Pozdrav
Sem malo premišljal, ali naj se kot strojnik oglasim v tej temi o elektrifikaciji, pa si ne morem pomagati, da se nebi
No, da imamo pri nas sistem s 3000V istosmerne napetosti, je predvsem posledica zgodovine. Ker pa smo zadevo "poerbali" od Italije, bi se nam lahko zgodilo, da bi "fasali" še kaj bolj eksotičnega, če bi se dogodki v Italiji zasukali malo drugače, kot so se. Naj malo razložim:
Zgodovinsko gledano je razvoj električne vleke na železnici sledil takoj za parno vleko (prvi resni poskusi so iz preloma 19-tega in 20-tega stoletja). Dieselski pogon se je pridružil šele kasneje, nekje v 30-tih letih 20-tega stoletja.
Presenetljivo je, da je Italija že precej pred prvo svetovno vojno na veliko eksperimentirala z različnimi sistemi elektrifikacije. Problem Italije je bil v tem, da sama ni imela omembe vrednih rudnikov premoga, na severu pa imajo obilo vodnih virov za pridobivanje elektrike. Tako so leta 1902 čisto zares elektrificirali progo v dolini Valtellina (proga Colico-Chiavenna in Colico-Sondrio). Izbrali so iz današnjega stališča izredno nenavaden sistem in sicer trifazno napajanje z napetostjo 3000V in frekvenco 15Hz.
Tako je omenjena proga postala prva na svetu v javni uporabi z visoko napetostjo. Še zanimiveje pa je, da je dela vodil madžarski inženir Kalman Kando in je prve lokomotive izdelala firma Ganz iz Budimpešte. Sistem se je tako obnesel, da so v Italiji sprejeli odločitev, da bodo s takšno elektrifikacijo nadaljevali.
Lokomotive za ta sistem so bile na moč nenavadne (za današnje standarde), saj so imele pogon z motorjev na kolesa preko pogonskih drogov, kot parne lokomotive, še bolj nenavadni pa so bili njihovi odjemniki toka. Sam sistem je zahteval dva ločena in med seboj izolirana kontaktna voda za dve fazi ter tretjo fazo na tirih.
Sistem je uprabljal asinhronske motorje z drsnimi obroči, ki so bili po konstrukciji robustni in niso imeli problema z iskrenjem na kolektrojih. Imajo pa drug problem in sicer, da je njihova hitrost močno odvisna od frekvence ter je zaradi tega regulacija hitrosti problematična. To so rešili s spremenljivim preduporom (reostatom), ki je bil povezan z drsnimi obroči rotorja ter preklopnim številom polovih parov motorjev. Težava je v tem, da tak motor najbolje (najekonomičneje) obratuje pri kratko sklenjenih navitjih rotorja (to je kratko sklenjenih kratkostičnih obročih). V kolikor je vključen reostat, se zaradi njegove upornosti v njem "kuri" energija. Tako so omenjene lokomotive dejansko imele štiri fiksne prestave (določene s številom polovih parov) in sicer nastavljene na hitrosti 32,5-50-75 in 100km/h. Vse vmesne hitrosti je bilo potrebno zregulirati s pomočjo reostata. So pa lokomotive za tisti obdobje zelo napredne, saj so npr. omogočale kontolo večih lokomotiv iz ene lokomotive.
Prav tako je bila komplicirana sama kontaktna mreža, še posebej nad kretnicami, kjer ni smelo priti do stika med fazami.
Naštete težave so pripeljale do tega, da je med obema vojnama v Italiji prevladal sistem z 3000V istosmerne napetosti, čeprav je manj ekonomičen, kot trifazni. Italija je poslednjo progo s trifaznim sistemom preelektificirala leta 1976, čeprav je trifazna železniška mreža obsegala na svoje višku skoraj 2000km prog. Danes so trifazni sistem v uporabi še samo v Švici na Jungfraubahn in Gornegratbahn.
Seveda so se s trofaznim sistemom igrali tudi v Nemčiji, kjer je elektormotronik firme Siemens-Halske na poskusni progi pri Berlinu leta 1901 presegel hitrost 200km/h in je bil takrat najhitrejše železniško vozilo. Hkrati so preiskušali tudi trifazno električno lokomotivo, ki je z lahkoto dosegala 130 km/h
So pa hitro ugotovili, da trifazni sistem predstavlja problem za radi prej navedenih pomanjkljivosti, zato so preiskušali enofazno rešitev, ki bi zahtevala enostavno kontaktno mrežo in pa omogočala uporabo transformatorjev na lokomotivah. Na ta način bi se napajanje lahko izvajalo z visoko napetostjo, ki bi se transformirala na "sprejemljivo" v sami lokomotivi. Prav tako je bilo jasno, da so enofazni asinhroski motorji neprimerni za lokomotivsko uporabo (premale moči pri veliki masi, slabi izkoristki itd...), zato so uporabili kolektorski serijsko vezani motor, katerega vrtilna hitrost je odvisna predvsem od napetosti napajanja. Tukaj je izvedba s transformatorjem prinese še dodatno prednost, saj se lahko transformator izvede z več izvodi, kjer so na voljo različne napetosti. Tako odpade regulacija s potratnimi predupori. Prvi poskusi so se izvajali z industrijsko frekvenco 50HZ, vendar je pri tej frekvenci prišla do izraza slabost koletorskih motorjev, ki je iskrenje na stiku ščetk s kolektorjem. Na tem mestu je možno prenesti skozi stično površino samo omejeni tok. V kolikor pride do večjih obremenitev, pride do močnejšega iskrenja, ki lahko preraste v ti, krožni plamen, kar je v bistvu oblok, ki zaobseže ves kolektor in ga praktično uniči. Ugotovljeno je bilo, da se z znižanjem frekvence ta pojav zmanjša. Tako je bila določena 1/3 standardne frekvence 50 HZ.
So pa pri snovanju prvih serijskih električnih lokomotiv za 15KV 16,7HZ druge probleme. In sicer kako spraviti moč z motorja na kolesa in pa kako nadzorovati zdrs pri individualno gnanih kolesih. Tako so združili elektromotor z gonilnom drogovjem parne lokomotive. Mnoge prve električne lokomotive sploh niso imele reduktorjev, temveč "direct drive" neposredno na kolesa. To je rezultiralo v niskoturažnih elektromotorjih izrednih velikostih (za veliki moemen pri niskih vrtljajih je potreben rotor velikega premera). Tako je imel motor neške lokomotive E50.35 premer statorja 3,6 m z maso 25,5t!
Slika dotičnega motorja:
ki je poganjal kolesa neposredno preko drogov:
naslednje lokomotive:
(Ste videli, takrat si lahko bil kurjač tudi na električni lokomotivi
)
In še slika malo manjšega motorja na fremu (lokomotiva E50.3)
Toliko za začetek, mi je zmanjkalo "švunka"
Zgoraj napisano in slikovno prikazano je napaberkovano iz naslednjih strani:
http://www.bahnforum.info/index.php?ind ... w&iden=264
http://www.zackenbahn.de/fahrzeuge_betrieb.htm
http://www.ilmondodeitreni.it/trifase_parte_1.htm
http://www.miaferrovia.it/storia/trifase.asp
Pa da Vas elektrika nebi "pajtlala"
LP
Jože
In 16,7 je enostavneje zapisat kot 16 2/3. To so fantje zgoraj že razložili, če se ne motim...
