Traktionsstromkreis

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste

Der Triebzug wurde für eine Spannung in der Fahrleitung von 15 000 Volt und 16.7 Hertz ausgelegt. Andere Stromsysteme, wie zum Beispiel den in Italien verwendeten Gleichstrom gab es jedoch nicht. Der Triebzug solle wirklich mehr oder weniger auf dem eigenen Netz und jenem der Schweizerischen Bundesbahnen SBB verkehren. Damit konnte die elektrische Ausrüstung deutlich reduziert werden. Das sollte sich auf das Gewicht auswirken.

Übertragen wurde die Fahrleitungsspannung mit einem einzelnen Stromabnehmer. Dazu gilt zu sagen, dass gerade die BLS schon früh auf nur einen Bügel gesetzt hatte. Zudem verkehrten sämt-liche Triebwagen und Triebzüge im Nahverkehr mit nur einem Stromabnehmer.

Der verbesserte Unterhalt und besser geschützte Werkstoffe ver-hinderten immer mehr grosse Probleme mit den Stromabneh-mern. Entsprechend gewählt wurde das Modell.

Das bei den Triebwagen RABe 535 verwendete Modell wurde schon beim älteren Modell der Reihe RABe 525 verbaut. Gerade bei den Stromabnehmern setzten Bahnen auf einheitliche Model-le.

Der Grund dafür ist die Vorhaltung von Ersatzbügeln. Diese sind schwer, nehmen viel Platz weg und sind unhandlich. Gründe, warum man versucht, möglichst wenige unterschiedliche Modelle zu erhalten. Auch wenn so viele Neuerung nicht umgesetzt wur-den.

Es wurde auf dem Dach ein Einholmstromabnehmer montiert. Dabei musste er sehr nahe an das Ende des Kastens verschoben werden. Daher wurde er so auf dem Dach des Endwagens montiert, dass das vorhandene Gelenk gegen den Wagen ausgerichtet wurde. Diese Ausrichtung hatte den Vorteil, dass sich das Schleifstück so genau wie möglich zum Fahrdraht bewegte. Jedoch müssen wir diese noch miteinander verbinden.

Um den Bügel zu heben, wurde Druckluft benötigt. Diese wurde in einen Zylinder geleitet und hob so die Kraft der Senkfeder auf. Dadurch entfaltete nun die zweite Feder ihre Kraft und begann den Bügel zu heben. Das erfolgte so lange, bis das Schleifstück einen Widerstand hatte, oder bis dieser Vorgang durch die vorhandene Höhenbegrenzung unterbunden wurde. Diese Begrenzung verhinderte, dass sich der Stromabnehmer durchstrecken konnte.

Wir gehen jedoch davon aus, dass nun der Fahrdraht vorhanden war. Die Hub-feder drückte nun aber weiter. Dabei durfte dieser Druck ein Gewicht von sechs Kilogramm nicht überschreiten.

Um diesen Wert einzustellen, konnten die beiden verbauten Federn so verstellt werden, dass ein genauer Anpressdruck vorhanden war. Nur so war garan-tiert, dass ein sauberer Kontakt mit der Fahrleitung möglich war und diese nicht zu stark angehoben wurde.

Das Schleifstück bestand aus den beiden einzeln gelagerten Schleifleisten und den seitlichen Notlaufhörnern aus Kunststoff. Das Material für den Kontakt war Kohle.

Brach diese, oder hatte sie einen schweren Defekt, wurde der Bügel durch die Schleifleistenüberwachung automatisch gesenkt. Das war auch der Fall, wenn der Schlagschutz ansprach. Bleibt eigentlich noch zu erwähnen, dass die Breite des Schleifstückes 1 450 mm betrug.

Gesenkt wurde der Bügel ebenfalls mit der Druckluft. Diese wurde über ein Ventil schlagartig aus dem Zylinder entfernt. Dadurch wurde die Schleifleiste regelrecht vom Fahrdraht gerissen.

Anschliessend besorgten die beiden Federn, dass der Bügel relativ sanft auf das Fahrzeug gesenkt wurde. Dort wurde er schliesslich auf den Auflagen abgelegt und dank der höheren Kraft der Senkfeder auch in dieser Position gehalten.

Die so auf das Fahrzeug übertragene Fahrleitungsspannung wurde der Dachleitung zugeführt. Sämtliche Verbraucher für die hohe Spannung wurden hier angeschlossen. Dazu gehörte der Spannungswandler für die Anzeige der Fahrleitungsspannung. Jedoch waren hier auch der Überspannungsableiter und natürlich der Hauptschalter mit kombiniertem Erdungsschalter vorhanden. So gesehen, waren bei der Dachleitung keine Neuerungen vorhanden.

Als Hauptschalter wurde ein mit Vakuum betriebenes Modell verwendet. Dabei war diese Ausführung in der Lage auch hohe Ströme jederzeit sicher zu schalten.

Durch das Vakuum wurde der beim Öffnen entstehen-de Funke nicht gelöscht, sondern er konnte sich gar nicht erst entwickeln, da dazu die erforderlichen Moleküle fehlten.

Somit haben wir einen sehr sicheren Hochleistungs-schalter erhalten, der das Fahrzeug sicher von der Fahrleitung trennte.

Der Parallel zu diesem Hauptschalter montierte Erd-ungsschalter wurde durch das Personal betätigt. Der dazu erforderliche Griff sorgte dafür, dass er entnom-men, automatisch den Stromabnehmer senkte.

Danach konnte der Schalter einfach von Hand ge-schlossen werden. So wurde die gesamte elektrische Ausrüstung der Hochspannung direkt mit der Erde ver-bunden. Es konnte nun gefahrlos an der Anlage gear-beitet werden.

Auch im normalen Betrieb musste die Leitung auf dem Dach mit der Erde verbunden werden. Jedoch erfolg-te dies nicht so direkt, wie mit dem Erdungsschalter, sondern über die Primärspule des Transformators. Anschliessend wurde diese Wicklung über die unterschiedlich langen Erdungsbürsten mit den Achsen und den Schienen verbunden. Damit entstand ein geschlossener Stromkreis und es konnte nun auch Leistung übertragen werden.

Der Transformator wurde in der Scheibenwicklungstechnik aufgebaut. Diese Lösung wurde bei der Lötschbergbahn mit der Baureihe Re 465 eingeführt und sie erlaubte den Aufbau von sehr leistungsfähigen Modellen, die beim Einbau verhältnismässig wenig Platz benötigten. Zudem konnte das Gewicht reduziert werden. Daher war der Transformator ideal geeignet, um auch auf dem Dach des Fahrzeuges verbaut zu werden.

Gekühlt wurde der Transformator mit speziellem Öl. Dieses Transformatoröl entzog den Wicklungen die Wärme und führte diese ab. Mit einer Pumpe wurde diese Flüssigkeit dem Ölkühler zugeführt. Diese Lösung war gegenüber der Baureihe RABe 525 verstärkt ausgeführt worden und sie war vollständig im Transformator integriert. Mit anderen Worten, der Wandler und dessen Kühlung bildeten eine geschlossene Baugruppe.

Die beiden sekundären Traktionswicklungen besassen je eine Leistung von 396 kVA bei einer Spannung von 500 Volt. Stufenanzapfungen gab es jedoch nicht mehr. Daher war der Transformator sehr einfach aufgebaut worden, was damals eigentlich bei allen Baureihen der Fall war.

Man benötigte einfach zwei unabhängige Spulen, da-her waren diese beiden Wicklungen vollständig ge-trennt ausgeführt worden. Doch damit können wir auch zu Regelung wechseln.

War bisher eine einfache Lösung gewählt worden, wurden die weiteren Bereiche redundant aufgebaut. Daher wurde die von Transformator stammende Spannung zwei Stromrichtern zugeführt.

Um bei den Traktionsstromrichtern Kosten zu sparen, wurden diese so ausgelegt, dass damit immer ein Drehgestell mit den für die Fahrmotoren benötigten Spannungen, einen Stromrichter zugeschaltet wurde. Bei Störungen fiel die Hälfte aus.

Die Stromrichter waren mit der modernen IGBT-Technik aufgebaut worden. Sie waren wesentlich ein-facher im Aufbau, als die Lösungen mit GTO-Thyristoren.

Jedoch musste auch hier ein zweiteiliger Aufbau verwendet werden. So erledigte bei diesem Triebzug der Eingangsstromrichter die Gleichrichtung für den Zwischenkreis. Dessen Gleichspannung stieg dadurch auf einen Wert von 900 Volt und war das deutlich tiefer, als bei anderen Fahrzeugen.

Im zweiten Schritt wurde die Gleichspannung aus dem Zwischenkreis in einem Wechselrichter zu einem dreiphasigen Wechselstrom mit variabler Spannung und Frequenz umgewandelt. Auch hier wurden für diesen Stromrichter die vorher schon erwähnten IGBT-Transistoren verwendet. Damit haben wir eigentlich zwei identische Stromrichter bei jedem Drehgestell, die nur unterschiedlich geschaltet wurden. Wie wichtig das war, werden wir noch erfahren.

Diese sehr variable Spannung wurde schliesslich den Fahrmotoren zugeführt. Wendeschalter, die für den Wechsel der Fahrrichtung benötigt wurden, gab es hier jedoch nicht mehr, denn die Drehrichtung der Drehstromfahrmotoren wurde schlicht mit der Umsteuerung des Wechselrichters geändert. Daher können wir auch ohne weitere Aufbereitung der Wechselspannung zu den beiden im zugehörigen Drehgestell eingebauten Fahrmotoren wechseln.

Als Fahrmotoren wurden Asynchronmotoren verwendet. Diese Drehstrommotoren waren sehr robust und daher ideal für den Betrieb bei den Eisenbahnen geeignet. Die Motoren hatten auch keine dem Verschleiss unterworf-enen Teile und konnten auch im Stillstand mit der vollen Leistung betrieben werden.

Jedoch kann auch hier gesagt werden, dass diese Lösung längst zum Standard geworden war und es eigentlich nur bei den Daten Unterschiede gab.

Jeder Asynchronmotor konnte mit der vollen vom Umrich-ter abgegebenen Spannung betrieben werden. Daher wur-den die Fahrmotoren parallel angeschlossen. Durch diese Schaltung konnte der Triebzug bei Ausfall eines Motors noch mit 3/4 der Leistung eingesetzt werden.

Dabei erbrachte jeder Motor eine Leistung von 256 kW. Auf die vier Drehstrommotoren hochgerechnet ergibt das mit 1 024 kW, die in den Datenblättern angegeben Leist-ung.

Die maximal abrufbare Anfahrzugkraft lag bei 105 kN. Damit konnte auch hier gegenüber dem Muster RABe 525 eine Steigerung erreicht werden.

Da jedoch die gleiche Leistung vorhanden war, lag die Leistungsgrenze bei der Baureihe RABe 535 im Vergleich tiefer. Man hatte damit hier eine Anpassung an den Einsatz auf einer steigungsreichen Gebirgsbahn vorgenommen. Probleme konnte man daher eher bei der maximalen Geschwindigkeit erwarten.

Eine Eigenart der Drehstrommotoren machte man sich auch hier zu Nutzen. Stieg die Drehzahl über den Wert, der durch das Drehfeld erzeugt wurde, kippte der Motor und es wurde Leistung abgegeben. Diesen Effekt nutzte man für die Einrichtung einer leistungsfähigen elektrischen Bremse. Jedoch müssen wir uns den nun umgekehrt laufenden Stromfluss ansehen und damit kehren wir wieder zu den Stromrichtern zurück.

Auch hier fand nun der gleiche Effekt statt. Aus dem Wechselrichter wurde nun der Gleichrichter und umgekehrt. Damit wurde die von den Fahrmotoren erzeugte Energie über den Transformator und den Stromabnehmer auf die Fahrleitung übertragen. Dort konnte sie schliesslich von anderen Fahrzeugen bezogen werden. Daher haben wir auch hier, wie bei jedem Fahrzeug mit dieser Technik, eine Nutzstrombremse erhalten.

Diese elektrische Nutzstrombremse konnte nahezu bis zur vollen Leistung des Fahrzeuges genutzt werden. Gewisse Verluste konnten jedoch nicht vermieden werden. Jedoch war auch so eine sehr kräftige elektrische Bremse vorhanden, die es erlaubte, mit dem Triebzug die meisten Bremsungen auszuführen. Ergänzt mit den pneumatischen Bremsen an den Laufrädern, waren jedoch sehr kräftige Verzögerung möglich geworden.

 

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste
Home SBB - Lokomotiven BLS - Lokomotiven Kontakt

Copyright 2021 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten