DC-DC-Wandler in Eisenbahnanwendungen

In Schienenfahrzeugen spielen elektronische Systeme eine wichtige Rolle. Sie beeinflussen unter anderem den Fahrgastkomfort und die Sicherheit und ermöglichen dem Lokführer die volle Kontrolle über die Komponenten und die elektronische Ausrüstung an Bord des Fahrzeugs.

Der Fokus auf Automatisierung und hohe Effizienz dieser Systeme resultiert aus der dynamischen Weiterentwicklung der Technologien und den Bedürfnissen der Fahrgäste.

Zu den Systemen in Schienenfahrzeugen zählen beispielsweise:

• Zugsteuerungssystem (TCMS);
• Fahrgastinformationssystem (PIS);
• Automatische Geschwindigkeitsregelung (ATC);
• Funkkommunikationssystem;
• Beleuchtungssystem;
• Klima- und Heizungssystem;
• Bremssystem.

Zur Stromversorgung der Hilfssysteme von Schienenfahrzeugen wird üblicherweise ein angepasster Strom direkt aus dem Fahrstromnetz, eine redundante Niederspannungsversorgung oder Batteriestrom verwendet.

Wie passt man den Strom an die Fahrzeugelektronik der Bahn an?

DC-DC-Wandler, auch Wechselrichter genannt, kommen hier zum Einsatz. Es handelt sich um elektrische oder elektromechanische Geräte, die Gleichstrom mit bestimmten Parametern in Gleichstrom mit anderen Parametern umwandeln. Wandler werden meist in Stromversorgungssystemen verwendet, die nicht direkt mit dem Empfänger verbunden werden können. Der durch einen solchen Wandler fließende Strom wird entsprechend erhöht oder verringert.

Wir unterscheiden folgende DC/DC-Wandler:

• Invertierende Wandler;
• Aufwärtswandler;
• Abwärtswandler;
• Buck-Boost-Wandler.

Die neuesten Lösungen verwenden moderne DC/DC-Wandler, deren Betrieb stufenlos an den Strombedarf angepasst werden kann.

Welche Anforderungen müssen Wandler in der Bahnindustrie erfüllen?

Jedes elektrische und elektronische Gerät muss bestimmte Normen erfüllen, um in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden zu können. EN 50155 ist eine Norm, die Anforderungen an elektronische Geräte für die Bahnindustrie festlegt, darunter:Elektrische Anforderungen – Spannungsbereich, Isolationsfestigkeit, Beständigkeit gegen Überspannungen, Überlastung, elektrostatische Entladungen und Spannungseinbrüche;EMV-Anforderungen – Schutz gegen elektromagnetische Störungen;Umgebungsanforderungen – Betriebstemperatur des Geräts, Luftfeuchtigkeit am Arbeitsplatz, Schutzarten IP und IK, Stoß- und Vibrationsfestigkeit;Anforderungen an die Lebensdauer und Betriebsweise des Geräts.

Wandler gemäß EN 50155 werden eingesetzt in:

• Traktionssystemen;
• Fahrzeugstromversorgungs- und Kommunikationssystemen;
• Militär- und Telekommunikationsanwendungen;
• Geräten mit schwierigen Betriebsbedingungen.