Sähköveturi
Wikipedia
Sähköveturi saa käyttöenergiansa rautatien yläpuolella olevasta ajolangasta tai raiteiden vierestä ja/tai välistä virtakiskosta virroittimella, jota kautta saatu sähkövirta muutetaan veturin sähkömoottorissa liike-energiaksi, joka siirretään voimansiirtolaitteiden eli yleensä ajomoottorikäyttölaitteen kautta veturin pyöriin. Suomessa käytetyt sähköveturimallit ovat neuvostovalmisteinen Sr1 ja sveitsiläisvalmisteinen Sr2.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Historiaa
Sähkövetureita otettiin lukuisten kokeilujen jälkeen laajamittaiseen käyttöön 1910-20 -luvuilta alkaen erityisesti Sveitsissä ja Ruotsissa mutta jossain määrin myös mm. Saksassa ja Yhdysvalloissa. Erityisesti Sveitsin sekä Ruotsin rataverkkoa sähköistettiin voimakkaasti jo ennen vuotta 1950, mutta useimmissa muissa Euroopan maissa suurin osa sähköistyksestä on rakennettu vasta mainitun vuosiluvun jälkeen.
Nykyään merkittävä osa Euroopan rataverkosta on sähköistetty. Toisaalta Yhdysvalloissa on purettu pois melkein kaikki, aiemmin yleensä alueellisia tarpeita palvelleet sähköistysjärjestelmät niin, että pääradoista aktiivisessa käytössä on pysynyt enää Washingtonin-New Yorkin-Bostonin päärata, ns. Northeast Corridor-rata. Tämän lisäksi sähkövetoa käytetään joidenkin kaupunkien lähiliikenteessä.
[muokkaa] Tekniikkaa
[muokkaa] Perusperiaatteita
Sähköveturin perusperiaatteet ovat pysyneet monin paikoin muuttumattomana. Vaihtovirtakäyttöisissä vetureissa ajojohdon 15-25 kV jännite (Suomessa yksivaiheinen 25 kV 50 Hz) muutetaan päämuuntajassa ajomoottoreille sopivaksi jännitteeksi. Muuntajan ns. käämikytkimellä voidaan jännitettä portaattain säätää ja ajomoottorit ovat tässä perusrakenteessa sekavirtamoottoreita. Tasavirtasähköistysjärjestelmässä käytettiin tasavirtamoottoreita, joiden syöttöjännitettä voitiin säätää etuvastuksin ja erilaisin kytkennöin.
Näiden lisäksi on erikoisrakenteiksi luettava kolmivaiheveturit, jotka kytkettiin kolmivaiheiseen jännitesyöttöön kahden ajojohtimen ja kiskon välityksellä. Edelleen erikoinen tekninen toteutus oli varhaisissa 50 Hz taajuudella toimivissa vetureissa, joissa elektroniikan sijaan oli käytetty sähkömekaanisia pyöriviä muuttajia.
[muokkaa] Tehoelektroniikkaa ja tietokoneohjausta
1950-60 -luvulta alkaen on lähinnä vaihtovirtavetureihin sovellettu tehoelektroniikkaa, aluksi muuntajan jälkeiseen tasasuuntaukseen (diodiveturit) ja sittemmin myös tyristoreilla tehtävään tehonsäätöön (tyristoriveturit). Vastaava tasavirtakäyttöön soveltuva säätölaite on tyristorikatkoja.
Tehoelektroniikan kehitys on mahdollistanut lähinnä 1990-luvulta alkaen siirtymisen miltei huoltovapaisiin mutta pienikokoisiin ja tehokkaisiin kolmivaiheajomoottoreihin, joita syötetään tehoelektroniikalla toteutetulla taajuusmuuttajilla, joissa puolestaan käytetään joko öljy- tai vesijäähdytteisiä GTO-tyristoreita tai IGBT-transistoreita.
Samaan aikaan veturin ohjaustoiminnoissa on otettu käyttöön tietokoneistetut järjestelmät, joissa saattaa olla useiden, kukin omaa osa-aluettaan (ohjauskäskyt, jarrujärjestelmät, tehonsäätö ja diagnostiikka yms. ) ohjaavien tietokoneiden verkko.
