ترانسفورماتور تراکشن
با توسعه سیستم‌های حمل‌ونقل برقی، به‌ویژه در صنعت ریلی، تجهیزات الکتریکی خاصی برای تأمین انرژی مورد نیاز این سامانه‌ها طراحی و ساخته شده‌اند.
یکی از اجزای کلیدی در این سیستم‌ها ترانسفورماتور تراکشن (Traction Transformer) است . این نوع ترانسفورماتور در لوکوموتیوها و قطار های برقی برای
کاهش ولتاژ بالا از خطوط تغذیه به سطوح ولتاژ قابل استفاده برای سیستم‌های محرکه به کار میرود. در این مقاله به بررسی ساختار، عملکرد، انواع و کاربردهای
این تجهیز مهم پرداخته خواهد شد.
تعریف و عملکرد ترانسفورماتور تراکشن
ترانسفورماتور تراکشن یک نوع ترانسفورماتور قدرت است که در سیستم‌های حمل‌ونقل الکتریکی، به‌ویژه قطارهای برقی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی
آن تبدیل ولتاژ بالا (معمولاً بین ۱۵ تا ۲۵ کیلوولت AC که از طریق سیم‌های بالاسری دریافت می‌شود) به ولتاژ پایین‌تر قابل استفاده در سیستم‌های محرکه، کنترل
و تهویه قطار است.
این ترانسفورماتورها معمولاً روی لوکوموتیو یا واگن نصب میشوند و باید توانایی تحمل ارتعاشات، دماهای بالا و شرایط محیطی سخت را داشته باشند.
اجزای اصلی
ترانسفورماتور تراکشن دارای اجزای زیر است:
هسته مغناطیسی (Core): وظیفه آن هدایت شار مغناطیسی بین سیم‌پیچ‌هاست. اغلب از ورق‌های سیلیکونی نازک با تلفات پایین ساخته می‌شود.
سیم‌پیچ اولیه و ثانویه : سیم‌پیچ اولیه با ولتاژ بالا تغذیه می‌شود و سیم‌پیچ‌های ثانویه ولتاژ مناسب برای موتورهای تراکشن، سیستم روشنایی، تهویه و کنترل را
فراهم می‌کنند.
سیستم خنک‌کاری: برای کاهش دمای ترانسفورماتور که ناشی از تلفات اهمی و مغناطیسی است. این سیستم ممکن است شامل خنک‌کاری با روغن ، هوا یا
حتی سیستم‌های ترکیبی باشد.
عایق‌بندی: برای جلوگیری از وقوع جرقه یا اتصال کوتاه، سیستم‌های عایق‌بندی بسیار مقاوم در برابر گرما و فشار استفاده می‌شود.
انواع ترانسفورماتورهای تراکشن
ترانسفورماتورهای تراکشن را می‌توان بر اساس نوع سیستم تغذیه، محل نصب و فناوری ساخت به چند دسته تقسیم کرد:
بر اساس سیستم تغذیه:
ترانسفورماتورهای AC (برای خطوط با تغذیه متناوب)
ترانسفورماتورهای DC با کانورترها (در سیستم‌های DC)
بر اساس محل نصب:
نصب در لوکوموتیو: طراحی فشرده‌تر و مقاوم‌تر در برابر شوک و ارتعاش.
نصب روی بام واگن: برای قطارهای مسافری سبک‌تر.
بر اساس فناوری:
ترانسفورماتورهای سنتی با هسته آهنی
ترانسفورماتورهای خشک (Dry Type): مناسب برای محیط‌های با حساسیت بیشتر نسبت به آتش‌سوزی
ترانسفورماتورهای خنک‌شونده با روغن یا هوا
مزایا و چالش‌ها
مزایا:
کاهش تلفات انرژی
بهبود بازده سیستم محرکه
امکان کنترل پیشرفته‌تر عملکرد قطار
عملکرد مطمئن در شرایط سخت محیطی
چالش‌ها:
وزن زیاد و ابعاد بزرگ (به‌ویژه در قطارهای پرسرعت)
نیاز به نگهداری و عایق‌بندی قوی
حساسیت به افزایش دما و بار بیش‌ازحد
کاربردها
ترانسفورماتورهای تراکشن در موارد زیر کاربرد دارند:
قطارهای بین‌شهری و پرسرعت: مانند قطارهای TGV فرانسه یا شینکانسن ژاپن.
متروها و قطارهای شهری: تأمین ولتاژ مناسب برای موتورها و سیستم روشنایی واگن‌ها.
ترامواها: به دلیل ابعاد فشرده، نیاز به طراحی ویژه و خنک‌کاری مؤثر دارند.
سیستم‌های حمل‌ونقل معدنی: مانند لکوموتیوهای صنعتی که در معادن استفاده میشوند.
نتیجه‌گیری
ترانسفورماتورهای تراکشن یکی از حیاتی‌ترین اجزای سیستم حمل‌ونقل ریلی برقی محسوب میشوند که وظیفه تأمین انرژی برای حرکت و کنترل قطار را بر عهده
دارند. با پیشرفت فناوری ، ترانسفورماتورهایی با ابعاد کوچک‌تر، وزن کمتر و بازده بالاتر در حال توسعه هستند . بهره‌گیری از این تجهیزات در آینده به بهبود بهره‌وری
انرژی، کاهش آلودگی و توسعه حمل‌ونقل پایدار کمک شایانی خواهد کرد.
برای مشاوره وخریدبامادرارتباط باشید.
