KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Demiryolu Mühendisliği / 2026 / Sayı: 24

TCDD DE24000 ve DE36000 tipi Dizel-Elektrik Genset Lokomotiflerde Çoklu Motor Senkronizasyonu ve Enerji Yönetim Sistemi Tasarımı

Design of Multiple Motor Synchronization and Energy Management System in TCDD DE24000 and DE36000 Type Diesel-Electric Genset Locomotives

Kadir Aydın(OSTİM TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-1583-9605
İlhami Pektaş(Anadolu Raylı Ulaşım Sistemleri Kümelenmesi (ARUS))0009-0001-7090-0202
Sayfa
—
Yayın Tarihi
2026-05-03
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçlar, 3 motorlu konfigürasyonun (DE36000) kontrol karmaşıklığı, %33/%67/%100 güç granülaritesi ve %67 arıza yedekliliği açısından en uygun dengeyi sunduğunu ortaya koymaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, dizel-elektrik genset lokomotiflerde çoklu motor-jeneratör setlerinin elektriksel senkronizasyonu, güç elektroniği topolojileri ve enerji yönetim sistemi (EYS) tasarımını kapsamlı bir şekilde incelemektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Çalışmanın özgün katkısı, TÜBİTAK-RUTE tarafından geliştirilen 1200 BG (883 kW) gücündeki V8 özgün dizel motorun 2 adetli (DE24000, toplam 1766 kW) ve 3 adetli (DE36000, toplam 2649 kW) çoklu motor konfigürasyonlarında kullanılması için detaylı bir sistem mimarisi önermesidir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlar, 3 motorlu konfigürasyonun (DE36000) kontrol karmaşıklığı, %33/%67/%100 güç granülaritesi ve %67 arıza yedekliliği açısından en uygun dengeyi sunduğunu ortaya koymaktadır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:2 adet
⚙️Değişkenler:Genset lokomotif · Çoklu motor senkronizasyonu · DC bara mimarisi

Özet

Bu çalışma, dizel-elektrik genset lokomotiflerde çoklu motor-jeneratör setlerinin elektriksel senkronizasyonu, güç elektroniği topolojileri ve enerji yönetim sistemi (EYS) tasarımını kapsamlı bir şekilde incelemektedir. Çalışmanın özgün katkısı, TÜBİTAK-RUTE tarafından geliştirilen 1200 BG (883 kW) gücündeki V8 özgün dizel motorun 2 adetli (DE24000, toplam 1766 kW) ve 3 adetli (DE36000, toplam 2649 kW) çoklu motor konfigürasyonlarında kullanılması için detaylı bir sistem mimarisi önermesidir. Araştırmada; 750-1200V ortak DC bara mimarisi üzerinden jeneratör senkronizasyonu, pasif diyot doğrultucu (%30 THD, 0,85-0,95 güç faktörü) ve aktif ön uç (AFE) dönüştürücü (<%5 THD, birime yakın güç faktörü, ~2 kat maliyet) alternatifleri, IGBT cer invertör konfigürasyonları, kural tabanlı ve optimizasyon tabanlı enerji yönetim stratejileri ile fonksiyonel güvenlik gereksinimleri (EN 50126/50128/50129, SIL 2) detaylı olarak ele alınmaktadır. NRE 3GS21B (3 motorlu, 182 adet üretilmiş, %40+ yakıt tasarrufu), Bombardier TRAXX DE ME Class 245 (4 motorlu, 137 adet, ~%10 tasarruf) ve CRRC HXN6 hibrit lokomotif (~%20 tasarruf, 180 ton/yıl yakıt azaltımı) deneyimleri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Optimizasyon tabanlı EYS stratejilerinin kural tabanlı yaklaşımlara kıyasla %5-27 ek yakıt tasarrufu potansiyeli sunduğu, SiC yarı iletken teknolojisinin cer sistem verimini %35'e varan oranlarda artırabildiği belirlenmiştir. Sonuçlar, 3 motorlu konfigürasyonun (DE36000) kontrol karmaşıklığı, %33/%67/%100 güç granülaritesi ve %67 arıza yedekliliği açısından en uygun dengeyi sunduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract

This study comprehensively examines the electrical synchronization of multiple engine-generator sets, power electronics topologies, and energy management system (EMS) design in diesel-electric genset locomotives. The original contribution is proposing a detailed system architecture for utilizing the indigenously developed 1200 HP (883 kW) V8 diesel engine by TÜBİTAK-RUTE in 2-engine (DE24000, total 1,766 kW) and 3-engine (DE36000, total 2,649 kW) configurations. The research addresses 750–1,200V common DC bus synchronization, passive diode rectifier vs. active front-end converter alternatives, rule-based and optimization-based EMS strategies, and functional safety requirements (EN 50126/50128/50129, SIL 2). Comparative analysis of NRE 3GS21B (182 units, 40%+ fuel savings), TRAXX DE ME Class 245 (137 units, ~10% savings), and CRRC HXN6 hybrid (~20% savings) reveals that the 3-engine configuration offers the optimal balance with 33%/67%/100% power granularity and 67% fault redundancy. Optimization-based EMS strategies provide 5–27% additional fuel savings overrule-based approaches, while SiC semiconductor technology can improve traction system efficiency by up to 35%.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Aydın, K., Pektaş, İ. (2026). TCDD DE24000 ve DE36000 tipi Dizel-Elektrik Genset Lokomotiflerde Çoklu Motor Senkronizasyonu ve Enerji Yönetim Sistemi Tasarımı. Demiryolu Mühendisliği, Sayı: 24. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1919326

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (31)

  1. K. Aydın, İ. Pektaş, "Dizel-elektrik lokomotiflerde çoklu motor konfigürasyonu ile yakıt tüketimi ve emisyon azaltımı", Demiryolu Mühendisliği, sy. 24, no. 1892069, 2026.
  2. K. Barrow, "Four into One: Bombardier's Multi-Engine Traxx DE ME", International Railway Journal, September 2018.
  3. Rail Engineer, "Bombardier TRAXX DE ME - Four is better than one", Rail Engineer, 2019.
  4. J. Škrbina, J. Deur, "Optimized Energy Management Control of a Hybrid Electric Locomotive", Machines, Vol. 11, No. 6, 589, 2023.
  5. Z. Wang, X. Li, Y. Zhang, "Novel hybrid power system and energy management strategy for locomotives", Applied Energy, Vol. 348, 121448, 2023.
  6. V.I. Herrera-Jaramillo et al., "Fuzzy logic-model predictive control energy management strategy for a dual-mode locomotive", Energy Conversion and Management, Vol. 253, 115163, 2022.
  7. M. Cipek et al., "Assessment of battery-hybrid diesel-electric locomotive fuel savings and emission reduction potentials based on a realistic mountainous rail route", Energy, Vol. 173, pp. 1154-1171, 2019.
  8. X. Tang et al., "Reinforcement learning-based energy management for hybrid power systems: State-of-the-art survey, review, and perspectives", Chinese Journal of Mechanical Engineering, Vol. 37, No. 43, 2024.
  9. J. Qin et al., "Energy management strategy for hybrid electric vehicles based on deep reinforcement learning with consideration of electric drive system thermal characteristics", Energy Conversion and Management, Vol. 332, 119697, 2025.
  10. M. Pan et al., "Recent progress on energy management strategies for hybrid electric vehicles", Journal of Energy Storage, Vol. 116, 115936, 2025.
  11. National Railway Equipment (NRE), "N-ViroMotive Product Line – Ultra-Low Emitting Locomotives", NRE Technical Documentation, 2020.
  12. S. Frey, Railway Electrification Systems & Engineering, White Word Publications, 2012.
  13. Union Pacific Railroad, "Low-Emissions Locomotive Technology Brings Unique Challenges", Inside Track, October 2021.
  14. Bombardier Transportation, "MITRAC – Next Generation Propulsion, Controls and Energy Management Solutions", Press Release, InnoTrans 2019.
  15. M.M. Bakran, "Power Electronics Technologies for Locomotives", Power Electronics for Drives and Power Systems, Springer, 2020.
  16. T. Din, S. Hillmansen, "Operation and energy evaluation of diesel and hybrid trains with smart switching controls", Control Engineering Practice, Vol. 117, 104927, 2021.
  17. X. Li et al., "Reinforcement learning approach for optimal control of multiple electric locomotives", Knowledge-Based Systems, Vol. 190, 105173, 2020.
  18. Z. Li et al., "An Improved Energy Management Strategy of Diesel-Electric Hybrid Propulsion System Based on FNN-DP Strategy", Electronics, Vol. 12, No. 3, 486, 2023.
  19. SAE International, "SAE J1939 – Recommended Practice for Serial Control and Communications Vehicle Network", SAE Standard, 2021.
  20. IEC 61375, "Electronic railway equipment – Train communication network (TCN)", International Electrotechnical Commission, 2012.
  21. EN 50126/50128/50129, "Railway Applications – RAMS", CENELEC, 2017.
  22. CLC/TS 50701, "Railway Applications – Cybersecurity", CENELEC Technical Specification, 2021.
  23. European Commission, "Regulation (EU) 2016/1628 – Stage V Emission Limits", 2016.
  24. IEC 61373, "Railway applications – Rolling stock equipment – Shock and vibration tests", 2010.
  25. EN 45545, "Railway Applications – Fire Protection on Railway Vehicles", Parts 1-7, CENELEC, 2013.
  26. M. Saadat, M. Esfahanian, M.H. Saket, "Reducing fuel consumption of diesel-electric locomotives using hybrid powertrain and fuzzy look-ahead control", Proc. IMechE Part F, Vol. 231, No. 4, pp. 406-418, 2017.
  27. M. Ghaviha et al., "Real-world assessment of the energy consumption and emissions performance of a novel diesel-electric dual-drive locomotive", Cleaner Engineering and Technology, Vol. 22, 100791, 2024.
  28. Alstom, "Prima H3 Hybrid Shunting Locomotive", Technical Documentation, 2018.
  29. Vossloh Locomotives, "DM 20 Dual-Engine Locomotive for DB Cargo", Press Release, InnoTrans 2022.
  30. CRRC Ziyang, "HXN6 Hybrid Locomotive – First Chinese New Energy Locomotive Type Certificate", Railway Technology, 2022.
  31. M. Kapetanović et al., "Lifecycle assessment of hybrid energy storage for diesel-electric multiple unit trains", Applied Energy, Vol. 286, 116507, 2021.