《电力机车系统理论指南》
由于与柴油和蒸汽机车系统相比具有各种各样的优点，电力机车系统已成为最流行和应用最广泛的牵引系统。
随着电力电子设备的出现，现代电力牵引系统正在使用多级逆变器更好的牵引性能，如高精度，快速响应，和更高的可靠性。
对电机设计和电气化技术的评价不仅引导了高速机车(地铁和郊区铁路)的设计，而且还提高了整体能源效率。
什么是电力牵引或机车?
使车辆推进的动力称为牵引系统。牵引系统有两种不同的类型:非电力牵引系统和电力牵引系统。
非电的牵引系统
在车辆运动的任何阶段不使用电力的牵引系统被称为非电牵引系统。这种牵引系统用于蒸汽机车，IC发动机，以及磁悬浮列车(高速列车)。
电力牵引系统
在车辆运动的所有阶段或某些阶段使用电力的牵引系统称为电力牵引系统。
在电力牵引系统中，牵引列车的动力是由牵引电机产生的。电力牵引系统大致可分为两种:一种是自供电系统，另一种是第三轨系统。
自动供电系统包括柴油电力驱动和电池电力驱动，可以产生自己的动力来拉动火车;然而，第三轨或架空电线系统使用来自外部配电网或电网的电力，例子包括有轨电车、无轨电车和从架空电线驱动的机车。
轨道电气化系统类型
轨道电气化是指在为电力机车系统供电时使用的电源系统类型。它可以是交流电源、直流电源或复合电源。
选择电气化的类型取决于几个因素，如供应的可用性，应用领域的类型，或服务，如城市，郊区和干线服务等。
存在的三种主要类型的电动牵引系统如下：
- 直流电系统
- 交流(AC)电气化系统
- 复合系统。
直流电系统
选择直流电气化系统具有空间和重量考虑、直流电机加速和制动快、与交流系统相比成本更低、能耗更低等优点。
在这种类型的系统中，从电网接收的三相电力被降级为低电压，并通过整流器转换为直流电力电子转换器．
这种类型的直流电源通过两种不同的方式提供给车辆:第一种方式是通过第三轨道系统(侧运行和运行下的电气化轨道，并提供通过运行轨道的回程路径)，第二种方式是通过架空线直流系统。如图所示，这种直流电机像直流串联电机或复合电机一样馈给牵引电机驱动机车。
DC电气化的供应系统包括电池系统（600-1200V）的300-500V电源，如电车通道和光线等城市铁路，以及郊区和主线服务的1500-3000V，如Light Metros和Report地铁列车．第三(导体轨道)和第四轨道系统在低电压(600-1200V)和大电流下运行，而高架轨道系统使用高电压(1500-3000V)和小电流。
由于高启动扭矩和中等速度控制，DC系列电动机在直流牵引系统中广泛使用。它们以低速提供高扭矩和高速低扭矩。
一个电动机速度控制器是通过改变施加在它身上的电压来实现的。用于控制这些电机的特殊驱动系统包括分接开关、晶闸管控制、斩波控制和微处理器控制驱动。
当提高故障条件时，该系统的缺点包括在高电压下的电流中断的难度，并且需要在短距离之间定位直流变电站。
交流(AC)电气化系统
交流牵引系统已成为一个非常受欢迎的现在,和更经常用于大部分的牵引系统由于几个优点,如快速可用性和一代的交流,可以很容易地向上或向下,容易控制的交流电机,减少变电站的数量要求,以及在高电压下传输低电流的光悬链的存在，等等。
交流供电系统包括单相供电系统、三相供电系统和复合供电系统。单相系统包括以16.7Hz和25Hz供电的11至15 KV，以促进交流换向电机的变速。
它使用降压器和变频器转换从高电压和固定的工业频率。
单相25KV 50Hz是交流电气化最常用的配置。它用于重载运输系统和主线服务，因为它不需要变频。这是一种广泛使用的复合系统，其中供应转换为直流驱动直流牵引电机。
三相系统采用三相感应电机驱动机车，其额定值为3.3.kv，16.7hz。50 Hz电源的高压配电系统通过变压器和变频器转换为该电动机等级。该系统采用两个架空线，轨道轨道形成另一个阶段，但这会在交叉和结时提高许多问题。
上图为交流电力机车运行情况，接触网系统从架空系统接收单相电力。电源由变压器升压，然后由整流器转换为直流电。平滑电抗器或直流环节，滤波和平滑直流电来减少波纹，然后直流电被变频逆变器转换为交流，以获得牵引电机的变速(类似变频)．
复合系统
该系统融合了直流和交流系统的优点。这些系统主要有两种类型:单相到三相或关藤系统，和另一种单相到直流系统。
在关藤系统中，一条架空线路携带16KV, 50Hz的单相电源。这种高压通过变压器降压，在机车内部转换成同频率的三相电源转换器．
这三相电源进一步供应给驱动机车的三相感应电动机。由于本系统用单架线取代了三相系统中的双架线系统，因此经济实惠。
正如我们在交流电气化中已经讨论过的，单相到直流系统是非常流行的，它是最经济的单架空线路的方式，并具有广泛的直流串联电机特性。
在本系统中，架空线路系统的单相25KV、50Hz供电由机车内部的变压器降压，然后由整流器转换为直流电。直流馈电给直流驱动系统，以驱动串激电机并控制其速度和制动系统。
这都是关于电力机车系统的。并且，我们希望我们已经给了你们关于牵引系统中使用的各种供应系统的充分和相关的信息。
我们鼓励您在下面的评论部分写下您的建议，评论，和反馈关于这篇文章或项目的想法，并期待您的建议，以减少牵引系统的短路事故。
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