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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