IT
USA
DE
FR
ES
TR
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
CS
HR
DA
FI
UA
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
ID
FA
Elektrikli trenlerde, havai hatlardan toplanan gücün tekerleklerden aktıktan sonra rayın topraklama kablosunda bittiğini öğrenmek şaşırtıcı olabilir. Üç fazlı güç dönüşümü, rejeneratif frenleme ve zikzak havai hatlar - tüm bunlar elektrikli tren teknolojisini oldukça benzersiz kılmakta. Haydi gelin, elektrikli trenlerin arkasındaki tüm mühendislik sırlarını en basit tasarımdan başlayarak anlayalım.
Bir elektrikli trenin en basit versiyonu burada gösterilmiştir. Burada tek bir sürgülü tel havai hatlardan elektrik enerjisi toplar. Bu güç tek fazlı bir endüksiyon motoruna beslenir. Endüksiyon motorunun rotoru tekerleklere bağlıdır. Devreyi tamamlamak için endüksiyon motorunun diğer terminali topraklanır. Bu topraklama bağlantısı mümkündür, çünkü tel önce tekerleklere bir aks fırçası ile bağlanır. Tekerlek her zaman rayla temas halindedir ve gösterildiği gibi ray topraklanır. OHL'den gelen akımın yere nasıl geçtiğini görebilirsiniz. Önce endüksiyon motorundan, sonra aks fırçalarından, sonra tekerleklerden ve son olarak raylar ve zeminden geçer. Akım geçtiğinde, endüksiyon motorunun rotoru tekerleklerle birlikte döner. Ancak, dönen bir tekerlek ileri doğru hareket edecektir, bu da bir sonraki topraklama devresinin bir öncekinden çok kısa bir mesafede mevcut olması gerektiği anlamına gelir.
Şimdi, bazı aks fırçası detaylarına göz atalım. Aks fırçaları dönen tekerleğe takılır ve akım, tekerlek aksına bağlı disk üzerinden kayan bu karbon fırçalar aracılığıyla tekerleklere aktarılır. Tekrardan, bu bir elektrikli trenin en basit versiyonudur.
Şimdi bu tasarımı geliştirelim ve trenimizi daha işlevsel hale getirelim. Havai hatta kullanılan gerilim büyük bir değer olan 25 Kilo Volt'tur. Motorların çalışması için çok daha az voltaj gerekir. Bu nedenle, gerilimi istenen seviyeye dönüştüren bir indirici transformatöre beslememiz gerekir. Havai hattan gelen güç kaynağı başlangıçta transformatörün primerinden geçer ve burada topraklama sayesinde devre tamamlanır. Transformatörün hareketi nedeniyle, ikincil sargıda akım indüklenecek ve düşük voltaj gücü motora beslenecektir.
Tren gibi yüksek çekiş için, motor yüksek bir tork vermelidir. Ayrıca, motor hızı değişse bile tork eğrisi eşit olmalıdır. Üç fazlı endüksiyon motorları, yüksek, eşit tork gereksinimleri elde etmek için mükemmel bir seçimdir. Bu motora güç sağlamak için üç fazlı tel germek, ekonomik olmadığı için iyi bir fikir değildir. Bu nedenle, tek fazlı kaynağı üç fazlı kaynağa dönüştürmek için bir redresör ve invertör kullanılır. Bir redresör, tek fazlı AC gücü DC güce dönüştürür ve daha sonra invertör, DC gücü üç fazlı AC güce dönüştürür. Artık motor raylarda ilerlemeye hazır.
Motor mili ile tekerlek aksı arasında bir miktar dişli oranına sahip bir şanzıman sistemi eklersek tork çıkışını daha da artırabiliriz. Bu noktada, az önce yaptığımız motor mükemmel görünüyor.
Ancak birkaç vagonu bu motora bağlayarak tam bir tren yaparsak, geliştirdiğimiz tek güç motorun tüm bu vagonları çekmek için yeterli güce sahip olmadığı oldukça açık. Öyleyse, motoru daha güçlü hale getirmek için daha fazla motor - tekerlek çifti ekleyelim. Bir motor dingil takımı, üç çift tekerleği sürmek için üç adet üç fazlı endüksiyon motorundan oluşur. Bir motorda, genellikle bu tür iki motor dingil takımı kullanılır. Bu tamamlanmış motorda transformatör ve redresörlerin nasıl konumlandırıldığını görebilirsiniz.
Bu videoda şu ana kadar, tek bir asılı tel kullanarak trene nasıl güç aktardığımızı gösterdik. Ancak bu yöntem pratik değil. Bazen tren ile havai hat arasındaki mesafeyi eşit tutmak mümkün değildir, bu da uygun güç toplama için yükseklik değiştiren bir mekanizma kullanılması gerektiği anlamına gelir. Pantograflar bu görevi yerine getirir. Modern bir pantograf böyle görünür. Pnömatik bir sistemin basıncına bağlı olarak pantografın yüksekliğini ayarlayabildiğini görebilirsiniz. Dikkatlice gözlemlerseniz, bu yükseklik ayarı sırasında akım toplayıcının yatay konumda kaldığını görebilirsiniz. Akım kollektörü tamamen yatay olmalıdır; aksi takdirde, güç iletimi sorunlu olacaktır. Bu animasyondan, mevcut toplayıcının neden her zaman yatay kaldığını anlayabileceğinizi umuyoruz; daha fazla ayrıntı için lütfen pantografla ilgili ayrıntılı videomuzu izleyin. Şimdi, pantografı iş başında görelim. Herhangi bir nedenle pantograf tel ile bağlantısını kaybederse, tren yüksek momentumu nedeniyle birkaç kilometre serbest çalışmaya devam edecektir.
Bir elektrikli trenin en basit versiyonu burada gösterilmiştir. Burada tek bir sürgülü tel havai hatlardan elektrik enerjisi toplar. Bu güç tek fazlı bir endüksiyon motoruna beslenir. Endüksiyon motorunun rotoru tekerleklere bağlıdır. Devreyi tamamlamak için endüksiyon motorunun diğer terminali topraklanır. Bu topraklama bağlantısı mümkündür, çünkü tel önce tekerleklere bir aks fırçası ile bağlanır. Tekerlek her zaman rayla temas halindedir ve gösterildiği gibi ray topraklanır. OHL'den gelen akımın yere nasıl geçtiğini görebilirsiniz. Önce endüksiyon motorundan, sonra aks fırçalarından, sonra tekerleklerden ve son olarak raylar ve zeminden geçer. Akım geçtiğinde, endüksiyon motorunun rotoru tekerleklerle birlikte döner. Ancak, dönen bir tekerlek ileri doğru hareket edecektir, bu da bir sonraki topraklama devresinin bir öncekinden çok kısa bir mesafede mevcut olması gerektiği anlamına gelir.
Şimdi, bazı aks fırçası detaylarına göz atalım. Aks fırçaları dönen tekerleğe takılır ve akım, tekerlek aksına bağlı disk üzerinden kayan bu karbon fırçalar aracılığıyla tekerleklere aktarılır. Tekrardan, bu bir elektrikli trenin en basit versiyonudur.
Şimdi bu tasarımı geliştirelim ve trenimizi daha işlevsel hale getirelim. Havai hatta kullanılan gerilim büyük bir değer olan 25 Kilo Volt'tur. Motorların çalışması için çok daha az voltaj gerekir. Bu nedenle, gerilimi istenen seviyeye dönüştüren bir indirici transformatöre beslememiz gerekir. Havai hattan gelen güç kaynağı başlangıçta transformatörün primerinden geçer ve burada topraklama sayesinde devre tamamlanır. Transformatörün hareketi nedeniyle, ikincil sargıda akım indüklenecek ve düşük voltaj gücü motora beslenecektir.
Tren gibi yüksek çekiş için, motor yüksek bir tork vermelidir. Ayrıca, motor hızı değişse bile tork eğrisi eşit olmalıdır. Üç fazlı endüksiyon motorları, yüksek, eşit tork gereksinimleri elde etmek için mükemmel bir seçimdir. Bu motora güç sağlamak için üç fazlı tel germek, ekonomik olmadığı için iyi bir fikir değildir. Bu nedenle, tek fazlı kaynağı üç fazlı kaynağa dönüştürmek için bir redresör ve invertör kullanılır. Bir redresör, tek fazlı AC gücü DC güce dönüştürür ve daha sonra invertör, DC gücü üç fazlı AC güce dönüştürür. Artık motor raylarda ilerlemeye hazır.
Motor mili ile tekerlek aksı arasında bir miktar dişli oranına sahip bir şanzıman sistemi eklersek tork çıkışını daha da artırabiliriz. Bu noktada, az önce yaptığımız motor mükemmel görünüyor.
Ancak birkaç vagonu bu motora bağlayarak tam bir tren yaparsak, geliştirdiğimiz tek güç motorun tüm bu vagonları çekmek için yeterli güce sahip olmadığı oldukça açık. Öyleyse, motoru daha güçlü hale getirmek için daha fazla motor - tekerlek çifti ekleyelim. Bir motor dingil takımı, üç çift tekerleği sürmek için üç adet üç fazlı endüksiyon motorundan oluşur. Bir motorda, genellikle bu tür iki motor dingil takımı kullanılır. Bu tamamlanmış motorda transformatör ve redresörlerin nasıl konumlandırıldığını görebilirsiniz.
Bu videoda şu ana kadar, tek bir asılı tel kullanarak trene nasıl güç aktardığımızı gösterdik. Ancak bu yöntem pratik değil. Bazen tren ile havai hat arasındaki mesafeyi eşit tutmak mümkün değildir, bu da uygun güç toplama için yükseklik değiştiren bir mekanizma kullanılması gerektiği anlamına gelir. Pantograflar bu görevi yerine getirir. Modern bir pantograf böyle görünür. Pnömatik bir sistemin basıncına bağlı olarak pantografın yüksekliğini ayarlayabildiğini görebilirsiniz. Dikkatlice gözlemlerseniz, bu yükseklik ayarı sırasında akım toplayıcının yatay konumda kaldığını görebilirsiniz. Akım kollektörü tamamen yatay olmalıdır; aksi takdirde, güç iletimi sorunlu olacaktır. Bu animasyondan, mevcut toplayıcının neden her zaman yatay kaldığını anlayabileceğinizi umuyoruz; daha fazla ayrıntı için lütfen pantografla ilgili ayrıntılı videomuzu izleyin. Şimdi, pantografı iş başında görelim. Herhangi bir nedenle pantograf tel ile bağlantısını kaybederse, tren yüksek momentumu nedeniyle birkaç kilometre serbest çalışmaya devam edecektir.
Havai hattın neden zikzak şeklinde uzandığını hiç merak ettiniz mi? Bu düzenleme, pantografın kolektör kafasının sabit bir temas noktasında havai tele dokunmamasını sağlar. Bu düzenleme sayesinde aşınma ve yıpranma en aza indirilir.
Asenkron motor güç kaynağının frekansını değiştirerek hızı kontrol edebiliriz. Bu, redresör ve bir invertör ile gerçekleştirilir. Sürücü, frekansı ve dolayısıyla motorun hızını buna göre değiştirmek için kolu farklı bir çentiğe ayarlar.
Hızlanmadan sonra tren için en önemli husus durmaktır - bu nasıl başarılır? İndüksiyon motorlarını doğrudan kapatmalı mıyız? Eğer öyle olursa, tren durana kadar birkaç kilometre daha gidecektir.
Başka bir fikir de elektrikli fren kullanmaktır. Normal bir endüksiyon motorunda rotor hızı RMF hızından daha düşüktür. Ancak, besleme frekansını düşürerek bu durumu tersine döndürebiliriz. İlginç bir şekilde, RMF hızı rotor hızından daha düşük olduğunda, rotor çubuklarındaki indüklenen akımın yönü tersine döner. Bu, rotor üzerindeki indüklenen torku ters yöne çevirir. Bu mükemmel bir frendir - metalden metale teması olmayan bir fren. Bu aşamada motor toplama modunda çalışır.
Bununla birlikte, bu frenleme yöntemi treni raylarda durduramaz. Çünkü rejeneratif frenleme düşük hızda çalışmaz. Bu, treni yavaşlatabileceği ancak bundan sonra treni tamamen durdurmak için pnömatik frenleri uygulamanız gerektiği anlamına gelir.
Bu farklı bir mekanik fren türüdür. Burada yay kuvveti ve basınçlı hava kuvvetleri pistona ters yönde etki eder. İlginç olan şu ki, sürücü havayı silindirden çıkardığında, gerilmiş yay pistonu tekerleğe doğru çeker ve fren uygulanır. Bu fren sistemi ayrıca hava kaçağı veya kırık kompresör durumunda da güvenlik sağlar. Basınç düştükçe fren otomatik olarak uygulanır. Pnömatik fren sistemi, her tekerlek takımı için her vagonun altına monte edilmiştir.
Şimdi, vagonların her birine gücün nasıl sağlandığını görelim. Her bir vagonun gereksinimi olan için gücü sağlamanın bir yolu kendi kendine üretimdir. Vagon çerçevesinin altına bir alternatör monte edilir ve aksa monte edilmiş bir dişli kutusu tarafından tahrik edilen bir kardan miliyle tahrik edilir. Çıkış düzeltilir ve 110V DC bataryayı şarj ederek vagonlara sürekli bir güç kaynağı sağlar.
Ancak bu kendi kendini üreten yöntem, çok dalgalı çıkış gücü ürettiği için verimli değildir, bu nedenle vagonlara güç sağlamanın en yaygın yolu doğrudan üretimdir. Bu yöntemde, tüm vagonlara güç sağlayan lokomotif trafosuna ekstra bir sargı eklenir. Videoyu izlediğiniz için teşekkür ederiz. Bir dahaki sefere görüşmek üzere.
Asenkron motor güç kaynağının frekansını değiştirerek hızı kontrol edebiliriz. Bu, redresör ve bir invertör ile gerçekleştirilir. Sürücü, frekansı ve dolayısıyla motorun hızını buna göre değiştirmek için kolu farklı bir çentiğe ayarlar.
Hızlanmadan sonra tren için en önemli husus durmaktır - bu nasıl başarılır? İndüksiyon motorlarını doğrudan kapatmalı mıyız? Eğer öyle olursa, tren durana kadar birkaç kilometre daha gidecektir.
Başka bir fikir de elektrikli fren kullanmaktır. Normal bir endüksiyon motorunda rotor hızı RMF hızından daha düşüktür. Ancak, besleme frekansını düşürerek bu durumu tersine döndürebiliriz. İlginç bir şekilde, RMF hızı rotor hızından daha düşük olduğunda, rotor çubuklarındaki indüklenen akımın yönü tersine döner. Bu, rotor üzerindeki indüklenen torku ters yöne çevirir. Bu mükemmel bir frendir - metalden metale teması olmayan bir fren. Bu aşamada motor toplama modunda çalışır.
Bununla birlikte, bu frenleme yöntemi treni raylarda durduramaz. Çünkü rejeneratif frenleme düşük hızda çalışmaz. Bu, treni yavaşlatabileceği ancak bundan sonra treni tamamen durdurmak için pnömatik frenleri uygulamanız gerektiği anlamına gelir.
Bu farklı bir mekanik fren türüdür. Burada yay kuvveti ve basınçlı hava kuvvetleri pistona ters yönde etki eder. İlginç olan şu ki, sürücü havayı silindirden çıkardığında, gerilmiş yay pistonu tekerleğe doğru çeker ve fren uygulanır. Bu fren sistemi ayrıca hava kaçağı veya kırık kompresör durumunda da güvenlik sağlar. Basınç düştükçe fren otomatik olarak uygulanır. Pnömatik fren sistemi, her tekerlek takımı için her vagonun altına monte edilmiştir.
Şimdi, vagonların her birine gücün nasıl sağlandığını görelim. Her bir vagonun gereksinimi olan için gücü sağlamanın bir yolu kendi kendine üretimdir. Vagon çerçevesinin altına bir alternatör monte edilir ve aksa monte edilmiş bir dişli kutusu tarafından tahrik edilen bir kardan miliyle tahrik edilir. Çıkış düzeltilir ve 110V DC bataryayı şarj ederek vagonlara sürekli bir güç kaynağı sağlar.
Ancak bu kendi kendini üreten yöntem, çok dalgalı çıkış gücü ürettiği için verimli değildir, bu nedenle vagonlara güç sağlamanın en yaygın yolu doğrudan üretimdir. Bu yöntemde, tüm vagonlara güç sağlayan lokomotif trafosuna ekstra bir sargı eklenir. Videoyu izlediğiniz için teşekkür ederiz. Bir dahaki sefere görüşmek üzere.