Çin'in yüksek hızlı demiryolu hızlı ve doğrudur ve elektronik kontrolör, arkasındaki teknik gücü profesyonel bir bakış açısıyla analiz eder.
Yüksek hızlı tren, elektrikle çalışır.Geleneksel içten yanmalı motor tahriki ile karşılaştırıldığında, elektrikli tahrik, kirlilik içermeyen, büyük yolcu kapasitesi ve büyük güç / ağırlık oranı avantajlarına sahiptir. Bu nedenle, dünyadaki yüksek hızlı trenlerin çoğu elektrikli sürüş modunu, yani tren yolu boyunca yüksek voltajlı elektrik şebekesi üzerinden trenin güç kaynağı modunu kullanmaktadır (ülkemizde güç frekansı tek fazlı 2,5 kV voltajı benimsenmiştir). Elektrik enerjisi elde etmek için yüksek gerilim hattı boyunca kaymak üzere trenin çatısına takılan cihaza pantograf denir.
Çin Güney Lokomotif Sifang Company baş mühendis yardımcısı Liang Jianying, CRH380A'nın güç dağıtımlı elektrikli sürüş modunu benimsediğini söyledi.Tren üstüne 4 pantograf takılı, 7 transformatör, 14 konvertör ve trenin altına 56 motor monte edildi. 2-15 numaralı araçlarda 28 bojiye takılı.
CRH380A enerji aktarımının iki modu vardır: çekiş modu ve rejeneratif fren modu. Çekiş modunda tren, elektrik enerjisini üstten geçen elektrik şebekesinden alır ve elektrik motorunu boji üzerine monte etmek için çok sayıda vagonun altına yerleştirilmiş transformatörler, dönüştürücüler ve diğer bileşenler tarafından dönüştürülür. Transformatör, pantograftan elde edilen yüksek voltajlı elektrik enerjisini yaklaşık 2 kV orta voltajlı elektrik enerjisine dönüştürebilir ve dönüştürücü, güç frekansını tek fazlı orta voltajı, üç fazlı motor için değişken frekans ve voltajlı üç fazlı güç kaynağına dönüştürebilir. Treni ileri sürün.
Bu arada tren saatte 300 kilometre hızla ilerlediğinde, 100 kilometrede kişi başına güç tüketimi sadece 3,64 kWh, bu da yolcu uçaklarının 1 / 12'si, arabaların 1 / 8'i ve büyük binek araçların 1 / 3'ü anlamına geliyor.
Pekin-Şangay yüksek hızlı demiryolunun toplam uzunluğu 1.318 kilometre, yani kişi başına ortalama güç tüketimi yaklaşık 48 kilovat-saat.
Mesleki bilgilerden bahsetmeden önce, Çin'in yüksek hızlı demiryoluna genel bir bakış atalım:
Kesin olmak gerekirse, yerel EMU'lar şunlardır: Giriş, sindirim ve absorpsiyon temelinde, Çin'in dar hatlı demiryollarının gerçekliğiyle birlikte iyileştirilir ve yenilenir ve çeşitli yabancı teknolojileri entegre eden bir komplekstir.
Ancak% 100 Çin'de Üretilmiştir.
Çin'in demiryolu pazarı çok büyük, ancak demiryolu sektöründe tek bir lider var: Çin Demiryolları Bakanlığı
Çin, demiryollarının elektrifikasyonunu gerçekleştirirken, yabancı lokomotifleri devreye sokmak gerekiyordu.İhaleye katılan yabancı şirketler şunlardı: Almanya'nın Siemens Grubu, Fransa'nın Alstom Grubu, Kanada'nın Bombardier Grubu, Japon Hitachi ve Kawasaki Heavy Machinery Group
Demiryolları Bakanlığının gereklilikleri şunlardır: kazanan teklif sahibinin makul bir fiyatı vardır ve teknolojinin% 80'ini transfer etmeli ve çekirdek teknolojiyi açıklamalıdır.Aynı zamanda, satın alınan lokomotiflerin% 20'si yurtdışında üretilmeli ve kalan% 80'i Çin'de üretilmeli ve monte edilmelidir.
O sıralarda Siemens, teknolojisinin birinci sınıf olduğunu ve fiyatının yüksek olduğunu düşünerek çok utanmıştı ve teknoloji transferini kabul etmedi.İhale açılışının ilk turunda Siemens, Almanya'yı eledi. Birdenbire, yabancı demiryolu şirketleri, Demiryolları Bakanlığının sadece konuşmak için değil, gerçekten de oynadığını gördüler. İlk ihalede, Kanadalı Bombardier Grubu nihayet ihaleyi kazandı ve Changchun Lokomotif ve Demiryolu Şirketi ile bir ortak girişim kurdu.
Önümüzdeki birkaç yıl içinde, Çin Demiryolları Bakanlığı tutarlı gücünü koruyacak ve teknolojiyi değiştirmek için pazara güvenecektir.Yabancı devler çok ileri teknolojiye sahip olsalar da, grup performans baskısı ile sınırlıdırlar ve Çin pazarı için çok arzu edilirler. Bu nedenle, sonraki teklif verme Bunlar arasında, Demiryolları Bakanlığı'nın satın alma konsorsiyumu, satın alma siparişlerini Japon çekiş sistemlerinin tanıtımı, Fransız elektronik kontrol sistemleri, Alman sürüş kontrol sistemleri, Kanada demiryolu teknolojisi gibi çeşitli sistemlere ayırır.
Böylelikle yabancı modüllerin en gelişmiş bileşenlerinin aktarılmasının ardından Çin'deki CSR Group ve CNR Group tarafından sindirilip absorbe edilecek ve yerelleştirilmiş inovasyon gerçekleştirilecek.
Yerli üretim CRH1 araçlarının ilk partisi IWC markasına aitti ve temel bileşenlerin yaklaşık% 10'u hala yabancı tedarikçiler tarafından kontrol ediliyordu.
Mevcut CRH2 ve CRH3'e gelince, bunlar temelde Çin'de üretiliyor.
Şu anda, China CNR Group ve China South Locomotive Group'un iki büyük demiryolu merkezi işletmesi, ileri teknolojilerin sindirimi, emilimi, Ar-Ge'si ve yenilikçiliği ile uğraşan 50.000'den fazla çalışana sahiptir.Bu, demiryolu sistemleri için kesinlikle dünyanın en büyük Ar-Ge ekibi.
CRH3 EMU'dan bahsetmişken, gerçekten ilginç.Proje kurulduktan sonra bir teknoloji kırılamadı ve bu teknoloji Japon Kawasaki Heavy Machinery Group'a aitti. Japonya Hitachi Grubu gibi yerel endüstri liderlerinin güçlü muhalefeti bir süre için askıya alındı ve daha sonra Kawasaki, büyük iç baskıya bakarak performansını iyileştirmek zorunda kaldı ve Çin'e 5 parça parça satmayı kabul etti.
İlgili bileşenleri elde ettikten sonra, iki büyük demiryolu merkez işletmesi bir ay boyunca temel sorunlar üzerinde çalıştılar ve tersine araştırma yaparak, teknolojiyi kolayca çözdüler ve geliştirdiler.
Bu bileşenin tamamlanması ayrıca Wuhan-Guangzhou yüksek hızlı demiryolu CRH3 EMU'nun sorunsuz bir şekilde yuvarlanmasını sağlar.
Şu anda Çin, ülkede çok sayıda yüksek hızlı tren hattı inşa etmenin yanı sıra, Suudi Arabistan, Venezuela, Brezilya, Arjantin, Amerika Birleşik Devletleri, Rusya, Pakistan, İran ve Myanmar'ın yüksek hızlı tren ihalelerine de katılıyor.
onların arasında. ABD ve Rusya, Çin Demiryolları Bakanlığı ile yüksek hızlı demiryolunun inşası konusunda bir işbirliği anlaşması imzaladı ve ön proje devam ediyor.
Yukarıdaki bilgiler, bir TV talk show Demiryolları Bakanlığı baş mühendisi ile röportaj yaptığında elde edildi.
En son haberler şu: Arjantin, Çin'in yüksek hızlı demiryolu teknolojisini tanıtmak için yaklaşık 1,6 milyar ABD doları harcayacağını doğruladı.
16 Temmuz'da Arjantin Cumhurbaşkanı Çin'i ziyaret ettiğinde bu işbirliği anlaşmasının açıklanacağı tahmin ediliyor.
Çin'in yüksek hızlı demiryolu borsası, bağımsız yenilik karşılığında, eksiksiz bir bağımsız fikri mülkiyet hakları seti oluşturan ve övgüyü hak eden uluslararası pazara girmeye başlayan teknoloji pazarını değiştiriyor.
Bununla birlikte, pazarda teknoloji karşılığında ticaret yapan birçok Çin endüstrisi var ve hala mücadele ediyorlar.
Örneğin: Çin'in otomobil endüstrisi ve Çin'in havacılık endüstrisi en tipik olanlarıdır, bu yüzden onları gerçekten düşünmemiz gerekiyor. Mübadele sonucunda hiçbir şey öğrenmedim ve boşuna paralar yurtdışı kapitalistlerin cebine düştü.
Teknik detaylar aşağıdadır:
1. Yüksek hızlı trenlerin güç kaynağı alternatif akım mı yoksa doğru akım mı?
Çeşitli ülkelerdeki yüksek hızlı demiryolları, yüksek hızlı trenlerin çekiş ağının mevcut sistemi olarak temelde alternatif akımı kullanır. Ancak, sevimli İtalya hariç. Hızlı tren sistemi konusunda ise tüm dünya İtalya'ya dokunarak nehri geçiyor.
2. Hızlı trenler güç olarak elektrik enerjisini nasıl elde eder?
Devre bakış açısından, yüksek hızlı demiryolu AT (otomatik transformatör) güç kaynağı modunu benimser. Yüksek hızlı tren, yüksek hızlı trenlere elektrik sağlamak için çekiş güç kaynağı sistemine güvenerek çalışabilir. Çekiş güç kaynağı, güç sisteminin birincil yüküdür, ancak Almanya bir istisnadır.Alman yüksek hızlı demiryolu şebekesi, Alman ulusal şebekesinden bağımsızdır.
Güç sistemi ve çekiş güç kaynağı sistemi, tek bir cümleyle şu şekildedir: çekiş trafo merkezi, havai temas hattına elektrik enerjisi sağlar ve yüksek hızlı tren, havai temas hattının elektrik enerjisini arabaya geri alır ve trenin çalışması için değişken frekanslı motoru çalıştırır.
Üç cümle, aşağıda üç noktada ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
2.1 Çekiş trafo merkezi
Tepegöz katenerinin sonu, koltuk başına ortalama onlarca kilometre olan bir çekiş alt istasyonudur. Her alt istasyon, "güç kaynağı bölümü" olan farklı fazların alternatif akımını sağlamak için iki güç kaynağı kolunu uzatır.
Buna dayanarak, demiryolu güç kaynağının "güç kaynağı bölümüne" göre bölündüğü düşünülebilir. Tren, iki trafo merkezinin "güç kaynağı bölümünden" geçtiğinde, dört güç kaynağı kolu A1-B1-A2-B2'den geçer. Güç kaynağının güvenliğini sağlamak için, güç kaynağı kolları doğrudan bağlanmaz, ancak elektrik yalıtımı (izolasyon) sağlayacak bir yapı veya tasarım vardır, bu nedenle güç kaynağı kolları arasında kısa devre olmaz.
Bir aşamadan diğerine giden bir trenin işlemine, trenin aşırı aşaması denir. Elektriksel faz ayrımı hat üzerinde son derece kısa bir alandır.Tren operasyonu sırasında faz ayrımı anında tamamlanır.
Bu nedenle, havai katener enerjisi sağlayan çekiş trafo merkezi süreci kısaca şu şekilde tanımlanabilir: çekiş trafo merkezi her bir güç kaynağı şubesine elektrik enerjisi sağlar ve tren, hareketi sürdürmek için elektrik enerjisini güç kaynağı şubesinden alır ve aşırı fazdan akıma geçiş döngüsünü sürekli olarak tamamlar ( Güç kaynağı bölümü) ileri doğru çalışırken.
2.2 Tepegöz katener ve pantograf sistemi
Pantograf ve baş üstü katener toplu olarak pantograf sistemi olarak adlandırılan pantograf-katener sistemi olarak adlandırılır. Yukarıda defalarca bahsedilen baş üstü katener pantograf sisteminin bir parçasıdır. Bow-net sistemi, çekiş güç kaynağı sistemindeki sabit / mobil ekipmanların birleşim noktasıdır. Diğer bir deyişle, tren operasyonu sırasında, trafo merkezinden katenere kadar olan çekiş sistemi statiktir ve pantograf kısmından tüm yüksek hızlı tren hareket halindedir.
Trenin tepesindeki katlama cihazı pantograftır; pantograf ile doğrudan temas eden hat, baş üstü temas ağının bir parçası olan temas hattıdır. Yüksek hızlı tren, havai temas hattındaki elektrik enerjisini arabaya almak için pantografı kullanır.
2.3 Tren tahriki ve değişken frekanslı motor
PWM değişken frekanslı motor, treni sürmek için pantograf sisteminden elektrik enerjisi alır. Kontak ağındaki yüksek voltajlı alternatif akım, bir transformatör düşürücü ve dört çeyrek doğrultucu vasıtasıyla doğru akıma dönüştürülür.İnverter altı noktaya indirildikten sonra, ayarlanabilir voltaj ve frekans ayarlı alternatif akıma dönüştürülür.Üç fazlı asenkron / senkron çekiş motoruna girilir ve tekerlekleri iletim sistemi üzerinden hareket ettirir. Çalıştırmak.
3. Yüksek hızlı tren ile kontak teli (ray üzerindeki tel) arasındaki bağlantı parçası metalden yapılmış mı?
3.1 Sistem yapısına kısa giriş
Tren, araç gövdesinin tepesinde yükseltilen pantograf (yapı itfaiye arabasının merdivenine benzer) vasıtasıyla "ray üzerindeki tel" e, yani temas ağına bağlanır ve bu tel genellikle kontak teli olarak adlandırılır. Sorduğunuz kontak kısmının metal, yani kontak kısmının malzemesi olup olmadığı konusunda ayrı ayrı bakmalısınız:
1) "Teller" yani kontak telleri metalden yapılmıştır Günümüzde en yaygın olanı bakır alaşımıdır ve alüminyum nadirdir;
2) Pantograf, trenin kontak telinden elektrik enerjisi elde ettiği mekanizmadır. Pantografın kendisi metaldir, ancak pantografın temas hattı ile doğrudan temas halinde olan kısmı metal değildir, pantografın üstündeki kolektör şeritleri ile tamamlanır.
Bu işlem, başka bir çıplak tel ile temas halindeki çıplak bir tel olarak düşünülebilir, ancak metal ile metal arasındaki sürtünme kesimi aşınmayı büyük ölçüde artıracak ve yağlayıcı ilavesi, iki metalin yüksek hızda sürtünme ve aşınma performansını iyileştiremeyecektir. Çıplak tel, ikisi arasındaki temas performansını iyileştirmek için uzun bir karbon plaka şerididir Bu karbon plaka, pantograf kayar plakadır.
3.2 Filenin malzeme seçimi
İlk günlerde pantograf kaykayları da karbon olmayan malzemelerden yapılmıştı. Bunları burada göstermeyeceğim. Sadece kesin bir gereksinimden bahsedeceğim. Bu gereksinimi anladıktan sonra kaykayın maddi sorununun kökenini anlayacaksınız:
Bu gereksinime yay-ağ koordinasyonu denir. Elbette, baştan ağa koordinasyon çok büyük bir konudur ve ana soruya rafine edilebilir: "Pantograf temas teli ve pantograf kaykay için malzeme seçimi nedir?"
Aslında az önce bahsettiğim şey bu, kayıp:
Konunun konusu, eğer yay ile file arasında sürtünme olursa, kaçınılmaz olarak yıpranma ve aşınma olacağını hayal edin. (Küçük bilgi: akımı geçerken, elektriğin etkisi nedeniyle sürtünme sadece iki nesne arasındaki bağıl hareket değildir. Bu fenomen için akım-taşıma sürtünmesi adı verilen özel bir terim vardır. Bu soruya özel Akım taşıyan sürtünme, aynı koşullar altında mekanik sürtünmeden daha fazla hasara neden olur şeklinde açıklanabilir)
Sürtünme olması gerektiğinden kayıp kaçınılmazdır.
O halde tüketmeyi seçtiğimiz parça kesinlikle izleme ve bakım sürecimizdeki en kolay bağlantıdır.
Başka bir deyişle, bir cihazın arızalanması gerekiyorsa, arızanın onarımı kolay kısımda meydana gelmesini ummalıyız. Herhangi bir ekipman eskir ve hasar görür.
Bu nedenle sürtünme çiftleri içeren ekipmanlar tasarlarken tamiri kolay olan parçanın mukavemetini azaltıp tamiri kolay olmayan parçanın mukavemetini artıracağız.
Bu sayede ekipman arızalandığında, daha düşük mukavemet ve kolay bakım ile bu parçalarda arıza oluşma olasılığı daha yüksektir. Bu şekilde, bakım maliyeti ve iş yükü büyük ölçüde azaltılır.
Bu, işlemeyi kolaylaştırmak için hasarı yoğunlaştıran bir tasarım fikridir.
Çok üzücü geliyor, değil mi? Her neyse, ilk anladığımda, bütün insan iyi değildi ... Biraz da fikrimi açalım, ekipmanı sadece onları kötü yapmak için tasarlamak için çok çalıştık.
Aslında, ekipman operasyonunun verimliliği düşünüldüğünde, bu tasarım oldukça makul ve demiryolunun yay-ağ sistemi çok tipik bir örnektir.
Trenin akımı aldığı ekipmanı, yani trenin pruva ağının iki parçasını, katener kontak telini ve pantograf sürgüsünü karşılaştırın:
Katener iletişim hattı:
1) Katener karmaşık bir mekanizmadır.Kontak teli, havada ince havadan görünemez, ancak katenerin alt kısmında katenerin küçük bir parçası olarak görünür ve katener karmaşık bir mekanik sistemdir.
2) Aynı zamanda, bir temas hattı genellikle çok uzundur Km uzunluğundaki temas hattının hangi kısmının zarar gördüğünü kontrol etmek çok zordur ve neyse ki.
3) Temas hattının çok aşınmış sadece küçük bir bölümü varsa, değiştirirken tüm hattı çıkarmak çok maliyetli olacaktır.
Belirli bir bölüm kesilirse, kontak kablosunun bu bölümünün nasıl bağlanacağı küçük bir sorun değildir. Kontak teli çok hassas bir sistem olduğu için yerinde tamir edilirse basit lehimleme genel devrede alakasız olabilecek lehim bağlantılarını bırakacaktır.Ancak 300km / s'de çalışan tren için kontak teli ve baş ağ yüksek hızlı raylardır. Tek güç kaynağı cihazı. Pantograf ve katener arasındaki temas basıncı yaklaşık 100 N'dir. Pantograf ile katener arasında 80m / s'lik nispi bir hızla birbirine hassas bir şekilde uyan birkaç milimetrelik bir tümör kaçınılmaz olarak trenin güç beslemesini ve hatta trenin güvenliğini etkileyecektir, buna tahammül etmek imkansızdır.
Pantograf kaykay:
1) Yüksek hızlı ray pantografının uzunluğu genellikle 2000 mm'den fazla değildir ve pantograf kayar plakasının iletken kısmı yaklaşık 1000 mm'dir Herhangi bir arıza meydana gelirse, sorun giderme çok basit ve rahattır.
2) Kaykay ciddi şekilde hasar görmüşse, doğrudan değiştirin.
3) Pantograf kaykay, demiryolu ile dağların üzerinden geçen temas hattından farklı olarak araçla birlikte hareket eder.Derin dağlarda ve eski ormanlarda temas ağının bakım ortamı düşünüldüğünde detaylara girmeye gerek yoktur.
Kontak teli ve pantograf kayar plakası ve tren pantograf ağ sistemine gelince, onarımı ve değiştirilmesi kolay olan kayar plaka olmalıdır.
Projede benimsenen tasarım fikri, kayar plaka malzemesinin temas hattı malzemesi kadar aşınmaya dayanıklı olmamasını sağlamaktır.Daha spesifik olmak gerekirse, alaşım temas hattı + karbon malzeme kayar plakanın kombinasyonudur.
(Kaykay malzemesinin değişmesinden bahsetmeyeceğim. Kısacası, saldırı ve kabulün bir birleşimidir: demir vuruş temas hattı, modern kaykay)
Son olarak, temas hattının değiştirme döngüsü çok uzundur, yıl temel birimdir ve iyi durumda işletme ve bakım on veya yirmi yıldır;
Buna karşılık, yüksek hızlı demiryolu pantograf kaykayın değiştirme döngüsü neredeyse iki hafta veya daha kısadır ve iyi durumda birkaç ay vardır.
3.3 Tehlikeler
Eğer öyleyse, yüksek hızlı tren 300km / s'dir ve iki metal birbirine sürtünürse, kesinlikle kıvılcım çıkaracaktır, bu tehlikeli değil mi?
Görebildiğiniz elektrik kıvılcımı aslında bir yay-ağ yasına dönüşebilir.
Hava tahliyesinin yoğunluğuna göre korona-kıvılcım-ark.
Bu nedenle, trenin baştan ağa temasının kesintiye uğraması (yani, baştan ağa çevrim dışı olması) koşuluyla, elektrik kıvılcımı olmalıdır. > Ark gelişimi sırası. Ek olarak, araç hızı ne kadar yüksekse, çevrimdışı olma olasılığı da o kadar yüksektir. Kaç kez (pruvanın çevrimdışı oranı) ve çevrimdışı olma derecesi (büyük / orta / küçük çevrimdışı) artacak ve pruva yayı daha belirgin hale gelecektir.
