Лидеры категории
Лена-пена
М.И.
Y.Nine
•••
Искусственный Интеллект
Искусственный Интеллект
Искусственный Интеллект
Почему на некоторых железных дорогах используется постоянный ток, а на некоторых - переменный?
Andrei Gretsov
(974),
закрыт
14 лет назад
Каковы плюсы и минусы этих вариантов?
Лучший ответ
***
(9271)
14 лет назад
Переменный ток дает экономический эффект за счет снижения стоимости возведения контактной сети (более тонкие провода, следовательно пролеты больше, затраты на бетон/опоры ниже) . Не нужно его (ток) выпрямлять - он от электростанции же приходит переменным.... Минус - требование к модернизации локомотивного парка - дооборудование его реакторами (выпрямителями) - это позволяет эксплуатировать элетровозы на "двойном питании"; либо новым типом ассинхронных двигателей и аппаратурой их управления - новое поколение ТПС.
В прошлом технический уровень промышленности не позволял строить "переменники" с ассинхронными двигателями (проблема в аппаратуре управления была) . С появлением транзисторов коммутирующих токи до 10 000А (Япония) эта проблема стала разрешимой (последнее поколение локомотивов) . Сейчас там используют частотно-импульсное и широтно-импульсное регулирование. И сама аппаратура - на порядок меньше стала.
А те переменники, что ныне колесят по просторам РЖД, это по сути постояники с блоком выпрямления. У них регулирование ступенчатое (резисторы вводят в цепь) . Это ОЧЕНЬ негативно сказывается на живучисти механики и электрики такого дорогущего электровоза.
В прошлом технический уровень промышленности не позволял строить "переменники" с ассинхронными двигателями (проблема в аппаратуре управления была) . С появлением транзисторов коммутирующих токи до 10 000А (Япония) эта проблема стала разрешимой (последнее поколение локомотивов) . Сейчас там используют частотно-импульсное и широтно-импульсное регулирование. И сама аппаратура - на порядок меньше стала.
А те переменники, что ныне колесят по просторам РЖД, это по сути постояники с блоком выпрямления. У них регулирование ступенчатое (резисторы вводят в цепь) . Это ОЧЕНЬ негативно сказывается на живучисти механики и электрики такого дорогущего электровоза.
Остальные ответы
&Ъ
(160982)
14 лет назад
Система постоянного тока
Простота электрооборудования, низкий удельный вес и высокий КПД обусловили широкое распространение этой системы в ранний период электрификации.
Недостатком системы является низкое напряжение контактной сети, что вынуждает использовать большее суммарное сечение проводов и сокращать расстояние между тяговыми подстанциями, так как по закону Ома для передачи той же мощности при меньшем напряжении требуется пропорционально больший ток.
Система переменного тока пониженной частоты
Двигатели питаются от вторичной обмотки трансформатора без каких-либо преобразователей. Вспомогательные электродвигатели (для компрессора, вентиляторов и др. ) также обычно коллекторные, питаются от отдельной обмотки трансформатора.
Недостатком системы является необходимость преобразования частоты тока на подстанциях или строительство отдельных электростанций для железных дорог.
Система переменного тока промышленной частоты
Наиболее экономичным было бы использование тока промышленной частоты, однако его внедрение встретило много трудностей. Поначалу пытались использовать коллекторные электродвигатели переменного тока, мотор-генераторы (однофазный синхронный электродвигатель плюс генератор постоянного тока, от которого работали тяговые электродвигатели постоянного тока) , вращающиеся преобразователи частоты (дающие ток для тяговых асинхронных электродвигателей) . Коллекторные электродвигатели плохо работали на токе промышленной частоты, а вращающиеся преобразователи были слишком тяжёлыми.
При выпрямлении однофазного тока получается не постоянный ток, а пульсирующий, поэтому используются специальные двигатели пульсирующего тока, а в схеме имеются сглаживающие реакторы (дроссель) , снижающий пульсации тока, и резисторы постоянного ослабления возбуждения, включенные параллельно обмоткам возбуждения двигателей и пропускающие переменную составляющую пульсирующего тока, которая лишь вызывает ненужный нагрев обмотки.
Для привода вспомогательных машин используют либо двигатели пульсирующего тока, питающиеся от отдельной обмотки трансформатора через выпрямитель, либо промышленные асинхронные электродвигатели, питающиеся от расщепителя фаз (такая схема была распространена на французских и американских электровозах, а с них была перенесена на советские) или конденсаторов (применена, в частности, на российских электровозах ВЛ65, ЭП1, 2ЭС5К) .
Недостатками системы являются значительные электромагнитные помехи для линий связи, а также неравномерная нагрузка фаз внешней энергосистемы. Для повышения равномерности нагрузки фаз в контактной сети чередуются участки с разными фазами; между ними устраивают нейтральные вставки — короткие, длиной несколько сотен метров, участки контактной сети, которые подвижной состав проходит с выключенными двигателями, по инерции. Они сделаны для того, чтобы пантограф не перемыкал находящийся под высоким линейным (межфазным) напряжением промежуток между секциями в момент перехода с провода на провод. При остановке на нейтральной вставке на неё возможна подача напряжения от передней по ходу секции контактной сети.
Двухсистемный электровоз ВЛ82М-077
Простота электрооборудования, низкий удельный вес и высокий КПД обусловили широкое распространение этой системы в ранний период электрификации.
Недостатком системы является низкое напряжение контактной сети, что вынуждает использовать большее суммарное сечение проводов и сокращать расстояние между тяговыми подстанциями, так как по закону Ома для передачи той же мощности при меньшем напряжении требуется пропорционально больший ток.
Система переменного тока пониженной частоты
Двигатели питаются от вторичной обмотки трансформатора без каких-либо преобразователей. Вспомогательные электродвигатели (для компрессора, вентиляторов и др. ) также обычно коллекторные, питаются от отдельной обмотки трансформатора.
Недостатком системы является необходимость преобразования частоты тока на подстанциях или строительство отдельных электростанций для железных дорог.
Система переменного тока промышленной частоты
Наиболее экономичным было бы использование тока промышленной частоты, однако его внедрение встретило много трудностей. Поначалу пытались использовать коллекторные электродвигатели переменного тока, мотор-генераторы (однофазный синхронный электродвигатель плюс генератор постоянного тока, от которого работали тяговые электродвигатели постоянного тока) , вращающиеся преобразователи частоты (дающие ток для тяговых асинхронных электродвигателей) . Коллекторные электродвигатели плохо работали на токе промышленной частоты, а вращающиеся преобразователи были слишком тяжёлыми.
При выпрямлении однофазного тока получается не постоянный ток, а пульсирующий, поэтому используются специальные двигатели пульсирующего тока, а в схеме имеются сглаживающие реакторы (дроссель) , снижающий пульсации тока, и резисторы постоянного ослабления возбуждения, включенные параллельно обмоткам возбуждения двигателей и пропускающие переменную составляющую пульсирующего тока, которая лишь вызывает ненужный нагрев обмотки.
Для привода вспомогательных машин используют либо двигатели пульсирующего тока, питающиеся от отдельной обмотки трансформатора через выпрямитель, либо промышленные асинхронные электродвигатели, питающиеся от расщепителя фаз (такая схема была распространена на французских и американских электровозах, а с них была перенесена на советские) или конденсаторов (применена, в частности, на российских электровозах ВЛ65, ЭП1, 2ЭС5К) .
Недостатками системы являются значительные электромагнитные помехи для линий связи, а также неравномерная нагрузка фаз внешней энергосистемы. Для повышения равномерности нагрузки фаз в контактной сети чередуются участки с разными фазами; между ними устраивают нейтральные вставки — короткие, длиной несколько сотен метров, участки контактной сети, которые подвижной состав проходит с выключенными двигателями, по инерции. Они сделаны для того, чтобы пантограф не перемыкал находящийся под высоким линейным (межфазным) напряжением промежуток между секциями в момент перехода с провода на провод. При остановке на нейтральной вставке на неё возможна подача напряжения от передней по ходу секции контактной сети.
Двухсистемный электровоз ВЛ82М-077
Источник:
Похожие вопросы