Modellierung und Identifikation der Parameter des Linearantriebs der Magnetschwebebahn Transrapid

Die Magnetschwebebahn Transrapid wird von einer linearen Synchronmaschine mit Langstator angetrieben. Um die Verluste in der Statorwicklung zu reduzieren, ist diese in Abschnitte von ca. 2 km unterteilt und es wird stets nur die Wicklung bestromt, die gerade zum Antrieb des Fahrzeugs benötigt wird. Dabei erfolgt die Regelung der Geschwindigkeit und der Position über die Stellung der Statorströme und –spannungen, welche von einem Frequenzumrichter bereitgestellt werden. Die Verbindung zwischen Langstator und Umrichter erfolgt über ein Streckenkabelsystem, das eine Länge von bis zu 50 km aufweisen kann. Aus diesem Grund muss im Gegensatz zu klassischen Antrieben das Übertragungsverhalten der Verbindungsleitung modelliert werden und kann nicht vernachlässigt werden. Zur Berücksichtigung der Übertragungseigenschaften der Streckenkabel kommen zwei Ansätze, der eine basierend auf der Leitungstheorie (theoretische Bestimmung) und der andere abgeleitet von Messungen in Form der Mehrtorbeschreibung, in Frage. Der theoretische Ansatz geht von der Leitungstheorie aus, d.h. das Streckenkabelsystem wird in homogene Leitungsstücken unterteilt, die durch die Lösung der Wellendifferentialgleichung für den eingeschwungen Zustand beschrieben werden. Da die primären Kabelparameter R’, L’, C’ und G’ aber nicht als konstant angenommen werden können, muss deren Frequenzabhängigkeit zusätzlich durch hinterlegte Kennlinien nachgebildet werden. Mit den von den Kabelherstellern gelieferten Primärdaten können die Genauigkeitsanforderungen nicht erfüllt werden.