Durchflussüberwachung in E-Lok

In chinesischen Güterloks überwachen FCS-Strömungssensoren von Turck die Luftkühlung in den Umrichterschränken

Ein chinesischer Lokomotiven-Hersteller setzt bei einer Güterlokomotive auf Strömungssensoren von Turck. Die Flow-Sensoren für gasförmige Medien überwachen die Luftströmung in den Umrichterschränken zur Versorgung der Nebenaggregate. Punkten konnte Turck mit einem kompakten Sensor mit Außengewinde, der auch bei Temperaturänderungen des Mediums die Strömungsgeschwindigkeit korrekt erfasst.

Die Umrichter der Güterlok produzieren viel Wärme, die kontrolliert abgeführt werden muss
Die kompakten Turck-Sensoren passen auch in die beengten Umrichterschränke

Der Antriebskraft der Hochleistungs-Wechselstrom-Lokomotive liefert ein Traktionsstromrichter, der im Haupt-Umrichterschrank installiert ist. Zusätzlich ist die Lokomotive mit zwei unabhängigen Hilfsbetriebe-Umrichterschränken ausgestattet. Die Hilfsbetriebe-Umrichter liefern Energie zur Versorgung der Nebenaggregate wie Kühl-Ventilator, Wasser- und Ölpumpe, Klimaanlage, Hauptkompressor sowie Batterieladegeräte, Heizaggregate und andere Zusatzgeräte. Die Hilfsbetriebe-Umrichter werden im Redundanzmodus betrieben: ein Umrichter im regulären Betrieb, einer in Standby. Bei einer solchen Vielzahl an angeschlossenen Verbrauchern hängt der fehlerfreie Betrieb der Lok entscheidend von der Funktion der Umrichter und der Schränke ab, in denen sie verbaut sind.

Mit zunehmender Betriebsdauer der Umrichter steigt die Temperatur in den Schaltschränken an. Um die entstehende Wärme abzuführen, sind die Schränke mit einer aktiven Luftkühlung ausgestattet. Die Luftzirkulation muss zur Sicherung der permanenten Kühlung lückenlos überwacht werden.

Die Spezialisten des Lokomotivenbauers mussten nach einer Sensorlösung suchen, deren Ausgangssignal bei konstanter Strömung trotz Temperaturänderungen nicht variiert. Darüber hinaus war eine Lösung gefordert, die sich trotz der engen Einbaubedingungen im Umrichterschrank problemlos installieren lassen sollte.

Turck-Lösung: Gerichteter Einbau

Mit den M18-Flow-Sensoren für gasförmige Medien von Turck fand der Lokomotivenhersteller die Sensorlösung, die alle Anforderungen erfüllen konnte. Der FCS-M18-LIX ist ein kompakter Strömungssensor in Zylinderbauform, der sich mit seinem Außengewinde auch in beengten Verhältnissen bequem montieren lässt. Zwar ist das hier genutzte kalorimetrische Messprinzip prinzipbedingt anfällig für Temperaturveränderungen, doch der Turck-Sensor kompensiert dies mit seiner speziellen Fühlerbauform und einem so genannten gerichteten Einbau: Der Messwiderstand und der beheizbare Messwiderstand müssen dazu parallel zur Fließrichtung liegen. Durch den gerichteten Einbau lässt sich das volle Präzisionspotenzial der Sensoren abrufen. Würde der Sensor falsch eingebaut, könnte die erhitzte Luft auch hier dazu führen, dass die Messung fälschlicherweise als Strömungsänderung interpretiert wird. Bei gerichtetem Einbau hingegen lässt sich der Sensor durch Temperaturänderungen der vorbeiströmenden Luft nicht irritieren.

Nachdem der speziell für gasförmige Medien ausgelegte FCS-M18-LIX gerichtet eingebaut ist, überwacht er nun zuverlässig die Strömung – auch bei steigender Temperatur. So sorgt auch der Turck-Sensor dafür, die Wartungszeiten der Lok zu minimieren und die Effizienz des gesamten Triebwagens zu verbessern. Auch die zweite Kundenforderung erfüllt Turcks Strömungssensor durch seine kompakte Bauform, die Sensor, Fühler und Auswerteinheit in einem Gehäuse vereint. Sensoren mit größerer Bauform oder separaten Auswerteeinheiten wären unter den gegeben Bedingungen nicht zu montieren gewesen.

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