Fahrstrom
Die Züge werden über die Gleise mit einer Spannung von 12 bis 14 Volt versorgt, dabei ist je eine Schiene mit einem Pol der Spannungsversorgung verbunden. Metallräder auf beiden Seiten nehmen den Strom auf und leiten ihn über Schleifkontakte aus Kupferblech zum Motor und der Beleuchtung des Triebwagens. Andere Radpaare und Achsen dürfen keine Verbindungen zwischen beiden Gleisen herstellen, damit der Fahrstrom nicht kurzgeschlossen wird.
Ein Triebwagen auf dem Weg durch den Inner Circle
Die verschiedenen Triebwagen der Modellbahn unterscheiden sich außer in den Eigenschaften des eingebauten Motors noch darin, wie viele Räder zur Stromaufnahme benutzt werden wie diese angeordnet sind. Die am häufigsten vorkommenden Dieselloks, von denen eine in dem obigen Foto zu sehen ist, benutzen beispielsweise alle Räder. Sie verfügen damit über viele unabhängige Verbindungen zu beiden Schienen. Die Lok mit der Nummer 10 beschränkt sich auf je zwei Räder an gegenüberliegenden Enden und ist so anfällig für Kontaktprobleme, zudem kann sie sich auf einer Blockgrenze liegen bleiben, wenn die Abnehmer in verschiedenen Blöcken liegen.
Richtung und Geschwindigkeit
Die Fahrtrichtung eines Zuges hängt davon ab, welche Polarität die an den Gleisen anliegende Spannung hat. Dies ist unabhängig davon, wie herum der Zug auf dem Gleis steht. Wird ein vorwärts fahrender Zug auf einem Gleis um 180 Grad gedreht, fährt er durch die vertauschte Polarität rückwärts. Durch dieses doppelte Umdrehen fährt der Zug effektiv in die selbe Richtung wie vorher. Bei den Modellbahnen gilt die Konvention, daß ein Zug vorwärts fährt, wenn auf dem in Fahrtrichtung rechten Gleis die positivere Spannung anliegt. Daher ist es möglich, jedem Gleis eine feste Richtung ohne Berücksichtigung des Zuges zuzuordnen.
Die Geschwindigkeit kann über die Spannung beeinflußt werden, einfacher ist jedoch der Weg über Pulsweitenmodulation. Dabei schaltet ein digitaler Ausgangstreiber die Spannung für das Gleis im schnellen Wechsel ein und aus. Je länger der Strom im zeitlichen Mittel eingeschaltet ist, desto schneller dreht der Motor. Die resultierende Geschwindigkeit hängt in jedem Fall von den Eigenschaften des jeweiligen Motors und von der Belastung ab, mehr Waggons oder das Befahren einer Steigung lassen den Zug etwas langsamer werden.
Laufeigenschaften verschiedener Triebwagen
Das Diagramm zeigt, welche Durchschnittsgeschwindigkeiten die verschiedenen Triebwagen auf der Bahn erreichen. Sie fuhren mit unterschiedlichen PWM-Einstellungen und den Kohlewaggons durch den Outer Circle, aus der Streckenlänge und der Fahrzeit wurde die Geschwindigkeit berechnet. Jede Kurve deckt den sinnvoll nutzbaren Bereich der PWM ab, bei einem geringeren Tastverhältnis bewältigen die Züge die Steigungen nicht mehr. Die Nummern entsprechen der Zugaufschrift, dabei ist Nummer 9 repräsentativ für alle Loks dieses Typs. Die vollständigen Meßdaten sind im Abschnitt Steuertabellen enthalten.
Die folgende Tabelle greift einige Daten nochmals auf, außerdem sind in ihr die Anzahl der Räder mit Stromabnehmern sowie der Stromverbrauch der einzelnen Loks aufgeführt. Die Ströme wurden im Leerlauf ohne Gleiskontakt und beziehungsweise mit blockierten Rädern gemessen.
| Triebwagen | Stromaufnahme | Geschwindigkeit | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Nummer | Abnehmer | Minimal | Maximal | 50% PWM | Maximum |
| 1 | 12 | 0,6 A | 1,3 A | 30,9 cm/s | 42,8 cm/s |
| 2 | 8 | 0,5 A | 1,8 A | 32,5 cm/s | 40,7 cm/s |
| 3 | 8 | 0,5 A | 1,5 A | 26,8 cm/s | 39,5 cm/s |
| 4 | 8 | 0,5 A | 1,4 A | 33,1 cm/s | 40,7 cm/s |
| 5 | 8 | 0,5 A | 1,5 A | 32,3 cm/s | 43,7 cm/s |
| 6 | 8 | 0,6 A | 1,3 A | 33,1 cm/s | 42,6 cm/s |
| 7 | 8 | 0,5 A | 0,9 A | 20,1 cm/s | 32,4 cm/s |
| 8 | 8 | 0,4 A | 1,7 A | 33,2 cm/s | 42,6 cm/s |
| 9 | 8 | 0,5 A | 1,4 A | 33,0 cm/s | 42,5 cm/s |
| 10 | 4 | 0,4 A | 0,9 A | 16,9 cm/s | 31,8 cm/s |
Blockgrenzen
Wenn die Steuerung einen Zug in Bewegung setzen will, muß sie eine entsprechende Spannung an die Gleise legen. Da alle Blöcke der Bahn nach diesem Prinzip funktionieren, darf es keine elektrische Verbindungen zwischen ihnen geben. Sie würden zu einer gegenseiten Beeinflussung oder zu Kurzschlüssen führen. Aus diesem Grund werden an den Blockgrenzen statt der üblichen Schienenverbinder aus Edelstahl oder Kupfer welche aus Kunststoff benutzt, im Foto ist so eine Trennstelle zu sehen. Das Block links im Bild ist mit einer Spannungsquelle verbunden (angedeutet durch die Farben Blau und Rot), die Schienen rechts sind stromlos.
Blockgrenze im Kicking Horse Pass
Wechselt der Triebwagen von einem Block in den nächsten, können seine Stromabnehmer für eine kurze Zeit in unterschiedlichen Blöcken liegen. Solange dies der Fall ist, ändert sich seine Geschwindigkeit abhängig der Position der Stromabnehmer und dem Phasenunterschied der beiden PWM-Generatoren. Messungen an den Stromleitungen zu den Gleisen liefern während dieser Zeit in beiden Blöcken falsche Daten.
