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Peter Hildenbrand, Rolf Schreiber, Rüdiger Kögel

• Bei modernen Lokomotiven mit Drehstrom-Asynchronmotoren und mit bis zu 7 Megawatt Leistung, neigt das Antriebssystem bei nicht ausreichendem Kraftschluß zwischen Treibradsatz und Schiene zum 'Durchdrehen'. Bei diesem Vorgang wird nahezu die gesamte Energie zur Beschleunigung des Radsatzes eingesetzt, was zu mechanischen Schäden an den Rädern und Schienen führen kann. Beim Bremsen ist dies ähnlich,Bei modernen Lokomotiven mit Drehstrom-Asynchronmotoren und mit bis zu 7 Megawatt Leistung, neigt das Antriebssystem bei nicht ausreichendem Kraftschluß zwischen Treibradsatz und Schiene zum 'Durchdrehen'. Bei diesem Vorgang wird nahezu die gesamte Energie zur Beschleunigung des Radsatzes eingesetzt, was zu mechanischen Schäden an den Rädern und Schienen führen kann. Beim Bremsen ist dies ähnlich, die Räder gleiten auf den Schienen, wenn zuviel Bremskraft gefordert wird. Die übertragbaren Zug- und Bremskräfte werden primär durch die Radsatzlast und den Kraftschlußbeiwert bestimmt, wobei der Verlauf der Kraftschlußkennlinie als Funktion des Schlupfs oder der Schlupfgeschwindigkeit im wesentlichen durch den Schienenzustand (naß oder trocken) bestimmt wird. Eine hohe Kraftschlußnutzung wird dann erreicht, wenn man laufend denjenigen Schlupfwert einstellt, der zum jeweiligen Kraftschlußmaximum führt. Hierzu werden in der Praxis verschiedene Konzepte und Methoden eingesetzt, es ist bis heute jedoch keine Methode bekannt, den Verlauf der Kraftschlußkennlinie meßtechnisch laufend zu erfassen oder rechentechnisch zu bestimmen. Bei der hier vorgestellten Vorgehensweise wurde der mechanische Antrieb zusammen mit dem Rad-Schiene-Kontakt als Zustandsraumodell beschrieben. Die Betrachtungen beruhen dann auf einer Frequenzganguntersuchung des eingeführten linearen Zustandsraummodells. Aufgrund der Linearisierung gelten die Ergebnisse der Frequenzgangsberechnung nur für den jeweiligen Betriebspunkt der Kraftschlußkennlinie, also für eine bestimmte Steigung. Variiert man nun die Steigung, so läßt sich der Einfluß der nichtlinearen Kraftschlußkennlinien ermitteln. Zur Messung von Frequenzgängen eignen sich insbesondere Verfahren der Orthogonalen Korrelation. Die technische Realisierung wird skizziert. Die Meßinformation ist dann die Basis für eine Regelung, die ein permanentes optimales Fahren im Kraftschlußmaximum zuläßt und zwar beim Beschleunigen und beim Bremsen. Das beschriebene Meß- und Regelungsverfahren ist derzeit in der Schweiz in der Betriebserprobung.…