Motoren und Umrichter von KEB in innovativem Einschienenfahrzeug
Ein Taxi oder ein Uber über das Smartphone zu bestellen – kein Problem. Aber eine Bahn zu sich rufen, immer dann, wenn man sie braucht? Geht es nach dem Projekt der Technischen Hochschule OWL und des Vereins Landeseisenbahn Lippe e. V., soll genau das möglich werden. Denn hier wird ein Einschienenfahrzeug für den öffentlichen Nahverkehr der Zukunft entwickelt, das MONOCAB. Mit an Bord des innovativen Fortbewegungsmittels: eine breite Antriebslösung von KEB Automation.
Hinter dem MONOCAB verbirgt sich eine fahrerlose Kabine für bis zu acht Personen, die auf einer einzelnen Schiene unterwegs sein soll. Und teilweise ist sie es bereits: Schon mehrere erfolgreiche Testfahrten auf der historischen eingleisigen Eisenbahnstrecke zwischen Lemgo und Extertal haben einen Eindruck davon vermittelt, wie Mobilität künftig aussehen kann. Dabei liegt ein Fokus insbesondere auf der Förderung des öffentlichen Nahverkehrs im ländlichen Raum. Denn hier bestehen viele eingleisige Strecken, die aktuell nicht genutzt werden. Mit dem MONOCAB soll eine Wiederbelebung der Gleise stattfinden.
Eines der besonderen Ziele des Projekts: Da sich das Fahrzeug auf nur einer Schienenseite bewegt, können zwei MONOCABS zur selben Zeit je Fahrtrichtung unterwegs sein. Stabilität erhalten die sehr schmalen Fahrzeuge dabei durch eine innovative Kombination von aktiv gesteuerten Kreiselsystemen mit einer verschiebbaren Masse, die das Fahrzeug während der Fahrt ausbalanciert. Schlussendlich sollen sich die Kabinen in einem kontinuierlichen Umlauf befinden und bequem per App zu bestellen sein, um die individuelle Mobilität auf dem Land zu erhöhen.
KEB-Komponenten im MONOCAB
Auch KEB Automation kommt in dem Projekt eine spannende Rolle zu. Denn mit Servomotoren, dem T6 APD und den S6 Drives sind gleich mehrere Komponenten im MONOCAB im Einsatz. „Die Steuerung der Fahrantriebe übernimmt unser modulares Wechselrichtersystem, T6 APD. Die S6 Umrichter sowie die Servomotoren werden hingegen zur Unterstützung der Stabilisierung der Kabine benötigt“, sagt Daniel Schröder, Applikationsingenieur Steuerungstechnik bei KEB, der das Projekt mit begleitet. Einer der Gründe, warum man sich beim MONOCAB für die Produkte von KEB entschieden habe, liege in der Möglichkeit der CAN-Busschnittstelle für die Kommunikation zwischen Umrichtern und Steuergeräten, berichtet Martin Griese, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Hochschule OWL.
Der T6 APD ist eigens für das Automotive-Umfeld entwickelt worden und damit auch für das MONOCAB eine gute Wahl. „Wichtig bei dieser Anwendung ist eine hohe Schutzklasse, Rüttel- und Schüttelfestigkeit. Da das Fahrzeug Witterungen ausgesetzt ist, spielt Beständigkeit und Robustheit also eine große Rolle. Und der T6 erfüllt genau das“, sagt Schröder.
Über den T6 APD
Der T6 APD ist ein skalierbares und modulares Wechselrichtersystem mit integrierter Leistungselektronik, intelligenter mobiler Steuereinheit und EMV-Filterlösungen. Er wandelt Gleichstrom aus der HV-DC-Quelle in Drehstrom zum Antrieb von Elektromotoren um. Das System erfüllt alle Anforderungen, die an elektronische Komponenten für den Automotivebereich gestellt werden – in Bezug auf mechanische und thermische Eigenschaften, Umweltbedingungen, Sicherheit und Lebensdauer. Das T6 System lässt sich flexibel an unterschiedliche Fahrzeuganforderungen anpassen und ermöglicht die Integration von bis zu sechs Wechselrichtermodulen, die in drei Leistungsstufen mit Nennausgangsströmen von 16,5 A, 33 A und 60 A verfügbar sind. Dabei übernimmt der T6 APD die Aufgaben der dynamischen und energieeffizienten Drehzahl- und Drehmomentregelung.
Das System unterstützt sämtliche Motorbauarten wie etwa Synchron- und Asynchronmotoren, IPM-Motoren und Synchron-Reluktanzmotoren und benötigt keine Geberrückführung. Zur Kommunikation stehen zwei CAN-Ports zur Verfügung, die alle gängigen CAN-Protokolle wie J1939 oder CANopen unterstützen. Mit der neusten Softwareversion unterstützt der T6 APD auch das Diagnose Protokoll UDS auf dem CAN-Bus. Auf Grundlage einer Sammlung von verschiedenen Diensten innerhalb des Protokolls können nahezu alle zur Verfügung stehenden Parameter gelesen und geschrieben werden. Fehlerspeicher lassen sich auslesen oder löschen. Außerdem ist es möglich, Dateien und Software über die UDS-Schnittstelle zu übertragen.
Dadurch, dass im MONOCAB auf eine aus Umrichtern und Motor bestehende Systemlösung von KEB gesetzt wurde, wird die bestmögliche Performance der einzelnen Komponenten sichergestellt und auch die Inbetriebnahme wird vereinfacht. Über die Kollegen vom Service von KEB besteht zudem die Möglichkeit, den Motor direkt am Objekt in Betrieb zu nehmen und das Feintuning durchzuführen oder bei Bedarf durch Fernwartungstools direkt online zu unterstützen. Daniel Schröder: „Wir freuen uns, unser Know-how in der Antriebs- und Automatisierungstechnik im MONOCAB Projekt einbringen zu können und so einen Teil dazu beizutragen, im wahrsten Sinne des Wortes, die Weichen für den Nahverkehr der Zukunft zu stellen.“
