Datorită varietății lor de avantaje în comparație cu sistemele de locomotive diesel și cu abur, sistemele de locomotive electrice au devenit cele mai populare și utilizate pe scară largă pentru sistemele de tracțiune.

Odată cu apariția dispozitivelor electronice de putere, se folosesc sisteme moderne de tracțiune electrică invertoare pe mai multe niveluri pentru performanțe mai bune de tracțiune, cum ar fi o precizie ridicată, o reacție rapidă și o fiabilitate mai mare.

Sisteme de locomotive electrice

Evaluarea tehnologiilor de proiectare și electrificare a motoarelor electrice nu au condus doar la proiectarea locomotivelor de mare viteză (Metros și căile ferate suburbane), dar au sporit și eficiența energetică generală.

Ce este o tracțiune electrică sau o locomotivă?

O forță motrice care determină propulsia unui vehicul este denumită un sistem de tracțiune. Sistemul de tracțiune este de două tipuri diferite: sistem de tracțiune electrică și sistem de tracțiune electrică.

Sistem de tractiune non-electric

Sistemul de tracțiune care nu utilizează energie electrică în nicio etapă a mișcării vehiculului este denumit sistem de tracțiune neelectric. Un astfel de sistem de tracțiune este utilizat în locomotive cu aburi, motoare IC și în trenuri maglev (trenuri de mare viteză).

Sistem de tracțiune electrică

Sistemul de tracțiune care utilizează electricitate în toate etapele sau în unele etape ale mișcării vehiculului este denumit sistem de tracțiune electrică.

Electric Vs Tracțiune neelectrică

“ce este sistemul de operare și tipurile sale ”

Într-un sistem de tracțiune electrică, forța motrice pentru a trage un tren este generată de motoarele de tracțiune. Sistemul de tracțiune electrică poate fi împărțit, în linii mari, în două grupuri: unul este autoalimentat, iar celălalt este un sistem cu a treia șină.

Sistemele auto-alimentate includ acționări electrice diesel și acționări electrice cu baterii care își pot genera propria energie pentru a trage trenul, în timp ce sistemele cu șină sau cabluri aeriene utilizează energia de la o rețea de distribuție externă sau rețele, iar exemplele includ tramvaie , troleibuze și locomotive conduse de la liniile electrice aeriene.

Tipuri de sisteme de electrificare a căilor

Electrificarea liniei se referă la tipul de sistem de alimentare cu sursă utilizat în timpul alimentării sistemelor de locomotive electrice. Poate fi AC sau DC sau o sursă compozită.

Selectarea tipului de electrificare depinde de mai mulți factori precum disponibilitatea aprovizionării, tipul unei zone de aplicație sau de serviciile precum serviciile urbane, suburbane și de linie principală etc.

Cele trei tipuri principale de sisteme de tracțiune electrică care există sunt următoarele:

Sistem de electrificare a curentului continuu (DC)
Sistem de electrificare a curentului alternativ (AC)
Sistem compozit.

Sistem de electrificare a curentului continuu (DC)

Alegerea sistemului de electrificare în curent continuu cuprinde numeroase avantaje, cum ar fi considerațiile privind spațiul și greutatea, accelerarea rapidă și frânarea motoarelor electrice în curent continuu, costuri mai mici în comparație cu sistemele de curent alternativ, consum redus de energie și așa mai departe.

În acest tip de sistem, puterea trifazată primită de la rețelele de alimentare este descalificată la tensiune scăzută și transformată în curent continuu de către redresoare și convertoare electronice de putere .

Al treilea sistem feroviar

Acest tip de alimentare cu curent continuu este furnizat vehiculului prin două moduri diferite: prima cale este prin al treilea sistem de șine (lateral care rulează și se execută pe o cale electrificată și asigură o cale de întoarcere prin șine de rulare), iar a doua cale este prin linia aeriană Sistem DC. Acest DC este alimentat la motorul de tracțiune, cum ar fi seria DC sau motoarele compuse pentru a conduce locomotiva, așa cum se arată în figura de mai sus.

Sistemele de alimentare cu electrificare în curent continuu includ alimentarea de 300-500V pentru sistemele speciale, cum ar fi sistemele de baterii (600-1200V) pentru căile ferate urbane, cum ar fi tramvaiele și metrourile ușoare, și 1500-3000V pentru serviciile suburbane și principale, cum ar fi metrourile ușoare și grele trenuri de metrou . Sistemul 3 (șină conductor) și al 4-lea sistem feroviar funcționează la tensiuni reduse (600-1200V) și curenți mari, în timp ce sistemele feroviare aeriene utilizează tensiuni ridicate (1500-3000V) și curenți mici.

Sistem de electrificare DC

Datorită cuplului ridicat de pornire și a controlului moderat al turației, motoarele din seria DC sunt utilizate pe scară largă în sistemele de tracțiune DC. Acestea oferă un cuplu ridicat la viteze mici și un cuplu mic la viteze mari.

Un regulator de turație a motorului electric este utilizat prin variația tensiunii aplicate acestuia. Sistemele speciale de acționare care sunt utilizate pentru controlul acestor motoare electrice includ schimbătorul de robinete, controlul tiristorului, controlul elicopterului și unitățile de control cu microprocesor.

Dezavantajele acestui sistem includ dificultatea întreruperii curenților la tensiuni ridicate atunci când starea de defect este ridicată și necesitatea localizării stațiilor de curent continuu între distanțe scurte.

Sistem de electrificare a curentului alternativ (AC)

Un sistem de tracțiune în curent alternativ a devenit foarte popular în zilele noastre și este mai des utilizat în majoritatea sistemelor de tracțiune datorită mai multor avantaje, cum ar fi disponibilitatea rapidă și generarea de curent alternativ care poate fi ușor crescut sau coborât, controlul ușor al motoarelor de curent alternativ, necesitatea unui număr mai mic de substații și prezența catenarelor ușoare aeriene care transferă curenți mici la tensiuni ridicate și așa mai departe.

Sistemele de alimentare cu electrificare în curent alternativ includ sisteme monofazate, trifazate și compozite. Sistemele monofazate constau din alimentare de 11-15 KV la 16,7Hz și 25Hz pentru a facilita viteza variabilă la motoarele de comutație de curent alternativ.
Folosește coborâți transformatorul și convertoare de frecvență pentru a converti de la tensiuni ridicate și frecvență industrială fixă.

Monofaza 25KV la 50Hz este cea mai frecvent utilizată configurație pentru electrificarea în curent alternativ. Este utilizat pentru sisteme de transport greu și servicii de linie principală, deoarece nu necesită conversie de frecvență. Acesta este unul dintre tipurile utilizate pe scară largă de sisteme compozite în care alimentarea este convertită în curent continuu pentru a acționa motoare de tracțiune continuă.

Sistem de electrificare AC

Sistemul trifazat folosește un motor cu inducție trifazată pentru a conduce locomotiva și este evaluat la 3,3.KV, 16,7Hz. Sistemul de distribuție de înaltă tensiune la alimentarea de 50 Hz este transformat în această clasificare a motorului electric de către transformatoare și convertoare de frecvență. Acest sistem folosește două linii aeriene, iar șina de cale ferată formează o altă fază, dar acest lucru ridică multe probleme la intersecții și intersecții.

Figura de mai sus prezintă funcționarea locomotivei electrice în curent alternativ în care sistemul catenar primește energie monofazată de la sistemul aerian. Alimentarea este intensificată de transformator și apoi convertită în curent continuu de un redresor. Un reactor de netezire sau o legătură de curent continuu, filtrează și netezește curentul continuu pentru a reduce valurile, iar apoi CC este convertit în curent alternativ de un invertor care variază frecvența pentru a obține viteza variabilă a motorului de tracțiune VFD ).

Sistem compozit

Acest sistem încorporează atât avantajele sistemelor de curent continuu, cât și ale celor de curent alternativ. Aceste sisteme sunt în principal de două tipuri: o singură fază la trei faze sau un sistem Kando, iar cealaltă monofază la un sistem DC.

Sistem monofazat trifazat sau Kando

Într-un sistem Kando, o singură linie aeriană transportă alimentarea monofazată de 16KV, 50Hz. Această înaltă tensiune este redusă și convertită la o alimentare trifazată cu aceeași frecvență în locomotiva însăși prin transformator și convertoare .

Această alimentare trifazată este alimentată în continuare motorului cu inducție trifazat care acționează locomotiva. Deoarece sistemul cu două linii aeriene al sistemului trifazat este înlocuit cu o singură linie aeriană de acest sistem, este economic.

Așa cum am discutat deja în electrificarea în curent alternativ, că un sistem monofazat la curent continuu este foarte popular, este cel mai economic mod de linie aeriană unică și are o mare varietate de caracteristici ale motorului din seria DC.
În acest sistem particular, o alimentare monofazată de 25KV, 50Hz a sistemului de linie aeriană este redusă de transformator în interiorul locomotivei și apoi convertită în curent continuu prin redresoare. DC este alimentat la sistemul de acționare DC pentru a acționa motorul de serie și pentru a controla viteza și sistemele de frânare.

Aici este vorba despre sistemele de locomotive electrice. Și sperăm că v-am oferit informații ample și relevante despre diferitele sisteme de alimentare utilizate în sistemele de tracțiune.

Vă încurajăm să scrieți sugestiile, comentariile și feedback-ul dvs. despre acest articol sau ideile de proiect în secțiunea de comentarii de mai jos și ne așteptăm, de asemenea, la sugestiile dvs. pentru a reduce accidentele de scurtcircuit în sistemele de tracțiune.