På grunn av sitt brede utvalg av fordeler sammenlignet med diesel- og damplokomotivsystemer, har elektriske lokomotivsystemer blitt de mest populære og mest brukte systemene for trekkraftanlegg.

“enkeltpolet dobbeltkastbryter -symbol ”

Med fremveksten av kraftelektroniske enheter bruker moderne elektriske trekksystemer omformere med flere nivåer for bedre trekkytelse som høy nøyaktighet, rask respons og høyere pålitelighet.

Elektriske lokomotivsystemer

Evalueringen av design av elektromotorer og elektrifiseringsteknologier har ikke bare ført til utformingen av høyhastighets lokomotiver (metro og forstadsbane), men har også økt den samlede energieffektiviteten.

Hva er en elektrisk trekkraft eller lokomotiv?

En drivkraft som forårsaker fremdrift av et kjøretøy kalles et trekkraft system. Trekkesystemet er av to forskjellige typer: ikke-elektrisk trekksystem og elektrisk trekksystem.

Ikke-elektrisk trekksystem

Trekkesystemet som ikke bruker strøm på noe tidspunkt i kjøretøyets bevegelse, blir referert til som et ikke-elektrisk trekksystem. Et slikt trekksystem brukes i damplokomotiver, IC-motorer og i maglev tog (høyhastighetstog).

Elektrisk trekksystem

Trekkesystemet som bruker elektrisitet i alle trinn eller i noen faser av kjøretøyets bevegelse, kalles et elektrisk trekksystem.

Elektrisk mot ikke-elektrisk trekkraft

I et elektrisk trekksystem genereres drivkraften til å trekke et tog av trekkmotorene. Det elektriske trekksystemet kan deles opp i to grupper: den ene er selvdrevet og den andre er det tredje skinnesystemet.

De selvdrevne systemene inkluderer dieselelektriske drivere og batteridrevne drivstasjoner som kan generere sin egen kraft for å trekke toget, mens de tredje jernbanesystemene eller overhead-ledningssystemene bruker strømmen fra et eksternt distribusjonsnett eller nett, og eksemplene inkluderer trikker , trallebusser og lokomotiver kjørt fra luftledninger.

Typer av sporelektrifiseringssystemer

Sporelektrifisering refererer til typen kildeforsyningssystem som brukes mens du driver elektriske lokomotivsystemer. Det kan være vekselstrøm eller likestrøm eller en sammensatt forsyning.

Valg av elektrifiseringstype avhenger av flere faktorer som tilgjengeligheten av forsyning, type applikasjonsområde eller av tjenestene som by-, forstads- og hovedlinjetjenester osv.

De tre hovedtypene av elektriske trekksystemer som finnes er som følger:

Likestrøm (DC) elektrifiseringssystem
Vekselstrøm (AC) elektrifiseringssystem
Kompositt system.

Likestrøm (DC) elektrifiseringssystem

Valget av å velge DC-elektrifiseringssystem omfatter mange fordeler, som hensyn til plass og vekt, rask akselerasjon og bremsing av DC-elektriske motorer, lavere kostnader sammenlignet med AC-systemer, mindre energiforbruk og så videre.

I denne typen system blir trefasekraft mottatt fra strømnettene avskalert til lavspenning og konvertert til DC av likeretterne og kraftelektroniske omformere .

3. skinnesystem

Denne typen likestrømforsyning leveres til kjøretøyet på to forskjellige måter: den første veien er gjennom det tredje skinnesystemet (sideveis og under kjørende elektrifisert spor og gir returvei gjennom løpende skinner), og den andre veien er gjennom luftledningen DC-system. Denne likestrømmen blir matet til trekkmotoren som DC-serien eller sammensatte motorer for å kjøre lokomotivet, som vist i figuren ovenfor.

Forsyningssystemene for DC-elektrifisering inkluderer 300-500V forsyning for spesielle systemer som batterisystemer (600-1200V) for bybaner som trikker og lette metroområder, og 1500-3000V for forstads- og hovedtjenestetjenester som lette metroer og tunge metrotog . Det tredje (lederskinne) og fjerde skinnesystem fungerer ved lave spenninger (600-1200V) og høye strømmer, mens overliggende skinnesystemer bruker høye spenninger (1500-3000V) og lave strømmer.

DC-elektrifiseringssystem

På grunn av høyt startmoment og moderat turtallsregulering er DC-seriens motorer mye brukt i DC-trekksystemene. De gir høyt dreiemoment ved lave hastigheter og lavt dreiemoment ved høye hastigheter.

An elektrisk motorhastighetsregulator brukes ved å variere spenningen som påføres den. De spesielle drivsystemene som brukes til å kontrollere disse elektriske motorene inkluderer trykkveksler, tyristorstyring, helikopterstyring og mikroprosessorstyring.

Ulempene med dette systemet inkluderer vanskeligheter med å avbryte strømmer ved høye spenninger når feiltilstand økes, og behovet for å lokalisere likestrømstasjoner mellom korte avstander.

Vekselstrøm (AC) elektrifiseringssystem

Et AC-trekksystem har blitt veldig populært i dag, og det brukes oftere i de fleste trekksystemer på grunn av flere fordeler, for eksempel rask tilgjengelighet og generering av AC som lett kan trappes opp eller ned, enkel styring av AC-motorer, mindre antall nettstasjonskrav, og tilstedeværelsen av lette luftledninger som overfører lave strømmer ved høye spenninger, og så videre.

Forsyningssystemene for vekselstrømselektrifisering inkluderer enkle, trefasede og sammensatte systemer. Enfasesystemene består av 11 til 15 KV forsyning ved 16,7Hz og 25Hz for å lette variabel hastighet til AC-kommuteringsmotorer.
Det bruker trapp ned transformatoren og frekvensomformere for å konvertere fra høyspenninger og fast industriell frekvens.

Enfaset 25KV ved 50Hz er den mest brukte konfigurasjonen for AC-elektrifisering. Den brukes til tunge transportanlegg og hovedlinjetjenester, siden den ikke krever frekvenskonvertering. Dette er en av de mest brukte typene komposittanlegg hvor forsyningen blir konvertert til DC for å drive DC-trekkmotorer.

AC-elektrifiseringssystem

Trefasesystem bruker trefaset induksjonsmotor for å kjøre lokomotivet, og det er vurdert til 3.3.KV, 16.7Hz. Høyspenningsfordelingssystemet ved 50 Hz forsyning blir konvertert til denne elektriske motorvurderingen av transformatorer og frekvensomformere. Dette systemet benytter to luftledninger, og skinnegangen danner en annen fase, men dette gir mange problemer ved kryss og kryss.

Ovennevnte figur viser elektrisk AC-lokomotivdrift der ledningssystemet mottar enfaset kraft fra overheadsystemet. Forsyningen trappes opp av transformatoren, og konverteres deretter til DC av en likeretter. En utjevningsreaktor eller en DC-kobling, filtrerer og glatter DC for å redusere krusninger, og deretter konverteres DC til AC av en inverter som varierer frekvensen for å få variabel hastighet til trekkmotoren (ligner på VFD ).

Kompositt system

Dette systemet inneholder fordelene med både DC- og AC-systemer. Disse systemene er hovedsakelig av to typer: en enkelt fase til tre faser eller Kando-systemet, og den andre enfase til DC-system.

Enkelt fase til tre fase eller Kando system

I et Kando-system bærer en enkelt luftledning enfasetilførselen på 16KV, 50Hz. Denne høyspenningen trappes ned og konverteres til trefaseforsyning med samme frekvens i selve lokomotivet gjennom transformatoren og omformere .

Denne trefasetilførselen leveres videre til den trefasede induksjonsmotoren som driver lokomotivet. Siden to-luftledningssystemet til trefasesystemet erstattes av en enkelt luftledning med dette systemet, er det økonomisk.

Som vi allerede har diskutert i AC-elektrifiseringen at et enfaset til DC-system er svært populært, er det den mest økonomiske måten å lage luftledninger på og har et bredt utvalg av motoregenskaper i DC-serien.
I dette spesielle systemet trappes en fase 25KV, 50Hz forsyning av luftledningssystem ned av transformator inne i lokomotivet, og konverteres deretter til DC av likerettere. DC blir matet til DC-drivsystemet for å kjøre seriemotoren og for å kontrollere hastighets- og bremsesystemene.

Dette handler om elektriske lokomotivsystemer. Og vi håper at vi har gitt deg rikelig og relevant informasjon om de forskjellige forsyningssystemene som brukes i trekksystemene.

Vi oppfordrer deg til å skrive forslag, kommentarer og tilbakemeldinger om denne artikkelen eller prosjektideene i kommentarseksjonen gitt nedenfor, og forventer også at dine forslag vil redusere kortslutningsulykker i trekksystemene.