Synchronumformer

Hallo aus Hamburg
und
Hej från Karlstad,

Peter Berggren schrieb mich im vorigen Jahr zu den Synchronumformern der DR an. Seine Fragen nach historischen Fotos waren verbunden mit einer Menge an Informationen zu diesen Fahrzeugen und dem Einsatz ähnlicher Wagen in Schweden und Norwegen.

Schnell waren wir uns einig daraus einen Blog-Beitrag zu erstellen und mithilfe von deepl.com waren auch die Übersetzung und Formulierung kein Problem. Anbei präsentieren wir nun den ersten Teil; der zweite, über den Einsatz der Wagen in Schweden, soll demnächst folgen.

Synchronumformer

In Schweden wird das Eisenbahnnetz seit jeher dezentral mit Strom versorgt. Der Vorteil ist: Die Umspannwerke sind kleiner als bei zentraler Versorgung und bei der Verwendung mobiler Umrichter bedarf es keiner Kräne zum Umsetzen. Außerdem werden in Schweden Umrichter mit unterschiedlichen Kapazitäten verwendet, die bei veränderten Anforderungen leicht umgesetzt werden können. Schließlich konnten diese mobilen Konverter an geheime Schutzorte, z. B. in Betonbunkern oder Felsentunneln, verlegt werden, was insbesondere während des Zweiten Weltkriegs häufiger geschah. Insgesamt wurden zwischen 1933 und 1960 in Schweden 115 mobile Umrichter gebaut.

Im Jahr 1959 begann Asea mit dem Bau einer Serie von 10-MVA-Umrichtern Q48 für die SJ, bei denen ein 50-Hz-Drehstrom-Synchronmotor auf derselben Achse wie ein 16 2/3-Hz-Einphasen-Synchrongenerator lief. Die Steuerausrüstung, die Schaltanlage, der Starttransformator und der Transformator zur Anhebung der Generatorspannung auf Oberleitungsspannung in einem zusätzlichen Transformatorenwagen, dem Q49 untergebracht waren. Diese beiden Wagen bildeten eine feste Einheit.

Umformer in der DDR

Als die DR in den 60er-Jahren begann das elektrische Streckennetz zu erweitern, verfolgte man ein ähnliches System wie in Schweden: Die Stromversorgung sollte aus dem nationalen 50-Hz-Drehstromnetz erfolgen und dieser „Landstrom“ in einphasigen 16-2/3-Hz-Strom für das Oberleitungssystem der Eisenbahn umgewandelt werden. Daher fragte die DR bei der SJ an, ob sie zur Erprobung sowohl einen schwedischen mobilen Drehstromrichter als auch einige Lokomotiven anmieten können. Die SJ leitet die Anfrage an Asea weiter, bekam aber eine abschlägige Antwort.

Daher begann die DDR selbst solche Synchronumformer zu entwickeln, wobei der vom VEB Sachenwerk Dresden konstruierte 10-MVA-Umformer in Anlehnung an die Asea-Konstruktion entstand.

 

Das Untergestell entsprach dem schwedischen Vorbild: Wie der Asea Q48 hatten die Wagen sieben in einem Steifrahmen gelagerte, in Blatttragfedern aufgehängte Achsen.  Anders als bei den Wagen der SJ, die SKF-Rollenlager besaßen, verwendete die DR Gleitlager, da man befürchtet, dass die Vibrationen des Konverters die Rollenlager zerstören würden. Anders als in Schweden wurden in der DDR sämtliche Steuerelemente und Zusatzaggregate stationär in den Stromrichterstationen untergebracht.

Die Untergestelle der ersten beiden 1965 gefertigten mobilen Umformer Uf 01 und Uf 02 baute das RAW Jena und überführte sie nach Dresden, wo der elektrische Teil montiert wurden. Nach der Zulassung und Interoperabilitätsprüfung wurden sie zu der ersten Umformerstation in Muldenstein transportiert (Das Foto ganz oben entstand während der Erprobung des Uf 01).

Das Untergestell des Uf 03 fertigte das RAW Leipzig (wahrscheinlich 1971). Anders als die Vorgänger durfte das Untergestell ohne die Auflast des montierten Umformers nicht befördert werden. Das geringe Eigengewicht des leeren Untergestells in Verbindung mit der vergleichsweise starren Lagerung der Achsen führte Regelmäßig zu Entgleisungen.

Dasselbe Problem war sowohl von den schwedischen Umformern bekannt, als auch von den Untergestellen der für die Rheinisch Westfälischen Elektrizitätswerke (RWE) gebauten Wandertrafos. Auch diese Untergestelle durften anfangs nur mit Trafo, in den 70er-Jahren leer dann mit max. 45 bzw. 55 km/h befördert werden.

 

Aber auch mit Auflast machten die Untergestelle der Uf 03 ff. Probleme. Zum einen liefen die Gleitlager heiß, zum anderen war der Spurkranzverschleiß aufgrund der hohen Auflast der Transformatoren enorm. Erst die Trafotransporte der Uf 07 und 08 verlief reibungslos.

Nach Testläufen mit dem Uf 06 schlugen dann die VES-W Delitzsch und VEB Leipziger Kugellagerfabrik DKF der HV DR vor, bei künftigen Umformern doch auf Rollenlager zu wechseln, zumal sich die Vibrationen der Umformer als unkritisch herausgestellt hatten.

Weitere Versuche mit den Blatttragfedern zeigten 1973, dass diese steifer waren als erwartet. Daraufhin entwickelten die VES-W Delitzsch, der VEB Schwermaschinenbau Kirow in Leipzig und die VES-M Halle ein Untergestell mit Spiralfedern und Lastausgleichshebeln, dass dem Prinzip der Untergestelle der Kirow-Kräne folgte. Versuchsweise rüstete das RAW Leipzig das Untergestell des Uf 02 entsprechend um.

Tests der VES-M Halle ergaben, dass das die Abfederung nun zu weich war und einen hydraulischen Dämpfer benötigte, um die Eigenschwingungen während des Transports zu reduzieren.

 

Bauartunterschiede der Synchronumformer der DR

1. Generation Uf 01 + 02, Untergestelle RAW Jena

keine Erregermaschine, Erregung ist stationär aufgebaut
Laufwerke: Blatttragfedern, Gleitachslager

2. Generation Uf 03 – 09, Untergestelle (auch alle folgenden Wagen) RAW Leipzig
an den Wellenenden angeflanschte Erregermaschinen, Laufwerke wie vor

3. Generation Uf 10 – Uf 14
Erregung unbekannt, Laufwerke wie vor

4. Generation Uf 15 – Uf49
Laufwerke: Schraubenfedern mit Stoßdämpfern, Rollenachslager

5. Generation ab Uf 50 – 112 (gebaut bis 1991)
keine Erregermaschine / Einführung der statischen Erregereinrichtung, Laufwerke wie vor

Verbleib der Synchronumformer der DR

Bereits Mitte der 90er-Jahre überlegte die norwegischen Jernbaneverket mobile Synchronumformer der DR zu erwerben, die bei der DB AG zur Ausmusterung anstanden. Dagegen sprach, dass die Synchronumformer direkt mit der vollen 6 kV-Spannung gestartet wurden, was ein entsprechend dimensioniertes Versorgungsnetz voraussetzt. In Schweden und Norwegen starten die Umrichter mit halber Spannung und einem Starttransformator. Außerdem fehlten sämtliche Zusatzaggregate, da diese in der DDR fest verbaut waren, sodass man anfangs von diesem Vorhaben Abstand nahm.

Um 2010 stellte sich die Frage neu und diesmal entschied man anders. Hierüber werden wir in Kürze berichten. Schon jetzt bittet Peter Berggren –  peter at teknikarv . se (at durch @ ersetzen und Leerstellen löschen), dass sich Leser, die über ältere Bilder der Synchronumformer der DR verfügen, sich mit ihm in Verbindung setzen.

 

Viele Grüße / Med vänlig hälsning

Stefan Carstens und Peter Berggren

Und sonst?

Güterwagen Band 10 macht Fortschritte und auch hier gibt es einen Bezugspunkt zu dem heutigen Beitrag, nachfolgend die noch nicht korrekturgelesenen Seiten 196/197: Ab 1939 beschaffte die RWE Wandertrafos auf von der Waggonfabrik Uerdingen gebaute Untergestelle gesetzt wurde. Und ein solches Fahrzeug wurde auch nach Schweden geliefert.