Die Ansteuerung der elektrischen Bremse ist ein Kapitel für sich. Dabei sind je nach Lösung und Motoren andere Erregungen vorhanden. Ob es sich um eine Bauweise mit oder ohne Widerständen handelt, ist gar nicht mehr so wichtig. Bei nahezu allen Lösungen wurde im Lauf der Jahre verbessert und das führte dazu, dass wir genau hinsehen müssen, denn es ist wirklich ein spannendes Thema, bei dem viele Wunder entstehen können.

Bereits unterschiedlich ist die Art der Erregung gelöst worden. Je nach Wunsch des Betreibers kamen andere Aufbauten vor und bevor wir uns den Systemen zu-wenden, müssen wir uns mit diesen Erregungen vertraut machen.

Zum Glück gibt es davon nur zwei Lösungen, die zu einem guten Teil sich selber erklären und dabei beginne ich mit der häufiger angewendeten Lösung mit einer fremden Quelle für die Erregung der Fahrmotoren.

Bei der Fremderregung werden die Fahrmotoren durch eine externe Quelle so angeregt, dass sie als Generatoren zu arbeiten beginnen. Diese Erregung bestimmt letztlich, was für eine Spannung in den Fahrmotoren entsteht.

Jedoch noch nicht, wie diese genutzt wird. Als Quellen können Batterien, Transformatoren und andere Lösungen verwendet werden. Es musste einfach eine ausreichend hohe Spannung vorhanden sein.

Alternativ zur Fremderregung wird die Selbsterregung verwendet. In dem Fall sorgen die Fahrmotoren selber für die notwendige Erregung. Das kann mit einer andere Quelle angeregt erfolgen.

Oft aber ist es auch der Bauart der Motoren zu verdan-ken, dass eine Selbsterregung vorhanden ist. Gerade bei langen Talfahrten mit gleichbleibenden Gefällen sind sie ein guter Grund für die leichte Lösung mit der Selbsterregung.

Da wir nun die beiden Arten bei der Erregung kennen gelernt haben, kommen wir nun zu den Motoren. Dabei werden diese mit Drehstrom, Gleichstrom und auch mit Wechselstrom betrieben. Jeder dieser drei Motoren verlangt nach einer anderen Lösung für die elektrische Bremse und dabei beginnen wir mit einer Lösung, bei der die Selbsterregung angewendet wird und diese sogar eine sehr gute Regelung der Kräfte erlaubt.

Eine elektrische Bremse mit einem Drehstrommotor zu bekommen ist schlicht ein Kinderspiel. Zusätzliche Bauteile werden eigentlich nicht benötigt, denn die Motoren arbeiten grundsätzlich mit der Selbsterregung. Die erzeugte Energie kann dabei in Widerständen in Wärme umgewandelt, oder an andere Verbraucher und somit an die Fahrleitung abgegeben werden. Zudem ist diese Lösung sogar noch regulierbar aufgebaut worden.

Durch seinen Aufbau als Asynchronmotor wechselt der Drehstrommotor automatisch in den generatorischen Betrieb, wenn seine Drehzahl höher ist, als die vom Drehfeld vorgegebene. Fachlich spricht man davon dass der Motor kippt und Energie an das Netz abgibt. Das ist bei jedem so aufgebauten Motor der Fall und dabei kann damit sogar die volle Leistung abgegeben werden, denn diese wird nicht durch andere Baugruppen beschränkt.

Die erste Anwendung der elektrischen Bremse ist daher bereits mit dem ersten so betriebenen Zug im Jahre 1908 vorhanden. Bei den Fahrmotoren in Anlagen mit Wechselspannung wird einfach die Umwandlung in umgekehrter Richtung betrieben. In dem Fall ist also eine Nutzstrombremse vorhanden. Wenn jedoch mit Gleichstrom gefahren wird, muss eine Widerstandbremse vorhanden sein. Sie sehen, es können hier auch Kombinationen verbaut werden.

Wegen dem einfachen Aufbau ist hier kaum etwas über die Erregung zu sagen. Diese erfolgt als Selbsterregung und wie schon bei der Wirbelstrombremse arbeiten wir mit Magnetfeldern. Dieses Drehfeld wird durch die Frequenz und die Anzahl Pole bestimmt und der Kurzschlussläufer eilt diesem Drehfeld nach. Daher auch der Name Asynchronmotor. Überholt nun der Rotor das Magnetfeld, werden die Feldlinien wieder in die geordnete Lage gezogen.

Damit das einfach erfolgt, werden diese automatisch umgedreht und der Rotor mit seinem Magnet induziert nun in den Stator ein Drehfeld. Ist an diesem eine Last vorhanden, kann damit gebremst werden. Ohne diese bewirkte diese Umkehrung schlicht keinen grossen Effekt, das ist bei Wegfall der Verbraucher diese elektrische Bremse nicht mehr nutzbar und das gilt nun wirklich bei allen Nutzstrombremsen, die zudem bei Gleichstrom nicht gehen.

Auch wenn wir nun beim Gleichstrommotor sind, einige Punkte betreffen auch den Wechselstrom. Wichtig dabei ist, dass bei Gleichstrom die Spannung nicht beliebig in die Fahrleitung gespeist werden kann. Ist dort die Nennspannung erreicht, fällt die elektrische Bremse aus. Das führte dazu, dass bei diesen Motoren traditionell auf die Widerstandsbremse gesetzt wurde. Spannend wir aber deren Entwicklung und eine Besonderheit.

Die Erregung einer Widerstandsbremse kann auch mit Wechselstrom erfolgen. Dabei sind jedoch nur geringe Bremskräfte vorhanden. Wird diese elektrische Bremse mit Gleichstrom betrieben, können bei der gleichen Anzahl Widerstände die höheren Kräfte erzeugt werden.

Damit bei einem Motor für Wechselstrom eine elektrische Bremse mit Gleichstrom entsteht, muss dessen Erregung einfach mit Gleichspannung erfolgen.

Hier erfolgt die Erregung mit einfachen Mitteln. Das kann zum Beispiel ein dafür vorgesehener Transformator sein. Aber auch eine Erregung ab den Batterien ist kein Problem.

Bei der Lösung mit einem Transformator arbeitet man mit Wechselstrom. Jedoch kann dort auch ein Gleichrichter zugeschaltet werden und wir haben eine Lösung, die mit Gleichstrom arbeitet. Dabei gibt es bei der Erregung kaum eine Beschrän-kung der Leistung.

Die zusätzlichen Bauteile erhöhen jedoch das Gewicht des Fahrzeuges. So bilden die montierten Widerstände ein grosser Anteil. Hinzu kommt noch die Erregung und daher wurde die Spannung dafür meistens ab den Batterien genommen.

Diese waren schon vorhanden und sie konnten ohne weiteres Gewicht genutzt werden. Bei Motoren mit Gleichstrom muss daher für die elektrische Bremse ein höheres Gewicht angenommen werden.

Bei Bahnen mit Widerstandsbremsen ist die Leistung durch die Anzahl der auf dem Dach montierten Widerstände beschränkt. Die einfache Erregung mit Gleichstrom ist in der Lage deutlich höhere Kräfte zu erzeugen, als jene mit Wechselstrom, wo der Widerstand immer neu aufgebaut wurde. Daher wurde bei Gleichstrom kaum eine weitere Entwicklung vorgenommen, denn die Lösung war nicht so schlecht, wie man meinen könnte.

Widerstandsbremsen mit Fahrmotoren für Gleich-strom können auch selbsterregend betrieben werden. In dem Fall muss die elektrische Bremse angeregt werden. Die Motoren wechseln in die Selbsterregung.

In diesem speziellen Zustand wir alleine durch die Motoren die Geschwindigkeit gehalten. Am Ende eines Gefälles schaltet die Bremse automatisch wie-der aus. Das erfolgt auch, wenn angehalten werden muss. Danach begann das Spiel erneut.

Selbsterregte Widerstandsbremsen bei Fahrmotoren für Gleichstrom sind nicht so selten. Bergbahnen nutzen diese Lösung für die Talfahrten.

Der Grund für diese Lösung findet sich in Tatsache, dass diese selbsterregten Widerstandsbremsen von der Fahrleitung gänzlich unabhängig arbeiten.

Die Bremskraft bleibt in jedem Fall erhalten und das ist ein grosser Vorteil, wenn es steil nach unten geht, denn dort muss schnell gebremst werden.

Ein Beispiel waren die alten Triebwagen der Pilatusbahn, die auf der Talfahrt sogar die Bügel senkten, denn bei der Fahrleitung für Gleichstrom musste auf Widerstände gearbeitet werden. Jedoch stellt sich die Frage, warum bei Gleichstrom nicht mit Nutzstrombremsen gearbeitet werden konnte. Besonders dann, wenn die Netze die Spannung aufnehmen konnten. Die Pilatusbahn hätte so die bergwärts fahrenden Züge versorgen können.

Als Folge der einfachen Erregung der Fahrmotoren, kann von diesen keine reine Spannung abgegeben werden. Je nach eingestellter Stufe wurde eine andere Spannung abgegeben und daher war diese nicht immer zur Fahrleitung passend. Daher musste auf Widerstände gearbeitet werden. Bei Nutzstrombremsen ist die stabile Spannung das grosse Problem, das gelöst werden musste. Damit kommen wir aber zum Wechselstrom.