電氣化鐵路工具的幾種供電方式

1.軌道供電

采用軌道供電的電氣化鐵路通常鋪設(shè)有額外的供電軌道，用來連接電網(wǎng)和機(jī)車，為機(jī)車提供電力供應(yīng)，亦被稱為第三軌供電，這條軌道被稱為第三軌。

2.高架電纜

高架電纜連接在電氣化鐵路的供電電網(wǎng)上，分為柔性和剛性兩類，電力機(jī)車或動車組通過架式集電弓連接接觸網(wǎng)，從其中取電。

3.直流

早期的電氣化鐵路采用電壓相對低的直流供電。機(jī)車或動車組的電動機(jī)直接連接在電網(wǎng)主線上，通過并聯(lián)或串聯(lián)在電動機(jī)上的電阻和繼電器來進(jìn)行控制。通常有軌電車和地鐵的電壓是600伏和750伏，鐵路使用1500伏和3000伏。過去車輛使用旋轉(zhuǎn)變流器來將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。一般使用半導(dǎo)體整流器完成這個工作。采用直流供電的系統(tǒng)比較簡單，但是它需要較粗的導(dǎo)線，車站之間距離也較短，并且直流線路有顯著的電阻損失。

4.低頻交流電

一些歐洲國家使用低頻交流電來給電力機(jī)車供電。德國、奧地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫茲(電網(wǎng)頻率50Hz的三分之一)的交流電。美國使用11千伏或12.5千伏25赫茲的交流電。機(jī)車的電機(jī)通過可調(diào)變壓器來控制。

5.工頻交流電

一些電氣化機(jī)車使用變壓器和整流器來提供低壓脈動直流電給電動機(jī)使用，通過調(diào)節(jié)變壓器來控制電動機(jī)速度。另一些則使用可控硅或場效應(yīng)管來產(chǎn)生突變交流或變頻交流電來供應(yīng)給機(jī)車的交流電機(jī)。

這樣的供電形式比較經(jīng)濟(jì)，但是也存在缺點：外部電力系統(tǒng)的相位負(fù)荷不等，而且還會產(chǎn)生顯著的電磁干擾。

6.多種系統(tǒng)供電

因為有這么多的供電方式，有時候甚至一個國家內(nèi)采用不同的方式(如日本關(guān)東以南是60Hz，但東北及北陸以北是50Hz)，所以列車經(jīng)常必須從一種供電方式轉(zhuǎn)向為另一種供電方式。其中一種方法是在換乘站更換機(jī)車，當(dāng)然，這樣很不方便。另一種方法是使用支持多種供電系統(tǒng)的機(jī)車。在歐洲，通常是支持四種供電系統(tǒng)(直流1.5千伏、直流3千伏、交流15千伏16.67赫茲、交流25千伏50赫茲)的機(jī)車，這樣，它在從一個供電系統(tǒng)到另一個的時候就可以不用停留。