DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita

4. Trakčný transformátor
4.1 Charakteristika trakčného transformátora
Transformátory patria medzi najbežnejšie elektrické stroje. Vyrábajú sa pre výkony od jednotiek
VA až po stovky MVA a rôzne použitie. Ich prevedenie môže byť veľmi rôznorodé. Transformátory,
ktorých hlavným účelom je prenos energie sa zvyčajne skladajú z jadra a jedného, dvoch alebo viacerých
vinutí.
Základný účel trakčného transformátora umiestneného v rušni je zníženie napätia napájacej
sústavy. Trakčné transformátory sú takmer výlučne jednofázové a majú niekoľko sekundárnych vinutí
[8], ktoré slúžia pre napájanie:
− trakčných obvodov – napätie približne 1000 V;
− vlakového kúrenia – napätie 1500 alebo 3000 V;
− pomocných obvodov – napätie napr. 220 V.
Podľa spôsobu regulácie napätia sa dajú transformátory rozdeliť na transformátory:
− s reguláciou napätia na primárnej strane – väčšinou sa jedná o autotransformátory
alebo sústrojenstvo autotransformátor a prevodový transformátor. Použité sú na rušňoch
s jednosmernými, prípadne jednofázovými komutátorovými trakčnými motormi.
− s reguláciou napätia na sekundárnej strane – majú väčšinou menší počet odbočiek,
vzhľadom na väčšie prúdy sú odbočky prepínané pomocou výkonových stykačov
− bez regulácie napätia – v súčasnosti sú najpoužívanejšie. Regulácia napätia je
zabezpečená výkonovou elektronikou.
Od trakčného transformátora sú požadované najmä:
− nízka hmotnosť – jedným z dôležitých parametrov rušňa je nápravový tlak, ktorý
určuje maximálnu hmotnosť rušňa. Transformátor preto musí mať pri danom výkone čo
najmenšiu hmotnosť.
− malé rozmery – rozmery sú obmedzené prechodovým prierezom rušňa a jeho dĺžkou.
U klasických rušňov je transformátor zvyčajne umiestnený čiastočne pod podlahou
medzi podvozkami. Maximálne rozmery transformátora sú určené šírkou rušňa
a vzdialenosťou podvozkov. Výška nie je limitujúcim faktorom, avšak keď je
transformátor veľmi vysoký, obmedzuje priestor pre ďalšie zariadenia.
− vysoká účinnosť – transformátory pre rušeň majú výkon rádovo niekoľko MVA. Pri
takto vysokých výkonoch aj nízke percento strát predstavuje vysoký stratový výkon.
Straty by mali byť čo najnižšie z ekonomického pohľadu, aj z pohľadu chladenia.
− dobré izolačné vlastnosti – transformátor v rušni je často vystavovaný atmosferickým,
ale najmä spínacím prepätiam.