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有額外的供電軌道，用來連接電網(wǎng)和機車，為機車提供電力供應，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，電力機車或動車組通過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低的直流供電。機車或動車組的電動機直接連接在電網(wǎng)主線上，通過并聯(lián)或串聯(lián)在電動機上的電阻和繼電器來進行控制。通常有軌電車和地鐵的電壓是600伏和750伏，鐵路使用1500伏和3000伏。過去車輛使用旋轉變流器來將交流電轉換為直流電。一般使用半導體整流器完成這個工作。采用直流供電的系統(tǒng)比較簡單，但是它需要較粗的導線，車站之間距離也較短，并且直流線路有顯著的電阻損失。

4.低頻交流電

一些歐洲國家使用低頻交流電來給電力機車供電。德國、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。美國使用11千伏或12.5千伏25赫茲的交流電。機車的電機通過可調(diào)變壓器來控制。

5.工頻交流電

一些電氣化機車使用變壓器和整流器來提供低壓脈動直流電給電動機使用，通過調(diào)節(jié)變壓器來控制電動機速度。另一些則使用可控硅或場效應管來產(chǎn)生突變交流或變頻交流電來供應給機車的交流電機。

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

6.多種系統(tǒng)供電

因為有這么多的供電方式，有時候甚至一個國家內(nèi)采用不同的方式(如日本關東以南是60Hz，但東北及北陸以北是50Hz)，所以列車經(jīng)常必須從一種供電方式轉向為另一種供電方式。其中一種方法是在換乘站更換機車，當然，這樣很不方便。另一種方法是使用支持多種供電系統(tǒng)的機車。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)的機車，這樣，它在從一個供電系統(tǒng)到另一個的時候就可以不用停留。