Hochspannungsmessung und Drehzahlsignalverdopplung - Weltneuheiten für moderne Schienenfahrzeuge auf Tour
Nach der erfolgreichen Weltpremiere auf der Innotrans 2022 erfolgt nun die Markteinführung des Drehzahlsignalverdopplers P16800 und des Hochspannungsmessumformers P45000 in ersten Bahnprojekten. Diese Produkte bieten Präzisionsmessungen mit hoher elektrischer Isolierung. Beide Punkte sind entscheidend für die Leistung und Sicherheit in der Bahnindustrie.
P16800: Drehzahlsignal-Verdoppler P16800 spart Sensoren, Neuzulassung, Aufwand und Kosten
In Schienenfahrzeugen steigt die Zahl der Systeme, die auf präzise Geschwindigkeitsinformationen angewiesen sind. Oft müssen Fahrgastinformationssysteme oder Zugsicherungssysteme nachgerüstet werden.
Um diese Systeme mit Daten zu versorgen, ohne dass zusätzliche Sensoren an den Achsen installiert werden müssen, hat Knick den Signalverdoppler P16800 entwickelt. Der P16800 nimmt das Signal eines Achsdrehgebers einer bestehenden Installation auf und stellt es als identisches Abbild galvanisch getrennt – zuverlässig entkoppelt – einer anderen nachgelagerten Steuerung bereit. Sollte das Spannungssignal des Achsdrehgebers nicht passen, wandelt es der P16800 um in ein Stromsignal – oder umgekehrt. Erwartet die zusätzlich im Fahrzeug verbaute Steuerung ein Signal mit einer kleineren Frequenz, so lässt sich das Signal eines Achsdrehgebers entsprechend verringern. Hohe EMV-Festigkeit und Isolationswerte sorgen für eine sichere Übertragung der Signale. Eine Installation zusätzlicher Drehgeber ist nicht notwendig, der Eingriff am Drehgestell entfällt. Das Fahrzeug muss möglicherweise nicht neu zugelassen werden.
Beim Design neuer Schienenfahrzeuge wird die Zahl der benötigen Radsensoren minimiert.
Originalsignal genau bis zu SIL 4
Bei der Sicherheit geht Knick keine Kompromisse ein: Die Rückwirkungsfreiheit auf das Originalsignal ist bis SIL 4 gegeben. Die Signalübertragung erfolgt funktional sicher gemäß SIL 2. Die funktionale Sicherheit wird durch ein akkreditiertes Labor zertifiziert. Die galvanische Trennung schützt die Steuerung. Zudem verbessert der P16800 die Signalqualität eines verformten Drehgebersignals.
Der P16800 ist prädestiniert auch bei sicherheitsrelevanten Steuerungen für den Gleitschutz, das Bremssystem, die Traktion, der Türen, das Fahrassistenzsystem, die Blackbox, das rechnergestützte Betriebsleitsystem im Nahverkehr sowie das Fahrgastinformationssystem.
P45000: Hochspannungsmessumformer für sichere Messungen in Traktions- und Bordnetzumrichtern von Zügen
Als moderne und sichere Alternative zu marktgängigen Systemen hat Knick den Hochspannungsmessumformer P45000 auf den Markt gebracht. Er punktet mit 25% weniger Bauraum im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, einer hohen Montageflexibilität und einer SIL-Zertifizierung. In Traktionsstromrichtern und Bordnetzumrichtern in Schienenfahrzeugen bringt der P45000 damit entscheidende Vorteile.
Das kompakte Gerät ist für Messungen bis 4500 V DC und bis 3000 V AC mit einer Typprüfspannung von bis zu 20 kV AC ausgelegt. Es eignet sich beispielsweise für die Messung der Fahrdrahtspannung, in AC-Systemen über einen Messumformer, oder an DC-Zwischenkreisen auf Schienenfahrzeugen.
Ideale Raumausnutzung dank verschiedener Installationsmöglichkeiten
Die Entwickler bei Knick haben ein Gehäusekonzept geschaffen, das speziell für die Installation in Umrichter-Containern auf dem Dach oder im Unterflurbereich der Schienenfahrzeuge ausgelegt ist, wo auf engstem Raum viele Komponenten untergebracht werden müssen. Die P45000-Module lassen sich flexibel entsprechend der Platzverhältnisse stehend oder liegend, auf Hutschienen oder fest montieren. Das Konzept des P45000 erlaubt die optimale Bauraumausnutzung durch dichte Anreihung mehrere Geräte. Optionale Trennwände zwischen den Modulen verlängern die Luft- und Kriechstrecken zwischen den Anschlüssen und vermeiden Fehler bei der Montage der Ringkabelschuhe. Ist Platz besonders knapp, bietet Knick den P45000 mit fest vergossenen Leitungen am Hochspannungseingang an, so dass Luft- und Kriechstrecken kein Problem darstellen.
Spannungsmessung – SIL 2 zertifiziert
Der P45000 ist aktuell der erste Hochspannungsmessumformer weltweit mit SIL 2-Zertifizierung in der Bahnindustrie. Wenn z.B. der Traktionsstromrichter auch sicherheitsbezogene Bremsaufgaben übernimmt, wird eine funktional sichere Spannungsmessung benötigt. Doch auch für den Bordnetzumrichter ist eine funktional sichere Spannungsmessung erforderlich, wenn der Lüfter des Traktionsstromrichters von diesem Bordnetzumrichter gespeist wird.
Der P45000 verfügt über einen marktüblichen 50-mA-Ausgang, was seinen Einsatz ohne größere Änderungen in bestehenden Systemen ermöglicht. Aufgrund der besonderen Fertigungstiefe bietet Knick auch beim P45000 eine hohe Lieferfähigkeit zu wirtschaftlichen Konditionen.
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