På grund av deras många olika fördelar jämfört med diesel- och ångloksystem har elektriska loksystem blivit de mest populära och mest använda systemen för dragsystem.

Med tillkomsten av kraftelektroniska enheter använder moderna elektriska dragsystem växelriktare med flera nivåer för bättre dragprestanda som hög noggrannhet, snabb respons och högre tillförlitlighet.

Elektriska lokssystem

Utvärderingen av design av elmotorer och elektrifieringstekniker har inte bara lett till design av höghastighetslok (tunnelbanor och förortsjärnvägar) utan har också höjt den totala energieffektiviteten.

Vad är en elektrisk dragkraft eller ett lok?

En drivkraft som orsakar framdrivning av ett fordon kallas ett dragsystem. Drivsystemet är av två olika typer: icke-elektriskt dragsystem och elektriskt dragsystem.

Icke-elektriskt dragsystem

Drivsystemet som inte använder el i något skede av fordonets rörelse kallas ett icke-elektriskt dragsystem. Ett sådant dragsystem används i ånglok, IC-motorer och i maglev tåg (höghastighetståg).

Elektriskt dragsystem

Drivsystemet som använder el i alla stadier eller i vissa stadier av en fordonsrörelse kallas ett elektriskt dragsystem.

Elektrisk mot icke-elektrisk dragkraft

I ett elektriskt dragsystem genereras drivkraften att dra ett tåg av drivmotorerna. Det elektriska dragsystemet kan i stor utsträckning delas in i två grupper: en är självdriven och den andra är tredje järnvägssystem.

“lägsta produkt av summanräknare ”

De självdrivna systemen inkluderar dieselelektriska drivenheter och batteridrivna drivenheter som kan generera sin egen kraft för att dra tåget medan de tredje järnvägssystemen eller takledningssystemen använder kraften från ett externt distributionsnät eller nät, och exemplen inkluderar spårvägar , vagnbussar och lok från elektriska ledningar.

Typer av spårelektrifieringssystem

Spårelektrifieringen hänvisar till den typ av källmatningssystem som används när man driver elektriska loksystem. Det kan vara växelström eller likström eller en sammansatt matning.

Att välja typ av elektrifiering beror på flera faktorer som tillgång på tillgång, typ av applikationsområde eller tjänster som stads-, förorts- och huvudlinjetjänster etc.

De tre huvudtyperna av elektriska dragsystem som finns är följande:

Likströmssystem (DC)
Växelströmssystem (AC)
Komposit system.

Likströmssystem (DC)

Valet av att välja likströmselektrifieringssystem omfattar många fördelar, såsom överväganden om utrymme och vikt, snabb acceleration och bromsning av likströmsmotorer, lägre kostnad jämfört med växelströmssystem, mindre energiförbrukning och så vidare.

I denna typ av system avskalas trefaseffekt från elnäten till lågspänning och omvandlas till likström av likriktarna och kraftelektroniska omvandlare .

3: e järnvägssystem

Denna typ av likströmsförsörjning levereras till fordonet på två olika sätt: den första vägen är genom det tredje järnvägssystemet (sidolöpande och under körande elektrifierat spår och ger returväg genom löpande skenor), och den andra vägen är genom luftledningen DC-system. Denna DC matas till dragmotorn som DC-serien eller sammansatta motorer för att driva loket, som visas i figuren ovan.

Försörjningssystemen för likströmselektrifiering inkluderar 300-500V försörjning för specialsystem som batterisystem (600-1200V) för stadsjärnvägar som spårvägar och lätta tunnelbanor och 1500-3000V för förorts- och fasta tjänster som lätta tunnelbanor och tunga tunnelbanetåg . Det tredje (ledarskenan) och det fjärde järnvägssystemet arbetar vid låga spänningar (600-1200V) och höga strömmar, medan takskenorna använder höga spänningar (1500-3000V) och låga strömmar.

“skillnaden mellan lågpassfilter och högpassfilter ”

DC-elektrifieringssystem

På grund av högt startmoment och måttlig varvtalsreglering används DC-seriens motorer i stor utsträckning i DC-drivsystem. De ger högt vridmoment vid låga hastigheter och lågt vridmoment vid höga hastigheter.

En elmotorhastighetsregulator används genom att variera spänningen som appliceras på den. Specialdrivsystemen som används för att styra dessa elmotorer inkluderar kranbytare, tyristorkontroll, chopperstyrning och mikroprocessorstyrenheter.

Nackdelarna med detta system inkluderar svårigheter att avbryta strömmar vid höga spänningar när felförhållandet höjs och behovet av att lokalisera likströmsstationer mellan korta avstånd.

Växelströmssystem (AC)

Ett AC-dragsystem har blivit mycket populärt nuförtiden och det används oftare i de flesta dragsystem på grund av flera fördelar, såsom snabb tillgänglighet och generering av AC som lätt kan trappas upp eller ner, enkel styrning av växelströmsmotorer, mindre antal behov av transformatorstationer och närvaron av ljusledningsledningar som överför låga strömmar vid höga spänningar och så vidare.

Tillförselsystemen för växelströmselektrifiering inkluderar enkel-, trefas- och kompositsystem. Enfassystemen består av 11 till 15 KV-matning vid 16,7Hz och 25Hz för att underlätta variabel hastighet till växelströmsmotorer.
Det använder trappa ner transformatorn och frekvensomvandlare för att konvertera från högspänningar och fast industrifrekvens.

“logiska grindar och deras sanningstabeller ”

Enfas 25KV vid 50Hz är den vanligaste konfigurationen för AC-elektrifiering. Den används för tunga system och huvudlinjetjänster eftersom den inte kräver frekvensomvandling. Detta är en av de allmänt använda typerna av kompositsystem där matningen omvandlas till DC för att driva DC-drivmotorer.

AC-elektrifieringssystem

Trefassystem använder trefasinduktionsmotor för att driva loket, och det är klassificerat till 3.3.KV, 16.7Hz. Högspänningsfördelningssystemet vid 50 Hz matning konverteras till denna elektriska motorbetyg av transformatorer och frekvensomvandlare. Detta system använder två luftledningar, och spårskenan bildar en annan fas, men detta väcker många problem vid korsningar och korsningar.

Ovanstående figur visar AC-lokomotivdrift, där ledningssystemet tar emot enfasström från taksystemet. Matningen förstärks av transformatorn och omvandlas sedan till DC av en likriktare. En utjämningsreaktor eller en DC-länk, filtrerar och jämnar ut DC för att minska krusningar, och sedan omvandlas DC till AC av en växelriktare som varierar frekvensen för att få variabel hastighet för dragmotorn (liknar VFD ).

Komposit system

Detta system innehåller fördelarna med både DC- och AC-system. Dessa system är av huvudsakligen två typer: en enfas till tre faser eller Kando-system och den andra enfas till likströmssystem.

Enfas till trefas eller Kando-system

I ett Kando-system bär en enda luftledning enfasförsörjningen på 16KV, 50Hz. Denna högspänning trappas ner och omvandlas till trefasförsörjning med samma frekvens i loket själv genom transformatorn och omvandlare .

Denna trefasförsörjning levereras vidare till den trefasiga induktionsmotorn som driver loket. Eftersom det tvåfasiga ledningssystemet i trefassystemet ersätts av en enda luftledning av detta system är det ekonomiskt.

Som vi redan har diskuterat i växelströmselektrifieringen att ett enfas-till-DC-system är mycket populärt, är det det mest ekonomiska sättet för en enda luftledning och har ett brett utbud av DC-seriens motoregenskaper.
I detta specifika system trappas en enda fas 25KV, 50Hz tillförsel av luftledningssystem ned av transformatorn inuti loket och konverteras sedan till DC av likriktare. DC matas till DC-drivenheten för att driva seriemotorn och för att styra dess hastighets- och bromssystem.

Det handlar om elektriska loksystem. Och vi hoppas att vi har gett dig riklig och relevant information om de olika försörjningssystem som används i dragsystem.

Vi uppmuntrar dig att skriva dina förslag, kommentarer och feedback om den här artikeln eller projektidéerna i kommentarsektionen nedan och förväntar dig också att dina förslag minskar kortslutningsolyckorna i dragsystemen.

Fotokrediter