Wenn wir nun zu dem Hauptstromkreis kommen, dann beginnen die Unterschiede zwischen den einzelnen Lokomotiven. Zwei Varianten kamen in der Schweiz zum Einsatz. Die EVU RC und SBB hatten dabei Modelle, die für Wechselstrom ausgelegt wurden. Bei der BLS, SBB Cargo International und bei WRS kamen jedoch Maschinen mit vier Stromsystemen zur Anwendung. Diese waren etwas aufwendiger und daher sehen wir uns diese an.

Wer sich nur für die für Wechselstrom ausgelegten Lokomotiven interessiert, der kann beruhigt weiter-lesen. Es sind einfach sämtliche Hinweise zu igno-rieren, die für den Gleichstrom gültig waren.

Der Rest ist grundsätzlich gleich aufgebaut worden und wo es geringe Abweichungen von der Regel gab, werden wir diese ansehen.

Das wird schon recht schnell der Fall sein, denn nun müssen wir beginnen und dabei fängt auch hier alles bei der Fahrleitung an.

Die in Europa verbauten Fahrleitungen führten vier unterschiedliche Spannungen. Dazu kam, dass diese für zwei unterschiedliche Breiten der Schleifleisten ausgelegt worden waren.

Wenn wir dann noch die Beschaffenheit dazu neh-men, wurde es eng. Mit anderen Worten, von den vier auf der Lokomotive benötigten Bügel wurden auch so viele benötigt. Mit der Mehrsystemlokomo-tive konnten also alle Netze mit eigener Kraft be-fahren werden.

Bei den von einigen Gesellschaften verlangten Ersatzbügel mussten jedoch Abstriche gemacht werden. Es gab Lösungen, jedoch passten diese nicht und daher müssen wir uns diesen Teil genauer ansehen. Beginnen wir bei den vier vorhanden Spannungen, denn diese wurden in Europa bei nahezu allen Ländern verwendet und bei einigen Maschinen wurden wirklich alle vier Varianten auch im Betrieb benötigt, so dass es kein unnötiger Bereich gab.

Beginnen wir mit den möglichen Varianten für die in der Schweiz eingesetzten Modelle. Damit das nicht zu umfangreich wurde, blicken wir kurz auf eine Tabelle. Dabei war ein spezieller Punkt zu erkennen, denn alle hier vorgestellten Modelle konnten in allen Ländern benutzt werden. Wechselstrom gab es überall. Dort passten sogar die Schleifleisten. Das dies nicht ging, war den Zugsicherungen und den Zulassungen zu verdanken, denn die fehlten.

In der Tabelle erkennen wir die Unterschiede. Die Modelle für Wechselstrom hatten die beiden inneren Bügel nicht erhalten. Bei diesen handelte es sich um Lösungen für die Strecken, die mit Gleichstrom befahren wurden. Aus diesem Grund wurden die Schleifstücke bei diesen Ausführungen aus Kupfer erstellt. Die Ströme hätten mit Kohle nicht übertragen werden können. Um den Abrieb zu vermindern, waren diese Schleifleisten geschmiert worden.

Wir haben nun die Spannung der Fahrleitung der unterschiedlichen Systeme auf das Dach der Lokomotive übertragen und können uns nun dem weiteren Strompfad zuwenden. Zuerst wurden die Stromabnehmer mit zwei Dachleit-ungen verbunden.

Dabei gab es eine für Wechsel- und eine für Gleichstrom. Letztere war bei den Lokomotiven für Wechselstrom nicht mehr vorhanden. Jedoch ergaben sich mit den Bügel teilweise auch gesenkt Probleme.

Die mit den breiten Schleifstücken versehenen Stromabnehmer drei und vier wurden nicht direkt mit der entsprechenden Dachleitung verbunden. Der Grund war, dass diese Stromabnehmer bei den Bahnen mit den schmalen Profilen zur Sicherheit geerdet werden mussten.

Daher erfolgte der Anschluss über einen zusätzlichen Schalter. Wurde er ein-geschaltet, wurden die beiden breiten Stromabnehmer von der Dachleitung getrennt.

Es war jedoch keine Erdung der breiten Stromabnehmer vorhanden, da sie nur auf einen freien Anschluss geschaltet wurden. Sank jedoch der erforderliche Abstand der Isolation der Stromabnehmer zur festen Infrastruktur unter den kritischen Wert, gab es keinen Kurzschluss, sondern es entlud sich im schlimmsten Fall nur die induzierte Spannung gegenüber der Erde. Damit waren die massgebenden Vorschriften einiger Länder eingehalten worden.

Um die umfangreichen Dachleitungen vor den Auswirkungen eines Blitzschlages zu schützen, war ein Überspannungsableiter verbaut worden. Wichtiger war jedoch der Spannungswandler. Dieser funktionierte nur bei Wechselstrom und er erkannte das in der Fahrleitung vorhandenen Netz. War dort die Spannung zu hoch, wurde verhindert, dass der Schalter geschlossen werden konnte. Wir jedoch haben nun zwei Strompfade erhalten.

Beginnen wir die weitere Betrachtung des Hauptstromkreises mit dem Pfad, der für Wechselstrom vorhanden war. Er war wirklich bei allen Modellen identisch aufgebaut worden. In diesem Netz wurde an der Dachleitung der Hauptschalter ange-schlossen.

Parallel zu diesem war noch ein Erdungsschalter für Arbeiten an der Hochspannung vorhanden. Es waren somit die bei Wechselstrom üblichen Schaltungen vorhanden und das war nur hier wichtig.

Beim Hauptschalter des Strompfades für Wechselstrom handel-te es sich um einen im Maschinenraum eingebauten Vakuum-hauptschalter. Diese Hauptschalter hatten sich in den vergan-genen Jahren beim Bau von Lokomotiven für diese Strom-systeme durchgesetzt.

Die waren sehr zuverlässig und funktionierten und dank dem Vakuum kein Lichtbogen bei den Schaltungen entstehen konn-te. Zudem waren sie leichter, als die vergleichbaren Modelle mit Druckluft.

Druckluft wurde auch hier benötigt, denn diese führte die Schaltung aus. Wichtig war das bei der Inbetriebnahme ohne Druckluft.

Jedoch sprang in diesem Bereich bei zu geringem Vorrat in den Hauptluftbehältern der Hilfsluftkompressor ein, so dass sich daraus kein Problem ergeben konnte. Die nun geschaltete Spannung musste jedoch dem nächsten Bauteil zugeführt werden und das war ein schlichtes Kabel, denn die Spannung musste nun unter das Fahrzeug geleitet werden.

Der verbaute Transformator war sowohl für die Frequenz von 16.7 Hertz, als auch für 50 Hertz ausgelegt worden. Dabei hatte man die Spannung aus der Fahrleitung nur an der Primärspule des Transformators angeschlossen. Diese Wicklung verfügte über keine Anzapfungen. Das von den beiden Spannungen in der Spule induzierte Magnetfeld unterschied sich. Auch wenn die Modelle der EVU RC und SBB nur eine Spannung benötigten, der Transformator blieb gleich.

Mit den an den Achsen montierten Erdungsbürsten wurde der Stromkreis geschlossen. Es konnte Leistung übertragen werden und das nun entstehende Magnetfeld wurde in einen Eisenkern übertragen.

Dabei war der magnetische Fluss bei Bahnen mit einer Frequenz von 16.7 Hertz spürbar geringer. Das hatte Auswirkungen auf die Leistung, die sich aber betrieblich nicht gross auswirken sollte, denn das wird sich bei den Sekundärspulen zeigen.

Durch den Eisenkern wurde ein Magnetfeld erzeugt, dass in den vier sekundären Spulen die gewünschte Spannung erzeugte.

Da diese jedoch wegen den in den Fahrleitungen unterschiedlichen Spannungen nicht ohne eine zusätzliche Schaltung verwendet werden konnten, müssen wir uns die sekundären Wicklungen genauer ansehen. Dabei können wir uns auf eine davon beschränken, denn sie waren identisch aufgebaut worden.

Dabei hatte jede Sekundärspule neben den beiden Endanschlüssen für 15 000 Volt auch eine Anzapfung erhalten, die bei 25 000 Volt benutzt wurde. Durch die von der Steuerung gewählte entsprechende Schaltung entstand nun eine Spannung, die sich beim Wert nicht mehr unterschied, die jedoch noch über zwei unterschiedliche Frequenzen verfügte. Damit wir wissen, mit was wir arbeiten, muss erwähnt werden, dass es 1 500 Volt waren.

Die Wechselspannung vom Transformator wurde ohne weitere Aufbereitung zum ersten Bauteil des Umrichters geführt. Dabei handelte es sich um einen mit IGBT-Transistoren aufgebauten Stromrichter. Diese waren in der Anordnung 4QS geschaltet worden. Für uns wichtig ist jedoch nur, dass wir einen Gleichstrom mit einer Spannung von 1 500 Volt erhalten haben. Und damit kommen wir zum Strompfad bei Gleichstrom.

Wurde die Lokomotive unter Gleichstrom betrieben, wurde auf dem Dach der Teil für diese Systeme zugeschaltet. Das hatte nun zur Folge, der Schnellschalter für Gleichstrom als Hauptschalter verwendet wurde.

Dabei konnte auch hier ein mit einem Vakuum arbeitendes Modell verwendet werden. Selbstverständlich war auch hier ein Erdungs-schalter zum Erden der entsprechenden Anlage vorhanden. Damit haben wir den Teil bereits kennen gelernt.

Die Gleichspannungen unterschiedlicher Höhe wurden zuerst in einem Netzfilter behandelt und wurden danach ohne weitere Aufbereitung zu den Zwischenkreisen geführt.

Verkehrte die Lokomotive unter 1500 Volt waren die vier Zwischenkreise parallel angeschlossen worden. Bei der doppelten Spannung erfolgte das bei den Drehgestellen jedoch in Serie. Wir sind nun mit den beiden Hauptstromkreisen an einem Punkt ange-langt.

Bevor wir uns dem Fahrmotorstromkreis zuwenden, ein paar Hinweise zu den hier verfügbaren Leistungen. Bei Fahrten mit Wechselstrom war bei einer Frequenz von 50 Hertz theoretisch eine höhere Leistung als im Datenblatt vorhanden.

Da das jedoch betrieblich keinen Einfluss hatte, wurde diese nicht genutzt. Daher galten überall die gleichen Werte bei Fahrten mit Wechselspannung, denn das war kein Problem mehr.

Grösser waren die Schwierigkeiten beim Fahrten mit Gleichstrom. Hier musste ein sehr grosser Strom aus der Fahrleitung bezogen werden. Dieser war jedoch auch durch die Fahrleitung beschränkt worden. Daher galten bei diesen Systemen andere Werte. Bei 3000 Volt war daher noch eine Leistung von 6000 kW vorhanden. Mit der halben Spannung bei Anlagen mit 1500 Volt verringerte sich auch die installierte Leistung auf 3000 kW.

Unsere weitere Betrachtung beginnt beim Zwischenkreis und das gilt eigentlich nicht nur für die Fahrmotoren. Dazu jedoch später mehr, denn die Gleichspannung aus dem Zwischenkreis musste umgewandelt werden.

Dazu war der Antriebsstromrichter vorhanden. Auch hier waren IGBT-Transistoren verbaut worden. Diese waren nun so geschaltet worden, dass ein Drehstrom entstand, der sowohl in der Spannung, als auch bei der Frequenz verändert werden konnte.

Die vier Fahrmotoren waren als Drehstrommotoren kon-struiert worden. Die hier verwendeten Asynchronmotoren waren sehr gut für den Betrieb bei Eisenbahnen geeignet und konnten auch im Stillstand mit voller Leistung be-trieben werden.

Jeder Fahrmotor konnte dabei eine maximale Anfahrzug-kraft von 75 kN erzeugen. Für die Lokomotive hochge-rechnet ergab das bei allen vorhandenen Stromsystemen eine Anfahrzugkraft von 300 kN.

Unterschiede gab es jedoch bei der betrieblich wichtigen Leistungsgrenze und bei der verfügbaren Endzugkraft. Wir beginnen mit den Systemen für Gleichstrom. Wurde mit einer Fahrleitungsspannung von 1500 Volt gefahren, waren die geringsten Werte vorhanden. Die Grenze lag bei 50 km/h. Da die Höchstgeschwindigkeit bei Gleichspannung auf 160 km/h begrenzt war, konnte noch eine Endzugkraft von 75 kN abgerufen werden.

Bei Fahrten mit einer Spannung von 3000 Volt Gleichstrom in der Fahrleitung und bei Wechselstrom wurde die Leistungsgrenze bei 84 km/h erreicht. Die Endzugkraft bei 160 km/h betrug 140 kN. Bei Wechselstrom war bei 200 km/h ein Wert von 110 kN vorhanden. Der geringere Wert bei Wechselspannung war alleine wegen der höheren Geschwindigkeit entstanden. Damit waren eigentlich nur bei 1500 Volt spürbare Beschränkungen vorhanden.

Eine Eigenschaft der Fahrmotoren für Drehstrom war, dass sie automatisch kippten, wenn die Geschwindigkeit des Rotors die durch das Drehfeld vorgegebene Drehzahl überschritt.

Dadurch arbeiteten die Fahrmotoren nun als Generatoren und gaben Leistung ab. Diesen Effekt nutzte man zur elektrischen Bremsung der Lokomotive.

Dabei wurden auch die Stromrichter gekippt und die Leistung mit einer Bremskraft von bis zu 240 kN an die Fahrleitung abgegeben.

Da diese elektrische Nutzstrombremse nur bei Wechsel-strom ohne Einschränkungen funktionierte, müssen wir den Betrieb unter Gleichstrom etwas genauer ansehen. Die maximale Bremskraft wurde auf 150 kN beschränkt.

So lange die Fahrleitung die Spannung aufnehmen konnte, wurde die elektrische Bremse nach dem gleichen Prinzip benutzt. War das jedoch nicht der Fall, konnte die Lei-stung nicht abgegeben werden und die Bremse fiel aus.

Um das zu verhindern wurden zusätzliche Bremswider-stände verbaut. Diese nahmen die Leistung anteilsmässig auf und wandelten die Energie in Wärme um.

Dabei konnte die komplette Leistung mit der Widerstandsbremse aufgenommen werden. Hier lag auch der Grund für die Beschränkung der Bremskraft bei Gleichstrom, denn die Bremswiderstände wurden sonst überlastet. Sie sehen Nutzstrombremsen sind nicht überall einsetzbar.

Um den Traktionsteil zu beenden, müssen wir die Modelle für Wechselstrom ansehen. Diese wurden auch mit 11 000 Volt und 16.7 Hertz eingesetzt. Die Spannung wurde nicht anders geschaltet. Das hatte Auswirkungen auf den Zwischenkreis, der nicht die volle Leistung erbringen konnte. Das hatte zur Folge, dass eine etwas geringere Leistung für dieses Netz vorhanden war. Das war jedoch nicht so schlimm, da sie immer noch ausreichte und sich die Anfahrzugkraft nicht änderte.