Las locomotoras eléctricas obtienen energía eléctrica de la catenaria. La fuente de alimentación de la catenaria actualmente proporciona energía tanto de CC como de CA a la locomotora. El sistema actual es diferente y no admite locomotoras eléctricas. Básicamente se puede dividir en tres tipos: locomotoras eléctricas de CC, locomotoras eléctricas de CA-CC y locomotoras eléctricas de CA-CC.
La locomotora eléctrica de CC directa adopta un sistema de suministro de energía de CC y la subestación de tracción está equipada con un dispositivo rectificador, que se convertirá en CA CC trifásico y luego se conectará a Internet. Por lo tanto, las locomotoras eléctricas pueden recibir motores de tracción de CC de la serie DC directamente desde la línea de contacto, simplificando así el equipo de la locomotora. La debilidad del sistema de CC es el bajo voltaje de la red de contactos, que generalmente es de 1500 V o 3000 V. Se requiere que la línea de contacto sea rugosa y requiera una gran cantidad de metales no ferrosos, lo que aumenta la inversión en construcción.
TAC - Las locomotoras eléctricas de CC funcionan con sistemas de CA. La mayoría de los países del mundo utilizan sistemas de conmutación de frecuencia (50 Hz) o sistemas de comunicación de baja frecuencia de 25 Hz. En este sistema de suministro de energía, la subestación de tracción cambia la frecuencia de CA trifásica a CA monofásica de 25 kV, la cual está expuesta a Internet a través de la industria. Pero la cadena utilizada en las locomotoras eléctricas sigue siendo un motor de CC (la mayor ventaja de este tipo de motor es que es sencillo ajustar la velocidad. Simplemente cambie el voltaje del terminal del motor, debería ser fácil lograr una amplia gama de velocidades de locomotora). , pero es necesario cambiar este tipo de motor (director, complejo de fabricar y reparar, y relativamente grande), se cumplió la tarea de que la CA ingresara a la locomotora de CC. La relación de voltaje de CC del sistema de catenaria se ha mejorado enormemente y el diámetro del cable de contacto se puede reducir relativamente, lo que reduce el consumo de metales no ferrosos y la inversión en construcción. Por lo tanto, este sistema de comunicación por frecuencia ha sido ampliamente adoptado por la mayoría de las locomotoras eléctricas del mundo: locomotoras eléctricas de CC.
Los motores de tracción de locomotoras no eléctricas AC-AC utilizan conmutadores AC (es decir, motores asíncronos trifásicos), que son más avanzados en términos de fabricación, rendimiento, función, tamaño, peso, coste, mantenimiento y La confiabilidad de los conmutadores de motor es mucho más fácil. Fue un fallo de la locomotora eléctrica y fue la causa principal de la difícil velocidad. Este tipo de locomotora tiene buena capacidad de tracción y es muy prometedora. La locomotora eléctrica E120 de fabricación alemana es una locomotora.
El principio de funcionamiento de una locomotora eléctrica es que la corriente entra en contacto con el cable y resiste el arco de la locomotora eléctrica, y luego vuelve a ingresar al transformador principal después de que el disyuntor pasa la tracción de CA desde la principal. El transformador se enrolla a través de la unidad rectificadora de silicio y se divide en dos grupos de seis. El suministro de CC de dos motores de tracción paralelos se concentra en el par de un motor de tracción y la energía mecánica se convierte en energía eléctrica para hacer girar las ruedas de la locomotora. el engranaje de transmisión.
El desarrollo de las locomotoras eléctricas
La primera persona en construir la primera locomotora eléctrica de ancho estándar fue el escocés R. Davidson en 1842. En mayo de 1879, la empresa alemana Siemens WV diseñó y fabricó una locomotora eléctrica de "pasajeros" de tres ruedas y 18 acoplamientos, que fue la primera locomotora eléctrica que se probó con éxito. 1881, la primera línea de tranvía impulsada por cables aéreos en París, Francia, lo que creó las condiciones para mejorar y utilizar motores de tracción de alta potencia: 1895, la construcción de un tramo de túnel de 5,6 kilómetros de largo entre Baltimore y Ohio en los Estados Unidos DC ferrocarril electrificado. En 1903, la locomotora eléctrica de corriente alterna trifásica de Alemania estableció un récord de alta velocidad de 210 kilómetros por hora.
El desarrollo de las locomotoras eléctricas depende del desarrollo de los ferrocarriles electrificados. Para construir un ferrocarril verdaderamente electrificado, primero debemos resolver el problema de cómo proporcionar suministro de energía de alto voltaje y estándar variable.
El sistema de suministro de energía de las locomotoras de catenaria se divide en dos tipos: sistema de CC y sistema de CA (el sistema de CA incluye CA monofásica y CA trifásica), lo que se denomina estándar de suministro de energía. La frecuencia de los sistemas de CA monofásicos facilitó el desarrollo de los ferrocarriles electrificados. A principios de la década de 1970, Europa continental y Japón en Asia básicamente realizaron la electrificación de los principales ferrocarriles con tráfico pesado.
El estallido de la crisis del petróleo en 1973 ~ 1974 hizo que Guodian y Diesel reevaluaran la economía de la tracción ferroviaria, favoreciendo más la tracción eléctrica. El Reino Unido desarrolló inicialmente la tracción diésel, pero también empezó a prestar atención al desarrollo de la tracción eléctrica. Incluso en Estados Unidos, un país totalmente de combustión interna, la demanda de electrificación ferroviaria es alta. A principios de la década de 1980, más de 50 países y regiones del mundo habían construido ferrocarriles electrificados. La longitud total de los ferrocarriles electrificados en la Unión Soviética alcanzó más de 40.000 kilómetros, y Japón, Francia y Alemania Occidental también tenían más de 100.000 kilómetros de vías. ferrocarriles electrificados. En la actualidad, los ferrocarriles electrificados del mundo han alcanzado más de 20 millones de kilómetros y China también se ha unido al "club premium" de 10.000 kilómetros de ferrocarriles electrificados.
El problema del suministro de energía de los ferrocarriles electrificados se ha resuelto y el desarrollo de locomotoras eléctricas de alta potencia y alta velocidad se ha convertido en el objetivo perseguido por el país. En ese momento, los avances y desarrollos en la tecnología de semiconductores y la tecnología de control por computadora promovieron el nacimiento de nuevas locomotoras eléctricas. Con el número 65 438 0979, nació en Alemania la primera locomotora eléctrica E120 con accionamiento de CA de alta potencia, abriendo una nueva era en el desarrollo de locomotoras eléctricas.
Con la mejora de las locomotoras eléctricas existentes y el vigoroso desarrollo de los ferrocarriles de alta velocidad, el desarrollo de las locomotoras eléctricas ha pasado del accionamiento de CC al accionamiento de CA. En la década de 1990, los principales fabricantes de motocicletas de Europa y Japón casi habían dejado de producir locomotoras eléctricas de corriente continua, y las locomotoras eléctricas de corriente alterna se han convertido en la corriente principal del desarrollo de locomotoras eléctricas en el mundo.
Locomotora eléctrica de China
Locomotora eléctrica Shaoshan No. 1 La primera locomotora eléctrica de 1914 utilizada en China es la locomotora eléctrica de 1500 V CC utilizada en la mina de carbón Fushun. En 1958, mi país produjo con éxito la primera locomotora eléctrica. Desde el rectificador de encendido hasta el rectificador de silicio, la locomotora continuó mejorando y mejorando su rendimiento. En 1976, la Shaoshan nacional (tipo SS1) No. 131 ya estaba básicamente finalizada. Al final de la producción en 1989, se fabricaron un total de 926 locomotoras eléctricas SSl y se convirtieron en la primera locomotora ferroviaria principal electrificada de China. La locomotora SS2 de 1966 se desarrolló con éxito en 1978. La locomotora SS3 no sólo mejoró su rendimiento de tracción, sino que también aumentó la potencia horaria de la locomotora de 200 kW a 4800 kW. A finales de 1997, se habían producido un total de 987 unidades, convirtiéndose en la primera de China. Locomotora eléctrica principal de dos categorías. En 1985, se desarrolló con éxito la locomotora eléctrica de carga de 8 ejes SS4. Es la locomotora eléctrica más potente de China (6400 kilovatios) y se ha convertido en la principal locomotora de carga pesada de China. Tras el exitoso desarrollo, se lanzaron una tras otra las locomotoras eléctricas SS5, SS6 y SS7. 1994 Se desarrolló con éxito una locomotora eléctrica de alta velocidad con una velocidad de 160 kilómetros por hora y otros 4 ejes. Hasta ahora, las principales locomotoras eléctricas de China se han formado básicamente en series de 4, 6, 8 ejes y potencias de 3200 kW, 6400 kW y 4800 kW. El 26 de mayo de 1999, la fábrica de locomotoras eléctricas de Zhuzhou en China produjo la primera locomotora eléctrica "bala" DDJ1 con una velocidad superior a 200 kilómetros por hora, lo que marcó que China había entrado en las filas de la tracción eléctrica de trenes de alta velocidad internacional. La nueva tecnología de locomotora eléctrica "AC-DC-AC" es el primer ferrocarril del mundo. Desde finales de la década de 1970, China ha estado realizando unidades convertidoras terrestres de ferrocarriles de tamaño pequeño y mediano y pruebas de alta potencia. Las locomotoras eléctricas también han logrado grandes éxitos iniciales.
El desarrollo de las locomotoras eléctricas en China se inició en 1958. La Fábrica de Locomotoras No. 3 del Ministerio de Ferrocarriles en ese momento, que ahora es la Fábrica de Locomotoras Eléctricas de Zhuzhou, diseñó y desarrolló locomotoras eléctricas ferroviarias mientras ayudaba a la Fábrica de Fabricación de Locomotoras Eléctricas de la Mina Xiangtan. A principios de 1958, el Ministerio de Industria de Maquinaria organizó el primer grupo de grupos de inspección para la Unión Soviética. En ese momento, el modelo básico de la Unión Soviética era la locomotora eléctrica de frecuencia variable н60 que utilizaba un sistema de CA monofásico de 20 kilovoltios. Sin embargo, China decidió utilizar un sistema de CA monofásico de 25 kilovoltios. Transformación técnica de la locomotora eléctrica tipo н60. Se realizaron en total 78 cambios importantes.
El 28 de diciembre de 1958, la primera locomotora eléctrica de China, la Línea Ferroviaria de Taiwán 0-6, recibió con éxito el nombre Y1. "6" se refiere a los seis ejes (6 pares de ruedas) de la locomotora, "Y" se refiere al encendido (un rectificador) y la primera letra china Pinyin de "tong". La locomotora tiene una potencia continua de 3410 kilovatios y una velocidad máxima de 100 km/h