..: Elektrotechnika na železnici a její studium na UPCE :..

Experimentální vozidlo DFJP, foto: Matouš DanielkaPardubice — Elektrotechnika je spjatá se železnicí již od doby parního provozu, kdy se elektřina začala požívat k dorozumívání mezi jednotlivými dopravnami, k osvětlení stanic, lokomotiv a podobně. S postupujícím vývojem, tak jako v jiných oblastech, získávala elektrotechnika mnohem dominantnější postavení. Její pole působnosti se začalo rychle rozšiřovat z oblasti sdělovací techniky do zabezpečovacího zařízení a elektronika začala postupně být významnou součástí vozidel a samotné dopravní cesty. Vždyť i oblíbené lokomotivy typu „bardotka“ a „brejlovec“ jsou v principu elektrickými lokomotivami s vlastní elektrárnou v podobě spalovacího motoru a trakčního generátoru. Dnes tvoří elektřina nepostradatelnou součást železnice.

Trolejové vedení na trati 010 u Pardubic, foto: Matouš Danielka Současný vývoj na evropském kontinentu směřuje k jednotné železniční síti, aby v pohraničních stanicích a dalších stykových bodech nemuselo docházet typicky k přepřahům a vozidla byla efektivněji využívána. Množství systémů, které lze na jednu lokomotivu dosadit, je samozřejmě omezené a zvyšuje náklady dopravců. Na straně železniční infrastruktury směřuje jednotnost především k rozchodu kolejí 1435 milimetrů, napájecí soustavě 25 kV 50 Hz a jednotnému sytému řízení dopravy ERTMS, kam spadá například evropský zabezpečovač ETCS a komunikační systém pro železnici GSM-R. V rámci nadřazeného řízení na straně vozidel se jednotnost zakládá na použití komunikační infrastruktury TCN, kde mezivozovou komunikaci zajišťuje sběrnice WTB. V rámci jednoho vozu, nebo nerozpojitelné skupiny vozů, pak sběrnice MVB.

Jak naznačuje vývoj, současnou nezávislou trakci na železnici možná do budoucna nahradí trakce polozávislá, pokud tedy nedojde k zázračnému objevu snadno dostupné a levné energie nahrazující ropu. V současné době ještě stále dostupné a relativně levné energie z ropy není tento jev příliš patrný, nebo si jej spíše zatím příliš neuvědomujeme, ale jak říká pan Ing. Jiří Pohl ze společnosti Siemens, ropný mejdan, který v současnosti prožíváme, skončí. Proto je třeba přijít s dlouhodobější koncepcí, přestat se utápět v nesmyslných plánech vodních koridorů a záhy začít budovat novou vysokorychlostní infrastrukturu a tam, kde to má smysl, zlepšovat parametry současných tratí, dokud je jejich výstavba dostupnou záležitostí a neprodražuje ji vysoká cena provozních paliv pracovních mechanismů. Za úvahu také stojí vytipování současných neelektrifikovaných tratí k elektrizaci a v závislosti na provozních konceptech navrhnout bateriová vozidla pro zbylé neelektrifikované tratě, která budou v provozu ideálně nabíjena při zajíždění „pod dráty“ z vlastního trakčního sběrače.

Siemens eBus ve Vídni, foto: Siemens Mobility Ostatní druhy doprav nespí. V provozu je již možno potkat elektrobusy, například u vídeňského dopravního podniku Wiener Linien, který také zapůjčil elektrobus do několika českých měst, kde probíhalo jeho zkušební nasazení na speciálních linkách. Dobíjen byl z trolejového vedení pro trolejbusy z vlastního speciálního polopantografu. Pořizovací náklady elektrobusů jsou vyšší, než u běžného autobusu, ale provozní náklady jsou v současnosti však zhruba třetinové. Zatímco u nás jdeme opačným směrem a v Mariánských Lázních se plánuje zrušení trolejbusů, Německo postavilo první zkušební úsek elektrifikované dálnice. Koncepce spočívá v elektrifikaci pravého pruhu, který bude sloužit jako v současnosti pro pomaleji jedoucí nákladní vozidla, ovšem s elektrickou výzbrojí. U elektrifikace dálnic dochází k rychlejší návratnosti investic, díky většímu množství vozidel pro převoz stejného nákladu než po železnici, naproti tomu železniční doprava má výhodu v tom, že elektrická výzbroj má menší podíl na celkové hmotnosti vozidla.

1216.226, EC 100, Rossleithen, foto: tomáš Kubovec Důraz Evropské unie na elektromobilitu nelze překládat ve smyslu, že bychom měli ve velkém nakupovat elektromobily, jak je to u nás často překládáno. Její hlavní přínos je především na poli hromadné dopravy osob, kde dochází k efektivnímu využívání vozidel po celý den, nikoliv jen při cestě ráno do práce a večer z práce. Podíl fixních nákladů na celkových nákladech je tedy u hromadné dopravy mnohem nižší. I přes obrovský vývoj baterií, především pro mobilní telefony a všechny podoby počítačů se záložním integrovaným mobilním zdrojem, parametry baterií zatím nedostačují všem podobám provozního použití na železnici. U dnešních moderních elektrických lokomotiv s výkonem typicky 6 MW napájených výhradně z baterií by provoz v současnosti znamenal přivěšení bateriového tendru k lokomotivě, přičemž k dobíjení by samozřejmě docházelo také za jízdy prostřednictvím rekuperačního brzdění. Limitujícím prvkem je v tomto případě velikost nabíjecího a vybíjecího proudu baterií.

Návrhem bateriových vozidel resp. dimenzováním baterií pro provoz na neelektrifikovaných tratích se aktuálně zabývali studenti z Katedry elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě (KEEZ) Dopravní fakulty Jana Pernera Univerzity Pardubice na semináři v Moravské Třebové pořádaném katedrou, za finanční podpory společnosti Siemens, kde měli studenti za úkol navrhnout baterie pro stávající vozidla na tratích Česká Třebová – Lanškroun/Moravská Třebová s přihlédnutím k současnému provoznímu nasazení a traťovým poměrům.

Studium elektrotechniky v dopravě

Studijní bakalářský a magisterský obor Elektrotechnické a elektronické systémy v dopravě (ESD) Dopravní fakulty Jana Pernera na Univerzitě Pardubice je zaměřený především na dopravu kolejovou, kde je také elektronika ze všech druhů doprav rozšířena v nejvíce aplikacích. Již při jedné z prvních hodin předmětu Úvod do elektroinženýrství mají studenti před sebou blokové schéma moderní elektrické lokomotivy a úkol vypočítat cenu trakční energie, kterou spotřebuje lokomotiva s daným provozním příkonem na traťovém úseku určité délky, při zadání účinností jednotlivých bloků lokomotivy a ceny trakční energie.

Speciální pracoviště s bezpřevodovkovým trakčním pohonem tramvajového kola se synchronním motorem s permanentními magnety na Dopravní fakultě Jana Pernera, foto: UPCE Studium je však určeno i pro absolventy středoškolského studia neelektrických oborů. Při praktických měřeních jsou zpočátku probírány úplné elektrické základy. Během celého bakalářského studia se studenti oboru ESD zabývají okruhy elektrického měření, elektronických prvků a obvodů, elektrickými stroji a pohony, číslicovým zpracování signálů a informací, regulací a automatizací a mikroprocesorovou řídící technikou. V rámci navazujícího inženýrského a doktorského studia dochází k prohlubování znalostí podle daného zaměření v následujících okruzích – zabezpečovací a sdělovací technika v dopravě, trakční energetika, elektrická trakce, elektrické pohony a výkonová elektronika, elektrotechnika a elektronika v automobilní technice. Výuka je ve větší míře orientovaná prakticky, čemuž slouží také nově vybudované výukové a výzkumné centrum VVCD.

Elektrické schéma soudobých elektrický vícesystémových lokomotiv, foto: KEEZ Pedagogický proces v oboru ESD je podporován formou odborných přednášek, exkurzí a zadávání bakalářských a diplomových prací řadou průmyslových a dopravních společností, se kterými KEEZ spolupracuje. Během studia jsou studenti rovněž zapojováni prostřednictvím semestrálních, bakalářských a diplomových prací do vědeckovýzkumných činností katedry. Jedná se například o společné projekty s firmami CZ LOKO, ŠKODA ELECTRIC nebo VÚKV. Se společností CZ LOKO probíhá výzkum a vývoj řízení trakce hnacích vozidel, například se jedná o vývoj a realizaci řídicího systému pro speciální vozidla řady MUV 74 a motorový vůz M 27. Se společnostmi ŠKODA ELECTRIC a VÚKV probíhá výzkum jízdních vlastností a řízení pohonů se synchronními motory s permanentními magnety kolejových vozidel s nezávisle otáčivými koly. V rámci tohoto výzkumu bylo na Dopravní fakultě Jana Pernera postaveno ve spolupráci se jmenovanými firmami speciální experimentální kolejové vozidlo. Pohon kolejového vozidla s nezávisle otáčivými koly byl v ČR poprvé realizován na tramvajích 15T „ForCity“. Od roku 2012 je Dopravní fakulta Jana Pernera zapojena do činnosti Centra kompetence drážních vozidel. Pracoviště bylo zřízeno v rámci programu „Centra kompetence“ Technologické agentury ČR (TAČR) na podporu rozvoje ve výzkumu, vývoje a inovací. KEEZ je hlavním řešitelem etapy Hybridní pohony a spoluřešitelem etap Řídicí systémy a zabezpečovací zařízení, Rekuperace, Bezpečnost a Elektrické části pohonů.

Další informace o studiu lze čerpat z dříve publikovaného článku nebo přímo ze stránky katedry, případně ze stránek elektrickatrakce.cz.

Zdroj: KEEZ, Siemens-Jiří Pohl


Matouš Danielka Poslat mail autorovi | 21.12.2013 (8:00)
Ostatní: TwitterLinkuj.cz!Jaggni to!Google Bookmarksvybrali.sme.skDalší služby
Související zprávyopen/close

Další z rubriky Pozvánky

Další z regionu ČR Pardubický


  1 2      Zpráv na stránku:   
registrovaný uživatel SYN 
02.01.2014 (15:15)  
Třeba časem budou i spínané zdroje pro tak vysoké výkony...

To rozhodně budou, někde jsem minulý rok četl o laboratorním testu spínaného zdroje (tj. bez velkého trafa "se železem") na 15kV 16,7Hz, takže tam už se to hodně blíží realitě, no a 25kV už není o tolik víc...

Jinak k otázce elektrifikačních soustav, mě osobně by zajímalo zda se u nás aspoň uvažuje o prototypu střídavé (25kV) napájecí stanice která by snesla rekuperaci, když už ne zpět do sítě tak aspoň pro spotřebu jiným vozidlem na stejném segmentu (tedy tak jak - pokud vím - v současnosti pracují u nás stejnosměrné napájecí stanice 3kV)
30.12.2013 (7:23)  
Aj u nás je megalomanský plán prechodu na 25 kV/50 Hz, ale či sa toho dožijem... V Holandsku majú kvôli 1,5 kV DC problémy v nákladnej doprave, že nové vozidlá spôsobujú veľké výkyvy v sieti, preto tam DB na najťažšie vlaky nasadzuje raguliny.
registrovaný uživatel stoupa  mail  
23.12.2013 (7:40)  
Matouši,
peněžně asi neřešitelné, ale to germánský napětí mít všade od Polárního kruhu po Terst (včetně), od Atlantiku po .... (no po tu širokorzchodnou .... ) to je snová představa... :-)
22.12.2013 (22:57)  
M 474 003: Zrovna trakční soustava nepatří mezi snadno přeměnitelné součásti, už jen kvůli vozidlům... 15 kV 16 a 2/3 Hz nás ze všech jiných systémů tlačí asi nejméně. Nejkritičtější jsou samozřejmě stejnosměrné soustavy o malém napětí (1,5 kV). A 25 kV si dost dobře pod sedadlem nedovedu představit... :D i když prostorově by to možná nebyl problém. Třeba časem budou i spínané zdroje pro tak vysoké výkony...
22.12.2013 (21:20)  
A ješte k jiné části příspěvku, jsem zvědavý, jak Němci se svými 15kV 16a2/3Hz přijmou francouzskou soustavu 25kV 50Hz, a jak budou argumentovat indukčními ztrátami na vedení.
Já bych navrhl 25kV 400Hz, to by byl trakční transformátorek schovaný v elektrickém voze někde pod sedadlem. Ovšem ta indukčnost vedení by se už musela řešit.
22.12.2013 (21:14)  
Dneska samozřejmě 4 nebo 6ti osý model nemá otočný čelník i se spřahlem, ale k čemu je to dobré, když si ho nemůžu koupit, je to jako s cestováním, dřív se nikam nesmělo, dnes se sice jakoby smí, ale člověk na to nemá, takže jsme zase tam, kde jsme byli,(je to takové kulaté, uprostřed rozpůlené) bez ohledu na cinkání klíčema.
22.12.2013 (21:09)  
Dnes co vím, tak jsou ceny 4 osá lokomotiva 4000, vagon 1000,nákladní 2 osý nejméně 200, výhybka 800, tak já teda neberu 40x víc než za Bolševika. Je nutné si uvědomit, že jsou jedinci, kteří berou 13000 a 9000 dají za nájem, jenom za podlahu, bez energií a nesmyslných poplatků, třeba za výtah v přízemí nebo za anténu, kterou nepoužívají. Ti pak můžou být vděční za počítačové simulátory, a když jdou kolem obchodu s modelovou železnicí, mají chuť vzít dlažební kostku.
22.12.2013 (21:04)  
Neděkám ze sebe vola, asi to byde generačním rozdílem. Já si pamatuju ceny, Hektor byl opravdu za 105, Nohabka 160, E499 100, V100/110 tragicky provedená za 145, T334 50, V180 145, dvouosý TT jakýkoli 7, Y S tragickými podvozky 33, výhybka 16, rozpojovací kolej 12, trafo Fz1 120, a mohl bych pokračovat. Já jsem lokomotivy kupoval po 2 a vagony po 10, dalo se sestavit rozsáhlé kolejiště s bohatým provozem, pokrač.
registrovaný uživatel stoupa  mail  
22.12.2013 (1:14)  
Pro Pikehead>

Ono to má málo společného se "zacinkáním klíčema". Tzv. Supermodel od Fleischmanna v 70. letech stál asi 300 Marek (SRN). Dnes to jde na 400 EUR ... Rychlíkový kočár těch obligátních 49,95 EUR... :-)
22.12.2013 (0:25)  
Tak ještě oprava a zároveň částečná omluva M474 - Shellky byly 3 a Interfriga 2, takže to sedí na Charyho ceny vagonů. Dneska je Shellka za 500-600 Kč, tj. 4x relativní zdražení. Podobné to bude u lokomotiv, pokud by opravdu stály třeba 150 Kčs, je to dnes reálně 3-4x více.

Pointa příspěvku M474 byla ale o praktickém výcviku k elektru - možná v různých stanicích mladých techniků na koleně stavěli věrně fungující reléovku, ale z věcí dostupných (a sehnatelných) z TT katalogu šlo udělat leda samoshazující se klacky (vzor DR, rakouské mechaniky ani AŽD nevedli), nebo samospouštěcí se závory. Vrchol mojí elektrotechniky byl podomácku zbastlený Grätzův můstek, aby z toho pitomého ~16V trafa šlo napájet LEDky (=AŽD urob si sám, ale modrá neexistovala). Elektrotechnikem jsem se navzdory té láci nestal...

Jo a plně ovšem platí Matoušova poznámka o velkosériové výrobě - vláčky vycházely z forem vymyšlených v DDR 60. letech (inovace sortimentu byly minimální), smysluplné ČSD 70/80. let z TT postavit nešlo ani zaboha (šukafony, brejle, laminy, škoda E II. generace v katalogu nebyly...), kdežto dnes za ty prachy máte nesrovnatelně krásnější a zcela aktuální mašiny a vozy ve všech možných variantách. A mimochodem, po průzkumu na netu to vypadá, že i Tillig na zmíněných kouscích výrazně poladil detaily (nálepky, nýty...) a možná i chodové vlastnosti - takže za tu 4x větší cenu má člověk výrazně lepší vagon.
  1 2      Zpráv na stránku:   

Komentáře vyjadřují názory čtenářů.
Redakce nenese žádnou zodpovědnost za jejich obsah.

- dopisovatel nebo člen ŽP, - editor nebo admin ŽP

Přidat komentář
Komentáře mohou vkládat pouze registrovaní uživatelé.
Před vložením komentáře je nutné se buď přihlásit, nebo zaregistrovat.
Přihlášení
 
 
  
 
   Zaregistrovat

© 2001 - 2018 ŽelPage - správci


Info
informacni okenko