angefangen Forenzeit ~19:00
Ich habe Energieelektroniker bei einem Energieversorgungsunternehemen gelernt.
Deshalb auch die Fragen mit 50 Hz und 16 2/3 Hz
Also:
1. Theorie
Das Bahnstromnetz ist in den Länder (D, Au, Ch) synchronisiert.
Das heisst alle Generatoren und Bahnumformer laufen nicht nur gleich schnell, sondern liefern auch im gleichen Zeitpunkt den gleichen phasengleichen Strom. (Der Wechselstrom ändert sich ja 16,66 mal in der Sekunde die Stromrichtung).
1.1.
Die Generatoren werden über Dampfturbinen angetrieben und werden alle synchroniert.
Ein Verändern der Frequenz ist relativ "leicht" möglich, indem alle Generatoren etwas schneller laufen.
16 2/3 Hz = 16 2/3
1/s =
1000 1/min
16,7 Hz = 16,7
1/s =
1002 1/min
Das heist, dass die Generatoren um 2 Umdrehungen pro Minute schneller laufen müssen.
1.2.
Die Bahnumformer sind grosse Motor-Generator-Maschinensätze.
Das heisst, das ein 50 Hz Drehstrommotor einen 16 2/3 Hz Generator antreibt.
Der 50 Hz Motor läuft (in der einpoligen Version) mit 3000 Umdrehungen.
Der 16 2/3 Hz Generator soll (in der einpoligen Version) mit 100 Umdrehungen laufen.
Lösung: Dazwischen wird ein festes 1:3 Getriebe geschaltet.
(Es gibt noch die Möglichkeit von mehrpoligen Maschinen, die das Getriebe überflüssig macht, aber von Prinzip reicht das.)
Will man nun das Netz auf 16,7 Hz anheben, dann laufen die Bahnumformer immer noch mit den vom öffentlichen Netz vorgebenen Frequenz von 50 Hz (50Hz /3 = 16 2/3 Hz)
Also arbeiten die Umformer dem gewünschten Ergebniss theoretisch hinterher.
2. Praxis
In Wirklichkeit gibt es durch das anspruchsvolle Bahnstromnetz (i. Vergl. zu öffentlichen) grosse Frequenzverschiebungen.
Das heisst, dass die Frequenz bei Spitzenlast im gesamten Netz absinkt.
Hebt man nun die gewünschten Frequenz an (16,67 Hz auf 16,7 Hz), dann sinkt die Frequenz bei Spitzenlast zwar auch ab, aber auf eine Frequenz, bei der die starren Umformer (immer noch von 50 Hz gespeist) dem gesamten Bahnstromnetz weniger entgegen arbeitet.
Idellaler Weise sinkt die Netzfrequenz auf 16 2/3 Hz wieder zurück
Hoffentlich habt ich euch einen kleinen Einblick verschafft. :unsure: