Guten Tag,
für ein Referat über die Elektrifizierung der Eisenbahn hätte ich eine Frage, die sich mit Hilfe von Literatur schwierig beantworten lässt...
Inwiefern war es notwendig, dass der einphasige Wechselstrom "erfunden" wurde, um die Entwicklung der Elektrifizierung bei der Eisenbahn voranzutreiben...
War das einzige Problem des Drehstroms die 3 Oberleitungen? Oder gab es dabei noch andere Probleme?
Für jedwede Informationen zu diesem Thema wäre ich sehr dankbar...
Drehstrom vs. einphasiger Wechselstrom
Mit Drehstrom lassen sich ohne Halbleitertechnik die Fahrmotoren nur schwer und ungenau Regeln (Frequenz und Spannung des Drehstroms)Shinkansen @ 3 Feb 2006, 16:36 hat geschrieben: War das einzige Problem des Drehstroms die 3 Oberleitungen? Oder gab es dabei noch andere Probleme?
Ich empfehle zu dem Thema das Buch "Geschichte der Drehstromlokomotiven" aus dem EK Verlag
Früher gab es noch ein ganz anderes Problem. Es gab zwar die Technik, aus Einphasenstrom Dreiphasenstrom (=Drehstrom) herzustellen, aber die Apparaturen dafür wären viel zu groß und schwer gewesen. Viel zu groß, um es in einem Lokkasten unterzubringen. Von daher mußte er von den Kraftwerken schon erzeugt werden.
Experimente mit drei Oberleitungen waren zwar erfolgreich, aber letzten Endes waren drei Drähte aus wirtschaftlicher Sicht einfach zu teuer, die Verkabelung (z.B. an Weichen!) zu aufwendig.
@Shinkansen: Der einphasige Wechselstrom wurde an sich nicht extra für die Eisenbahn erfunden - den gabs schon wesentlich früher, nur mußte er sich erstmal gegen die etablierten Gleichstromnetze durchsetzen.
Experimente mit drei Oberleitungen waren zwar erfolgreich, aber letzten Endes waren drei Drähte aus wirtschaftlicher Sicht einfach zu teuer, die Verkabelung (z.B. an Weichen!) zu aufwendig.
@Shinkansen: Der einphasige Wechselstrom wurde an sich nicht extra für die Eisenbahn erfunden - den gabs schon wesentlich früher, nur mußte er sich erstmal gegen die etablierten Gleichstromnetze durchsetzen.
Ich schaue weg, weil mir hier Einiges nicht paßt.
-
Matthias1044
- Lebende Forenlegende
- Beiträge: 3253
- Registriert: 04 Nov 2002, 14:49
- Wohnort: München
Das war nur ein Problem. In Italien wurde übrigens noch bis 1978 mit Drehstrom gefahren.War das einzige Problem des Drehstroms die 3 Oberleitungen?
Man benutze allerdings nur zwei parallele Oberleitungen, als dritte Phase diente die Schiene.
Die Gornergrat- und die Jungfraubahn in der Schweiz werden noch heute mit Drehstrom aus der Oberleitung betrieben.
Das zweite Problem war die Frequenzregelung der Drehstromfahrmotoren. Man hatte sie damals noch nicht erfunden.Oder gab es dabei noch andere Probleme?
Deshalb konnten die Drehstromloks nur zwei oder drei festgelegte Geschwindigkeiten fahren, zum Anfahren wurden Flüssigkeitswiderstände genutzt.
Literaturhinweis: In der Zeitschrift Eisenbahn Geschichte Ausgabe Dez2005/Jan2006 ist die Geschichte des Drehstrombetriebes in Italien in einem informativen Artikel zusammengefasst. Für Interessenten sehr empfehlenswert.
-
Matthias1044
- Lebende Forenlegende
- Beiträge: 3253
- Registriert: 04 Nov 2002, 14:49
- Wohnort: München
-
jadefalcon
- Kaiser
- Beiträge: 1857
- Registriert: 19 Dez 2002, 10:20
- Wohnort: Kronberg (Hessen)
Ok, danke für die Berichtigung - das war nämlich auch mein Wissensstand :blink: :ph34r: .Matthias1044 @ 5 Feb 2006, 19:46 hat geschrieben:Die Flüssigkeit in den Widerständen verdampfte ganz sicher nicht, sonst würde sich der Widerstandswert unbeabsichtigt verändern.
who has placed the midnight sky / so a spirit has to fly? / as the heavens seem so far / now, who will hang the midnight star?
- eithne ní bhraonáin: paint the sky with stars
- eithne ní bhraonáin: paint the sky with stars
Moin Moin Shinkansen,
wie immer ist für ein solches Referat "gute" Literatur notwendig. Die ist leider oft schon Jahrzehnte alt und demnach nicht in der ortlichen Stadtbücherei zu haben. Gute Präsenzbibliotheken (Nix ausleihen nur vor Ort schmökern) hat etwa das Deutsche Museum in München, die Münchner Staatsbibliothek, etc. ....).
Buchtipp: Ellok-Archiv von Diete BäzoldGünter Fiebig - transpress Verlag - VEB Verlag für Verkerhswesen Berlin - DDR 1971 - mir sind drei Auflagen bekannt.
Ein Blick in die Entwicklung der Elektrotechnik hilft Dir vieleicht weiter. Von Werner von Siemens wurde 1866 das elektrodynamische Prinzip in einem Gleichstrom Generator demonstriert. Sprich die erste öffentliche Stromversorgung wurde in Gleichstrom realisiert. Anschließend wurden relativ schnell Techniken zur Leistungsregelung von Gleichstrom Motoren entwickelt. Ein Grund warum die ersten Eisenbahnen (1879 Gewerbeausstellung Berlin) sowie U-Bahnen (London 1890, Budapest (Földalatti) 1893, Berlin 1902) mit Gleichstrom betrieben werden.
Ab 1885 erfolgten Versuche mit Wechselstrom Bahnen. Wechselstrom kann im Gegensatz zu Gleichstrom, mit sehr geringen Leistungsverlusten über weite Strecken transportiert werden. Die erste erfolgreiche Stromübertragung über weite Strecken wurde 1891 zwischen Lauffen und Frankfurt über 175 km mit 15000 Volt Drehstrom realisiert. Die Öffentliche Stromversorgung wurde in Europa mit 50 Hz in Amerika überwiegend mit 60 Hz realisiert. Drehstrom mit einer Frequenz 50 Hz oder 60 Hz ist übrigens keine gottgegebene Naturkonstante sondern das Ergebnis der Abwägung wirtschaftlicher und technischer Gegebenheiten. Grundsätzlich wäre aus heutiger Sicht auch ein 5-, 7- oder 9- Phasen Drehstromnetz mit 100/180 oder 720 Hz denkbar.
Der Einsatz von Mehrphasen Strom (3~ Drehstrom) bei Eisenbahnen konnte sich wegen der komplizirten und damit teuren Fahrleitung nicht durchsetzen. Zudem war die Leistungsregelung der Asyncronmontoren nur sehr eingeschränkt möglich. Da man sich im öffentliche Stromnetz in Deutschland (etwa um 1895) auf 50 Hz 3-Phasen Drehstrom geeinigt hatte wurden ab 1903 Versuche mit Elektolokomotiven die mit 25Hz oder 50 Hz betrieben wurden, begonnen. Die Erkenntniss das bei einer niedrigeren Netzfrequenz der Kommutatorlauf funkenärmer möglich ist (weniger Verschleiß) führte 1912 zum "Übereinkommen betreffend die Ausführung elektrischer Zugförderung" zwischen den Eisenbahnverwaltungen Hessen, Preußen, Bayern und Baden.
Mit diesem Übereinkommen wurde eine Spannung von 15 KV und 16 2/3 Hz gleich 1/3 der öffentlichen Netzfrequenz von 50 Hz festgeschreiben. Somit kann der Bahnstrom recht einfach durch rotierende Umformer aus dem öffentlichen Netz gewonnen werden und umgekehrt. Seitd diesem Abkommen ist diese Netzfrequenz in Deutschland und den Ländern die sich dem Standart angeschlossen haben (Schweiz, Österrreich) für den Bahnbetrieb nahezu festgenagelt. Länder die erst später den elektrischen Zugbetrieb realisiert haben konnten von den Fortschritten der Technik profitieren und auf die aus heutiger Sicht leistungsfähigere Energieversorgung der Züge mit 25KV - 50 Hz (Frankreich) setzen.
Erst die Entwicklung der Halbleitertechnik erlaubt es Drehstrom Motoren mit einer beliebigen Frequenz anzusteuern und damit die Vorzüge des robusten Asyncron-Drehstrom-Motors auszunutzen.
wie immer ist für ein solches Referat "gute" Literatur notwendig. Die ist leider oft schon Jahrzehnte alt und demnach nicht in der ortlichen Stadtbücherei zu haben. Gute Präsenzbibliotheken (Nix ausleihen nur vor Ort schmökern) hat etwa das Deutsche Museum in München, die Münchner Staatsbibliothek, etc. ....).
Buchtipp: Ellok-Archiv von Diete BäzoldGünter Fiebig - transpress Verlag - VEB Verlag für Verkerhswesen Berlin - DDR 1971 - mir sind drei Auflagen bekannt.
Ein Blick in die Entwicklung der Elektrotechnik hilft Dir vieleicht weiter. Von Werner von Siemens wurde 1866 das elektrodynamische Prinzip in einem Gleichstrom Generator demonstriert. Sprich die erste öffentliche Stromversorgung wurde in Gleichstrom realisiert. Anschließend wurden relativ schnell Techniken zur Leistungsregelung von Gleichstrom Motoren entwickelt. Ein Grund warum die ersten Eisenbahnen (1879 Gewerbeausstellung Berlin) sowie U-Bahnen (London 1890, Budapest (Földalatti) 1893, Berlin 1902) mit Gleichstrom betrieben werden.
Ab 1885 erfolgten Versuche mit Wechselstrom Bahnen. Wechselstrom kann im Gegensatz zu Gleichstrom, mit sehr geringen Leistungsverlusten über weite Strecken transportiert werden. Die erste erfolgreiche Stromübertragung über weite Strecken wurde 1891 zwischen Lauffen und Frankfurt über 175 km mit 15000 Volt Drehstrom realisiert. Die Öffentliche Stromversorgung wurde in Europa mit 50 Hz in Amerika überwiegend mit 60 Hz realisiert. Drehstrom mit einer Frequenz 50 Hz oder 60 Hz ist übrigens keine gottgegebene Naturkonstante sondern das Ergebnis der Abwägung wirtschaftlicher und technischer Gegebenheiten. Grundsätzlich wäre aus heutiger Sicht auch ein 5-, 7- oder 9- Phasen Drehstromnetz mit 100/180 oder 720 Hz denkbar.
Der Einsatz von Mehrphasen Strom (3~ Drehstrom) bei Eisenbahnen konnte sich wegen der komplizirten und damit teuren Fahrleitung nicht durchsetzen. Zudem war die Leistungsregelung der Asyncronmontoren nur sehr eingeschränkt möglich. Da man sich im öffentliche Stromnetz in Deutschland (etwa um 1895) auf 50 Hz 3-Phasen Drehstrom geeinigt hatte wurden ab 1903 Versuche mit Elektolokomotiven die mit 25Hz oder 50 Hz betrieben wurden, begonnen. Die Erkenntniss das bei einer niedrigeren Netzfrequenz der Kommutatorlauf funkenärmer möglich ist (weniger Verschleiß) führte 1912 zum "Übereinkommen betreffend die Ausführung elektrischer Zugförderung" zwischen den Eisenbahnverwaltungen Hessen, Preußen, Bayern und Baden.
Mit diesem Übereinkommen wurde eine Spannung von 15 KV und 16 2/3 Hz gleich 1/3 der öffentlichen Netzfrequenz von 50 Hz festgeschreiben. Somit kann der Bahnstrom recht einfach durch rotierende Umformer aus dem öffentlichen Netz gewonnen werden und umgekehrt. Seitd diesem Abkommen ist diese Netzfrequenz in Deutschland und den Ländern die sich dem Standart angeschlossen haben (Schweiz, Österrreich) für den Bahnbetrieb nahezu festgenagelt. Länder die erst später den elektrischen Zugbetrieb realisiert haben konnten von den Fortschritten der Technik profitieren und auf die aus heutiger Sicht leistungsfähigere Energieversorgung der Züge mit 25KV - 50 Hz (Frankreich) setzen.
Erst die Entwicklung der Halbleitertechnik erlaubt es Drehstrom Motoren mit einer beliebigen Frequenz anzusteuern und damit die Vorzüge des robusten Asyncron-Drehstrom-Motors auszunutzen.
-
Shinkansen
- Jungspund
- Beiträge: 8
- Registriert: 03 Feb 2006, 16:29
-
Matthias1044
- Lebende Forenlegende
- Beiträge: 3253
- Registriert: 04 Nov 2002, 14:49
- Wohnort: München
Um den Literaturtipp zu vervollständigen: Man braucht nicht immer in eine gute PräsenzbibliothekBuchtipp: Ellok-Archiv von Diete BäzoldGünter Fiebig - transpress Verlag - VEB Verlag für Verkerhswesen Berlin - DDR 1971 - mir sind drei Auflagen bekannt.
.Das Ellok Archiv wurde vom Transpress Verlag nach der Wende nochmals aufgelegt. Ich habe die 7. Auflage von 1992 gekauft. Beim Hugendubel
.Auch andere Bücher der Archiv Reihe aus dem ehemaligen DDR Transpress Verlag wurden nach der Wende neu verlegt, wie die Dampflok Archive, Diesellok Archiv usw.
Kurios: Der Alba Verlag verkaufte dieselben Bücher (auch das Ellok Archiv) in Lizenz in einer eigenen Archiv Reihe.
-
Matthias1044
- Lebende Forenlegende
- Beiträge: 3253
- Registriert: 04 Nov 2002, 14:49
- Wohnort: München
Flüssigkeitswiderstände bei Drehstromloks
Nochmal zurück zu den Flüssigkeitswiderständen. Ein interessantes Thema, nur findet man wenig deutschsprachige Informationen. Die Beschreibungen dazu sind leider oft ungenau.
Die Flüssigkeitswiderstände bestanden aus einem Behälter indem sich große Polplatten befanden. Im Behälter befand sich ein Wasser/Soda Gemisch in einem weitgehend geschlossenem System, um - wie schon erwähnt - die Flüssigkeitsverluste möglichst gering zu halten. Indem man Druckluft in dem Widerstand einführte, konnte der Flüssigkeitsstand geändert werden.
Beim Anfahren mußte der Widerstand zuerst recht groß sein. Das bedeutete, dass der Wasserstand im Widerstand gering war. Mit zunehmender Geschwindigkeit sollte sich der Widerstand verringern, also wurde per Druckluft der Wasserstand erhöht. Erreichte die Lokomotive die festgelegte Geschwindigeit der ersten Fahrstufe, so wurde durch den höchsten Wasserstand der Widerstand kurzgeschlossen und damit abgeschalten. Ähnlich funktionierte die Prozedur beim Wechseln der Fahrstufen.
Bei Verwendung des Flüssigkeitswiderstandes wurde durchaus viel Energie aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Die Temperatur musste natürlich abgeführt werden. Dazu gab es einen kleinen Kühlwasserkreislauf. Die Flüssigkeit des Anfahrwiderstandes gab über einen Wärmetauscher die Wärmeenergie an das Kühlwasser weiter. Das Kühlwasser baute die Temperatur durch teilweises Verdampfen ab. Und dieses Kühlwasser musste unterwegs bei Bedarf nachgefüllt werden.
Nochmal zurück zu den Flüssigkeitswiderständen. Ein interessantes Thema, nur findet man wenig deutschsprachige Informationen. Die Beschreibungen dazu sind leider oft ungenau.
Die Flüssigkeitswiderstände bestanden aus einem Behälter indem sich große Polplatten befanden. Im Behälter befand sich ein Wasser/Soda Gemisch in einem weitgehend geschlossenem System, um - wie schon erwähnt - die Flüssigkeitsverluste möglichst gering zu halten. Indem man Druckluft in dem Widerstand einführte, konnte der Flüssigkeitsstand geändert werden.
Beim Anfahren mußte der Widerstand zuerst recht groß sein. Das bedeutete, dass der Wasserstand im Widerstand gering war. Mit zunehmender Geschwindigkeit sollte sich der Widerstand verringern, also wurde per Druckluft der Wasserstand erhöht. Erreichte die Lokomotive die festgelegte Geschwindigeit der ersten Fahrstufe, so wurde durch den höchsten Wasserstand der Widerstand kurzgeschlossen und damit abgeschalten. Ähnlich funktionierte die Prozedur beim Wechseln der Fahrstufen.
Bei Verwendung des Flüssigkeitswiderstandes wurde durchaus viel Energie aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Die Temperatur musste natürlich abgeführt werden. Dazu gab es einen kleinen Kühlwasserkreislauf. Die Flüssigkeit des Anfahrwiderstandes gab über einen Wärmetauscher die Wärmeenergie an das Kühlwasser weiter. Das Kühlwasser baute die Temperatur durch teilweises Verdampfen ab. Und dieses Kühlwasser musste unterwegs bei Bedarf nachgefüllt werden.
-
jadefalcon
- Kaiser
- Beiträge: 1857
- Registriert: 19 Dez 2002, 10:20
- Wohnort: Kronberg (Hessen)
-
Matthias1044
- Lebende Forenlegende
- Beiträge: 3253
- Registriert: 04 Nov 2002, 14:49
- Wohnort: München
Leider nicht. Auch dort wurde geschrieben, dass das Wasser der Anfahrwiderstände zum Erstaunen der Fahrgäste (die soetwas nur von Dampflokomotiven gewöhnt waren) unterwegs aufgefüllt werden mußte. Trotzdem ist der genannte Artikel empfehlenswert.Ist das dem Artikel entnommen, den du vor kurzem benannt hattest?
Ich habe die Infos in einer alten Abhandlung von Wolfgang Messerschmidt über italienische Loks gefunden.
Vielleicht habe ich einmal Gelegenheit, einen der älteren (deutschsprechenden) RTC Lokführer zu fragen, der den Drehstrombetrieb zum Brenner möglicherweise noch kennt.
-
jadefalcon
- Kaiser
- Beiträge: 1857
- Registriert: 19 Dez 2002, 10:20
- Wohnort: Kronberg (Hessen)