Traktionsstromkreis |
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Bei der Verteilung der elektrischen Ausrüstung achtete der Hersteller SAAS
auf mehrere wichtige Punkte. So wurden die schweren Bauteile möglichst
nahe bei den
Triebdrehgestellen montiert. Man konnte damit lange Leitungen
vermeiden und erreichte die höchsten
Achslasten auf den
Triebachsen.
Daneben wurden Schaltelemente so angeordnet, dass die Reisenden möglichst
nicht davon belästigt wurden.
Ausgelegt wurde die elektrische Ausrüstung des Fahrzeuges für eine
Spannung von 15 000
Volt und eine
Frequenz von 16 2/3
Hertz. Natürlich
waren diese Werte zu erwarten, aber gerade in jener Zeit begann man auch
damit, internationale Fahrzeuge zu bauen. Ein Punkt, der hier jedoch nicht
vorgesehen war und der beim Bau auch nicht umgesetzt wurde. Wir haben
damit eine einfache Ausrüstung für einphasigen
Wechselstrom erhalten. Die Spannung aus der Fahrleitung wurde mit der Hilfe von zwei Stromabnehmern auf das Dach des Triebwagens übertragen. Die beiden Stromabnehmer wurden so montiert, dass auf jedem Teil einer davon vorhanden war. Die Ausführung dieser Scherenstromabnehmer ent-sprach den anderen Triebwagen und der Loko-motive Ae 4/4.
Damit musste man auch hier
nicht auf neue Modelle Rücksicht nehmen, was gerade bei einem
Strom-abnehmer wichtig war. Da die Stromabnehmer mit einfachen Schleifleisten aus Aluminium ausgerüstet wurden, mussten immer beide Stromabnehmer gehoben werden. Nur so war eine sichere Abnahme der Spannung möglich.
Das war vielleicht etwas
überraschend, denn die neuen doppelten
Schleifleisten waren bereits in
Versuchen im Einsatz und sie zeigten gute Ergebnisse. Bei den hier
vorgestellten
Triebwagen setzte man jedoch noch auf die alten Modelle.
Um die
Stromabnehmer zu heben, wurde mit Hilfe von
Druckluft die Kraft der
Senkfeder aufgehoben. Dadurch konnte die
Hubfeder ihre Kraft entfalten und
den Stromabnehmer heben. Das erfolgte mit gleichbleibender Kraft, bis das
Schleifstück den
Fahrdraht berührte. Die
Schleifleiste wurde daher mit
leichtem Druck gegen den Fahrdraht gedrückt. Fehlte der Fahrdraht,
streckte sich der Stromabnehmer durch und konnte anschliessend nur noch
von Hand gesenkt werden.
Wollte man den
Stromabnehmer wieder senken, musste die
Druckluft
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. Der Stromabnehmer
senkte sich danach mit Hilfe der Kraft in der
Senkfeder langsam auf die
vorgesehenen Auflagen. Dank der
Feder blieb er auch in dieser Position.
Die so auf das Fahrzeug übertragene
Spannung wurde vom
Stromabnehmer in
eine kurze Dachleitung geführt. Damit die beiden Stromabnehmer miteinander
verbunden werden konnten, musste die Dachleitung jedoch über das
Gelenk
der beiden Hälften geführt werden. Damit die Beweglichkeit nicht durch
eine massive
Stromschiene behindert wurde, verwendete man in diesem
Bereich für die
Dachleitung einfache Litzen aus Kupfer.
Verbunden wurde diese
Dachleitung mit dem
Hauptschalter, der auf der
Hälfte eins montiert wurde. Parallel zum Hauptschalter wurde zudem noch
der
Erdungsschalter montiert. Dieser konnte vom
Maschinenraum her bedient
werden und er verband die Dachleitung und die Zuleitung zum
Transformator
mit der Erde. Integriert in diesen Erdungsschalter war auch der
Überspannungsableiter, der Blitzschläge von der elektrischen Ausrüstung
fernhalten sollte.
Mit Hilfe des
Hauptschalters konnte die hohe
Spannung gefahrlos geschaltet
werden. Es wurde dazu ein mit
Druckluft betriebenes Modell verwendet. Der
Vorteil dieser neuen
Drucklufthauptschalter war die Tatsache, dass auch
Kurzschlüsse sicher geschaltet werden konnten. Zudem waren sie leichter
als die alten mit
Öl gefüllten Modelle. Zusätzlich konnte bei diesen
Hauptschaltern auf das bisher verwendete
Blockierrelais verzichtet werden.
Bei einem
Drucklufthauptschalter wurde der beim Öffnen der Kontakte
entstehende
Lichtbogen mit
Druckluft ausgeblasen. So konnte die Leitung
mit einem
Trennmesser spannungslos getrennt werden. Da dazu aber genug
Druckluft vorhanden sein musste, war der
Hauptschalter mit einer
Niederdruckblockierung versehen worden. Diese verhinderte in diesem Fall
ein Schaltvorgang des Hauptschalters und der
Kurzschluss musste durch das
Unterwerk geschaltet werden.
Bisher wurde der elektrische Teil für den ganzen
Triebwagen ausgelegt. Mit
der Leitung ab dem
Hauptschalter änderte sich dies jedoch. So verfügte
jeder Teil über eine eigene Ausrüstung. Bei einem Defekt an der Anlage,
konnte der Triebwagen noch mit einer Hälfte weiter eingesetzt werden. Da
jedoch die
Zugkraft in diesem Fall bescheiden war, wurde der Triebwagen in
einem solchen Fall schnell in die Werkstatt überstellt.
Bei der weiteren Betrachtung können wir und nun auf eine Hälfte
beschränken. Dabei wähle ich den Teil zwei, weil wir für die Versorgung
des in diesem Teil montierten
Transformators erneut den Weg über das
Gelenk nehmen mussten. Dazu wurde auf dem Dach eine weitere
Dachleitung
mit Litzen im Bereich des Gelenkes eingebaut. Schliesslich gelangte die
Spannung über eine Durchführung in das Gehäuse des Transformators. Die Spannung aus der Fahrleitung wurde mit Hilfe der Durchführung in den auf dem Dach montierten Transformator geführt und dort der primären Wicklung zugeleitet. Diese Spule war an ihrer anderen Seite mit dem Kasten und über die Erdungsbürsten an den Achsen mit den Schienen verbunden.
Dadurch entstand ein geschlossener
Stromkreis, so dass
Leistung übertragen
werden konnte. Da-mit der Wagen nie unter Hochspannung stand, waren die
Erdungsbürsten unterschiedlich lange
ausgeführt worden. Weitere Anzapfungen, die direkt in dieser Wicklung angeschlossen wurden, erlaubten es, die unterschiedlichen benötigten Spannungen abzunehmen. Diese Spannungen wurden anschliessend den Fahrmotoren, der Heizung, aber auch den Hilfsbetrieben zugeführt.
Dabei gehörte logischerweise der
Antrieb zu den grössten Abnehmern
der verfügbaren
Leistung. Die
Leistungsgrenze des
Transformators
wurde schliesslich bei einer Geschwindigkeit von 78 km/h erreicht.
Um beim Transformator Gewicht zu sparen, wurden die einzelnen Wicklungen im Transformator so ausgelegt, dass sie überlastet wurden. Zudem musste man das Gewicht für die Isolation ebenfalls reduzieren.
Das schaffte
Probleme, so dass der
Transformator mit speziellem
Öl gefüllt wurde.
Dieses
Transformatoröl verbesserte die
Isolation, verhinderte so
Kurzschlüsse und führte die in den
Wicklungen entstehende Wärme ab.
Das erwärmte
Öl wurde leichter und stieg im
Transformator hoch, wo es an
den kühlen Wänden abkühlte. Diese natürliche
Kühlung war bei der
vorgesehenen
Leistung aber nicht ausreichend, so dass man das
Transformatoröl mit einer Ölpumpe künstlich in Bewegung versetzte. Das Öl
konnte so schneller von den
Wicklungen abgeführt werden. Zudem sorgte die
erzeugte Strömung dafür, dass das Öl durch eine Leitung und durch den
Ölkühler gepresst wurde.
Die für die
Fahrstufen bestimmten
Anzapfungen im
Transformator, wurden
einer
Batterie von elektropneumatisch betriebenen
Hüpfern zugeführt. Diese
Hüpfer arbeiteten sehr schnell und erlaubten so sehr schnelle
Schaltfolgen. Diese waren jedoch nicht schnell genug, dass die Schaltung
ohne Unterbruch erfolgen konnte. Daher wurden immer mehrere Hüpfer
gleichzeitig geschlossen und so theoretisch ein
Kurzschluss erzeugt.
Damit die veränderbare
Spannung für die
Fahrmotoren ohne kurzzeitige
Unterbrüche und ohne
Kurzschlüsse entstand, wurden die einzelnen
Hüpfer
mit speziellen ebenfalls im Gehäuse des
Transformators untergebrachten
Drosselspulen verbunden. Diese Stromteilerspulen waren anschliessend mit
den
Trennhüpfern verbunden worden. Damit war es nun möglich, die einzelnen
Fahrstufen ohne Unterbruch zu schalten.
Mit den vorhandenen
Hüpfern und den Überschaltdrosselspulen wurden
insgesamt 15
Fahrstufen erzeugt. Es entstanden so mehr Stufen, als das
anhand der
Anzapfungen zu erwarten gewesen wäre. Diese Stufen ergaben eine
veränderliche
Spannung, die nun den Wendeschaltern zugeführt werden
konnte. Spezielle
Trennhüpfer waren jedoch nicht mehr vorhanden, weil die
schnelle Abschaltung der Spannung mit der
Hüpfersteuerung erfolgen konnte.
Die Aufgabe der Wendeschalter bestand darin, die
Fahrmotoren so zu
gruppieren, dass die Drehrichtung und somit die Fahrrichtung bestimmt
werden konnte. Aber auch die Umstellung auf den elektrischen Bremsbetrieb
wurde in diesen Schaltern vorgenommen. Hier befanden sich zudem die
Trennmesser um die Fahrmotoren elektrisch abzutrennen. Daher waren die
jeweiligen Wendeschalter, wie die
Hüpfer, im Apparateschrank zugänglich. Bei den eingebauten Fahrmotoren handelte es sich um einfache und bewährte Seriemotoren aus dem Hause SAAS. Diese Motoren waren gut für den Bahnverkehr geeignet und zeigten sich gegenüber von Kurzschluss-strömen sehr stabil.
Die Motoren konnten von der Grösse her so weit verkleinert
werden, dass sie trotz einer
Leistung von 240 PS zu zweit in einem
Drehgestell Platz fanden. Das ergab für den
Triebwagen eine
Stundenleistung von 960 PS oder 700 kW. Die vier Fahrmotoren konnten eine Stundenzugkraft von 3 100 kg erzeugen. Damals wurden die Werte noch in Kilogramm angegeben. Heute würde in diesem Bereich von einer Zugkraft von 31 kN gesprochen.
Die dabei massgebende
Geschwindigkeit war von den
Transformatoren vorgegeben und lag bei 78
km/h. Damit war der
Triebwagen in der Lage auf den steilsten Ab-schnitten
der Lötschbergstrecke 60 Tonnen
Anhängelast mitzuführen. Auch die Fahrmotoren mussten zusätzlich gekühlt wer-den. Dazu wurde eine spezielle kombinierte Ventilation verwendet.
So besorgte ein an der Welle
des
Fahrmotors angebauter
Ventilator die grundsätzliche
Ventilation. Diese
arbeitete erst bei ca. 80 km/h optimal, so dass bei tieferen
Geschwindigkeiten zusätzlich die eingebaute Fremdventilation die fehlende
Kühlleistung ersetzte. So wurde neben der Reduktion des Lärmes auch
Energie gespart.
Die
Fahrmotoren konnten auf den elektrischen Bremsbetrieb umgeschaltet
werden. Mit Hilfe der Wendeschalter wurden die Felder neu gruppiert.
Dadurch konnten die Motoren ab einem Hilfsumformer mit
Gleichstrom
fremderregt werden. Durch die Drehung und diese Erregung, begannen die
Fahrmotoren Energie zu erzeugen. Diese Energie stand jedoch in Form von
Gleichstrom zur Verfügung und konnte daher nicht an die
Fahrleitung
abgegeben werden.
Damit die
elektrische
Bremse funktionierte, musste man den
Gleichstrom der
Fahrmotoren den auf dem Dach unter Abdeckungen montierten
Widerständen
zuführen. Diese gleichstromerregte elektrische
Widerstandsbremse wandelte
die elektrische Energie somit in Wärme um. Diese Lösung war sehr
leistungsfähig und hatte sich bei vielen Fahrzeugen der BLS-Gruppe bereits
bewährt. Daher nutzte man diese
Bremse auch hier.
Durch die Veränderung der Erregung, wurde die
Leistung der
elektrischen
Bremse reguliert. Dabei konnte diese von den Stufenhüpfern unabhängig
arbeitende elektrische Bremse in zwölf Stufen geschaltet werden. Das
reichte aus, um den
Triebwagen auch auf den steilsten Abschnitten zu
verzögern. Angehalten werden konnte mit der elektrischen Bremse jedoch
nicht, da dort die Erregung zu schwach wurde und die
Bremse nutzlos wurde.
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