Transmisia Diesel-Electric

Cuvinte cheie: transmisie diesel-electric, motor diesel, motoare diesel-electrice, navă, baterii reîncarcabile,hibrid.

Rezumat lucrare:

Transmisia diesel-electric, sau diesel-electric de propulsie este folosită de către un numărul foarte mare de vehicule și de tipuri de navă pentru furnizarea de locomoție.

Un sistem de transmisie diesel-electric include un motor diesel conectat la un generator electric, creând energie electrică, care alimenteaza motoarele de tracțiune. Nu este necesara existenta unui ambreiaj. Înainte de motoarele diesel se folosea la scară largă, ceva similar adica un sistem care folosea benzina si era numit „benzina- electric” sau „electric cu gaz” dupa cum a fost numit ulterior. Acest tip de transmisie a puterii este utilizată pe căi ferate de către locomotive diesel electrice și rame electrice diesel numai că motoarele electrice sunt capabil să furnizeze cuplul plin la 0 RPM. Sisteme diesel-electrice sunt de asemenea utilizate la submarine, nave de suprafaţă şi unele vehicule de teren.

În unele aplicaţii de înaltă eficienţă, energie electrică pot fi stocată în baterii reîncărcabile, caz în care aceste vehicule pot fi considerate ca o clasă de vehicul electric hibrid.

I. INTRODUCERE

Motorul diesel este un motor cu ardere internă în care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, și nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în cazul motorului cu aprindere prin scânteie.

Un motor electric (sau electromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transformă energia electrică în energie mecanică. Transformarea în sens invers, a energiei mecanice în energie electrică, este realizată de un generator electric. Nu există diferențe de principiu semnificative între cele două tipuri de mașini electrice, același dispozitiv putând îndeplini ambele roluri în situații diferite.

Transmisia electrică la mașinile diesel-electrice sunt compuse dintr-un generator electric principal de curent continuu, cuplat direct cu motorul diesel, și un numar de motoare electrice de tracțiune. Pentru a asigura mașinilor electrice forța necesară propulsiei prin intermediul transmisiei electrice, mașina este prevazută cu instalații auxiliare (compresoare, ventilatoare, pompe etc.) cu aparate de comandă și reglaj, iar pentru a evita defectarea sau distrugerea mașinilor și aparatelor sunt prevăzute dispositive de protecție. Pornirea motorului diesel este asigurată de generatorul principal, care în acest scop devine motor electric de pornire, fiind alimentat de la o baterie de acumulatoare. Alimentarea serviciilor auxiliare acționate electric, a circuitelor de comandă și încarcarea bateriei de acumulatoare sunt asigurate de ungenerator auxiliar, care de regulă este antrenat tot de motorul diesel. La navele mici, generatorul auxiliar este antrenat de un motor diesel mai mic, numit motor auxiliar.[1]

Fig 1. Locomotiva cu motor diesel-electric

II. TRANSMISIA DIESEL-ELECTRICĂ LA LOCOMOTIVE

Locomotiva cu transmisie diesel-electrică are ca sursă de energie primară motorina.

Este acționată de un motor diesel, care antrenează un generator electric de curent alternativ sau continuu. La locomotivele cu generator de curent alternativ, curentul este redresat într-un sistem cu diode de putere și alimentează motoare electrice de curent continuu care antrenează roțile (transmisie ca-cc). Cele care au și motoare de tracțiune de curent alternativ, primesc curentul de la generatorul de curent alternativ prin intermediul redresorului, care mai departe îl transmite unui invertor pentru a îi regla tensiunea și frecvența (transmisie ca-ca).

Locomotivele cu transmisie cc-cc își alimenteaza motoarele electrice de curent continuu direct de la generatorul de curent continuu, fară a mai fi nevoie de redresor, invertor etc.

Datorită forţelor mari la care este supusă, transmisia mecanică necesită dimensiuni şi greutăţi mari, dacă puterea locomotivelor creşte peste 500 kW, de aceea s-a impus introducerea transmisiei electrice. La acest tip de transmisie motorul termic MT este cuplat cu un generator electric GET care transformă energia mecanică dată de motor în energie electrică. Motoarele electrice de tracţiune MET transformă energia primită de la generator în lucru mecanic, antrenând osiile motoare OM şi obţinându-se astfel forţa de tracţiune necesară deplasării trenului cu vitezele de mers impuse.

Din punct de vedere constructiv pot fi utilizate generatoare şi motoare electrice de curent continuu sau de curent alternativ. De aici rezultă şi o primă clasificare a transmisiilor electrice în transmisii electrice de curent continuu, transmisii de curent continuu – curent alternativ, transmisii de curent alternativ. Datorită faptului că puterea motorului termic trebuie să rămână constantă, în timp ce viteza de mers se modifică, motoarele electrice de tracţiune sunt alimentate cu tensiune, curent şi frecvenţă variabile, ceea ce impune introducerea unor sisteme diferite de reglare ale transmisiilor electrice, care reprezintă un al doilea criteriu de apreciere a tipului de transmisie.

La transmisiile electrice motorul termic fiind cuplat direct numai cu generatorul, nu mai există o legătură rigidă a acestuia cu osia motoare. Din această cauză viteza de mers nu depinde direct de turaţia motorului termic astfel încât acesta poate funcţiona cu diferite turaţii în limitele impuse, vehiculul putând realiza oricare din vitezele de mers cerute de exploatarea pe calea ferată. De aici rezultă unul din avantajele de bază, că la transmisiile electrice se poate utiliza integral puterea motorului termic pentru diferite viteze de mers ale vehiculului.

La transmisiile în curent continuu şi curent alternativ continuu, forţa de tracţiune nu poate fi modificată decât prin variaţia curentului motoarelor de tracţiune, ceea ce atrage după sine, variaţia curentului de sarcină al generatorului.