Formel 1 auf Schienen

Antriebstechnik

Frequenzumrichter - Damit in modernen Achterbahnen die Fahrgästen den ultimativen Kickerleben, sind Höchstleistungen von Material und Technik gefragt. Die Programmierbarkeit derFrequenzumrichter entscheidet letztendlich über das sichere und aufregende Fahrvergnügen.

15. Juni 2010

Freizeitaktivitäten wie Bungee-Jumping oder Gleitschirm-Fliegen haben die Reizschwelle von Freizeitparkbesuchern weit nach oben geschraubt. Ständig werden schnellere, höhere und atemberaubendere Attraktionen gefordert. Beschleunigung und Geschwindigkeit geben den gewünschten Kick, der letztendlich über den Erfolg des Freizeitparks entscheidet.

Diesen Kick zu realisieren ist Aufgabe der Firma Intrasys, aus München. Nach ihrer Auffassung müssen die Frequenzumrichter für die Linearantriebe zur Beschleunigung großer Achterbahnen weit mehr können als nur einen drehenden Motor zu steuern. Bei diesen Anwendungen kommt es auf die Programmierbarkeit der Frequenzumrichter an. Die Umrichter müssen kundenspezifisch an die erforderliche Geschwindigkeit und Kraft anpassbar sein. Es gilt fahrspezifisch unterschiedliche Induktivitäten und Widerstände auszuregeln. Via Datenschnittstelle ist die Pol-Lage des Motors im Umrichterbetrieb in die Anlaufphase zu bringen. Während der Beschleunigung ändert sich die Motorcharakteristik, weshalb auch eine automatische Erkennung des Motors durch den Umrichter schädlich wäre. Zu all diesen Aspekten kommt auch noch die geforderte absolute Betriebssicherheit der Bahn hinzu.

Für die Beschleunigungsstrecke der neuen Achterbahn im Europa-Park in Rust stellen Umrichter von Gefran aus der Baureihe Sieidrive–Avy in der Spitze 1.650 Ampere bei 1.000 Volt oder 1,97 Megawatt zur Verfügung. Für den Zubringerantrieb des Achterbahnzugs zum sogenannten Abschussplatz wird aus Sicherheitsgründen zusätzlich ein kleiner 75-Kilowatt-Umrichter eingesetzt. Damit wird das Risiko, mit der Leistung, die der große Umrichter bereitstellen kann, in die falsche Richtung zu fahren, ausgeschlossen. Während jeder Fahrt werden zur Kontrolle fünf verschiedene Logfiles im 100-Mikrosekunden-Takt erfasst und gespeichert. So hat der Betreiber jederzeit die vollständige Information über die Fahrgeschwindigkeiten, die Frequenz auf der Fahrstrecke, aber auch zu möglichen Verschleißgrößen.

Der Programmierte Kick

Durch die Regelung des Stroms lässt sich die Geschwindigkeit der Bahn variieren. Damit wird die Sollgeschwindigkeit des Sekundärteils, der etwa 10 Tonnen schweren Achterbahnwagen, unabhängig von der Beladung stets eingehalten. Typische Fahrzyklen sind eine Beschleunigung beim Start mit 1 g für 3 Sekunden Dauer bei einer Austrittsgeschwindigkeit von 28 Meter pro Sekunde mit anschließend 30 bis 40 Sekunden Pause. Mit einer Beschleunigung von 0 auf 100 Kilometer pro Stunde in 2,5 Sekunden werden Werte von Formel-1-Rennern erreicht. Während der Beschleunigungsphase muss der Umrichter einen Spitzenstrom von mehr als 3.000 Ampere liefern. Der Frequenzumrichter hat es stets mit wechselnder Last zu tun, da immer nur die Antriebsabschnitte, über denen gerade der Zug fährt, bestromt werden. All diese Herausforderungen müssen die Umrichter der Serie Sieidrive beherrschen. Lieferbar sind diese Umrichter unter anderem für DC-Bus-Versorgung, Schaltschrank oder IP00-Ausführung, mit Motornennleistungen bis 1.200 Kilowatt und mit integriertem Bremskreis. Eine Programmierungsbedieneinheit gehört ebenfalls zur Ausstattung. Bei den meisten Projekten, die von Intrasys verwirklicht wurden, sind für die Hauptantriebe Gefran-Umrichter Sieidrive AVy-1012000-KXX-6-DC-IP00 zum Einsatz gekommen. Dabei handelt es sich um 1.200-Kilowatt-Umrichter bei einem Nennstrom von 1.200 Ampere in 690-Volt-Ausführung. Der Vorteil der Umrichter liegt in der eingesetzten Lift-spezifischen Software, die einen für den Fahrgast angenehmen Beschleunigungsverlauf erzielt.

Die Firma Gefran steuert mehr als nur den nackten Umrichter zum Gelingen des Achterbahnvergnügens bei: Einspeiseeinheit und Zubehörteile wie Sicherungen, Bremswiderstände oder Netzdrosseln gehören ebenso zum Lieferumfang.

R. Kuchenmeister/csc

Fakten

- Die deutsche Niederlassung von Gefran wurde 1997 in Seligenstadt gegründet.

- Das Unternehmen entwickelt und realisiert Komponenten und vollständige Automatisierungslösungen für die Überwachung und Steuerung von Industrieprozessen und Maschinen.

- Für die Messtechnik steht ein breites Angebot an Sensoren zur Verfügung.

Erschienen in Ausgabe: 04/2010