پيشگفتار در گذشته بيشتر ماشين هاي حمل و نقل از ولتاژ DC ثابت ريل سوم بوسيله درايوهاي DC تغذيه مي شدند. موتورها بوسيله كنترل كننده هاي نوع مقاومتي، كه شتاب لازم را براي ماشين فراهم مي كردند، كنترل مي شدند. اين سيستم ها همچنين شامل ترمز ديناميكي براي كم كردن شتاب و شامل سيستم هاي ترمز سايشي جهت پشتيباني يا تكميل سيستم هاي ترمز ديناميكي مي باشند. ولي امروزه الكترونيك قدرت عامل عمده در بهبود سيستم هاي محركه پيشرفته شده است. وجود عناصر نيمه هادي و توليد اينورترها باعث كاهش هزينه هاي راهبري شده اند. گام اول جايگزيني كنتاكتورها با مقاومت ها و بوسيله يكسو كننده هاي كنترل شده و چاپرهاي DC جهت كنترل توان موتورهاي DC بوده است. در گام دوم كاربرد موتورهاي قفس سنجابي با پيشرفت اينورترهاي با ولتاژ و فركانس متغير (VVVF) ممكن شده است. حتي در اين زمينه، راه آهن به عنوان پيشگام در سيستم هاي الكترونيك قدرت شناخته شده است. سيستم محركه AC درجه بالايي از ترمز احيا كننده را با مقدار بسيار كم تجهيزات ايجاد مي كند. مقدار توان احيا شده به فاكتورهاي زيادي از جمله مكان ايستگاه و شدت ترافيك بستگي دارد. مطالعات رايانه اي نشان داده اند كه احياي توان در سيستم هاي محركه AC ، 40 تا 50 درصد در مقايسه با ماشين هاي معادل كه با كنترل كننده هاي مقاومتي و ترمز ديناميكي كار مي كنند بيشتر مي باشد. در نتيجه در حال حاضر اهداف طراحان، سازندگان و استفاده كنندگان سيستم هاي تراكشن الكتريكي بر اساس قابليت اطمينان حداكثر، دسترسي آسان، حداقل سرويس و نگهداري و ... همگي با لوكوموتيوهاي مدرن با تراكشن القايي تحقق يافته است. در واقع رسيدن به اين هدف ناشي از موارد زير مي باشد الف) امكان استفاده از موتورهاي تراكشن القايي ساده و محكم. ب) الكترونيك قدرت و كنورترهاي مدرن . پ) كنترل و نظارت ميكروپروسسوري قوي و خيلي سريع. اين پايان نامه به بررسي و تحليل درايوهاي تراكشن جريان مستقيم و القايي مي پردازد. اميد است گردآوري اين مجموعه سرآغاز مطالعات و تحقيقات بيشتر در اين زمينه گردد. 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.
پيشگفتار در گذشته بيشتر ماشين هاي حمل و نقل از ولتاژ DC ثابت ريل سوم بوسيله درايوهاي DC تغذيه مي شدند. موتورها بوسيله كنترل كننده هاي نوع مقاومتي، كه شتاب لازم را براي ماشين فراهم مي كردند، كنترل مي شدند. اين سيستم ها همچنين شامل ترمز ديناميكي براي كم كردن شتاب و شامل سيستم هاي ترمز سايشي جهت پشتيباني يا تكميل سيستم هاي ترمز ديناميكي مي باشند. ولي امروزه الكترونيك قدرت عامل عمده در بهبود سيستم هاي محركه پيشرفته شده است. وجود عناصر نيمه هادي و توليد اينورترها باعث كاهش هزينه هاي راهبري شده اند. گام اول جايگزيني كنتاكتورها با مقاومت ها و بوسيله يكسو كننده هاي كنترل شده و چاپرهاي DC جهت كنترل توان موتورهاي DC بوده است. در گام دوم كاربرد موتورهاي قفس سنجابي با پيشرفت اينورترهاي با ولتاژ و فركانس متغير (VVVF) ممكن شده است. حتي در اين زمينه، راه آهن به عنوان پيشگام در سيستم هاي الكترونيك قدرت شناخته شده است. سيستم محركه AC درجه بالايي از ترمز احيا كننده را با مقدار بسيار كم تجهيزات ايجاد مي كند. مقدار توان احيا شده به فاكتورهاي زيادي از جمله مكان ايستگاه و شدت ترافيك بستگي دارد. مطالعات رايانه اي نشان داده اند كه احياي توان در سيستم هاي محركه AC ، 40 تا 50 درصد در مقايسه با ماشين هاي معادل كه با كنترل كننده هاي مقاومتي و ترمز ديناميكي كار مي كنند بيشتر مي باشد. در نتيجه در حال حاضر اهداف طراحان، سازندگان و استفاده كنندگان سيستم هاي تراكشن الكتريكي بر اساس قابليت اطمينان حداكثر، دسترسي آسان، حداقل سرويس و نگهداري و ... همگي با لوكوموتيوهاي مدرن با تراكشن القايي تحقق يافته است. در واقع رسيدن به اين هدف ناشي از موارد زير مي باشد الف) امكان استفاده از موتورهاي تراكشن القايي ساده و محكم. ب) الكترونيك قدرت و كنورترهاي مدرن . پ) كنترل و نظارت ميكروپروسسوري قوي و خيلي سريع. اين پايان نامه به بررسي و تحليل درايوهاي تراكشن جريان مستقيم و القايي مي پردازد. اميد است گردآوري اين مجموعه سرآغاز مطالعات و تحقيقات بيشتر در اين زمينه گردد. 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.