Войти
Поезд с использованием многофазной системы электрификации на Пти-де-ла-Рюн, Франция Электрификация железных дорог с трехфазным переменным током использовался в Италии, Швейцарии и США в начале двадцатого века. Италия была основным пользователем с 1901 по 1976 год, хотя линии, проходящие через два туннеля, также использовали эту систему; туннель Симплон между Швейцарией и Италией с 1906 по 1930 год (но не связан с итальянской системой) и Каскадный туннель на Большой Северной железной дороге в Соединенные Штаты с 1909 по 1939 год. Первая линия стандартной ширины колеи была в Швейцарии, от Бургдорфа до Туна (40 км или 25 миль), с 1899 по 1933 год.
Система обеспечивает рекуперативное торможение с подачей энергии обратно в систему, поэтому особенно подходит для горных железных дорог (при наличии сети или другого локомотива на линия может принимать мощность). В локомотивах используются трехфазные асинхронные двигатели. Не имея щеток и коммутаторов, они требуют меньшего обслуживания. Ранние итальянские и швейцарские системы использовали низкую частоту (16⅔ Гц) и относительно низкое напряжение (3000 или 3600 вольт) по сравнению с более поздними системами переменного тока.
Воздушная проводка, как правило, с двумя отдельными воздушными линиями и шиной для третьей фазы, была более сложной, а используемая низкая частота требовала отдельной системы генерации или преобразования и распределения. Скорость поезда была ограничена одной-четырьмя скоростями, при этом две или четыре скорости были получены путем переключения полюсов, каскадного режима или обоих.
Ниже приводится список железных дорог, которые использовали этот метод электрификации в прошлом:
Система в настоящее время используется только для железных дорог эстакады, где воздушная проводка менее сложна и ограничения по скорости менее важны. Современные двигатели и их системы управления избегают фиксированных скоростей традиционных систем, поскольку они построены с твердотельными преобразователями.
В настоящее время четыре таких железных дороги:
Все используют стандартную частоту (50 Гц или 60 Гц (Бразилия)), а не низкую частоту, от 725 до 3000 вольт.
В этом списке показаны напряжение и частота, используемые в различных системах, исторические и текущие. Это не полное.
Эта категория не распространяется на железные дороги с однофазным (или постоянным) питанием, которое преобразуется в трехфазное на локомотиве или силовом вагоне, например, большая часть железнодорожного оборудования из 1990-е годы и ранее с использованием твердотельных преобразователей. Система Кандо 1930-х годов, разработанная Калманом Кандо на заводе Ганца и использованная в Венгрии и Италии, использовала вращающиеся фазовые преобразователи на локомотиве для преобразования однофазное питание трех фаз, как и система разделения фаз на Норфолке и Западной железной дороге в США.
FS класса E.550 (Италия 1906–65) 
FS класса E330 (Италия 1914–63). Обратите внимание на длинные носовые коллекторы с их точками захвата на дальних концах локомотива. Обычно локомотивы имели один, два или четыре двигателя на шасси кузова (не на тележках) и не требовали передачи. Асинхронные двигатели предназначены для работы с определенной синхронной скоростью, и когда они работают выше синхронной скорости на спуске, мощность возвращается в систему. Работа с переключением полюсов и каскадом (конкатенацией) использовалась для обеспечения двух или четырех различных скоростей, и для запуска требовались сопротивления (часто жидкие реостаты ). В Италии грузовые локомотивы использовали простой каскад с двумя скоростями, 25 и 50 км / ч (16 и 31 миль в час); в то время как экспресс-локомотивы использовали каскад в сочетании с переключением полюсов, дающий четыре скорости: 37, 50, 75 и 100 км / ч (23, 31, 46 и 62 миль в час). При использовании 3000 или 3600 вольт при 16⅔ (16,7) Гц питание может подаваться непосредственно на двигатель без бортового трансформатора.
Обычно двигатель (двигатели) питает одну ось, при этом другие колеса соединяются шатунами, поскольку асинхронный двигатель чувствителен к колебаниям скорости, а с несвязанными двигателями на нескольких осях двигатели на изношенных колесах будут делать мало или даже не работать, так как они будут вращаться быстрее. Эта характеристика двигателя привела к тому, что в Каскадном туннеле произошла авария с грузовым поездом GN, направляющимся на восток, с четырьмя электровозами, двумя на головке и двумя толкающими. Два толкача внезапно потеряли мощность, и поезд постепенно замедлился до остановки, но инженер ведущего подразделения не знал, что его поезд остановился, и удерживал контроллер в положении включения питания до тех пор, пока не истекло обычное время для перехода через туннель. Не видя дневного света, он наконец выключил локомотив и обнаружил, что колеса его стационарного локомотива заземлены на две трети полотна рельса.
Обычно два отдельных воздушных провода используются вместе с шиной для третьей фазы, хотя иногда используются три воздушных провода. На стыках, пересечениях и пересечениях две линии должны быть отделены друг от друга с непрерывным питанием локомотива, который должен иметь два токоведущих проводника, где бы он ни остановился. Следовательно, используются два коллектора на одну верхнюю фазу, но следует избегать возможности замыкания мертвой части и возникновения короткого замыкания от переднего коллектора одной фазы к заднему коллектору другой фазы. Сопротивление шин, используемых для третьей фазы или возврата, выше для переменного тока, чем для постоянного тока из-за «скин-эффекта », но ниже для используемой низкой частоты, чем для промышленной частоты. Потери также увеличиваются, хотя и не в той же пропорции, поскольку импеданс в основном является реактивным.
3-фазный пантограф на поезде Rack Railway в Бразилии Локомотив должен получать питание от двух (или трех) воздушных проводов. Ранние локомотивы на итальянских государственных железных дорогах использовали широкий носовой коллектор , который охватывал оба провода, но более поздние локомотивы использовали широкий пантограф с двумя коллекторными стержнями, расположенными рядом. Трехфазная система также склонна к большим продольным зазорам между секциями из-за сложности двухпроводных воздушных линий, поэтому требуется длинное основание датчика. В Италии это было достигнуто с помощью длинных носовых коллекторов, доходящих прямо до концов локомотива, или с помощью пары пантографов, также установленных как можно дальше друг от друга.
В США пара использовались опоры тележки. Они хорошо работали с максимальной скоростью 15 миль в час (24 км / ч). Система с двойным проводом пантографом используется на четырех горных железных дорогах, которые продолжают использовать трехфазное питание (Рэковая железная дорога Корковадо в Рио-де-Жанейро, Бразилия, Юнгфраубан и Горнергратбан в Швейцарии и Пти-поезд де ла Рюн во Франции).
СМИ, связанные с Трехфазной электрификацией на Wikimedia Commons
