her hat man es hier mit einer Abart der Schaltnetzteile zu tun, Impulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal befeuert einen Kondensator zum Aufladen, wobei ein Drossel dann die Oberschwingungen begrenzt und in Schaltpausen der Rechtecksignales ggf. Energie nachliefert. Am Ende kommt entweder eine Gleichspanung (Zwischenkreis) oder ein 3 Phasen Wechselstrom (Drehstom) richtung Motor raus.
Beim Rückspeisungsbremsen dreht man dann die Anordnung rum und benutzt den Trafo rückwärts.

MfG

Ralf
Zuletzt geändert von F(R)S-Bauer am 07.06.2018 20:13:20, insgesamt 8-mal geändert.
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