Slirandet under kontroll
Slirningen kontrolleras genom att man mäter varvtalet på varje utgående axel med en encoder. De fyra värdena hamnar i den styrdator som kontrollerar växelriktaren. Principen är att man bildar ett medelvärde av de fyra varvtalen och om någon motor går markant fortare anser man att den slirar. Elektroniken reagerar blixtsnabbt och drar ned varvtalet tills slirningen upphör. Det är mycket svårt för en lokförare att göra detta manuellt.
– Principen för slireliminering har inte ändrats sedan rc-lokets dagar, säger Anders Aabacken.
Styrdatorn tar hela tiden in och jämför värdena med den sanna hastigheten, till exempel från gps, och det finns algoritmer som kan hitta orimliga accelerationer.
Växelriktarens styrdator mäter också strömmar och spänningar på viktiga punkter. Avsikten med det är att man vill ha ut konstant spänning till motorerna, och därmed få konstant dragkraft, oavsett hur inspänningen på luftledningen varierar.
Fordonsdatorn överst
Överst i hierarkin finns en fordonsdator som samordnar styrdatorerna. Systemskissen på sidan 71 i denna artikel är överförenklad eftersom det finns två eller tre likadana system i ett färdigt X55-tåg. Fordonsdatorn är också kopplad till förarpanelen och tar emot order om hastighet och bromsning.
Bromsning sker i första hand genom att man matar tillbaka energi på kontaktledningen, så kallad återmatning. När föraren lämnar en bromsreferens (bör-värde) till fordonsdatorn, lämnas denna vidare till växelriktaren som bromsar genom att försöka köra motorerna baklänges. De byter då funktion till generatorer och matar ut energi.
Växelriktaren och likriktaren är dubbelriktade och den överskjutande energin transformeras upp till 15 kilovolt och hamnar på luftledningen.
– Där kan den förbrukas av andra tåg på linjen, eller så gör den att Trafikverkets omformarstationer slipper jobba så hårt, säger Anders Aabacken.
Är-värde och Δ-broms
Tillbaka från växelriktaren kommer ett värde på den faktiska bromsning som uppnåtts (är-värde) och den överskjutande bromsverkan som behövs (Δ-broms) får skötas av de vanliga mekaniska tryckluftsdrivna fordonsbromsarna. Behövs nödbroms går ordern alltid direkt till det mekaniska bromssystemet.
Säkerhetssystemet ERTMS, European Rail Traffic Management System, bromsar alltid direkt med tryckluftssystemet. Systemet har också en utgång som går direkt till växelriktaren och stänger av denna eftersom man inte vill att tryckluftsbromsen ska behöva kämpa emot motordrivningen.
– ERTMS ställer i sin tur, om det behövs, den högsta tillåtna hastigheten så som den ska ställas in, genom att lämna värden till förarpanelen. Givetvis kontrollerar systemet att den fick den önskade hastigheten – fick den inte det, bromsar den tåget, säger Anders Aabacken.
Bromsenergin återvinns
Vid bromsning kan en del av den använda energin återmatas till elnätet. Tågets energiförbrukning kan delas upp i tre delar, varav bara en kan återvinnas.
13 procent av den förbrukade energin går åt till gångmotstånd, alltså främst friktion i lager och luftmotstånd. 18 procent är hjälpkraft som luftkonditionering, uppvärmning och belysning.
Då återstår de 69 procent som behövs för att få tåget att rulla, rörelseenergin, och är den som kan återvinnas i olika hög grad. Efter ett tag på rull har givetvis friktionen ätit upp all den kinetiska energin, och när tåget har stannat har all kinetisk energi förbrukats.
Man kan återmata cirka 50 procent av den kinetiska energin, men räknat på den totala förbrukningen blir siffran lägre.
Återmatningsprocenten blir mycket olika beroende på vad det är för drift, det vill säga främst hur ofta man bromsar. På tunnelbanan i Stockholm har man till exempel mätt upp cirka 30 procent och ungefär samma siffra på Malmbanan, där man kanske inte bromsar så ofta, men den långa inbromsningen ner till Narvik ger en massa energi.
