Odbočková regulace výkonu

Odbočková regulace výkonu, též označovaná jako regulace spínáním odboček na primárním vinutí transformátoru, je typ bezztrátové skokové regulace výkonu používané u kolejových vozidel na střídavých napájecích soustavách v Evropě běžných 15 kV 16,7 Hz a 25 kV 50 Hz. Rozvoj této regulace souvisí s vynálezem výkonových rtuťových (později křemíkových) usměrňovačů, které umožnily zavést střídavé soustavy na železniční síti.

Historie

Historie tohoto druhu regulace výkonu sahá do začátku 20. století, tedy do doby prvního použití střídavé soustavy na železnicích v Evropě (v té době hlavně v Německu a Švýcarsku), a to u soustavy 15 kV 16,7 Hz. Hlavním problémem v té době byla neexistence křemíkových usměrňovačů. Proto vznikla soustava se sníženou frekvencí 16,7 Hz, kterou stejnosměrné (občas nazývané univerzální) elektromotory dokázaly zpracovat bez zvýšeného jiskření na komutátoru. Tehdy ještě probíhaly pokusy s třífázovými soustavami, na kterých se třeba v Itálii regulace výkonu prováděla změnou zapojení pólů statoru u asynchronních trakčních motorů. Maďarsko jako průkopník využití soustavy 50 Hz používalo těžká motorgenerátorová soustrojí v lokomotivách.

Princip funkce

Základem je transformátor. Proto se tento typ regulace nedá použít u stejnosměrných soustav. Transformátor má primární vinutí s odbočkami a několik pevných sekundárních vinutí, většinou jich je tolik, kolik je trakčních elektromotorů (neplatí v případě, že motory jsou například v sériovém zapojení v podvozcích lokomotiv). Regulace probíhá spínáním odboček na primárním vinutí. Tím, jak dochází ke změně počtu závitů, se mění magnetický tok v jádru a též poměr závitů cívek na primárním a sekundárním vinutí. Tím dochází i ke změně napětí na sekundárních vinutích. A jelikož stejnosměrné elektromotory mají otáčky závislé na napětí, tak dochází ke změně otáček motorů a tím ke změně rychlosti kolejového vozidla.

Zajímavosti

• Nejvýkonnější a nejrychlejší lokomotivou s odbočkovou regulací výkonu vyrobenou na území Československa byla lokomotiva S 699.1, která dosahovala rychlosti 160 km/h a její výkon činil 5100 kW.
• Nejvýkonnější a nejrychlejší lokomotivou s odbočkovou regulací výkonu na světě je DB 103 s výkonem 7440 kW a rychlostním rekordem v podobě 283 km/h.
• Šinkansen série 0 využívá stejný typ regulace výkonu, ale namísto regulace na primárním vinutí používá regulaci na sekundárním vinutí.

Externí odkazy

• Řada 260 (ex S699.1) Archivováno 24. 9. 2015 na Wayback Machine.