Omdat ze moeten voldoen aan de individuele tech-nische specificaties van de verschillende spoorweg-maatschappijen, worden treinen meestal op maat gebouwd. De motoren worden uitgebreid doorgerekend om zeker te zijn van functie en kwaliteit, wat leidt tot een hoge complexiteit en een lange doorlooptijd. Om deze problematiek de baas te worden, heeft ABB een nieuwe range modulair opgebouwd tractiemotoren ontwikkeld.
Om een nieuwe tractiemotor te ontwikkelen, werd een interdisciplinair team van technici, toeleveranciers, productiespecialisten en onderzoekers bij elkaar gebracht. Ze moesten niet alleen een brede variëteit aan klanten tevreden stellen. De bedoeling was om ook de productie en de toelevering van onderdelen te stroomlijnen en de Total Cost of Ownership te verlagen.
Om de operationele kosten voor klanten te verlagen, werd tijdens de ontwerpfase speciale aandacht besteed aan energetisch rendement, betrouwbaarheid en snel en eenvoudig onderhoud. De afmetingen binnen de nieuwe serie werden zodanig gekozen dat ze een gedeeltelijke overlap in prestaties (vermogen en koppel) bieden. Hierdoor kunnen klanten de optimale tractiemotor kiezen die aan hun behoeften wat betreft ruimte en prestaties voldoet.
Aanpassingsvermogen
Om aan een veelheid aan eisen wat betreft prestaties te kunnen voldoen, heeft ABB de nieuwe serie tractiemotoren een modulair ontwerp meegegeven dat een flexibele, op maat gemaakte constructie mogelijk maakt. Belangrijk onderdeel van deze flexibiliteit is, dat de aandrijvende en niet-aandrijvende uiteinden van de motor niet vooraf zijn vastgelegd. Bovendien kan de lengte van de motor worden aangepast om te voldoen aan specifieke ruimtelijke en operationele eisen. De positie van de klemmenkast en de in- en uitlaatgeleidingen voor de koellucht kunnen worden aangepast teneinde de prestaties en het ruimtebeslag te optimaliseren.
De motor kan worden gekoeld door eigen ventilatie of via geforceerde ventilatie, al naar gelang de wensen van de klant. De motorrange heeft montagesteunen die in verschillende posities kunnen worden geplaatst, zodat voertuigfabrikanten de motoren naar eigen goeddunken (geveerd of ongeveerd) op elk draaistel kunnen monteren. De motor kan binnen de kleinst mogelijke ruimte worden ingebouwd, waardoor treinfabrikanten en toeleveranciers de vrijheid hebben om de tractiemotoren bij nieuwbouw maar ook achteraf te monteren, zowel in nieuwe als bestaande ontwerpen.
De gehele structuur inclusief de steunen en de daarmee samenhangende onderdelen voldoet aan IEC 61373 (schokken en trillingen), zonder dat de mechanische prestaties van de motor daar onder lijden.
Rendement en betrouwbaarheid
Een sleutelelement in het ontwerp is, dat de rotorkooi is gemaakt van aluminium dat direct in de rotorlaminaten is gegoten, zodat geen gesoldeerde verbindingen nodig zijn. Dit is een robuust en beproefd ontwerp dat de betrouwbaarheid van het product ten goede komt. Als alternatief, als een iets hoger energetisch rendement is gewenst, kan de motor worden voorzien van een koperen rotorkooi. De tractiemotor wordt aangestuurd door een omvormer die de spanning en frequentie van de motor regelt.
Ook is veel aandacht besteed aan het optimaliseren van het thermisch ontwerp. Koelkanalen (stator en rotor) en ventilator zijn geoptimaliseerd met betrekking tot koelend rendement en geluid. Door gebruik te maken van CFD-modellering en elektromagnetische berekeningen was het mogelijk om de waarschijnlijke locatie van ‘hot spots’ in geval van overbelasting van de motor te voorspellen. Vervolgens werden modificaties gemaakt om de koeling te verbeteren en de verliezen te verminderen.
Het volledig artikel vindt u in het december-nummer van Aandrijftechniek.
