Transmissão trifásica (ferrovia)

A técnica de acionamento CA é um tipo de acionamento para veículos de tração elétrica em que motores CA são usados ​​para propulsão. Uma locomotiva elétrica trifásica foi construída pela primeira vez pela Siemens & Halske em 1892 . O uso de motores trifásicos geralmente oferece vantagens por meio da alta eficiência com custos de manutenção e material comparativamente baixos.

Existem basicamente três variantes do acionamento trifásico, devido à diferente geração e alimentação de corrente trifásica no veículo de tração: Alimentação de corrente trifásica via catenária e geração de corrente trifásica no veículo, em primeiro lugar por conversores e, em segundo lugar, por conversores.

Alimentação de corrente trifásica via linha aérea

Veículo Siemens de 1897 para a operação de teste Groß-Lichterfelde - Zehlendorf

Automóvel trifásico da Siemens de 1903 com pantógrafo tripolar

Nos primeiros arranjos de teste, a corrente trifásica era alimentada ao veículo de tração por meio de uma linha de contato tripolar na lateral , o que exigia construções complexas de linhas aéreas e pantógrafos. Nenhuma solução prática para a operação normal foi encontrada para o projeto das linhas aéreas tripolares na área de interruptores e cruzamentos.

Depois que a Siemens & Halske foi capaz de provar a adequação fundamental da corrente trifásica para ferrovias em uma rota de teste curta em Groß-Lichterfelde perto de Berlim em 1899 e 1900, as unidades de teste deveriam ser realizadas em uma rota ferroviária mais longa. Com o comissionamento da usina de Oberspree , a primeira usina de energia trifásica da Alemanha, uma fonte de alimentação poderosa estava disponível na área de Berlim a partir de 1897. Para os experimentos, uma nova empresa foi fundada com a sociedade de estudos para sistemas elétricos de trânsito rápido , na qual estavam envolvidas empresas renomadas dos setores de elétrica, engenharia mecânica e construção de vagões. A rota de teste foi montada no trecho reto de 23 km Marienfelde - Zossen da Estrada de Ferro Militar Real da Prússia . Em 1901 foram feitas as primeiras viagens, que trouxeram muitos novos conhecimentos para a operação ferroviária, principalmente para o projeto da superestrutura e dos veículos. Depois que a linha e os veículos foram atualizados, um recorde mundial de velocidade de 210,3 km / h foi alcançado em 1903.

Uma vez que não havia espaço para uma linha aérea tripolar em muitos lugares, como era o caso com as rotas de teste, a rota através de uma catenária bipolar foi escolhida para eletrificações trifásicas comerciais a partir de 1896 e a terceira fase foi conectada a terra, ou seja, os trilhos formaram o terceiro pólo. Quatro dessas ferrovias eletrificadas ainda existem hoje, a saber, as ferrovias dentadas para Jungfrau e Gornergrat nos Alpes suíços, Chemin de Fer de la Rhune nos Pirenéus franceses e a ferrovia da montanha Corcovado no Brasil. A fim de assegurar um fornecimento de energia ininterrupto a todas as fases na área de comutação, os veículos de tração circulam nessas rotas com pantógrafos levantados em ambas as extremidades do veículo.

Geração de energia trifásica com conversor

Conversor rotativo. À esquerda a máquina DC, à direita o gerador trifásico

Em um conversor , que consiste em duas máquinas elétricas rotativas, um motor CC ou CA aciona um gerador trifásico por meio de um eixo comum , que gera a corrente trifásica para os motores trifásicos. A corrente trifásica é gerada a partir da corrente contínua ou alternada da catenária na locomotiva. Este princípio foi praticado pela primeira vez em 1923 por Kálmán Kandó com a construção da série MÁV V50 , que recebia corrente alternada monofásica com frequência industrial da catenária, que era convertida em corrente trifásica para os dois motores de tração por um conversor rotativo .

Unidade trifásica com conversor

120 002 em Würzburg 1984

Com conversores de frequência, os motores trifásicos da locomotiva são controlados por eletrônica de potência , em que a energia elétrica só é convertida em corrente trifásica em conversores de tração a bordo da corrente contínua ou corrente alternada monofásica fornecida através da linha de contato . Os motores são fáceis de controlar através dos conversores e são caracterizados por um desempenho muito bom e baixo peso.

No início da década de 1970, os primeiros testes foram realizados com as locomotivas de teste diesel-elétricas da série Henschel-BBC DE 2500 . Depois de uma pequena série da Henschel E 1200 , a primeira locomotiva CA trifásica do mundo a ser construída em grandes séries foi a alemã série 120 com conversores de tração da atual fábrica da Bombardier Transportation em Mannheim .

literatura

• Peter-Klaus Budig: Drives trifásicos alimentados por conversor: Teoria e comportamento operacional de drives assíncronos. VDE-Verlag, Berlin 2001, ISBN 3-8007-2371-9 .
• Eberhard Seefried: drives assíncronos trifásicos controlados por frequência: comportamento operacional e design. (Editado por Germar Müller) 2ª edição editada. Verlag Technik, Berlin 1992, ISBN 3-341-00995-7 .
• D. Bätzold: 100 anos de locomotivas elétricas (3). In: Der Modelleisenbahner, edição 7/1979.
• Hans G. Wägli, Swiss Rail Network , Réseau ferré suisse . AS-Verlag, Zurich 2010 (terceira edição revisada), ISBN 978-3-909111-74-9 .
• Nico Molino: Trifase in Italia 1902–1925 . Gulliver, Torino 1991, ISBN 88-85361-08-0 .
• Nico Molino: Trifase in Italia 1925–1976 . Gulliver, Torino 1991, ISBN 88-85361-12-9 .

Evidência individual

1. ^ O. Lasche, Berlin: The Schnellbahnwagen of the General Electricity Company in Berlin, páginas 626-627 In: Polytechnisches Journal , Verlag JG Cotta, Stuttgart, 1901.
2. ↑ M. Buhle e W. Pfitzner, Dresden: The Schnellbahnwagen da sociedade de estudo para trens expressos elétricos em Berlim, parte 1, páginas 449-452 , parte 2, páginas 481-484 em: Polytechnisches Journal , Verlag JG Cotta, Stuttgart, 1904.