列車供電

列車供電，是一條單極線路，將所有車廂（尤其是旅客列車）相互連接并與機車連接，以便從一個中心點為所有單元提供電能。 此處，母線是指電工設備。 軌道形成單極列車供電的回路導體。

客車最初是用每節車廂內置的爐子加熱的。 后來，蒸汽加熱管線（管道）貫穿列車，為車廂提供機車鍋爐或專用加熱車廂的蒸汽。 隨著電力運行的引入，目的是用電加熱車廂，因此在火車上鋪設了一條電纜。 根據其預期用途，這被稱為加熱電纜。 由于電氣化路線在很長一段時間內代表的是單獨的島嶼運營，而且汽車是自由使用的，因此從 20 年xxx始，它們就配備了電加熱和蒸汽加熱。 出于同樣的原因，客車配備了車軸發電機來為照明和類似的小型消費者供電。 靜止時，電力由蓄電池提供，蓄電池在行駛時由車軸發電機充電。

隨著列車中空調和其他用電設備的出現，其所需服務無法由車軸發電機提供，名稱改為列車供電。 在運行期間始終耦合并保持帶電的加熱電纜也可以用于為客車中的其他耗電設備供電，而成本相對較低。 這意味著可以省去車軸發電機和相關的開關裝置。 由于列車供電也可以在靜止時供電，因此可以將客車的電池容量大致減半。 此外，不再需要對發電機系統進行維護，運行阻力也降低了。 由于消除了將能量從電能轉換為機械能并返回的需要，效率也得到了提高。 在機車的技術數據中，除了牽引功率外，通常還給出加熱功率，即列車供電上的xxx功率。

在采用直流供電的鐵路上，列車供能用電直接取自架空線路，饋入列車供電。 因此，列車供電中的電壓在 600 到 3000 伏之間變化。

在交流電供電的機車上，變壓器通常有一個所謂的加熱繞組，從該線圈向列車提供交流電。

早期的內燃機車沒有設置為火車供電，或者它們有一個鍋爐來供應蒸汽加熱管線。 然后使用帶有柴油發動機和法蘭連接發電機的汽車為火車供電（發電車）。 在某些情況下，這樣的系統也安裝在內燃機車上。 隨著發動機功率的提高和電力電子技術的發展，發電機可以直接通過法蘭連接到主柴油機上。 然后通過電子轉換器使電流達到所需的電壓和頻率。 轉換器是必需的，因為柴油發動機的速度在運行期間波動。

只要這些電只是用來取暖，就足夠了。 然而，電池充電器和空調會在車載電源上產生感應電負載，導致此類轉換器發生故障； 晶閘管不再在半波結束時熄滅。 異極晶閘管點火，發電機短路。 出于這個原因，禁止使用相應裝備的貨車的內燃機車。

下一代轉換器與直流中間電路一起工作，并將半波構建為方波半波，并帶有開通和關斷晶閘管或使用 GTO 晶閘管。 盡管這些發電機可以處理感性負載，但非正弦半波會導致強烈的諧波。

客車中的燈泡等用電設備由車軸發電機供電，靜止時由蓄電池（“電池”）在行駛時充電； 24 或 36 V 直流電很常見。電阻加熱或蒸汽加熱也獨立運行。 列車供電，當時稱為加熱線，僅在冬季才像蒸汽加熱線一樣耦合。 為了適應不同的電源電壓，各個散熱器以串聯和并聯的方式分組。 當需要較低的加熱容量時，在過渡期間通過一個額外的抽頭在主變壓器上分接 800V 的電壓。 最初存在 600V 的第三種電壓，但自 1930 年代以來就沒有使用過，并且不再在新機車中提供。 降低加熱器電壓800V的抽頭最后安裝在DR的211和242系列機車上，但后來不再使用。 它與使用 15 kV 系統的其他鐵路局相當。

隨著電力消費者的增加，必須從列車供電中建立供應。 充電器現在為蓄電池供電，作為回報，可以省去車軸發電機。 為了能夠使用通常電壓等級為400V的三相電流或230V的單相交流電的用戶，在蓄電池或充電器之后連接逆變器。 例如，即使機車更換，照明也可以保持開啟狀態。 當列車供應電力耗盡時，電源控制會關閉某些用電器，尤其是空調。 這可以防止蓄電池放電過快。

根據運行條件，它承載 1000V 16.7Hz 的交流電壓，1500V 50Hz 或 1500 或 3000V 的直流電壓。當與內燃機車一起運行時，矩形或梯形交流電壓是可能的。 大多數現代車載電源轉換器也可在 50Hz 的 1000V 電壓下工作，因此也可以通過固定供電從本地網絡獲取電力。 特別是在推拉式列車跨越 15 和 25 kV 電網之間的邊界時，電源頻率改變時電壓不會切換。