Motor Siemens Desiro 312/317

[damke]

Pozdravljeni!
Ker ne zasledim nobene teme kakšen motor vsebuje Siemens Desiro 312, bom odprl novo temo okoli tega.

Namrec osebno meni ima Desiro zelo lep zvok (petje pri speljevanju ter zaviranju). Zanima me kakšna stvar naredi ta zvok? Sklepam da frekvencni pretvornik tu nima nobene veze.

Na bilokaksnem odgovoru bi bil hvalezen.
Lep pozdrav!

[urban120]

Za to vprašanje je bolj primerna glavna tema SŽ 312/317. Ni potrebna nova.

viewtopic.php?t=608

[Re 4/4]

Pretvornik ima zelo veliko povezavo s tem zvokom.

Strokovno se temu pojavu reče magnetostrikcija.
Pretvornik na koncu pretvarja enosmerno napetost v izmenično, vendar ta napetost, ki jo dobi motor ni sinusna, ampak žagasta in obogatena z dodatki višjih harmonikov, ker pretvornik deluje kot pulzno-širinska modulacija. Torej pretvornik, ki prilagaja napetost za motor jo ob procesu razsmerjanja po domače povedano seka s pomočjo močnostne elektronike. Posledica te nesinusne napetosti pa je, da se pločevina statorja in rotora širi in krči s hitrostjo magnetnega polja te napetosti. Tako pa na koncu ti slišiš te zvoke.

Zakaj pa zvok ni konstanten? Frekvenčni pretvorniki na železnici so postali že kar kompleksni. Za tiste, ki bi kaj več na kratko. Danes ni več samo klasične vektorske modulacije U/f je konstantna, ampak se uporablja direktno vodenje navora. Tako ima pretvornik dve povratni zanki. Hitrostno in navorno. Znotraj pretvornika je potem računalnik, ki z numeričnimi izračuni izračunava približne magnetne razmere v motorju tako da razstavi tok na delovno in jalovo komponento in s poznavanjem induktivne in ohmske upornosti statorja in rotorja, tako lahko potem prilagaja napetost, tok in frekvenco, da ima motor največji možni navor. Če motor zdrsne, pretvornik z meritvijo toka to jasno vidi, ter poskuša zadevo umiriti. Delno mu je v pomoč tudi kosmatenje koles ali pa je na kotalnem delu poseben premaz. Kako pa vse skupaj to dosega? Rezultati, ki jih ima pretovrnik primerja in z napetostnimi vektorji v 360 stopinjski ravnini. In dolžine teh vektorjev on spreminja s spreminjanjem stikalnih stanj močnostne elektronike, ki razsmerja napetost. S spreminjanjem teh vekorjev pa se tudi spreminja napetost za motor. In razmerje zvoka, ki prihaja iz motorja, ter spremembo stikalnih stanj elektronike je v razmerju 2:1. Tu še ni konec zgodbe. Omenil sem višje harmonike. Ti se ne ustavijo vedno na vlaku. Lahko "zbezljajo" tudi stran v smeri naprav na tirih. Ker pa te naprave, harmoniki ne smejo motiti, jih mora pretvornik sam omejiti. Lahko preko dušilk, velikokrat z dodajanjem samega harmonika v pretvornik, da se na koncu izničita... daleč najbolj pogosti pojav pa je ta, da sam pretvornik s stikalnimi stanji elektronike zniža ali zvišuje stikalno frekvenco, ki se skozi razmerje prenese na motor in potem v človekovo uho. Kje lahko to zadnje slišimo? Ker je aktualen razpis in se je prijavil Alstom... No ti Traxxi imajo v območju nižjih hitrosti takšno spremebo stanj (https://m.youtube.com/watch?v=OKYcs6DgeGc) Ampak ta pojav je samo, ko deluje na Češkem ali Slovaškem, ker imajo precej stroge zahteve glede harmonikov. V drugih državah, je precej bolj konstantno. Pa vse to je samo uvod uvoda v to tematiko. Knjiga osnove osnov modeliranja pogona iz katerega potem razumeš delovanje motorjev pri spremembi napajanja in bremena ima 336 strani... .

Še to, zaviranje ali pospeševanje nima veze. Pri zaviranju je motor še vedno napajan, le da je napajalna frekvenca nižja od hitrosti motorja. Po fizikalnih zakonih potem motor postane generator in tako dobimo izraz elektro-dinamično zaviranje.

[mkx]

@Re 4/4 Hvala za tale opis, je zelo zanimiv.

Pa še vprašanje:

Ampak ta pojav je samo, ko deluje na Češkem ali Slovaškem

Kako lokomotiva prepozna, da je na Češkem ali Slovaškem? Po GPS lokaciji ali kaj bolj ročnega?

[desiro]

@Re 4/4 Hvala za tale opis, je zelo zanimiv.

Pa še vprašanje:

Ampak ta pojav je samo, ko deluje na Češkem ali Slovaškem

Kako lokomotiva prepozna, da je na Češkem ali Slovaškem? Po GPS lokaciji ali kaj bolj ročnega?

Po nastavitvi voznega omrežja na podlagi te nastavitve se izbira odjemnik toka, vklop oz. izklop VN tokokrogov, varnostnih naprav ect.

[mkx]

@Re 4/4 Hvala za tale opis, je zelo zanimiv.

Pa še vprašanje:

Ampak ta pojav je samo, ko deluje na Češkem ali Slovaškem

Kako lokomotiva prepozna, da je na Češkem ali Slovaškem? Po GPS lokaciji ali kaj bolj ročnega?

Po nastavitvi voznega omrežja na podlagi te nastavitve se izbira odjemnik toka, vklop oz. izklop VN tokokrogov, varnostnih naprav ect.

Aha. Se pravi da, teoretično (ne vem, če je to kje res v uporabi), bi se morala opraviti nastvitve voznega omrežja tudi če se "bistvene značilnosti" ne spremenijo? Recimo, da gre vlak iz Avstrije v Nemčijo, in je meja na odprti progi, je potrebno opraviti izbiro voznega omrežja "tam nekje točno na meji"?

[Re 4/4]

@Re 4/4 Hvala za tale opis, je zelo zanimiv.

Pa še vprašanje:

Ampak ta pojav je samo, ko deluje na Češkem ali Slovaškem

Kako lokomotiva prepozna, da je na Češkem ali Slovaškem? Po GPS lokaciji ali kaj bolj ročnega?

Ko se ustaviš na mejni postaji na monitorju v meniju izbereš ustrezno državo (zastava in kratica upravljalca). Lokomotiva najprej po dvigu odjemnika izmeri napetost. Če štima, ti dovoli vklopiti glavni stikalo. Ostalo pa je omenil @Desiro. Marsikaj lokomotiva večino opravi sama, recimo če imaš štiri različne odjemnike, potem ne izbiraš ti, ampak se sam odpre ustrezen pnevatski vod do ustreznegs odjemnika. Ni pa nujno. Če se nacionalna varnostna naprava ne spremeni, načeloma menjaš državo delovanja med vožnjo (vleka na 0, izklop stikala, spust odjemnika, zamenjaš državo, dvigneš odjemnik, počakaš na meritev napetosti, vklopiš stikalo in gasa dalje, če poenostavim) . Nekoč, ko so stare italijanske lokomotive vozile v Francijo pod 1,5 kV, je strojevodja ko je izklopil glavno stkalo samo vklopil še predupor, da je zaščitil kompresor in motor-generator in potem vklopil glavno stikalo. Danes pri digitalkah v tem primeru samo izklopiš stikalo, spustiš odjemnik, zamenjaš v meniju. Vse ostalo je programsko urejeno, ker mora tam SCMT ostati aktiven. Pretvornik potem tako ali tako ve, v kateri državi si, ko izbereš na meniju. In potem se obnaša tako, kot je sprogramirano. Tu noter kako je sprogramirano, so potem vedno zanimivi dodatki. Vse je odvisno od lokalnih pravil. Recimo odjem energije. Ta je sprogramirana za vsako napetost. Na enosmerni je narejeno tako, da ni prevelikega odjema iz vozne mreže, ki bi napetost potisnilo še bolj dol. Tu je treba najti najboljše razmerje med učinkovitim odjemom glede na nihanje napetosti, hkrati pa da ne vrže glavnega stikala ven, iz tega naslova lahko strojevodje jamrajo kako slabe so lokomotive. , učinkovito preprečevanja zdrsa, torej obe povratni zanki morata biti zelo dobro sprogramirani, čeprav fizika se samo smeji, potem delujoč EDZ pri izklopljenem glavnem stikalu, kar je noviteta na trgu, ali pa ali lahko vračaš energijo v vozni vod ali ne, imaš zavorni upor, katerega nadzoruje potem določen IGBT modul, dovoljeni harmoniki in še in še.

[damke]

Najlepša hvala na odgovoru in strokovni razlagi. Zanimiva stvar.
Taurus SŽ 541 ima pa recimo nad hitrostjo citiram 40kmh se sliši sprememba zvoka, kot da bi dal iz 1. v 2. prestavo.
Ali je princip delovanja enak?

Pretvornik ima zelo veliko povezavo s tem zvokom.

Strokovno se temu pojavu reče magnetostrikcija.
Pretvornik na koncu pretvarja enosmerno napetost v izmenično, vendar ta napetost, ki jo dobi motor ni sinusna, ampak žagasta in obogatena z dodatki višjih harmonikov, ker pretvornik deluje kot pulzno-širinska modulacija. Torej pretvornik, ki prilagaja napetost za motor jo ob procesu razsmerjanja po domače povedano seka s pomočjo močnostne elektronike. Posledica te nesinusne napetosti pa je, da se pločevina statorja in rotora širi in krči s hitrostjo magnetnega polja te napetosti. Tako pa na koncu ti slišiš te zvoke.

Zakaj pa zvok ni konstanten? Frekvenčni pretvorniki na železnici so postali že kar kompleksni. Za tiste, ki bi kaj več na kratko. Danes ni več samo klasične vektorske modulacije U/f je konstantna, ampak se uporablja direktno vodenje navora. Tako ima pretvornik dve povratni zanki. Hitrostno in navorno. Znotraj pretvornika je potem računalnik, ki z numeričnimi izračuni izračunava približne magnetne razmere v motorju tako da razstavi tok na delovno in jalovo komponento in s poznavanjem induktivne in ohmske upornosti statorja in rotorja, tako lahko potem prilagaja napetost, tok in frekvenco, da ima motor največji možni navor. Če motor zdrsne, pretvornik z meritvijo toka to jasno vidi, ter poskuša zadevo umiriti. Delno mu je v pomoč tudi kosmatenje koles ali pa je na kotalnem delu poseben premaz. Kako pa vse skupaj to dosega? Rezultati, ki jih ima pretovrnik primerja in z napetostnimi vektorji v 360 stopinjski ravnini. In dolžine teh vektorjev on spreminja s spreminjanjem stikalnih stanj močnostne elektronike, ki razsmerja napetost. S spreminjanjem teh vekorjev pa se tudi spreminja napetost za motor. In razmerje zvoka, ki prihaja iz motorja, ter spremembo stikalnih stanj elektronike je v razmerju 2:1. Tu še ni konec zgodbe. Omenil sem višje harmonike. Ti se ne ustavijo vedno na vlaku. Lahko "zbezljajo" tudi stran v smeri naprav na tirih. Ker pa te naprave, harmoniki ne smejo motiti, jih mora pretvornik sam omejiti. Lahko preko dušilk, velikokrat z dodajanjem samega harmonika v pretvornik, da se na koncu izničita... daleč najbolj pogosti pojav pa je ta, da sam pretvornik s stikalnimi stanji elektronike zniža ali zvišuje stikalno frekvenco, ki se skozi razmerje prenese na motor in potem v človekovo uho. Kje lahko to zadnje slišimo? Ker je aktualen razpis in se je prijavil Alstom... No ti Traxxi imajo v območju nižjih hitrosti takšno spremebo stanj (https://m.youtube.com/watch?v=OKYcs6DgeGc) Ampak ta pojav je samo, ko deluje na Češkem ali Slovaškem, ker imajo precej stroge zahteve glede harmonikov. V drugih državah, je precej bolj konstantno. Pa vse to je samo uvod uvoda v to tematiko. Knjiga osnove osnov modeliranja pogona iz katerega potem razumeš delovanje motorjev pri spremembi napajanja in bremena ima 336 strani... .

Še to, zaviranje ali pospeševanje nima veze. Pri zaviranju je motor še vedno napajan, le da je napajalna frekvenca nižja od hitrosti motorja. Po fizikalnih zakonih potem motor postane generator in tako dobimo izraz elektro-dinamično zaviranje.

[desiro]

@Re 4/4
odlična razlaga, dodal bi le še da ni nujno potrebno da mlokomotiva stoji na mestu ter da je ročica smeri vožnje na 0.

Npr menjava SŽ -> ÖBB ali obratno lahko poteka med vožnjo, prav tako ÖBB - DB, kjer realno ne bi bilo potrebe da se spusti odjemnik toka a mora lokomotiva vseeno vključiti nadzor nadhormonskih komponent 100 hZ. (popravi me če sem z poimenovanjem zgrešil) gre za zaščito vpliva lok na SVTK naprave. Poleg tega se pri seriji 1016/1116/1216 v primeru izbire omrežija DB nad 5 km/h onemogoči odpiranje ogledal, medtem ko je le to v omrežiju ÖBB mogoče do hitrosti 120 km/h.

[Re 4/4]

Najlepša hvala na odgovoru in strokovni razlagi. Zanimiva stvar.
Taurus SŽ 541 ima pa recimo nad hitrostjo citiram 40kmh se sliši sprememba zvoka, kot da bi dal iz 1. v 2. prestavo.
Ali je princip delovanja enak?

Princip delovanja je pri vseh enak. Seveda sem napisal zelo na grobo, da je vsaj malo razumljivo, zakaj imajo tisti Traxxi tako čudno lestvico. Med proizvajalci je razlika samo v lastnem razvoju in verziji programske opreme. Kot vidiš je precejšnja razlika Vectron in Traxx. Pretvornik drugače gledamo kot celota od vhoda (na lokomotivah pravimo vhodni tokokrog, kjer lahko strojevodja izloča defektne stvari) do priključnih sponk na motorju. Tukaj gre razvoj močnostnih polprevodnikov v smeri novih materialov, medtem ko vodenje pretvornika pa ima praktično neskočne možnosti razvoja. In tako so potem zvoki z vsako novo serijo drugačni. Spremembo zvoka si pa lahko zamisliš kakršnokoli želiš. Poglej si ÖBB lokomotive 1016/116. Ta zaćetna tonska lestvica je sprogramirana, ker je ÖBB želel nekaj svojega pri speljevanju. Pri ostalih lokomotivah ni bilo želja, zato so "prestave" kot praviš odločitev "programerjev", ki vedo dolžina pulza (močnostni polprevodnik prevaja) in frekvenca prevajanje/zapora sta osnova.
Desiro 312 ima drugače že bolj zastarel pretvornik, niti ni posebej zakompliciran.

nadhormonskih komponent 100 hZ. (popravi me če sem z poimenovanjem zgrešil) gre za zaščito vpliva lok na SVTK naprave.

Višjeharmonskih komponent. Enota Hz, kot Hetrz.

[Ljubitelj]

Višjeharmonskih komponent. Enota Hz, kot Hetrz.

Samo en zloben popravek, enota je imenovana po Heinrichu Hertzu in Hetrzu! Kaj hočemo, vsakemu se zgode napake, eni o hz, drugi o Hetrzih.

Kaj pa je s sub harmoniki? Že dolgo je znano kaj povzričajo:

Subharmonic oscillations

Current mode switching regulators which operate with a duty cycle greater than 50% and have continuous inductor current can exhibit a duty cycle instability known as subharmonic oscillations. This effect is not harmful to the regulator and in many cases it does not even affect the output regulation. Its most annoying effect is to produce a high pitched squeal from power components which effectively have their 40kHz operating frequency modulated by submultiple frequencies; 20kHz, 10kHz, etc

[damke]

4/4 najlepša hvala na obrazložitvah, je stvar trenutno bolj jasna:)
kako pa se klice knjiga katera si omenil da ima okoli 400 strani?

quote="Re 4/4" post_id=241100 time=1731963019 user_id=2406]

Najlepša hvala na odgovoru in strokovni razlagi. Zanimiva stvar.
Taurus SŽ 541 ima pa recimo nad hitrostjo citiram 40kmh se sliši sprememba zvoka, kot da bi dal iz 1. v 2. prestavo.
Ali je princip delovanja enak?

Princip delovanja je pri vseh enak. Seveda sem napisal zelo na grobo, da je vsaj malo razumljivo, zakaj imajo tisti Traxxi tako čudno lestvico. Med proizvajalci je razlika samo v lastnem razvoju in verziji programske opreme. Kot vidiš je precejšnja razlika Vectron in Traxx. Pretvornik drugače gledamo kot celota od vhoda (na lokomotivah pravimo vhodni tokokrog, kjer lahko strojevodja izloča defektne stvari) do priključnih sponk na motorju. Tukaj gre razvoj močnostnih polprevodnikov v smeri novih materialov, medtem ko vodenje pretvornika pa ima praktično neskočne možnosti razvoja. In tako so potem zvoki z vsako novo serijo drugačni. Spremembo zvoka si pa lahko zamisliš kakršnokoli želiš. Poglej si ÖBB lokomotive 1016/116. Ta zaćetna tonska lestvica je sprogramirana, ker je ÖBB želel nekaj svojega pri speljevanju. Pri ostalih lokomotivah ni bilo želja, zato so "prestave" kot praviš odločitev "programerjev", ki vedo dolžina pulza (močnostni polprevodnik prevaja) in frekvenca prevajanje/zapora sta osnova.
Desiro 312 ima drugače že bolj zastarel pretvornik, niti ni posebej zakompliciran.

nadhormonskih komponent 100 hZ. (popravi me če sem z poimenovanjem zgrešil) gre za zaščito vpliva lok na SVTK naprave.

Višjeharmonskih komponent. Enota Hz, kot Hetrz.
[/quote]

[Re 4/4]

4/4 najlepša hvala na obrazložitvah, je stvar trenutno bolj jasna:)
kako pa se klice knjiga katera si omenil da ima okoli 400 strani?

Če te zanimajo zvoki in vse okoli tega, potem raje pozabi da karkoli pišem. Ima pa ABB svojo knjižnico, pa lahko o tematiki harmonikov kaj sam izbrskaš.

[damke]

4/4 najlepsa hvala se enkrat na informacijah

4/4 najlepša hvala na obrazložitvah, je stvar trenutno bolj jasna:)
kako pa se klice knjiga katera si omenil da ima okoli 400 strani?

Če te zanimajo zvoki in vse okoli tega, potem raje pozabi da karkoli pišem. Ima pa ABB svojo knjižnico, pa lahko o tematiki harmonikov kaj sam izbrskaš.

[vidkrt]

Še en evolucijski video o Desiroju, upam da Vam bo všeč!
https://www.youtube.com/shorts/zPq2D2Zzrgc