電氣化鐵路工具的幾種供電方式

1.軌道供電

采用軌道供電的電氣化鐵路通常鋪設(shè)有額外的供電軌道，用來(lái)連接電網(wǎng)和機(jī)車(chē)，為機(jī)車(chē)提供電力供應(yīng)，亦被稱為第三軌供電，這條軌道被稱為第三軌。

2.高架電纜

高架電纜連接在電氣化鐵路的供電電網(wǎng)上，分為柔性和剛性兩類，電力機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組通過(guò)架式集電弓連接接觸網(wǎng)，從其中取電。

3.直流

早期的電氣化鐵路采用電壓相對(duì)低的直流供電。機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組的電動(dòng)機(jī)直接連接在電網(wǎng)主線上，通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上的電阻和繼電器來(lái)進(jìn)行控制。通常有軌電車(chē)和地鐵的電壓是600伏和750伏，鐵路使用1500伏和3000伏。過(guò)去車(chē)輛使用旋轉(zhuǎn)變流器來(lái)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。一般使用半導(dǎo)體整流器完成這個(gè)工作。采用直流供電的系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，但是它需要較粗的導(dǎo)線，車(chē)站之間距離也較短，并且直流線路有顯著的電阻損失。

4.低頻交流電

一些歐洲國(guó)家使用低頻交流電來(lái)給電力機(jī)車(chē)供電。德國(guó)、奧地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫茲(電網(wǎng)頻率50Hz的三分之一)的交流電。美國(guó)使用11千伏或12.5千伏25赫茲的交流電。機(jī)車(chē)的電機(jī)通過(guò)可調(diào)變壓器來(lái)控制。

5.工頻交流電

一些電氣化機(jī)車(chē)使用變壓器和整流器來(lái)提供低壓脈動(dòng)直流電給電動(dòng)機(jī)使用，通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)速度。另一些則使用可控硅或場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)產(chǎn)生突變交流或變頻交流電來(lái)供應(yīng)給機(jī)車(chē)的交流電機(jī)。

這樣的供電形式比較經(jīng)濟(jì)，但是也存在缺點(diǎn)：外部電力系統(tǒng)的相位負(fù)荷不等，而且還會(huì)產(chǎn)生顯著的電磁干擾。

6.多種系統(tǒng)供電

因?yàn)橛羞@么多的供電方式，有時(shí)候甚至一個(gè)國(guó)家內(nèi)采用不同的方式(如日本關(guān)東以南是60Hz，但東北及北陸以北是50Hz)，所以列車(chē)經(jīng)常必須從一種供電方式轉(zhuǎn)向?yàn)榱硪环N供電方式。其中一種方法是在換乘站更換機(jī)車(chē)，當(dāng)然，這樣很不方便。另一種方法是使用支持多種供電系統(tǒng)的機(jī)車(chē)。在歐洲，通常是支持四種供電系統(tǒng)(直流1.5千伏、直流3千伏、交流15千伏16.67赫茲、交流25千伏50赫茲)的機(jī)車(chē)，這樣，它在從一個(gè)供電系統(tǒng)到另一個(gè)的時(shí)候就可以不用停留。