Bahnmotor
Als Bahnmotor wird ein Einphasen-Reihenschlussmotor, welcher für den Einsatz auf einem Triebfahrzeug optimiert ist, bezeichnet. Er war bis ca. 1980 praktisch der einzige Motor, der auf elektrischen Triebfahrzeugen eingesetzt wurde. Der Begriff Bahnmotor ist grundsätzlich vom Begriff Fahrmotor zu unterscheiden. Während Fahrmotor alle Arten von auf elektrischen Treibfahrzeugen eingesetzten Motoren bezeichnet, bezieht sich Bahnmotor ausschließlich auf den Einphasen-Reihenschlussmotor. Aufgrund der verbesserten Leistungselektronik werden die Einphasen-Reihenschlussmotoren als Bahnmotor, nach und nach von Drehstrommotoren in Kombination mit Frequenzumrichtern verdrängt.
Aufbau, Funktion und Einsatz
Als Traktionsmotoren für Elektroloks werden große Einphasen-Reihenschlussmotoren mit Wendepol- und Kompensationswicklung eingesetzt. Diese Motoren haben Leistungen bis zu 1000 Kilowatt und lassen im Gegensatz zum Repulsionsmotor den Betrieb mit Gleichstrom, Wechselstrom und Mischstrom zu. Die Ansteuerung d. h. die Spannungssteuerung zur Drehzahlstellung, erfolgt in Abhängigkeit vom jeweiligen Bahnstromsystem.
Direktmotor
Bei tiefen Frequenzen des Bahnstromsystems kann der Motor direkt über einen Stelltransformator oder eine Phasenanschnittsteuerung angesteuert werden. Diese Variante wurde bei den in Europa gebräuchlichen 16 2⁄3 Hz-Systemen und den in Nordamerika üblichen 25 Hz-Systemen verwendet, sie kann aber auch im 50 Hz-System verwendet werden. Bei der Verwendung als Direktmotor muss der Motor immer mit einer Kompensationswicklung ausgerüstet sein, zusätzlich muss parallel zur Wendepolwicklung ein ohmscher Widerstand, auch Wendepolshunt genannt, verwendet werden. Bei höherer Netzfrequenzen, wie zum Beispiel beim 50 Hz-Betrieb müssen die Elemente abhängig von der Drehzahl des Motors angepasst werden, wenn nicht sehr hohe Leistungsreduktionen in Kauf genommen werden sollen.
Gleichstrom
In Gleichstromnetzen kann der Strom durch den Motor mit Vorwiderständen gesteuert werden. Zusätzlich besteht bei Fahrzeugen mit mehreren Motoren die Möglichkeit durch verschiedene Gruppierungen, das heißt Reihen- und Parallelschaltung von verschiedenen Gruppen von Fahrmotoren die Ströme anzupassen. Die Anfahrt erfolgt jeweils mit allen Fahrmotor in Reihe geschaltet, in der letzten Fahrstufe sind alle Motoren parallel geschaltet oder Gruppen von zwei Fahrmotoren parallel geschaltet. Weiter besteht die Möglichkeit durch Feldschwächung die Drehzahl weiter zu erhöhen.
Eine andere Möglichkeit der Ansteuerung ist die Verwendung einer Chopper-Steuerung. In diesem Fall wird auf die Umgruppierung der Fahrmotoren verzichtet.
Gleichrichter
Bei Wechselstromnetzen beliebiger Frequenz von 50 oder 60 Hertz wird der Strom aus der Fahrleitung über einen Stelltransformator einem Gleichrichter zugeführt, der die Bahnmotoren mit einem welligen Gleichstrom versorgt. Der Transformator kann auch mit festem Übersetzungsverhältnis ausgeführt werden, wenn der Gleichrichter gesteuert werden kann.
Literatur
- Ernst Hörnemann, Heinrich Hübscher: Elektrotechnik Fachbildung Industrieelektronik. 1 Auflage. Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig, 1998, ISBN 3-14-221730-4
- Hans Günter Boy, Horst Flachmann, Otto Mai: Die Meisterprüfung Elektrische Maschinen und Steuerungstechnik. 4. Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg, ISBN 3-8023-0725-9
- Detlev Roseburg: Elektrische Maschinen und Antriebe. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 1999, ISBN 3-446-21004-0