ET420 - andere Stromsysteme?

[elchris]

Bei Elektroloks-/Triebwagen hat man halt ein großes Problem: Fast jeder Staat hat sein eigenes Stromsystem. Mit Schweden hatten einige 420er wirklich Glück, dass die da das gleiche System benutzen.

Wie schwer ist es eigentlich in so nen schmucken 420er ein anderes Stromsystem einzubauen? Würde sich das für irgendjemanden lohnen?

[ET 474]

Wie schwer ist es eigentlich in so nen schmucken 420er ein anderes Stromsystem einzubauen? Würde sich das für irgendjemanden lohnen?

Die 420 haben sogenannte Mischstrommotoren, die sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom laufen können. Daher ist es ziemlich egal, ob die 420 unter Wechselstrom 16,7 Hz oder unter Gleichstrom fahren. Die Steuerung ist jedoch für 15.000 V~ / 16,7 Hz ausgelegt und die müsste im Falle eines Verkaufes der 420 in andere Länder entsprechend geändert werden. Ich weiß nicht, wie hoch die Spannung an den Motoren ist, aber diese wird mit Sicherheit nicht volle 15.000 V betragen. Inwieweit sich eine Umrüstung der Steuerung auf ein anderes Stromsystem lohnen würde, kann ich nicht abschätzen, aber technisch möglich dürfte dieses sein. Ein Einsatz unter 50 Hz könnte jedoch problematisch werden, da für den Betrieb unter Wechselstrom von 16,7 Hz ausgegangen worden ist. Eine Umrüstung auf 25.000 V~ / 50 Hz dürfte technisch schwieriger werden, weil dieses neue Transformatoren erfordern würde und ich glaube auch nicht, dass die Motoren 50 Hz verkraften würden. Gleichstrom dürfte jedoch kein Problem sein.

[Schneggal]

@ ET 474:

MÖÖÖP, falsch! Die Mischstrommotoren sind richtig, aber das "sowohl mit Wechselstrom als auch Gleichstrom" ist falsch. Der Mischstrom ist ein Gleichstrom mit Wechselstromanteilen, heißt, da kommt eine, wie will ich sagen, "gleichgerichtete Wechselstromwelle" drauf. Angesteuert wird das ganze über Thyristorbrücken (mit Phasenanschnitt). Wie willst Du denn bitte über die Thyristoren Gleichstrom schicken??? :blink: Wann sollen die denn dann zünden?
Auf den Motoren sind sicher keine 15 kV da kommt vorher noch ein Trafo.
Der 420er ist ein Wechselstromfahrzeug, deswegen ist Gleichstrom schon problematisch :rolleyes: Man müsste den halt dann erst wechselrichten und dann wieder gleichrichten. Im 420er gibt es aber auch Nebenbetriebe, die mit 50 Hz laufen. Es gibt sogar Gleichstrombetriebe (über Batterie, Notbeleuchtung)...Also an den Frequenzen lässt sich auch was ändern. Allerdings hab ich mich damit noch nicht ausführlich beschäftigt...

CU, Schneggal

[ET 474]

@ ET 474:

MÖÖÖP, falsch! Die Mischstrommotoren sind richtig, aber das "sowohl mit Wechselstrom als auch Gleichstrom" ist falsch. Der Mischstrom ist ein Gleichstrom mit  Wechselstromanteilen, heißt, da kommt eine, wie will ich sagen, "gleichgerichtete Wechselstromwelle" drauf. Angesteuert wird das ganze über Thyristorbrücken (mit Phasenanschnitt). Wie willst Du denn bitte über die Thyristoren Gleichstrom schicken???  :blink:  Wann sollen die denn dann zünden?
Auf den Motoren sind sicher keine 15 kV    da kommt vorher noch ein Trafo.
Der 420er ist ein Wechselstromfahrzeug, deswegen ist Gleichstrom schon problematisch  :rolleyes:  Man müsste den halt dann erst wechselrichten und dann wieder gleichrichten. Im 420er gibt es aber auch Nebenbetriebe, die mit 50 Hz laufen. Es gibt sogar Gleichstrombetriebe (über Batterie, Notbeleuchtung)...Also an den Frequenzen lässt sich auch was ändern. Allerdings hab ich mich damit noch nicht ausführlich beschäftigt...

CU, Schneggal

Es gibt Motoren, die sowohl an Wechselstrom als auch an Gleichstrom laufen können. Diese Motoren sind als Gleichstrommotoren ausgelegt, können aber auch an Wechselstrom laufen, was sie dann allerdings nicht ganz so gut tun als wenn sie an Gleichstrom laufen würden. Solche Motoren sind häufig in Haushaltsgeräten zu finden, da diese relativ einfach gebaut werden können und auch einfach handzuhaben sind. Es gibt doch nix idealeres, als wenn z.B. der Küchenmixer sowohl an Gleichstrom als auch an Wechselstrom laufen kann. Bisher war ich der Meinung, dass der 420 auch solche Motoren hätte. Allerdings hätte es wenig Sinn gemacht, ein Fahrzeug dass unter Wechselstrom laufen soll, mit solchen Motoren auszurüsten, wenn diese dann schlechter als unter Gleichstrom laufen. Solche Motoren würden nur bei Fahrzeugen Sinn machen, wenn diese Fahrzeuge von Anfang an als Mehrsystemfahrzeuge ausgelegt werden. Aber das dürfte bei 420 nicht der Fall sein.
Frage: Wie soll das mit der gleichgerichteten Wechselstromwelle funktionieren? Falls der 420 tatsächlich solche von mir beschriebenen Allzweck-Motoren haben sollte, müssten diese doch auch unter Gleichstrom laufen können. Die Steuerung müsste dann in einen Gleichstrom-Steller (Chopper) geändert werden.

[Michi Greger]

funktionieren? Falls der 420 tatsächlich solche von mir beschriebenen Allzweck-Motoren haben sollte, müssten diese doch auch unter Gleichstrom laufen können. Die Steuerung müsste dann in einen Gleichstrom-Steller (Chopper) geändert werden müssen.

Die Franzosen haben sowas doch in einer Sorte TGV, IIRC. Unter Wechselstrom Trafo + Phasenanschnittsteuerung; unter Gleichstrom dann Trafo aus der Schaltung raus und die Transistoren arbeiten als Choppersteuerung.

MFG Michi

[ET 474]

Die Franzosen haben sowas doch in einer Sorte TGV, IIRC. Unter Wechselstrom Trafo + Phasenanschnittsteuerung; unter Gleichstrom dann Trafo aus der Schaltung raus und die Transistoren arbeiten als Choppersteuerung.

Ich würde gerne wissen, ob dieses auch beim 420 möglich ist. Netz mit einer Gleichspannung von 3000 V oder 1500 V, Trafo raus und dann andere Thyristoren oder Transistoren rein, die als Choppersteuerung arbeiten.

[Schneggal]

Es gibt Motoren, die sowohl an Wechselstrom als auch an Gleichstrom laufen können. Diese Motoren sind als Gleichstrommotoren ausgelegt, können aber auch an Wechselstrom laufen, was sie dann allerdings nicht ganz so gut tun als wenn sie an Gleichstrom laufen würden. Solche Motoren sind häufig in Haushaltsgeräten zu finden, da diese relativ einfach gebaut werden können und auch einfach handzuhaben sind. Es gibt doch nix idealeres, als wenn z.B. der Küchenmixer sowohl an Gleichstrom als auch an Wechselstrom laufen kann. Bisher war ich der Meinung, dass der 420 auch solche Motoren hätte.

Hi, ET 474!

Diese Motoren gibt's. Wie Du schon schreibst, sind die in Haushaltsgeräten usw. drin. Heißen tun sie Universalmotoren. Da erkennt man auch die Leistung, für die die Teile ausgelegt sind. Mehr als 2 kW geht da nicht - und das is für einen Zug zu wenig
Auch in einer Mehrsystemlok ist so ein Motor nicht drinnen. Da wird in der Ansteuerung umgeschaltet.
Ich denke mal, dass man den 420er durchaus umrüsten könnte. Wahrscheinlich würden dann aber Platzprobleme auftreten. Z.B. wäre der 50 Hz-Trafo um einiges größer...
Die gleichgerichtete Wechselstromwelle musst Du Dir so vorstellen, dass die Negativwelle einfach nach oben geklappt ist (wie die Sin-Welle aussieht weißt Du ja sicher). Die Thyristoren schalten dann ab einem bestimmten Winkel durch (= Phasenanschnitt) wobei die letzte Thyristorbrücke einen Winkel von 0° hat (also da kommt die komplette Welle auf den Motor).

@ Admin: Soll ma da nicht ein eigenes Thema machen? Antriebstechnik 420 oder so?

*lg* Schneggal

[ET 474]

Die gleichgerichtete Wechselstromwelle musst Du Dir so vorstellen, dass die Negativwelle einfach nach oben geklappt ist (wie die Sin-Welle aussieht weißt Du ja sicher). Die Thyristoren schalten dann ab einem bestimmten Winkel durch (= Phasenanschnitt) wobei die letzte Thyristorbrücke einen Winkel von 0° hat (also da kommt die komplette Welle auf den Motor).

Wenn die Negativwelle einfach nach oben geklappt wird, ist dies doch eine pulsierende Gleichspannung. Eine solche Spannung kann doch auch auf einen Gleichstrommotor gegeben werden.
Hat der 420 jetzt typische Wechselstrommotoren oder Gleichstrommotoren? Wenn der 420 mit einer hochgeklappten Negativwelle fährt, müsste der doch Gleichstrommotoren haben.

[Schneggal]

Nein, das was ich beschrieben hab, ist eine gleichgerichtete Wechselspannung. Richtige Gleichspannung ist konstant eine Linie...wie Du schon richtig erkannt hast, is das sozusagen "gepulst".
Der 420er hat Mischstrommotoren. Womit Du aber recht hast: die Eigenschaften sind mit dem Gleichstrommotor vergleichbar. Heißt aber nicht, dass ich da einfach Gleichstrom durchschicken darf. :blink:
Also ich muss mich damit nochmal näher beschäftigen... :rolleyes:

CU Schneggal

[ET 474]

Nein, das was ich beschrieben hab, ist eine gleichgerichtete Wechselspannung. Richtige Gleichspannung ist konstant eine Linie...wie Du schon richtig erkannt hast, is das sozusagen "gepulst".
Der 420er hat Mischstrommotoren. Womit Du aber recht hast: die Eigenschaften sind mit dem Gleichstrommotor vergleichbar. Heißt aber nicht, dass ich da einfach Gleichstrom durchschicken darf.  :blink:
Also ich muss mich damit nochmal näher beschäftigen... :rolleyes:

CU Schneggal

Wenn eine Wechselspannung mit einem Brückengleichrichter, also mit diesen 4 Dioden gleichgerichtet wird, wird dabei doch auch die Negativwelle nach oben geklappt. Es entsteht also eine Welle, die nur noch auf einer Seite, der positiven Seite ist. Eine solche Spannung wird meines Wissens nach als pulsierende Gleichspannung bezeichnet. Gleichspannung, da diese nur auf einer Seite ist und pulsierend, weil da noch der Puls durch den Nulldurchgang ist. Um diese Welle zu glätten, werden in der Folge noch Kondensatoren hinzugeschaltet. Was würde passieren, wenn durch 420-Motoren Gleichstrom geschickt wird?

[Smirne]

Eine solche Spannung wird meines Wissens nach als pulsierende Gleichspannung bezeichnet.

Nur im Volksmund. Die fachlich richtige Bezeichnung heisst gleichgerichtete Wechselspannung, weil man sie eben nicht mit der geglätteten Gleichspannung gleichsetzen kann und bei Berechnung und Messungen anders behandeln muss.

Was würde passieren, wenn durch 420-Motoren Gleichstrom geschickt wird?

Da der Motor hierfür nicht ausgelegt ist, würden unzulässig hohe Ströme auftreten (zu geringer Widerstand). Dadurch würden die Wicklungen des Motors überhitzen und die Isolierung der Windungen schmelzen -> Windungsschluss...

[ET 474]

Wenn der 420 unter 3000 oder 1500 V= laufen sollte, müsste also ein Umrichter eingebaut werden, der wieder diesen "Puls" gibt.

[Smirne]

Es ist immer nur eine Sache des Umrichtens.

[Smirne]

Ums nochmal kurz zu erwähnen: Der 420er fährt nicht mit einer reinen gleichgerichteten Wechselspannung, sondern hat zusätzlich auch noch einen Phasenanschnitt. Damit schaut die Spannung so aus:

[Acela]

Um nochmal auf die ursprüngliche Frage zurückzukommen, glaube ich nicht, dass es sich lohnt bei 30 Jahre alten Fahrzeugen noch einen Umbau der elektrischen Ausrüstung durchzuführen, um z.B. unter 3000V = fahren zu können.

Die Fahrmotorspannung liegt weit unter der Fahrdrahtspannung, wie hoch sie genau ist, weiss ich nicht. Es gibt einige Gleichstromloks die ohne Trafo auskommen, weil 1500 oder 3000 Volt kein Problem für die Motoren darstellen...

[Matthias1044]

Die 420 haben sogenannte Mischstrommotoren, die sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom laufen können.

Da habe ich ebenfalls Zweifel. Die Technik des ET 420 ist mir zwar nicht vertraut, aber den Mischstrommotor gibt es auch auch anderen Lokbaureihen. Dort bedeutet Mischstrommotor, dass der der Erregerstrom zu einem Teil aus der Reihenschlußerregung und zum anderen Teil aus Fremderregung besteht.

[Schneggal]

Na was man hier alles über Motoren erfährt...*g*

@ Smirne:
Danke für das Bild! Hatte keins, was ich hier einfügen könnte. Aber für den Phasenanschnitt gehört die Welle an der U-Achse gespiegelt. Also Anschnitt von vorne...macht aber nix!

@ Acela:
Solche Umbauten sind immer mit viel Umständen verbunden. Schon allein der Trafo macht dann wegen seiner Größe Probleme. Sagen wir mal so: das hängt nicht vom Alter des Fahrzeugs ab. Es würde sich auch bei einem neueren Fahrzeug nicht lohnen (je nach dem, was man macht). Und noch was: nicht alle 420er sind 30 Jahre alt. Es gibt einige, die sind noch keine 10 Jahre

Dort bedeutet Mischstrommotor, dass der der Erregerstrom zu einem Teil aus der Reihenschlußerregung und zum anderen Teil aus Fremderregung besteht.

@ Matthias1044:
Reihenschluss und Fremderregung is richtig. Das hat aber eigentlich nix mit der Stromform zu tun. Zumindest weiß ich nix davon. Das ist die Art, den Anker anzuregen.

Um's nochmal zu sagen:
Mischstrom ist Gleichstrom mit Wechselstromanteilen.

*lg* Schneggal

[tauRus]

Schon richtig, der 420 hat wie deine Namensgebende 1044 Phasenanschnittsteuerung und damit auch Mischsstrommotoren. Damit ist es auch die einzige DB-Baureihe, die das hat. Sonst sind mir vorläufig eigentlich nur die 1044 und die 1043 bekannt (Und diese 4 Schweizer Prototypen deren Namensbezeichnung mir nicht einfällt)

Oder hast du die Definition von Mischstrommotor angezweifelt? :blink:

[Matthias1044]

Zweifel habe ich jetzt keine mehr, nur eine kleine Ergänzung: der ET 403 alt besitzt die Phasenanschnittsteuerung auch .

[Smirne]

@ Smirne:
Danke für das Bild! Hatte keins, was ich hier einfügen könnte. Aber für den Phasenanschnitt gehört die Welle an der U-Achse gespiegelt. Also Anschnitt von vorne...macht aber nix!

Jo, recht haste. Hätte ich noch nachbearbeiten sollen, hatte die nur so gefunden und gerade mal drangedacht, die negative Halbwelle noch hochzuklappen....

[ET 474]

Um's nochmal zu sagen:
Mischstrom ist Gleichstrom mit Wechselstromanteilen.

Soll heißen: Der 420 fährt mit Gleichstrom mit Wechselstromanteilen oder wie soll ich dies verstehen? Dann könnte der 420 rein theoretisch mit einem entsprechenden Stromrichter auch unter 3000/1500 V= fahren. Dieser Stromrichter müsste also den "Puls" und den Phasenanschnitt herstellen. Wäre dieses eine Choppersteuerung?