Litra EG 25 kV 50Hz/ 15 kV 16 ²/3 Hz

Hej med jer :-)

Er der nogen der kan forklare hvorfor/hvordan disse to forskellige spændings/frekvens systemer (25 kV 50 Hz / 15 kV 16 ²/3 Hz) kan frembringe sammen størrelse energi - altså et lokomotiv kan trække samme antal tons i Sverige som i Danmark?

Er der nogen der kan forklare hvorfor/hvordan disse to forskellige spændings/frekvens systemer (25 kV 50 Hz / 15 kV 16 ²/3 Hz) kan frembringe sammen størrelse energi - altså et lokomotiv kan trække samme antal tons i Sverige som i Danmark?

P=UxIxcos phi [w] er den korte elektriske forklaring.
Altså, når effekten er konstant og spændingen U sættes ned, så stiger strømmen I. Cos Phi er faseforskydningsvinklen, som her antages at være ens i begge tilfælde (omend det ikke næppe helt er tilfældet i virkeligheden).
Bevares, lokomotivet skal da dimentioneres efter spændinger etc., men mellem kørertråd og banemotor sidder der en frekvensomformer, som har et jævnspændingsled.

Tak for det - det er bare ohmslov :-)

Men hvad med frekvensen - den reduceres jo med en 1/3 ift 50 Hz. Får det slet ikke nogen betydning og hvorfor er den egentlig reduceret?

Tak for det - det er bare ohmslov

Men hvad med frekvensen - den reduceres jo med en 1/3 ift 50 Hz. Får det slet ikke nogen betydning og hvorfor er den egentlig reduceret?

Da man begyndte at bruge enfaset vekselstrøm til lokomotiver, så havde man ikke elektronik til hjælp. Den eneste anvendelige type af motor var en variant af jævnstrømsmotoren med anker- og statorvindingerne koblet i serie. Den virkede, men ved høj netfrekvens blev hvirvelstrømstabene for store, og tendensen til gnister i kommutatoren for udtalt. Derfor vlagte man at reducere frekvensen til en tredjedel, selvom tabene i transformatoren blev større.

Sent i 30'erne begyndte eksperimenter med enfaset 50 Hz, og i de tidlige 50'ere var teknikken moden til at SNCF begyndte at bruge det i stor skala i Nord og Øst regionerne. De føste 4 serier af lokomtiver havde hver sin løsning med hensyn til drivlinien, incl en med roterende omformer...

Løsningen med ensretter virkede bedst, især efter at man kunne bruge Siliciumensrettere i stedet for Kviksølvensrettere.

To-frekvenslokomotiver er i øvrigt først for nylig blev 'lige gode' på begge frekvenser, sandsynligvis først muligt med de moderne 3fase drivlinier.

--
Eskild

Bare for at supplere: Den gamle grundbog i teknik for lokomotivførere ligger frit tilgængeligt på nettet, og den har et fint diagram over opbygningen af et ellokomotiv. Det er ganske vist med udgangspunkt i EA, men principperne er de samme.

Grundbog - Teknik: Elektrisk Transmission - Lokomotiv

Hej.

Den højere køreledningspænding er mest interessant for opbygning af køreledningsnettet, hvor jo højere spænding giver bedre gennemslag således at der kan være længere mellem de steder hvor køreledningsanlægget fødes fra, dette er besparende på antallet af føde transformatorer.

Banemotorerne i lokomotivet er tit på 850 volt, så om det er 15 eller 25 kv har absolut ingen betydning for trækkraften.

Den nye vectron kan jo også leveres i en 1.5 KV samt 3 KV udgave.

Hvor lokomotivet kan trække precis det samme som ved 25 KV.

Hilsen Erling.

Hej.

Den højere køreledningspænding er mest interessant for opbygning af køreledningsnettet, hvor jo højere spænding giver bedre gennemslag således at der kan være længere mellem de steder hvor køreledningsanlægget fødes fra, dette er besparende på antallet af føde transformatorer.

Banemotorerne i lokomotivet er tit på 850 volt, så om det er 15 eller 25 kv har absolut ingen betydning for trækkraften.

Den nye vectron kan jo også leveres i en 1.5 KV samt 3 KV udgave.

Hvor lokomotivet kan trække precis det samme som ved 25 KV.

Hilsen Erling.

Så vidt jeg kan læse mig til er maksimaleffekten for Vectron DC og MS lavere på 1.5 kV end på 3 kV, sandsynligvis på grund af en strømgrænse.
Starttrækkraften er den samme, men effekthyperblen rammes ved en lavere hastighed under 1.5 kV

--
Eskild

Så vidt jeg kan læse mig til er maksimaleffekten for Vectron DC og MS lavere på 1.5 kV end på 3 kV, sandsynligvis på grund af en strømgrænse.
Starttrækkraften er den samme, men effekthyperblen rammes ved en lavere hastighed under 1.5 kV

6400 kW ved 25 og 16 kV AC
6000 kW ved 3 kV DC
3500 kW ved 1,5 kV DC

Hmm.

Ja jeg spørger hvorfor.

Nå banemotorerne i parallel kun skal bruge 850 volt, det må en klog siemens ingeniør forklare hvorfor, virker totalt tåbeligt, med den allerede store overspænding fra 1500 volt og ned til 850 volt !

Men godt effekten er næsten ens ved 25 Kv AC og 3 Kv DC, for jeg har nydt både denne Vectron men også gamle Skoda lokomotiver med flere spændinger, med store godstog, veksle mellem spændingerne.

Man kan altså kun køre med små godstog når de 1500 Volt DC skal bruges, så skal man koble vogne fra når man kommer fra AC spænding kan det passe, nej vel, så dumme kan de ikke være ved siemens ?

Ser godt ud kører fra 25 Kv AC ind i neutral sektion og ud på 3 kv DC uden at sænke strømaftageren og lokomotivførerren skal intet gøre, alt er automatisk.

Forøvrigt er Skoda lokomotiverne type E499.1 bygget i 1980, med 3 Kv DC 3480 KW og 25 Kv 3060 Kw, altså tæt på ens effekt.

Så her er det omvendt Højere effekt ved DC.

Hilsen Erling.

Hmm.

Ja jeg spørger hvorfor.

Nå banemotorerne i parallel kun skal bruge 850 volt, det må en klog siemens ingeniør forklare hvorfor, virker totalt tåbeligt, med den allerede store overspænding fra 1500 volt og ned til 850 volt !

Men godt effekten er næsten ens ved 25 Kv AC og 3 Kv DC, for jeg har nydt både denne Vectron men også gamle Skoda lokomotiver med flere spændinger, med store godstog, veksle mellem spændingerne.

Man kan altså kun køre med små godstog når de 1500 Volt DC skal bruges, så skal man koble vogne fra når man kommer fra AC spænding kan det passe, nej vel, så dumme kan de ikke være ved siemens ?

Ser godt ud kører fra 25 Kv AC ind i neutral sektion og ud på 3 kv DC uden at sænke strømaftageren og lokomotivførerren skal intet gøre, alt er automatisk.

Forøvrigt er Skoda lokomotiverne type E499.1 bygget i 1980, med 3 Kv DC 3480 KW og 25 Kv 3060 Kw, altså tæt på ens effekt.

Så her er det omvendt Højere effekt ved DC.

Hilsen Erling.

Måske fordi de 850 V galt for seriemotorer som man brugte indtil ca 1980?

Så vidt jeg har kunne læse mig til har alle 4 banemotor deres egen frekvensomformer, fødes direkte fra 'mellemkredsen', som i DC tilfældet er køretråden igennem en 'chopper'. Udgangsspændingen fra denne er proportional med lokomotivets hastighed, hvis altså omformeren er af variabelFrekvens, variabelSpændings typen, der giver næsten konstant moment op til effektgrænsen nås.

Så derfor er trækkraften (og dermed togvægten) den samme for 1500 V og 3kV, men kun op til en given hastighed.

--
Eskild

Ja jeg spørger hvorfor.

Nå banemotorerne i parallel kun skal bruge 850 volt, det må en klog siemens ingeniør forklare hvorfor, virker totalt tåbeligt, med den allerede store overspænding fra 1500 volt og ned til 850 volt !

Det skal de så heller ikke. Du kan ikke sammenligne systemer med DC- og AC-motorer.

Den højere køreledningspænding er mest interessant for opbygning af køreledningsnettet, hvor jo højere spænding giver bedre gennemslag således at der kan være længere mellem de steder hvor køreledningsanlægget fødes fra, dette er besparende på antallet af føde transformatorer.

Det er så ikke helt fyldestgørende. Den højere spænding ledsages jo netop af en højere frekvens hvilket øger spændingsfaldet i køreledningsanlægget med en faktor ca. 2,5 for samme strøm, så resultatet er at man alt andet lige kan forsyne 1,5 gange så langt på 15 kV 16 2/3 Hz sammenlignet med 25 kV 50 Hz. Dog er "alt andet" ikke lige, idet man typisk forsyner fra begge ender af et forsyningsafsnit ved 15 kV 16 2/3 Hz, men altid kun fra den ene ende ved 25 kV 50 Hz. På Bergensbanen er afstanden mellem forsyningsstationerne f. eks. ca. 80-85 km, og det er en del mere end man ser i Danmark.

Banemotorerne i lokomotivet er tit på 850 volt, så om det er 15 eller 25 kv har absolut ingen betydning for trækkraften.

Banemotoren på Vectron forsynes med op til ca. 2800 V (spænding mellem to faser). Du kan slet ikke sammenligne med DC-motorer.

Det er så ikke helt fyldestgørende. Den højere spænding ledsages jo netop af en højere frekvens hvilket øger spændingsfaldet i køreledningsanlægget med en faktor ca. 2,5 for samme strøm, så resultatet er at man alt andet lige kan forsyne 1,5 gange så langt på 15 kV 16 2/3 Hz sammenlignet med 25 kV 50 Hz. Dog er "alt andet" ikke lige, idet man typisk forsyner fra begge ender af et forsyningsafsnit ved 15 kV 16 2/3 Hz, men altid kun fra den ene ende ved 25 kV 50 Hz. På Bergensbanen er afstanden mellem forsyningsstationerne f. eks. ca. 80-85 km, og det er en del mere end man ser i Danmark.

Er kvadratet på kørertråden den samme? Det kunne jo tænkes at kvadratet på anlægget med 15 kV var noget større og dermed mindre spændingsfald.

Er kvadratet på kørertråden den samme? Det kunne jo tænkes at kvadratet på anlægget med 15 kV var noget større og dermed mindre spændingsfald.

Spændingsfaldet har kun helt ubetydeligt at gøre med køretrådens (og bæretovets) tværsnitsareal. Du er i vekselstrømsterritorium, så ledernes ohmske (resistive) modstand er af underordnet betydning. Det afgørende er det induktive (også kaldet reaktive) spændingsfald, som er proportionalt med frekvensen - U = I*j*2*pi*f*L, hvor L er kørelednings- og returstrømssystemets loop-induktans. Altså 3 gg højere ved 50 Hz end ved 16 2/3 Hz. Dog er der forskelle beroende på sugetransformere eller ej.

Helt generelt - I må altså sætte jer ind i noget fundamental elektroteknik inden I kloger jer.....

I dag bruger man IGBT'er til at konvertere strømmen i køreledningen til en strøm der kan bruges i Banemotorerne. Tidligere brugte man Thyristorer, men IGBT'er skifter meget hurtigere, og kan samtidig klare store strømme over 500 Ampere. IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor.
Forøvrigt fremstiller vi det rene enkrystallinske Silicium netop til IGBT'ER til bl.a tog hos Topsil i Frederikssund. Man kan kun fremstille det af FlowZone silicium da det skal være ultra rent, så komponenten kan klare de store strømme. Så måske der er Dansk fremstillet enkrystallinsk Silicium i de nye Litra EB.

http://www.topsil.com/

I dag bruger man IGBT'er til at konvertere strømmen i køreledningen til en strøm der kan bruges i Banemotorerne. Tidligere brugte man Thyristorer, men IGBT'er skifter meget hurtigere, og kan samtidig klare store strømme over 500 Ampere. IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor.
Forøvrigt fremstiller vi det rene enkrystallinske Silicium netop til IGBT'ER til bl.a tog hos Topsil i Frederikssund. Man kan kun fremstille det af FlowZone silicium da det skal være ultra rent, så komponenten kan klare de store strømme. Så måske der er Dansk fremstillet enkrystallinsk Silicium i de nye Litra EB.

http://www.topsil.com/

Yderst interessant indlæg.

Tusind tak, ja vi laver nogle spændende ting her i lille Danmark. Vi er en af få producenter af FlowZone Silicium, og leverer til fabrikker i hele verdenen. Hvis i vil vide mere om hvordan man laver det kan i læse mere i nedenstående link omend processen er ret kompliceret, og kræver højt specialiseret fremstillingsudstyr. Det var forøvrigt Haldor Topsøe der begyndte produktionen i Danmark
sidst i 50erne før han solgte det fra i 1970erne til Thrige Titan der forøvrigt lavede Banemotorerne til MY, og MZ. Men alt det er en helt anden historie.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Float-zone_silicon

Venligst David

Men hvad med frekvensen - den reduceres jo med en 1/3 ift 50 Hz. Får det slet ikke nogen betydning og hvorfor er den egentlig reduceret?

Frekvensen spiller ingen rolle for effekten - som Peter skriver, P = U*I*cos(phi). Frekvensen indgår ikke i den formel, og har kun betydning for dimensioneringen af det filter for den 2. netharmoniske (33 1/3 Hz, henholdsvis 100 Hz) som normalt sidder parallelt med DC-kondensatoren i mellemkredsen

Er der nogen der kan forklare hvorfor/hvordan disse to forskellige spændings/frekvens systemer (25 kV 50 Hz / 15 kV 16 ²/3 Hz) kan frembringe sammen størrelse energi - altså et lokomotiv kan trække samme antal tons i Sverige som i Danmark?

Lige en detalje: 15 kV 16 ²/3 Hz er for en del/mange år siden afløst/ændret af/til 15 kV 16,7 Hz. Jeg er ikke elektriker men har undret mig over denne ændring. Skulle bl.a. været begrundet i nutidens displaytal der ikke kan håndtere 2/3 Hz men hellere vil have kommatal.

Lige en detalje: 15 kV 16 ²/3 Hz er for en del/mange år siden afløst/ændret af/til 15 kV 16,7 Hz. Jeg er ikke elektriker men har undret mig over denne ændring. Skulle bl.a. været begrundet i nutidens displaytal der ikke kan håndtere 2/3 Hz men hellere vil have kommatal.

Det er bare fordi det er svært at skrive brøken 2/3 på tværs af forumsystemet, operativsystemer dokumentformater og desktop-systemer. Teknisk er protokollerne på plads, men implementeringen er upålidelig. Så det ender ofte med at blive 16,7 Hz i skrift.

Jernbaneteknisk er der ikke sket noget nyt.

Lige en detalje: 15 kV 16 ²/3 Hz er for en del/mange år siden afløst/ændret af/til 15 kV 16,7 Hz. Jeg er ikke elektriker men har undret mig over denne ændring. Skulle bl.a. været begrundet i nutidens displaytal der ikke kan håndtere 2/3 Hz men hellere vil have kommatal.

Det er bare fordi det er svært at skrive brøken 2/3 på tværs af forumsystemet, operativsystemer dokumentformater og desktop-systemer. Teknisk er protokollerne på plads, men implementeringen er upålidelig. Så det ender ofte med at blive 16,7 Hz i skrift.

Jernbaneteknisk er der ikke sket noget nyt.

Der er nu også en anden grund hertil, her på engelsk

The first generators were synchronous AC generators or synchronous transformers; however, with the introduction of modern double fed induction generators, the control current induced an undesired DC component, leading to pole overheating problems. This was solved by shifting the frequency slightly away from exactly ⅓ the grid frequency; 16.7 hertz was arbitrarily chosen to remain within the tolerance of existing traction motors. Austria, Switzerland and Southern Germany switched their power plants to 16.7 Hz on 16 October 1995 at 12:00 CET.
Note that regional electrified sections run by synchronous generators keep their frequency of 16 2⁄3 Hz just as Sweden and Norway still run their railway networks at 16 2⁄3 Hz throughout.

Tak.

RSS Feed af emne

Jernbanen.dk forum arkiv 2010-2022

Link til det nuværende forum her!

Forumarkivet (ikke aktivt)

Litra EG 25 kV 50Hz/ 15 kV 16 ²/3 Hz (Generelt)