Pampataas na Paggamit ng Kuryente

Pahayag

Isang drive na gumagamit ng elektrisidad upang magsulong pataas ay kilala bilang electric traction drive. Isa sa mga pangunahing aplikasyon ng isang electric drive ay ang paglipat ng tao at kalakal mula sa isang lugar patungo sa iba. Ang mga traction drives ay pangunahing nakaklase sa dalawang uri: ang single - phase AC traction drive at ang DC traction drive.

Mga Serbisyo ng Electric Traction

Ang mga serbisyo ng electric traction ay maaaring higit na maklase sa mga sumusunod:

• Mga electric trains

• Main - Line Trains

• Suburban Trains

• Mga electric buses, trams, at trolleys

• Mga sasakyan na baterya at solar - powered

Ang sumusunod ay detalyadong paliwanag ng mga serbisyo ng electric traction na ito.

Mga Electric Trains

Ang mga electric trains, na kumakalat sa naka - fixed na riles, ay mas pinapaikli pa sa main - line trains at suburban trains.

Main - Line Trains
Sa mga tren na ito, inililipad ang lakas sa motor sa isa sa dalawang paraan: mula sa overhead line sa isang electric locomotive o sa pamamagitan ng diesel generator set sa isang diesel locomotive.

Sa isang electric locomotive, ang motor na nagmamaneho ay nasa loob mismo ng locomotive. Isinasagawa ang overhead transmission line kasama o sa itaas ng daangbayan. Isinasagawa ang current collector, na may conductor strip, sa locomotive. Ang conductor strip na ito ay sumisid sa supply conductor, na nagpapanatili ng electrical contact sa pagitan ng power supply at ng locomotive. Ang supply conductor ay karaniwang tinatawag na contact wire. Upang mapanatili ang maasintas na koneksyon sa pagitan ng current collector at ng supply wire, ginagamit ang catenary cables at dropper wires.

Sa high - speed trains, ginagamit ang pantograph collector. May hugis na pentagon, ang unique design na ito ang nagbibigay sa kanya ng pangalan. Ang collector ay may conducting strip na mahigpit na ipinipindot sa contact wire gamit ang mga spring. Karaniwang gawa sa bakal, ang conducting strip na ito ay may mahalagang papel sa pagpapanatili ng consistent pressure sa pagitan nito at ng contact wire. Mahalaga ang constant pressure na ito upang maiwasan ang vertical oscillations, at mapanatili ang stable at reliable electrical connection habang ang high - speed train ay lumilipas sa mabilis na bilis. Mahalaga ang stable na koneksyon na ito upang matiyak ang walang kapaguran na power supply sa mga electrical systems ng tren, na nagpapahusay ng smooth at efficient operation.

Isinasagawa ang single - phase power supply sa buong daangbayan. Pumasok ang electric current sa locomotive sa pamamagitan ng collector. Pagkatapos, dumaan ito sa primary coil ng step - down transformer at bumalik sa ground ng power supply sa pamamagitan ng mga gulong ng locomotive. Ang secondary coil ng power transformer ay nagbibigay ng lakas sa power modulator, na sa kanyang pagkakataon ay nagmamaneho ng traction motor. Kasama pa rito, ang secondary output ng transformer ay nagbibigay ng lakas sa mga auxiliary devices tulad ng cooling fans at air - conditioning systems.

Suburban Trains
Ang mga suburban trains, na karaniwang tinatawag rin bilang local trains, ay disenyo para sa short - distance travel. Ang mga tren na ito ay madalas huminto sa relatibong malapit na agwat. Upang mapabuti ang performance ng acceleration at deceleration, ang mga suburban trains ay may mga motorized coaches. Ang configuration na ito ay nagpapataas ng proporsyon ng bigat ng tren na inaasahan ng mga driving wheels relative sa kabuuang bigat ng tren.

Bawat motorized coach ay may electric drive system at pantograph collector. Karaniwan, ang ratio ng mga motorized at non - motorized coaches ay 1:2. Para sa high - power suburban trains, maaaring itaas ang ratio na ito hanggang 1:1. Ang mga tren na binubuo ng mga motorized at trailer coaches ay kilala bilang Electrical Multiple Unit (EMU) trains. Ang mechanism ng power supply para sa mga suburban trains ay katulad ng main - line trains, ngunit may isang mahalagang exception: ang underground suburban trains.

Ginagamit ng mga underground trains ang direct - current (DC) power supply system. Ang pagpipilian na ito ay pangunahing dahil sa kailangan ng mas kaunti clearance sa pagitan ng power conductor at ng katawan ng tren. Bukod dito, ang DC systems ay nagpapahusay ng disenyo ng power modulator, na nagbabawas ng kanyang complexity at cost. Hindi tulad ng above - ground trains, hindi ginagamit ng mga underground trains ang overhead transmission lines. Sa halip, inililipad ang lakas sa pamamagitan ng running rails o mula sa mga conductor na nai-install sa isang panig ng tunnel.

Mga Electric Buses, Trams, at Trolleys
Ang mga uri ng electric vehicles na ito ay karaniwang may single - motor - driven coach design. Kinukuha nila ang lakas mula sa low - voltage DC overhead lines na nai - install sa tabi ng kalsada. Dahil sa relatibong mababang current requirements, ang current collection mechanism ay madalas binubuo ng isang rod na may grooved wheel sa dulo nito, o dalawang rods na konektado sa pamamagitan ng isang contact bow. Ang collector system ay disenyo upang maging highly flexible, at mayroon itong additional conductor upang mapabilis ang return ng electrical current, na nagpapataas ng stable at continuous power supply para sa operasyon ng sasakyan.

Ang mga trams ay isang uri ng electric - powered vehicle na kumakalat sa riles at karaniwang binubuo ng isang single - motor coach. Sa ilang kaso, idinadagdag ang dalawa o higit pang unpowered trailer coaches upang mapataas ang passenger capacity. Ang kanilang current collection system ay katulad ng mga electric buses. Notably, ang return path para sa electrical current ay maaaring itatag sa pamamagitan ng isang ng mga riles. Bilang resulta ng pagkakaroon ng mga trams sa fixed riles, ang kanilang ruta sa kalsada ay naka - predetermine, na nagbibigay ng reliable at consistent transportation service.

Ang mga electric trolleys ay pangunahing ginagamit para sa transportasyon ng materyales sa loob ng mga mina at factories. Ang mga sasakyan na ito ay pangunahing kumakalat sa riles at may maraming similarities sa mga trams, ang pangunahing pagkakaiba ay nasa kanilang pisikal na hugis.

Mahalagang Katangian ng Mga Electric Traction Drives

Ang mga pangunahing katangian ng mga electric traction drives ay inilalarawan sa ibaba

• High Torque Requirement: Kailangan ng mga traction drives na mag - generate ng substantial torque sa panahon ng starting at acceleration phases upang magsulong ang mabigat na masa ng sasakyan. Ang mataas na demand ng torque na ito ay nagpapatiyak na ang tren o iba pang traction vehicle ay makakalampas sa inertia at makakamit ang desired speed efficiently.

• Single - Phase AC Supply sa AC Traction: Para sa economic considerations, karaniwang ginagamit ang single - phase power supply sa alternating - current (AC) traction systems. Ang pagpipilian na ito ay tumutulong sa pagbawas ng mga cost na may kaugnayan sa infrastructure, power generation, at distribution, na nagpapahusay ng overall operation nang mas financially viable.

• Voltage Fluctuations: Ang power supply sa mga electric traction systems ay kumakalat ng significant voltage fluctuations. Mas pronounced ang mga fluctuations na ito kapag ang locomotive ay lumilipat mula sa isang supply section patungo sa isa pa, na nagreresulta sa momentary discontinuities. Ang mga variation ng voltage na ito ay maaaring magbigay ng hamon sa stable operation ng mga traction equipment at nangangailangan ng careful design at control strategies upang mapabuti ang epekto nito.

• Harmonic Interference: Ang parehong AC at DC traction systems ay nag - inject ng harmonics sa power source. Ang mga harmonics na ito ay maaaring mag - interfere sa nearby telephone lines at signal systems, na maaaring magdulot ng disruption sa communication at signaling infrastructure. Mahalaga ang adequate filtering at mitigation measures upang mapababa ang interference na ito at tiyakin ang proper functioning ng mga critical services na ito.

• Braking Systems: Ang mga traction drives ay pangunahing umiiral sa dynamic braking, na nag - convert ng kinetic energy ng moving vehicle sa electrical energy, na either dissipating it as heat o feeding it back into the power grid. Kasama pa rito, ginagamit ang mechanical brakes kapag ang sasakyan ay naka - stationary upang magbigay ng reliable stopping at holding capabilities, na nagpapatiyak ng seguridad sa lahat ng operating conditions.

Duty Cycle ng Mga Electric Traction Drives

Ang duty cycle ng isang electric traction drive ay maaaring maunawaan nang mabisa sa pamamagitan ng pag - analyze ng speed - time curves at power - torque - time diagrams. Isaisip ang isang traction drive na nag - operate sa pagitan ng dalawang consecutive stations sa isang level track. Sa simula, ang tren ay nag - accelerate gamit ang maximum achievable torque. Sa panahon ng acceleration phase, ang power consumption ng drive ay lumalaki linearly kasabay ng rising speed, na nagpapakita ng enerhiya na kinakailangan upang matalo ang inertia at magsulong ang sasakyan pataas.

Sa oras na t1, ang traction drive ay narating ang base speed nito, at sa parehong oras, ang maximum allowable power ay nakuha. Pagkatapos nito, ang karagdagang acceleration ay nagsimula sa ilalim ng constant - power condition. Habang patuloy na tumaas ang speed sa panahon ng phase na ito, ang torque at ang acceleration ay paulit - ulit na bumababa.

Sa oras na t2, ang drive torque ay naging equal sa load torque, kung saan nakuha ang steady speed. Ang proseso ng acceleration mula 0 hanggang t2 ay maaaring hatiin sa dalawang distinct stages. Mula 0 hanggang t1, ang acceleration ay characterized ng constant torque, kung saan ang drive ay nag - apply ng consistent rotational force upang mabilis na itayo ang speed. Pagkatapos, mula t1 hanggang t2, ang acceleration ay naganap sa ilalim ng constant - power regime. Dito, habang tumaas ang speed, ang drive ay nag - sacrifice ng torque upang mapanatili ang fixed power output, na nagreresulta sa diminishing acceleration rate hanggang sa nabuo ang equilibrium sa load torque sa t2.

Sa pagitan ng oras t2 at t3, ang tren ay nagsustento ng constant speed habang nag - operate sa steady drive power. Tinatawag ang period na ito bilang free - running phase. Sa panahon ng stage na ito, ang tren ay glides smoothly along the track, with the driving force precisely balancing the resistive forces, ensuring a consistent and efficient motion.

Kapag ang tamang oras ay dating sa t4, ang braking system ay inengage. Ito ang nag - initiate ng controlled deceleration process, na paulit - ulit na nareduce ang speed ng tren hanggang sa ito ay dumating sa susunod na estasyon, handa na upang serbisyo ang susunod na batch ng pasahero o i - transport ang kanyang cargo sa intended destination.