TRAKCJA ELEKTRYCZNA

SYSTEMY ZASILANIA

PRĄD PRZEMIENNY O OBNIŻONEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 15, 16 2/3, 25 HZ

  Innym systemem zasilania elektrycznych pojazdów trakcyjnych jest prąd przemienny o obniżonej częstotliwości. System ten jest najbardziej ekonomiczny na liniach długich, gdzie odległości między stacjami są długie. Typowymi napięciami systemu prądu przemiennego są napięcia 15 kV i 16 kV w Europie oraz 11 kV i 22 kV w Ameryce Północnej. Obniżenie częstotliwości wymuszone jest przez zjawiska jakie zachodzą w silniku podczas rozruchu. W momencie ruszania silnik pobiera największy prąd przez co wytwarza się duże zmienne pole magnetyczne, które powoduje powstawanie dużych sił elektromotorycznych w zwartych cewkach silnika. Częstotliwości typowe to 15 Hz i 16 ²/₃ Hz w Europie, a w Ameryce Północnej 25 Hz. Energię elektryczną prądu przemiennego o parametrach wymaganych przez system można uzyskać poprzez podstacje trakcyjne, w których obniżana jest częstotliwość lub ze specjalnej elektrowni kolejowej. Pierwszy sposób jest bardziej korzystny ponieważ energia jest pobierana z ogólnokrajowej sieci energetycznej o częstotliwości 50 Hz, następnie przetwarzana na prąd o obniżonej częstotliwości przez przekształtniki prądu przemiennego. Podstacje trakcyjne są drogie, gdyż wymagają stosowanie drogich przekształtników dużej mocy. Innym sposobem wytworzenia napięcia o obniżonej częstotliwości są elektrownie kolejowe wytwarzające energię tylko na potrzeby trakcji i dzięki temu nie trzeba podstacji trakcyjnych z drogimi urządzeniami obniżającymi częstotliwość. Jednak energię tą nie można wykorzystać nigdzie indziej oprócz trakcji, ani w zakładach przemysłowych, ani do oświetlenia ulic.

Zalety systemu:
- sterowanie prędkością obrotową silnika odbywa się bez strat energii elektrycznej na rezystorach (jak w przypadku prądu stałego z rozruchem rezystorowym),
- prędkość silnika reguluje się zmieniając zaczepy na transformatorze,
- wysokie napięcie powoduje, że prąd pobierany przez silniki jest stosunkowo mały, a co za tym idzie system ten jest ekonomiczny w eksploatacji,
- nie potrzeba grubych przekrojów sieci trakcyjnej, bo prąd pobierany przez pojazdy nie jest duży przez co oszczędzamy miedź i stal,
- odległości między podstacjami są większe niż przy prądzie stałym.

Wady systemu:
- niski współczynnik mocy sieci i silników (szczególnie podczas rozruchu),
- zmienne pole magnetyczne powoduje zakłócenia w sieciach telekomunikacyjnych, teletechnicznych, radiotechnicznych oraz sygnalizacyjnych,
- obniżona częstotliwość powoduje, że przetwarzanie lub produkcja energii wymaganej przez sieć jest droga i wymaga specjalnych maszyn oraz obsługi.

  Podobnie jak w innych systemach wady i zalety pokrywają się i trudno powiedzieć na ile ten system jest ekonomiczny. Sama budowa sieci dla tego systemu jest droga, ale eksploatacja taboru tania, w systemie prądu stałego jest odwrotnie. System ten stosują m.in. Niemcy, Austria, Szwajcaria, Szwecja, Norwegia, Stany Zjednoczone.

PRĄD STAŁY | PRĄD PRZEMIENNY - 50 HZ | PRĄD ZMIENNY TRÓJFAZOWY

Poniżej znajdują się odnośniki do poszczególnych zagadnień związanych z trakcją elektryczną:

SYSTEMY ZASILANIA | OGÓLNE INFORMACJE | SILNIKI TRAKCYJNE | SIEĆ TRAKCYJNA | PODSTACJE TRAKCYJNE AUTOMATYKA I STEROWANIE | ELEKTRYFIKACJA I EKSPLOATACJA | HAMOWANIE ELEKTRYCZNE