Λόγω της μεγάλης ποικιλίας των πλεονεκτημάτων τους σε σύγκριση με τα συστήματα ατμομηχανής ντίζελ και ατμού, τα ηλεκτρικά συστήματα ατμομηχανής έχουν γίνει τα πιο δημοφιλή και ευρέως χρησιμοποιούμενα συστήματα για συστήματα έλξης.

Με την έλευση ηλεκτρονικών συσκευών ισχύος, χρησιμοποιούν σύγχρονα ηλεκτρικά συστήματα έλξης μετατροπείς πολλαπλών επιπέδων για καλύτερη απόδοση πρόσφυσης όπως υψηλή ακρίβεια, γρήγορη ανταπόκριση και μεγαλύτερη αξιοπιστία.

Ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα

Η αξιολόγηση των τεχνολογιών ηλεκτροκινητήρα και ηλεκτροκίνησης όχι μόνο οδήγησε στο σχεδιασμό μηχανών υψηλής ταχύτητας (μετρό και προαστιακοί σιδηρόδρομοι), αλλά επίσης αύξησε τη συνολική ενεργειακή απόδοση.

Τι είναι ηλεκτρική έλξη ή ατμομηχανή;

Μια κινητήρια δύναμη που προκαλεί πρόωση ενός οχήματος αναφέρεται ως σύστημα έλξης. Το σύστημα έλξης είναι δύο διαφορετικών τύπων: μη ηλεκτρικό σύστημα έλξης και ηλεκτρικό σύστημα έλξης.

Μη ηλεκτρικό σύστημα έλξης

Το σύστημα έλξης που δεν χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα σε κανένα στάδιο κίνησης του οχήματος αναφέρεται ως μη ηλεκτρικό σύστημα έλξης. Ένα τέτοιο σύστημα έλξης χρησιμοποιείται σε ατμομηχανές ατμού, κινητήρες IC, και στο τρένα maglev (τρένα υψηλής ταχύτητας).

Ηλεκτρικό σύστημα έλξης

Το σύστημα έλξης που χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια σε όλα τα στάδια ή σε κάποια στάδια κίνησης του οχήματος αναφέρεται ως ηλεκτρικό σύστημα έλξης.

Electric Vs Μη ηλεκτρική έλξη

Σε ένα ηλεκτρικό σύστημα έλξης η κινητήρια δύναμη για να τραβήξει μια αμαξοστοιχία δημιουργείται από τους κινητήρες έλξης. Το ηλεκτρικό σύστημα έλξης μπορεί να χωριστεί σε δύο ομάδες: η μία είναι αυτοδύναμη και η άλλη είναι σύστημα τρίτης ράγας.

Τα αυτοκίνητα συστήματα περιλαμβάνουν ηλεκτρικούς κινητήρες ντίζελ και ηλεκτρικές μονάδες μπαταρίας που μπορούν να παράγουν τη δική τους ισχύ για να τραβήξουν το τρένο, ενώ τα συστήματα τρίτων σιδηροδρόμων ή εναέριων καλωδίων χρησιμοποιούν την ισχύ από εξωτερικό δίκτυο διανομής ή πλέγματα, και τα παραδείγματα περιλαμβάνουν τραμ , τρόλεϊ και ατμομηχανές που κινούνται από εναέριες ηλεκτρικές γραμμές.

Τύποι συστημάτων ηλεκτροδότησης τροχιάς

Η ηλεκτροκίνηση τροχιάς αναφέρεται στον τύπο του συστήματος τροφοδοσίας πηγής που χρησιμοποιείται κατά την τροφοδοσία των ηλεκτρικών συστημάτων ατμομηχανής. Μπορεί να είναι AC ή DC ή σύνθετη παροχή.

Η επιλογή του τύπου ηλεκτροδότησης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η διαθεσιμότητα του εφοδιασμού, ο τύπος μιας περιοχής εφαρμογής ή οι υπηρεσίες όπως αστικές, προαστιακές και κύριες γραμμές κ.λπ.

Οι τρεις κύριοι τύποι συστημάτων ηλεκτρικής έλξης που υπάρχουν είναι οι εξής:

Σύστημα ηλεκτροδότησης συνεχούς ρεύματος (DC)
Σύστημα ηλεκτροδότησης εναλλασσόμενου ρεύματος (AC)
Σύνθετο σύστημα.

Σύστημα ηλεκτροδότησης συνεχούς ρεύματος (DC)

Η επιλογή του συστήματος ηλεκτροδότησης DC περιλαμβάνει πολλά πλεονεκτήματα, όπως θέματα χώρου και βάρους, ταχεία επιτάχυνση και πέδηση ηλεκτρικών κινητήρων DC, μικρότερο κόστος σε σύγκριση με τα συστήματα AC, λιγότερη κατανάλωση ενέργειας και ούτω καθεξής.

Σε αυτόν τον τύπο συστήματος, η τριφασική ισχύς που λαμβάνεται από τα ηλεκτρικά δίκτυα απενεργοποιείται σε χαμηλή τάση και μετατρέπεται σε DC από τους ανορθωτές και μετατροπείς ισχύος-ηλεκτρονικών .

3ο σιδηροδρομικό σύστημα

Αυτός ο τύπος τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος παρέχεται στο όχημα με δύο διαφορετικούς τρόπους: ο πρώτος τρόπος είναι μέσω του συστήματος 3ης σιδηροτροχιάς (πλευρική λειτουργία και υπό ηλεκτροκίνητη διαδρομή και παροχή διαδρομής επιστροφής μέσω σιδηροτροχιών κίνησης) και ο δεύτερος τρόπος μέσω της εναέριας γραμμής Σύστημα DC. Αυτό το DC τροφοδοτείται στον κινητήρα έλξης όπως οι σειρές DC ή οι σύνθετοι κινητήρες για την κίνηση της ατμομηχανής, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.

Τα συστήματα τροφοδοσίας ηλεκτροδότησης DC περιλαμβάνουν τροφοδοσία 300-500V για τα ειδικά συστήματα όπως συστήματα μπαταριών (600-1200V) για αστικούς σιδηροδρόμους όπως τραμ και μετρό και το 1500-3000V για προαστιακές και βασικές υπηρεσίες, όπως ελαφριά μετρό και βαριά τρένα μετρό . Τα συστήματα 3ης (σιδηροτροχιάς) και 4ης σιδηροτροχιάς λειτουργούν σε χαμηλές τάσεις (600-1200V) και υψηλά ρεύματα, ενώ τα συστήματα εναέριων σιδηροτροχιών χρησιμοποιούν υψηλές τάσεις (1500-3000V) και χαμηλά ρεύματα.

Σύστημα ηλεκτροδότησης DC

Λόγω της υψηλής ροπής εκκίνησης και του ελέγχου μέτριας ταχύτητας, οι κινητήρες της σειράς DC χρησιμοποιούνται εκτενώς στα συστήματα έλξης DC. Παρέχουν υψηλή ροπή σε χαμηλές ταχύτητες και χαμηλή ροπή σε υψηλές ταχύτητες.

Ενα ελεγκτής ταχύτητας ηλεκτρικού κινητήρα χρησιμοποιείται μεταβάλλοντας την τάση που εφαρμόζεται σε αυτό. Τα ειδικά συστήματα κίνησης που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο αυτών των ηλεκτρικών κινητήρων περιλαμβάνουν το διακόπτη βρύσης, τον έλεγχο θυρίστορ, τον έλεγχο ελικόπτερο και τις μονάδες ελέγχου μικροεπεξεργαστή.

Τα μειονεκτήματα αυτού του συστήματος περιλαμβάνουν τη δυσκολία διακοπής των ρευμάτων σε υψηλές τάσεις όταν αυξάνεται η κατάσταση σφάλματος και την ανάγκη εντοπισμού υποσταθμών DC μεταξύ μικρών αποστάσεων.

Σύστημα ηλεκτροδότησης εναλλασσόμενου ρεύματος (AC)

Ένα σύστημα έλξης εναλλασσόμενου ρεύματος έχει γίνει πολύ δημοφιλές στις μέρες μας και χρησιμοποιείται συχνότερα στα περισσότερα συστήματα έλξης λόγω πολλών πλεονεκτημάτων, όπως η γρήγορη διαθεσιμότητα και η παραγωγή εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορούν εύκολα να ανεβαίνουν ή να κατεβαίνουν, εύκολο έλεγχο των κινητήρων AC, λιγότερος αριθμός απαιτήσεων υποσταθμών, και η παρουσία ελαφρών εναέριων αλυσίδων που μεταφέρουν χαμηλά ρεύματα σε υψηλές τάσεις και ούτω καθεξής.

Τα συστήματα τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος περιλαμβάνουν μονοφασικά, τριφασικά και σύνθετα συστήματα. Τα μονοφασικά συστήματα αποτελούνται από τροφοδοσία 11 έως 15 KV στα 16,7Hz και 25Hz για τη διευκόλυνση μεταβλητής ταχύτητας σε κινητήρες εναλλαγής εναλλασσόμενου ρεύματος.
Χρησιμοποιεί κατεβάζω μετασχηματιστή και μετατροπείς συχνότητας για μετατροπή από τις υψηλές τάσεις και τη σταθερή βιομηχανική συχνότητα.

Το μονοφασικό 25KV στα 50Hz είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη διαμόρφωση για ηλεκτροδότηση AC. Χρησιμοποιείται για συστήματα βαρέων αποστάσεων και υπηρεσίες κύριας γραμμής, καθώς δεν απαιτεί μετατροπή συχνότητας. Αυτός είναι ένας από τους ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους σύνθετων συστημάτων όπου η τροφοδοσία μετατρέπεται σε DC για να οδηγεί κινητήρες έλξης DC.

Σύστημα ηλεκτροδότησης AC

Το τριφασικό σύστημα χρησιμοποιεί τριφασικό επαγωγικό κινητήρα για την οδήγηση της ατμομηχανής και έχει βαθμολογία στα 3.3.KV, 16.7Hz. Το σύστημα διανομής υψηλής τάσης με τροφοδοσία 50 Hz μετατρέπεται σε αυτήν την βαθμολογία ηλεκτροκινητήρα από μετασχηματιστές και μετατροπείς συχνότητας. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί δύο εναέριες γραμμές και η σιδηροτροχιά σχηματίζει μια άλλη φάση, αλλά αυτό δημιουργεί πολλά προβλήματα σε διασταυρώσεις και διασταυρώσεις.

Το παραπάνω σχήμα δείχνει ηλεκτρική ατμομηχανή εναλλασσόμενου ρεύματος, όπου το σύστημα αλυσοειδούς λαμβάνει μονοφασική ισχύ από το εναέριο σύστημα. Η τροφοδοσία αυξάνεται από τον μετασχηματιστή και στη συνέχεια μετατρέπεται σε DC από ανορθωτή. Ένας αντιδραστήρας εξομάλυνσης ή ένας σύνδεσμος DC, φιλτράρει και εξομαλύνει DC για να μειώσει τους κυματισμούς και στη συνέχεια το DC μετατρέπεται σε AC από έναν μετατροπέα που μεταβάλλει τη συχνότητα για να πάρει μεταβλητή ταχύτητα του κινητήρα έλξης (παρόμοια με VFD ).

Σύνθετο σύστημα

Αυτό το σύστημα ενσωματώνει τα πλεονεκτήματα των συστημάτων DC και AC. Αυτά τα συστήματα είναι κυρίως δύο τύπων: ένα μονοφασικό έως τρεις φάσεις ή το σύστημα Kando και το άλλο μονοφασικό σε συνεχές σύστημα DC.

Μονοφασικό έως τριφασικό ή σύστημα Kando

Σε ένα σύστημα Kando, μια μονή εναέρια γραμμή φέρει την μονοφασική τροφοδοσία 16KV, 50Hz. Αυτή η υψηλή τάση κατεβαίνει και μετατρέπεται σε τριφασική παροχή της ίδιας συχνότητας στην ίδια την ατμομηχανή μέσω του μετασχηματιστή και μετατροπείς .

“ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι αντλιών ”

Αυτή η τριφασική τροφοδοσία παρέχεται περαιτέρω στον τριφασικό επαγωγικό κινητήρα που οδηγεί την ατμομηχανή. Δεδομένου ότι το σύστημα δύο εναέριων γραμμών του τριφασικού συστήματος αντικαθίσταται από μία μόνο εναέρια γραμμή από αυτό το σύστημα, είναι οικονομικό.

Όπως έχουμε ήδη συζητήσει στην ηλεκτροδότηση εναλλασσόμενου ρεύματος ότι ένα μονοφασικό σύστημα DC είναι πολύ δημοφιλές, είναι ο πιο οικονομικός τρόπος μονής εναέριας γραμμής και έχει μεγάλη ποικιλία χαρακτηριστικών κινητήρα σειράς DC.
Σε αυτό το συγκεκριμένο σύστημα, μια μονοφασική τροφοδοσία συστήματος εναέριας γραμμής 25KV, 50Hz κατεβαίνει από τον μετασχηματιστή μέσα στην ατμομηχανή και μετά μετατρέπεται σε DC από ανορθωτές. Το DC τροφοδοτείται στο σύστημα κίνησης DC για να οδηγήσει τον κινητήρα της σειράς και να ελέγξει τα συστήματα ταχύτητας και πέδησης.

Αυτό αφορά όλα τα ηλεκτρικά συστήματα ατμομηχανής. Και, ελπίζουμε ότι σας έχουμε δώσει άφθονες και σχετικές πληροφορίες σχετικά με τα διάφορα συστήματα τροφοδοσίας που χρησιμοποιούνται στα συστήματα έλξης.

Σας ενθαρρύνουμε να γράψετε τις προτάσεις, τα σχόλια και τα σχόλιά σας σχετικά με αυτό το άρθρο ή τις ιδέες του έργου στην ενότητα σχολίων που δίνεται παρακάτω, και επίσης περιμένουμε από τις προτάσεις σας να μειώσουν τα ατυχήματα βραχυκυκλωμάτων στα συστήματα έλξης.

Φωτογραφικές μονάδες