Dengan pertumbuhan perangkat elektronik daya, tata cara traksi listrik terbaru menggunakan inverter bertingkat untuk kinerja traksi yang lebih baik seumpama akurasi tinggi, responsif cepat, dan keandalan yang lebih tinggi.
Evaluasi konsep motor listrik dan teknologi elektrifikasi tidak hanya mengarah pada konsep lokomotif berkecepatan tinggi (Metros dan kereta api pinggiran kota), tetapi juga sudah mengembangkan efisiensi energi secara keseluruhan.
Apa itu Traksi Listrik atau Lokomotif?
Kekuatan pendorong yang menciptakan tenaga kendaraan disebut selaku tata cara traksi. Sistem traksi berisikan dua jenis: Sistem traksi non listrik dan Sistem traksi listrik.
Sistem Traksi Non-Listrik
Sistem traksi yang tidak menggunakan listrik pada setiap tahapan pergerakan kendaraan disebut selaku tata cara traksi non-listrik. Sistem traksi semacam itu digunakan di lokomotif uap, mesin IC, dan di kereta maglev ( kereta berkecepatan tinggi).Sistem Traksi Listrik
Sistem traksi yang menggunakan listrik di semua tahap atau beberapa tahapan pergerakan kendaraan disebut selaku tata cara traksi listrik. Dalam tata cara traksi listrik, tenaga pencetus untuk menawan kereta dihasilkan oleh motor traksi. Sistem traksi listrik sanggup secara luas dibagi menjadi dua kelompok: satu berdaya sendiri dan yang lain yaitu tata cara rel ketiga.Sistem berdaya berdikari meliputi pencetus listrik diesel dan pencetus listrik baterai yang sanggup menciptakan daya sendiri untuk menawan kereta; Sedangkan, tata cara kereta api ketiga atau kabel overhead menggunakan daya dari jaringan distribusi eksternal atau jaringan, dan contoh-contohnya meliputi trem, bus troli, dan lokomotif yang digerakkan dari susukan listrik overhead.
Jenis Sistem Elektrifikasi Track
Jalur elektrifikasi mengacu pada jenis tata cara supply sumber yang digunakan di saat menyalakan tata cara lokomotif listrik. Itu sanggup supply AC atau supply DC atau supply komposit.Memilih jenis elektrifikasi tergantung pada beberapa aspek seumpama ketersediaan supply, jenis area aplikasi, atau pada layanan seumpama perkotaan, pinggiran kota dan layanan jalur utama, dll.
Tiga jenis utama tata cara traksi listrik yang ada yaitu selaku berikut:
- Sistem elektrifikasi Searah (DC)
- Sistem elektrifikasi Arus Bolak-balik (AC)
- Sistem komposit.
Sistem Elektrifikasi Searah (DC)
Pilihan untuk memutuskan tata cara elektrifikasi DC meliputi banyak keuntungan, seumpama pertimbangan ruang dan berat, akselerasi cepat dan pengereman motor listrik DC, lebih hemat biaya dibandingkan tata cara AC, konsumsi energi lebih minim dan sebagainya.Dalam jenis tata cara ini, daya 3 phase yang diterima dari jaringan listrik diturunkan ke tegangan rendah dan diubah menjadi DC oleh penyearah dan konverter daya-elektronik.
Jenis supply DC ini disupply ke kendaraan lewat dua cara berbeda: Cara Pertama yaitu lewat tata cara rel ke-3 (berjalan di samping dan di bawah lintasan yang dialiri listrik dan menawarkan jalur balik lewat rel yang berjalan), dan Cara Kedua yaitu lewat jalur overhead Sistem DC. DC ini diumpankan ke motor traksi seumpama motor DC seri atau motor compound untuk menggerakkan lokomotif, seumpama yang ditunjukkan pada gambar di atas.
Sistem supply elektrifikasi DC meliputi supply 300-500V untuk tata cara khusus seumpama tata cara baterai (600-1200V) untuk kereta api perkotaan seumpama trem dan metro cahaya, dan 1500-3000V untuk layanan pinggiran kota dan jalur utama seumpama metro cahaya dan kereta metro berat. Sistem rel ke-3 (konduktor) dan ke-4 beroperasi pada voltase rendah (600-1200V) dan arus tinggi, sedangkan tata cara rel overhead menggunakan voltase tinggi (1500-3000V) dan arus rendah.
Karena torsi permulaan yang tinggi dan kendali kecepatan sedang, motor DC seri banyak digunakan dalam tata cara traksi DC. Mereka menawarkan torsi tinggi pada kecepatan rendah dan torsi rendah pada kecepatan tinggi.
Sebuah kecepatan motor pengendali listrik digunakan dengan memvariasikan tegangan dipraktekkan untuk itu. Sistem pencetus khusus yang digunakan untuk mengatur motor listrik ini tergolong pengubah keran, kendali thyristor (SCR), kendali chopper dan drive kendali microprosesor.
Kelemahan dari tata cara ini tergolong kesusahan dalam gangguan arus pada tegangan tinggi di saat keadaan gangguan dinaikkan, dan keperluan untuk menempatkan gardu DC antara jarak pendek.
Sistem Elektrifikasi Arus Bolak-balik (AC)
Sistem traksi AC sudah menjadi sungguh terkenal di saat ini, dan lebih sering digunakan di sebagian besar tata cara traksi alasannya yaitu beberapa keunggulan, seumpama ketersediaan cepat dan pembangkitan AC yang sanggup dengan gampang dinaikkan atau turun, pengontrolan motor AC yang mudah, jumlah gardu yang lebih sedikit, dan eksistensi catenary overhead ringan yang mentransfer arus rendah pada tegangan tinggi, dan sebagainya.Sistem supply elektrifikasi AC meliputi tata cara tunggal, 3 phase, dan komposit. Sistem 1 phase berisikan supply 11 sampai 15 KV pada 16,7Hz, dan 25Hz untuk memfasilitasi kecepatan variabel ke motor pergeseran AC. Ia menggunakan trafo step down dan konverter frekuensi untuk mengkonversi dari tegangan tinggi dan frekuensi industri tetap.
1 Phase 25KV pada 50Hz yaitu konfigurasi yang paling biasa digunakan untuk elektrifikasi AC. Ini digunakan untuk tata cara pengangkutan berat dan layanan jalur utama alasannya yaitu tidak membutuhkan konversi frekuensi. Ini yaitu salah satu jenis tata cara komposit yang banyak digunakan di mana supply dikonversi ke DC untuk menggerakkan motor traksi DC.
Sistem 3 phase menggunakan motor induksi 3 phase untuk menggerakkan lokomotif, dan diberi peringkat 3.3 KV, 16.7Hz. Sistem distribusi tegangan tinggi pada supply 50 Hz dikonversi ke peringkat motor listrik ini oleh trafo dan konverter frekuensi. Sistem ini menggunakan dua jalur udara, dan jalur kereta api membentuk phase lain, tetapi hal ini membuat banyak perkara di persimpangan dan tikungan.
Gambar di atas berbincang operasi lokomotif listrik AC di mana tata cara catenary menemukan daya 1 phase dari tata cara overhead. Supply ditingkatkan oleh transformator, dan kemudian dikonversi ke DC oleh penyearah. Sebuah reaktor penghalusan atau tautan DC, menyaring dan menghaluskan DC untuk meminimalisir riak, dan kemudian DC dikonversi menjadi AC oleh inverter yang beraneka ragam frekuensinya untuk menemukan kecepatan variabel dari motor traksi (mirip dengan VFD).
Sistem Komposit
Sistem ini memadukan keunggulan tata cara DC dan AC. Sistem ini berisikan dua jenis: 1 phase sampai 3 phase atau tata cara Kando, dan 1 phase yang lain ke tata cara DC.
Dalam tata cara Kando, susukan overhead tunggal menenteng supply 1 phase 16KV, 50Hz. Tegangan tinggi ini diundurkan dan dikonversi ke supply 3 phase dengan frekuensi yang serupa di lokomotif itu sendiri lewat konverter.
Supply 3 phase ini berikutnya disupply ke motor induksi 3 phase yang menggerakkan lokomotif. Karena tata cara susukan dua-overhead dari tata cara 3 phase digantikan oleh susukan overhead tunggal oleh tata cara ini, maka tata cara tersebut ekonomis.
Seperti yang sudah kita diskusikan dalam elektrifikasi AC bahwa 1 phase ke tata cara DC sungguh populer, ini yaitu cara yang paling hemat dari susukan udara tunggal dan memiliki banyak sekali karakteristik motor seri DC.
Dalam tata cara khusus ini, supply 1 phase 25KV, 50Hz tata cara susukan udara diundurkan oleh transformator di dalam lokomotif, dan kemudian dikonversi ke DC oleh penyearah. DC diumpankan ke tata cara drive DC untuk menggerakkan motor seri dan untuk mengontrol kecepatan dan tata cara pengeremannya.
