Locomotora eléctrica, Características, Historia, Tipos de locomotoras eléctricas, Tracción eléctrica en todo el mundo, Locomotoras de batería

Una locomotora eléctrica se alimenta de electricidad a partir de las líneas aéreas, un tercer carril o el almacenamiento de energía a bordo, tales como una batería o pila de combustible. Locomotoras eléctricas con combustible a bordo motores primarios, como los motores diesel o turbinas de gas, se clasifican como diesel-eléctrico o de gas locomotoras de turbina eléctrica ya que la combinación del generador/motor eléctrico sirve sólo como un sistema de transmisión de potencia. La electricidad se usa para eliminar el humo y tomar ventaja de la alta eficiencia de los motores eléctricos, pero el costo de la electrificación significa que por lo general sólo líneas muy utilizadas pueden ser electrificados.

Características

Una de las ventajas de la electrificación es la ausencia de contaminación de las locomotoras. Resultados de Electrificación en un mayor rendimiento, menores costos de mantenimiento y menores costos de energía.

Las plantas de energía, aun cuando se queman combustibles fósiles, son mucho más limpias que las fuentes móviles como motores de las locomotoras. El poder puede provenir de fuentes limpias o renovables, como la energía geotérmica, energía hidroeléctrica, energía nuclear, la energía solar y turbinas de viento. Locomotoras eléctricas son tranquilas frente a las locomotoras diesel ya que no hay ruido del motor y el escape y el ruido menos mecánica. La falta de intercambio de las piezas significa locomotoras eléctricas son más fáciles en la pista, reduciendo el mantenimiento de pistas.

Capacidad de la planta de energía es mucho mayor que cualquier uso de locomotoras individuales, locomotoras eléctricas así pueden tener una potencia de salida superior a las locomotoras diesel y pueden producir aún más energía de la oleada de corto plazo para la aceleración rápida. Locomotoras eléctricas son ideales para el servicio de trenes de cercanías con paradas frecuentes. Se utilizan en líneas de alta velocidad, como el ICE en Alemania, Acela en los EE.UU., Shinkansen en Japón, China tren de alta velocidad en China y TGV en Francia. Locomotoras eléctricas se utilizan en rutas de carga con un volumen constante de alto tráfico o en zonas con redes ferroviarias avanzadas.

Locomotoras eléctricas se benefician de la alta eficiencia de los motores eléctricos, a menudo por encima de 90%. Eficiencia adicional puede ser obtenida de frenado regenerativo, que permite que la energía cinética que se recupera durante la frenada para poner el poder de nuevo en la línea. Fecha locomotoras eléctricas utilizan sistemas de accionamiento a motor variador de CA que prevén el frenado regenerativo.

La principal desventaja de la electrificación es el coste de las infraestructuras: líneas aéreas o tercer carril, subestaciones y sistemas de control. Las políticas públicas en los EE.UU. interfiere con la electrificación: impuestos a la propiedad más altos se imponen a las instalaciones ferroviarias de propiedad privada si están electrificados. Regulaciones EE.UU. en locomotoras diesel son muy débiles en comparación con las regulaciones sobre emisiones de los automóviles o las emisiones de plantas de energía.

En Europa y en otros lugares, las redes ferroviarias se consideran parte de la infraestructura nacional de transporte, como carreteras, autopistas y vías fluviales, por lo que a menudo son financiados por el Estado. Operadores del material rodante pagan cuotas en función del uso ferroviario. Esto hace posible las grandes inversiones necesarias para el técnico, y en el largo plazo también, electrificación ventajosa económicamente. Debido a la infraestructura ferroviaria de propiedad privada en los EE.UU., los ferrocarriles no están dispuestos a hacer las inversiones necesarias para la electrificación.

Historia

La primera locomotora eléctrica conocida fue construido en 1837 por el químico Robert Davidson de Aberdeen. Fue accionado por pilas galvánicas. Davidson más tarde construyó una locomotora más grande llamado Galvani, expuesto en la Real Sociedad Escocesa de Arte Exposición de 1841 - El vehículo de siete toneladas, tenía dos motores de reluctancia de accionamiento directo, con electroimanes fijos que actúan sobre barras de hierro unido a un cilindro de madera en cada eje, y conmutadores simples. Se arrastró una carga de seis toneladas a las cuatro millas por hora en una distancia de una milla y media. Fue probado en el tren de Edimburgo y Glasgow en septiembre del año siguiente, pero la limitada potencia de las baterías impidió su uso general. Fue destruido por los trabajadores ferroviarios, quienes lo veían como una amenaza a su seguridad en el empleo. El primer tren de pasajeros eléctrica fue presentada por Werner von Siemens en Berlín en 1879 - La locomotora fue impulsado por un 2.2 kW, motor de serie de la herida, y el tren, que consiste en la locomotora y tres vagones, alcanzó una velocidad de 13 kmh . Durante cuatro meses, el tren transportó 90.000 pasajeros en una pista circular de 300 metros de largo. La electricidad se suministra a través de un tercer carril aislamiento entre las vías. Un rodillo de contacto se utiliza para recoger la electricidad. Primera línea de tranvía eléctrico del mundo abrió sus puertas en Lichterfelde, cerca de Berlín, Alemania, en 1881 - fue construido por Werner von Siemens. Ferrocarril eléctrico de Volk abrió sus puertas en 1883 en Brighton. También en 1883, Mdling y Hinterbrhl tranvía inaugurado cerca de Viena en Austria. Fue el primero en el mundo en servicio regular un pin de la línea aérea. Cinco años más tarde, en los carros eléctricos EE.UU. fueron pioneros en 1888 en el ferrocarril de pasajeros Unión Richmond, con equipos diseñados por Frank J. Sprague.

Gran parte del desarrollo de la locomoción eléctrica fue impulsado por el aumento del uso de túneles, especialmente en las zonas urbanas. El humo de las locomotoras de vapor es nocivo y municipios se inclina cada vez más a prohibir su uso dentro de sus límites. El primer trabajo con éxito, la Ciudad y el sur la línea de ferrocarril subterráneo de Londres en el Reino Unido, fue provocada por una cláusula en la ley habilitante que prohíbe el uso de la energía de vapor. Abrió sus puertas en 1890, usando locomotoras eléctricas construidas por Mather y Platt. Electricidad rápidamente se convirtió en la fuente de alimentación de elección para el metro, incitado por la invención del Sprague de control del tren de múltiples unidades en 1897 - los sistemas de tránsito rápido elevados generalmente utilizados vapor hasta obligados a convertirse por ordenanza Superficie y.

El primer uso de la electrificación de una línea principal fue en un tramo de cuatro millas de la línea de correa del ferrocarril de Baltimore y Ohio Baltimore en 1895 que conecta la parte principal de la B y O para la nueva línea a Nueva York a través de una serie de túneles en todo el bordes del centro de Baltimore. Pistas paralelas en el ferrocarril de Pennsylvania habían demostrado que el humo del carbón de las locomotoras de vapor sería un problema operativo principal y una molestia pública. Tres unidades Bo Bo fueron utilizados inicialmente, en el extremo sur de la sección electrificada, que acoplados a la locomotora y el tren y se la puso a través de los túneles. Ferrocarril entradas a la ciudad de Nueva York requieren túneles similares y los problemas de humo eran más agudos allí. Una colisión en el túnel de Park Avenue en 1902 llevó a la legislatura del Estado de Nueva York para prohibir el uso de locomotoras de humo que generan al sur del río Harlem 1 de julio de 1908 - En respuesta, locomotoras eléctricas comenzaron a funcionar en 1904 en el New York Central Railroad. En la década de 1930, el ferrocarril de Pennsylvania, que había introducido locomotoras eléctricas debido a la regulación de NYC, electrificado todo su territorio al este de Harrisburg, Pennsylvania.

El Chicago, Milwaukee, St. Paul y ferrocarril pacífico, la última línea transcontinental que se construirá, electrizó sus líneas a través de las Montañas Rocosas y el Océano Pacífico a partir de 1915 - Unas pocas líneas la costa este, especialmente el ferrocarril de Virginia y de la Norfolk y Ferrocarril del Oeste, electrificadas secciones cortas de sus travesías de montaña. Sin embargo, en este punto de la electrificación en los Estados Unidos se asocia más con el tráfico urbano denso y el uso de locomotoras eléctricas se redujo frente a la dieselización. Diesel compartido algunas de las ventajas locomotoras eléctricas más vapor y el costo de construcción y mantenimiento de la infraestructura de suministro de energía, lo que desalienta las nuevas instalaciones, provocado la eliminación de la mayoría de la electrificación de la línea principal fuera del Noreste. A excepción de unos pocos sistemas en cautiverio, para el año 2000 la electrificación se limita al corredor noreste y algunos servicios de cercanías, incluso allí, el servicio de carga fue manejado por motores diesel. El desarrollo continuó en Europa, donde la electrificación era generalizada.

Introducción de la corriente alterna

La primera práctica locomotora eléctrica AC fue diseñado por Charles Brown, que entonces trabajaba para Oerlikon, Zürich. En 1891, Brown ha demostrado la transmisión de energía a larga distancia, el uso de corriente alterna trifásica, entre una planta hidroeléctrica en Lauffen am Neckar y Frankfurt am Main Oeste, una distancia de 280 km. Uso de la experiencia que había adquirido mientras se trabaja para Jean Heilmann en vapor eléctricos diseños locomotora, Brown observado que los motores trifásicos tenían un poder superior al cociente de peso de motores de corriente continua y, debido a la ausencia de un conmutador, y eran más simple de fabricar y mantener. Sin embargo, eran mucho más grandes que los motores de CC del tiempo y no podría ser montado en los bogies por suelo radiante: que sólo podían llevarse dentro de los cuerpos de locomotoras.

En 1894, el ingeniero húngaro KLMN Kand desarrollado de alto voltaje de los motores y generadores de locomotoras eléctricas de corriente alterna trifásica. Kand inventó más tarde, el convertidor de fase rotativo, que permite locomotoras eléctricas a utilizar motores trifásicos mientras que se suministra a través de un único cable aéreo. En 1896, Oerlikon instaló el primer ejemplo comercial del sistema en el tranvía de Lugano. Cada locomotora de 30 toneladas tenía dos motores de 110 kW a cargo de trifásica 750 V 40 Hz alimentados por líneas de arriba dobles. Los motores trifásicos funcionan a velocidad constante y proporcionan frenado regenerativo, y se adaptan bien a las rutas abruptamente graduadas, y los primeros de la línea principal locomotoras trifásicas fueron suministrados por Brown en 1899 en el km Burgdorf Thun-línea 40, Suiza. La primera aplicación de la frecuencia de alimentación AC monofásica industrial para locomotoras vino de Oerlikon en 1901, usando los diseños de Hans Behn-Eschenburg y Emil Huber-Stockar, instalación en la línea de Seebach-Wettingen de los Ferrocarriles Federales Suizos se completó en 1904 - El 15 kV, 50 Hz 345 kW, 48 locomotoras toneladas utilizar transformadores y convertidores rotativos de motores de tracción de corriente continua de alimentación. En 1896-1898, Kand diseñado un corto tranvía AC trifásica en Evian-les-Bains.

Ferrocarriles italianos fueron los primeros en el mundo en introducir la tracción eléctrica para toda la longitud de una línea principal en vez de a un corto tramo. La línea de Valtellina km 106 se inauguró el 4 de septiembre de 1902, diseñado por el Kand y un equipo de las obras Ganz. El sistema eléctrico es trifásico a 3 kV 15 Hz. La tensión fue significativamente más alta que la utilizada anteriormente y que requiere nuevos diseños para los motores eléctricos y dispositivos de conmutación. El sistema de dos cables trifásico se utiliza en varios ferrocarriles en el norte de Italia y se hizo conocido como "el sistema italiano". K y fue invitado en 1905 para llevar a cabo la gestión de la Società Italiana Westinghouse y lideró el desarrollo de varias locomotoras eléctricas italianas. Durante el período de la electrificación de los ferrocarriles italianos, las pruebas se hicieron en cuanto a qué tipo de poder usar: en algunas secciones hubo un 3,600 V 16? Hz Fuente de alimentación trifásico, en otros hubo 1.500 V DC, 3 kV y 10 kV DC AC 45 Hz de alimentación. Después de 2 ª Guerra Mundial, 3 kV de alimentación de CC fue elegido para todo el sistema ferroviario italiano. 1500 V CC todavía se usa en algunas líneas cerca de Francia y 25 kV 50 Hz se utiliza por trenes de alta velocidad.

Un desarrollo posterior de Kand, trabajando tanto con el Ganz obras y Societa Italiana Westinghouse, era un convertidor electro-mecánico, que permite el uso de motores trifásicos de CA monofásica, lo que elimina la necesidad de dos cables aéreos. En 1923, la primera locomotora de fase convertidor en Hungría se construyó sobre la base de kands diseños y la producción en serie comenzó poco después. La primera instalación, a 16 kV 50 Hz, fue en 1932 en el artículo 56 kilómetros de los Ferrocarriles del Estado Húngaro entre Budapest y Komrom. Esto resultó exitosa y la electrificación se extendió a Hegyeshalom en 1934.

En Europa, los proyectos de electrificación se centraron inicialmente en las regiones montañosas, por varias razones: los suministros de carbón fueron difíciles, la energía hidroeléctrica era fácilmente disponible, y las locomotoras eléctricas dio más tracción en las líneas más pronunciadas. Esto fue particularmente aplicable en Suiza, donde se electrificó cerca de 100% de las líneas. Una importante contribución a una mayor incorporación de la tracción AC vino de SNCF de Francia después de la Segunda Guerra Mundial. La compañía había evaluado la línea de CA de frecuencia industrial encaminado a través de la empinada Valle Hllental, Alemania, que estaba bajo administración francesa después de la guerra. Después de los ensayos, la compañía decidió que el funcionamiento de las locomotoras AC fue desarrollado lo suficiente como para permitir que todas las futuras instalaciones, sin importar el terreno, para ser de esta norma y de las infraestructuras más barato y más eficiente asociado. La decisión de la SNCF, ignorando como lo hizo los 2.000 kilómetros de DC de alto voltaje ya instalado en las rutas francesas, fue influyente en la norma seleccionada para otros países de Europa.

La década de 1960 vio la electrificación de muchas líneas europeas. Tecnología europea locomotora eléctrica ha mejorado de manera constante desde la década de 1920. En comparación, el camino de Milwaukee clase EP-2 pesa 240 t, con una potencia de 3.330 kW y una velocidad máxima de 112 km/h; en 1935, el alemán E 18 tenía una potencia de 2.800 kW, pero pesaba sólo 108 toneladas y tenía una velocidad máxima de 150 km/h. El 29 de marzo de 1955, French locomotora CC 7107 llegó a 331 kmh. En 1960 los SJ Clase Dm 3 locomotoras de los ferrocarriles suecos produjeron un récord de 7.200 kW. Locomotoras capaces de servicio comercial de pasajeros a 200 kmh aparecieron en Alemania y Francia en el mismo período. Otras mejoras se debieron a la introducción de sistemas de control electrónico, que permite el uso de motores cada vez más ligeros y más potentes que puedan montarse en el interior de los bogies.

En la década de 1980, el desarrollo de muy alta velocidad de servicio trajo aún más la electrificación. El Shinkansen japonés y el TGV francés fueron los primeros sistemas para los que las líneas de alta velocidad devotos fueron construidos desde cero. Se llevaron a cabo programas similares en Italia, Alemania y España, en los Estados Unidos el único nuevo servicio de línea principal era una extensión de la electrificación en el Corredor Noreste de New Haven, Connecticut a Boston, Massachusetts, a pesar de los nuevos sistemas de trenes ligeros eléctricos siguen siendo construida.

El 2 de septiembre de 2006, una producción de Siemens locomotora eléctrica estándar del tipo Eurosprinter ES64-U4 alcanzó 357 kmh, el récord para una locomotora de tren de ceñida, en la nueva línea entre Ingolstadt y Nuremberg.

Tipos de locomotoras eléctricas

Una locomotora eléctrica se puede suministrar con poder de

  • Sistemas de almacenamiento de energía recargable, como la batería o locomotoras mineras ultracondensadores potencia.
  • Una fuente estacionaria, tal como un tercer carril o cable aéreo.

Una locomotora diesel-eléctrica combina un motor diesel a bordo con una transmisión de energía eléctrica o sistema de almacenamiento.

Las características de diseño distintivas de locomotoras eléctricas son:

  • El tipo de energía eléctrica utilizada, AC o DC.
  • El método de almacenamiento o recogida de energía eléctrica.
  • Los medios utilizados para acoplar los motores de tracción a las ruedas motrices.

Directa y corriente alterna

La diferencia más importante reside en la elección de CA o CC. Los primeros sistemas utilizan CC como de CA no se entiende bien y material de aislamiento para las líneas de alta tensión no estaba disponible. Locomotoras DC normalmente se ejecutan a voltaje relativamente bajo, por lo que el equipo es relativamente masiva debido a las corrientes implicadas son grandes con el fin de transmitir potencia suficiente. La alimentación debe ser suministrada a intervalos frecuentes como las altas corrientes resultado en grandes pérdidas en el sistema de transmisión.

Como se desarrollaron motores de corriente alterna, se convirtieron en el tipo predominante, sobre todo en las rutas más largas. Usa alto voltaje ya que esto permite el uso de bajas corrientes; las pérdidas de transmisión son proporcionales al cuadrado de la corriente. Por lo tanto, de alta potencia puede llevarse a cabo a través de largas distancias en los cables más ligeros y más baratos. Transformers en las locomotoras de transformar esta energía a un bajo voltaje y alta corriente de los motores. Un voltaje, el sistema de corriente de baja similares alta no se podría emplear con locomotoras de corriente continua porque no hay manera fácil de hacer la transformación de tensión/corriente de CC tan eficientemente como logrado por los transformadores de CA.

Tracción de CA aún ocasionalmente utiliza cables aéreos dobles en lugar de líneas monofásicas. Las actuales unidades de motores resultantes de inducción trifásicos, que no tienen conmutadores sensibles y permiten la fácil realización de un freno regenerativo. La velocidad se controla cambiando el número de pares de polos del estator en el circuito, con una aceleración controlada por conmutación de resistencias adicionales en, o fuera, del circuito del rotor. Las líneas de dos fases son interruptores cerca de pesados y complicados, donde las fases tienen que cruzar entre sí. El sistema ha sido ampliamente utilizado en el norte de Italia hasta 1976 y todavía está en uso en algunos ferrocarriles de cremallera suizos. El simple viabilidad de un freno eléctrico a prueba de fallos es una ventaja del sistema, mientras que el control de velocidad y las líneas de dos fases son problemáticos.

Locomotoras de rectificador, que antes la transmisión de energía AC y motores de corriente continua, eran comunes, aunque los conmutadores de CC tenían problemas tanto en el inicio y en velocidades bajas. Locomotoras eléctricas avanzadas de hoy en día utilizan los motores de inducción trifásicos sin escobillas. Estas máquinas polifásicas son alimentados desde GTO-, convertidores basados en IGCT-o IGBT. El costo de los dispositivos electrónicos en una locomotora moderna puede ser de hasta 50% del coste del vehículo.

Tracción eléctrica permite el uso de frenado regenerativo, en el que los motores se utilizan como frenos y se convierten en generadores que transforman el movimiento del tren en energía eléctrica que se alimenta a continuación, de nuevo en las líneas. Este sistema es particularmente ventajoso en operaciones montañosas, como descendente locomotoras se puede producir una gran parte de la potencia necesaria para el ascenso por los trenes.

La mayoría de los sistemas tienen una tensión característica y, en el caso de alimentación de CA, una frecuencia del sistema. Muchas locomotoras han sido equipados para manejar múltiples voltajes y frecuencias que los sistemas vinieron a superponerse o se actualizaron. FL9 locomotoras estadounidenses estaban equipados para manejar el poder a partir de dos sistemas eléctricos diferentes y también podría funcionar como diesel-eléctrico.

Mientras que los sistemas recientemente diseñados funcionan con corriente alterna, muchos sistemas de corriente continua se siguen utilizando - por ejemplo, en Sudáfrica y el Reino Unido, Países Bajos, Japón, Mumbai, Irlanda, Eslovenia, Bélgica, Italia, Polonia, Rusia, España y Washington DC.

La transmisión de potencia

Circuitos eléctricos requieren dos conexiones. Desde el principio, la pista se utiliza para un lado del circuito. A diferencia de los ferrocarriles modelo de la pista normalmente suministra sólo un lado, el otro lado del circuito que se proporciona por separado.

El Baltimore original y la electrificación del ferrocarril de Ohio utilizaron una zapata deslizante en un canal suplementario, el sistema se encuentra rápidamente a ser insatisfactorio. Se sustituye por un tercer carril, en el que una pastilla montó debajo o en la parte superior de un carril de menor paralela a la pista principal, por encima del nivel del suelo. Hubo múltiples pastillas en ambos lados de la locomotora con el fin de acomodar las interrupciones en la tercera banda requerido por trackwork. Se prefiere este sistema de trenes subterráneos debido a los estrechos espacios que ofrece.

Ferrocarriles en general, tienden a preferir las líneas aéreas, a menudo llamados "catenarias" después de que el sistema de apoyo se utiliza para mantener el hilo paralelo al suelo. Tres métodos de recolección son posibles:

  • Carretilla polo: un poste largo y flexible, que se acopla a la línea con una rueda o un zapato.
  • Colector de proa: un marco que contiene una recopilación de varilla larga contra el alambre.
  • Pantógrafo: un bastidor abisagrado que contiene los zapatos de recogida contra el alambre en una geometría fija.

De los tres, el método pantógrafo es el más adecuado para la operación de alta velocidad. Algunas locomotoras utilizan tanto los gastos generales y tercera colección ferroviario.

Conducir las ruedas

Durante el desarrollo inicial de ferrocarril de propulsión eléctrica, un número de sistemas de accionamiento se diseñaron para acoplar la salida de los motores de tracción a las ruedas. Primeras locomotoras utilizan a menudo las unidades falso eje. En esta disposición, el motor de tracción está montado dentro del cuerpo de la locomotora y acciona el eje de unión a través de un conjunto de engranajes. Este sistema se emplea debido a que los primeros motores de tracción eran demasiado grande y pesado para montar directamente sobre los ejes. Debido al número de piezas mecánicas implicadas, mantenimiento frecuente era necesario. La unidad de eje de unión fue abandonado por todos, pero las unidades más pequeñas cuando se desarrollaron los motores más pequeños y ligeros,

Varios otros sistemas se concibieron como la locomotora eléctrica madurado. La unidad de Buchli era un sistema de resorte totalmente, en el que el peso de los motores de conducción fue completamente desconectado de las ruedas motrices. Utilizado por primera vez en las locomotoras eléctricas de la década de 1920, la unidad Buchli fue utilizado principalmente por la francesa SNCF y Swiss Federal Railways. La unidad de pluma también se desarrolló sobre este tiempo y monta el motor de tracción por encima o al lado del eje y acoplado al eje a través de un engranaje de reducción y un eje hueco semi-flexible - la pluma. El ferrocarril de Pennsylvania GG1 locomotora utiliza una unidad de pluma. De nuevo, como motores de tracción siguieron disminuyendo en tamaño y peso, las unidades de ave cayeron gradualmente en desuso.

Otra unidad fue el sistema "bipolar", en la que la armadura del motor era el propio eje, el conjunto de marco y de campo del motor está unido a la carretilla en una posición fija. El motor tenía dos polos de campo, lo que permitió una cantidad limitada de movimiento vertical de la armadura. Este sistema era de valor limitado, ya que la salida de potencia de cada motor se limita. Los documentos EP-2 eléctrico bi-polares utilizados por el camino de Milwaukee compensados por este problema mediante el uso de un gran número de ejes motores.

Locomotoras eléctricas modernas, como sus contrapartes diesel-eléctricos, casi todo el mundo utilizan los motores de tracción del eje de guillotina, con un motor para cada eje de tracción. En esta disposición, un lado de la carcasa del motor está soportado por cojinetes lisos que montan en un diario de esmerilado y pulido que es parte integral del eje. El otro lado de la carcasa tiene una protuberancia con forma de lengua que se acopla a una ranura correspondiente en el cabezal camión, que su objetivo es actuar como un dispositivo de reacción de par motor, así como un apoyo. La transferencia de potencia desde el motor al eje se efectúa por engranaje recto, en el que un piñón sobre el eje del motor se acopla con un engranaje de giro en el eje. Ambos engranajes están encerrados en un alojamiento que contiene aceite lubricante estanco a los líquidos. El tipo de servicio en el que se utiliza la locomotora dicta la relación de transmisión empleado. Numéricamente altas relaciones se encuentran comúnmente en las unidades de transporte de mercancías, mientras que proporciones bajas numéricamente son típicos de los motores de pasajeros.

Arreglos de ruedas

El sistema de notación de Whyte para la clasificación de las locomotoras de vapor no es suficiente para describir la variedad de arreglos de locomotoras eléctricas, aunque el ferrocarril de Pennsylvania aplica clases para sus locomotoras eléctricas como si fueran vapor. Por ejemplo, la clase GG1 PRR señala que está dispuesto como dos locomotoras 4-6-0 de clase G, junto espalda con espalda.

Sistema de clasificación UIC se utiliza normalmente para las locomotoras eléctricas, ya que podría manejar los complejos arreglos de ejes con y sin motor y podría distinguir entre sistemas de accionamiento acoplado y desacoplado.

Tracción eléctrica en todo el mundo

Asia

Japón

El sistema ferroviario consiste en lo siguiente:

  • 20.264 kilometros de 1.067 mm de calibre del Cabo, de los cuales 13.280 kilometros está electrificada;
  • 3.204 kilometros de ancho de vía estándar 1435 mm, todas electrificadas;
  • 117 kilometros de 1.372 mm de calibre Scotch, todas electrificadas;
  • 11 kilometros de 762 mm de vía estrecha, todo electrificado.

Sistemas de electrificación utilizado por el grupo JR, los operadores anteriormente de propiedad estatal de Japón, son 1500 V DC y 20 kV AC para líneas convencionales y 25 kV de corriente alterna de Shinkansen. Electrificación a 600 V DC y 750 V DC también se observan en las líneas privadas. La frecuencia de la fuente de alimentación de CA es de 50 Hz en el este de Japón y 60 Hz en el oeste de Japón.

Japón ha estado a punto de completar la electrificación en gran medida debido a las distancias relativamente cortas y el terreno montañoso, que hacen que el servicio eléctrico una inversión especialmente rentable. Además, la combinación de la carga para el servicio de pasajeros se inclina mucho más hacia el servicio de pasajeros que en muchos otros países, lo que ha ayudado a la inversión del gobierno en coche a la electrificación de muchas líneas remotas.

Electrificación comenzó en serio para los ferrocarriles locales en la década de 1920 y las líneas principales de electrificación comenzó después de la Segunda Guerra Mundial con un estándar universal 1500 V DC y con el tiempo, un nivel de 20 kV para líneas interurbanas rápidas y 25 kV AC para líneas Shinkansen de alta velocidad). Dado que la mayoría de la infraestructura de electrificación fue destruida en la guerra, las únicas variaciones a esta norma con un tráfico importante son algunas de las mayores líneas de metro en Tokio y Osaka. La principal línea de Tokaido, la línea más transitada de Japón, la electrificación completado en 1956 y Tokaido Shinkansen fue completa en el 1964 - A mediados de la década de 1970, las líneas principales de la mayoría se habían convertido. Durante la década de 1970 y en la década de 1980, cuando un crecimiento de la economía japonesa rápido alentó el gasto en infraestructura masiva, casi todas las líneas con cualquier tráfico importante fue electrificado. A pesar de las enormes deudas incurridas por estas mejoras llevaron a la privatización y la ruptura de la compañía nacional de ferrocarril. En el momento de la ruptura en 1987, el servicio de electricidad había penetrado en cada línea con un tráfico importante. En la década de 1990, y 2000, la infraestructura rural fue el centro de una gran cantidad de fondos de estímulo del gobierno y esto incluye algunos de electrificación ferroviaria en las líneas de uso poco frecuente, y la financiación de la ampliación de la red de Shinkansen. El último fue en su mayoría en forma de préstamos en lugar de la inversión directa como en la primera.

Malasia

Keretapi Tanah Melayu de Malasia opera 25 kV AC eléctricas múltiples unidades, a partir de su Komuter KTM en 1995 - En diciembre de 2009, una flota de nuevos ETS llegó.

Australia

Ambos Ferrocarriles victorianos y Nueva Gales del Sur Gobierno Ferrocarriles, que fue pionera en la tracción eléctrica en Australia a principios del siglo 20 y continúan operando 1.500 V DC eléctricas múltiples unidades, han retirado sus locomotoras eléctricas.

En ambos estados, el uso de las locomotoras eléctricas en principales rutas interurbanas resultó ser un éxito limitado. En Victoria, ya que sólo una línea importante había sido electrificada, las ventajas económicas de tracción eléctrica no estaban plenamente debido a la necesidad de cambiar las locomotoras de los trenes que iban más allá de la red electrificada. Flota de locomotoras eléctricas de VR fue retirado del servicio en 1987 y la electrificación de la línea Gippsland fue desmantelado en 2004. Las locomotoras de la clase 86 introducidos en Nueva Gales del Sur en 1983 tuvieron una vida relativamente corta ya que los costes de cambio de locomotoras en los extremos de la red electrificada, junto con los cargos más altos cánones por el uso de electricidad, vieron locomotoras diesel-eléctricas hacen incursiones en la red electrificada. Los trenes de la energía del coche eléctrico todavía se utilizan para el transporte de viajeros urbanos.

Queensland Rail implementa electrificación hace relativamente poco tiempo y utiliza la más reciente tecnología de 25 kV CA, con alrededor de 1.000 km de la red de vía estrecha ya electrificada. Opera una flota de locomotoras eléctricas para el transporte de carbón para la exportación, la más reciente de las cuales el 3000 kW 3300/3400 Class. Queensland Rail está reconstruyendo sus locos clase 3100 y 3200 en la clase 3700, que utilizan la tracción de CA y necesitan sólo tres locomotoras en un tren de carbón en lugar de cinco. Queensland Rail es cada 30 locomotoras de la clase 3800 de Siemens en Munich, Alemania, que llegará a finales de 2008 a 2009 - QRNational ha aumentado del orden de 3.800 locomotoras de la clase. Ellos siguen llegando tarde en 2010.

Europa

Electrificación está muy extendido en Europa. Debido a los horarios de mayor densidad, los costos de operación son más dominantes con respecto a los costes de infraestructura que en los Estados Unidos y locomotoras eléctricas tienen mucho más bajos costos de operación de gasóleos. Además, los gobiernos estaban motivados para electrificar sus redes ferroviarias debido a la escasez de carbón experimentadas durante la Primera y Segunda Guerras Mundiales.

Locomotoras diesel tienen menos energía en comparación con locomotoras eléctricas para el mismo peso y dimensiones. Por ejemplo, los 2.200 kW de British Rail Class 66 moderno fue acompañado en 1927 por la eléctrica SBB-CFF-FFS Ae 4/7, que es más ligero. Sin embargo, para velocidades bajas, la fuerza de tracción es más importante que el poder. Esto es por qué los motores diesel son competitivos para el tráfico de carga lenta, pero no para los pasajeros o de tráfico mixto de pasajeros/mercancías como en muchas líneas ferroviarias europeas, sobre todo en los trenes de mercancías pesados se deben ejecutar en el comparativamente altas velocidades.

Estos factores llevaron a los altos grados de electrificación en la mayoría de países europeos. En algunos países como Suiza, incluso guardagujas eléctricas son comunes y muchos apartaderos privados pueden ser servidas por locomotoras eléctricas. Durante la Segunda Guerra Mundial, cuando los materiales para construir nuevas locomotoras eléctricas no estaban disponibles, los Ferrocarriles Federales Suizos instalar resistencias eléctricas, alimentadas de la red aérea, en las calderas de algunos guardagujas de vapor para hacer frente a la escasez de carbón importado.

Los recientes acontecimientos políticos en muchos países europeos para mejorar el transporte público han dado lugar a un nuevo impulso para la tracción eléctrica. Los trenes de alta velocidad como el TGV, ICE, AVE y Pendolino sólo se pueden ejecutar económicamente con tracción eléctrica y el funcionamiento de los ramales es por lo general menos de déficit cuando se utiliza la tracción eléctrica, debido a la acción más barato y más rápido a la rodadura y mayor número de pasajeros debido a la mayor servicio frecuente y más comodidad. Además, las diferencias de un-carril electrificado están cerradas para evitar la sustitución de las locomotoras eléctricas de diesel para estas secciones. La modernización y electrificación necesaria de estas líneas es posible gracias a la financiación de la infraestructura ferroviaria por el Estado.

India

En la India, tanto en líneas electrificadas de CA y CC operan. 1500 V DC opera sólo en la zona de Mumbai, y se está convirtiendo a 25 kV AC. El resto de la India, donde las rutas están electrificados totalmente, utiliza 25 kV CA. A partir de 2006, los ferrocarriles indios transportar 80% de las mercancías y el 85% del tráfico de pasajeros con locomotoras eléctricas.

Rusia y la antigua Unión Soviética

Rusia y otros países de la antigua URSS tienen una mezcla de 3.300 V DC y 25 kV AC por razones históricas.

Las "estaciones de enlace" especiales tienen cableado conmutable de DC a AC. Reemplazo Locomotive es esencial en estas estaciones y se realiza junto con el cambio de cableado de contacto.

La mayoría de las locomotoras soviéticas, checo, ruso y ucraniano puede funcionar solamente en AC o DC. Por ejemplo, VL80 es una máquina de aire acondicionado, con VL10 una versión DC. Había una pequeña serie de media experimental como VL82, lo que podría cambiar de AC a DC y se utilizan en pequeñas cantidades alrededor de la ciudad de Kharkov en Ucrania. Además, la última locomotora de pasajeros ruso EP10 es de doble sistema.

Históricamente, 3300 V CC se utiliza para la simplicidad. La primera pista experimental fue en montañas de Georgia, a continuación, las zonas suburbanas de las ciudades más grandes fueron electrificados para EMU - muy ventajoso debido a la mucho mejor dinámica de tal un tren en comparación con el vapor uno, lo cual es importante para el servicio suburbano con paradas frecuentes. A continuación, se electrificó la línea grande montaña entre Ufa y Chelyabinsk.

Desde hace algún tiempo, ferrocarriles eléctricos sólo se consideraron para ser adecuado para líneas de cercanías o de montaña. En torno a 1950, se tomó la decisión de electrificar la línea pradera llanura alta carga de Omsk, Novosibirsk. Después de esto, electrizantes los principales ferrocarriles de 3000 V DC se convirtió en la corriente principal.

25 kV AC comenzó en la URSS en torno a 1960, cuando la industria logró construir el rectificador basado AC hilos locomotora de motor de CC. La primera gran línea de alimentación de CA fue Mariinsk-Krasnoyarsk-Tayshet-Zima, las líneas de la Rusia europea como Moscú-Rostov on Don siguieron.

En 1990, algunas líneas de CC fueron reconstruidos como AC para que el uso del enorme 10 MWt AC locomotora del VL85 - La línea alrededor de Irkutsk es una de ellas. Las locomotoras DC liberados por esta reconstrucción fueron trasladados a la región de San Petersburgo.

El Ferrocarril Transiberiano se ha electrificado parte desde 1929, todo a partir de 2002 - El sistema es de 25 kV AC 50 Hz después de la estación de cruce de Mariinsk cerca de Krasnoyarsk, 3000 V DC antes de ella, y el peso del tren es de hasta 6.000 toneladas.

Estados Unidos

Locomotoras eléctricas se utilizan para los trenes de pasajeros en el pasillo de nordeste de Amtrak entre Washington DC y Boston, con un ramal a Harrisburg, Pennsylvania, y en algunas líneas de trenes de cercanías. Sistemas de transporte masivo y otras líneas de cercanías electrificadas utilizan múltiples unidades eléctricas, donde cada coche está propulsado. Todos los demás servicios de pasajeros de larga distancia y, con raras excepciones, toda la carga es transportada por las locomotoras diesel-eléctricas.

En América del Norte, la flexibilidad de las locomotoras diesel y el bajo costo relativo de su infraestructura les ha llevado a prevalecer salvo que limitaciones legales u operacionales determinan el uso de la electricidad. Un ejemplo de esto último es el uso de locomotoras eléctricas por Amtrak y los ferrocarriles de cercanías en el noreste. New Jersey Transit corredor de Nueva York utiliza ALP-46 locomotoras eléctricas, debido a la prohibición de la operación de diesel en la estación Penn y del Hudson y el East River túneles que conducen a ella. Algunos otros trenes a las estaciones Penn utilizan locomotoras de modo dual que también pueden funcionar la alimentación tercer carril en los túneles y de la estación. Está previsto Locomotoras eléctricas para el sistema de trenes de alta velocidad de California.

Durante la era del vapor, algunas áreas montañosas fueron electrificadas pero estos han sido descontinuados. La unión entre electrificadas y no electrificadas territorio es el escenario de cambios de motor, por ejemplo, los trenes de Amtrak se habían extendido paradas en New Haven, Connecticut, ya que se intercambiaron las locomotoras, un retraso que ha contribuido a la decisión de electrificar el New Haven a Boston segmento de el Corredor Nordeste, en 2000.

Canadá

No hay trenes de la línea principal en Canadá utilizan locomotoras eléctricas partir de enero de 2011.

Agence mtropolitaine de transporte se ha ordenado a las locomotoras electro-diesel de modo dual ALP-45DP para la Línea Repentigny-Mascouche. Correrán como mientras eléctrico en el mal ventilados Mount Royal túnel, diesel.

GO Transit ha completado un estudio sobre electrizante algunos de los Georgetown/Air Rail Link y líneas de Lakeshore, pero hasta ahora, no hay fecha de compra o de destino se han iniciado.

Locomotoras de batería

Una locomotora de la batería es alimentado por baterías de a bordo, un tipo de vehículo eléctrico de batería. Estas locomotoras se utilizan cuando un diesel convencional o locomotora eléctrica sería inadecuado. Un ejemplo es el mantenimiento de los trenes en las líneas electrificadas cuando el suministro eléctrico se apaga, como los subterráneos locomotoras batería eléctrica de Londres.

Otro uso de locomotoras de la batería se encuentra en las instalaciones industriales donde una locomotora por combustión puede provocar un problema de seguridad, debido a los riesgos de incendio, explosión o humos en un espacio confinado. Se prefieren las locomotoras de batería para minas donde el gas podría encenderse por las unidades de carro de propulsión formación de arcos en los zapatos de recogida, o donde la resistencia eléctrica podrían desarrollar en los circuitos de alimentación o de retorno, especialmente en las juntas de raíles, y permitir que la corriente de fuga peligrosa en el suelo. Un primer ejemplo fue en la mina Kennecott Copper, Latouche, Alaska, donde en 1917 se ampliaron las formas de transporte subterráneo que permita trabajar por dos locomotoras de la batería de 4 toneladas.

En 1928, Kennecott Copper ordenó cuatro locomotoras eléctricas de la serie 700 con las baterías de a bordo. Estas locomotoras pesan 85 toneladas y operaron 750 voltios cable conductor por encima con considerable mayor rango durante el funcionamiento con baterías. Las locomotoras proporcionan varias décadas de servicio a través de la tecnología de baterías de níquel-hierro. Las baterías fueron reemplazadas por las baterías de plomo-ácido, y las locomotoras se retiraron poco después. Las cuatro locomotoras fueron donados a museos, pero fue desechado. Los otros pueden ser vistos en el Boone y Scenic Valley Railroad, Iowa, y en el Museo del Ferrocarril del Oeste, en Río Vista, California.