Haben Sie sich jemals gefragt, welche Art von elektrischem Strom zur Stromversorgung elektrifizierter Züge verwendet wird? Wenn Wechselstrom oder Gleichstrom bevorzugt werden, warum ist dies der Fall?
Lesen Sie weiter, um es herauszufinden.
VERBINDUNG: ENGINEER GEORGE PULLMAN, ERFINDER DES SCHLAFENS UND ESSENS IN ZÜGEN
Was ist Wechselstrom?
Wechselstrom auch bekannt als Wechselstrom ist ein elektrischer Strom Elektronenfluss, der in regelmäßigen Abständen mehrmals pro Sekunde seine Richtung umkehrt. Er wird in vielen Ländern der Welt normalerweise in Stromversorgungen verwendet.
Der Standardstrom, der an Orten wie den US-Flips verwendet wird 60 mal pro Sekunde und soll eine Frequenz von haben 60 Hz . In Europa und den meisten anderen Teilen der Welt hat Wechselstrom normalerweise eine Frequenz von 50 Hz oder flippt 50 mal pro Sekunde .
Einer der größten Vorteile von Wechselstrom gegenüber Gleichstrom besteht darin, dass es relativ billig ist, die Spannung eines Stroms zu ändern. Im Vergleich zu Gleichstrom eignet es sich auch am besten zum Transport von elektrischem Strom über große Entfernungen, da die Energieverluste erheblich reduziert werden.
Wer hat den Wechselstrom erfunden?
Wechselstrom wurde zuerst demonstriert von Hippolyte Pixii 1832. Als Generator bezeichnet, basierte die Maschine von Pixii auf den Prinzipien der elektromagnetischen Induktion, die von entwickelt wurden. Michael Faraday .
Pixii fügte seinem Gerät später einen Kommutator hinzu, um Gleichstrom anstelle von Wechselstrom zu erzeugen. Die erste praktische Anwendung von Wechselstrom erfolgte durch Guillaume Duchenne in den 1850er Jahren.
Entwickelt für die Elektrotherapie, glaubte Duchenne, dass AC DC für die elektrotherapeutische Auslösung von Muskeln überlegen ist. AC wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts durch die Arbeiten von weiter verfeinert. William Thomson , Charles P. Steinmetz und Galileo Ferraris .
Andere Elemente eines Wechselstromsystems, wie Generator, Transformator und Stromübertragungssysteme, wurden von einer Reihe von Ingenieuren aus vielen verschiedenen Ländern entwickelt. Ein bemerkenswertes Beispiel ist natürlich Nikola Tesla dessen Arbeit an der Übertragung von Wechselstrom sich heute als ausschlaggebend für die Masseneinführung von Wechselstrom erweisen würde.
Was ist Gleichstrom?
Gleichstrom oder DC ist eine andere Form von elektrischem Strom, der gleichmäßig in eine Richtung fließt, daher der Name. Technisch definiert als konstanter Elektronenfluss von einem Bereich mit hoher Elektronendichte zu einem Bereich mit niedriger Elektronendichte wird Gleichstrom in jedem batteriebetriebenen elektronischen Gerät verwendet, das Sie sich vorstellen können.
Gleichstrom wird normalerweise auch zum Laden von Batterien verwendet. wiederaufladbare Geräte wie Laptops und Handys werden mit einem Netzteil der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt
Wer hat den Gleichstrom erfunden?
während Thomas Edison wird allgemein als Erfinder des Gleichstroms bezeichnet, die Auszeichnung sollte wahrscheinlich wirklich an einen italienischen Physiker namens gehen Alessandro Volta Sein Voltaic-Haufen, eine frühe Batterie, war das erste Gerät in der Geschichte, das Gleichstrom erzeugte.
Die erste weit verbreitete Anwendung von Gleichstrom für den praktischen Einsatz war jedoch die elektrische Beleuchtung. Kurz nach der Entwicklung seiner ersten praktischen Glühlampe suchte Thomas Edison nach einem Weg, ein komplettes Stromerzeugungs- und -verteilungssystem zu entwickeln, das es seinen Glühbirnen ermöglichtin großem Maßstab verwendet werden.
Zu diesem Zweck Edison und seine Firma installierten ihr erstes System in der Pearl Street Station in der Innenstadt von Manhattan. Damit konnten sie einige Quadratmeter der Stadt mit Strom versorgen, hauptsächlich für künstliche Beleuchtung.
Was ist heute die häufigste Stromversorgung für Züge?
Seit der Erfindung der Lokomotiven im 19. Jahrhundert hat sich die Art und Weise, wie Züge angetrieben werden, bis zur Unkenntlichkeit geändert. Früher wurden Züge mit festem Brennstoff zur Erzeugung von Dampf betrieben. Heute werden Züge mit einer Mischung aus reinem Strom, Diesel-Strom oder Gas betrieben.Turbinentriebwerke.
Von den dreien dieselelektrische Züge sind bei weitem die häufigsten und werden allgemein als die effizientesten und kostengünstigsten angesehen. Dies liegt daran, dass sie im Vergleich zu anderen Alternativen weniger menschlichen Aufwand erfordern und weniger Kraftstoff verbrauchen.
Sie wurden erstmals in den 1930er Jahren eingeführt und ersetzten schnell viele ältere Dampflokomotiven auf verschiedenen Eisenbahnen weltweit. Eine der ersten kommerziell erfolgreichen dieselelektrischen Lokomotiven war die E E-Baureihe der E-Baureihe der Lectro-Motive Division EMD. Als sechsachsige Lokomotive wurden sie hauptsächlich für den Personenverkehr eingesetzt.
Dieselelektrische Züge sind mit einer leistungsstarken Diesel-Antriebsmaschine ausgestattet, die elektrischen Strom zur Verwendung an den elektrischen Fahrmotoren erzeugt, um die Achsen des Zuges tatsächlich zu drehen. Je nach Ausführung des Zuges kann er mit einem Generator entweder Wechsel- oder Gleichstrom erzeugenangetrieben vom Dieselmotor.
Aufgrund verschiedener elektrischer Anschlüsse können mehrere Lokomotiven mit einer einzigen Leitung betrieben werden, bis sie von einer einzigen Besatzung bedient werden.
Moderne AC-Lokomotiven haben tendenziell eine bessere Traktion und haften besser auf den Gleisen als frühere Modelle. Dieselelektrische AC-Züge werden am häufigsten zum Tragen schwererer Lasten verwendet. Dieselelektrische DC-Züge sind jedoch immer noch sehr beliebt, da sie relativ sindbilliger herzustellen.
Heute sind sie in vielen Teilen der Welt zu finden und werden sowohl als Fracht- als auch als Passagierservice betrieben.
Womit fahren elektrische Züge, Wechselstrom oder Gleichstrom?
Elektrische Züge stieg im frühen 20. Jahrhundert an Bedeutung. Einige der ersten erschienen um 1910 mit der Eröffnung des Hudson River Tunnels auf der Hauptstrecke Philadelphia-New York der Pennsylvania Railroad.
Da diese Tunnel so lang waren, war die Verwendung von Dampflokomotiven aufgrund der von ihnen erzeugten dichten Dämpfe verboten. Eine alternative Art, Züge zu bewegen, war erforderlich, und der elektrische Zug wurde geboren.
In den nächsten Jahrzehnten wurden elektrische Züge weltweit immer beliebter und wurden insbesondere für verschiedene Hochgeschwindigkeitsprojekte auf der ganzen Welt eingesetzt wie die Hochgeschwindigkeitszüge in Japan oder TGV in Frankreich.Dies liegt daran, dass elektrische Züge hocheffizient sind und ein überlegenes Leistungsgewicht aufweisen als ihre Alternativen.
Die Wartungskosten sind ebenfalls erheblich niedriger.
Die meisten elektrischen Züge sammeln Strom von einer externen Quelle, anstatt ihn selbst zu erzeugen. Dies kann entweder eine dritte oder vierte Gleichstromschiene wie in der Londoner U-Bahn oder Freileitungen der häufigste Typ bilden..
Die Form des verwendeten elektrischen Stroms kann je nach Region variieren, wobei Wechselstrom in vielen Ländern Europas bevorzugt wird. Ob Wechselstrom oder Gleichstrom, der Strom fließt in einen Transformator, der dann an einen Gleichrichter gesendet wird, um den Strom in Niederspannung umzuwandelnDC zur Verwendung im Zug selbst.
Je nach Ausführung des Zuges kann dieser Gleichstrom entweder direkt zur Stromversorgung der Fahrmotoren des Zuges verwendet werden oder muss mithilfe von Wechselrichtern in dreiphasigen Wechselstrom umgewandelt werden. Der Hauptunterschied zwischen allen Gleichstrom- und Wechselstromzugsystemen besteht in derOrt, an dem der Strom in Gleichstrom umgewandelt wird - an einem Umspannwerk oder an Bord des Zuges.
Nicht verwendeter Strom wird dann normalerweise zu den Stromleitungen zurückgeführt, wodurch der Stromkreis vervollständigt wird.
Bis heute werden in Europa und der Welt üblicherweise 6 Standardspannungen verwendet. Dies sind :
- 600 V DC
- 750 V DC
- 1,5 kV Gleichstrom - häufig in Mittel- und Südfrankreich, Japan, Indonesien, Hongkong
- 3 kV DC - In Spanien, Italien und Russland, Belgien üblich
- 15 kV AC 16,7 Hz - In Deutschland, Österreich, Schweden und Norwegen üblich
- 25 kV AC 50 Hz EN 50163 oder 60 Hz IEC 60850 - Wird häufig auf dem britischen Festland, in Nordfrankreich, in Portugal und in der Türkei verwendet.
Die Energieumwandlung für Gleichstromsysteme erfolgt in der Regel in einem Umspannwerk mit großer, schwerer und effizienterer Hardware im Vergleich zu Wechselstromsystemen. Wechselstromsysteme wandeln dagegen Strom in Wechselstrom an Bord des Zuges um, wenn der Platz begrenzt istund Verluste können deutlich höher sein.
Die Kosten werden jedoch etwas durch die effizientere Übertragung von Wechselstrom über große Entfernungen ausgeglichen, wodurch weniger Umspannwerke und leistungsstärkere Lokomotiven erforderlich sind. Die Wahl ist normalerweise ein Kompromiss zwischen diesen Überlegungen, kann aber auch diktiert werdendurch vorhandene Infrastruktur.
Also, was ist weltweit am verbreitetsten? Gleichstrom, der entweder direkt zugeführt oder an Bord eines Zuges aus Wechselstrom umgewandelt wird, wird am häufigsten verwendet.
Dies liegt daran, dass nach railsystem.net, "Gleichstrom verbraucht im Vergleich zu einem Wechselstromgerät unter gleichen Betriebsbedingungen weniger Energie. Die Ausrüstung im Gleichstrom-Traktionssystem ist kostengünstiger, leichter und effizienter als ein Wechselstrom-Traktionssystem. Außerdem verursacht es keine elektrischen Störungen der Kommunikation in der NäheLinien."
Jetzt wissen Sie also. Sie werden nie wieder einen elektrischen oder dieselelektrischen Zug auf die gleiche Weise betrachten!