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Traktionsstromkreis |
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Beginnen wir auch hier den
Traktionsstromkreis
mit der sich über dem Fahrzeug befindlichen
Fahrleitung. Wie damals üblich, waren die
Triebzüge
der Reihe RABDe 8/16 nur für die Schweiz ausgelegt worden. Ein Einsatz im
benachbarten Ausland war für die im
Nahverkehr
eingesetzten Triebzüge nicht vorgesehen. Daher führte die Fahrleitung
immer eine
Spannung
von 15 000
Volt
und 16 2/3
Hertz
Wechselstrom
und das war wichtig.
Jedoch war für ein Einsatz im Ausland auch das Problem mit den
hohen Stör-strömen dieser Züge vorhanden. Störungen klingt immer spannend
und daher sollten wir genau hinsehen. Bevor jedoch etwas auf dem Fahrzeug
ging, musste die
Spannung
auf dieses gelangen. Auf den Triebwagen wurde über dem Drehgestell auf Seite der Zwischen-wagen ein Einholmstromabnehmer aufgebaut. Dieser war von der Bauart, wie sie schon bei den neueren Lokomotiven Re 4/4 II verwendet wurde.
So konnte die Vorhaltung von Ersatzmodellen eingedämmt werden. Der
Bügel wurde mit
Druckluft
gehoben und das erfolgte bis zu einem
Widerstand.
Die Arbeitshöhe des Bügels war zudem mit einer
Höhenbegrenzung
beschränkt worden. Da der Stromabnehmer mit den beiden bekannten Federn arbeitete, sorgte die Kraft der Hubfeder dafür, dass das Schleifstück mit einem definierten An-pressdruck gegen den Fahrdraht drückte.
Die beiden in diesem montierten
Schleifleisten
bestand aus Einlagen mit
Kohle.
Zudem wurden isolierte
Notlaufhörner
verwendet und daher betrug die Breite der
Schleifstücke
1 450 mm. Auch hier war man bei den üblichen Lösungen.
Um den
Stromabnehmer
zu senken, musste einfach die
Druckluft
entfernt werden. Dadurch wirkte nun die
Senkfeder
gegen die Kraft der
Hubfeder
und der Bügel wurde sanft auf den
Widerlagern
abgelegt und dort durch die Kraft der
Feder
gehalten. Da es auf dem
Triebwagen
nur einen Bügel gab und weil die beiden nicht verbunden wurden, mussten
immer beide Stromabnehmer gehoben werden. Es gab also kein einfacher
Ersatz.
Auch
er wurde schon bei anderen
Baureihen
verwendet. Wie es der Name schon sagt, wurden die Kontakte bei diesem
Modell mit
Druckluft
geschaltet. Wurde das
Trennmesser
geschlossen, konnte die
Fahrleitungsspannung
auf das Fahrzeug übertragen werden. Das Problem war jedoch beim Ausschalten vorhanden. Bei der hohen Spann-ung entsteht in dem Fall ein Lichtbogen. Dieser musste gelöscht werden und dazu wurde bei diesem Hauptschalter Druckluft benötigt.
Mit dieser wurde der
Lichtbogen
einfach ausgeblasen und konnte daher keinen Schaden anrichten. Wegen der
Kraft das Luftstosses, durfte der Schalter nur geöffnet werden, wenn genug
Druckluft
vorhanden war. Parallel zu diesem Hauptschalter war der Erdungsschalter eingebaut worden. Dieser manuell bediente Schalter verband die elektrische Ausrüstung beim Stromabnehmer und im Zug miteinander.
Zeitgleich wurden diese aber auch auf die Erde geschaltet. Es
entstand so ein
Kurzschluss
und daher durfte der Schalter nur betätigt werden, wenn der
Stromabnehmer
gesenkt war. So konnte gefahrlos an der Ausrüstung gearbeitet werden.
Aktiv war der
Erdungsschalter auch, wenn er geöffnet war. Die Kontakte
dienten nun als
Überspannungsableiter. Stieg diese auf einen zu hohen
Wert, reichte die
Isolation nicht mehr aus und es kam zum Überschlag auf
das Dach des
Triebzuges. Da in dem Fall meistens
Gleichströme eines
Blitzes vorhanden waren, konnte das Aluminium den
Lichtbogen auffangen.
Bei einem längeren Ereignis, konnte das Metall sogar schmelzen.
Diese
Spule war auf der anderen Seite mit den bei allen
Achsên vorhandenen
Erdungsbürsten mit der Erde und dem
Kraftwerk
verbunden. Es war ein ge-schlossener
Stromkreis entstanden und so konnte
Energie übertragen werden.
An der
Primärwicklung war nur eine
Anzapfung vorhanden. Diese war für eine
Spannung von 1000
Volt ausgelegt worden. Es war der Anschluss für die
Zugsheizung, die wir später noch genauer ansehen werden. Wir haben damit
den
Primärstromkreis bereits abgeschlossen. Nicht erwähnt habe ich die
Baugruppen zur Erfassung der
Spannung und des
Stromes, da wir diese bei
der Steuerung des
Triebzuges noch genauer ansehen.
Wie bei modernen
Triebfahrzeugen üblich, wurde der
Stromkreis für die
Fahrmotoren galvanisch von der
Primärwicklung getrennt. Hier wurde zudem
auch noch eine statische
Isolation vorgesehen. Dank dieser statischen
Isolation konnten die Bauteile leichter ausgeführt werden. Zudem wurden
dank dieser Lösung die Oberwellen nicht so stark in die
Fahrleitung
übertragen, denn diese war das grosse Problem mit diesen
Triebzügen.
Auf der sekundären Seite waren in diesem
Stromkreis nicht weniger als drei
Spulen vorhanden. Diese waren unterschiedlich aufgebaut worden. Jedoch
konnte nur eine davon mehrere
Spannungen anbieten. Da es feste
Übersetzungen waren konnte die Spannung in den Spulen mit der Schaltung
von mehreren
Anzapfungen nicht mehr verändert werden. Den
Stufenschalter
älterer
Baureihen sucht man bei diesen Modellen vergebens.
Wobei das nicht ganz korrekt
ist, denn er konnte diese nur von der
Primärwicklung auf die
Sekundärspulen übertragen und jede davon hatte eine eigene
Leistung
erhalten. Es wird nun Zeit, dass wir die drei
Spulen für die
Fahrmotoren
genauer ansehen. Ich beginne mit den beiden Traktionswicklungen und die hier erwähnten Namen sind sehr wichtig. Diese waren zudem unterschiedlich aufgebaut worden. Beide hatten eine maxi-male Spannung von 450 Volt erhalten.
Jedoch
war nur in einer davon eine
Anzapfung für 225
Volt vorhanden. Beide wurden
für die Versorgung der Anker und der Erregung der
Fahrmotoren benutzt. Wir
werden später diese beiden
Spulen genauer ansehen.
Um den
Transformator in diesem Bereich abzuschliessen, kommen wir zur
dritten
Wicklung. Diese Erregerwicklung besass keine
Anzapfungen und hatte
eine Spannung von 121
Volt erhalten. Mit dieser
Spule wurde die
Fremderregung der
Fahrmotoren versorgt. Das erfolgte im Fahrbetrieb, aber
auch wenn die
elektrische
Bremse des
Triebzuges aktiviert wurde. Das ist
auch der Grund, warum eine eigene Wicklung benutzt wurde.
Wir kommen nun zur Aufbereitung der
Spannung für die
Fahrmotoren, denn bei
dieser musste die
Leistung ja geregelt werden können. Es war kein
Stufenschalter mehr vorhanden und nun kommen die beiden
Traktionswicklungen in den Fokus. Die Erregerwicklung können wir vorerst
ignorieren, denn sie war bei der Regelung noch nicht beteiligt.
Nachfolgend werden die
Spulen eins und zwei erwähnt. Bei der
Wicklung eins
ist die
Anzapfung vorhanden.
Damit die
Schreibweise etwas vereinfacht werden kann, nennen wir diese nachfolgen TH
1 bis TH 4. TH 4 war an der Erregerwicklung vorhanden und diesen werden
wir vorerst nicht weiter betrachten, da er erst bei der elek-trischen
Bremse wichtig wird. Es waren keine Fahrstufen vorhanden. Jedoch wurden die Thyristoren in fünf Stufen geschaltet. Das mag etwas verwirren, wird aber schnell klar, wenn wir die erste davon ansehen.
Bei der Stufe eins wurde TH 1 an der
Spule
eins ange-steuert. In diesem Schritt wurde die
Spannung der
Fahrmotoren
durch Anpassungen bei der Sperrung der
Thyristoren stufenlos angepasst.
Man sprach dabei von null bis 180 Grad, was dem ungehinderten Durchlass
ent-sprach. Dazu wurde die Wechselspannung mit Hilfe der Thyri-storen gleichgerichtet. Es entstand wegen der Sperr-richtung ein Wellenstrom. Von dieser noch vorhandenen Halbwelle wurde mit den Thyristoren ein Teil abge-schnitten.
Daher sprach man hier auch von einer Phasenan-schnittsteuerung. Mit der
Steuerung wurde der Zeitpunkt verändert, bei den der
Thyristor leitend
wurde. Je nach Zeitpunkt, änderte sich die
Leistung.
Bei der zweiten Stufe wurde TH 2 zugeschaltet und ebenfalls aufgesteuert.
Die
Spannung wurde in diesem beiden Schritten mit der Traktionswicklung
mit der mittigen
Anzapfung gearbeitet. Die zweite
Wicklung wurde mit der
Stufe drei und der Schaltung TH 3 geschaltet. Auch TH 3 wurde ohne Stufe
geregelt und so die
Spannung ohne
Fahrstufen verändert. Die einzelnen
Schritte waren daher bei der
Zugkraft nicht zu bemerken.
Jedoch gab es bei dieser Ansteuerung ein Problem. Die Schaltung sorgte
dafür, dass Oberwellen entstanden. Diese liefen dem
Wechselstrom
entgegen
und wurden durch den
Transformator in die
Fahrleitung übertragen. Diese
mit einer hohen
Frequenz arbeitenden Oberwellen, konnten mit den erzeugten
Magnetfelder die Anlagen an der Strecke beeinflussen. Wegen diesen
Störungen der Anlagen sprach man in dem Zusammenhang von Störströmen.
Wir haben damit eine veränderliche
Spannung für die
Fahrmotoren erhalten
und diese wurde dem
Wendeschalter
zugeführt. Auch mit der neuartigen
Regelung der
Zugkraft konnte man auf diese Bauteile nicht verzichten. Der
Grund waren die hier benötigten Fahrmotoren, denn diese mussten je nach
Vorgaben anders gruppiert werden. Das betraf die Fahrrichtung, aber auch
die Umgruppierung für den Betrieb mit
elektrischer
Bremse.
Dieser einfache Schalter wurde auf elektropneumatische Weise betrieben.
Diese Lösung war nicht nur wegen der
Vielfachsteuerung
der
Triebzüge
erforderlich. Auch im Triebzug selber war zwischen den beiden
Triebwagen
eine Vielfachsteuerung vorhanden. Die Schaltungen selber benötigten viele
Kontakte, so dass es ein schweres Bauteil war. Daher wurde jedem
Drehgestell des Triebwagens ein
Wendeschalter
zugeschaltet.
Zudem konnten die
Trennhüpfer auch geöffnet bleiben und so einen defekten
Fahrmotor
abtrennen. Der
Triebzug verlor so nur einem geringen Teil bei der
Zugkraft. Eine Lösung die bei modernen
Triebfahrzeugen immer vorhan-den
war. Verwendet wurden Wellenstrommotoren. Diese waren von der Bauart 4 FKC 2846. Wenn wir nun die Leistungen dies-er Fahrmotoren ansehen, arbeiten wir mit den Werten für den gesamten Triebzug und somit mit acht Motoren.
Wer
einen Motor wissen will muss einfach die Werte durch acht teilen. Doch nun
zu den
Zugkräften, denn diese wa-ren bei den
Triebfahrzeugen der Eisenbahn
wichtiger, als die
Leistung der Motoren. Die Fahrmotoren konnten eine Anfahrzugkraft von 190 kN erzeugen. Diese konnte jedoch nicht länger aufgebracht werden. Daher wird die Leistungsgrenze der Motoren wichtig.
Die wurde für die Dauer einer
Stunde angenommen. Er-reicht wurde sie bei einer Geschwindigkeit von 81
km/h. Jetzt konnte noch eine
Zugkraft von 102 kN abgerufen werden. Die
Leistung an den
Fahrmotoren betrug nun 2 250 kW oder 3 060 PS, wenn Sie
diese Angabe bevorzugen.
Bei einem
Triebzug wird nun aber die Beschleunigung wichtig, da diese
Fahrzeuge keine
Anhängelast mitführen. Bis zur
Leistungsgrenze bei 81 km/h
war ein Wert von 0.85 m/s2 vorhanden. Danach reduzierte sich
die Beschleunigung auf 0.75 m/s2, was immer noch gut war. Die
Höchstgeschwindigkeit wurde nach 71 Sekunden erreicht. Wobei dieser Wert
natürlich auch von der Neigung der Strecke abhängig war und sich daher
änderte.
Als diese Einheiten gebaut wurden, war die
Industrie schlicht noch nicht in der Lage bei
Stromrichtern eine Lösung zu
verwirklichen, die auf die
Fahrleitung arbeiten konnte. Während dem elektrischen Bremsbetrieb wurden die Erregerwicklungen der Motoren vor der gleichna-migen Spule versorgt. Dabei war auch hier ein Strom-richter vorhanden, der die Spannung stufenlos bis auf einen Wert von 121 Volt regeln konnte.
Damit wurde die
elektrische
Bremse mit der
Erreg-ung gesteuert, was einfacher war, als mit Schalt-ungen bei den
Widerständen, die nur in Stufen zuge-schaltet werden konnten.
Die in den
Rotoren der
Fahrmotoren erzeugte
Spannung wurde den auf dem
Dach montierten
Bremswiderständen zugeführt und dort in Wärme umgewandelt.
Für die
Kühlung der
Widerstände wurde der Fahrtwind benutzt. Es war daher
in diesem Teil eine normale
Widerstandsbremse, die auch noch funktionierte,
wenn einer der Motoren abgetrennt werden musste. Daher war ein Ausfall
dieser
Bremse sehr selten der Fall.
Mit dem Abschluss der Traktionsausrüstung könnten wir noch einen Blick auf
das Gewicht der elektrischen Ausrüstung werfen. Diese hatte ein Gewicht
von gerade einmal 18 Tonnen erhalten. Jedoch war das nur möglich, wenn die
Bauteile aktiv gekühlt wurden. Diesen Teil müssen wir uns nun auch noch
ansehen und das erfolgt in einem eigenen Kapitel. Nur so viel seit hier
erwähnt, dort gab es Unterschiede zwischen den Fahrzeugen.
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