Použitím elektrické energie pro pohon kol vozidel vzniká druh dopravy nazvaný elektrická vozba.

Transkript

1 Elektrická trakce Použitím elektrické energie pro pohon kol vozidel vzniká druh dopravy nazvaný elektrická vozba. Způsob pohonu hnacích kol elektromotorem má odborný název elektrická trakce a elektromotor nazýváme trakční motor (TM). Rozdělení elektrické vozby v ČR: 1) podle druhu el. vozby hlavní dálkové dráhy městské dráhy podzemní dráhy (metro) důlní dráhy průmyslové dráhy silniční trolejové dráhy 2) podle napěťové soustavy - stejnosměrné soustavy o 250 V důlní hlubinné dráhy o 600 V mětské dráhy o 750 V metro o 1500 V železnice a průmyslové dráhy o 3000 V železnice střídavé soustavy - 25 kv/50 Hz (ve světě 25 a 16⅔ Hz) 3) podle přívodu elektrické energie do vozidla nezávislá trakce zdroj energie je umístěn ve voze závislá trakce energie je do vozu přiváděna

2 Výhody elektrické trakce: trakční vozidla jsou lehká trakční vozidla jsou výhodná na horských tratích s velkými výškovými rozdíly, protože při brzdění se dodává do sítě proud (tzv. rekuperace) motor má malou hmotnost a malé rozměry, je otřesuvzdorný řízení otáček motoru je velmi snadné motor vyvine velký točivý moment a velkou tažnou sílu potřebný hnací výkon se může rozdělit na více motorů velká energetická účinnost dlouhá životnost jednoduchá obsluha velká kapacita přepravy (do metra nebo vlaku se vejde více lidí než do autobusu) železnice zrychluje dopravu, zvětšuje cestovní ruch; snižuje přetížení silnic (kolony, zácpy) provoz bez znečišťování životního prostředí (oproti parní se zlepšil vzduch v tunelech) Nezávislá elektrická trakce Vozidlo nezávislé trakce není závislé na přívodu elektrické energie, protože zdroj energie pro trakční motory je umístěn v samotném vozidle. Podle zdroje energie rozeznáváme tyto druhy vozidel elektrické trakce: benzínoelektrické dieselelektrické parní turboelektrické akumulátorové setrvačníkové Dieselekektrická vozba Dieselelektrické lokomotivy se používají zejména na posunování vagónů, pro pohon vlaků na tratích bez trolejového vedení, na kolejištích ve velkých průmyslových závodech a pro přepravu osob na kratších vedlejších tratích ( motoráčky ). Představují zálohu pro hlavní elektrifikované tratě v případě havárií elektrických zařízení (trolejové vedení, napájecí stanice, přívodní vedení vn a vvn aj.)

3 Akumulátorová vozba Vozidla akumulátorové vozby využívají k pohonu trakčních motorů proud z akumulátorové baterie. Tyto vozidla mají velkou hmotnost a proto se používají na menší vzdálenosti a menší rychlosti. Nejrozšířenější jsou vozíky o nosnosti 1-3 tuny pro rozvoz zboží a materiálu ve skladištích, závodech, nádražích apod. Dojezd vozíku je km. Železnice využívá akumulátorové lokomotivy pro posunování vagónů a především v dolech v prostředí s nebezpečím výbuchu. Setrvačníková vozba Setrvačníková vozba využívá nahromaděnou kinetickou energii v roztočeném setrvačníku o velké hmotnosti. Setrvačník se v napájecí stanici roztočí elektromotorem a po odpojení pohání setrvačností elektrický generátor. Setrvačníková vozba se používá zejména v hlubinných dolech a v kyvadlové dopravě (např. mezi sklady, mezi přístavem a skladem, apod.).

4 Závislá elektrická trakce U závislé trakce se elektrická energie přivádí do vozidla z trakčního vedení vhodným sběračem a proto je vozidlo závislé na rozvodu elektrického proudu. Vozidla pro stejnosměrnou soustavu Tramvaj nebo lokomotiva odebírá elektrickou energii z trolejového vedení pantografovým sběračem (+ pól) a kolejnicí se proud vrací zpět ke zdroji ( pól). Metro odbírá elektrickou energii z třetí kolejnice (+ pól) uložené izolovaně (po této kolejnici metro nejezdí) a kolejnice po kterých souprava jezdí tvoří opačný pól ( pól). Trolejbus odebírá elektrickou energii z dvoupólového trakčního vedení (jeden vodič + pól, druhý vodič pól). Stejnosměrný proud se vyrábí v měnírnách. Měnírna je elektrická stanice, ve které se transformuje napětí z vyšší napěťové hladiny na nižší a střídavý proud se usměrňuje. Schéma napájení hlavní dráhy stejnosměrným napětím 1,5 kv

5 Vozidla pro jednofázovou a třífázovou soustavu Trolej jednofázové soustavy je napájena napětím 10 až 25 kv s frekvencí 50, 25 nebo 16⅔ Hz. V ČR se používá pouze frekvence 50 Hz. V Německu, Švýcarsku, USA a v dalších zemích se používá nižší frekvence z důvodů komutace střídavého motoru. V lokomotivě se změní jednofázová soustava na trojfázovou nebo se střídavý proud usměrní. Lokomotivní transformátor je řešen jako autotransformátor. Přívod trojfázové soustavy je řešen dvěma trolejemi a kolejnicí. Napětí přívodu je 10 kv, 50 Hz. Trakční motory jsou asynchronní kroužkové. Trojfázová soustava je vhodná pro velmi dlouhé tratě s malým počtem stanic a křižovatek. Využití je tedy velmi omezené. V ČR se konstruují dvouproudová vozidla. Tyto lokomotivy mohou jezdit jak na trati 3 kv stejnosměrného napětí, tak na trati 25 kv, 50 Hz střídavého napětí. Přepínání na určitou soustavu se děje v lokomotivě automaticky, bez zásahu obsluhy. Trolejové vedení Trolejové vedení je ta část přívodního vedení, která se používá pro vlastní napájení elektrických vozidel. Z trolejového vedení se proud dostává do vozidla přes pantograf. Stykové plochy pantografu jsou z uhlíku, zatímco trolejový drát je z mědi. Vyrábí se s jmenovitými průřezy 80, 100 a 150 mm 2. Trolejový drát je zavěšen na nosném laně. Používají se lana AlFe nebo měděné vodiče. Ke stožárům je vedení připevněno pomocí izolátorů. Rozestup stožárů je v důlní dopravě 4-5 m, v městské dopravě m a v železniční dopravě 30-35m. Čím jsou rychlosti větší, tím rovnoměrněji musí být trolejový vodič zavěšen. Aby se trolejové lano nepodvěšovalo (tažením, změnou teploty) je napínáno. Zpětné vedení vytvářejí kolejnice a kabely. Kolejnice musí mít co nejmenší odpor, proto se v místech spojení propojí přivařenými měděnými lany.