Kondensatoren

Kondensatoreneinheiten für Bordnetzumrichter in modernen Zügen

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Eine Sonderlösung für die einfache Montage

Bei der Wahl des geeigneten Lieferanten für die Kondensatoren mussten die Experten von KB-PowerTech nicht lange überlegen. In Entwicklungsprojekten mit vergleichbaren Anforderungen hatte man bereits gute Erfahrungen mit Kondensatoren von FTCAP gemacht. KB-PowerTech setzt die Lösungen von FTCAP bereits seit 1998 ein.

Nicht ohne Grund: Der Husumer Kondensatorenspezialist hat sich auf Sonderlösung für besondere Anwendungen spezialisiert – dazu gehört auch die Bahntechnik. „In dieser Branche beliefern wir seit Jahren namhafte Firmen“, erzählt Dr. Thomas Ebel, Geschäftsführer der FTCAP GmbH. „Mit unserem enormen Erfahrungsschatz lösen wir die typischen Probleme dieser Anwendung. So können wir zum Beispiel enge Einbausituationen berücksichtigen oder Kondensatoren besonders rüttelfest machen.“

In einem Bordnetzumrichter von KB-PowerTech werden insgesamt drei Kondensatoreneinheiten eingesetzt, die wiederum aus vielen einzelnen, intern verschalteten Filmkondensatoren bestehen. Das reduziert den Beschaffungsaufwand für KB-PowerTech signifikant – denn die Einzelkondensatoren, die Busbars und das Befestigungsmaterial müssen so nicht mehr einzeln gekauft werden. Auch die Verschaltung der einzelnen Kondensatoren entfällt.

„Gerade die Verschaltung ist eine potenzielle Fehlerquelle, die dank unserer Sonderlösung komplett entfällt“, betont Dr. Ebel. „Der Kunde erhält eine Art Black Box mit Anschlüssen, er muss sich um nichts weiter kümmern. Die Lösung ist komplett von uns getestet und lässt sich mit wenigen Handgriffen einbauen.“

Optimale Kühlung und Rüttelfestigkeit

Bei der Konzeption der Kondensatoren stellten die hohen Ströme in Kombination mit den Umgebungstemperaturen von >70 °C die größte Herausforderung dar. Die Einheiten wurden zudem sehr niederinduktiv aufgebaut, um höhere Schaltfrequenzen abdecken zu können. Auch ermöglicht eine spezielle Konstruktion eine optimale Wärmeabgabe an den Kühlkörper: FTCAP arbeitete hier u.a. mit besonderen Materialien und speziellen Wickelaufbauten.

Außerdem wurde der Kondensator von den FTCAP-Entwicklungsingenieuren so konstruiert und verstärkt, dass er den hohen Ansprüchen an die Vibrationsfestigkeit gerecht wird. So zeichnet sich der Innenaufbau des Kondensators durch eine solide Verlötung und optimal angeordnete Einzelwickel aus. „Gerade bezüglich der Rüttelfestigkeit haben wir durch intensive Forschung Mittel und Wege gefunden, um optimale Werte zu gewährleisten“, erläutert Ebel.

Basis jeder vibrationsfesten Sonderlösung sind Kondensatorengehäuse aus Edelstahl, Aluminium oder auch Kunststoff, die extremen Bedingungen trotzen und sich gleichzeitig flexibel gestalten und anpassen lassen. Auf Kundenwunsch sind zudem spezielle Wickelaufbauten, Kontaktierungen und Befestigungen möglich – so kann die Befestigung je nach Einbaubedingung durch das Gehäuse oder direkt am Gehäuse gelöst werden. Durch diese Maßnahmen sind die Film-Kondensatoren von FTCAP auch für hohe g-Kräfte geeignet.

Noch sind die Bordnetzumrichter für die neuen Hamburger S-Bahnfahrzeuge nicht serienreif. Derzeit testet KB-PowerTech, wie sich die Kondensatoreneinheiten im Zusammenspiel mit dem Gesamtsystem verhalten. „Die kritischen Tests wie zum Beispiel bezüglich S&V, elektromagnetischer Verträglichkeit und Temperatur wurden allesamt bestanden“, freut sich Martin Kutschker.

„In der Entwicklungsphase fand mit FTCAP ein sehr intensiver und fruchtbarer technischer Austausch statt, der sich jetzt auszahlt.“ Ab 2018 werden die S-Bahnzüge des Typs ET 490 dann im Regelbetrieb eingesetzt – aber bis dahin arbeiten FTCAP und PowerTech sicherlich schon längst an neuen gemeinsamen Projekten.

* Dirk Hermann ist Vertriebsleiter der FTCAP GmbH in Husum.

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