Af hverju krefjast jarnbrautar- og rullandi vagnakerfisforritunaraðilar sérstakra umvandlara sem eru mótvænir skjálftum?

Sp.: Af hverju þurfa jarnbrautir og jarnbrautarfara sérstaklega útbúna umvandla sem eru þolnir við vibratefni?

Inngangur: Harðar líkamlegar kröfur í jarnbrautamhverfi

Járnbrautarsamganga og járnbrautarfara (ferðaþjónusta, háhraðatog, lokomotífar og metrót) eru lykilefni í heimsþverstæðum. Þessi flutningakerfi flytja milljónir ferðamanna og milljarða tonna hólfarða á hverjum einasta degi. Til að tryggja þægilega reynslu fyrir ferðamenn og virkja mikilvægar raunvirkar kerfi eru togsvæðin búin háþróðu innbyggtum aukahlutum. Þessi aukahlutir innihalda Wi-Fi-senda, rafmagnsútflæði fyrir ferðamenn til að hlaða tæki sínum, LED-skjá, öryggisveiðiflimur, HVAC-stýrikerfi og sjálfvirka dyrstýrikerfi.

Allar þessar innbyggðu raunvirkar tækin þurfa að fá staðlagt og reglulegt AC rafmagn. Þar sem tögin draga rafmagn úr háspennu DC yfirloftslínunum, þriðju röndum eða þyngdarrafhlöðum, notast þau við sérstök innbyggð DC-AC rafmagnsafvarp til að umbreyta þessu óbeinu DC rafmagni í hreint AC rafmagn.

Í járnbrautum eru líkamlegu kraftarnir sem verka á þessar aflvandvarar ótrúlega harðir. Tog sem fer á 100–300 km hraða reynir samfellda líkamlega áreynslu í mörgum áttum. Aflvandvarar fyrir viðskipta- eða íbúðarnotkun myndu fljótt falla út í þessari umhverfisstöðu, oft innan nokkrum vikna eða mánaða. Til að tryggja samfellda rekstur er nauðsynlegt að velja sérstaklega hönnuðar, mjög góðar aflvandvarar fyrir járnbrautir sem eru mótvænir skjálftum.

Þessi grein lýsir því hvers vegna járnbrautir og rullandi tæki eru svo skaðlegar fyrir venjulega aflrafræðilíkön, skýrir sérstakar hönnunareiginleika sem nauðsynlegir eru fyrir járnbrautaflokks aflvandvarar og ræður hvernig hátraustug ávöxtunalausnir JYINS Electrical eru hönnuðar til að standa upp við þessar ekstrémar líkamlegar umhverfisstöður.

Eðlisfræði járnbrautar: Skjálfti í mörgum áttum og mekanískur árekstur

Til að skilja hvers vegna sérstaklega aflvandvarar eru nauðsynlegar fyrir tög þurfum við að greina líkamlega kraftana sem þau reyna á meðan þau fara á venjulegan hátt:

• Samfelld lágfrekvenzísk þyngdarhræðing: Þegar stálhjóla tög rúlla yfir stálslögg, eru hár-frekvenzískar smáhræðingar og lágfrekvenzískar sveiflur varðveittar áfram. Þessar hræðingar ferðast upp í gegnum hjólin, vagnahjóla og skel tögsvagnanna og hafa bein áhrif á allar rafrænar skápur á borði. Þessi hræðing er margás, þ.e. hún verkar samtímis í lóðréttu, þverskárra og lengdarskárra átt.
• Alvarleg vélarhræðing: Tög reyna miklar vélarhræðingar við ákveðin starfsástandi. Þessi atburðir innihalda tengingu lokomotíva, neyðarþungt braking, ferð með takmarkaðri bogalengd og yfirferð yfir jarnbrautarskipti eða útvíkingarskellur í járnbrautinni. Þessar hræðingar geta náð háum G-kröftum og valdið miklum staðbundnum líkamlegum áreynslu innan rafrænna innbygginga.

Lykilverkfræðileg fyrirbæri í ójárnbrautarsnafnara

Ef venjulegur, ekki fjölbreyttur snafnari er settur upp á tögu, munu þessar líkamlegar kraftar vekja nokkur hefðbundin verkfræðileg fyrirbæri:

• Þyrstur hluta og sprungur í lóðsamböndum: Venjuleg inverter tæki innihalda þungar rafræn hluti eins og stóra koppurvindnir vörpunaraftur, síuviðhaldslofurnar og stórar rafsegulrásir. Þegar þessi þungu hlutir eru útsett fyrir samfellda skjálftu virka þeir sem fríhengdar bjálkarnir. Þyngd þeirra setur mikla mekaníská álag á koppurlóðsamböndin og lóðsamböndin. Með tímanum leiddi þetta til þyrsturs í metali, sprunga í lóðsamböndum og opinnar rásarskeiðs villa.
• Lóðsambandsskrúfur losna: Venjulegar skrúfu- og boltasambandsaðilar, ásamt öðrum líkamlegum fastanum, byggja á friðju til að halda sig fest. Samfelld skjálfta virkar sem mjór mikroskoplíkur hefjari sem losnar smám saman þessum skrúfum. Þegar skrúfa fyrir lóðsambandi losnar verður rafmagnssambandið laust. Þetta leiddi til hárar tengingarstaðans, staðbundinnar hitun, boga og að lokum hitaskemmda eða rafmagnselds.
• Innri röfun og stuttar tengingar: Víbrot valda því að innri vírur, kílur og hlutir rubba á hvort annað eða á málmveggina í inverterinnar. Með tímanum valda þessi stöðugt endurtekin röfun því að plastinnskot víranna er rufað upp, sem leidir til beinna kopar-til-málmstutta tenginga og kerfisfalla.

Lykilkrofur fyrir invertera fyrir jarnbrautir

Til þess að standast harða líkamlega áhrif hreyfandi tæknis (rolling stock) verða inverterar fyrir jarnbrautir hönnuðar samkvæmt strangum alþjóðlegum staðla og innihalda nokkrar líkamlegar hönnunareiginleika:

1. Full nálgun við staðlana EN 50155 / IEC 60571

Hámarkskröfur fyrir hvaða rafræn tæki sem er sett upp á jarnbrautartæki eru evrópski staðallinn EN 50155 (eða alþjóðlegi jafngildi hans IEC 60571). Þessi staðall krefst þess að öll rafræn tæki verði sett undir gríðarlega prófun til að sanna móttældu þeirra gegn:

• Vibrations- og skjálftapróf: Prófunin felur í sér fjölvíddar vibrasjónapróf á inverternum í klukkutíma, ásamt háþrýstiskjálftaprófum, sem samsvara skilyrðum sem persónuflugvélum er beitt (flokkur 1, flokkur B).
• Ytri hitastig og rökkun: Virkjunarmáttinn verður að styðja hitastig frá mínus 25 til plús 70 gráður Celsius, þar á meðal stutt tíma útsetning við plús 85 gráður Celsius.
• Hnattvöxtur og fall í innsláttsspennu: Inverterarnir verða að geta unnið með breytilegum jafntölu innsláttsspennu án þess að slökkva eða minnka gæði úttaksins.

JYINS járnbrautargráða afmálslausnir eru fullkomlega hönnuðar til að uppfylla þessi stranga staðla.

2. Fjöðurhlaupin spennutermínal (engir skrúfuhringir)

Til að fullkomlega útrýma hættuna á losnum tengingum sem orsakast af vagnskjálfta þurfa jarnbrautargráðu umvandlar að nota spennutermínala með fjöður (t.d. gálgatengi) fyrir allar hástraumvírslu-tengingar. Þessi tengi nota samfellda vélarstundspenna til að þrýsta vírinn á koparstrómstöðina, sem tryggir að tengingin verði föst og örugg, jafnvel undir alvarlegum G-þrýstingi, og krefur því bana á boga myndun og spennudrátt.

3. Umskornir og mekanískt festir hlutar með hátt massatögn

Allir þungir, hámassa hlutir inni í JYINS jarnbrautargráðu umvandla eru líkamlega festir við skelettið. Stórir koparvöndvar og rafmagnsþéttingar eru fullkomlega umhuldir eða „umskornar“ í hágæða, hitaleiðandi epóxihluta. Þessi umskornarferli dreifir líkamlegum áhrifum jafnt yfir skelettinu og krefur því bana á álagi á rafræna pinnana eða lóðunartengingarnar á hlutunum.

4. Röðug byggingarskápur með læsilegum festingum

Inverterinn þarf að vera framleiddur úr þykkum, háþrýstis stálplötum og allar festiskrúfurnar verða að vera festar með nylonfestiskerfum (Nyloc), háþrýstis þráðfestingarskæru (t.d. Loctite) eða skiptifestiskerfum. Þetta tryggir að engin hluti ytri skáldsins eða innri skáldsins geti losnað undir árum af hraðferðum.

Niðurstaða: Val á Rail Uptime með JYINS tækni

Í járnbrautamálinu eru áreiðanleiki og öryggi tvö höfuðstoðir árangurs. Tæknivillan á tögu getur valdið kvörtunum ferðamanna, dregið úr tímasætti og lokað mikilvægum samskiptakerfum og öryggiskerfum.

Með því að tilgreina sérstakar JYINS-afvöndur með hreinni sinusbylgju sem uppfylla kröfur EN 50155 vegna átakamóttældu, byggja stjórnendur járnbrautarverkja og verkfræðingar í kerfisheildun ósægilega rafmagnsveitubúnað. JYINS-afvöndur veita mekanískan pott, fjörfjöldunarhæfir tengipunktur og röðugt búnaðarhús sem þarf til að standast áratala af samfelldri fjöláslegri járnbrautaráttu. Vinna saman við JYINS til að halda röðum ökutækinu þínu í virki og færa það örugglega áfram.