Im letzten Artikel wurden Umrichterwerke behandelt, die Strom aus dem öffentlichen Netz für den Betrieb von Eisenbahnen umwandeln. Mit demselben Zweck werden sogenannte Bahnstromumformer betrieben, welche zu einem großen Teil aus dem Bestand der damaligen Deutschen Reichsbahn stammen und insbesondere in den zwanziger und fünziger Jahren errichtet wurden.

Für die hier betrachtete Anwendung der Produktion von Fern-Bahnstrom ist die Bezeichnung des Frequenzumformers treffender, da hier nicht die Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom), sondern lediglich die Frequenz des Stroms gewandelt wird. Der eingehende Wechselstrom selbst wird jedoch nicht umgeformt, sondern als solcher auch in das autarke Versorgungsnetz für den Schienenverkehr eingespeist. Umformeranlagen arbeiten elektromechanisch, um die Ausgangsfrequenz (50 Hz) der elektrischen Energie in Form des Einphasenwechselstroms in die reduzierte Frequenz in Höhe von 16,7 Hz für den Eisenbahnstrom mit Hilfe von rotierenden elektrischen Maschinen zu überführen. Dies erfolgt typischerweise durch einen Elektromotor sowie durch einen nachgeschalteten elektrischen Generator.

Durch eine Fremderregung der Kraftwerke lässt sich die abgegebene Spannung steuern. Die für den Schienenfahrzeugantrieb erforderliche Umformung kann weiterhin zentral oder dezentral erfolgen: Wird der öffentliche Strom direkt an den Bahnstrecken in Bahnstrom ohne jegliche Einspeisung in ein Bahnstromnetz gewandelt, so spricht man von einer dezentralen Umformung. Ein zentraler Wandlungsprozess liegt vor, wenn dieser zur direkten Speisung eines gekoppelten Bahnstromnetzes geschieht. Umformeranlagen sind darüber hinaus auch rückspeisefähig. Die nach der Transformation resultierenden Spannungen im Versorgungsnetz des Eisenbahnbetriebes liegen in der Regel bei 66, 110 oder 132 kV (Kilovolt).

Gleiches gilt für die im vorangegangenen Beitrag behandelten Umrichtermaschinen, die für den hier betrachteten Zweck die Stromfrequenz auf der Grundlage von leistungselektronischen Bauteilen konvertieren, das heißt ohne jegliche mechanisch bewegte Komponenten. Umformer bieten gegenüber Umrichtern jedoch den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer mechanischen Funktionsweise erdschlusssicher sind. Sie werden heutzutage allerdings nicht mehr gebaut und sukzessive durch die modernen, rein elektronisch arbeitenden und wartungsärmeren Umrichtermaschinen ersetzt.

Ein Teil der Frequenzumformer kann seit den neunziger Jahren jedoch auch ferngesteuert betrieben werden; früher war für die Steuerung der Anlagen ein Schichtbetrieb und damit Personal notwendig. Allerdings können aufgrund der vorstehend erwähnten Kurzschlusssicherheit und der damit zusammenhängenden System- und Versorgungsssicherheit nicht alle Bahnstromumformer ersetzt bzw. rückgebaut werden. Eine Substitution von Umformanlagen durch Transformatoren ist ausgeschlossen, da diese nur die Amplitude, nicht aber die Frequenz der Eingangsspannung verändern können.

Neben der Produktion von schienengebundenem Wechselstrom finden Umformer heutzutage nur noch im Bereich der Bundeswehr in kleineren Leistungsklassen Anwendung. Umrichter zeichnen sich darüber hinaus gegenüber Umformern durch geringere Umweltauswirkungen, niedrigere Errichtungs- und Instandhaltungskosten, kürzere Stillstandzeiten und somit einer höheren Verfügbarkeit sowie einen besseren Wirkungsgrad aus. Nach der Darstellung der statischen Frequenzumrichter und der rotierenden Frequenzumformer soll im nächsten Artikel Thyristoren behandelt werden, die als typische Bauelemente bei der Produktion von Bahnstrom zur Spannungsregelung verwendet werden.