DC oplossingen voor toepassing in de tractie-industrie

Veel tractie-netwerken zijn uitgevoerd in DC, direct current ofwel gelijkspanning. Deze gelijkspanning wordt gegenereerd vanuit het AC (alternating current) ofwel wisselspanning netwerk. Dit gebeurt via transformatie en gelijkrichting in de onderstations.

De DC bovenleiding voedt de tractievoertuigen waarbij een aandrijfsysteem door middel van frequentieregeling de motor van het tractievoertuig aandrijft. Het omvormen en regelen van energie in de infrastructuur en tractievoertuigen moet optimaal geregeld zijn. Hier is kennis van vermogenselektronica voor nodig. Continuïteit van het tractienetwerk is van essentieel belang voor zowel de vervoersbedrijven als de gebruikers van het openbaar vervoer.

Voordelen van DC ten opzichte van AC

  • Minder energieverliezen.
  • In geval van DC kan circa 5 keer zoveel stroom door de kabel, bij eenzelfde diameter ten opzichte van AC.
  • Veel elektrische apparaten werken op gelijkstroom. Het continu omvormen van energie van AC naar DC en vice versa brengt onnodige energieverliezen met zich mee.
  • Groene energie wordt opgewekt in DC.

Vermogenselektronicacomponenten in tractietoepassingen

Vermogenselektronica-componenten, zoals halfgeleiders, spelen een cruciale rol in de moderne spoorweginfrastructuur. In tractievoertuigen zijn ze verantwoordelijk voor het regelen van de snelheid en richting van de trein, terwijl ze in onderstations helpen bij het regelen van de stroomtoevoer naar het netwerk.

Tractie Voertuigen

In een tractievoertuig worden de componenten van de vermogenselektronica gebruikt om de snelheid en richting van de trein te regelen. De meest gebruikte componenten in deze systemen zijn vermogenstransistors, bipolaire transistors met geïsoleerde poort (IGBT’s) en diodes. Deze componenten worden gebruikt in stroomomvormers die de gelijkstroom van de bovenleiding omzetten in wisselstroom om de tractiemotoren aan te drijven. De vermogensomvormers zorgen ook voor regeneratief remmen, waarbij energie wordt teruggewonnen wanneer de trein remt en deze terugvoert naar het netwerk.

IGBTs voor tractie

IGBT’s

IGBT’s worden vaak gebruikt in tractievoertuigen vanwege hun hoge spannings- en stroomverwerkingsmogelijkheden, hoge schakelsnelheid en lage geleidingsverliezen. Ze worden ook gebruikt in het besturingscircuit van de trein om de stroomtoevoer naar de tractiemotoren te regelen. Bovendien worden halfgeleiders zoals thyristors gebruikt in tractievoertuigen om efficiënt te schakelen tussen hoge vermogensniveaus voor bepaalde toepassingen, zoals het starten en stoppen van de trein.

Onderstations

In onderstations worden vermogenselektronica-componenten gebruikt om de spanning en stroom van het DC-netwerk te regelen. De meest gebruikte componenten in deze systemen zijn gelijkrichters, omvormers en DC-DC-converters. Deze componenten worden gebruikt om de wisselstroom van het net om te zetten in de gelijkstroom die nodig is voor het spoorwegnet.

Netgelijkrichters worden gebruikt om wisselstroom van het net om te zetten in gelijkstroom, die vervolgens aan het spoorwegnet wordt toegevoerd. Omvormers worden gebruikt om gelijkstroom van het netwerk weer om te zetten in wisselstroom om de treinen van stroom te voorzien. DC-DC-converters worden gebruikt om de spanning en stroom van het DC-netwerk te regelen, zodat de treinen een stabiele stroomvoorziening krijgen.

Spoorweginfrastructuur

In de spoorweginfrastructuur worden vermogenselektronica-componenten gebruikt om het DC-netwerk te beheren. De meest gebruikte componenten in deze systemen zijn gelijkrichters, DC-DC-converters en overspanningsafleiders. Deze componenten worden gebruikt om de spanning en stroom van het DC-netwerk te regelen, zodat de treinen een stabiele stroomvoorziening krijgen.

Overspanningsafleiders worden gebruikt om het DC-netwerk te beschermen tegen spanningspieken die kunnen worden veroorzaakt door blikseminslag of andere elektrische storingen. DC-DC-converters worden gebruikt om de spanning en stroom van het DC-netwerk te regelen, zodat de treinen een stabiele stroomvoorziening krijgen.

Kortom, componenten van vermogenselektronica zoals halfgeleiders spelen een vitale rol in de moderne spoorweginfrastructuur. Ze worden gebruikt in tractievoertuigen, onderstations en spoorweginfrastructuur om de spanning en stroom van het DC-netwerk te regelen, zodat de treinen een stabiele stroomvoorziening krijgen. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, is het waarschijnlijk dat er nieuwe en efficiëntere vermogenselektronicacomponenten zullen worden ontwikkeld, wat zal leiden tot een nog efficiëntere en betrouwbaardere spoorweginfrastructuur.

Kennis van tractie-industrie en vermogenselektronica

De tractie-industrie vraagt haar leveranciers om oplossingen voor specifieke uitdagingen. Of het nu gaat om de omzetting, het beheer of de beveiliging van elektrische energie, het team van Astrolkwx kan dankzij haar kennis en expertise adviseren over onder andere halfgeleiders, heatsinks, sensoren voor toepassing in aandrijvingen en boordvoedingen voor rollend materieel en DC-substations. Daarnaast bieden wij complete klantspecifieke oplossingen zoals gelijkrichters en solid-state DC-schakelaars voor het tractienetwerk.

Continue optimalisatie

Astrolkwx kijkt naar het grotere geheel om DC-netwerken te optimaliseren, niet alleen in tractie, maar in alle omgevingen waarin DC een beter alternatief of oplossing is. Naast advies en het leveren van hoogwaardige componenten, denken we graag mee om oplossingen te zoeken en tot leven te brengen.