Abstract

Transport kolejowy podlega ciągłej presji, aby zwiększać dostępność połączeń i obniżać koszty przejazdów. Konstruktorzy pociągów i przewoźnicy, w odpowiedzi na stawiane oczekiwania, starają się wdrażać pojawiające się na rynku nowe innowacyjne rozwiązania. Europejski program Shift2Rail stawia ambitne cele w stosunku do kluczowych wskaźników wydajności (z ang. KPI - Key Performance Indicators) systemu kolejowego obejmującego infrastrukturę, sygnalizację i tabor: aby o 50% zmniejszyć koszt cyklu życia urządzeń (ang. LCC – Life Cycle Cost), o 50% zwiększyć ich niezawodność i o 100% zwiększyć wydajność transportu kolejowego.Technologia e-transformatora, nazywanego w zastosowaniach kolejowych energoelektronicznym transformatorem trakcyjnym PETT (z ang. power electronic traction transformer), umożliwia wyeliminowanie w pojazdach szynowych, zasilanych z trakcji AC, wielkogabarytowych transformatorów trakcyjnych oraz zmniejszenie gabarytów dławika filtru wejściowego. Dzięki precyzyjnej regulacji prądu i precyzyjnemu generowaniu napięcia z wysoką częstotliwością przełączeń, e-transformator pozwala zmniejszyć straty w dławiku i w silniku trakcyjnym - co prowadzi również do wydłużenia żywotności silnika trakcyjnego. Istota proponowanego w niniejszym referacie rozwiązania e-transformatora trakcyjnego zawiera się w wykorzystaniu wysokosprawnych modułów tranzystorowych SiC MOSFET. Podstawowym modułem konstrukcyjnym e-transformatora jest celka DC-DC-AC-transformator-AC-DC-AC zbudowana z 8 mostków typu H i posiadająca izolację galwaniczną realizowaną za pomocą transformatora wysokiej częstotliwości.Dostępność e-transformatora jest determinowana przez upływ czasu opisany parametrami MTBF oraz MTTR. Zapewnienie wysokiej niezawodności A(t) uzyskuje się w e-transformatorze poprzez minimalizację czasu MTTR. Służy temu budowa modułowa e-transformatora wraz z zastosowaniem nowej generacji komponentów, przyrządów półprzewodnikowych SiC i niskoindukcyjnych kondensatorów polipropylenowych. W referacie poruszono wybrane zagadnienia analizy RAMS i cyklu życia, które mają zastosowanie do nowej generacji napędu trakcyjnego o topologii e-transformatora, przeznaczonego do modernizacji elektrycznych zespołów trakcyjnych.

Authors (4)