Zaradi številnih prednosti v primerjavi z dizelskimi in parnimi lokomotivnimi sistemi so električni lokomotivni sistemi postali najbolj priljubljeni in pogosto uporabljani sistemi za vlečne sisteme.

S pojavom močnostnih elektronskih naprav se uporabljajo sodobni električni vlečni sistemi večstopenjski pretvorniki za boljše oprijemne lastnosti, kot so visoka natančnost, hitra odzivnost in večja zanesljivost.

Električni lokomotivni sistemi

Vrednotenje zasnove elektromotorjev in tehnologij za elektrifikacijo ni privedlo le do zasnove hitrih lokomotiv (podzemne železnice in primestne železnice), temveč je povečalo tudi splošno energetsko učinkovitost.

Kaj je električna vleka ali lokomotiva?

Gonilna sila, ki povzroča pogon vozila, se imenuje vlečni sistem. Vlečni sistem je dveh različnih vrst: neelektrični vlečni sistem in električni vlečni sistem.

Neelektrični vlečni sistem

Vlečni sistem, ki v kateri koli fazi gibanja vozila ne uporablja električne energije, se imenuje neelektrični vlečni sistem. Tak vlečni sistem se uporablja v parnih lokomotivah, IC motorjih in v vlaki maglev (vlaki z visoko hitrostjo).

Električni vlečni sistem

Vlečni sistem, ki uporablja električno energijo v vseh stopnjah ali nekaterih stopnjah gibanja vozila, se imenuje električni vlečni sistem.

Electric Vs Neelektrična vleka

V sistemu električnega vleka pogonsko silo za vleko vlaka ustvarjajo vlečni motorji. Sistem električne vleke lahko na splošno razdelimo v dve skupini: ena se napaja z lastno energijo, druga pa s sistemom s tretjo tirnico.

Sistemi z lastnim pogonom vključujejo dizelske električne pogone in akumulatorske električne pogone, ki lahko ustvarijo lastno moč za vleko vlaka, medtem ko sistemi s tretjo tirnico ali nadzemnimi žicami uporabljajo moč iz zunanjega distribucijskega omrežja ali omrežij, primeri pa vključujejo tramvajske poti , trolejbusi in lokomotive, ki se vozijo z nadzemnih električnih vodov.

Vrste sistemov za elektrifikacijo gosenic

Elektrifikacija tirov se nanaša na vrsto sistema za oskrbo z viri, ki se uporablja med napajanjem električnih lokomotiv. Lahko je izmenični ali enosmerni ali sestavljeni.

Izbira vrste elektrifikacije je odvisna od več dejavnikov, kot so razpoložljivost oskrbe, vrsta območja uporabe ali storitve, kot so mestne, primestne in glavne proge itd.

Tri glavne vrste sistemov električne vleke, ki obstajajo, so naslednje:

Sistem za elektrifikacijo enosmernega toka
Sistem za elektrifikacijo izmeničnega toka (AC)
Sestavljeni sistem.

Sistem za elektrifikacijo enosmernega toka

Izbira sistema elektrifikacije z enosmernim tokom vključuje številne prednosti, kot so prostorski in težni vidiki, hitro pospeševanje in zaviranje enosmernih elektromotorjev, nižji stroški v primerjavi z izmeničnimi sistemi, manjša poraba energije itd.

Pri tej vrsti sistema se trifazna moč, ki jo prejemajo iz električnih omrežij, preusmeri v nizko napetost in usmerniki pretvorijo v enosmerni tok. pretvorniki moči .

“boolean algebra produkt vsot ”

3. železniški sistem

Ta vrsta oskrbe z enosmernim tokom se v vozilo napaja na dva različna načina: prva pot je prek tretjega tirnega sistema (bočni in podvoženi elektrificirani tir in zagotavlja povratno pot skozi tekaške tirnice), druga pot pa po voznem vodu Enosmerni sistem. Ta enosmerni tok se napaja na vlečni motor, kot je serija DC ali sestavljeni motorji za pogon lokomotive, kot je prikazano na zgornji sliki.

Oskrbovalni sistemi za elektrifikacijo z enosmernim tokom vključujejo napajanje 300-500 V za posebne sisteme, kot so akumulatorski sistemi (600-1200 V) za mestne železnice, kot so tramvaji in lahki metroji, ter 1500-3000 V za primestne in glavne storitve, kot so lahki metroji in težke vlaki podzemne železnice . Tretji (prevodni tir) in 4. tirni sistem delujeta pri nizkih napetostih (600-1200V) in visokih tokovih, medtem ko nadzemni tirni sistemi uporabljajo visoke napetosti (1500-3000V) in nizke tokove.

Enosmerni sistem za elektrifikacijo

Zaradi visokega zagonskega navora in zmerne regulacije hitrosti so motorji serije DC v veliki meri uporabljeni v enosmernih vlečnih sistemih. Zagotavljajo visok navor pri nizkih hitrostih in majhen navor pri visokih hitrostih.

An regulator hitrosti elektromotorja se uporablja s spreminjanjem napetosti, ki je nanj pritrjena. Posebni pogonski sistemi, ki se uporabljajo za krmiljenje teh elektromotorjev, vključujejo menjalnike preklopnikov, tiristorski nadzor, krmiljenje helikopterja in krmilne pogone mikroprocesorjev.

Pomanjkljivosti tega sistema vključujejo težave pri prekinitvi tokov pri visokih napetostih, kadar je stanje okvare večje, in potrebo po umeščanju enosmernih postaj med kratke razdalje.

Sistem za elektrifikacijo izmeničnega toka (AC)

Vlečni sistem z izmeničnim tokom je danes zelo priljubljen in se pogosteje uporablja v večini vlečnih sistemov zaradi številnih prednosti, kot so hitra razpoložljivost in generiranje izmeničnega toka, ki ga je mogoče enostavno stopnjevati navzgor ali navzdol, enostavno upravljanje z izmeničnimi motorji, manjše število podpostaj in prisotnost lahkih nadzemnih kontaktnih mrež, ki prenašajo nizke tokove pri visokih napetostih itd.

Napajalni sistemi za elektrifikacijo izmeničnega toka vključujejo eno-, trifazne in sestavljene sisteme. Enofazni sistemi so sestavljeni iz 11 do 15 KV napajanja pri 16,7 Hz in 25 Hz, da olajšajo spremenljivo hitrost komutacijskih motorjev.
Uporablja odstopni transformator in frekvenčni pretvorniki za pretvorbo iz visokih napetosti in fiksne industrijske frekvence.

Enofazna 25KV pri 50Hz je najpogosteje uporabljena konfiguracija za elektrifikacijo izmeničnega toka. Uporablja se za sisteme za težke vleke in storitve glavne proge, saj ne zahteva pretvorbe frekvence. To je ena od pogosto uporabljenih vrst sestavljenih sistemov, pri kateri se napajanje pretvori v enosmerni tok za pogon enosmernih vlečnih motorjev.

AC sistem za elektrifikacijo

Trifazni sistem uporablja trifazni asinhronski motor za pogon lokomotive in je ocenjen na 3,3 KV, 16,7 Hz. Visokonapetostni distribucijski sistem pri napajanju 50 Hz pretvorijo v to nazivno moč elektromotorja transformatorji in frekvenčni pretvorniki. Ta sistem uporablja dva nadzemna voda, tirna tirnica pa tvori drugo fazo, vendar to povzroča številne težave na križiščih in križiščih.

Na zgornji sliki je prikazano delovanje električne lokomotive z izmeničnim tokom, pri katerem verižni sistem prejme enofazno moč iz nadzemnega sistema. Napajanje poveča transformator, nato pa ga usmernik pretvori v enosmerni tok. Reaktor za glajenje ali enosmerna povezava filtrira in gladi enosmerni tok, da zmanjša valovanje, nato pa enosmerni tok pretvori v izmenični tok s pretvornikom, ki spreminja frekvenco, da dobi spremenljivo hitrost vlečnega motorja (podobno kot VFD ).

Sestavljeni sistem

Ta sistem vključuje prednosti enosmernega in izmeničnega sistema. Ti sistemi so v glavnem dveh vrst: enofazni do trifazni ali sistem Kando, drugi pa enofazni do enosmernega sistema.

Enofazni do trifazni ali sistem Kando

V sistemu Kando ima en nadzemni vod enofazno napajanje 16KV, 50Hz. Ta visoka napetost se prek transformatorja prekine in pretvori v trifazno napajanje z enako frekvenco v sami lokomotivi. pretvorniki .

Ta trifazni napajalnik se nadalje napaja s trifaznim asinhronskim motorjem, ki poganja lokomotivo. Ker sistem z dvema nadzemnima vodoma trifaznega sistema ta sistem nadomesti z enim nadzemnim vodom, je to ekonomično.

Kot smo že razpravljali o elektrifikaciji izmeničnega toka, da je enofazni sistem enosmernega toka zelo priljubljen, je to najbolj ekonomičen način enojnega nadzemnega voda in ima najrazličnejše značilnosti motorjev serije DC.
V tem posebnem sistemu se enofazni 25KV, 50Hz sistem nadzemnega voda prek transformatorja znotraj lokomotive zmanjša in nato s pomočjo usmernikov pretvori v enosmerni tok. DC se napaja v DC-pogonski sistem za pogon serijskega motorja in za nadzor njegovih hitrosti in zavornih sistemov.

To je vse o električnih lokomotivah. Upamo, da smo vam dali dovolj ustreznih informacij o različnih sistemih oskrbe, ki se uporabljajo v vlečnih sistemih.

Svetujemo vam, da svoje predloge, komentarje in povratne informacije o tem članku ali projektnih idejah napišete v spodnjem oddelku za komentarje, pričakujete pa tudi, da bodo vaši predlogi zmanjšali nesreče s kratkim stikom v vlečnih sistemih.