Retrofit: ABB bestückt die ICE 1-Züge der Deutschen Bahn mit neuen Antriebsstromrichtern. Ein ambitioniertes Projekt, das weltweit einmalig und für die Zukunft wegweisend ist.
Hochbetrieb herrschte in der Halle „Kuk" bei ABB in Turgi. Hier wurden von August 2010 bis Juni 2011 die neuen IGBTAntriebsstromrichter für die Deutsche Bahn (DB) produziert – nachdem zwei Monate zuvor, im Juni 2010, aufgrund des erfolgreich abgeschlossenen Pilotprojekts der Auftrag eingetroffen war. Ab Oktober verliessen mit absoluter Termintreue im Wochentakt jeweils zwei Stromrichter das Werk in Richtung Nürnberg. Dort haben von ABB geschulte Mitarbeiter der DB 18 weitere ICE 1, also 36 Triebköpfe, mit insgesamt 72 Antriebsstromrichtern bestückt. „Mit diesem Retrofitprojekt will die Deutsche Bahn die Energieeffizienz und Verfügbarkeit ihrer Hochgeschwindigkeitszüge massiv steigern", erklärt Harald Hepp, Leiter Profil Center High Power Propulsion bei der Business Unit ABB Traction Converters in Turgi. Zum – im Sommer 2005 nach 14 Betriebsjahren gestarteten – Modernisierungsprogramm gehört auch der Ersatz der inzwischen veralteten und kostenintensiven Thyristor- durch moderne Insulated-Gate-Bipolar-Transistor-Stromrichter.
„Ein anspruchsvolles Vorhaben und ein Meilenstein in der Bahngeschichte", wie Hepp betont, „handelt es sich doch dabei nach unserer Kenntnis um das weltweit erste Retrofitprojekt für Antriebsstromrichter von Hochgeschwindigkeitszügen." 2007 erfolgte die Ausschreibung, im September 2008 vergab die DB den Auftrag für einen Prototypen an ABB. Die Aufgabe bestand darin, einen ICE 1 mit vier je 2,4 MW starken, neu entwickelten Antriebsstromrichtern auszurüsten. ABB realisierte deren Entwicklung und Fertigung in nur 13 Monaten. Ein erfolgreicher mehrmonatiger Probebetrieb im regulären Fahrdienst und die Erfüllung der Netzzugangskriterien waren die Voraussetzung für die Serienbestellung.
„Einen wesentlichen Vorteil unseres Angebots bildete das signifikante Energiesparpotenzial der Dreipunkttopologie von ABB. "Diese unterscheidet sich zum herkömmlichen Zweipunktstromrichter vor allem darin, dass weniger Oberschwingungsanteile auf der Motor- und Netzseite erzeugt werden. Das bewirkt eine Minimierung der Energieverluste und eine geringere Belastung und somit längere Lebenserwartung der Motoren. Laut Hepp kann im Vergleich zu den alten Thyristorumrichtern der Energiebedarf um mindestens 12 % gesenkt werden. „Das wirkt sich positiv auf die Energiebilanz sowie die Umweltverträglichkeit des Zuges aus und trägt gerade in Zeiten steigender Energiekosten erheblich zur Senkung der Betriebskosten bei."
Ein Jahr unter Strom Alter Stromrichter raus, neuer Stromrichter rein, weiterfahren: Was für den Laien simpel klingen mag, bedeutete für das ABB-Projektteam eine komplexe Aufgabe. „Die Nachrüstung eines Antriebsumrichters ist anspruchsvoller als die Entwicklung eines komplett neuen Antriebsstrangs", erklärt Hepp. So sind alle wichtigen Steuerungsschnittstellen ebenso vorgegeben wie die Anschlüsse und elektrischen Eigenschaften der Motoren, des Transformators, des Kühlsystems sowie alle mechanischen Parameter.
Ein Jahr nach Bestellungseingang wurden die ersten beiden Stromrichter nach Nürnberg an die DB ausgeliefert, wo unter Leitung von ABB-Mitarbeitern ein alter Stromrichter aus- und der neue eingebaut wurde. Danach ging es Schlag auf Schlag: Umbau des zweiten Triebkopfs, Inbetriebsetzung in Nürnberg auf dem Werkareal, Testbetrieb in Wildenrath – und dann, im Januar 2010, die Überführung quer durch Deutschland. Harald Hepp betont: „ABB hat bewiesen, dass das Unternehmen als einer der grössten Lieferanten von Stromrichtern für Industrie und Bahn gerade auch im Retrofitbereich interessante Angebote machen und wertvolle Unterstützung leisten kann." Nach einer regelrechten Materialschlacht, während der in Turgi kilometerweise Kabel, Gehäuse, elektrotechnische Komponenten, Schläuche und Metallrahmen angekarrt wurden, werden nun von einem 26 Mann starken Team Stromrichter für das Retrofit der ICE 1 der DB produziert und geprüft. Mit diesem weltweit ersten Retrofitauftrag wird bei ABB in Turgi nachhaltig Geschichte geschrieben.