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電化された鉄道。 鉄道輸送に関する注記:ソ連の鉄道電化と接触ネットワークの電流の種類について-yelkz

通信網 鉄道 ロシア連邦かなり広範囲です。 これは、JSCロシア鉄道が所有する高速道路のいくつかのセクションで構成されています。 同時に、すべての地方道路は正式にはロシア鉄道の支線であり、会社自体はロシアの独占企業として機能しています。

道路はイルクーツクとチタ地域の領土とブリヤート共和国とサハヤクート共和国を通ります。 高速道路の長さは3848キロです。

道路は、モスクワ-ニジニノヴゴロド-キーロフとモスクワ-カザン-エカテリンブルクの2つの平行な緯度方向に沿って走っています。これらは、ロッケードで相互接続されています。 この道路は、ロシアの中央部、北西部、北部地域と、ヴォルガ地域、ウラル、シベリアを結んでいます。 ゴーキー道路は鉄道に隣接しています:モスクワ(聖ペトゥシキとチェルスチ)、スヴェルドロフスク(聖チェプツァ、ドルジュニノ)、北部(聖ノヴキ、スソロフカ、スヴェチャ)、クイビシェフ(聖クラスニーウゼル、ツィルナ)。 道路の総配備長は12,066kmです。 主要鉄道路線の長さは7987kmです。

鉄道は、沿海地方とハバロフスク地方、アムールとユダヤ自治州、サハ共和国(ヤクート)のロシア連邦の5つの構成組織の領土を通過します。 そのサービスエリアには、マガダ​​ン、サハリン、カムチャツカ地域、チュクチ自治区も含まれています。これは、ロシアの領土の40%以上です。 運用長-5986km。

ザバイカル鉄道は、ロシア南東部を走り、ザバイカル地域とアムール地域の領土を横切っており、中国の国境近くに位置し、ザバイカリスク駅を通過するロシアで唯一の直接陸路国境鉄道を持っています。 運用長-3370km。

西シベリア鉄道は、オムスク、ノボシビルスク、ケメロヴォ、トムスク地域の領土を通過します。 アルタイ領土部分的にカザフスタン共和国。 高速道路の幹線の展開長は8986km、運用長は5602kmです。

道路は特別な地政学的条件で運営されています。 カリーニングラードは、ロシアの中心部から国々への最短の道です 西ヨーロッパ。 道路にはありません 共通の境界線ロシア鉄道と。 展開されている高速道路の長さは1100kmで、幹線の長さは900kmを超えています。

高速道路は4つの主要な地域を通過します- ケメロヴォ地域、ハカシア、 イルクーツク地方シベリア横断高速道路と南シベリア高速道路を結ぶクラスノヤルスク地方。 比喩的に言えば、これはロシアのヨーロッパの部分とその間の架け橋です 極東とアジア。 クラスノヤルスク道路の運用長は3160kmです。 全長--4544キロメートル。


鉄道はモスクワ地方からウラル山脈の丘陵地帯まで伸びており、ロシア連邦の中央部と西部をウラル、シベリア、カザフスタン、 中央アジア。 道路は、西から東に走る2本のほぼ平行な線で構成されています。Kustarevka-Inza-UlyanovskとRyazhsk-Samaraは、Chishma駅で接続され、拍車で終わる複線を形成しています。 ウラル山脈。 ルザエフカ-ペンザ-ルチシェヴォとウリヤノフスク-シズラニ-サラトフの2本の道路が北から南に走っています。

現在の国境内では、モスクワ鉄道は1959年に、モスクワ-リヤザン、モスクワ-クルスク-ドンバス、モスクワ-オクルズナヤ、モスクワ-キーウ、カリーニン、セヴェルナヤの6つの道路が完全かつ部分的に合併した結果として組織されました。 配備長は13000km、運用長は8800kmです。

Oktyabrskaya高速道路は、ロシア連邦の11の主題の領域を通過します。レニングラード、プスコフ、ノヴゴロド、ヴォログダ、ムルマンスク、トヴェリ、モスクワ、ヤロスラヴル地域、モスクワとサンクトペテルブルクの都市、カレリア共和国です。 運用長-10143km。

ヴォルガ(リャザンウラル)鉄道は、ロシアのヨーロッパ地域の南東、ヴォルガ川下流域とドンの中流域に位置し、サラトフ、ヴォルゴグラード、アストラハン地域のほか、いくつかの地域をカバーしています。ロストフ、サマラ地域、カザフスタン内にある駅。 道路の長さは4191kmです。

この高速道路は、ロシアのヨーロッパとアジアの地域を接続し、西から東に1.5万キロメートル伸びて交差しています。 北極圏。 ニジニタギル、パーマ、エカテリンブルク、スルグト、チュメニを通過します。 Khanty-MansiyskとYamalo-Nenetsも提供しています 自治区。 運用長-7154km。 配備された長さは13,853kmです。

高速道路はロシアの中心部から始まり、国のはるか北に伸びています。 ノーザンハイウェイのほとんどは過酷な条件で運営されています はるか北方と北極。 配備された長さは8500キロメートルです。


道路のサービスエリアには、ロシア南部連邦の11の構成エンティティがあります 連邦地域、ウクライナ、ジョージア、アゼルバイジャンと直接国境を接しています。 高速道路の運行距離は6358kmです。

南東部鉄道は鉄道網の中心的な位置を占めており、東部地域とウラル山脈をセンターに接続し、北部、北西部、センターの各地域を 北コーカサス、ウクライナと南コーカサスの州。 南東の道路は、モスクワ、クイビシェフ、北コーカサス、ウクライナ南部の鉄道に隣接しています。 運用長-4189km。

南ウラル鉄道は、世界の2つの地域、つまりヨーロッパとアジアの交差点にあります。 チェリャビンスク、クルガン、オレンブルク、カルタリンスキーの各支店が含まれます。 本線のいくつかの鉄道路線がカザフスタンの領土を通過しています。 南東の道路は、モスクワ、クイビシェフ、北コーカサス、ウクライナ南部の鉄道に隣接しています。 運用長-4189km。 配備された長さは8000kmを超えています。

ロシアの鉄道輸送の特徴の1つは、電化道路の割合が高いことです。 2014年末の電化高速道路の長さでは、ロシアは世界で1位の43.4千km(中国2位-38.5千km)で、公道の約半分に位置しています。 さて、多くの高速道路が電化されているという事実は、一般的に誰にとっても秘密ではありませんが、さまざまな種類の電流が接触ネットワークで使用されているという事実は、多くの人にとって驚くべきことです。 それにもかかわらず、実際には、連絡先ネットワークは定数のいずれかを使用します 電気定格電圧3kVまたは工業用周波数50Hzの交流単相電流、定格電圧25kV。 私はそれについて自分で話している 長い時間私はそれについて考えていませんでした-私が3番目の電気安全グループを受け取ったときに知りました(ロシア鉄道に関連するオフィスで働くことは、どういうわけか私に掘り下げて理解することを義務付けました)。 ええと、一般的に、私は長い間この事実(「一定の3 kVがあり、25 kV / 50 Hzの変化があります」)を当然のことと考えていました-「歴史的に受け入れられているからです」。 そしてしばらくの間、私はまだ質問を掘り下げて、どういうわけかそれを理解したかった-なぜそれが実際にそうなのか。

すぐに予約したいのですが、電源の物理についてはあまり深く掘り下げず、一般的な言い回しに限定し、意図的にどこかで誇張します。 単純化していると言われることもありますが、専門家はそこで「すべてが間違っている」ことを読んで理解しています。 私はこれを知っていますが、専門家は私が何について書いているかをすでに知っています-そして彼らは彼ら自身のために何か新しいことを学ぶことはありそうにありません。

したがって、実際には、1879年にベルリンで開催された電気鉄道のモデルが発表された産業展示会で、列車の牽引のためのエネルギー源としての電気の使用が初めて実証されたという事実から始める必要があります。 2.2 kWの機関車と3台の貨車で構成され、それぞれが最大6人の乗客を収容できる列車は、時速7kmの速度で長さ300m未満の区間を移動していました。 新しいタイプの牽引力の創造者は、有名なドイツの科学者、発明家、産業家のエルンストヴェルナーフォンシーメンス(ヴェルナーフォンシーメンス、1816-1892)とエンジニアのハルスケでした。 20世紀の初めまでに、電気牽引の有効性に疑いの余地はありませんでした。 短時間で さまざまな国いくつかの鉄道電化プロジェクトが実施されました。 第一段階では、電化は 山岳地帯太いプロファイルのライン、多数のトンネル、および郊外のセクション、つまり 電気牽引の利点が明白であったそれらの領域で。


ソ連で最初の電化鉄道は、1926年7月6日にバクー-サブンチュ-スラハニ間で開通しました。

したがって、電化の適用には、郊外通信と山岳高速道路の2つの主要な分野があります。 郊外通信(電車の本質)については別にお話ししたいと思いますが、今のところソ連では電化の観点から郊外鉄道通信が優先されていることに注意してください。 ロシア帝国彼らはこのプロジェクトを思い起こさせる時間がありませんでした-最初のプロジェクトは干渉しました 世界大戦そして革命)、ソ連では彼らはそれを大規模に取り上げました(ここではもちろん、GOELRO計画が大いに役立ちました)-電車が蒸気動力の通勤電車に取って代わり始めました。

公称電圧1500VのDCシステムを電源システムとして採用しました。DCシステムを選択したのは、単相ACでは、変圧器を設置する必要があるため、より重くて高価な自動車が必要になるためです。 さらに、DCトラクションモーターは、他の条件が同じであれば、単相電流モーターに比べてトルクが高く、始動に適しています。 これは、郊外で運転する自動車にとって特に重要です。 多数発進時に高い加速が必要な停止点。 600-800 Vシステム(路面電車やトロリーバスの電化に使用)と比較して、連絡網に必要な銅がはるかに少ないという事実から、1500Vの電圧が選択されました。 同時に、3000Vの電圧では当時は期待できなかった自動車用の信頼性の高い電気機器を作ることが可能になりました(3000Vの直流で電化された最初の郊外線は1937年にのみ登場しましたが、しかし、後ですべてのすでに構築されたラインはそのような電圧に転送されました)。


電車C-1929年以来製造されたソビエト列車の最初のファミリー

1932-1933年の郊外通信の発展と並行して。 電気牽引は、重いスラム峠のハシュリ-ゼスタポニ幹線鉄道(63 km)に導入されました。 ここでは、モスクワやバクとは異なり、貨物輸送や旅客輸送には電気牽引が使用されていました。 初めて、電気機関車がソ連の鉄道路線で運行を開始しました(実際には、適用場所では、「スラミ電気機関車」または「またはスラミ型電気機関車」と呼ばれるようになりました)。


電気機関車C(スラミ)-ソ連のためにアメリカ人ゼネラルエレクトリックによって建設されたスラム電気機関車のグループの祖先

スラミ型のすべての電気機関車の主な特徴は、ボディの端にトランジションプラットフォームが存在することでした。これは、当時存在していた基準によれば、CMEで動作する電気機器を備えたすべての電気機関車に必須でした。 機関車の乗務員部分は、2つの関節式3軸台車で構成されています(軸式0-3 0-0 + 0-3 0-0)。 耐荷重メインフレームを備えたワゴンタイプのボディ。 スプリングサスペンションは主に板ばねで作られています。 トラクションモーターのサスペンション-サポートアキシャル。


電気機関車СС(ソビエトスラムスキー)-GEからのライセンスに基づいてソ連で製造された最初のDC電気機関車

そしてここで私たちは重要な発言をしなければなりません。 エンジンが 蒸気機械、次世代の鉄道輸送は電気モーターで駆動されるようになりました:いわゆるTED(トラクションモーター)-ちなみに、TEDが電気機関車/電車とディーゼルの両方で使用されていることは明らかではありません機関車(後者は単に機関車のディーゼル発電機に配置されたTEDに給電します)。 そのため、鉄道電化の黎明期には、直流TEDのみが使用されていました。 これは彼らのせいです デザイン機能、非常に簡単な手段で広範囲にわたって速度とトルクを調整する機能、過負荷で動作する機能など。 技術的に言えば、DCモーターの電気機械的特性は牽引目的に理想的です。 ACモーター(非同期、同期)は、特別な調整手段がないと電気牽引に使用できないという特性があります。 上のそのような制御 初期まだ電化が進んでいないため、当然、牽引電源システムには直流が使用されていました。 牽引変電所が建設されました。その目的は、供給ネットワークの交流電圧を必要な値まで下げ、それを整流することです。 定数への変換。


VL19-ソビエト連邦で設計された最初の大量生産された電気機関車

しかし、直流接触ネットワークの使用は別の問題を引き起こしました-高電力(電力は電流と電圧の積に等しい)を送信するために、接触ネットワークでの銅の大量消費(交流と比較して)定電圧電圧の場合、大きな電流強度を提供する必要があります。つまり、より多くのワイヤとより大きな断面積が必要です(電圧は変化しません。抵抗を下げる必要があります)。


VL22M-最初のソビエトの大型電気機関車であり、スラミ機関車の最後の代表

1920年代後半、スラムスキー峠の電化を始めたばかりの頃、多くの専門家は、将来、公称電圧3kVの直流での電気牽引が環境収容力の増加の問題を合理的に解決しないことをよく知っていました。列車の重量とその速度を上げることによってライン。 最も単純な計算では、時速50 kmの速度で10‰の上昇で10,000トンの列車を運転する場合、電気機関車の牽引電流は6000 Aを超えることが示されました。これには、接触線、および牽引変電所のより頻繁な場所。 電流値と電圧値の種類の組み合わせについて約200のオプションを比較した結果、次のように決定されました。 最良のオプションは、20 kVの電圧の直流または交流(50 Hz)での帯電です。 当時の最初のシステムは世界のどこでもテストされておらず、2番目のシステムはごくわずかですが研究されていました。 そのため、鉄道の電化に関する第1回全連合会議で、電圧20 kVの交流(50 Hz)で電化された実験区間を建設することが決定された。 テスト用の電気機関車を作成する必要がありました。これにより、通常の動作におけるAC電気機関車の長所と短所が明らかになります。


OR22電気機関車-ソ連で最初のAC電気機関車

1938年に、OR22電気機関車が作成されました(水銀整流器を備えた単相22-レール上の輪軸からの負荷(トン単位))。 電気機関車(変圧器-整流器-TED、つまりローサイドに電圧レギュレーションを備えたもの)の回路図は非常に成功しているため、ソビエトのAC電気機関車の大部分の設計に使用されました。 他の多くのアイデアがこのモデルでテストされ、その後のプロジェクトで具体化されましたが、残念ながら戦争はさらに介入しました。 実験機は解体され、その整流器はDC牽引変電所で使用されました。 そして彼らは、1954年にノボチェルカッスク電気機関車工場ですでに一連のNO(またはVL61)を使用して、AC電気機関車のアイデアに戻りました。


VL61(1963年1月まで-N-O-ノボチェルカッスク単相)-最初のソビエトシリアルAC電気機関車

実験サイトのOzherelye-Mikhailov-Paveletsは、1955年から1956年に最初に交流(電圧20 kV)で電化されました。 テスト後、電圧を25kVに上げることが決定されました。 交流オジェリェーリの電気牽引の実験セクションの操作の結果-モスクワ鉄道の舗装は、ソ連の鉄道での広範な実装のためにこの交流システムを推奨することを可能にしました(ソ連の大臣評議会の法令) 1958年10月3日の第1106号)。 1959年から、25 kVの交流電流が、電化が必要な長い区間に導入され始めましたが、近くに直流電流の範囲はありませんでした。


電気機関車F-ソ連の命令によりフランスで製造されたAC電気機関車

1950年から1955年。 最初の、まだ慎重な、電化範囲の拡大が始まりました。 1500Vから3000Vへの電圧の移行は、すべての郊外のノードで始まりました。 さらなる開発郊外ノード、隣接する電化線の延長 地域センター旅客列車と貨物列車に電気機関車の牽引力が導入されました。 電化の「島」はリガ、クイビシェフ、 西シベリア、キーウ。 1956年以来(これは)始まりました 新しいステージ USSRの鉄道の大量電化は、電気とディーゼルの牽引力を1955年の輸送の15%のシェアから1965年の85%のシェアに急速にもたらしました。 質量電化は、周波数50Hz、電圧25kVの交流がすでに導入されていたものの、主に電圧3000Vの確立された直流で進んだ。 ACラインのネットワークの開発と並行して、AC車両の開発が行われました。 そのため、1962年に最初のAC電車ER7とER9が運行を開始し、1959年にクラスノヤルスク鉄道では、ソビエトのAC電気機関車(VL60とVL80)の生産が遅れたため、フランスのタイプFの電気機関車が購入されました。


VL60(1963年1月まで-N6O、-ノボチェルカッスク6軸単相)-最初のソビエトのメインAC電気機関車が大規模生産を開始しました。

一般に、以前に稼働していたラインは直流で帯電していました。後のラインはすでに交流で帯電しています。 また、90年代/ 2000年代には、直流から交流への大規模な多数の回線の転送が行われました。 システムの利点についての議論は今まで止まっていません。 交流の導入の黎明期には、この電源システムの方が経済的であると信じられていましたが、今では明確な解決策はありません。
-DC車両は1.5倍安い
- 特定の消費丘陵地帯のEPSは、私たちの国のほとんどで一般的ですが、30%低くなっています。
どういうわけか、新しい電化ラインは現在交流のみで建設されており、古いもののいくつかは直流から交流に変換されています。 ソビエトとロシアの鉄道の電化の歴史の中で、セクションが交流から直流に切り替えられた唯一のケースは、1989年にモスクワ鉄道のパヴェレツキー方向で発生しました。 Rybnoe-Uzunovoセクションの直流電化後、Ozherelye-Uzunovoセクション(同じ歴史的に最初のACメイン)が交流から直流に切り替えられました。


双子の兄弟:機関車VL10(DC)およびVL80(AC)

ちなみに、今ではより信頼性が高く経済的な非同期TEDが導入される傾向にあります(新世代の機関車EP20、ES10、2TE25Aに搭載されています)。 したがって、非常に遠い将来、そのようなTEDへの移行により、直流を完全に放棄することができます。 これまでのところ、両方のタイプの電流が完全に使用されています。


4ES5K「Ermak」(交流)および3ES4K「Donchak」(直流)

最後の質問を明確にするために残っています。 さまざまな電源システムにより、ドッキングポイント(電流、電圧、電流周波数のシステム)が出現しました。 同時に、そのようなポイントを介してトラフィックを整理する問題を解決するためのいくつかのオプションが発生しました。 3つの主要な領域が出現しました。
1)連絡網の特定のセクションに1つまたは別のタイプの電流を供給することを可能にするスイッチを備えたドッキングステーションの機器。 たとえば、列車がDC電気機関車で到着すると、この電気機関車は切り離され、リサイクルデポまたは機関車が落ち着くための行き止まりに向かいます。 この線路の連絡網は交流に切り替えられ、交流電気機関車がここを運転し、列車をさらに運転します。 この方法の不利な点は、電化と電源装置の保守のコストの上昇であり、機関車とそれに関連する追加の材料、組織、および時間のコストも変更する必要があります。 同時に、ブレーキのテストほど時間がかかるのは電気機関車の変更ではありません。


ウズノヴォドッキングステーションのEP2K(DC)およびEP1M(AC)の背後

2)2.マルチシステムの車両の使用(この場合、2システムの車両-たとえばヨーロッパには4システムの機関車もあります)。 この場合、連絡網を介したドッキングはステーションの外で行うことができます。 この方法では、ドッキングポイントを停止せずに通過できます(ただし、原則として、海岸にあります)。 2システムの旅客電気機関車を使用すると、旅客列車の時間が短縮され、機関車を交換する必要がありません。 しかし、そのような電気機関車のコストはより高くなります。 そのような電気機関車はまた、運転においてより高価である。 さらに、マルチシステムの電気機関車は重量が大きくなります(ただし、機関車を追加でバラストして付着重量を増やすことは珍しくありませんが、鉄道との関連性はほとんどありません)。


ウズノボ駅のリサイクルデポにあるAC(EP1M)およびDC(ChS7)機関車

3)ディーゼル機関車インサートの使用-異なる電源システムを備えたセクションの間に、ディーゼル機関車が整備する小さな牽引アームを残します。 実際には、コストロマ-ガリチセクションで長さ126 kmで使用されます。コストロマでは直流(= 3 kV)、ガリチでは-交流(〜25 kV)です。 モスクワ-カバロフスクとモスクワ-シャリヤの列車、およびサマラ-キネル-オレンブルクは輸送中です(ディーゼル機関車はサマラの旅客列車とキネルの貨物列車に取り付けられています)。 サマラとキネルでは、直流(= 3 kV)、オレンブルクでは-交流(〜25 kV)、オルスク、アルマアタ、ビシュケクへの列車が通過します。 この「ドッキング」方式では、列車の駐車時間が2倍になり、ディーゼル機関車の整備や速度の低下により電化効率が低下し、路線の運行状況が大幅に悪化します。


ソビエト2システム貨物電気機関車VL82M

実際には、主に最初の方法、つまりドッキングタイプの推力用のステーションを使用します。 サラトフからモスクワに行く場合、そのような駅はウズノヴォ、サンクトペテルブルク-リャザン-2、サマラ-シズラニ-1の場合ですが、ソチまたはアドラーの場合-ゴリヤチクリュチソチはまだ使用しています直流、北コーカサス地方の鉄道はすべて休憩中ですが、休憩のためにどこかにトンネルを拡張する必要があると言われていますが、一般的に問題があります)。


最新のロシアの2システム乗用電気機関車EP20

P.S. 小さな説明。 投稿では、私自身の写真(カラー)に加えて、ウィキペディアの資料も使用されました!

鉄道電化

鉄道電化-鉄道車両で電気車両を使用できるようにするために鉄道セクションで実行された一連の対策:電気機関車、電気セクション、または電車。

電気機関車は、鉄道の電化区間で列車を牽引するために使用されます。 郊外の交通機関として、電気区間や電車が利用されています。

電化システム

電化システムは次のように分類できます。

  • 導体の種類:
    • コンタクトサスペンション付き
    • コンタクトレール付き
  • 電圧による
  • 電流の種類別:
    • 交流電流
      • 現在の周波数
      • フェーズ数

通常、直流(=)または単相交流(〜)を使用します。 この場合、線路は導体の1つとして機能します。

三相電流を使用するには、少なくとも2本の接点ワイヤを吊り下げる必要があります。これは、いかなる状況(トロリーバスなど)でも接触してはならないため、主に高速での電流収集が困難なため、このシステムは定着しませんでした。 。

直流を使用する場合、ネットワーク内の電圧は、電気モーターを直接オンにするのに十分なほど低くなります。 交流を使用する場合、電気機関車では変圧器を使用して電圧を簡単に下げることができるため、はるかに高い電圧が選択されます。

DCシステム

このシステムでは、DCトラクションモーターはコンタクトネットワークから直接供給されます。 調整は、抵抗を接続し、モーターを再配置し、励起を弱めることによって実行されます。 ここ数十年で、パルスレギュレーションが普及し、抵抗器でのエネルギー損失を回避することが可能になりました。

補助電気モーター(コンプレッサードライブ、ファンなど)も通常、接点ネットワークから直接電力が供給されるため、非常に大きくて重いことがわかります。 場合によっては、回転または静的コンバーターを使用して電力を供給します(たとえば、電車ER2T、ED4M、ET2Mでは、直流3000Vを三相220V 50 Hzに変換するモータージェネレーターが使用されます)。

ロシアの鉄道と前者の国 ソビエト連邦によって電化されたセクション DCシステム、現在は主に電圧= 3000 Vを使用しています(古いセクションでは-= 1500 V)。 70年代初頭、USSRでトランスコーカサス鉄道の実用的な研究が行われ、電圧= 6000 Vの直流で電化される可能性がありましたが、その後、すべての新しいセクションはより高い電圧の交流で電化されました。

機関車の電気機器のシンプルさ、低比重、高効率により、このシステムは 初期電化。

このシステムの欠点は、接点ネットワークの電圧が比較的低いことです。したがって、同じ電力を伝送するには、高電圧システムと比較してより多くの電流が必要になります。 これは強制します:

  • 接触線と供給ケーブルのより大きな総断面積を使用します。
  • 連絡網のサスペンション内のワイヤーの数を2つまたは3つまで増やすことによって、電気機関車のパンタグラフとの接触面積を増やします(たとえば、リフトで);
  • 牽引変電所間の距離を短くして、電線の電流損失を最小限に抑えます。これにより、電化自体とシステムのメンテナンスのコストがさらに増加し​​ます(変電所は自動化されていますが、メンテナンスが必要です)。 混雑した地域、特に困難な山岳地帯の変電所間の距離は、わずか数キロです。

路面電車、トロリーバスはDC電圧= 550(600)V、メトロ= 750(825)Vを使用します。

減周波数ACシステム

数で 欧州諸国(ドイツ、スイスなど)15 kV 16⅔Hzの単相交流システムが使用されており、米国では11 kV25Hzの古い回線が使用されています。 周波数を下げると、ACコレクターモーターを使用できるようになります。 モーターは、コンバーターなしで変圧器の二次巻線から給電されます。 補助電気モーター(コンプレッサー、ファンなど)も通常はコレクターであり、別の変圧器巻線から電力が供給されます。

このシステムの欠点は、変電所での電流の周波数を変換する必要があること、または鉄道用に別の発電所を建設する必要があることです。

電源周波数ACシステム

産業用周波数電流の使用は最も経済的ですが、その実装には多くの困難が伴いました。 当初、コレクターACモーターが使用され、モータージェネレーター(単相同期モーターとDCトラクションモーターが動作するDCトラクションジェネレーター)、回転周波数コンバーター(非同期トラクションモーターに電流を供給する)を変換していました。 産業用周波数電流のコレクター電気モーターはうまく機能せず、回転変流機は重すぎて不経済でした。

工業用周波数(25 kV 50 Hz)の単相電流システムは、1950年代にフランスで静的水銀整流子(イグニトロン、後にそれらはより近代的なシリコン整流子に置き換えられた)を備えた電気機関車が作成されて初めて広く使用され始めました。環境的および経済的理由から); その後、このシステムは他の多くの国(ソ連を含む)に広がりました。

単相電流を整流する場合、直流ではなく脈動電流であるため、特殊な脈動電流モーターを使用し、回路には電流リップルを低減する平滑リアクトル(チョーク)と定励起減衰抵抗を備えています。モーターの励起巻線と並列に接続され、脈動電流の交流成分を通過させます。これにより、巻線が不必要に加熱されるだけです。

補助機を駆動するために、整流器を介して別個の変圧器巻線(補助巻線)によって電力を供給される脈動電流モーター、または位相スプリッターによって電力を供給される産業用非同期電気モーターのいずれかが使用されます(このスキームはフランスとアメリカの電気機関車で一般的でした。それらはソビエトに移されました)または位相シフトコンデンサー(特にロシアの電気機関車VL65、EP1、2ES5Kで使用されます)。

このシステムの欠点は、通信回線への重大な電磁干渉と、外部電源システムの相の不均一な負荷です。 接触網の相の負荷の均一性を高めるために、異なる相のセクションが交互になります。 ニュートラルインサートはそれらの間に配置されます-短い、数百メートルの長さ、慣性によって、エンジンがオフになっている状態で車両が通過する接触ネットワークのセクション。 それらは、パンタグラフがワイヤからワイヤへの遷移の瞬間に高い線形(相間)電圧の下でセクション間のギャップを埋めないように作られています。 ニュートラルインサートで停止する場合、接点ネットワークのセクションに沿って正面から電圧を供給することができます。

ロシアの鉄道と旧ソビエト連邦の国々、 ACシステム使用する 電圧〜25 kV(つまり、〜25000 V)周波数 50 Hz.

電源システムのドッキング

電気機関車 異なるシステムドッキングステーションでの電流

2系統電気機関車VL82M

さまざまな電源システムにより、ドッキングポイント(電流、電圧、電流周波数のシステム)が出現しました。 同時に、そのようなポイントを介してトラフィックを整理する問題を解決するためのいくつかのオプションが発生しました。 3つの主要な領域が特定されています。