Röll, [Victor] von (Hrsg.): Enzyklopädie des Eisenbahnwesens. 2. Aufl. Bd. 4. Berlin, Wien, 1913.

In Amerika wurde erst im Jahre 1909 die erste und einzige Drehstrombahn eröffnet. Diese bildet eine Teilstrecke der Great Northern Ry Co. und führt den Namen "Cascade Division".

Die Drehstrombahnen Europas werden vorwiegend mit Dreiphasenstrom von 3000 Volt Spannung und 15 Perioden betrieben; diese Spannungs- und Periodenzahlen bilden charakteristische Merkmale des Systems.

Die Wahl der Fahrdrahtspannung ist unter der Voraussetzung, daß auf den Fahrzeugen kein (das Gewicht derselben erhöhender) Leistungstransformator untergebracht werden soll, durch die geforderte Leistungsfähigkeit der Lokomotive gegeben. Von diesem Standpunkte ausgehend, hängt die Fahrdrahtspannung von jener Stromstärke ab, die bei der heute geforderten größten Leistung einer Lokomotive noch mit Sicherheit vom Fahrdraht abgenommen werden kann. Diese Stromstärke beträgt erfahrungsgemäß 200-250 Ampere pro Stromabnehmer. Eine Lokomotive mit zwei Stromabnehmern kann also mit Sicherheit 400 Ampere von der Fahrleitung abnehmen, was bei 3000 Volt Spannung einer effektiven Leistung von rund 2500 PS. entspricht. Bei einer zulässigen Inanspruchnahme der Zughaken der Fahrzeuge von 10 t und unter Annahme der üblichen Geschwindigkeiten, ist diese Leistung für eine Lokomotive in Europa noch für lange Zeit genügend. Es wäre also nicht zweckmäßig, die Fahrdrahtspannung aus diesem Grunde zu erhöhen, zumal auch die spezifische Leistung der Motoren (PS. f. d. kg Gewicht) mit der Erhöhung der Spannung abnimmt. Eine wesentliche Erhöhung der Fahrdrahtspannung würde, abgesehen von der schwierigen Isolierung der Leitungsanlage und der Fahrzeuge, kein anderes Ergebnis haben, als daß die Entfernung der Transformatorunterstationen größer gewählt werden könnte. Nachdem aber bei jeder Unterstation die Arbeitslinie durch Sektionsisolatoren getrennt wird, würden hierbei die voneinander unabhängig abschaltbaren Teilstrecken größer ausfallen, was bei allfälligen Leitungsfehlern das Abschalten größerer Strecken bedingt und somit jede Betriebsstörung auf einer größeren Streckenlänge fühlbar wird.

Der Hauptvorteil der Drehstromlokomotiven ist deren geringes spezifisches Gewicht; dieser Vorteil darf ohne besondere Gründe nicht preisgegeben werden.

Die zweite charakteristische Eigenschaft dieses Systems ist die Wahl der Frequenzzahl des Betriebsstromes mit 15 Perioden i. d. Sekunde. Sie wurde hauptsächlich darum so nieder gewählt, weil bei dieser Periodenzahl die Motoren anstandslos in Kaskade geschaltet werden können, was bei höherer Periodenzahl schon Schwierigkeiten verursacht. Ferner können für diese Periodenzahl Motoren gebaut werden, deren Umdrehungszahl gleich der der Triebräder ist, somit eine Zahnradübersetzung vermieden werden kann, was bei Leistungen von 1500 bis 2000 PS. von großer Wichtigkeit ist. Ein weiterer großer Vorteil der niedrigen Periodenzahl ist der hohe Wert des Leistungsfaktors (cos ph), der bei Vollast 95-96% erreicht.

Die bisherigen Erfahrungen auf den italienischen Bahnen haben die Richtigkeit dieser Voraussetzungen bewiesen. Die italienische Regierung hat daher dieses System auch der weiteren Elektrisierung ihrer Bahnen zugrunde gelegt.

Eine nützliche Eigentümlichkeit dieses Bahnbetriebssystems liegt in der Einfachheit, mit der sich hierbei Stromrückgewinnung (Rekuperation) erreichen läßt.

Die Lokomotive bremst während des Anhaltens durch entsprechende Schaltung der Motoren elektrisch den Zug bis zur halben Geschwindigkeit (ohne Beihilfe der mechanischen Bremse) ab, indem sie diekinetische Energie des Zuges, die der Differenz zwischen der tatsächlichen und halben Geschwindigkeit entspricht, in Form von elektrischem Strom, abzüglich der elektrischen Verluste im Wasserrheostat und in den Motoren, an die Linie zurückgibt. Ist nun auf diese Weise die halbe Geschwindigkeit erreicht, wird der Strom ausgeschaltet und der Zug mittels der mechanischen Bremse zum Stehen gebracht.

Derselben Erscheinung der Stromrückgabe begegnen wir bei jeder Talfahrt, wenn die Neigung der Linie in %0 ausgedrückt, größer ist als der Zugwiderstand in kg f. d. t Zuggewicht. Ein gewöhnlicher Zug würde in diesem Falle seine Geschwindigkeit beschleunigen, und um dies zu verhindern, müssen die Bremsen angezogen werden. Hier verhält es sich anders. Die Geschwindigkeit des talfahrenden Zuges bleibt bis auf einige Prozente konstant und der Überschuß an Energie, der sonst durch die Bremsung zwischen den Radreifen und Bremsklötzen vernichtet werden muß, wird in Form elektrischer Energie der Linie zurückgegeben. Diese zurückgegebene Energie kommt nun der elektrischen Zentrale zu Hilfe und vermindert somit hier die zu erzeugende Anzahl von Kilowattstunden. Die Möglichkeit der Rückgewinnung (Rekuperation) eines Teiles der verwendeten Kraft

In Amerika wurde erst im Jahre 1909 die erste und einzige Drehstrombahn eröffnet. Diese bildet eine Teilstrecke der Great Northern Ry Co. und führt den Namen „Cascade Division“.

Die Drehstrombahnen Europas werden vorwiegend mit Dreiphasenstrom von 3000 Volt Spannung und 15 Perioden betrieben; diese Spannungs- und Periodenzahlen bilden charakteristische Merkmale des Systems.

Die Wahl der Fahrdrahtspannung ist unter der Voraussetzung, daß auf den Fahrzeugen kein (das Gewicht derselben erhöhender) Leistungstransformator untergebracht werden soll, durch die geforderte Leistungsfähigkeit der Lokomotive gegeben. Von diesem Standpunkte ausgehend, hängt die Fahrdrahtspannung von jener Stromstärke ab, die bei der heute geforderten größten Leistung einer Lokomotive noch mit Sicherheit vom Fahrdraht abgenommen werden kann. Diese Stromstärke beträgt erfahrungsgemäß 200–250 Ampère pro Stromabnehmer. Eine Lokomotive mit zwei Stromabnehmern kann also mit Sicherheit 400 Ampère von der Fahrleitung abnehmen, was bei 3000 Volt Spannung einer effektiven Leistung von rund 2500 PS. entspricht. Bei einer zulässigen Inanspruchnahme der Zughaken der Fahrzeuge von 10 t und unter Annahme der üblichen Geschwindigkeiten, ist diese Leistung für eine Lokomotive in Europa noch für lange Zeit genügend. Es wäre also nicht zweckmäßig, die Fahrdrahtspannung aus diesem Grunde zu erhöhen, zumal auch die spezifische Leistung der Motoren (PS. f. d. kg Gewicht) mit der Erhöhung der Spannung abnimmt. Eine wesentliche Erhöhung der Fahrdrahtspannung würde, abgesehen von der schwierigen Isolierung der Leitungsanlage und der Fahrzeuge, kein anderes Ergebnis haben, als daß die Entfernung der Transformatorunterstationen größer gewählt werden könnte. Nachdem aber bei jeder Unterstation die Arbeitslinie durch Sektionsisolatoren getrennt wird, würden hierbei die voneinander unabhängig abschaltbaren Teilstrecken größer ausfallen, was bei allfälligen Leitungsfehlern das Abschalten größerer Strecken bedingt und somit jede Betriebsstörung auf einer größeren Streckenlänge fühlbar wird.

Der Hauptvorteil der Drehstromlokomotiven ist deren geringes spezifisches Gewicht; dieser Vorteil darf ohne besondere Gründe nicht preisgegeben werden.

Die zweite charakteristische Eigenschaft dieses Systems ist die Wahl der Frequenzzahl des Betriebsstromes mit 15 Perioden i. d. Sekunde. Sie wurde hauptsächlich darum so nieder gewählt, weil bei dieser Periodenzahl die Motoren anstandslos in Kaskade geschaltet werden können, was bei höherer Periodenzahl schon Schwierigkeiten verursacht. Ferner können für diese Periodenzahl Motoren gebaut werden, deren Umdrehungszahl gleich der der Triebräder ist, somit eine Zahnradübersetzung vermieden werden kann, was bei Leistungen von 1500 bis 2000 PS. von großer Wichtigkeit ist. Ein weiterer großer Vorteil der niedrigen Periodenzahl ist der hohe Wert des Leistungsfaktors (cos φ), der bei Vollast 95–96% erreicht.

Die bisherigen Erfahrungen auf den italienischen Bahnen haben die Richtigkeit dieser Voraussetzungen bewiesen. Die italienische Regierung hat daher dieses System auch der weiteren Elektrisierung ihrer Bahnen zugrunde gelegt.

Eine nützliche Eigentümlichkeit dieses Bahnbetriebssystems liegt in der Einfachheit, mit der sich hierbei Stromrückgewinnung (Rekuperation) erreichen läßt.

Die Lokomotive bremst während des Anhaltens durch entsprechende Schaltung der Motoren elektrisch den Zug bis zur halben Geschwindigkeit (ohne Beihilfe der mechanischen Bremse) ab, indem sie diekinetische Energie des Zuges, die der Differenz zwischen der tatsächlichen und halben Geschwindigkeit entspricht, in Form von elektrischem Strom, abzüglich der elektrischen Verluste im Wasserrheostat und in den Motoren, an die Linie zurückgibt. Ist nun auf diese Weise die halbe Geschwindigkeit erreicht, wird der Strom ausgeschaltet und der Zug mittels der mechanischen Bremse zum Stehen gebracht.

Derselben Erscheinung der Stromrückgabe begegnen wir bei jeder Talfahrt, wenn die Neigung der Linie in ‰ ausgedrückt, größer ist als der Zugwiderstand in kg f. d. t Zuggewicht. Ein gewöhnlicher Zug würde in diesem Falle seine Geschwindigkeit beschleunigen, und um dies zu verhindern, müssen die Bremsen angezogen werden. Hier verhält es sich anders. Die Geschwindigkeit des talfahrenden Zuges bleibt bis auf einige Prozente konstant und der Überschuß an Energie, der sonst durch die Bremsung zwischen den Radreifen und Bremsklötzen vernichtet werden muß, wird in Form elektrischer Energie der Linie zurückgegeben. Diese zurückgegebene Energie kommt nun der elektrischen Zentrale zu Hilfe und vermindert somit hier die zu erzeugende Anzahl von Kilowattstunden. Die Möglichkeit der Rückgewinnung (Rekuperation) eines Teiles der verwendeten Kraft