Zakład Elektroniki Przemysłowej

b_682_228_16777215_00_images_CR.jpgZapraszamy do zapoznania się z artykułem autorstwa Przemysława Łukasiaka - Kierownika Działu Rozwoju w firmie Enika Sp. z o.o. W artykule został przedstawiony proces wdrożenia do eksploatacji falownika SiC do układów napędowych tramwajów na przykładzie tramwaju Cityrunner.

Wstęp

Każdy nowy element układu napędowego, przed dopuszczeniem do eksploatacji z pasażerami, musi przejść szczegółowe badania, by mieć pewność że użytkowany układ będzie niezawodny i bezpieczny. W przypadku zastosowania nowego falownika trakcyjnego badane są przede wszystkim  parametry dynamiczne osiągane przez tramwaj, poziomy napięć na sieci w trakcie rekuperacji oraz zaburzenia EMC emitowane przez tramwaj.

Instalacja na pojeździe

Niewielkie wymiary i masa falownika ENI-ST600/SIC.2, opisanego we wcześniejszym artykule, pozwoliły na jego montaż bez wprowadzania żadnych zmian konstrukcyjnych w tramwaju Cityrunner. Zastosowano jedynie specjalne adaptery, które umożliwiły zmniejszenie rozstawów punktów montażowych tramwaju, wynikających ze znacznie mniejszych gabarytów falownika SiC w stosunku do dotychczasowego, tradycyjnego falownika. Duża uniwersalność oprogramowania falownika SiC pozwoliła na dostosowanie protokołu komunikacji do pozostałych komponentów zainstalowanych na pojeździe, dzięki czemu integracja nowego falownika SiC z tramwajem przebiegła bardzo sprawnie. Pierwsze testy statyczne i dynamiczne odbyły się na zajezdni tramwajowej w Łodzi, gdzie zweryfikowana została funkcjonalność oraz parametry trakcyjne falownika SiC.

Badania

Po instalacji falownika na pojeździe jednym z pierwszych testów jakie musiał przejść pojazd z nowym falownikiem, aby mógł być dopuszczony do ruchu, było badania kompatybilności elektromagnetycznej zarówno w zakresie emisji pola magnetycznego i elektrycznego. Badania te zostały przeprowadzone przez firmę ENIKA.

b_690_517_16777215_00_images_artyku_sic_inverter_photo_1.jpg

Rysunek 1 Badania EMC tramwaju CityRunner

b_691_920_16777215_00_images_artyku_sic_inverter_photo_2.jpg

Rysunek 2 Badanie emisji pola elektrycznego w zakresie 30 Mhz - 1 GHz

Dzięki zastosowaniu w falowniku zoptymalizowanego oprogramowania oraz wyposażeniu falownika ENI-FT600/SiC.2 w odpowiednio dobrane filtry, badania EMC zakończyły się wynikiem pozytywnym za pierwszym podejściem.

Poniżej przedstawiono przykładowy wynik badań emisji pola elektrycznego, emitowanego przez tramwaj wyposażony w falownik SiC, w trakcie ruchu pojazdu.

artyku_sic_inverter_photo_3.jpg 

Rysunek 3  Zakłócenie promieniowane (pole elektryczne), polaryzacja anteny pozioma, pojazd w ruchu

Kolejne z badań jakie zostały przeprowadzano zanim pojazd trafił do ruchu były badania wszystkich trybów hamowania, zaczynając od hamowania roboczego, przez awaryjne do hamowania nagłego i hamowania bezpieczeństwa. Badania te zostały przeprowadzone przez Instytut Rozwoju Miast i Regionów w Warszawie. We wszystkich tych badaniach pojazd wyposażony w falownik ENI-FT600/SiC.2, musiał uzyskać odpowiednio krótką drogę hamowania, a co za tym idzie odpowiednio duże przyspieszanie przy hamowaniu. Badania te również zakończyły się wynikiem pozytywnym.

Ostatnim badaniem były jazdy tramwajem wyposażonym w falownik ENI-FT600/SIC.2 po mieście. Badanie to ma za zadanie sprawdzeni zachowanie napędu w trakcie normalnej eksploatacji oraz sprawdzenie zakłóceń generowanych przez tramwaj na odbieraku prądu, łącznie z obserwacją podbić napięcia na linii trakcyjnej oraz obserwacją rekuperacji energii do sieci trakcyjnej. Całonocne test potwierdziły poprawność wykonania projektu oraz oprogramowania falownika ENI-FT600/SIC.2.

Podsumowanie

Wszystkie wyżej opisane próby zakończyły się wynikiem pozytywnym. Na ich powodzenie miał wpływu nie tylko udany projekt mechaniczny i elektryczny falownika ENI-FT600/SIC2, ale również algorytm sterowania falownikiem. Dzięki zwiększeniu częstotliwości kluczowania falownika uzyskano bezgłośną pracę całego układu napędowego i zmniejszenie pulsacje prądu silnika.

Mniejsze pulsacje prądu silnika oraz wyższa częstotliwość kluczowania zaowocowały bardzo precyzyjną pracę regulatorów prądu falownika, a co za tym idzie dokładnym sterowanie momentem silnika. Dzięki temu, układ napędowy wyposażony w falownik ENI-FT600/SIC.2, umożliwił bardzo płynną pracę całego pojazdu, z zachowaniem wysokiej dynamiki i wskaźników komfortu.

Po przejściu wszystkich badań cały pojazd wraz z falownikiem wykonanym w technologii full SiC został wdrożony do kilkumiesięcznej eksploatacji obserwowanej, której celem ma być sprawdzenie niezawodności nowej technologii oraz uzyskanie danych na temat oszczędności energii na jakie pozwala wdrożenie nowej technologii.

Autor:

Przemysław Łukasiak
Kierownik Działu Rozwoju w firmie Enika Sp. z o.o.

 

 

Ta strona używa ciasteczek Dowiedz się więcej