Traktionsstromkreis |
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Ausgelegt wurden diese
Triebwagen
für eine
Fahrleitungsspannung
von 15 000
Volt
und eine
Frequenz
von 16 2/3
Hertz.
Damit waren sie für einphasigen
Wechselstrom
vorgesehen worden. Eine Lösung, die auch einen Betrieb unter
Gleichstrom
mit 3000 Volt ermöglicht hätte, war jedoch nicht mehr gewünscht worden.
Daher war eigentlich eine einfache elektrische Ausrüstung zu erwarten.
Dass dem nicht so war, war den neuen Möglichkeiten zu verdanken.
Ein Blick auf die Leistungsdaten lässt zudem erkennen, dass die
hier vorgestellten
Triebwagen
den Modellen der Nummerngruppe 749 und 750 entsprachen. So könnten wir
dazu verleitet werden, dass beide Typen identisch gewesen wären. Alle
diese Punkte sind jedoch falsch, denn bei diesen Triebwagen wurde eine
neuartige Lösung für den
Antrieb
vorgesehen. Daher lohnt es sich, wenn wir etwas genauer Einblick nehmen.
Die elektrische Ausrüstung baute man über den angetriebenen
Drehgestellen und somit über dem kleinen
Maschinenraum
und über dem
Gepäckraum
auf. Damit konnten zwei wichtige Vorteile genutzt werden, denn das Gewicht
lastete auf den
Triebachsen
und sorgte so für ein besseres
Adhäsionsverhalten.
Zudem waren die Schaltgeräusche nicht in unmittelbarer Nähe zu den
Fahrgästen. Nebeneffekt waren kürzere Leitungen. Die Spannung der Fahrleitung wurde mit einem Stromabnehmer auf das Dach des Triebwagens übertragen. Dabei wurde nur noch auf dem Teil eins ein Stromabnehmer montiert. Verwendet wurde ein Scherenstromabnehmer neu-ster Bauart. Auf einen zweiten Stromabnehmer, der als Ersatz dienen sollte, verzichtete man bei der BLS-Gruppe jedoch.
Das war leicht möglich, da im
Regionalverkehr
der beteiligten Bahnen nur kurze Strecken mit den
Triebwagen
befahren werden sollten. Um diesen Stromabnehmer zu heben, wurde mit Hilfe von Druckluft die Kraft der Senkfeder auf-gehoben. Dadurch konnte die Hubfeder ihre Kraft entfalten und den Stromabnehmer heben.
Das erfolgte, bis das
Schleifstück
den
Fahrdraht
sicher berührte. Fehlte dieser jedoch, war eine Höhenbegrenzung vorhanden,
die verhinderte, dass sich der Bügel durchstrecken konnte. Dank den beiden
Federn
war es sehr einfach möglich, den Anpressdruck einzustellen.
Der Anpressdruck war wichtig, damit die
Schleifleisten aus
Kohle
den
Fahrdraht
sicher berührten. Jedoch durfte der Druck nicht zu gross sein, da sonst
die
Fahrleitung
zu sehr angehoben worden wäre. Dank den doppelt ausgeführten
Schleifleisten war so ein guter Kontakt mit dem Fahrdraht auch bei
geringem Druck möglich. Ergänzt wurde das
Schleifstück
schliesslich noch mit den seitlichen
Notlaufhörnern.
Um den
Stromabnehmer
wieder zu senken, musste die Luft schlagartig aus dem
Zylinder
abgelassen werden. Dadurch entstand im Zylinder für einen kurzen Moment
ein Unterdruck, der dafür sorgte, dass die
Schleifleiste schnell vom
Fahrdraht
abgezogen wurde. Damit wurde verhindert, dass der Stromabnehmer und dort
vor allem die mit
Kohle
bestückten
Schleifstücke
durch einen stehenden
Lichtbogen
beschädigt wurden.
Der
Stromabnehmer
senkte sich danach mit Hilfe der Kraft in der
Senkfeder
langsam auf die vorgesehenen Auflagen. Durch die Kraft der Senkfeder wurde
nun verhindert, dass sich der Stromabnehmer ungewollt durch den Fahrtwind
heben konnte. Besonders wenn der
Triebwagen
geschleppt wurde, war diese Funktion wichtig. So konnte verhindert werden,
dass ungewollt
Spannung
auf das beschädigte Fahrzeug gelangen konnte.
Die so auf das Fahrzeug übertragene
Spannung
der
Fahrleitung
wurde in eine kurze
Dachleitung
geführt. Diese Dachleitung verband den
Stromabnehmer
mit dem
Hauptschalter
und dem
Erdungsschalter,
die ebenfalls noch auf dem Teil eins montiert wurden. Das war bereits eine
Änderung gegenüber den anderen Modellen, die den Hauptschalter immer auf
der zweiten Hälfte hatten. Man konnte damit jedoch auf eine ungeschaltete
Litzen verzichten.
Parallel zum anschliessend vorgestellten
Hauptschalter
wurde der
Erdungsschalter
montiert. Dieser manuell betätigte Schalter sorgte dafür, dass bei
Wartungsarbeiten die
Dachleitungen
mit dem Dach kurzgeschlossen werden konnten. Integriert in diesem
Erdungsschalter war dann noch der Überspannungsableiter, der Blitzschläge
von der elektrischen Ausrüstung des
Triebwagens
fernhalten sollte und diese über das Gehäuse abgeleitet wurden. Die Aufgabe Hauptschalters bestand darin, den Rest der elektrischen Ausrüst-ung sicher von der Fahrleitung zu trennen. Dazu musste er die hoheSpannung sicher schalten, ohne dabei selber beschädigt zu werden.
Dazu verwendete man einen mit
Druckluft
betriebenen
Hauptschalter
aus dem Hause BBC. Diese hatten sich schon bei vielen Fahrzeugen bewährt
und wurden daher auch jetzt wiederverwendet. Man konnte so Ersatzteile
einsparen. Bei diesem Drucklufthauptschalter wurde der beim Öffnen der Kontakte entstehende Lichtbogen mit Hilfe von Druckluft ausgeblasen und so die Leitung mit einem in Reihe geschalteten Trennmesser sicher getrennt.
Dadurch benötigte der
Hauptschalter
jedoch einen gewissen Druck, so dass bei einem zu geringen
Luftdruck
durch die vorhandene
Niederdruck-blockierung
der Hauptschalter nicht mehr ausgeschaltet werden konnte. Nach dem Hauptschalter wurde die Fahrleitungsspannung erneut einer Dachleitung zugeführt. Wegen dem Gelenk zwischen den beiden Hälften, musste diese Dachleitung in diesem Bereich als Litzenleitung ausgeführt werden.
Dadurch gelangte die hohe
Spannung
der
Fahrleitung
auf den zweiten Teil des
Triebwagens.
Eine Dacheinführung leitete die
Fahrleitungsspannung
in das Gehäuse des Fahrzeuges und diese Spannung gelangte so zum
Transformator.
Angeschlossen wurde die Leitung an der primären
Wicklung
des
Transformators.
Diese
Primärspule
war an ihrer anderen Seite mit dem Kasten des
Triebwagens
und über die unterschiedlich langen
Erdungsbürsten
mit den
Schienen
und dem
Kraftwerk
verbunden. Dadurch entstand im Transformator ein geschlossener
Stromkreis.
Der Induktive
Widerstand
der
Spule
verhinderte, dass es zu einem
Kurzschluss
kommen konnte. Daher wurde lediglich die maximal mögliche
Leistung
übertragen. Um Gewicht zu sparen, waren die Wicklungen aus Kupfer für den maximalen Strom zu dünn ausgeführt worden. Zudem wurde auch Isolation eingespart. Damit eine korrekte Funktion des Transformators möglich wurde, musste dieser mit speziellem Öl gefüllt werden.
Dabei umgab dieses
Transformatoröl
die einzelnen Leiter der
Wicklung
und verhinderte so, dass es zu
Kurzschlüssen
und so schweren Schäden im
Transformator
kommen konnte. Durch die überlasteten Leiter wurde das Öl jedoch erwärmt. Durch die geringere Dichte wurde es von den Wicklungen abgeführt, so dass neues Öl zufliessen konnte. Am Gehäuse des Transformators kühlte das Öl schliesslich wieder ab.
Diese
Kühlung
war jedoch nicht ausreichend, so dass man das
Transformatoröl
mit einer
Ölpumpe
künstlich in Bewegung versetzte und dabei durch einen Ölkühler presste.
Damit konnte das
Öl
viel besser abgekühlt werden. Die für die Fahrstufen bestimmten Anzapfungen wurden der Primärwicklung ab-genommen und einer Batterie von elektropneumatisch betriebenen Hüpfern zu-geführt. Diese arbeiteten sehr schnell und erlaubten so schnelle Schaltfolgen.
Damit eine veränderbare
Spannung
ohne kurzzeitige Unterbrüche entstand, wurden die einzelnen
Hüpfer mit Stromteilerspulen verbunden. Dadurch konnten
mit den vorhanden Hüpfer 17
Fahrstufen
erzeugt werden. Bis hier entsprach die elektrische Ausrüstung mit wenigen Ausnahmen den vorher abgelieferten Triebwagen. Dadurch konnten hier einzelne Teile, wie zum Beispiel der Hauptschalter ausgewechselt werden.
Jedoch war das ab jetzt nicht mehr möglich. Die veränderliche
Spannung
von den Stromteilerspulen wurde bei den hier vorgestellten
Triebzügen
nicht den Wendeschaltern zugeführt. Daher war deren Aufbereitung für die
Fahrmotoren
noch nicht abgeschlossen worden. Die Spannung wurde nun den Gleichrichtern zuge-führt. Diese Siliziumgleichrichter wandelten den Wechselstrom der Fahrleitung in Wellenstrom für die Fahrmotoren um. Eine Glättung dieser Spannung und somit die Um-wandlung in eine reine Gleichspannung war jedoch nicht mehr vorhanden.
Damit hätten wir eine einfache Art der
Umrichter-technik
erhalten. Es kann hier gesagt werden, dass diese Lösung jener der neuen
Lokomotive der Baureihe
Ae 4/4 II entsprach. Diese Gleichspannung konnte nun den Wende-schaltern zugeführt werden. Die Aufgabe der Wen-deschalter bestand darin, die Fahrmotoren so zu gruppieren, dass die Drehrichtung und somit die Fahrrichtung bestimmt werden konnte.
Hier befanden sich zudem die
Trennmesser
um die
Fahrmotoren
abzutrennen. Für jede Hälfte war ein eigener Wendeschalter eingebaut
worden. Dadurch fiel bei einem defekten Wendeschalter die halbe
Leistung
aus.
Bei den eingebauten
Fahrmotoren
handelte es sich um
Wellenstrommotoren,
die gegenüber den bisher verwendeten
Seriemotoren
für
Wechselstrom
eine geringere Drehmomentpulsation aufwiesen. Auch diese Motoren waren auf
Grund der Bauweise gut für den Bahnverkehr geeignet und zeigten sich
gegenüber von Kurzschlussströmen sehr stabil. Das hatte zur Folge, dass
der
Triebwagen
nahezu stufenlos beschleunigen konnte.
Die Motoren konnten von der Grösse her so weit verkleinert werden,
dass sie trotz einer
Leistung
von 295 kW oder 400 PS zu zweit in einem
Drehgestell
Platz fanden. Das ergab für den
Triebwagen
eine
Stundenleistung
von 1 600 PS oder 1 180 kW. Die mögliche
Anfahrzugkraft
betrug pro
Fahrmotor
25 kN. Das ergab für den Triebwagen eine maximale
Zugkraft
von 100 kN. Damit lag man hier bei den Werten der Triebwagen mit den
Nummern 749 und 750.
Bei Erreichen der
Leistungsgrenze,
die bei 75 km/h festgelegt wurde, konnte noch eine
Zugkraft
von 60 kN erzeugt werden. Damit war der
Triebwagen
in der Lage auf den steilsten Abschnitten 90 Tonnen
Anhängelast
mitführen. Technisch wären jedoch höhere
Normallasten
möglich gewesen, jedoch ging ein Teil davon verloren, weil der Triebwagen
wegen dem zusätzlichen
Gleichrichter
ein etwas grösseres Gewicht erreicht hatte.
Obwohl wir das Fahrzeug noch nicht fertig aufgebaut haben, lohnt
es sich, wenn wir uns etwas mit den Gewichten befassen. Das Gesamtgewicht
von 96 Tonnen wurde mit 74 Tonnen in erster Linie durch den mechanischen
Teil erreicht. Die elektrischen Bauteile erreichten daher lediglich 22
Tonnen. Durch die optimale Positionierung der elektrischen Apparate über
den
Triebachsen
konnte ein
Adhäsionsgewicht
von 62 Tonnen erreicht werden. Der Triebwagen verfügte über eine elektrische Brem-se. Wegen dem verwendeten Gleichrichter war eine Nutzstrombremse grundsätzlich nicht mehr möglich. Das war kein Problem, da man bei der BLS-Gruppe auf Widerstandsbremsen setzte.
Wurde diese
Bremse
eingeschaltet, wurden die
Fahrmotoren
durch die Wendeschalter neu gruppiert und zusätzlich ein Hilfsumformer für
die Erregung der Fahrmotoren zugeschaltet. Der Hilfsumformer besorgte die Erregung der Fahr-motoren mit Gleichstrom. Durch die Drehung und die Erregung, begannen die Fahrmotoren Energie in Form von elektrischem Strom zu erzeugen.
Diese elektrische Energie wurde den auf dem Dach montierten
Bremswiderständen
zugeführt. Durch den
Widerstand
bedingt, wurde in den
Fahrmotoren
eine
Bremskraft aufgebaut und so der
Triebwagen
durch die
Bremse
verzögert.
In den
Widerständen
wandelte man den elektrischen
Strom
der
Fahrmotoren
in Wärme um. Die erforderliche
Kühlung
der
Bremswiderstände erfolgte durch den Fahrtwind. Das
war möglich, da diese
Bremse
nur bei Geschwindigkeiten von über 30 km/h zur Verfügung stand und daher
im Stillstand kein Strom mehr floss. Trotzdem war bei höherer
Geschwindigkeit eine ansprechende
Leistung
dieser
elektrischen
Bremse verfügbar.
Durch die Veränderung der Erregung, wurde die
Leistung
der
elektrischen
Bremse reguliert. Dabei konnte diese von den
Stufenhüpfern und der Gleichrichtung unabhängig arbeitende elektrische
Bremse in zwölf Stufen geschaltet werden. Das bedeutete auch, dass die
Wellenstrommotoren
nun als reine Gleichstrommotoren arbeiteten. Daher war jetzt ein leicht
verändertes Verhalten vorhanden, das im Betrieb jedoch nicht bemerkt
wurde.
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