Wie funktioniert ein Elektromotor bei einer E-Lok?
Bei der Bahn,läuft der Motor ja nur mit den einen Draht (10000 - 15000 V). Wie funktioniert das eigentlich,weil ein "Drehstrommotor" ja mit den 3 Leitern ,L1,L2 und L3 betrieben wird Wird da ein "Drehfeld" erzeugt ? Wo ist den dort ein geschlossener Stromkreis ?
3 Antworten
In den Anfangsjahren der Elektroloks wurden Gleichstrom-Motoren verwendet, da man Wechselstrom noch nicht kannte.
Mit der Entdeckung des Wechselstromes,Ende des 19. Jh., und dessen weiterer Erforschung und Produktion durch kluge Köpfe wie Michael Faraday, Floris Nollet, Werner Siemens und Konrad Fischer, hielt auch die Wechselstromtechnik in den Lokomotiven Einzug. Auch heute sind noch Lokomotiven im Einsatz, welche einen normalen Wechselstrom-Motor haben. Der Wechselstrom für diese Loks hat aber eine Frequenz von nur 16,7 Hertz und nicht 50 Hz wie "Haushalts-Strom".
Die Drehstrom-Motoren kamen erst sehr spät zur Bahn. Die Motoren waren zwar da und man wusste von deren Effizienz und Leistung, aber man hatte das Problem, was Du richtig erkannt hast. Man hatte nur zwei Leiter, die Oberleitung und die Schiene, man brauchte aber mind. drei. Erst mit der Erfindung der Umformer, die einphasischen Wechselstrom in dreiphasischen Drehstrom umformen konnten, war der Weg für den Drehstrommotor frei.
Ich hoffe, ich konnte Dir das so halbwegs verständlich erklären. Wenn Du weitere Fragen hast, dann frag...
Ne... Der Einphasen-Wechselstrom geht in den Umformer. Der teilt den Strom wie bei einer Parallelschaltung und "verschleppt" sozusagen zwei Phasen, somit hast Du drei. Die Phasen gehen dann aber wieder zurück in den Umformer und der gibt wieder nur eine Phase an die Schiene weiter...
Die einfachste Umformung ist mit einem Kondensator. Du hast Doch sicher mal Elektromotoren gesehen, die an der Seite so ein silbernes,röhrenförmiges Gebilde haben. Das sind ansich Drehstrommotoren, die mit normalem Wechselstrom betrieben werden. Nennt sich "Steinmetzschaltung" und geht nur bei Motoren bis 2KW...
Die Schiene wird nicht heiß, weil der Querschnitt sehr groß ist, Wechselsrtom generell kleinere Leiterquerschnitte braucht und 10KV..? Ich glaube, die Bahn fährt mit 25KV in der Oberleitung also nur 160Ampere, 10KV eher für Straßen- und Kleinbahnen... Damit der Strom aber wieder in die Schiene kommt, muss er über die Fahrzeugmasse und so über die Räder in die Schiene.
Nein, moderne Drehstromloks und Triebwagen wandeln den Einphasen-WS nicht per Umformer in Drehstrom um, sondern mittels Wechselrichtern, die heute üblicherweise aus Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren bestehen. Diese können aus dem Einphasen-WS einen Drehstrom mit variabler Spannung und Frequenz erzeugen, mit dem die an den Achsen angebrachten Fahrmotoren gespeist werden. In Deutschland kommt aus der Oberleitung 15 kV WS mit 16,7 Hz. Der wird natürlich zuerst von einen Trafo auf ein niedrigeres Spannungsniveau heruntertransformiert.
Den Wechselstrommotor mit 230 V und Kondensator haben "Speismaschienen" auf´n Bau. Den kenne ich auch.
Vielen Dank für den Kommentar.Hab mein Wissen mal wieder etwas erweitert.
Früher mit Gleichstrom- oder Einphasenmotoren. Heute wird mit Wechsel- bzw. Umrichtern aus der Einphasen-Wechselspannung 16 2/3Hz
eine Dreiphasen-Wechselspannung mit einer Nennfrquenz von 50Hz gemacht.
Der Gegenpol zur Oberleitung ist die Schiene.
P=U *I ergibt I=P/U=4000000 W/15ooo V=266,66.. A
Bedeutet das,dass für jede Lok mit 4000 Kw Leistung ,266 A von der Oberleitung über den Motor und dann durch die Schiene laufen ?
Bei 100 Loks wären das denn 26600 A Strom durch die Schiene.
Wird dann die Schiene nicht heiß von so einen großen Strom ?
Mit P=U*I ergibt I=P/U=4000000W/15000 V=266,66..A
Bedeutet das,dass eine Lok mit 4000 KW Leistung ,266 A aus der Oberleitung zieht und dieser Strom (Spannung) durch einen Umformer in einen 3 Phasen -Strom (Spannung) umgewandelt wird ?
Folglich müsste dann die Schiene der N-Leiter sein ,bei einer Sternschaltung !
Aber bei symetrischer Last,ist doch der Strom im N-Leiter Null !
Also Null Strom in der Schiene.
Bei der Dreieckschaltung hat der Motor 3 Zuleitungen L1,L2 und L3 .
Der Strom bleibt hier im System und fließt nicht an die Schiene.
Wie soll das nun gehen ? Es fließt Strom von der Oberleitung an den Umformer.Dieser wandelt diesen in einen 3 Phasenstrom um,der dann an den E-Motor (Drehstrommotor) geleitet wird.
Das Gehäuse des Motors ist aber nicht mit der Schiene verbunden.
Beschreib doch mal,wie der Weg des Stroms ist .
Bei einer 4000 KW Lok sind das 266 A (Ampere)