Elektra Traĵo Dirigiloj

Difino

Drvado, kiu uzas elektran energion por proponi antaŭen, estas konata kiel elektra trakcia drvado. Unu el la ĉefaj aplikoj de elektra drvado estas la transporto de homoj kaj varoj de unu loko al alia. Trakciaj drvadoj estas plejparte klasifikitaj en du tipojn: la unufaza AC-trakcia drvado kaj la DC-trakcia drvado.

Elektraj Trakciaj Servoj

Elektraj trakciaj servoj povas esti larĝe kategorizitaj jene:

• Elektraj trajnoj

• Ĉefliniaj Trajnoj

• Suburbanaj Trajnoj

• Elektraj busoj, tramvojoj kaj trolejoj

• Baterio- kaj sunenergiaj veturiloj

Jen detala klarigo de tiuj elektraj trakciaj servoj.

Elektraj Trajnoj

Elektraj trajnoj, kiuj vojaĝas sur fiksitaj rilinioj, estas plue subdividitaj en ĉefliniaj trajnoj kaj suburbanaj trajnoj.

Ĉefliniaj Trajnoj
En tiuj trajnoj, la energio estas provizita al la motoro en unu el du manieroj: aŭ de supra linio en elektra lokomotivo aŭ per diesel-generaĵo en diesel-lokomotivo.

En elektra lokomotivo, la drva motoro estas situata en la lokomotivo mem. Supra transmisiona linio estas instalita flankoje aŭ super la ferrovopado. Kolektoro de koranto, ekipita kun kondutanta strio, estas montita sur la lokomotivo. Tiu kondutanta strio glitas laŭ la provizila konduktoro, do daŭrigante elektran kontaktadon inter la energia provizo kaj la lokomotivo. La provizila konduktoro estas komune nomata kiel kontaktila filo. Por certigi fidan konekton inter la kolektoro kaj la provizila filo, estas uzataj kateno-kaboloj kaj pendigaj filoj.

En rapidaj trajnoj, pantograf-kolektoro estas uzata. Formata kiel pentagono, ĝia unika dizajno donas al ĝi sian nomon. La kolektoro havas kondutantan strion, kiun presas forte kontraŭ la kontaktila filo per helpo de spiraloj. Tipe fabrikita el akero, ĉi tiu kondutanta strio ludas gravan rolon en daŭrigado de konstanta premo inter si kaj la kontaktila filo. Tiu konstanta premo estas esenca por eviti vertikalajn osciladojn, garantianta stabilan kaj fidan elektran konekton dum la rapida trajno vojaĝas je rapidecoj. Tiu stabila konekto estas vitala por seninterrompa energia provizo al la elektraj sistemoj de la trajno, permesante glatan kaj efikan funkciadon.

Unufaza energia provizo estas instalita laŭ la tuta ferrovopado. La elektra koranto eniras la lokomotivon per la kolektoro. Ĝi tiam pasas tra la primara spiro de malpligrandiga transformilo kaj revenas al la tera punkto de la energia provizo tra la radoj de la lokomotivo. La sekundara spiro de la potenco-transformilo provizas energion al la potenc-modulatoro, kiu turne drvas la trakciajn motorojn. Aldone, la sekundara eligo de la transformilo provizas energion al auxiliiloj kiel refresigaj ventiloj kaj kondicioniloj de aerado.

Suburbanaj Trajnoj
Suburbanaj trajnoj, ankaŭ ofte nomataj kiel lokaj trajnoj, estas dezegnitaj por mallongdistanca vojaĝado. Tiuj trajnoj faras frekventajn haltigojn je relativaj proksimaj intervaloj. Por plibonigi la akceladan kaj deakceladan performon, suburbanaj trajnoj inkluzivas motorigitajn vagonojn. Tiu konfiguro pliigas la proporcjon de la pezo de la trajno portata de la drvaj radoj relative al la tuta pezo de la trajno.

Ĉiu motorigita vagono estas ekipita kun elektra drvada sistemo kaj pantograf-kolektoro. Tipike, motorigitaj kaj nemotorigitaj vagonoj estas uzataj en rilatumo 1:2. Por alta-potentaj suburbanaj trajnoj, ĉi tiu rilatumo povas esti pliigita al 1:1. Trajnoj komponitaj el motorigitaj kaj remorantaj vagonoj estas konataj kiel Elektraj Multoblaj Unuoj (EMU). La energia provizmeĥanismo por suburbanaj trajnoj estas simila al tiu de ĉefliniaj trajnoj, kun unu rimarkinda escepto: subteraj suburbanaj trajnoj.

Subteraj trajnoj uzas rekta-kurentan (DC) energian provizsistemon. Ĉi tiu elektro estas ĉefe pro tio, ke DC-provizsistemoj postulas malpli grandan distancon inter la energeta konduktoro kaj la korpo de la trajno. Plue, DC-sistemoj simpligas la dizajnon de la potenc-modulatoro, reduktante siajn kompleksecon kaj koston. Kontraŭe al supraj trajnoj, subteraj trajnoj ne uzas suprajn transmisionajn liniojn. Anstataŭe, la energio estas provizita aŭ tra la kurantaj radoj aŭ de konduktoroj instalitaj sur unu flanko de la tunelo.

Elektraj Busoj, Tramvojoj kaj Trolejoj
Tiu tipo de elektraj veturiloj tipike havas unumotoran vagonan dizajnon. Ili ricevas energion de malalta-voltaj DC-supraj linioj instalitaj flankoje de la strato. Pro la relative malalta koranta bezono, la koranta kolektormekhanismo ofte konsistas el bastono kun groso-rado ĉe sia fino, aŭ du bastonoj konektitaj per kontakta arko. La kolektorsistemo estas inĝeniera por esti tre fleksebla, kaj ĝi inkluzivas aldona kondutilon por faciligi la returnigon de la elektra koranto, assekurante stabilan kaj kontinuan energian provizon por la funkcio de la veturilo.

Tramvojoj estas tipo de elektra povigita veturilo, kiu vojaĝas sur rilinioj kaj tipike konsistas el unumotoran vagonon. En iuj kazoj, du aŭ pli da ne-motorigitaj remorantaj vagonoj estas atachitaj por pliigi la kapaciton de pasaĝeroj. Ilia koranta kolektosistemo estas kompara al tiu de elektraj busoj. Rimarkinde, la returniga vojo de la elektra koranto povas esti etablitaj tra unu el la rilinioj. Ĉar tramvojoj operacias sur fiksaj rilinioj, iliaj vojoj laŭ la strato estas predeterminitaj, provizante fidan kaj konstantan transportan servon.

Elektraj trolejoj estas ĉefe uzataj por la transporto de materialoj en minoj kaj fabrikoj. Tiuj veturiloj plejparte vojaĝas sur rilinioj kaj havas multajn similajn ecojn kun tramvojoj, kun la ĉefa diferenco kuŝanta en ilia fizika formo.

Gravaj Ecoj de Elektraj Trakciaj Drvadoj

La ĉefaj karakterizoj de elektraj trakciaj drvadoj estas detale klarigitaj sube

• Alta Torque-Bezono: Trakciaj drvadoj devas generi substancan torque-demanndon dum la starto kaj akcelado por proponi la pezan mason de la veturilo. Tiu alta torque-demando certigas, ke la trajno aŭ alia trakcia veturilo povas superi inertion kaj efektive atingi la deziratan rapidon.

• Unufaza AC-Provizo en AC-Trakcio: Pro ekonomiaj konsideroj, unufaza energiprovizo estas ofte uzata en alternativa-kurrenta (AC) trakcia sistemo. Tiu elektro helpas redukti kostojn rilatitajn al infrastrukturo, energiproduktado, kaj distribuo, faciligante la tutan operacion pli financaj realigeblan.

• Voltagaj Fluktuoj: La energiprovizo en elektraj trakciaj sistemoj spertas signifajn voltagajn fluktuojn. Ĉi tiuj fluktuoj estas aparte notindaj kiam la lokomotivo moviĝas de unu proviza sekcio al alia, ofte rezultigante momentan interrompon. Tiaj voltagaj variadoj povas prezenti ŝtaron al la stabila operacio de la trakcia equipaĵo kaj postulas zorgeman disegnon kaj kontrolstrategiojn por mitigi ilian efikon.

• Harmonia Interferenco: Ambaŭ AC kaj DC trakciaj sistemoj injektas harmoniojn en la energifonton. Ĉi tiuj harmonioj povas interferi kun proksimaj telefonlinioj kaj signalosistemoj, potenciala kaŭzante interrompon de komunikaj kaj signalaj infrastrukturoj. Adekvata filtrado kaj mitigado estas esencaj por minimumigi ĉi tiun interferon kaj assekuri la pruvan funkciadon de ĉi tiuj kritaj servoj.

• Bremsistemoj: Trakciaj drvadoj ĉefe dependas de dinamika bremsado, kiu konvertas la kinetan energion de la moviĝanta veturilo en elektran energion, aŭ dissendas ĝin kiel varmo aŭ refeedas ĝin en la energian gridon. Aldone, mekanikaj bremsiloj estas uzataj kiam la veturilo staras por provizi fidan stopadon kaj tenadon, assekurante sekurecon en ĉiuj operaciokondiĉoj.

Ciklo de Devo de Elektraj Trakciaj Drvadoj

La ciklo de devo de elektra trakcia drvado povas efektive esti komprenita per analizo de rapid-tempaj kurboj kaj potenco-torque-tempaj diagramoj. Konsideru trakcian drvadon operaciantan inter du sinsekvaj stacioj sur niveltraĵno. Komence, la trajno akcelas uzante la maksimume atingeblan torquon. Dum ĉi tiu akcela fazo, la potenco-konsumado de la drvado linearly pliiĝas kun la pligrandiĝanta rapido, reflektante la energion bezonatan por superi inertion kaj proponi la veturilon antaŭen.

Je tempo t1, la trakcia drvado atingas sian bazan rapidon, kaj samtempe, la maksimume permesitan potencon estas atingita. Poste, plua akcelado okazas sub konstanta-potenco kondiĉo. Dum la rapido daŭre pliiĝas dum ĉi tiu fazo, ambaŭ la torque kaj la akcelado graduale malkreskas.

Je tempo t2, la drvada torque iĝas egala al la lasta torque, kiam punkto de stabila rapido estas atingita. La akcelproceso de 0 al t2 povas esti dividita en du apartajn stadiojn. De 0 al t1, la akcelado estas karakterizita per konstanta torque, kie la drvado aplikas konstantan rotacian forton por rapide konstrui rapidon. Tiam, de t1 al t2, la akcelado okazas sub konstanta-potenco regimo. Ĉi tie, kiel la rapido pliiĝas, la drvado sacrifas torque por daŭrigi la fiksan potencelputon, rezultigante malkreskan akceladrapidon ĝis la ekvilibro kun la lasta torque estas atingita je t2.

Inter tempo t2 kaj t3, la trajno daŭrigas konstantan rapidon dum operacio je stabila drvada potenco. Ĉi tiu periodo estas referita kiel la libera kuranta fazo. Dum ĉi tiu stadio, la trajno glite glitas laŭ la pado, kun la drva forto precize balancanta la resistentajn fortojn, assekurante konstantan kaj efikan moviĝon.

Kiam la taŭga momento alvenas je tempo t4, la brmsistemo estas engaĝita. Ĉi tiu ago inicias kontrolian deakceladproceson, graduale reduktante la rapidon de la trajno ĝis ĝi eventuala haltas je la venonta stacio, preta servi la venontan loton de pasaĝeroj aŭ transporti sian ŝarĝon al la intencita celo.