Gemäß einer Problemanalyse und ausgehend von den Erfahrungen mit dem Waggonbetrieb war der Kunde nicht nur auf der Suche nach Lösungen in Form eines Austausches der veralteten Klimaanlage mit Hochspannungsmotor und hoher Ausfallquote, nach einem Austausch der Klima- und Heizungsreglerkreisen, sondern auch nach einem Ersatz des nicht kompakten Original-Hochspannungsumrichters mit der Bezeichnung CZE (zentrale Energiequelle). Nach der Kundenanfporderungsanalyse sowie einer detaillierteren Untersuchung des Zustands und der Lösung des ursprünglichen Elektroausstattung wurde beschlossen, die gesamte Klimaanlage, die Klima- und Heizungssteuerungskreise sowie den Hochspannungsumrichter (CZE) komplett zu ersetzen. Es bleiben der ursprüngliche Behälter d. el. Heizung, d. Verdampfers und des Waggonzuluftgebläses, diese werden jedoch modernisiert und mit weiteren analogen Temperatursensoren auf der Basis von NTC-Sensoren versehen. Der Kunde wünschte es ebenfalls, die unzuverlässigen sowie ausgedienten Komponenten zur Erkennung des Traktionseinspeisesystems sowie der Konfigurierungsstarkstromkreise herauszunehmen. Ausgehend von diesen Anforderungen haben wir es vorgeschlagen, einen kompakten CZE-Umrichter zu integrieren, der unterhalb des Waggons angebracht wird, was wiederum die Funktionsweise an allen Einspeisesystemen des Traktionssystemen ermöglicht. Damit es möglich ist, die Erkennungs- und Konfigurations-HV-Kreise aufzuheben, war es ebenfalls notwendig, die Anbindung der ursprünglichen HV-Heizregister auf eine neue Stromversorgung aus einem Dreiphasenstromnetz (3x400V/50Hz) umzustellen, das vom gerade neu integrierten Wechselumrichter gespeist wird. Ausgehend von der Analyse, den Anforderungen sowie des niedrigen angeforderten Preises, beschloss man, in unserem Unternehmen einen eigenen neuen Regulator zu entwickeln, der als Zweiplatinen-Produkt fungiert (Schnittstellenplatine und Prozessoreinheit) ausgeführt ist. Beide Einheiten (Platinen) werden absichtlich aneinandergelegt und mittels Kammkonnektoren verbunden. Die Steuerungsplatinenbaugruppe wird in einer aus einem Aluminiumprofil bestehenden Halterung gelagert und eingebaut, die sodann auf einer Standard-DIN-Schiene eingebaut werden kann. Der gesamte Regler mitsamt der Halterung ist an der Seitenwand des Schaltschranks des Klimaanlagengerätes eingebaut. Der neuen Steuerteil (Stromkreise), mitsamt der Leistungs-Kontaktschaltelemente wurde zuerst als Schaltschrank konzipiert und als Projekt ausgeführt – an der Seite ins neue Klimaanlagengerät hineingefügt – Zugang von der Seite, um die Arbeit der Wartungstechniker zu erleichtern. Außer der Kontaktelemente (Schützen) – welche die Einspeisung von Strom in den Klimaanlagenkompressor steuern, sowie der insgesamt vierstufigen der Elektroheizung, enthält dieser Schrank auch sämtliche notwendigen Sicherheitselemente (Sicherungsschalter und Fehlerstromschutzschalter) zum Schutz der Heizungs- und Klimaanlagen-Kompressorkreise. Ferner erforderte das Projekt einen Entwurf, wie die elektrische Verknüpfung mit der innovierten Sektion (insb. Steuerungsschaltkreise) mit den weiteren gleichgebliebenen Elektrovorrichtungen des Waggons bewerkstelligt werden würde. Hierbei geht es insbesondere um den Anschluss logischer oder analoger Signale wie: Vorhandensein der Waggoneinspeisung, Batterieunterspannungsschutz, Luftstromüberwachung und korrekter Betrieb des Zuluftventilators, Anschluss von Heizkanal-/Verdampferschutzthermostaten, Aktionselemente wie Zuluftmotorbelüftungsschütze, Magnetventilsteuerung im Kühlkreislauf der Klimaanlage, Steuerung der ursprünglichen Statusanzeigen im Fahrzeugschaltschrank, Steuerung der Heizung in den Einstiegsbereichen, Steuerung der originalen Umluftklappen usw. Ein untrennbarer Bestandteil des Projekts bestand auch in der Lösung des Problems mit der Temperaturmessung und -regulierung in einzelnen Abteilen. Jedes Abteil enthält eine elektromagnetische Klappe, die im Doppelmodus offen-geschlossen betrieben werden kann. Gemäß der Analyse der ursprünglichen Komponenten des Abteils – die aus Kostengründen erhalten werden sollten (Lüftungskanäle mit elektromagnetischen Klappen) – entschloss man sich, eine andere Lösung zu entwickeln und die ursprünglichen Einheiten mit Schaltern zur Anpassung der geforderten Temperatur, mit einer Raumtemperaturmessung und einer Regelung der elektromagnetischen Klappe zu ersetzen – indem eine neue Prozessoreinheit entwickelt wurde, mitsamt der Entwicklung einer neuen Anwendungssoftware, die einen einfachen Einbau ermöglicht und die geforderten lokalen Funktionalitäten bereitstellt. Die Abteilungseinheiten wurden mitsamt einer Implementierung der vollends doppelten Kommunikationslinie RS485 entworfen. Die RS485 ist im gesamten Waggon und mitsamt aller einzelnen Module eingebaut. Jedem an die Kommunikationsleitung angeschlossenen Modul wird eine voreingestellte eindeutige Adresse zugeordnet. Somit ist das Modul hardware- und softwaretechnisch vereinheitlicht. Außerdem ist die RS485-Leitung auch in die zentrale Steuerungseinheit geführt worden, welche dank den Abteilmodulen exakte Informationen über die Temperatur in den einzelnen Abteilen erhält, über die von den Fahrgästen voreingestellte Temperatur informiert wird und kann Bezug nehmend zur von den Passagieren tatsächlich erwünschten Temperatur an der jeweiligen Regulierungsklappe das Ein- oder Ausschalten in jedem einzelnen Abteil bewirken und so die optimalen Temperaturen erzielen.

Eigenschaften

• Kompatibel mit dem Tunning- und Service-Tool (TST)
• Erweiterte Diagnostik, Ereigniserfassung und Betriebsdaten
• Neue separate Temperaturregelung in jedem einzelnen Zugabteil
• Hohe Zuverlässigkeit der elektrotechnischen Komponenten
• Renovierung einiger Originalkomponenten
• Neue Regulierungskreise
• Bearbeitung der kompletten Dokumentation zur Klimaanlage

PROJEKTINFORMATION:

• Kunde: RegioJet, a.s.
• Baujahr: 2013-2016
• Waggonanzahl: 40
• Betriebsort: Tschechische Republik

Technische Parameter

• Nennkühlleistung                                            50 kW
• Nennheizleistung                                             33,5 kW
• Nennversorgungsspannung                          3 x 400 V, 50Hz
• Nennssteuerspannung                                   24V DC
• Kühlmittel im Kompressorkreislauf           R134a
• Gewicht                                                             680 kg
• Maximale Luftzufuhr                                    11.800 m3/Stunde.
• Betriebstemperaturbereich                         -40°C bis 45°C