Поради голямото си разнообразие от предимства в сравнение с дизеловите и парните локомотивни системи, електрическите локомотивни системи се превърнаха в най-популярните и широко използвани системи за тягови системи.

С появата на мощни електронни устройства се използват съвременни системи за електрическа тяга многостепенни инвертори за по-добро сцепление като висока точност, бърза реакция и по-висока надеждност.

Електрически локомотивни системи

Оценката на дизайна на електрическите двигатели и технологиите за електрификация не само са довели до проектирането на високоскоростни локомотиви (метро и крайградски железници), но също така са повишили общата енергийна ефективност.

Какво е електрическа тяга или локомотив?

Движеща сила, която причинява задвижване на превозно средство, се нарича тягова система. Тяговата система е от два различни типа: неелектрическа тягова система и електрическа тягова система.

“npn транзистор като превключвател ”

Неелектрическа тягова система

Тяговата система, която не използва електричество на нито един етап от движението на превозното средство, се нарича неелектрическа тягова система. Такава тягова система се използва в парни локомотиви, двигатели с интегрална схема и в влакове на маглев (високоскоростни влакове).

Електрическа тягова система

Тяговата система, която използва електричество във всички етапи или някои етапи от движението на превозното средство, се нарича система за електрическа тяга.

Електрическа Vs Неелектрическа тяга

В електрическата тягова система движещата сила за изтегляне на влак се генерира от тяговите двигатели. Системата за електрическа тяга може да бъде разделена най-общо на две групи: едната се захранва самостоятелно, а другата е система от трета релса.

Системите със самостоятелно захранване включват дизелови електрически задвижвания и акумулаторни електрически задвижвания, които могат да генерират собствена мощност за изтегляне на влака, докато системите от трета релса или въздушните проводници използват мощността от външна разпределителна мрежа или мрежи, а примерите включват трамвайни пътища , тролейбуси и локомотиви, задвижвани от въздушни електропроводи.

Видове системи за електрификация на коловозите

Електрификацията на коловоза се отнася до типа система за захранване с източник, която се използва при захранване на електрическите локомотивни системи. Това може да бъде AC или DC или композитен източник.

Изборът на типа електрификация зависи от няколко фактора като наличност на доставки, тип област на приложение или от услуги като градски, крайградски и главни линии и др.

Съществуват трите основни типа електрически тягови системи, както следва:

Система за електрификация с постоянен ток (DC)
Система за електрификация с променлив ток (AC)
Композитна система.

Система за електрификация с постоянен ток (DC)

Изборът на избор на система за електрификация с постоянен ток включва много предимства, като съображения за пространство и тегло, бързо ускоряване и спиране на електродвигатели с постоянен ток, по-ниски разходи в сравнение с променливотокови системи, по-малко консумация на енергия и т.н.

При този тип система трифазната мощност, получена от електропреносните мрежи, се деескалира до ниско напрежение и се преобразува в постоянен ток от токоизправителите и силови електронни преобразуватели .

3-та релсова система

Този тип захранване с постоянен ток се подава към превозното средство по два различни начина: първият път е през третата релсова система (страничен ход и под ходов електрифициран коловоз и осигуряване на обратна пътека през релси), а вторият път е през въздушната линия DC система. Този постоянен ток се подава към тяговия двигател като серията DC или комбинирани двигатели за задвижване на локомотива, както е показано на горната фигура.

Захранващите системи за електрификация с постоянен ток включват захранване с 300-500V за специалните системи като батерийни системи (600-1200V) за градски железници като трамваи и леки метро и 1500-3000V за крайградски и главни линии като леки метро и тежки метро влакове . Третата (проводникова релса) и четвъртата релсова система работят при ниско напрежение (600-1200V) и високи токове, докато надземните релсови системи използват високо напрежение (1500-3000V) и ниски токове.

“какво е avr микроконтролер ”

DC система за електрификация

Благодарение на високия стартов въртящ момент и умереното управление на скоростта, двигателите от серията DC се използват широко в системите за сцепление с постоянен ток. Те осигуряват висок въртящ момент при ниски скорости и нисък въртящ момент при високи скорости.

An регулатор на скоростта на електродвигателя се използва чрез промяна на напрежението, приложено към него. Специалните задвижващи системи, които се използват за управление на тези електродвигатели, включват чейнджър, тиристорен контрол, хеликоптер и микропроцесорни управляващи задвижвания.

Недостатъците на тази система включват трудност при прекъсване на токове при високи напрежения при повишено състояние на повреда и необходимостта от локализиране на подстанции с постоянен ток между къси разстояния.

Система за електрификация с променлив ток (AC)

Система за променлив ток стана много популярна в днешно време и по-често се използва в повечето от тяговите системи поради няколко предимства, като бърза наличност и генериране на променлив ток, които могат лесно да се засилят или намалят, лесно управление на променливотокови двигатели, изискване за по-малък брой подстанции и наличието на леки въздушни контактни мрежи, които пренасят ниски токове при високо напрежение и т.н.

Системите за захранване с променлив ток включват едно-, трифазни и композитни системи. Еднофазните системи се състоят от 11 до 15 KV захранване при 16,7 Hz и 25 Hz, за да улеснят променливите скорости на комутационните двигатели с променлив ток.
Използва отстъпи трансформатор и честотни преобразуватели за преобразуване от високо напрежение и фиксирана индустриална честота.

“различни видове превключватели ”

Еднофазната 25KV при 50Hz е най-често използваната конфигурация за електрификация с променлив ток. Използва се за системи за тежки тегления и услуги за главни линии, тъй като не изисква преобразуване на честотата. Това е един от широко използваните видове композитни системи, при които захранването се преобразува в DC за задвижване на тягови двигатели с постоянен ток.

AC система за електрификация

Трифазната система използва трифазен асинхронен двигател за задвижване на локомотива и е оценена на 3.3.KV, 16.7Hz. Разпределителната система за високо напрежение при захранване от 50 Hz се преобразува в тази мощност от трансформатори и честотни преобразуватели. Тази система използва две въздушни линии, а релсовата релса образува друга фаза, но това поражда много проблеми в прелезите и кръстовищата.

Горната фигура показва работа на електрически локомотив с променлив ток, при която контактната система получава еднофазна мощност от въздушната система. Захранването се засилва от трансформатора и след това се преобразува в постоянен ток от токоизправител. Изглаждащ реактор или DC връзка, филтрира и изглажда DC, за да намали пулсациите и след това DC се преобразува в AC чрез инвертор, който променя честотата, за да получи променлива скорост на тяговия двигател (подобно на VFD ).

Композитна система

Тази система включва предимствата както на DC, така и на AC системи. Тези системи са предимно от два вида: еднофазна до три фази или система Kando, а другата еднофазна към DC система.

Еднофазна до трифазна или система Кандо

В система Kando една въздушна линия носи еднофазно захранване от 16KV, 50Hz. Това високо напрежение се понижава и се преобразува в трифазно захранване със същата честота в самия локомотив чрез трансформатора и преобразуватели .

Това трифазно захранване се подава допълнително към трифазния асинхронен двигател, който задвижва локомотива. Тъй като системата с две въздушни линии на трифазната система е заменена от единична въздушна линия от тази система, това е икономично.

Тъй като вече обсъдихме в електрификацията на променлив ток, че еднофазната система за постоянен ток е много популярна, това е най-икономичният начин за единична въздушна линия и има голямо разнообразие от характеристики на двигателя от серия DC.
В тази конкретна система еднофазно захранване от въздушна линия 25KV, 50Hz се намалява чрез трансформатор вътре в локомотива и след това се преобразува в постоянен ток от токоизправители. DC се подава към DC-задвижващата система за задвижване на серийния двигател и за управление на неговите скоростни и спирачни системи.

Това е всичко за електрическите локомотивни системи. И се надяваме, че сме ви предоставили достатъчно и подходяща информация за различните системи за захранване, използвани в тяговите системи.

Препоръчваме ви да напишете вашите предложения, коментари и отзиви за тази статия или идеи за проекти в раздела за коментари, даден по-долу, а също така очаквате вашите предложения за намаляване на авариите с късо съединение в тяговите системи.

Снимки Кредити