Vďaka svojej širokej škále výhod v porovnaní s dieselovými a parnými lokomotívami sa elektrické lokomotívy stali najobľúbenejšími a najbežnejšie používanými systémami pre trakčné systémy.

“na čo slúžia logické brány ”

S príchodom výkonových elektronických zariadení sa využívajú moderné elektrické trakčné systémy viacúrovňové invertory pre lepší trakčný výkon, ako je vysoká presnosť, rýchla odozva a vyššia spoľahlivosť.

Elektrické lokomotívne systémy

Vyhodnotenie návrhu elektromotora a elektrifikačných technológií viedlo nielen k návrhu vysokorýchlostných lokomotív (metro a prímestské železnice), ale tiež zvýšilo celkovú energetickú účinnosť.

Čo je to elektrická trakcia alebo lokomotíva?

Hnacia sila, ktorá spôsobuje pohon vozidla, sa označuje ako trakčný systém. Pohonný systém je dvoch rôznych typov: neelektrický trakčný systém a elektrický trakčný systém.

Neelektrický trakčný systém

Pohonný systém, ktorý v žiadnom štádiu pohybu vozidla nepoužíva elektrinu, sa označuje ako neelektrický trakčný systém. Takýto trakčný systém sa používa v parných lokomotívach, IC motoroch a v vlaky maglev (vysokorýchlostné vlaky).

Elektrický trakčný systém

Pohonný systém, ktorý využíva elektrinu vo všetkých stupňoch alebo v niektorých stupňoch pohybu vozidla, sa označuje ako elektrický trakčný systém.

Elektrické Vs Neelektrická trakcia

V elektrickom trakčnom systéme je hnacia sila na ťahanie vlaku generovaná trakčnými motormi. Elektrický trakčný systém možno rozdeliť do dvoch skupín: jedna je s vlastným pohonom a druhá je tretia koľajová sústava.

Medzi systémy s vlastným pohonom patria dieselové elektrické pohony a batériové elektrické pohony, ktoré môžu generovať vlastnú energiu na ťahanie vlaku, zatiaľ čo systémy tretej koľajnice alebo trolejového vedenia využívajú energiu z externej distribučnej siete alebo sietí. Príklady zahŕňajú električky , trolejbusy a lokomotívy poháňané z nadzemného elektrického vedenia.

Typy traťových elektrifikačných systémov

Traťová elektrifikácia sa týka typu systému napájania zdroja, ktorý sa používa pri napájaní elektrických lokomotívnych systémov. Môže to byť striedavý alebo jednosmerný prúd alebo kompozitný zdroj.

Výber typu elektrifikácie závisí od niekoľkých faktorov, ako je dostupnosť napájania, typ oblasti použitia alebo od služieb ako mestské, prímestské a hlavné linky atď.

Existujú tri hlavné typy elektrických trakčných systémov:

Elektrizačný systém s jednosmerným prúdom (DC)
Elektrifikačný systém so striedavým prúdom (AC)
Kompozitný systém.

Elektrizačný systém s jednosmerným prúdom (DC)

Voľba výberu jednosmerného elektrifikačného systému zahŕňa mnoho výhod, ako napríklad hľadisko priestoru a hmotnosti, rýchle zrýchlenie a brzdenie jednosmerných elektromotorov, nižšie náklady v porovnaní so striedavými systémami, menšia spotreba energie atď.

V tomto type systému je trojfázový výkon prijatý z energetických sietí znížený na nízke napätie a prevedený na jednosmerný prúd usmerňovačmi a výkonovo-elektronické meniče .

3. železničný systém

Tento typ jednosmerného napájania sa dodáva do vozidla dvoma rôznymi spôsobmi: prvý spôsob je cez systém 3. koľajníc (bočný chod a pod jazdou elektrifikovaná koľaj a poskytujúci spiatočnú cestu cez koľajnice) a druhý spôsob je vzdušné vedenie DC systém. Tento jednosmerný prúd sa dodáva do trakčného motora, ako sú jednosmerné motory alebo zložené motory na pohon lokomotívy, ako je to znázornené na obrázku vyššie.

Systémy napájania jednosmernou elektrifikáciou zahŕňajú napájanie 300 - 500 V pre špeciálne systémy, ako sú batériové systémy (600 - 1 200 V) pre mestské železnice, ako sú električky a ľahké metro, a 1500 - 3 000 V pre prímestské a hlavné služby, ako sú ľahké metro a ťažké vlaky metra . Systémy 3. (dirigentská dráha) a 4. železnica pracujú pri nízkych napätiach (600 - 1 200 V) a vysokých prúdoch, zatiaľ čo nadzemné železničné systémy používajú vysoké napätie (1 500 - 3 000 V) a nízke prúdy.

“ako zapojiť obojsmerný prepínač ”

DC elektrifikačný systém

Vďaka vysokému rozbehovému krútiacemu momentu a regulácii miernych otáčok sú motory DC série vo veľkej miere využívané v trakčných systémoch DC. Poskytujú vysoký krútiaci moment pri nízkych otáčkach a nízky krútiaci moment pri vysokých otáčkach.

An regulátor otáčok elektromotora sa používa na zmenu napájacieho napätia. Špeciálne pohonné systémy, ktoré sa používajú na riadenie týchto elektrických motorov, zahŕňajú prepínač odbočiek, tyristorové riadenie, riadenie chopperov a mikroprocesorové riadiace pohony.

Nevýhody tohto systému zahŕňajú ťažkosti s prerušením prúdov pri vysokých napätiach, keď sa zvýši poruchový stav, a potreba umiestnenia jednosmerných staníc medzi krátkymi vzdialenosťami.

Elektrifikačný systém so striedavým prúdom (AC)

Striedavý trakčný systém sa v dnešnej dobe stal veľmi populárnym a vo väčšine trakčných systémov sa častejšie používa z dôvodu niekoľkých výhod, ako je rýchla dostupnosť a generovanie striedavého prúdu, ktoré sa dá ľahko zvýšiť alebo znížiť, ľahké ovládanie striedavých motorov, menší počet požiadaviek na rozvodne a prítomnosť ľahkých trolejových vedení, ktoré prenášajú nízke prúdy pri vysokom napätí atď.

Systémy napájania striedavým prúdom zahŕňajú jednofázové, trojfázové a kompozitné systémy. Jednofázové systémy pozostávajú z napájania 11 až 15 KV pri 16,7 Hz a 25 Hz na uľahčenie premenlivých otáčok komutačným motorom na striedavý prúd.
Používa to krokový transformátor a frekvenčné meniče na prevod z vysokého napätia a stálej priemyselnej frekvencie.

“symboly a významy elektrických obvodov ”

Jednofázová 25KV pri 50Hz je najbežnejšie používanou konfiguráciou pre AC elektrifikáciu. Používa sa pre ťažké dopravné systémy a služby hlavnej linky, pretože nevyžaduje frekvenčný prevod. Toto je jeden z najbežnejšie používaných typov kompozitných systémov, pri ktorých sa napájanie prevádza na jednosmerný prúd na pohon jednosmerných trakčných motorov.

AC elektrifikačný systém

Trojfázový systém používa na pohon lokomotívy trojfázový indukčný motor a je dimenzovaný na 3,3 KV, 16,7 Hz. Vysokonapäťový distribučný systém s napájaním 50 Hz sa na tento výkon elektromotora prevádza transformátormi a frekvenčnými meničmi. Tento systém zamestnáva dve nadzemné vedenia a koľajnica tvorí ďalšiu fázu, čo však spôsobuje veľa problémov na križovatkách a križovatkách.

Vyššie uvedený obrázok ukazuje prevádzku elektrickej lokomotívy na striedavý prúd, kde trolejový systém prijíma jednofázovú energiu z nadzemného systému. Napájanie je zosilnené transformátorom a potom je prevedené na DC usmerňovačom. Vyrovnávací reaktor alebo medziobvod, filtruje a vyhladzuje jednosmerný prúd na zníženie zvlnenia, a potom sa jednosmerný prúd prevádza na striedavý prúd invertorom, ktorý mení frekvenciu, aby získal premennú rýchlosť trakčného motora (podobne ako v prípade VFD ).

Kompozitný systém

Tento systém obsahuje výhody systémov jednosmerného aj striedavého prúdu. Tieto systémy sú väčšinou dvoch typov: jednofázový až trojfázový alebo systém Kando a druhý jednofázový systém s jednosmerným prúdom.

Jednofázový až trojfázový alebo systém Kando

V systéme Kando nesie jedno nadzemné vedenie jednofázové napájanie 16 KV, 50 Hz. Toto vysoké napätie sa znižuje a prevádza na trojfázové napájanie rovnakej frekvencie v samotnom rušni prostredníctvom transformátora a prevádzače .

Toto trojfázové napájanie sa ďalej dodáva do trojfázového indukčného motora, ktorý poháňa lokomotívu. Pretože je systém troch nadzemných vedení trojfázového systému týmto systémom nahradený jedným nadzemným vedením, je to ekonomické.

Ako sme už v rámci AC elektrifikácie diskutovali, že jednofázový na jednosmerný systém je veľmi populárny, ide o najekonomickejší spôsob samostatného nadzemného vedenia a má širokú škálu charakteristík sériových motorov.
V tomto konkrétnom systéme je jednofázové napájanie nadzemného vedenia s napätím 25 kV a 50 Hz zmenšené transformátorom vo vnútri lokomotívy a potom prevedené na jednosmerný prúd usmerňovačmi. Jednosmerný prúd sa dodáva do systému jednosmerného pohonu na pohon sériového motora a na riadenie jeho otáčok a brzdových systémov.

Toto je všetko o elektrických lokomotívnych systémoch. A dúfame, že sme vám poskytli dostatok a relevantné informácie o rôznych napájacích systémoch používaných v trakčných systémoch.

Odporúčame vám, aby ste svoje návrhy, komentáre a spätnú väzbu k tomuto článku alebo nápadom na projekt napísali do nižšie uvedenej sekcie komentárov. Očakávame tiež, že vaše návrhy na zníženie nehôd skratu v trakčných systémoch.

Fotoúvery