קטר חשמלי. היסטוריה של המצאות וייצור

ספריה טכנית בחינם

היסטוריה של טכנולוגיה, טכנולוגיה, אובייקטים מסביב לנו
ספרייה חינם / מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

קטר חשמלי. היסטוריה של המצאות וייצור

ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

הערות למאמר

קטר חשמלי הוא קטר לא אוטונומי המונע על ידי מנועי גרירה חשמליים המותקנים עליו, המופעל על ידי חשמל מרשת חשמלית חיצונית דרך רשת מגע המופעלת על ידי תחנות מתיחה (לעתים קרובות יותר גם מסוללות על הסיפון).

עד תחילת המאה ה-1803 הובלו פחם ועפרות ממכרות וממכרות לאורך מסילות ברזל יצוק. עגלות עמוסות וריקות הועברו על ידי סוסים. הקטרים הראשונים היו קטרי קיטור. קטר המסילה הראשון נבנה על ידי האנגלי R. Trevithick בשנת 1814 עבור אחת מפסי הרכבת במכרה. בעקבותיו נבנו קטרי קיטור על ידי ממציאים אחרים, אך קטרי קיטור אלו לא זכו ליישום מעשי רחב. המוצלח ביותר היה קטר הקיטור של ג'יי סטפנסון, שנבנה ב-1829. בשנת 1834, קטר הקיטור "Rocket" של סטפנסון גבר על קטרי הקיטור של מעצבים אחרים בתחרות ב-Wrenhill לבחירת עיצוב הקטר הטוב ביותר עבור מסילת הרכבת ליברפול-מנצ'סטר. ג'יי סטפנסון הפך למייסד התחבורה ברכבת. במאה ה-XNUMX נבנו קטרי קיטור במדינות רבות. ברוסיה, קטר הקיטור הראשון נבנה בשנת XNUMX על ידי האב והבן א.א. ואני. צ'רפונובס.

קטר חשמלי
אחד הקטרים החשמליים הראשונים

הקטר החשמלי הראשון נבנה באמצע שנות ה-1890 בארצות הברית. זה היה קטר חשמלי בזרם ישר שקיבל אנרגיה מתחנות מתיחה.

בברית המועצות הופיע קו הרכבת המחושמל הראשון עם רכבות חשמליות מרובות יחידות ב-1926, הקטרים החשמליים הראשונים - ב-1933.

עם הזמן, המתיחה החשמלית והדיזל החליפה קיטור כמעט מכל הכבישים המהירים הרבים של ארצנו.

הרכבת מקבלת חשמל מתחנות כוח גדולות. זרם המתח הגבוה התלת פאזי מהם מסופק לתחנות משנה ושם הוא מומר לזרם הדרוש למשיכה.

בשנים הראשונות לחשמול חלקים פרבריים של מסילות הברזל, תחנות מתיחה סיפקו זרם ישר של 1500 וולט לחוט מגע נחושת התלוי מעל המסילה, וזרם ישר של 3000 וולט שימש בקטעים הראשיים הראשונים. מסילות רכבת, להפעיל זרם חילופין חד פאזי בתדר של 1960 הרץ של מתח מוגבר (1970 קילו וולט). זה איפשר לבנות תחנות מתיחה לא אחרי 50-25 קילומטרים, כמו בזרם ישר, אלא אחרי 20-30 קילומטרים, כלומר לצמצם את מספרן בחצי-שלוש, ולהפוך את התחנות לפשוטות וזולות יותר. מתח מוגבר מאפשר לך להפחית את החתך של חוט המגע, אשר דורש הרבה נחושת. זה מוזיל את העלות של רשת הקשר.

על גג הקטר החשמלי קבועים פנטוגרפים הנלחצים אל חוט המגע ומעבירים זרם חשמלי למנועי המתיחה של הקטר החשמלי.

המנועים ממוקמים מתחת לגוף הקטר החשמלי על כל אחד מציריו. לקטרים החשמליים הביתיים הראשונים היו 6 סרנים שהוצבו ב-2 בוגי שלושה סרנים, כלומר 6 מנועים. מאוחר יותר החלו לייצר קטרים חשמליים חזקים יותר, עם 8 סרנים ב-4 בוגי דו-סרניים ובעלי מנועים. כל מנוע, בעזרת מערכת הילוכים, מסובב את זוג הגלגלים "שלו" ובכך מניע את הקטר החשמלי. הזרם, שעבר דרך הפנטוגרף למנועי המתיחה ואחרי שעשה בהם עבודה, נכנס בחלקו למסילות, המשמשות כחוט השני, ואז חוזר דרך חוטי היניקה לתחנת המשנה.

היתרון הגדול של קטר חשמלי הוא חסכונו. בזמן נסיעה בירידה, המנועים שלו פועלים כמחוללי זרם חשמלי, שזורם חזרה לרשת. מצב זה נקרא רגנרטיבי (מהמילה הלטינית "recuperatio" - "מקבל בחזרה") בלימה. יעילותו של קטר חשמלי מגיעה ל-88-90 אחוזים.

גוף קטר חשמלי דומה לעגלה. בשני הקצוות יש תאי בקרה. זה מאפשר לקטר לנוע בכל כיוון - הנהג צריך לנוע רק מתא אחד לאחר. לקטרים חשמליים בעלי שמונה סרנים שני גופים המחוברים זה לזה באמצעות שביל סגור. בגוף של קטר חשמלי יש ציוד חשמלי - קופסאות התנגדות, מגע, מתגים, וכן כל מיני מכונות עזר - גנרטורים מנועים, מדחסים, מאווררים וכו'.

קטר חשמלי ChS7

כעת ברוסיה מופעלים קטרים חשמליים של זרם חד פאזי מתחלף (מתח אספקה - 25 קילו וולט ותדר - 50 הרץ), כמו גם זרם ישר (מתח - 3 קילו וולט). אלו הם קטרי משא חזקים מתוצרת מקומית מסדרת VL וסדרת נוסעים צ'כוסלובקית ChS. קטר חשמלי לנוסעים מסדרת ChS4 בהספק של 5100 קילוואט מפתח מהירות של עד 160 קמ"ש, וקטר חשמלי מסדרת VL85 בהספק של 10020 קילוואט - עד 110 ק"מ לשעה.

VL85 הוא הקטר החשמלי החזק ביותר בעולם. הוא חייב את לידתו לב"מ. להפעלתו המוצלחת של קו בייקל-עמור, נדרש קטר חשמלי אמין ועוצמתי. מומחים הציעו מספר אפשרויות עבור קטרים חשמליים חדשים מסוג AC.

הנה מה שכותב אולג קוריכין במגזין "טכנולוגיה - נוער":

"חלקם הציעו לייצר רק קטעים בעלי ארבעה סרנים ובהתאם למשקל הרכבות ולפרופיל המסילה, להרכיב קטרים בעלי 8, 12 ו-16 סרנים. -שתיים מאותן מכונות. אבל לא תמיד זה היה אפשרי לשלב בצורה מיטבית את משקל הרכבת והקטר, ולעיתים בשל עודף הכוח של האחרון, עלות ההובלה עלתה.

לטענת אחרים, בנוסף לקטרים חשמליים אלו, היו צריכים לעשות קטעים בעלי 6 סרנים עם בוגי שני סרנים. לאחר מכן, עם אותו סוג של מנועי מתיחה, תיבות הילוכים ומערכות בקרה, ניתן יהיה להרכיב מכונות 8, 10, 12, 14, 16 ו-18 סרנים, תוך התאמתן לתנאים ספציפיים.

בשני המקרים, הקטעים תוכננו להיות חד-קבינה, אם כי כמה מומחים היו בעד תא נוסעים 4 ו-6 סרנים. ובכל זאת, בסופו של דבר התרכזו המאמצים בקטר 12 סרנים לרכבות משא כבדות ולכבישים בעלי פרופיל קשה".

קטר חשמלי VL85

מחקרים תיאורטיים של ציוד הקטר החשמלי, כל כך חדש לתרגול ביתי, בוצעו במכון המחקר לתכנון וטכנולוגי להנדסת קטר חשמלי (VELNII) ובמכון למהנדסי רכבת ברוסטוב-על-דון (RIIZhT). כתוצאה מכך החלטנו לתכנן קטר חשמלי בעל 12 סרנים, בו כל אחד משני הקטעים ממוקם על שלושה בוגי 2 סרנים עם הנעה חשמלית אינדיבידואלית.

בעת נסיעה ברכבות כבדות, הקטר החדש היה אמור לתת השפעה כלכלית של יותר מ-200 אלף רובל בשנה (בשיעור של 1980), מה שהפך לבסיס הכללת המכונה העתידית ב"סוג הקטרים החשמליים הראשיים" הרשמיים. .

לצורך אימות ניסיוני של חישובים במפעל הקטר החשמלי נובוצ'רקאסק, יוצר דגם קטר, באוגוסט-ספטמבר 1981 הוא נבדק במהירויות ובקטעים שונים של המסלול, ואישר את האיכות הגבוהה של ציוד הריצה.

תכנון הקטר החשמלי VL85 בוצע על ידי סגן מנהל VELNII V.Ya. סברדלוב. במאי 1983 נבנה המדגם הראשון, בקיץ - השני. לאחר ריצה נסיונית של 5000 קילומטרים, הוצג VL85-001 לבדיקה של משרד הרכבת, שהסתיים בהצלחה רבה.

"החלק המכני של ה-VL85 נעשה בצורה כזו", כותב Kurikhin, "כך שהגוף הורכב על בוגי דו ציר עם ציר תומך, ובעתיד מתלה מסגרת תמיכה של מנועי מתיחה, הסעיפים היו מחוברים ע"י מצמד אוטומטי, מסגרת הגוף תוכננה תוך התחשבות בכוח אורך של עד שלוש מאות טון. בקטעים מורכבים על שנאי עם שלוש פיתולים משניים (לפי מספר הבוגיות), שהועמסו דרך הממירים שלהם עם שני מנועי מתיחה מחוברים במקביל. תשומת לב רבה ניתנה לפריסה, אוורור המרכב ומנועי המתיחה, מערכת הבקרה והפחתת צריכת האנרגיה לצרכי הקטר עצמו".

לראשונה בתרגול ביתי, הותקנה ב-VL85 מערכת בקרה אוטומטית (ACS), שנבנתה על בסיס מיקרו-מעבדים ומיקרו-אלקטרוניקה אחרת, שאפשרה להאיץ בצורה חלקה את הרכבת למהירות הנדרשת בזרם מתיחה נתון מנועים. לאחר מכן, ה-ACS שמר על מהירות קבועה במסלול שטוח, וביצע בלימה חשמלית בירידות. בנוסף, היא שלטה בהתאוששות, בלימה עד עצירה מוחלטת, חלוקת הכוח בדחף כפול. בזכותה ניתן היה להעלות את התאוצה בשישה אחוזים, את האטת הרכבת - בעשרה אחוזים. בהשוואה ל-VL80R, צריכת האנרגיה בקטר החדש ירדה ביותר משליש, וחזרתו לרשת הקשר גדלה כמעט פי 1,2 במצב ההחלמה. מערכת הבקרה האוטומטית הבטיחה פעולה אמינה של הקטר עם תנודות במתח המסופק בטווח של 19-29 קילו וולט.

והנה כמה נתונים טכניים של הקטר החשמלי VL85. משקל צימוד - 288 טון. מידות: אורך - 45 מטר, רוחב - 3,16 מטר, גובה - 5,19 מטר. כוח המתיחה במצב שעתי במהירות של 49,1 קילומטרים לשעה הוא 74 טון.

ראשית, שני הקטרים החשמליים נבדקו על טבעת המפעל של נובוצ'רקסק, לאחר מכן נבדקו הדינמיקה וההשפעה על מסילת VL85-001 בכביש צפון קווקז, ומאפייני המתיחה והאנרגיה של VL85-002 נבדקו על טבעת הניסוי VNIIZhT ב שצ'רבינקה. אז נמסרו הקטרים להפעלת ניסיון בקווים בלורצ'נסקאיה - מייקופ, מרינסק - קרסנויארסק - טאישט, אבקאן - טאישט - לנה. ועדת המדינה ייחסה אותם לקטגוריית האיכות הגבוהה ביותר והמליצה ל-NEVZ לייצר חמש מכונות כאלה ב-1985, ולהתחיל בייצור המוני שלהן בשנה הבאה.

החל מהקטר השלישי החלו להשתמש במנועי המתיחה הטובים ביותר של NB-514 והמודרניזציה נמשכה. עד ינואר 1995 יוצרו 272 מהקטרים החשמליים הללו. הם נכנסו למסילות הקווים הראשיים של דרום אוראל, קרסנויארסק, מזרח סיביר ובאיקל-עמור.

למרבה הצער, בשנים האחרונות, נפח התנועה ירד באופן משמעותי, VL85 עוצמתי עובד לעתים קרובות עם כמות נכבדת של תת עומס, מה שמגדיל משמעותית את עלות אספקת הסחורה ברכבת.

כפי שקורה לעתים קרובות, נאלצתי להיעזר בהמלצות של מומחים שבשנות ה-1970 הציעו לייצר קטרים חשמליים בעלי 6 סרנים דו-קבינה AC עם שלושה בוגי 2 סרנים, המתאימים ביותר לרכבות של 4-5 אלף טון. משרד הרכבות הזמין קטר כזה, שסומן VL65. בשילוב עם VL80 ו-VL85, הם צריכים להבטיח מחזור מטענים רגיל בכבישי AC.

מחבר: Musskiy S.A.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו:

▪ אֲבָקָה

▪ לווייני אדמה מלאכותיים

▪ מצנח

ראה מאמרים אחרים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

צג קעור של סמסונג S34E790CN 09.02.2015

סמסונג הכריזה על שחרורו של צג S34E790CN. מוצר זה מבוסס על פאנל LCD קעור בגודל 34 אינץ' ברזולוציה של 3440 x 1440 פיקסלים.

צג Samsung S34E790CN כולל זמן תגובה של 4ms פיקסלים, בהירות מרבית של 300 ניטים וזוויות צפייה של 178°. הציוד שלו כולל ארבע יציאות USB 3.0 ורמקולים של 7W.

יש לציין את האפשרות של תצוגה בו-זמנית של תמונות משני מקורות. לחיבור למקורות, יש כניסת DisplayPort 1.2 ושתי כניסות HDMI 1.4.

מידות המוצר - 821,5 על 275,5 על 552 מ"מ, משקל - 9,9 ק"ג. המכירות מתחילות החודש. לפי חלק מהמידע, מחיר המסך לא יעלה על 1000$.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סגסוגות חדשות למכוניות

▪ מגנט להתקף לב

▪ ביל גייטס יצור פרה-על

▪ ספינת כוכבים נגד זבל חלל

▪ מצלמת פעולה Amkov AMK100S

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר עבור הבנאי, אומן הבית. מבחר מאמרים

▪ מאמר גלגל המזל. ביטוי עממי

▪ מאמר של מי המצבה שלו אומר שהוא היה בעלה של אלמנתו של אדם אחר? תשובה מפורטת

▪ מאמר מחלות מקצוע וסיווגן

▪ מאמר רב-טווח שני אלמנטים DELTA LOOP. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה תינוקות מהעגלה. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר