فصل اول

كشش الكتريكي 

براي بررسي خصوصيات روشهاي مختلف محرك لوكوموتيو، ابتدا بايد مشخصات حركتي (Synematic Characteristics) لوكوموتيوها در حالت كلي بررسي شود و سپس روشهاي مناسب براي ايجاد آن مشخصات حركتي انتخاب گردد.

در اين فصل، ابتدا معادلات حركتي و ديناميكي (   Synematic & Dynamic Equations ) حاكم بر قطار بدست آمده و در نهايت ويژگيهاي موتورهاي الكتريكي لكوموتيو در حالت ايده آل نتيجه خواهد داد.

1-1) تعيين مشخصات حركتي قطار

همانطور كه مي دانيد، براي تعيين نحوة حركت قطارها در هر مسير از راه آهن، از يك جدول زمانبندي (Time Table) استفاده مي شود كه داراي سه بعد: 1- شمارة قطار، 2- مسافت قطار، 3- زمان 

مي باشد. از طرفي‌تعيين جدول زمانبندي يك مسير نيازمند‌ دانستن دو دسته اطلاعات براي هر قطار است.

دسته اول شامل اطلاعات مربوط به لحظات خارج بودن قطار از مسير هستند مانند: زمان توقف در هر ايستگاه (Dwell Time) ، زمان تعويض مسير ( Time Shunting) و ... كه با توجه به طراحي اوليه معلوم فرض مي شوند.

دسته دوم شامل اطلاعات مربوط به لحظات حركت قطار در مسير هستند كه از حل معادلات حركتي قطار بدست مي آيند. براي حل اين معادلات، بايد در هر لحظه نيروهاي وارد بر قطار را كه شامل نيروي كششي (Tractive Effort) قطار، نيروي مقاوم (Drag Resistance) يا نيروي كند كننده قطار و نيروي ترمزگيري (Braking Effort) يا متوقف كنندة قطار هستند، تعيين شوند. در ادامه به محاسبه اين نيروها مي پردازيم.

1-1-1) نيروي محرك قطار

به طور كلي نيروي محرك قطار، تابع نوع موتورهاي كششي (Traction Motors) موجود در لكوموتيو و سيستم كنترل آنها بوده و مشخصه اين نيرو توسط كارخانه سازنده براي هر نوع لكوموتيو بصورت منحني نيروي كششي بر حسب سرعت قطار تعيين مي گردد.

شكل (1-1) منحني نيروي كششي F بر حسب سرعت V يك لكوموتيو را نشان مي دهد. همانطور كه مي بينيد اين منحني شامل دو ناحيه است. در ناحيه اول نيروي محرك زياد و بطور تقريباً ثابتي از لحاظ راه اندازي تا سرعت پايه (Base Speed) به لكوموتيو اعمال مي شود، بنحويكه سرعت قطار با شتابي زياد و بصورت تقريباً ثابتي افزايش يابد. در ناحيه دوم كه قطار داراي سرعتي بيش از سرعت پايه است، نيروي محرك قطار با افزايش سرعت، كاهش مي يابد، بنحويكه حاصلضرب آنها كه همان توان مكانيكي قطار است تقريباً ثابت بماند. بنابراين چنانچه نوع لكوموتيو معلوم باشد، نيروي محرك در طول مسير، تابعي از سرعت قطار خواهد بود. بنابراين داريم: