電気機関車システムは、ディーゼル機関車や蒸気機関車システムと比較してさまざまな利点があるため、牽引システムで最も人気があり、広く使用されているシステムになっています。

パワーエレクトロニクスデバイスの出現により、最新の電気牽引システムはマルチレベルインバーター高精度、迅速な応答性、より高い信頼性など、より優れたトラクションパフォーマンスを実現します。

電気機関車システム

電気モーターの設計と電化技術の評価は、高速機関車（メトロと郊外の鉄道）の設計につながるだけでなく、全体的なエネルギー効率も向上させました。

電気牽引または機関車とは何ですか？

車両の推進力を引き起こす駆動力は、トラクションシステムと呼ばれます。牽引システムには、非電気牽引システムと電気牽引システムの2つの異なるタイプがあります。

非電気牽引システム

車両の動きのどの段階でも電気を使用しない牽引システムは、非電気牽引システムと呼ばれます。このような牽引システムは、蒸気機関車、ICエンジン、およびリニアモーターカー（高速列車）。

電気牽引システム

車両の動きのすべての段階または一部の段階で電気を使用する牽引システムは、電気牽引システムと呼ばれます。

“AC電圧用のゼロ交差検出回路 ”

電気対非電気牽引

電気牽引システムでは、列車を引っ張る駆動力は牽引モーターによって生成されます。電気牽引システムは大きく2つのグループに分けることができます。1つはセルフパワー式で、もう1つはサードレールシステムです。

セルフパワードシステムには、列車を引くために独自の電力を生成できるディーゼル電気駆動装置とバッテリー電気駆動装置が含まれますが、第三軌条または架空線システムには、外部の配電網またはグリッドからの電力が使用されます。例には路面電車が含まれます。、トロリーバスおよび架空送電線から駆動される機関車。

線路電化システムの種類

線路電化とは、電気機関車システムに電力を供給する際に使用される電源供給システムのタイプを指します。 ACまたはDCまたは複合電源にすることができます。

電化の種類の選択は、供給の利用可能性、適用地域の種類、または都市、郊外、幹線サービスなどのサービスなどのいくつかの要因によって異なります。

存在する電気牽引システムの3つの主なタイプは次のとおりです。

直流（DC）電化システム
交流（AC）電化システム
複合システム。

直流（DC）電化システム

DC電化システムの選択には、スペースと重量の考慮、DC電気モーターの急速な加速と制動、ACシステムと比較したコストの削減、エネルギー消費の削減など、多くの利点が含まれます。

このタイプのシステムでは、電力網から受け取った三相電力は低電圧にデエスカレートされ、整流器によってDCに変換されます。パワーエレクトロニクスコンバーター。

第三軌条システム

このタイプのDC電源は、2つの異なる方法で車両に供給されます。1つ目は3番目のレールシステム（電化された線路を走る側と下を走り、走るレールを通る戻り経路を提供する）を経由する方法、2つ目は架空線を経由する方法です。 DCシステム。このDCは、上図に示すように、DCシリーズや複合モーターなどの主電動機に供給されて機関車を駆動します。

DC電化の供給システムには、路面電車やライトメトロなどの都市鉄道用のバッテリーシステム（600〜1200V）などの特殊システム用の300〜500Vの供給と、ライトメトロやヘビーなどの郊外および幹線サービス用の1500〜3000Vが含まれます。メトロトレイン。 3番目（コンダクターレール）と4番目のレールシステムは低電圧（600-1200V）と高電流で動作しますが、オーバーヘッドレールシステムは高電圧（1500-3000V）と低電流を使用します。

DC電化システム

高い始動トルクと適度な速度制御により、DCシリーズモーターはDCトラクションシステムで広く採用されています。それらは低速で高トルクを提供し、高速で低トルクを提供します。

アン電気モーター速度コントローラーそれに適用される電圧を変えることによって使用されます。これらの電気モーターを制御するために使用される特別なドライブシステムには、タップ切換器、サイリスタ制御、チョッパー制御、およびマイクロプロセッサ制御ドライブが含まれます。

このシステムの欠点には、障害状態が発生したときに高電圧での電流の遮断が困難であることが含まれ、DC変電所を短距離の間に配置する必要があります。

交流（AC）電化システム

ACトラクションシステムは最近非常に人気があり、簡単にステップアップまたはステップダウンできるACの迅速な可用性と生成、ACモーターの簡単な制御など、いくつかの利点により、ほとんどのトラクションシステムでより頻繁に使用されています。必要な変電所の数が少なくなり、高電圧で低電流を転送する軽い架空架線の存在など。

AC電化の供給システムには、単相、三相、および複合システムが含まれます。単相システムは、16.7Hzの11〜15 KV電源、およびAC整流モーターへの可変速度を容易にする25Hzで構成されています。
それは使用しています降圧トランス高電圧と固定産業周波数から変換する周波数変換器。

50Hzの単相25KVは、AC電化に最も一般的に使用される構成です。周波数変換を必要としないため、重量物運搬システムや幹線サービスに使用されます。これは、DCトラクションモーターを駆動するために電源がDCに変換される、広く使用されているタイプの複合システムの1つです。

AC電化システム

三相システムは、三相誘導モーターを使用して機関車を駆動し、定格は3.3.KV、16.7Hzです。 50 Hz電源の高電圧配電システムは、変圧器と周波数変換器によってこの電気モーター定格に変換されます。このシステムは2本の架空線を採用し、線路レールは別のフェーズを形成しますが、これは交差点や交差点で多くの問題を引き起こします。

上の図は、架線システムが架空システムから単相電力を受け取るAC電気機関車の動作を示しています。電源はトランスによって昇圧され、整流器によってDCに変換されます。スムージングリアクトルまたはDCリンクは、リップルを低減するためにDCをフィルタリングおよびスムージングします。次に、周波数を変化させるインバーターによってDCがACに変換され、トラクションモーターの速度が変化します（ VFD ）。

複合システム

このシステムには、DCシステムとACシステムの両方の利点が組み込まれています。これらのシステムには、主に2つのタイプがあります。単相から3相またはカンドシステムと、もう1つの単相からDCシステムです。

単相から三相または神道システム

神道システムでは、1本の架空線が16KV、50Hzの単相電源を運びます。この高電圧は降圧され、変圧器を介して機関車自体で同じ周波数の三相電源に変換されます。コンバーター。

この三相電源は、機関車を駆動する三相誘導電動機にさらに供給されます。このシステムでは、三相システムの2本架線システムが1本の架空線に置き換わっているため、経済的です。

単相からDCへのシステムが非常に人気があることをAC電化ですでに説明したように、それは単一の架空線の最も経済的な方法であり、さまざまなDCシリーズモーター特性を備えています。
この特定のシステムでは、架空送電線システムの単相25KV、50Hz電源は、機関車内の変圧器によって降圧され、整流器によってDCに変換されます。 DCはDC駆動システムに供給され、直列モーターを駆動し、その速度とブレーキシステムを制御します。

これはすべて電気機関車システムに関するものです。また、トラクションシステムで使用されるさまざまな供給システムに関する十分で関連性のある情報を提供できたことを願っています。

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