คู่มือเชิงทฤษฎีสำหรับระบบหัวรถจักรไฟฟ้า

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





เนื่องจากข้อดีที่หลากหลายเมื่อเทียบกับระบบรถจักรดีเซลและรถจักรไอน้ำระบบหัวรถจักรไฟฟ้าจึงกลายเป็นระบบที่ได้รับความนิยมและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับระบบลาก

ด้วยการถือกำเนิดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังจึงใช้ระบบฉุดไฟฟ้าที่ทันสมัย อินเวอร์เตอร์หลายระดับ เพื่อประสิทธิภาพการยึดเกาะที่ดีขึ้นเช่นความแม่นยำสูงการตอบสนองที่รวดเร็วและความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น




ระบบหัวรถจักรไฟฟ้า

ระบบหัวรถจักรไฟฟ้า

การประเมินการออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้าและเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าไม่เพียงนำไปสู่การออกแบบหัวรถจักรความเร็วสูง (รถไฟใต้ดินและทางรถไฟชานเมือง) แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมด้วย



Electric Traction หรือ Locomotive คืออะไร?

แรงขับเคลื่อนที่ทำให้เกิดการขับเคลื่อนของยานพาหนะเรียกว่าระบบฉุดลาก ระบบฉุดมีสองประเภทที่แตกต่างกัน: ระบบฉุดไม่ใช้ไฟฟ้าและระบบฉุดลากไฟฟ้า

ระบบฉุดไม่ใช้ไฟฟ้า

ระบบฉุดลากที่ไม่ใช้ไฟฟ้าในทุกขั้นตอนของการเคลื่อนที่ของรถจะเรียกว่าระบบฉุดลากที่ไม่ใช้ไฟฟ้า ระบบฉุดดังกล่าวใช้ในตู้รถไฟไอน้ำเครื่องยนต์ IC และใน รถไฟ Maglev (รถไฟความเร็วสูง).


ระบบลากไฟฟ้า

ระบบฉุดลากที่ใช้ไฟฟ้าในทุกช่วงหรือบางช่วงของการเคลื่อนที่ของรถเรียกว่าระบบฉุดลากไฟฟ้า

Electric Vs ไม่ใช่ไฟฟ้าฉุด

Electric Vs ไม่ใช่ไฟฟ้าฉุด

ในระบบฉุดลากไฟฟ้าแรงผลักดันในการดึงรถไฟเกิดจากมอเตอร์ฉุด ระบบฉุดลากไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มอย่างกว้าง ๆ คือระบบหนึ่งขับเคลื่อนด้วยตัวเองและอีกระบบหนึ่งคือระบบรางที่สาม

ระบบขับเคลื่อนด้วยตัวเองประกอบด้วยไดรฟ์ไฟฟ้าดีเซลและไดรฟ์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่สามารถสร้างพลังงานของตัวเองเพื่อดึงรถไฟในขณะที่ระบบรางที่สามหรือระบบสายไฟเหนือศีรษะใช้พลังงานจากเครือข่ายการกระจายภายนอกหรือกริดและตัวอย่างเช่นรถราง รถรางและตู้รถไฟที่ขับเคลื่อนจากสายไฟฟ้าเหนือศีรษะ

ประเภทของระบบติดตามกระแสไฟฟ้า

การติดตามกระแสไฟฟ้าหมายถึงประเภทของระบบจ่ายต้นทางที่ใช้ในขณะที่จ่ายไฟให้กับระบบหัวรถจักรไฟฟ้า อาจเป็น AC หรือ DC หรือแหล่งจ่ายไฟแบบคอมโพสิต

การเลือกประเภทของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่นความพร้อมของอุปทานประเภทของพื้นที่ใช้งานหรือบริการต่างๆเช่นบริการในเมืองชานเมืองและสายหลักเป็นต้น

ระบบลากไฟฟ้าสามประเภทหลักที่มีอยู่มีดังนี้:

  1. ระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
  2. ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)
  3. ระบบคอมโพสิต

ระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC)

ทางเลือกในการเลือกระบบไฟฟ้ากระแสตรงครอบคลุมข้อดีหลายประการเช่นการพิจารณาพื้นที่และน้ำหนักการเร่งความเร็วและการเบรกอย่างรวดเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงต้นทุนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับระบบ AC การใช้พลังงานน้อยลงเป็นต้น

ในระบบประเภทนี้กำลังไฟฟ้าสามเฟสที่ได้รับจากกริดกำลังจะถูกลดระดับเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำและแปลงเป็น DC โดยวงจรเรียงกระแสและ ตัวแปลงไฟฟ้า - อิเล็กทรอนิกส์ .

ระบบรางที่ 3

ระบบรางที่ 3

แหล่งจ่ายไฟกระแสตรงประเภทนี้จ่ายให้กับยานพาหนะโดยใช้สองวิธีที่แตกต่างกัน: วิธีแรกคือผ่านระบบรางที่ 3 (วิ่งด้านข้างและใต้รางไฟฟ้าและให้เส้นทางกลับผ่านรางวิ่ง) และทางที่สองคือผ่านทางเหนือศีรษะ ระบบ DC DC นี้ถูกป้อนให้กับมอเตอร์ฉุดเช่นซีรีส์ DC หรือมอเตอร์ผสมเพื่อขับเคลื่อนหัวรถจักรดังแสดงในรูปด้านบน

ระบบจ่ายกระแสไฟฟ้ากระแสตรงรวมถึงแหล่งจ่ายไฟ 300-500V สำหรับระบบพิเศษเช่นระบบแบตเตอรี่ (600-1200V) สำหรับทางรถไฟในเมืองเช่นรถรางและรถไฟใต้ดินขนาดเล็กและ 1500-3000V สำหรับบริการชานเมืองและสายหลักเช่นรถไฟใต้ดินขนาดเล็กและหนัก รถไฟใต้ดิน . ระบบรางที่ 3 (รางตัวนำ) และรางที่ 4 ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ (600-1200V) และกระแสสูงในขณะที่ระบบรางเหนือศีรษะใช้แรงดันไฟฟ้าสูง (1500-3000V) และกระแสไฟต่ำ

ระบบไฟฟ้ากระแสตรง

ระบบไฟฟ้ากระแสตรง

เนื่องจากแรงบิดเริ่มต้นสูงและการควบคุมความเร็วปานกลางมอเตอร์ซีรีส์ DC จึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในระบบฉุด DC ให้แรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำและแรงบิดต่ำที่ความเร็วสูง

อัน ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ไฟฟ้า ถูกใช้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมัน ระบบขับเคลื่อนพิเศษที่ใช้ในการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าเหล่านี้ ได้แก่ ตัวเปลี่ยนแทปการควบคุมไทริสเตอร์การควบคุมสับและไดรฟ์ควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์

ข้อเสียของระบบนี้ ได้แก่ ความยากลำบากในการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าสูงเมื่อมีการเพิ่มเงื่อนไขข้อผิดพลาดและความจำเป็นในการค้นหาสถานีไฟฟ้ากระแสตรงระหว่างระยะทางสั้น ๆ

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

ระบบฉุด AC ได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบันและมักใช้ในระบบฉุดลากส่วนใหญ่เนื่องจากข้อดีหลายประการเช่นความพร้อมใช้งานที่รวดเร็วและการสร้าง AC ที่สามารถก้าวขึ้นหรือลงได้อย่างง่ายดายควบคุมมอเตอร์ AC ได้ง่าย ความต้องการสถานีย่อยน้อยกว่าและการมีอยู่ของสายไฟเหนือศีรษะที่ถ่ายโอนกระแสต่ำที่แรงดันไฟฟ้าสูงเป็นต้น

ระบบจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับประกอบด้วยระบบเดี่ยวสามเฟสและระบบคอมโพสิต ระบบเฟสเดียวประกอบด้วยแหล่งจ่าย 11 ถึง 15 KV ที่ 16.7Hz และ 25Hz เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับมอเตอร์เปลี่ยนกระแสสลับ
มันใช้ ขั้นตอนลงหม้อแปลง และตัวแปลงความถี่เพื่อแปลงจากแรงดันไฟฟ้าสูงและความถี่อุตสาหกรรมคงที่

เฟสเดียว 25KV ที่ 50Hz เป็นโครงแบบที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับกระแสไฟฟ้า AC ใช้สำหรับระบบลากขนาดใหญ่และบริการสายหลักเนื่องจากไม่ต้องการการแปลงความถี่ นี่เป็นหนึ่งในระบบคอมโพสิตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยที่แหล่งจ่ายจะถูกแปลงเป็น DC เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ฉุดกระแสตรง

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ

ระบบสามเฟสใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสในการขับเคลื่อนหัวรถจักรและได้รับการจัดอันดับที่ 3.3.KV, 16.7Hz ระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงสูงที่แหล่งจ่าย 50 Hz ถูกแปลงเป็นพิกัดมอเตอร์ไฟฟ้าโดยหม้อแปลงและตัวแปลงความถี่ ระบบนี้ใช้เส้นค่าใช้จ่ายสองเส้นและรางรถไฟจะสร้างอีกเฟสหนึ่ง แต่ทำให้เกิดปัญหามากมายที่ทางแยกและทางแยก

รูปด้านบนแสดงการทำงานของหัวรถจักรไฟฟ้า AC ซึ่งระบบ catenary ได้รับพลังงานเฟสเดียวจากระบบเหนือศีรษะ แหล่งจ่ายจะถูกเพิ่มขึ้นโดยหม้อแปลงจากนั้นแปลงเป็น DC โดยวงจรเรียงกระแส เครื่องปฏิกรณ์ที่ปรับให้เรียบหรือลิงค์ DC กรองและทำให้ DC เรียบเพื่อลดการกระเพื่อมจากนั้น DC จะถูกแปลงเป็น AC โดยอินเวอร์เตอร์ที่แตกต่างกันความถี่เพื่อให้ได้ความเร็วตัวแปรของมอเตอร์ฉุด (คล้ายกับ VFD ).

ระบบคอมโพสิต

ระบบนี้รวมข้อดีของทั้งระบบ DC และ AC ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่มีสองประเภทคือเฟสเดียวถึงสามเฟสหรือระบบ Kando และอีกเฟสเดียวไปยังระบบ DC

เฟสเดียวถึงสามเฟสหรือระบบ Kando

เฟสเดียวถึงสามเฟสหรือระบบ Kando

ในระบบ Kando สายเหนือศีรษะเส้นเดียวจะมีการจ่ายไฟเฟสเดียวที่ 16KV, 50Hz ไฟฟ้าแรงสูงนี้ถูกเหยียบลงและแปลงเป็นแหล่งจ่ายสามเฟสที่มีความถี่เดียวกันในหัวรถจักรเองผ่านหม้อแปลงและ ตัวแปลง .

แหล่งจ่ายไฟสามเฟสนี้จ่ายเพิ่มเติมให้กับมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสที่ขับเคลื่อนหัวรถจักร เนื่องจากระบบสายเหนือศีรษะของระบบสามเฟสถูกแทนที่ด้วยสายเหนือศีรษะเดียวโดยระบบนี้จึงประหยัด

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วในการผลิตไฟฟ้ากระแสสลับว่าระบบเฟสเดียวเป็นกระแสตรงเป็นที่นิยมอย่างมากเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดของสายโสหุ้ยเส้นเดียวและมีลักษณะมอเตอร์ซีรีส์ DC ที่หลากหลาย
ในระบบเฉพาะนี้ระบบจ่ายไฟเหนือศีรษะ 25KV, 50Hz เฟสเดียวจะถูกเหยียบลงโดยหม้อแปลงภายในหัวรถจักรแล้วแปลงเป็น DC โดยวงจรเรียงกระแส DC ถูกป้อนให้กับระบบ DC-drive เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ซีรีส์และควบคุมความเร็วและระบบเบรก

ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับระบบหัวรถจักรไฟฟ้า และเราหวังว่าเราจะให้ข้อมูลที่เพียงพอและเกี่ยวข้องกับคุณเกี่ยวกับระบบจ่ายต่างๆที่ใช้ในระบบลาก

เราขอแนะนำให้คุณเขียนข้อเสนอแนะความคิดเห็นและข้อเสนอแนะเกี่ยวกับบทความหรือแนวคิดโครงการนี้ในส่วนความคิดเห็นที่ระบุด้านล่างและคาดหวังว่าคำแนะนำของคุณจะช่วยลดอุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจรในระบบลาก

เครดิตภาพ