Wir kommen nun zur elektrischen Ausrüstung und dabei beginne ich bei diesen Lokomotiven auf dem Dach. Genauer bei der Fahrleitung und da gab es zwischen den Lokomotiven grundlegende Unterschiede. Trotzdem versuche ich die Maschinen in einem einzigen Artikel zu behandeln. Dabei ist der Bereich mit der Fahrleitung noch sehr einfach zu erklären. Denn diese führte bei allen Lokomotiven unterschiedliche Spannungen.

Bei den Lokomotiven Re 482 und Re 485 waren das zwei Systeme für Wechselstrom. Einerseits war das der Wechselspannung mit 15 000 Volt und 16.7 Hertz.

Zu diesem Heimnetz kam jedoch noch das System für 25 000 Volt und 50 Hertz. Damit haben wir hier eine Lokomotive für Wechselstrom unterschiedlicher Spannung erhalten. Das galt daher für die TRAXX 1 grundsätzlich, denn es gab keine anderen Systeme die abgedeckt wurden.

Mit der Lokomotive Re 484 änderte sich das. Die Loko-motiven musste auch unter Gleichstrom verkehren können.

Der Hersteller entwickelte daher mit der TRAXX 2 eine Mehrsystemlokomotive, die neben den beiden Systemen für Wechselstrom auch jene für 3 000 Volt und 1 500 Volt Gleichstrom abdecken konnte.

Dabei wurden bei den Maschinen für die Schweizerischen Bundesbahnen SBB jedoch nur zwei Systeme frei-geschaltet.

Schliesslich war noch die Re 486 der BLS AG, die vom elektrischen Aufbau her den Lokomotiven der Baureihe Re 484 entsprach. Hier wurden alle vier Systeme frei geschaltet und konnten theoretisch befahren werden. Das hatte nun jedoch Auswirkungen auf die verwendeten Stromabnehmer. Diese mussten bekanntlich in den jeweiligen Systemen und den in den Ländern geltenden Vorschriften angepasst werden.

Auf den Lokomotiven wurden eigentlich nur zwei unterschiedliche Stromabnehmer mit zwei unterschiedlichen Schleifleisten aufgebaut. So wird die Sache etwas übersichtlicher, damit es nicht zu einfach wird, wählte der Hersteller jedoch eine komische Reihenfolge bei den Bezeichnungen der Stromabnehmer. Damit wir jedoch eine Abfolge haben, beginne ich über dem Führerraum eins und betrachte die Stromabnehmer der Reihe nach.

Beginnen wir bei den verwendeten Schleifleisten und somit beim Teil, das den Kontakt zur Fahrleitung herstellt. Auf den Lokomotiven kamen mit Ausnahme der Lokomotive Re 484, Stromabnehmer mit einer Breite der Schleifstücke von 1 950 mm zur Anwendung. Diese waren mit Kohle bestückt worden und wurden unter Wechselspannung verwendet. Es handelte sich daher um die Stromabnehmer für Deutschland und Österreich.

Die zweite Breite der Schleifleisten betrug 1 450 mm. Hier kamen Schleifstücke aus Kohle, aber auch aus Kupfer zur Anwendung. Bei der mit Kohle bestücken Version handelte es sich um den Stromabnehmer für die Schweiz und für Fahrten unter Wechselstrom in Italien. In Italien wurde auf Strecken mit Gleichstrom jenes aus Kupfer verwendet. Diese Schleifleisten wurden zudem mit einer zusätzlichen Schmierung versehen.

Bei den Mehrsystemlokomotiven wurde die elektrische Ausrüstung verändert. Die Stromabnehmer wurden mit einer Dachleitung verbunden und nur bei der Re 486, wo ein breiter Stromabnehmer montiert wurde, war dieser über einen Trenner mit der restlichen Dachleitung verbunden. Damit wurde die Anlage hier etwas einfacher ausgeführt, was jedoch nicht bedeutet, dass dem so blieb, denn nach der Dachleitung kamen die Veränderungen.

Der Stromkreis teilte sich nun auf. Das heisst, die Dachleitung wurde bei Fahrten unter Wechselstrom dem Hauptschalter zugeführt.

Dieser Hauptschalter wurde aus Vakuumhauptschalter ausgeführt und er besass, wie schon bei den ersten Lokomotiven einen parallel dazu geschalteten Erd-ungsschalter.

Die Ausrüstung unterschied sich jetzt noch nicht gross von den älteren Lokomotiven und man hätte die Bauteile durchaus teilen können.

Auch jetzt wurde die Fahrleitungsspannung der Primärwicklung zugeführt und diese über die Erdungsbürsten mit dem Geleise und dem Unterwerk Erde verbunden.

Speziell war eigentlich nur, dass es jetzt mehr Erdungsbürsten hatte, aber das war nicht wegen dem Wechselstrom, sondern wichtiger, wenn die Lokomotive unter Gleichspannung verkehrte.

Beim Einsatz unter Wechselstrom war die Anlage bisher mit den alten Lokomotiven identisch und das sollte sich vorerst kaum ändern.

Für jeden Umrichter, der für ein Drehgestell ausgelegt wurde, standen im Transformator zwei Sekundärspulen zur Verfügung.

Diese besassen eine Anzapfung. Dadurch konnte die Spannung aus der Fahrleitung so geschaltet werden, dass immer eine Spannung von 1 500 Volt zu den Stromrichtern geführt wurde.

Unterschiedlich war nur noch die Frequenz, die von der Fahrleitung übernommen wurde.

Damit können wir den Stromkreis für Wechselstrom vorerst beenden und uns dem Teil zuwenden, der unter den Fahrleitungen mit Gleichstrom verwendet wurde.

Dazu müssen wir wieder zurück zur Dachleitung gehen, denn dort wurden die beiden Stromsysteme getrennt. Dabei wurde der Gleichstromschnell-schalter, der als Hauptschalter bei Gleichstrom genutzt wurde, über einen Trenner an die Dachleitung angeschlossen.

Die beiden Hauptschalter für Wechsel- und Gleichstrom waren auf der Seite der Steuerung so geschaltet, dass es nicht möglich war, dass beide Hauptschalter gleichzeitig eingeschaltet werden konnten. So war gesichert, dass es zu keinem Kurzschluss zwischen den Systemen und im Transformator kommen konnte. Warum das so wichtig war, zeigt sich beim weiteren Verlauf des Anschlusses bei Gleichstrom.

Die vom Hauptschalter kommende Gleichspannung wurde nun den Zuleitungen vom Transformator her angeschlossen. Die entsprechenden Trenner besorgten die Schaltung so, dass in jeder Zuleitung eine Spannung von 1 500 Volt vorhanden war. Damit sind wir aber nun in den gleichen Zuleitungen, die vom Transformator kommen. Im Gegensatz zum direkten Anschluss des Zwischenkreises bietet diese Lösung das Risiko von Kurzschlüssen.

Der Stromrichter auf Eingangsseite wurde daher mit einer festen Spannung versorgt. Unabhängig vom System wurde die Spannung dem Stromrichter zugeführt und in den IGBT Transistoren in Gleichstrom umgewandelt. Beim Betrieb unter Gleichstrom wirkte der Stromrichter als zusätzlicher Netzfilter. Die einzelnen IGBT Transistoren wurden dabei in der bewährten und sehr einfachen 4QS Schaltung angeschlossen.

Diese Lösung bewirkte, dass bei einer Lokomotive, die nur unter Gleichstrom verkehren sollte, auf den Einbau des Trenntransformators verzichtet werden konnte. Änderungen an den Stromrichtern waren jedoch nicht mehr notwendig, so dass alle Lokomotiven identische Stromrichter erhalten hatten. Eine Vereinfachung, die klar dank dem Baukasten, der mit dieser Lokomotive verwirklicht wurde, vereinfacht werden konnte.

Damit haben wir nun einen stabilisierten Zwischenkreis erhalten, der mit Gleichstrom betrieben wurde. Verkehrte die Lokomotive unter einer Fahrleitung mit Gleichspannung wurde der Zwischenkreis gegen Erde geschaltet, so dass elektrische Energie übertragen werden konnte. Damit das jedoch nur bei Gleichstrom der Fall war, mussten auch hier zusätzliche Trenner vorgesehen werden.

Am Zwischenkreis wurden letztlich der zweite Stromrichter eines Umrichters angeschlossen. Diese Stromrichter war dazu gedacht aus dem Gleichstrom im Zwischenkreis einen Drehstrom zu machen.

Die Schaltung erlaubte, dass sowohl die Spannung, als auch die Frequenz verändert werden konnte. Wir haben damit den Umrichter der Lokomotiven abgeschlossen und haben nun veränderbaren Drehstrom erhalten.

Bei diesen Lokomotiven müssen wir noch schnell ein paar Worte über die Leistung des Umrichters verlieren. Bei Wechselstrom und bei Gleichspannung von 3000 Volt war für die Lokomotive eine Leistung von 5 600 kW angegeben.

Das hatte jedoch bei Gleichstrom zur Folge, dass der Strom im Stromabnehmer so hoch war, dass er an die Grenze seiner Leistung stiess. Daher galten bei Gleichstrom von 1 500 Volt geringere Leistungswerte.

Es lohnt sich, wenn wir zur Erläuterung die Stromwerte im primären Stromkreis schnell ansehen. Bei einer angenommenen Leistung von 6 000 kW ergibt das bei Wechselstrom mit 15 000 Volt ein Volt von 400 Ampère. Bei Gleichstrom von 3000 Volt treten jedoch bereits Ströme von 2 000 Ampère auf. Halbieren wir die Spannung auf 1 500 Volt verdoppelt sich der Strom in der Zuleitung auf 4 000 Ampère.

Damit haben wir bereits die Fahrmotoren erreicht. Jede Achse wurde mit einem für Drehstrom ausgelegten Asynchronmotor angetrieben. Dieser Motor eignete sich hervorragend für den Einsatz bei den Eisenbahnen und innerhalb des Drehgestells wurden sie parallel geschaltet. Dank dem Aufbau konnte er auch im Stillstand mit der vollen Leistung aufgesteuert werden. Geregelt wurden die Drehstrommotoren schliesslich mit der Spannung und der Frequenz.

Eine Eigenart dieser Motoren war, dass sie kippten, wenn die Drehzahl jene des vorgegebenen Drehfeldes überstieg. Damit begannen die Motoren als Generatoren zu arbeiten. Gleichzeitig kippten auch die Umrichter und es entstand ein Stromfluss zum Transformator und somit in die Fahrleitung. Daher verfügte die Lokomotive über eine einfach aufgebaute und sehr zuverlässig arbeitende elektrische Bremse.

Diese Schaltung funktionierte bei Wechselstrom ohne Einschränkung bis zur vollen Leistung der Fahrmotoren und ermöglichte eine kräftige Nutzstrombremse. Beschränkungen waren nur noch durch die erlaubten Kräfte an den Puffern und durch die Vorschriften bedingt. Daher konnte die Lokomotive eine elektrische Bremskraft von 240 kN aufbauen. Damit lag man jedoch 60 kN und der maximalen Anfahrzugkraft von 300 kN.

Beim Betrieb unter den Netzen mit Gleichstrom war die Funktion der elektrischen Nutzstrombremse nicht immer garantiert. Dies lag nicht an der Lokomotive sondern an der Gleichspannung und dem verwendeten Netz. Gleichstromnetze waren nur bedingt bis zu einer bestimmten Spannung aufnahmefähig. Wurde diese Spannung überschritten, fiel die elektrische Bremse auf der Lokomotive aus und die Energie der Fahrmotoren konnte nicht abgebaut werden.

Um auch in solchen Situationen die verschleisslose elektrische Bremse unter Gleichstrom nutzen zu können, verfügten die Lokomotiven der Baureihen Re 484 und Re 486 über spezielle Widerstände und damit über eine konventionelle Widerstandsbremse. Diese wurde jedoch nur verwendet, wenn keine Spannung an das Netz abgegeben werden konnte. So war die elektrische Bremse auch unter Gleichstrom nutzbar.