Elektrische Triebfahrzeuge werden meist durch an Drehgestel- len oder einem Träger befindlichen Fahrmotoren angetrieben, die wiederum über Umrichter gespeist werden. Diese Fahrmoto- ren erzeugen wegen der nicht sinusförmigen Speisespannung ih- rer Umrichter neben Zusatzverlusten und Radialkraftwellen insbesondere hohe Pendelmomente. Die Reaktionskräfte dieser Pendelmomente führen oft zu Verformungen des Drehgestells oder des Trägers der Fahrmotoren mit teilweise erheblichen Luftschallemissionen.

In der DE 35 25 421 AI ist ein Verfahren zur Herabsetzung der Drehmomentwelligkeit eines Stromrichtermotors mit zwei galva- nisch getrennten um 30° gegeneinander versetzten dreiphasigen Ständerwicklungssystemen beschrieben, mit dem versucht wird diese Pendelmomente zu unterdrücken. Bei diesen Ständerwick- lungssystemen, die von zwei aus jeweils einem Netzstromrich- ter einer Zwischenkreisdrossel und einem Maschinenstromrich- ter bestehenden Umrichtern durch Ansteuerung der Ventile des Netzstromrichters und ihrer Amplitude beeinflussbaren Zwi- schenkreisströme gespeist werden, werden die Ventile der Netzstromrichter derart angesteuert, dass die beiden Zwi- schenkreisströme gegeneinander um 90° versetzt als kontinu- ierlich zeitlich aufeinanderfolgende Sinushalbperioden flie- ßen. Außerdem werden die Ventile der Maschinenstromrichter derart angesteuert, dass jeder der beiden Zwischenkreisströme in positiver und negativer Richtung abwechselnd je Sinushalb- periode über ausschließlich zwei der drei Phasenanschlüsse durch Wicklungen der beiden Ständerwicklungssysteme weiterge- schaltet wird, die in ihrer elektrischen Wirkung orthogonal zueinander liegen.

Um die Feld-und Stromkurven der Sinusform anzunähern wurde u. a. in einem Fachartikel der EPE99 Lausanne mit dem Titel "ASM double star system instability in dc line"vorgeschla- gen, die an sich bekannten Doppelsternmotoren zum Zwecke ei- ner verringerten Netzrückwirkung einzusetzen.

Ausgehend davon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren für elektrische Triebfahrzeuge und eine dementspre- chendes Triebfahrzeug zu schaffen, mit dem die zum Teil er- heblichen Luftschaltemissionen im Betrieb vermieden werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein elektrisches Triebfahrzeug nach An- spruch 3 oder 4.

Durch die Ausführung der Fahrmotoren mit zwei getrennten Teilwicklungssystemen und durch die erfindungsgemäße Ansteue- rungen der beiden Teilwicklungssysteme eines Fahrmotors, durch vorzugsweise unterschiedliche Pulsmuster, kann jeweils eine Komponente des resultierenden Pendelmoments auf Null re- duziert werden.

Die Teilwicklungssysteme werden dabei vorzugsweise aus den ungeradzahligen 1, 3,5,.. und geradzahligen Spulengruppen 2,4, 6,. . oder aus den Spulengruppen 1 bis n und n+1 bis 2n gebildet, wobei n ganze natürliche Zahlen sind.

Weitere Zusammenstellungen von Teilsystemen sind ebenso denk- bar.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, dass die Kompen- sation der störenden Pendelmomente bereits im Luftspalt des jeweiligen Fahrmotors erfolgt. Dieses Verfahren kann bei al- len Antriebsformen, d. h. bei quer oder längs bzgl. der Fahrt- richtung positionierten Fahrmotoren eingesetzt werden.

Ein Optimieren und Anpassen der Pulsmuster ist jederzeit ins- besondere durch Softwaretausch möglich. Zusätzlich werden

auch andere Parasitäreffekte der Umrichterspeisung, wie z. B.

Radialkraftwellen und Zusatzverluste im Läufer je nach Be- triebsart zum Teil erheblich verringert.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Achsen der Teilsysteme räumlich um 180°/p versetzt und erzeugen bei gleichphasiger Speisung das an sich normale Luftspaltfeld im jeweiligen Fahrmotor. Dies gilt unabhängig von der Wick- lungsausführung, d. h. beispielsweise von Sehnung, Nutzahl je Pol und Strang.

Es sind außerdem auch keinerlei Einschränkungen gegenüber konventionell ausgeführten Fahrmotoren bezüglich der Bemes- sung des Fahrmotors notwendig, da auch die Zahl der Spulen nicht erhöht wird. Lediglich die Spulenverschaltung und der Klemmenkasten werden geringfügig aufwändiger.

Beide Teilwicklungssysteme eines Fahrmotors werden jeweils aus einem eigenen Stromrichter gespeist. Vorzugsweise speist jeder Stromrichter die Teilwicklungssysteme mehrerer paral- lelgeschalteter Motoren. Die Ansteuerung der zumindest zwei Stromrichter erfolgt über Ein-Ausschaltsignale mit gleicher Grundfrequenz und identischen oder unterschiedlichen Pulsmus- tern, wobei identische Pulsmuster in denjenigen Bereichen einzusetzen sind in denen keine Pendelmomentkompensation er- forderlich ist und unterschiedliche, speziell dafür optimier- te Pulsmuster in denjenigen Bereichen, in denen eine Pendel- momentkompensation erfolgen soll. Wichtig ist dabei, dass bei elektrischer Speisung der Teilwicklungssysteme keine Phasen- verschiebung der Grundschwingung zueinander auftritt. Es sind idealerweise nur diejenigen Oberschwingungen, die zu einem Pendelmoment führen in Phasenoppositionen.

Bei asynchroner Taktung werden die Schaltzeitpunkte aus den Schnittpunkten einer vorgegebenen Abtastkurve, z. B. einer Dreieck-Sägezahnkurve, mit einer Referenzkurve, z. B. einer Sinuskurve, ermittelt. Die Elimination der dominantesten 0-

berschwingung erreicht man hierbei durch eine Phasenverschie- bung der Abtastkurve um 90° bei gleichbleibender Referenzkur- ve.

Bei synchroner Taktung müssen spezielle auf die Phasenopposi- tion der störenden Oberschwingung optimierter Pulsmuster ein- gesetzt werden. Beispielsweise erzeugen bei Dreifachtaktung und großer Aussteuerung die Schaltwinkel a = 87, 48° in einem und a = 15, 48° im anderen System eine nahezu gleiche Grund- schwingung und sowohl die fünfte als auch die siebte Ober- schwingung sind in nahezu perfekter Phasenopposition. Damit wird das sechsfache Pendelmoment nahezu hundertprozentig kom- pensiert. Je größer die Pulszahl desto mehr Freiheitsgrade ergeben sich für die Optimierung der Pendelmomente.

Die störende Pendelmomentkomponente ist dabei in der Regel diejenige, die in der Nähe einer mechanischen Eigenfrequenz z. B. des Drehgestells liegt und ohne Kompensation zur Ge- räuschabstrahlung und damit Lärmemissionen am Triebfahrzeug führen würde. So ist es z. B. vorstellbar, bei Inbetriebnahme eines Triebfahrzeugs eine Bestandsaufnahme der Frequenzspekt- ren bei Speisung mit gleichen Pulsmustern durchzuführen, und in den Bereichen, in denen eine Pendelmomentkompensation not- wendig bzw. wünschenswert ist, neue, auf Elimination der stö- renden Frequenzen optimierte Pulsmuster vorzugeben.

Falls man sich nicht in der Nähe einer mechanischen Eigen- frequenz z. B. des Drehgestells befindet, wenn also keine Pen- delmomentenkompensation erforderlich ist, können u. U. die zwei Wicklungssysteme des jeweiligen Fahrmotors für weitere Optimierungen genutzt werden, z. B. zur Reduzierung einer Ra- dialkraftkomponente oder zur Verringerung der Zusatzverluste in den Läuferwicklungen.

Die an sich bekannten Rad-Schiene-Schlupfregelungen sind da- bei wie bei einer normalen Regelung für parallelgeschaltete Fahrmotoren möglich.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden in fol- genden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen : FIG 1 Zuordnung zweier Pulswechselrichter und vier Fahrmo- toren eines Triebfahrzeugs, FIG 2 eine Wicklungsanordnung eines Fahrmotors bei einer vierpoligen elektrischen Maschine.

FIG 1 zeigt in prinzipieller Darstellung ein nicht näher dar- gestelltes elektrisches Triebfahrzeug mit zwei Drehgestellen 1 und jeweils ihren Fahrmotoren M1, M2 bzw. M3, M4, die die dazugehörigen Radsätze bzw. Einzelräder 2 antreiben. Jeder Fahrmotor M1-M4 weist zwei Teilwicklungssysteme auf. Diese Teilwicklungssysteme M1T1-M4T2 bilden in jedem Fahrmotor M1- M4 einen Doppelstern in der Ständerverschaltung aus. Die Teilwicklungssysteme M1T1-M4T2 eines Fahrmotors M1-M4 werden von unterschiedlichen Stromrichtern insbesondere Pulswechsel- richtern PWR1 und PWR2 gespeist. Es speist somit PWR1 das Teilwicklungssystem M1T2, M2T2, M3T1 und M4T1 und der Puls- wechselrichter PWR2 speist die Teilwicklungssysteme M1T1, M2T1, M3T2 und M4T2.

FIG 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Wicklungsanor- dnung des Ständers eines vierpoligen Fahrmotors mit 24 Nuten.

Dargestellt sind dabei die 2xP = 4 Spulengruppen eines Stran- ges. Die Spulengruppen SG1 und SG3 bilden eine Teilwicklung.

SG2 und SG4 die andere Teilwicklung des Stranges. Es ist da- bei die Reihenschaltung der Spulengruppen SG1, SG3 und SG2, SG4 dargestellt. Eine Parallelschaltung dieser Spulengruppen SG1, SG2 und SG2, SG4 ist ebenso möglich.

An den beispielsweise aufgeführten Triebfahrzeugen mit ihren Drehgestellen 1 werden die Eigenfrequenzen aufgenommen. Dies geschieht vorteilhafterweise bereits während der Inbetrieb- nahmephase sodass zu diesem Zeitpunkt der für die Pendelmo-

mentkompensation erforderliche Pulsmustersatz im Antriebsteu- ergerät hinterlegt wird. Statt eines Tausches oder einer Nachbesserung der Drehgestelle 1 ist lediglich eine Anpassung des Pulsmustersatzes im Ansteuergerät 5 erforderlich. Zum Aufspüren der störenden Eigenfrequenzen und dem Nachweis der vorgenommenen Verbesserungen sind Schwingungssensoren oder Mikrofone am Drehgestell 1 einsetzbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Pendelmomentkompensation ist insbesondere bei den in FIG 1 beschriebenen Triebfahrzeu- gen einsetzbar. Es ist aber nicht unbedingt erforderlich Fahrmotoren mit Doppelstern einzusetzen. Denkbar sind auch mehr als zwei Sterne pro Fahrmotor M1 bis M4.

Dieses Verfahren ist auch bei Einzelachsfahrwerken oder Ein- zelradaufhängungen einsetzbar.