ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్కు సైద్ధాంతిక గైడ్

ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్కు సైద్ధాంతిక గైడ్

డీజిల్ మరియు ఆవిరి లోకోమోటివ్ వ్యవస్థలతో పోల్చితే వాటి యొక్క అనేక రకాల ప్రయోజనాల కారణంగా, ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్స్ కోసం అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించే వ్యవస్థలుగా మారాయి.

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల రాకతో, ఆధునిక ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్స్ ఉపయోగిస్తున్నాయి బహుళస్థాయి ఇన్వర్టర్లు అధిక ఖచ్చితత్వం, శీఘ్ర ప్రతిస్పందన మరియు అధిక విశ్వసనీయత వంటి మెరుగైన ట్రాక్షన్ పనితీరు కోసం.


ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్

ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్



ఎలక్ట్రిక్ మోటారు డిజైన్ మరియు విద్యుదీకరణ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క మూల్యాంకనం హై-స్పీడ్ లోకోమోటివ్స్ (మెట్రోలు మరియు సబర్బన్ రైల్వేలు) రూపకల్పనకు దారితీసింది, కానీ మొత్తం శక్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచింది.

ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ లేదా లోకోమోటివ్ అంటే ఏమిటి?

వాహనం యొక్క చోదకానికి కారణమయ్యే చోదక శక్తిని ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ అంటారు. ట్రాక్షన్ వ్యవస్థ రెండు రకాలు: ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ మరియు ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్.

నాన్-ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్

వాహన కదలిక యొక్క ఏ దశలోనైనా విద్యుత్తును ఉపయోగించని ట్రాక్షన్ వ్యవస్థను విద్యుత్ రహిత ట్రాక్షన్ వ్యవస్థగా సూచిస్తారు. ఇటువంటి ట్రాక్షన్ వ్యవస్థను ఆవిరి లోకోమోటివ్స్, ఐసి ఇంజన్లు మరియు మాగ్లెవ్ రైళ్లు (హై-స్పీడ్ రైళ్లు).


ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ సిస్టమ్

వాహన కదలిక యొక్క అన్ని దశలలో లేదా కొన్ని దశలలో విద్యుత్తును ఉపయోగించే ట్రాక్షన్ వ్యవస్థను విద్యుత్ ట్రాక్షన్ వ్యవస్థగా సూచిస్తారు.

ఎలక్ట్రిక్ Vs నాన్ ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్

ఎలక్ట్రిక్ Vs నాన్ ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్

ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ వ్యవస్థలో, రైలును లాగడానికి చోదక శక్తి ట్రాక్షన్ మోటార్లు ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఎలక్ట్రిక్ ట్రాక్షన్ వ్యవస్థను విస్తృతంగా రెండు గ్రూపులుగా విభజించవచ్చు: ఒకటి స్వీయ-శక్తి మరియు మరొకటి మూడవ-రైలు వ్యవస్థ.

స్వీయ-శక్తి వ్యవస్థలలో డీజిల్ ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌లు మరియు బ్యాటరీ ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌లు ఉన్నాయి, అవి రైలును లాగడానికి తమ స్వంత శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగలవు, అయితే మూడవ-రైలు లేదా ఓవర్‌హెడ్-వైర్ వ్యవస్థలు బాహ్య పంపిణీ నెట్‌వర్క్ లేదా గ్రిడ్ల నుండి శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి మరియు ఉదాహరణలలో ట్రామ్‌వేలు ఉన్నాయి , ట్రాలీ బస్సులు మరియు లోకోమోటివ్‌లు ఓవర్‌హెడ్ ఎలక్ట్రిక్ లైన్ల నుండి నడపబడతాయి.

ట్రాక్ విద్యుదీకరణ వ్యవస్థల రకాలు

ట్రాక్ విద్యుదీకరణ అనేది ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్‌ను శక్తివంతం చేసేటప్పుడు ఉపయోగించే సోర్స్ సప్లై సిస్టమ్ రకాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది AC లేదా DC లేదా మిశ్రమ సరఫరా కావచ్చు.

విద్యుదీకరణ రకాన్ని ఎన్నుకోవడం సరఫరా లభ్యత, అనువర్తన ప్రాంతం యొక్క రకం లేదా పట్టణ, సబర్బన్ మరియు ప్రధాన లైన్ సేవలు వంటి సేవలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఉనికిలో ఉన్న మూడు ప్రధాన రకాల విద్యుత్ ట్రాక్షన్ వ్యవస్థలు:

  1. డైరెక్ట్ కరెంట్ (డిసి) విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ
  2. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (ఎసి) విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ
  3. మిశ్రమ వ్యవస్థ.

డైరెక్ట్ కరెంట్ (డిసి) విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ

DC విద్యుదీకరణ వ్యవస్థను ఎన్నుకునే ఎంపిక స్థలం మరియు బరువు పరిగణనలు, వేగవంతమైన త్వరణం మరియు DC ఎలక్ట్రిక్ మోటారుల బ్రేకింగ్, AC వ్యవస్థలతో పోలిస్తే తక్కువ ఖర్చు, తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు వంటి అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.

ఈ రకమైన వ్యవస్థలో, పవర్ గ్రిడ్ల నుండి పొందిన మూడు-దశల శక్తి తక్కువ వోల్టేజ్‌కు విస్తరించబడుతుంది మరియు రెక్టిఫైయర్‌ల ద్వారా DC గా మార్చబడుతుంది మరియు పవర్-ఎలక్ట్రానిక్ కన్వర్టర్లు .

3 వ రైలు వ్యవస్థ

3 వ రైలు వ్యవస్థ

ఈ రకమైన డిసి సరఫరా రెండు వేర్వేరు మార్గాల ద్వారా వాహనానికి సరఫరా చేయబడుతుంది: మొదటి మార్గం 3 వ రైలు వ్యవస్థ ద్వారా (సైడ్ రన్నింగ్ మరియు అండర్ రన్నింగ్ ఎలక్ట్రిఫైడ్ ట్రాక్ మరియు రన్నింగ్ పట్టాల ద్వారా తిరిగి వచ్చే మార్గం), మరియు రెండవ మార్గం ఓవర్ హెడ్ లైన్ ద్వారా DC వ్యవస్థ. పై చిత్రంలో చూపిన విధంగా లోకోమోటివ్‌ను నడపడానికి DC సిరీస్ లేదా కాంపౌండ్ మోటార్లు వంటి ట్రాక్షన్ మోటారుకు ఈ DC ఇవ్వబడుతుంది.

ట్రామ్ వేలు మరియు లైట్ మెట్రోలు వంటి పట్టణ రైల్వేలకు బ్యాటరీ వ్యవస్థలు (600-1200 వి) వంటి ప్రత్యేక వ్యవస్థలకు డిసి విద్యుదీకరణ యొక్క సరఫరా వ్యవస్థలు మరియు లైట్ మెట్రోలు మరియు హెవీ వంటి సబర్బన్ మరియు మెయిన్లైన్ సేవలకు 1500-3000 వి. మెట్రో రైళ్లు . 3 వ (కండక్టర్ రైలు) మరియు 4 వ రైలు వ్యవస్థలు తక్కువ వోల్టేజీలు (600-1200 వి) మరియు అధిక ప్రవాహాల వద్ద పనిచేస్తాయి, అయితే ఓవర్ హెడ్ రైలు వ్యవస్థలు అధిక వోల్టేజ్లను (1500-3000 వి) మరియు తక్కువ ప్రవాహాలను ఉపయోగిస్తాయి.

DC విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ

DC విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ

అధిక ప్రారంభ టార్క్ మరియు మితమైన వేగ నియంత్రణ కారణంగా, DC సిరీస్ మోటార్లు DC ట్రాక్షన్ వ్యవస్థలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఇవి తక్కువ వేగంతో అధిక టార్క్ మరియు అధిక వేగంతో తక్కువ టార్క్ను అందిస్తాయి.

ఒక ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోలర్ దానికి వర్తించే వోల్టేజ్‌ను మార్చడం ద్వారా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ఎలక్ట్రిక్ మోటారులను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించే స్పెషల్ డ్రైవ్ సిస్టమ్స్‌లో ట్యాప్ చేంజర్, థైరిస్టర్ కంట్రోల్, ఛాపర్ కంట్రోల్ మరియు మైక్రో ప్రాసెసర్ కంట్రోల్ డ్రైవ్‌లు ఉన్నాయి.

ఈ వ్యవస్థ యొక్క ప్రతికూలతలు తప్పు పరిస్థితి పెరిగినప్పుడు అధిక వోల్టేజ్‌ల వద్ద ప్రవాహాలకు అంతరాయం కలిగించడంలో ఇబ్బంది మరియు తక్కువ దూరాల మధ్య DC సబ్‌స్టేషన్లను గుర్తించాల్సిన అవసరం ఉన్నాయి.

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (ఎసి) విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ

ఈ రోజుల్లో ఎసి ట్రాక్షన్ సిస్టమ్ బాగా ప్రాచుర్యం పొందింది మరియు శీఘ్ర లభ్యత మరియు ఎసి యొక్క తరం సులభంగా పైకి లేదా క్రిందికి ఎక్కి, ఎసి మోటార్లు సులభంగా నియంత్రించడం వంటి అనేక ప్రయోజనాల కారణంగా ఇది చాలా ట్రాక్షన్ వ్యవస్థలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. తక్కువ సంఖ్యలో సబ్‌స్టేషన్ల అవసరం, మరియు తక్కువ వోల్టేజ్‌ల వద్ద తక్కువ ప్రవాహాలను బదిలీ చేసే లైట్ ఓవర్‌హెడ్ కాటెనరీల ఉనికి మరియు మొదలైనవి.

ఎసి విద్యుదీకరణ యొక్క సరఫరా వ్యవస్థలలో సింగిల్, మూడు దశలు మరియు మిశ్రమ వ్యవస్థలు ఉన్నాయి. సింగిల్ ఫేజ్ సిస్టమ్స్ 16.7 హెర్ట్జ్ వద్ద 11 నుండి 15 కెవి సరఫరా, మరియు ఎసి కమ్యుటేషన్ మోటారులకు వేరియబుల్ వేగాన్ని సులభతరం చేయడానికి 25 హెర్ట్జ్ కలిగి ఉంటాయి.
ఇది ఉపయోగిస్తుంది ట్రాన్స్ఫార్మర్ డౌన్ స్టెప్ మరియు అధిక వోల్టేజీలు మరియు స్థిర పారిశ్రామిక పౌన .పున్యం నుండి మార్చడానికి ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు.

50Hz వద్ద సింగిల్ ఫేజ్ 25KV అనేది AC విద్యుదీకరణ కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే కాన్ఫిగరేషన్. ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పిడి అవసరం లేనందున ఇది భారీ దూర వ్యవస్థలు మరియు ప్రధాన లైన్ సేవలకు ఉపయోగించబడుతుంది. విస్తృతంగా ఉపయోగించే మిశ్రమ వ్యవస్థలలో ఇది ఒకటి, దీనిలో DC ట్రాక్షన్ మోటార్లు నడపడానికి సరఫరా DC కి మార్చబడుతుంది.

ఎసి విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ

ఎసి విద్యుదీకరణ వ్యవస్థ

లోకోమోటివ్‌ను నడపడానికి మూడు దశల వ్యవస్థ మూడు దశల ప్రేరణ మోటారును ఉపయోగిస్తుంది మరియు ఇది 3.3.KV, 16.7Hz వద్ద రేట్ చేయబడింది. 50 హెర్ట్జ్ సరఫరాలో అధిక-వోల్టేజ్ పంపిణీ వ్యవస్థను ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు ఈ ఎలక్ట్రిక్ మోటారు రేటింగ్‌కు మారుస్తాయి. ఈ వ్యవస్థ రెండు ఓవర్ హెడ్ లైన్లను ఉపయోగిస్తుంది, మరియు ట్రాక్ రైలు మరొక దశను ఏర్పరుస్తుంది, అయితే ఇది క్రాసింగ్లు మరియు జంక్షన్లలో చాలా సమస్యలను పెంచుతుంది.

పై చిత్రంలో AC ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ ఆపరేషన్ చూపిస్తుంది, దీనిలో కాటెనరీ సిస్టమ్ ఓవర్ హెడ్ సిస్టమ్ నుండి సింగిల్-ఫేజ్ శక్తిని పొందుతుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా సరఫరా పెరుగుతుంది, తరువాత రెక్టిఫైయర్ ద్వారా DC కి మార్చబడుతుంది. ఒక సున్నితమైన రియాక్టర్ లేదా DC లింక్, అలలను తగ్గించడానికి DC ని ఫిల్టర్ చేస్తుంది మరియు సున్నితంగా చేస్తుంది, ఆపై DC ట్రాక్షన్ మోటారు యొక్క వేరియబుల్ వేగాన్ని పొందడానికి ఫ్రీక్వెన్సీకి మారుతున్న ఇన్వర్టర్ ద్వారా AC గా మార్చబడుతుంది (మాదిరిగానే) విఎఫ్‌డి ).

మిశ్రమ వ్యవస్థ

ఈ వ్యవస్థ DC మరియు AC వ్యవస్థల యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ వ్యవస్థలు ప్రధానంగా రెండు రకాలు: ఒకే దశ నుండి మూడు దశలు లేదా కండో వ్యవస్థ, మరియు మరొక సింగిల్ ఫేజ్ టు డిసి సిస్టమ్.

ఒకే దశ నుండి మూడు దశ లేదా కండో వ్యవస్థ

ఒకే దశ నుండి మూడు దశ లేదా కండో వ్యవస్థ

కండో వ్యవస్థలో, ఒకే ఓవర్ హెడ్ లైన్ 16KV, 50Hz యొక్క సింగిల్-ఫేజ్ సరఫరాను కలిగి ఉంటుంది. ఈ అధిక వోల్టేజ్ పదవీవిరమణ చేసి, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా లోకోమోటివ్‌లో ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క మూడు-దశల సరఫరాగా మార్చబడుతుంది మరియు కన్వర్టర్లు .

ఈ మూడు-దశల సరఫరా లోకోమోటివ్‌ను నడిపించే మూడు-దశల ప్రేరణ మోటారుకు మరింత సరఫరా చేయబడుతుంది. మూడు-దశల వ్యవస్థ యొక్క రెండు-ఓవర్ హెడ్ లైన్ వ్యవస్థను ఈ వ్యవస్థ ద్వారా ఒకే ఓవర్ హెడ్ లైన్ ద్వారా భర్తీ చేస్తారు కాబట్టి, ఇది ఆర్థికంగా ఉంటుంది.

సిసి-ఫేజ్ టు డిసి సిస్టమ్ బాగా ప్రాచుర్యం పొందిందని ఎసి విద్యుదీకరణలో మేము ఇప్పటికే చర్చించినట్లుగా, ఇది సింగిల్ ఓవర్ హెడ్ లైన్ యొక్క అత్యంత ఆర్ధిక మార్గం మరియు అనేక రకాల డిసి సిరీస్ మోటార్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది.
ఈ ప్రత్యేక వ్యవస్థలో, సింగిల్-ఫేజ్ 25 కెవి, ఓవర్‌హెడ్ లైన్ సిస్టమ్ యొక్క 50 హెర్ట్జ్ సరఫరా లోకోమోటివ్ లోపల ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా దిగి, ఆపై రెక్టిఫైయర్ల ద్వారా డిసికి మార్చబడుతుంది. సిరీస్ మోటారును నడపడానికి మరియు దాని వేగం మరియు బ్రేకింగ్ వ్యవస్థలను నియంత్రించడానికి DC ని DC- డ్రైవ్ వ్యవస్థకు తినిపిస్తారు.

ఇదంతా ఎలక్ట్రిక్ లోకోమోటివ్ సిస్టమ్స్ గురించి. మరియు, ట్రాక్షన్ సిస్టమ్స్‌లో ఉపయోగించే వివిధ సరఫరా వ్యవస్థల గురించి మేము మీకు తగినంత మరియు సంబంధిత సమాచారాన్ని ఇచ్చామని మేము ఆశిస్తున్నాము.

దిగువ ఇచ్చిన వ్యాఖ్య విభాగంలో ఈ వ్యాసం లేదా ప్రాజెక్ట్ ఆలోచనల గురించి మీ సూచనలు, వ్యాఖ్యలు మరియు అభిప్రాయాన్ని వ్రాయమని మేము మిమ్మల్ని ప్రోత్సహిస్తున్నాము మరియు ట్రాక్షన్ సిస్టమ్స్‌లో షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రమాదాలను తగ్గించాలని మీ సూచనలు కూడా ఆశిస్తున్నాము.

ఫోటో క్రెడిట్స్