Wie bei allen elektrischen Triebfahrzeugen musste auch hier die Spannung auf das Fahrzeug übertragen und eine Schaltung für die Regelung des Antriebes geschaffen werden. Bevor wir uns der eigentlichen Antriebstechnik zuwenden, müssen wir die drei Pole auf das Fahrzeug übertragen. Bei der Schiene erfolgte das über einfache Erdungsbürsten auf den Rahmen des Fahrzeuges. Dieses stand damit unter einer isolierten Spannung.

Die beiden Pole der Fahrleitung mussten gegenüber dem Fahrzeug isoliert und auch gegeneinander getrennt sein. Wegen dem Aufbau der Fahrleitung wurden dazu zwei Stromabnehmer benötigt.

Die mussten so aufgebaut werden, dass die Schleifleisten in der Richtung des Fahrzeuges so weit, wie es nur ging entfernt waren. Dabei musste jedoch jeder Stromabnehmer beide Pole der Fahr-leitung sicher auf das Fahrzeug übertragen.

An langen Holmen, die mit der Hilfe von Druckluft gehoben werden konnten, wurden die auf diesen montierten Schleifleisten ange-bracht. Diese standen senkrecht hoch und bei der Fahrt wurden sie durch die Reibung am Fahrdraht nach hinten gezogen.

Daher sprach man hier von Schleppleisten, die es so auch bei Bah-nen für Gleichstrom gab. Sie es erlaubten, die beiden Positionen so weit, wie es nur ging zu platzieren. Der Abstand blieb immer gleich.

Mit den beiden Schleifleisten wurden die beiden Pole auf das Fahrzeug übertragen. Damit diese weiterhin getrennt waren, wurden die beiden Leiter mit isolierten Litzen entlang der Holme geführt. Auf dem Dach angekommen, wurde die Spannung in das Fahrzeug geführt. Auch hier war ein generelles Schaltelement vorhanden, das jedoch nicht immer gleich aufgebaut wurde. Für den weiteren Bereich der Antriebstechnik galt dies jedoch.

Wenn wir uns nun die Antriebstechnik der bei Drehstrom verwendeten Lokomotiven ansehen, dann kann gesagt werden, dass diese bei allen Maschinen nur in den Eckdaten Unterschiede aufwiesen. Diese werden wir später noch bei den einzelnen Modellen genauer ansehen. Wirklich sehr grosse Unterschiede zu anderen damals gebauten Baureihen gab es eigentlich nur bei den hier verbauten speziellen Motoren, die viele Punkte veränderten.

Drehstrommotoren beginnen auf Grund des Drehfeldes zu drehen. Der Rotor, der hier als Kurzschlussläufer gebaut wurde, folgte mit einer leichten Ver-zögerung diesem Drehfeld. Dadurch sprach man bei diesen Motoren von Asynchronmotoren.

Diese konnten auch bei Stillstand des Fahrzeuges mit der vollen Leistung be-aufschlagt werden und erlitten dabei keinen Schaden. Daher war von dem Punkt her der Motor ideal geeignet.

Das Problem war die Regelung der Drehzahlen. Diese sind bei einem Asyn-chronmotor durch die Frequenz und die Anzahl Pole vorgegeben. Diese sind durch den Aufbau bestimmt. Damit können mit dem Motor feste Drehzahlen erreicht werden.

Um die Geschwindigkeit einer Lokomotive zu verändern, mussten Schaltungen verwendet werden. Diese unterschieden sich deutlich von den bekannten Lösungen, die bei den Seriemotoren für Wechselstrom üblich waren.

Soweit zu den Motoren, die bei Lokomotiven für Drehstrom verwendet wur-den. Das Problem ist die Regelung der Drehzahl, denn diese kann im besten Fall nur in sehr groben Schritten erfolgen.

Dazu sind spezielle Schaltungen erforderlich, die zu einem grossen Teil auch bei den Fahrmotoren für Gleichstrom angewendet werden. Doch hatte die Frequenz bei Asynchronmotoren sehr grossen Einfluss auf die Drehzahl des Motors.

Wenn wir kurz die heutigen Lösungen betrachten, dann erkennen wir, dass man gerade bei der Frequenz ansetzt. Dazu werden heute bei den Triebfahrzeugen die unterschiedlichen Bauformen von Umrichtern verwendet. Im Jahre 1905 gab es diese aber noch nicht. Um die Frequenz zu verändern hätten, Umformergruppen verbaut werden müssen. Das war wenig praktikabel, weil ein sehr hohes Gewicht für die Bauteile entstand.

Da man die Frequenz nicht ändern konnte, setzt man die Regelung der Fahr-stufen an anderen Orten an. Wie wir vorher erfahren haben, spielte auch die Anzahl der Pole eine Rolle.

Baut man in einem Motor mehrere davon ein und schaltet diese nach Bedarf zu, konnten mehrere Drehzahlen eingestellt werden. Damit haben wir zwar unterschiedliche Geschwindigkeiten, aber diese reichten nicht aus, um eine normale Anzahl Fahrstufen zu erreichen.

Damit kommen wir zu den Regelungen bei Gleichstrom. Bei diesem System kann die Spannung nicht so einfach verändert werden. Daher muss man in dem Stromkreis zu den Motoren Widerstände zuschalten.

So verringert sich die Spannung beim Motor, jedoch geht ein grosser Teil der Leistung verloren und wird in Wärme umgewandelt, was nicht wirtschaftlich ist und daher muss man auch andere Schaltungen für die Motoren finden.

Eine gängige Lösung für das Problem ist die Schaltung der Fahrmotoren. Diese werden bei Bahnen mit Gleichstrom unterschiedlich geschaltet. Bekannt sind die Begriffe seriell und parallel. Je nach Lösung wurde der Motor mit der halben, oder der ganzen Spannung betrieben. Eine Lösung, die zwei Stufen ohne Verluste erlaubte und die so wirtschaftlich ist. Sollten Sie sich fragen, was das mit Drehstrom zu tun hat, dann gab es diese Schaltung hier auch.

Jedoch können bei Asynchronmotoren die Begriffe seriell und parallel nicht verwendet werden. Diese beiden Schaltungen bringen einen Vorteil, jedoch kann so die Anzahl der Pole auf zwei Motoren verteilt werden, was automatisch eine geringe Spannung zur Folge hatte. Diese Schaltung müssen wir uns ansehen, denn sie war so wichtig, dass dazu anfänglich sogar Doppelmotoren verwendet wurden. Je höher die Pole umso besser die Lösung.

An Stelle der Schaltung in Serie, werden die Fahr-motoren in einer Kaskadenschaltung angeschlossen. Mit dieser wird die Anzahl der Pole so verändert, dass diese auf mehrere Motoren verteilt wurden.

Damit diese Schaltung in Kaskade aber optimal funktioniert, mussten die Fahrmotoren auch mechanisch verbunden werden und das erfolgte bei allen Lokomotiven des Versuchsbetriebes mit dem Stangenantrieb. Dieser ergab die Verbindung.

Wenn wir den Stangenantrieb dieser Lokomotiven kurz ansehen, denn auch an diesem wurden spe-zielle Anforderungen erstellt.

Die Wirkung der Triebstangen war von den Dampflokomotiven her bekannt. Die meisten Regeln galten auch hier. Für uns reicht jedoch eine Seite. Bei den Maschinen mit Drehstrom wurden die beiden Rotorwellen mit einem als Dreiecksrahmen bezeichneten Bauteil mechanisch fest untereinander und mit den Achsen verbunden.

Der Dreiecksrahmen erlaubte hier die Schaltung in Kaskade. Mit der Kaskade haben wir aber nur eine Lösung der Verschaltung von Asynchronmotoren. Wie bei den Bahnen für Gleichstrom, gab es auch hier neben der seriellen Lösung auch die parallele Schaltung. Jedoch erfolgte auch diese auf andere Weise und daher wurden auch hier andere Begriffe verwendet. Bei Drehstrom sprach man in diesem Fall von der Schaltung als Single.

Durch geänderte Schaltung, veränderte die Anzahl der beschalteten Pole so, dass die Motoren eine höhere Drehzahl erreichen konnten. Mit diesen beiden Schaltung ist es daher möglich, die Anzahl der wirtschaftlichen Fahrstufen zu verdoppeln eine weitere Verfeinerung war jedoch ebenfalls erforderlich, aber dazu ging nur noch zum Teil auf wirtschaftliche weise, denn jetzt kamen auch bei Drehstrom die Widerstände ins Spiel.

Anfahrwiderstände, wie man sie von Bahnen mit Gleichstrom her kennt, waren auch hier vorhanden. Diese wurden jedoch nur so geschaltet, dass die Spannung bei den Rotoren verändert wurde. Durch diese Anpassung drehte der Motor langsamer und es konnten mehrere Anfahrstufen verbaut werden. Hier wurde in diesem Fall aber auch von den Anlassstufen gesprochen, denn eine Drehstrommaschine wurde eigentlich angelassen.

Je höher die Spannung an den Roteren wurde, desto schnell konnte gefahren werden. Jedoch war die Belastung auf diese sehr hoch und daher sollten keine längeren Fahrten damit erfolgen. In dem Fall wurde mit den Widerständen der Anlassstrom beschränkt und so die Maschine langsam bis zur synchronen Drehzahl hoch gefahren. Daher auch die Bezeichnung als Anlassen, denn die erwähnten Schaltungen waren mit Geschwindigkeiten belegt worden.

Wenn wir nun bei einer Lokomotive die Motoren anlassen. Dann erfolgte das in diesem Fall mit der Zuschaltung von Widerständen. Je geringer diese Anzahl war, desto schneller fuhr der Zug. Wurde die synchrone Drehzahl erreicht, hatte man die erste eigentliche Fahrstufe. Mit der Umschaltung von Kaskade auf Single konnten die Widerstände erneut zuschaltet werden. So erfolgte die Beschleunigung auf die zweite Fahrstufe.

Als Alternative dazu konnten auch die Felder verändert werden. Dazu war jedoch ein Transformator mit Stufenschalter erforderlich. Nun wurde der Stator verändert, was weniger Verluste zur Folge hatte. Wir haben daher zwei Lösungen erhalten, die bei unterschiedlichen Lokomotiven verbaut wurden. Aber auch hier galt der Grundsatz, dass diese Anlassstufen nicht längere Zeit benutzt werden durften, daher änderte sich nicht viel.

Spannend wird die Angelegenheit erst, wenn wirklich gefahren wurde. Mit Hilfe der Anlassstufen wurde beschleunigt und die erlaubte Geschwindigkeit erreicht. In dem Fall war nun die synchrone Drehzahl vorhanden.

Die Maschine arbeitete ohne grössere Verluste. Sollte weiter beschleunigt werden, wurde mit den weiteren Stufen die höhere Geschwindigkeit ausgewählt, konnte mit dieser Geschwindigkeit gefahren werden.

Sie haben es richtig gelesen. Man wählte hier Geschwindigkeiten aus. Diese wurden dann eingehalten und die Motoren waren in diesem Fall ausgesprochen eigen. Durch die Frequenz und die Polzahl bedingt, hatten sie eine definierte Drehzahl.

Damit veränderte sich auch die Geschwindigkeit nicht. Man kann daher in diesem Fall auch von einer einfachen Geschwindigkeitssteuerung sprechen. Einfach deswegen, weil nur wenige Geschwindigkeiten vorhanden waren.

Im Bahnbetrieb auf den Strecken sind aber auch Situationen vorhanden, bei denen die Last so gross war, dass sich in dem Gefälle eine Beschleunigung einstellte. Bei dieser Talfahrt wurde also der Zug beschleunigt.

Das wurde nun durch die Motoren verhindert. Der Grund war die höhere Drehzahl des Rotors gegenüber dem Drehfeld. Die nun erfolgte automatische Umschaltung führte dazu, dass die Motoren nun generatorisch arbeiteten.

Wir haben also bei den Lokomotiven von 1905 bereits eine elektrische Bremse erhalten und diese hatte sogar eine sehr hohe Leistung, denn die Motoren konnten in dem Fall die volle Leistung an die Fahrleitung abgeben.

Diese Rekuperationsbremse war eine Besonderheit der Drehstrommotoren, die durch deren Aufbau bedingt war. Auch wenn wir hier eine für Bahnen ideale Lösung haben, eine vollwertige elektrische Bremse war nicht vorhanden.

Es war mit dieser elektrische Bremse nur bedingt möglich, den Zug zu verzögern. Daher kann eigentlich nicht von einer Bremse gesprochen werden. In dem Fall wo die syn-chrone Drehzahl erreicht wurde, wurde wieder Zugkraft aufgebaut.

Mit der geänderten Schaltung wäre eine Verzögerung möglich gewesen, aber nur mit einer sehr hohen Belastung auf die Teile der Beschaltung. Aus diesem Grund war es kei-ne gute Bremse.

Trat der Fall ein, dass die Zugkraft des Triebfahrzeuges nicht für die Geschwindigkeit ausreichend war, lief der Rotor nicht mehr synchron. Die Belastung der Fahrmotoren war nun sehr hoch. Um diese zu entlasten und um Schäden zu verhindern, musste eine tiefere Geschwindigkeit gewählt werden. Der Bediener musste in diesem Fall runter schalten. Ein Begriff, den man von den Verbrennungsmotoren beim Getriebe auch kennt.

Getriebe, wie sie wegen den Drehzahlen bei Seriemotoren und bei Gleichstrom möglich waren, gab es hier nicht. Die Drehzahlen der Asynchronmotoren waren sehr gering und daher konnte man auf diese Bauteile verzichten. Das war zumindest anfänglich auch wichtig, weil es schlicht noch keine Getriebe gab, die in der Lage waren, diese Leistungen zu übertragen. Daher arbeiteten die Motoren über die Vorgelegewelle auf den Antrieb.

Näher auf die Triebwer eingehen werde ich bei der Vorstellung der einzelnen Lokomotiven. Diese besassen zwar die gleiche Antriebstechnik, jedoch gab es sowohl bei der Anzahl Pole bei den Fahrmotoren und bei der Schaltung grössere Unterschiede. Diese werden wir uns ansehen. Denn wie klingt das, dass die elektrische Lokomotive auch Wasser fassen musste und in dem Punkt sicherlich besonders war.