Как современный тепловоз развивает мощность?

Современный тепловоз генерирует энергию за счет сочетания механических и электрических систем. Вот общий обзор того, как это работает:

Движок: Сердцем тепловоза является дизельный двигатель. Это большой и мощный двигатель, который сжигает дизельное топливо для производства механической энергии. Двигатель состоит из нескольких цилиндров, каждый из которых содержит поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри цилиндров. При сгорании дизельного топлива создается давление, которое толкает поршни вниз.

Коленвал: Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется коленчатым валом во вращательное движение. По мере движения поршни вниз вращают коленчатый вал, расположенный в нижней части двигателя. Коленчатый вал является важнейшим компонентом, поскольку он преобразует линейное движение поршней в энергию вращения.

Генератор: Вращательное движение коленчатого вала используется для привода главного генератора локомотива. Генератор соединен с коленчатым валом через ряд шестерен. Когда коленчатый вал вращается, он вращает якорь генератора, который является вращающейся частью генератора. Относительное движение между якорем и неподвижными обмотками возбуждения (статором) генерирует электрический ток.

Генерация переменного тока (AC): Генератор производит электричество переменного тока (AC). В современных локомотивах главный генератор обычно вырабатывает трехфазный переменный ток. Это означает, что ток меняет свою полярность (направление) три раза во время каждого вращения.

Выпрямитель: Мощность переменного тока, генерируемая главным генератором, преобразуется в мощность постоянного тока (DC) с помощью выпрямителя. Выпрямитель состоит из полупроводниковых устройств, называемых диодами, которые позволяют току течь только в одном направлении. Используя комбинацию диодов, переменный ток преобразуется в пульсирующий постоянный ток.

Тяговые двигатели постоянного тока: Мощность постоянного тока от выпрямителя подается на тяговые двигатели локомотива. Тяговые двигатели — это электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию обратно в механическую, в частности генерируя вращательное движение. Каждый локомотив обычно имеет несколько тяговых двигателей, которые установлены на осях локомотива и соединены с колесами.

Управление тяговым двигателем: Для управления скоростью и крутящим моментом тяговых двигателей используется сложная электронная система управления, часто называемая системой контроля тяги. Система контроля тяги регулирует величину тока, подаваемого на тяговые двигатели, и может изменять их скорость, изменяя частоту входного переменного тока.

Колеса и трансмиссия: Вращательная сила, создаваемая тяговыми двигателями, передается на колеса локомотива через ряд шестерен и карданных валов. Колеса создают необходимую тягу для движения локомотива вперед или назад по рельсам.

Интегрируя эти компоненты и системы, современные тепловозы эффективно преобразуют дизельное топливо в механическую и электрическую энергию, что позволяет им обеспечивать движущую силу для буксировки тяжелых поездов по путям.