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डीजल और स्टीम लोकोमोटिव सिस्टम की तुलना में उनके विभिन्न प्रकार के लाभों के कारण, इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव सिस्टम ट्रैक्शन सिस्टम के लिए सबसे लोकप्रिय और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सिस्टम बन गए हैं।

बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के आगमन के साथ, आधुनिक विद्युत कर्षण प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं बहुस्तरीय इनवर्टर उच्च सटीकता, त्वरित जवाबदेही और उच्च विश्वसनीयता जैसे बेहतर कर्षण प्रदर्शन के लिए।

इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव सिस्टम

इलेक्ट्रिक मोटर डिजाइन और विद्युतीकरण प्रौद्योगिकियों के मूल्यांकन ने न केवल उच्च गति वाले लोकोमोटिव (महानगरों और उपनगरीय रेलवे) के डिजाइन का नेतृत्व किया है, बल्कि समग्र ऊर्जा दक्षता को भी बढ़ाया है।

इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन या लोकोमोटिव क्या है?

एक ड्राइविंग बल जो एक वाहन के प्रणोदन का कारण बनता है उसे कर्षण प्रणाली के रूप में जाना जाता है। कर्षण प्रणाली दो भिन्न प्रकार की होती है: गैर विद्युत कर्षण प्रणाली और विद्युत कर्षण प्रणाली।

गैर-इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन सिस्टम

ट्रैक्शन सिस्टम जो किसी वाहन आंदोलन के किसी भी चरण में बिजली का उपयोग नहीं करता है, को गैर-इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन सिस्टम के रूप में जाना जाता है। इस तरह के कर्षण प्रणाली का उपयोग भाप इंजन, आईसी इंजन और में किया जाता है मैग्लेव ट्रेन (तेज़ गति की ट्रेनें)।

इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन सिस्टम

ट्रैक्शन सिस्टम जो सभी चरणों या एक वाहन आंदोलन के कुछ चरणों में बिजली का उपयोग करता है, को इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन सिस्टम कहा जाता है।

इलेक्ट्रिक बनाम नॉन इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन

एक इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन सिस्टम में ट्रेन को खींचने के लिए ड्राइविंग बल ट्रैक्शन मोटर्स द्वारा उत्पन्न होता है। विद्युत कर्षण प्रणाली को मोटे तौर पर दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: एक स्व-संचालित है और दूसरी तीसरी रेल प्रणाली है।

स्व-संचालित प्रणालियों में डीजल इलेक्ट्रिक ड्राइव और बैटरी इलेक्ट्रिक ड्राइव शामिल हैं जो ट्रेन को खींचने के लिए अपनी शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं जबकि, तीसरे-रेल या ओवरहेड-वायर सिस्टम बाहरी वितरण नेटवर्क या ग्रिड से बिजली का उपयोग करते हैं, और उदाहरणों में ट्रामवे शामिल हैं , ट्रॉली बसें और लोकोमोटिव ओवरहेड इलेक्ट्रिक लाइनों से संचालित होते हैं।

ट्रैक विद्युतीकरण प्रणाली के प्रकार

ट्रैक विद्युतीकरण से तात्पर्य उस स्रोत आपूर्ति प्रणाली के प्रकार से है जिसका उपयोग इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव सिस्टम को पावर करते समय किया जाता है। यह एसी या डीसी या एक समग्र आपूर्ति हो सकती है।

विद्युतीकरण के प्रकार का चयन करना कई कारकों पर निर्भर करता है जैसे आपूर्ति की उपलब्धता, एक आवेदन क्षेत्र का प्रकार, या शहरी, उपनगरीय और मुख्य लाइन सेवाओं, आदि जैसी सेवाओं पर।

विद्युत् कर्षण प्रणाली के तीन मुख्य प्रकार इस प्रकार हैं:

प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) विद्युतीकरण प्रणाली
प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युतीकरण प्रणाली
समग्र प्रणाली।

प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) विद्युतीकरण प्रणाली

डीसी विद्युतीकरण प्रणाली का चयन करने के लिए कई फायदे शामिल हैं, जैसे कि अंतरिक्ष और वजन पर विचार, डीसी इलेक्ट्रिक मोटर्स की तेजी से त्वरण और ब्रेक लगाना, एसी सिस्टम की तुलना में कम लागत, कम ऊर्जा की खपत और इतने पर।

इस प्रकार की प्रणाली में, पावर ग्रिड से प्राप्त तीन-चरण की शक्ति को कम वोल्टेज में डी-एस्केलेट किया जाता है और डीसी द्वारा रेक्टिफायर में परिवर्तित किया जाता है और बिजली-इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स ।

तीसरा रेल सिस्टम

इस प्रकार की डीसी आपूर्ति को दो अलग-अलग तरीकों से वाहन को आपूर्ति की जाती है: पहला तरीका तीसरा रेल सिस्टम (साइड रनिंग और विद्युतीकृत ट्रैक के तहत और रनिंग रेल के माध्यम से वापसी पथ प्रदान करना) है, और दूसरा तरीका ओवरहेड लाइन के माध्यम से है डीसी प्रणाली। यह डीसी लोकोमोटिव ड्राइव करने के लिए डीसी श्रृंखला या मिश्रित मोटर्स की तरह कर्षण मोटर को खिलाया जाता है, जैसा कि उपरोक्त आंकड़े में दिखाया गया है।

डीसी विद्युतीकरण की आपूर्ति प्रणालियों में शहरी रेलवे के लिए ट्रामवे और लाइट महानगरों की तरह बैटरी सिस्टम (600-1200V), और लाइट मेट्रो और भारी जैसी उपनगरीय और मेनलाइन सेवाओं के लिए 1500-3000V की विशेष प्रणालियों के लिए 300-500V आपूर्ति शामिल है। मेट्रो ट्रेन । 3rd (कंडक्टर रेल) और 4th रेल सिस्टम कम वोल्टेज (600-1200V) और उच्च धाराओं पर काम करते हैं, जबकि ओवरहेड रेल सिस्टम उच्च वोल्टेज (1500-3000V) और निम्न धाराओं का उपयोग करते हैं।

डीसी विद्युतीकरण प्रणाली

उच्च शुरुआती टोक़ और मध्यम गति नियंत्रण के कारण, डीसी श्रृंखला मोटर्स को बड़े पैमाने पर डीसी ट्रैक्शन सिस्टम में नियोजित किया जाता है। वे कम गति पर उच्च टोक़ और उच्च गति पर कम टोक़ प्रदान करते हैं।

एक इलेक्ट्रिक मोटर गति नियंत्रक इसका उपयोग वोल्टेज को अलग-अलग करके किया जाता है। इन इलेक्ट्रिक मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए जिन विशेष ड्राइव सिस्टम का उपयोग किया जाता है, उनमें टैप चेंजर, थायरिस्टर कंट्रोल, चॉपर कंट्रोल और माइक्रो प्रोसेसर कंट्रोल ड्राइव शामिल हैं।

इस प्रणाली के नुकसान में उच्च वोल्टेज पर धाराओं के रुकावट में कठिनाई शामिल है जब गलती की स्थिति को उठाया जाता है, और छोटी दूरी के बीच डीसी सबस्टेशन का पता लगाने की आवश्यकता होती है।

प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युतीकरण प्रणाली

एक एसी कर्षण प्रणाली आजकल बहुत लोकप्रिय हो गई है, और इसका उपयोग अक्सर अधिक लाभ के कारण कर्षण प्रणालियों के अधिकांश में किया जाता है, जैसे कि त्वरित उपलब्धता और एसी की पीढ़ी जो आसानी से ऊपर या नीचे की ओर बढ़ सकती है, एसी मोटर्स का आसान नियंत्रण, आदि। सबस्टेशनों की कम संख्या, और प्रकाश उपरि कैटेनेरी की उपस्थिति जो उच्च वोल्टेज पर कम धाराओं को स्थानांतरित करती है, और इसी तरह।

एसी विद्युतीकरण की आपूर्ति प्रणालियों में एकल, तीन चरण और समग्र प्रणाली शामिल हैं। सिंगल फेज सिस्टम में 16.7Hz पर 11 से 15 KV की आपूर्ति होती है, और AC कम्यूटेशन मोटर्स को चर गति की सुविधा के लिए 25Hz।
यह उपयोगकर्ता है ट्रांसफार्मर नीचे कदम और आवृत्ति कन्वर्टर्स उच्च वोल्टेज और निश्चित औद्योगिक आवृत्ति से परिवर्तित करने के लिए।

50Hz पर एकल चरण 25KV एसी विद्युतीकरण के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला कॉन्फ़िगरेशन है। इसका उपयोग हैवी सिस्टम और मुख्य लाइन सेवाओं के लिए किया जाता है क्योंकि इसमें आवृत्ति रूपांतरण की आवश्यकता नहीं होती है। यह व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कंपोजिट सिस्टमों में से एक है जिसमें डीसी ट्रैक्शन मोटर्स को चलाने के लिए आपूर्ति को डीसी में परिवर्तित किया जाता है।

एसी विद्युतीकरण प्रणाली

तीन चरण प्रणाली लोकोमोटिव को चलाने के लिए तीन चरण प्रेरण मोटर का उपयोग करती है, और इसे 3.3.KV, 16.7Hz पर रेट किया गया है। 50 हर्ट्ज आपूर्ति पर उच्च वोल्टेज वितरण प्रणाली इस इलेक्ट्रिक मोटर रेटिंग में ट्रांसफार्मर और आवृत्ति कन्वर्टर्स द्वारा परिवर्तित की जाती है। यह प्रणाली दो ओवरहेड लाइनों को नियोजित करती है, और ट्रैक रेल एक और चरण बनाती है, लेकिन इससे क्रॉसिंग और जंक्शनों पर कई समस्याएं पैदा होती हैं।

उपरोक्त आंकड़ा एसी इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव ऑपरेशन को दर्शाता है जिसमें कैटेनरी सिस्टम को ओवरहेड सिस्टम से एकल-चरण शक्ति प्राप्त होती है। ट्रांसफार्मर द्वारा आपूर्ति को आगे बढ़ाया जाता है, और फिर एक रेक्टिफायर द्वारा डीसी में परिवर्तित किया जाता है। एक स्मूथनिंग रिएक्टर या डीसी लिंक, रिपल्स को कम करने के लिए डीसी को फिल्टर और स्मूथ करता है, और फिर डीसी को एसी द्वारा एक इनवर्टर में परिवर्तित किया जाता है जो ट्रैक्शन मोटर की चर गति प्राप्त करने के लिए आवृत्ति बदलता है (इसी तरह) वीएफडी ) का है।

समग्र प्रणाली

इस प्रणाली में डीसी और एसी दोनों प्रणालियों के फायदे शामिल हैं। ये सिस्टम मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं: एक चरण तीन चरणों या कांडो प्रणाली का, और दूसरा एकल चरण डीसी प्रणाली का।

एकल चरण तीन चरण या कांडो प्रणाली के लिए

कांडो प्रणाली में, एक सिंगल ओवरहेड लाइन 16KV, 50Hz की एकल-चरण आपूर्ति करती है। इस उच्च वोल्टेज को नीचे ले जाया जाता है और ट्रांसफार्मर के माध्यम से लोकोमोटिव में एक ही आवृत्ति के तीन चरण की आपूर्ति में परिवर्तित किया जाता है और कन्वर्टर्स ।

लोकोमोटिव को चलाने वाले तीन-चरण इंडक्शन मोटर को तीन चरण की आपूर्ति की जाती है। चूंकि तीन-चरण प्रणाली के दो-ओवरहेड लाइन सिस्टम को इस प्रणाली द्वारा एक सिंगल ओवरहेड लाइन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, इसलिए यह किफायती है।

जैसा कि हमने पहले ही एसी विद्युतीकरण में चर्चा की है कि डीसी प्रणाली के लिए एक एकल चरण अत्यधिक लोकप्रिय है, यह सिंगल ओवरहेड लाइन का सबसे किफायती तरीका है और इसमें डीसी श्रृंखला मोटर विशेषताओं की व्यापक विविधता है।
इस विशेष प्रणाली में, एक सिंगल-फेज 25KV, ओवरहेड लाइन सिस्टम की 50Hz आपूर्ति लोकोमोटिव के अंदर ट्रांसफार्मर द्वारा नीचे ले जाया जाता है, और फिर डीसी द्वारा रेक्टिफायर द्वारा परिवर्तित किया जाता है। श्रृंखला मोटर को चलाने और इसकी गति और ब्रेकिंग सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए डीसी को डीसी-ड्राइव सिस्टम को खिलाया जाता है।

यह सब इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव सिस्टम के बारे में है। और, हम आशा करते हैं कि हमने आपको कर्षण प्रणाली में प्रयुक्त विभिन्न आपूर्ति प्रणालियों के बारे में पर्याप्त और प्रासंगिक जानकारी दी है।

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