Gönderen Konu: Yeni Nesil Asenkron Cer Motorlu Elektrikli Lokomotifler  (Okunma sayısı 17118 defa)

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Çevrimdışı Ömer Tolga Sümerli

  • Administrator
  • Site Özel Üyesi
  • *****
  • İleti: 1745

Merhaba Değerli Arkadaşlarım.
Daha önceden hazırladığım ve sonradan yeni teknolojileri de ilave ettiğim yazı aşağıdadır.
Saygılarımla.

Asenkron cer motorlarına sahip elektrikli lokomotifler, daha düşük enerji ile daha yüksek performans sergileyen, asenkron motorların yapısından ötürü daha uzun ömürlü cer motorlarına sahip ve her geçen gün gelişen bilgisayar kontrolleri sayesinde kullanım fonksyonları gelişen lokomotiflerdir.
Gelişen bilgisayar kontrolleri ve elektronik motor kontrol ekipmanları sayesinde, günümüzün modern elektrikli lokomotifleri, yük ve yolcu taşımacılığı için rahatlıkla kullanılabilmektedirler. Yük ve yolcu treni için lokomotifin ayarlanması, kontrol panelindeki birkaç düğme ile yapılabilmektedir. Bu tip ayarlamanın nedeni ise, yük ve yolcu katarı çekecek lokomotiflerin, gerek ilk kalkış anında patenaj sorunu olmaması ve cer motorlarına anlık aşırı yüklenmeler olmaması, gerekse enerjiyi verimli kullanma ve cer motorlarına gereği kadar enerji verilebilmesi açısından  farklılıklar göstermelerindendir.  Öncelikle bu lokomotifler yük katarı çekmek için tasarlanmıştır Hatta bu tip lokomotiflerin son örneklerinin maksimum hızı 230km/saat’e kadar çıkmıştır.  Aşağıdaki blok şema, bu tip bir lokomotifin nasıl çalıştığı hakkında temelde bilgi vermektedir. Bu temel şema ışığında asenkron cer motorlarına sahip, bilgisayar kontrollü bir elektrikli lokomotifin çalışması ve sağladiği kolaylıkları kısaca inceleyelim.





 Pantograftan alınan 25KV AC* gerilim, ana transformatör (Main Transformer) tarafından istenilen voltaja düşürüldükten sonra, ana redresör (Main Rectifier) devresi yardımıyla DC* gerilime çevirilir. Bu DC gerilim, cer motorlarını besleyen ve süren invertör (Main Inverter) ve lokomotif içerisindeki diğer ekipmanları (fren kompresörü, klima ve cer ekipmanlarını soğutmada kullanılan sistemler gibi) besleyen harici invertör (Auxiliary Inverter) devrelerini beslemede kullanılır. İster dizel elektrik, ister elektrikli lokomotif olsun, üç fazlı asenkron motora sahip bir lokomotifin kilit noktası, invertör devreleridir. İnvertör devresinin görevi, DC gerilimi, istenilen frekans*, voltaj ve faz sayısında (1 veya 3 faz) AC gerilime çeviren elektronik devrelerdir. Lokomotiflerde kullanım amacı ise, DC gerilimi, üç fazlı AC gerilime çevirmektir. Daha sonra dönüştürülen bu gerilim asenkron cer motorlarına uygulanır.

Asenkron cer motorları, yapısı ve çalışma prensibi açısından, DC cer motorlarından çok üstündürler. Bu üstünlüklerin en başında, motorun dönen kısmı yani rotora elektrik iletimi, DC motorlardaki gibi fırça ve kollektörlerle değil, tamamen manyetik olarak iletmesidir. bu da motora ekstra bir ömür sağlamaktadır. DC motorlarda fırça ve kollektörler, dönme ve yüksek akım geçirmelerinden ötürü, zamanla yıpranırlar. Bu da bakım maliyetini arttırmaktadır. Asenkron motorlarda bu sistem olmadığı için, kullanım ömrü uzun ve bakım maliyeti düşüktür. Ayrıca bu motorların devir sayısını belirleyen niteliklerin biri ise, motora uygulanan AC gerilimin frekansıdır. İşte bu noktada, invertör devrelerinin ve bu devreleri kontrol eden bilgisayar sistemi, lokomotiflerin kullanım fonksiyonlarını belirleyen yegane temel sistem olarak dikkat çeker.



                   DC Motor Şeması



                            3 Fazlı Bir Asenkron Motorun İç Yapısı
 
 Üç fazlı asenkron motorların dönüş yönünü, gücünü ve devir sayısını ayarlamak, invertör devrelerin, çıkış voltajının ve frekansının ayarlanmasıyla sağlanmaktadır. Asenkron motorların devir sayısını etkileyen faktörlerden biri de, uygulanan AC gerilimin frekansı da olduğu için, frekans ayarlaması önem arzader. Sadece frekans ayarlaması devir için yeterli olmaz. AC gerilimin bobinler, daha doğrusu motor sargıları üzerindeki etkileşimlerinden dolayı, belirli miktarda voltajın da düşürülüp arttırılması gerekmektedir. Aksi takdirde, aşırı yüklenme veya güç kayıpları yaşanacaktır. Bu sistemin yapılma amacı, büyük güç kayıpları yaşanmadan, motorun devrinin düşürülmesi, veya motor bobinlerine aşırı yüklenme yapmadan devirin yükseltilmesidir. Bu ayrıca enerji tasarrufu da sağlar.
Önceki sistemlerde (AC ve DC motorlar için geçerlidir), motor deviri ayarlamak, motora uygulanan gerilimi ve akımı düşürüp yükseltmekle sağlanırdı. Bunu yapan elektrik/elektronik devre elemanları, direnç(rezistör) ve tristör veya triyak(AC motorlar için) idi. Bu sistemde deviri düşürmek, kullanılan elektronik devre elemanlarının özelliklerinden dolayı, akım ve gerilimi düşürmekle sağlanırdı. Akım ve gerilim düşünce motorun gücüde düşer, bu güç zayıflaması lokomotifin hızını limitin altına düşürebilir ve hızı yükseltmek için, motora uygulanan akım ve gerilim tekrardan yükseltilir. Bu da bazı durumlarda motora aşırı yüklenmelere sebep verebilmektedir.
Yeni sistemde ise motor devirini düşürmek için, frekans düşürülür. Asenkron motorlarda frekansın düşürülmesi, akımın yükselmesine sebep olur. Bu da motor sargılarının aşırı ısınması ve tabi ki aşırı yüklenma anlamına gelir. Bu sebepten ötürü, frekansla birlikte, uygulanan gerilimde bir miktar düşürülür. Böylece motorun çektiği akım, sabitlenir ve düşük devirde dahi, tam devirde çalıştığı güce yakın bir güç elde edilir. Devirin yüseltilmesi ise, yukarıdaki işlemlerin tersi gerçekleştirilerek yapılır. Bilgisayar kontrollü invertör devreleri, motorun devirini, dönüş yönünü ve hızını belirlerken, motoru sürmede kullanılan yeni nesil bir elektronik devre elemanı olan, Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)’den faydalanırlar. Bu sistemler yeni nesil hızlı trenlerde de kullanılmaktadır.

Bu sistem lokomotifin kullanımı açısından sağladığı pek çok fayda vardır. Öncelikle sistem patenaj kontrolü için büyük kolaylık sağlar. Üretici firmaların tercihlerine göre, motorun içinde veya dingilde, devir ölçümü sağlayan sensör bulunur.  Bu sensör lokomotifin ilk kalkışı sırasında, patenaj olayı yaşanırsa, devir sayısındaki ani değişimler, lokomotifin bilgisayarınca anında tespit edilir ve motorların gücü biraz düşürülür.[Bazen, devir sensörleri yerine motorlara giden akım kontrolleri yapılarakta patenaj kontrolü sağlanır. Motorlara giden akımda ani düşüş yaşandığı zaman sistem patenaj olduğunu algılayıp motor güçünü düşürmektedir. Bu sistem devir sensörü kadar hassas değildir] Bu kontrolün getirdiği başka bir fayda daha vardır. Bu da lokomotifin yük mü  yoksa yolcu katarı mı çekeceği ile ilgili seçenek sunmaktadır. Lokomotif yük katarı çekiyorsa, bilgisayar lokomotifin seri kalkmasını engeller. Bu da, otomatik olarak patenaj ve cer motorlarına aşırı yüklenme riskini ortadan kaldırır. Motorları kontrol ederken düşük devir yüksek güç prensibi ile çalışır. Makinist ilk kalkışta gaza fazla yüklense dahi, motorlara aşırı yüklenmeden, devir sayısını kontrol edip patenaj riskini azaltarak, olabilecek en üst serilikte,  kademeli bir hızlanma sağlar.
Lokomotif şayet yolcu katarı çekecekse, burada da ilk kalkışın nispeten daha seri olması ve hız önemlidir. Bunun haricinde yolcu vagonlarının konfor ekipmanlarına enerji verilmesi sorunu vardır. Bunun için pantografı olan bir enerji vagonu kullanılır. Lokomotifin bilgisayarı, ilk kalkışta cer motorlarının frekansını ve voltajını, yük katarı modundakinden biraz yüksekte tutar. Bu arada, ana redresörden çekilen toplam akımı da kontrol eder. Tabi ki aynı anda patenaj kontrolü de yapar. Böylece sorunsuz bir biçimde, seri kalkış sağlanmaya çalışılır. Lokomotifin bilgisayarı istenilen hıza ulaşıncaya kadar bu kontrolleri yapar. Bu sayede, yol durumu ve bağlanan yolcu vagonu sayısına göre, ana transformatöre fazla yüklenmeden çıkılabilecek maksimum hız sağlanır. Ayrıca yataklı vagon gerektirmeyecek seyahatlaer için loko+vagon dizilimli bu trenler pek verimli sayılmamaktadır. Bunun yerine EMU veya DMU sistemler kullanılmakta, yeni nesil EMU dizilerinde de bilgisayar kontrollü asenkron motor teknolojisi uygulanmaktadır. Ancak daha önceden imal edilen ve teknik ömrünü doldurmamış yolcu vagonlarını değerlendirmek için ya da bazı ülkelerdeki demiryolu şebekelerinden ötürü seyahat sürelerinin uzun olmasından dolayı loko+vagon dizileri kullanılmaktadır. Bu talebi gözardı etmeyen lokomotif ürertici firmalar, yeni nesil lokomotiflerini üretirken yolcu katarlarını da hesaba katmakta ve bazı lokomotifler yolcu katarı çekecek şekilde, yani yolcu vagonlarının konfor ekipmanlarına enerji verebilecek şekilde tasarlarlar. 

Yeni nesil bu lokomotifler, maliyet açısından diğerlerinden fazla olsa da, sağladığı kolaylıklar ve enerjiyi verimli kullanmak açısından, fazla masrafı kısa sürede karşılayabilmektedirler.


*Doğru Akım (Direct Current) (DC): Bir yerde elektrik akımının olabilmesi için + ve – olmak üzere iki farklı kutup olması gerekir. Bu kutuplar, tıpkı pillerde veya akülerde olduğu gibi sabit ise kısaca yönü ve şiddeti sabit ise bu gerilime doğru akım denir. DC ile ifade edilir.
*Alternatif Akım (Alternative Current) (AC): Yönü ve şiddeti zamana göre değişen akım türüdür. AC ile ifade edilir. Örnek olarak; prizlerimizdeki iki adet giriş ucunu düşünelim. Bu uçların bir tanesi AC gerilimin var olduğu faz ucudur. Bu faz ucunda + ve – kutuplar sürekli yer değiştirirler. Bu kutupların yer değiştirme hızına ise *Frekans denir. Birimi ise Hertz (Hz)’dir. Evimizdeki veya işyerimizdeki elektrikle çalışan aletlerin etiketini okuduğumuzda, AC 220V 50Hz gibi bir ibare görürüz. Bu da, prizlerimizde bulunan faz ucunda + ve – kutuplar saniyede 50 sefer yer değiştiriyor anlamına gelmektedir.



 
« Son Düzenleme: 15 Mayıs 2018 / 19:22 Gönderen: Ömer Tolga Sümerli »
Çalışmadan, Yorulmadan, Üretmeden Rahat Yaşamak İsteyen Toplumlar, Önce Haysiyetlerini, Sonra Hürriyetlerini, Daha Sonra da İstiklal ve İstikballerinin Kaybederler.
                                                                                                              Mustafa Kemal ATATÜRK

Adk System Advertising



Paylaş delicious Paylaş digg Paylaş facebook Paylaş furl Paylaş linkedin Paylaş myspace Paylaş reddit Paylaş stumble Paylaş technorati Paylaş twitter
 


Yeni Nesil Asenkron Cer Motorlu Elektrikli Lokomotifler Benzer Konular

Yeni Lokomotifler
Tülomsaş tarafından üretimi devam eden ve toplam 80 adet üretileceği belirtilen DE 33000 serilerden 70.'si bugün fabrika dışında... Devamı...

Gösterim: 9312 - Yanıt: 12 - Başlatan:Trenci96
Yeni Nesil Buraj Makinesinin Makaslarda Çalışması (Video)
Değerli Arkadaşlarım, konuyla ilgili video aşağıdaki linktedir.Saygılarımla.Video: http://www.matisa.ch/en/matisa_b66uc_video_de... Devamı...

Gösterim: 3873 - Yanıt: 2 - Başlatan:Ömer Tolga Sümerli
Bir Dönem İsviçre Demiryollarında Kullanılan Elektrikli Buharlı Lokomotifler
İsviçre Demiryollarında bir dönem, manevra amaçlı kullanılan buharlı lokomotiflerin bazılarına, elektrikle suyu ısıtıp, buhar el... Devamı...

Gösterim: 3802 - Yanıt: 0 - Başlatan:Ömer Tolga Sümerli
12 Silindir 4400 Beygir Yeni Nesil GE Evolution Serisi Dizel Lokomotifler
Enerji tasarrufu ve düşük emisyon araştırmalarında, en yeni çözümlerden biri de General Electric tarafından üretilen Evolution s... Devamı...

Gösterim: 18205 - Yanıt: 6 - Başlatan:Ömer Tolga Sümerli
yeni lokomotifler
     Tcdd in yeni loko  aldığı şeklinde yazılar okudum.Bu lokolardar haberi olan var mı? Elektirikli mi dizel mi . Devamı...

Gösterim: 4433 - Yanıt: 3 - Başlatan:bedendili