다이내믹 브레이크

Dynamic braking
동적 제동을 사용하는 Norfok Southern 5348 디젤 전기 기관차.브레이크 그리드 저항기의 냉각 그릴은 기관차 상단 중앙에 있습니다.

동적 제동은 전기 또는 디젤 전기 기관차와 같은 차량을 감속할 때 발전기로 전기 견인 모터를 사용하는 것입니다.생성된 전력이 브레이크 그리드 저항기에서 열로 방산되는 경우 "정적"이라고 하며, 전원이 공급 라인으로 되돌아가는 경우 "회생"이라고 합니다.동적 제동은 마찰 기반 제동 구성 요소의 마모를 줄이고 재생은 순 에너지 소비량을 낮춥니다.동적 제동은 또한 여러 개의 유닛이 있는 철도 차량, 경전철 차량, 전기 전차, 트롤리 버스, 전기 및 하이브리드 전기 자동차에도 사용될 수 있습니다.

작동 원리

전기 에너지를 회전축(전기 모터)의 기계적 에너지로 변환하는 것은 회전축의 기계적 에너지를 전기 에너지(전기 발생기)로 변환하는 것과 반대입니다.둘 다 전기자 권선과 (상대적으로) 움직이는 외부 자기장의 상호작용을 통해 이루어지며 전기자는 전원(모터) 또는 전원 리셉터(발전기) 중 하나로 전기 회로에 연결됩니다.전기/기계 에너지 변환 장치의 역할은 어떤 인터페이스(기계적 또는 전기적)가 에너지를 공급하거나 공급받는지에 따라 결정되므로 동일한 장치가 모터 또는 제너레이터의 역할을 수행할 수 있습니다.동적 제동 시에는 자기장을 발생시키는 계자 코일에 전류를 인가하면서 공급 회로에서 리셉터 회로로 전환함으로써 트랙션 모터를 발전기의 역할로 전환한다.

회전축에 가해지는 저항의 양(제동 전력)은 발전 속도에 효율 손실을 더한 값과 같습니다.이는 필드 코일의 전류에 의해 제어되는 자기장의 강도와 전기자와 자기장이 서로에 대해 회전하는 속도에 비례하며, 이는 휠의 회전과 동력축 대 휠의 회전 비율에 따라 결정됩니다.제동력은 계자 코일의 전류량을 통해 자기장의 강도를 변화시켜 제어합니다.발전 속도(반대로 제동력)는 동력축의 회전 속도에 비례하므로 속도가 감소함에 따라 제동력을 유지하기 위해 더 강한 자기장이 필요하며 t에 적용할 수 있는 전류에 따라 동적 제동이 효과적일 수 있는 하한선이 있습니다.그는 코일을 쳤다.

동적 제동 중에 발생하는 전기를 관리하는 두 가지 주요 방법은 다음과 같이 정적 제동과 회생 제동입니다.

영구 자석 모터의 경우 모터 단자를 단락시켜 모터를 급정지시킴으로써 동적 제동을 쉽게 실현할 수 있습니다.그러나 이 방법은 모터 자체의 모든 에너지를 열로 방출하므로 냉각 한계로 인해 저전력 간헐적 용도 이외에는 사용할 수 없습니다.트랙션 적용에는 적합하지 않습니다.

정전기 제동

모터에서 생성되는 전기 에너지는 브레이크 그리드라고 하는 온보드 저항 뱅크에 의해 열로 방산됩니다.저항을 손상으로부터 보호하려면 대형 냉각 팬이 필요합니다.최신 시스템에는 열 모니터링 기능이 있어 뱅크의 온도가 지나치게 높아지면 뱅크가 꺼지고 마찰에 의해서만 브레이크가 원상태로 돌아갑니다.

회생 제동

주요 기사:회생 브레이크

전기화된 시스템에서는 제동 중에 생성된 전류가 열로 낭비되는 대신 다른 견인 장치에서 사용할 수 있도록 전원 공급 시스템으로 피드백되는 회생 제동 프로세스가 사용됩니다.전기화된 시스템에서는 회생 제동과 정전기 제동 모두를 사용하는 것이 일반적입니다.전원 공급 시스템이 "수용성"이 아닌 경우(즉, 전류를 흡수할 수 없는 경우), 시스템은 제동 효과를 제공하기 위해 기본적으로 정전기 모드로 전환됩니다.

에너지 저장 시스템이 탑재된 야드 기관차는 열로 인해 낭비될 수 있는 에너지의 일부를 회수할 수 있게 되었습니다.예를 들어, 그린 고트 모델은 캐나다 퍼시픽 철도, BNSF 철도, 캔자스시티 남부 철도 및 유니언 퍼시픽 철도에서 사용되고 있습니다.

충분한 헤드엔드 파워(HEP) 부하를 가진 열차를 견인하는 AC 인버터가 장착된 현대의 객차에서, 제동 에너지는 전기 시스템이 수신되지 않거나 선로가 처음부터 전기화되지 않더라도 회생 제동을 통해 열차의 온보드 시스템에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있습니다.현대 여객 열차의 HEP 하중은 매우 커서 ALP-46과 같은 일부 새로운 전기 기관차는 전통적인 저항 그리드를 사용하지 않고 설계되었다.

혼합 제동

2006년 런던 블랙프라이어스 역에 다이내믹 블렌딩 브레이크가 장착된 Connex South EasternClass 466EMU

동적 제동만으로는 기관차를 정지시키기에 충분하지 않다. 왜냐하면 기관차의 제동 효과가 시간당 약 10-12마일(16~19km/h) 이하로 급격히 감소하기 때문이다.따라서 항상 일반 에어 브레이크와 함께 사용합니다.이 결합된 시스템을 혼합 제동이라고 합니다.리튬 이온 배터리는 또한 열차를 완전히 [1]멈추는 데 사용할 에너지를 저장하는 데 사용되었습니다.

혼합 제동은 동적 제동과 공기 제동을 모두 결합하지만 결과적으로 발생하는 제동력은 공기 브레이크 자체와 동일하게 설계됩니다.다이내믹 브레이크의 주된 목적은 필요한 공기 제동량을 줄이는 것이기 때문에 다이내믹 브레이크 부분을 극대화하고 에어 브레이크 부분을 자동으로 조절하여 이를 달성할 수 있습니다.그러면 공기가 절약되고 과열된 바퀴의 위험이 최소화됩니다.한 기관차 제조업체인 Electro-Motive Diesel(EMD)은 혼합 제동 중 제동력의 50%에서 70%를 동적 제동력으로 제공한다고 추정합니다.

자기부하 테스트

브레이크 그리드를 동력계 또는 부하 뱅크의 형태로 사용하여 기관차의 출력에 대한 "자체 하중" 시험을 수행할 수 있습니다.기관차가 정지한 상태에서 주 발전기(MG) 출력은 트랙션 모터 대신 그리드에 연결됩니다.그리드는 일반적으로 MG 전압 및 전류 출력에서 계산되는 전체 엔진 출력을 흡수하기에 충분히 큽니다.

유압식 제동

유압 변속기가 있는 디젤 기관차는 유체 역학적 제동을 위해 장착될 수 있다.이 경우 토크 컨버터 또는 오일 커플링은 워터 브레이크와 같은 방식으로 리타더 역할을 합니다.제동 에너지가 유압 오일을 가열하고 엔진 냉각 라디에이터에 의해 열 교환기를 통해 열이 방출됩니다.제동 중에는 엔진이 공회전하므로(열량이 거의 발생하지 않음) 라디에이터에 과부하가 걸리지 않습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Professor Satoru Sone, Kogakuin University (2007-07-02). "Wayside and on-board storage can capture more regenerated energy". Railway Gazette International. Archived from the original on 10 July 2018. Retrieved 29 August 2021.

외부 링크

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