About / Advertise
Det går att kapa energiförlusterna i drivsystemet till ett tåg med drygt en tredjedel genom att ersätta kisel med kiselkarbid. Det är slutsatsen efter ett fälttest i Stockholms tunnelbana som just avslutats.
I slutet av förra året drog Bombardier Transportation – en av världens stora tågtillverkare med huvudkontor i Berlin – igång ett testprojekt i Stockholms tunnelbana. Företaget hade då utrustat en av MTR/SL:s tunnelbanevagnar med nya strömriktare där MOSFET:ar i kiselkarbid ersatt dagens IGBT:er i kisel.
Elektroniktidningen skrev om projektet innan strömriktaren som konstruerats hos Bombardier i Västerås togs i drift (länk).
Under tre månader har nu tunnelbanevagn 2028 – med kiselkarbid i strömriktaren – transporterat människor till och från Högdalen.
– Det finns ett antal aktörer på marknaden som demonstrerat kiselkarbid i regionaltåg tidigare, framförallt i Japan, men detta är den först demonstratorn som använt sig av framtidens komponenter, säger Magnus Forsen på Bombardier.
Med det syftar han på att Bombardier inte enbart använt SiC-halvledare, utan att företaget faktiskt är först att demonstrera en helt ny kapsling för krafthalvledare skräddarsydd för tågbranschen.
Det handlar om en kapsling som är utvecklad för att klarar högre strömmar och snabbare switchförlopp än tidigare. Och en kapsling som branschen beslutat kommer att bli en nästa de-facto-standard.
– För att kunna tillgodogöra sig fördelarna med kiselkarbid så måste man sätta chipen i en ny kapsling i förhållande till vad man använder idag, förtydligar Magnus Forsen .
I förra veckan var testet fullbordat och resultatet som väntat: Den totala energiförbrukningen i drift för strömriktare och motor minskade med upp till 35 procent. Till detta kommer att testströmriktaren tar 51 procent mindre plats och väger 22 procent mindre än den som vanligtvis används.
– Det roliga är att vår så kallade Pre-SiC-Trac-demo har gått på den Gröna linjen i tunnelbanan, säger Magnus Forsen.
Ytterligare en fördel är att SiC-lösningen klarat sig med passiv kylning helt utan rörliga delar, till skillnad mot de strömriktare som sitter permanent på tåget som kräver luftkylning med fläkt. På så sätt kan behovet av underhåll minska.
Fokus i projektet har dock legat på att minska energianvändningen. Enligt beräkningar gjorda av Bombardier skulle det gå att spara 680 000 000 kWh sett över en livscykel motsvarande 30 år om samtliga tunnelbanevagnar i Stockholm – cirka 270 stycken – bytte till strömriktare av kiselkarbid. Räknat i kronor handlar det om en minskning motsvarande 680 miljoner kronor.
