Wat is het maximum koppel van een trein?

[bats]

Voorbeeld een auto (de motor) heeft doorgaans een max koppel dat ligt tussen de 100 en 150Nm (Voor de wat sterkere auto's of snelle auto's kan het koppel wel 400 tot 500Nm zijn, maar dat is dan geen middelklasse, denk ik).

En een vrachtwagen met een motor van 350pk zal een koppel hebben dat in de buurt ligt van de 1000Nm.

Maar een trein(locomotief), ik bedoel dan wel een elektrische zal een veel hoger koppel weer hebben, maar hoe hoog is dat koppel?

En wat ik ook gehoord heb is dat het koppel van een elektromotor vrijwel constant is, is dat zo?

Wel weet ik dat de locomotief in dit voorbeeld een vermogen heeft van 5.500pk, de motor loopt op een spanning van 3000V en 800A, maar de locomotief trekt hier niet de stroom uit een draad van de bovenleiding maar uit meerdere draden.

En de energie die de motor levert zal ook via tandwielen weer overgebracht moeten worden op de wielen die met het spoor in verbinding staan. Wat is bij zo'n trein de overbrengingsverhouding?

En wat is de maximale stuwkracht vooruit bij deze trein?

[klazon]

Wat het koppel van een treinmotor is zou ik zo niet weten. Wat belangrijker is bij een locomotief is de trekkracht aan de rails, en die wordt begrensd door de wrijving van staal op staal. De wrijvingscoëfficiënt kan variëren tussen ongeveer 15 en 30%, afhankelijk van de omstandigheden (droog, nat, zandstrooien). Een locomotief van 100 ton kan dus tot zo'n 25 ton aan trekkracht leveren.

Het klopt dat het koppel van een elektromotor over een groot deel van het toerenbereik nagenoeg constant is.

De overbrengingsverhouding van de motor naar de wielen is afhankelijk van het type trein en van de wieldiameter. Gebruikelijke getallen liggen tussen 1:2 en 1:5. (wieltoerental:motortoerental)

Er zit trouwens wel een tegenstrijdigheid in je gegevens. 5500 pk is ongeveer 4000kW en 3000V bij 800A is maar 2400kW.

Wat bedoel je overigens met de opmerking dat de locomotief stroom trekt uit meerdere draden?

[IW-er]

Die twee draden zijn nodig omdat bij zo'n grote stroom er anders vonken ontstaan. De trein last hem zo vast. Mijn leerkracht elektriciteit beweert zelf dat er voor een goederentrein altijd twee locomotieven moeten rijden maar als je even rondkijkt zie je dat dit geen waar is. Maar het principe is duidelijk zeker?

[klazon]

Ah, je bedoelt dat er twee rijdraden zijn. Maar die vormen elektrisch één geheel.

Bats had het over meerdere draden, dan denk ik aan meerdere polen of fasen.

Als er twee locomotieven voor een trein staan heeft dat meestal te maken met de verlangde accelleratie. Bij een zware trein duurt het anders veel te lang voordat hij op snelheid is.

[wim600008149]

In onderstaande link staat niet echt iets over het koppel maar ze is toch te vermelden waard :

http://www.creator.nl/zo_werkt_het/electri...ocomotieven.htm

[bats]

Wat het koppel van een treinmotor is zou ik zo niet weten. Wat belangrijker is bij een locomotief is de trekkracht aan de rails, en die wordt begrensd door de wrijving van staal op staal. De wrijvingscoëfficiënt kan variëren tussen ongeveer 15 en 30%, afhankelijk van de omstandigheden (droog, nat, zandstrooien). Een locomotief van 100 ton kan dus tot zo'n 25 ton aan trekkracht leveren.

Het klopt dat het koppel van een elektromotor over een groot deel van het toerenbereik nagenoeg constant is.  

De overbrengingsverhouding van de motor naar de wielen is afhankelijk van het type trein en van de wieldiameter. Gebruikelijke getallen liggen tussen 1:2 en 1:5. (wieltoerental:motortoerental)

Er zit trouwens wel een tegenstrijdigheid in je gegevens. 5500 pk is ongeveer 4000kW en 3000V bij 800A is maar 2400kW.

Wat bedoel je overigens met de opmerking dat de locomotief stroom trekt uit meerdere draden?

Ik denk dat een locomotief stroom moet trekken uit meer dan 1 leiding, omdat je dan nooit aan die 5500pk komt, dat heb je ook uitgerekend met de opmerking van die tegenstrijdigheid. Klopt, als de trein stroom trekt uit 1 draad kom je aan 3000x800=2400000W=2400kW, juist daarom moet zo'n trein stroom trekken uit meerdere draden. Of de spanning op de bovenleidingen moet hoger zijn dan 3000V. Dat is nou hetzelfde als je een (elektro)motor hebt (van een grote wasmachine bijv.) die een vermogen heeft van 5500W, daar heb je ook meerdere fasen voor nodig, omdat het geleverd vermogen per fase normaal 220Vx16A=3520W, dat is te weinig voor een motor met 5500W, daarom heeft zo'n motor ook 3 fasen die ieder een spanning van 220V leveren en een maximale stroomsterkte van 16A leveren, dus 3 keer die 3520W. Hierbij is dan ook sprake van krachtstroom.

[klazon]

Bats,

over welke trein en over welk bovenleidingnet heb je het eigenlijk?

Voor zover ik weet zijn er geen spoorlijnen meer met meerfasige stroomtoevoer.

[bats]

Bats,

over welke trein en over welk bovenleidingnet heb je het eigenlijk?

Voor zover ik weet zijn er geen spoorlijnen meer met meerfasige stroomtoevoer.

O, dat dacht ik zo. Dat een elektrische locomotief stroom trok uit meer dan 1 leiding, omdat voor een vermogen van 5.500pk een spanning van 3000V en een stroomsterkte van 800A daar niet voldoende voor is. Maar ik heb eens naar de link van wim600008149 gekeken en daar stond dat of de spanning meer is dan 3000V of de stroomsterkte meer is dan 800A of allebei, dus vandaar. En over treinen heb ik het hier over de gewone sneltreinen van het type koploper, dus niet met die honde(n)kop. Trouwens ik las dat in Nederland een spanning van 1500V wordt gebruikt, dan moet de stroomsterkte dus 3026,7A zijn om aan een vermogen van 4540kW te komen. In België is dan 3000V, dus daar is een stroomsterkte van 1513,3A voor nodig en in Duitsland is dat 15.000V bij een stroomsterkte van 302,7A.

Maar dat wist ik dus ook niet, mij is altijd verteld dat de spanning op de draden 3000V was bij 800A, maar dat klopt dus niet.

[klazon]

Er bestaan inderdaad meerdere bovenleidingspanningen voor treinen.

De meest voorkomende zijn:

1500V gelijkspanning, in Nederland en een deel van Frankrijk.

3000V gelijkspanning in België.

15000V wisselspanning 16 2/3 Hz in Duitsland, Zwitserland. Oostenrijk.

25000V wisselspanning 50Hz voor hogesnelheidslijnen, b.v. in Frankrijk, maar ook op de Betuweroute en de HSL zuid in Nederland.

De spanning 25000V is internationaal aangewezen als de standaardspanning voor nieuwe spoorlijnen. Er bestaan plannen om in heel Nederland om te schakelen op deze standaard spanning. De nieuwe dubbeldekkers, de IRM, zijn recent omgebouwd tot VIRM en zijn daarmee tevens voorbereid voor deze nieuwe spanning.

Bij 1500V heb je idd niet genoeg aan 800A. Een elektrische loc heeft een vermogen van enkel MW, dus heb je dan ook een paar duizend ampere nodig.

[bats]

Wat het koppel van een treinmotor is zou ik zo niet weten. Wat belangrijker is bij een locomotief is de trekkracht aan de rails, en die wordt begrensd door de wrijving van staal op staal. De wrijvingscoëfficiënt kan variëren tussen ongeveer 15 en 30%, afhankelijk van de omstandigheden (droog, nat, zandstrooien). Een locomotief van 100 ton kan dus tot zo'n 25 ton aan trekkracht leveren.

Het klopt dat het koppel van een elektromotor over een groot deel van het toerenbereik nagenoeg constant is.  

De overbrengingsverhouding van de motor naar de wielen is afhankelijk van het type trein en van de wieldiameter. Gebruikelijke getallen liggen tussen 1:2 en 1:5. (wieltoerental:motortoerental)

Er zit trouwens wel een tegenstrijdigheid in je gegevens. 5500 pk is ongeveer 4000kW en 3000V bij 800A is maar 2400kW.

Wat bedoel je overigens met de opmerking dat de locomotief stroom trekt uit meerdere draden?

De wrijvingscoëfficiënt van de wielen op de rails is zo'n 15 tot 30% en daarmee kan een locomotief van 100 ton 25 ton aan trekkracht leveren. Als ik het goed begrijp kan een locomotief dus nog veel meer trekkracht leveren dan 25 ton, als de wrijvingscoëfficiënt nog hoger is, dus als ik de wielen van deze locomotief nu vervang door tandwielen met grove tanden en ik laat deze locomotief nu rijden over rails met een tandrad, dus dat de tanden van de wielen precies aangrijpen in de tanden die op de rails liggen, is het dan mogelijk dat zo'n locomotief dan 3 tot 6 keer meer trekkracht kan leveren, dus 75 tot 150 ton?

Als een trein een steile berghelling moet beklimmen dan loopt dat toch ook via tandwielen over een tandrad?

En als een trein een trekkracht heeft van 25 ton, hoe wordt dan z'n maximum snelheid van 160km/u bepaald? Niet zo zeer door de luchtwrijving, gezien het grote vermogen en trekkracht. Is zo'n trein dan begrensd op een bepaalde snelheid?

[klazon]

Eén van de allereerste stoomlocomotieven had ook een tandwiel naast de gewone wielen en een tandstaaf naast de spoorstaaf. Dat was omdat men toen dacht dat de wrijving van staal op staal onvoldoende zou zijn om een trein voort te slepen. De ervaring heeft geleerd dat bij vlak spoor en bescheiden hellingen de wrijving voldoende is.

Tandrad wordt alleen toegepast op bergbanen, dat begint bij een helling boven (ongeveer) 5%. Maar dit wordt alleen toegepast als het echt niet zonder kan, omdat een tandradconstructie extra slijtage en dus extra kosten veroorzaakt.

De maximum snelheid van een loc wordt bepaald door verschillende factoren, zoals de wegligging (toestand van de baan en de effectiviteit van de vering) en de ontwerpgegevens van de motor. Ook hierbij geldt dat in het ontwerp een optimum wordt gezocht tussen de gewenste prestaties en de kosten die daarmee gepaard gaan.

[chablis]

Bats,

over welke trein en over welk bovenleidingnet heb je het eigenlijk?

Voor zover ik weet zijn er geen spoorlijnen meer met meerfasige stroomtoevoer.

Meerfasen treinen zijn er tegenwoordig geloof ik niet meer, maar het is wél zo dat bovenleiding vaak uit meerdere draden naast elkaar bestaat zowel voor energietransport als een beter contactoppervlak.

[bats]

Eén van de allereerste stoomlocomotieven had ook een tandwiel naast de gewone wielen en een tandstaaf naast de spoorstaaf. Dat was omdat men toen dacht dat de wrijving van staal op staal onvoldoende zou zijn om een trein voort te slepen. De ervaring heeft geleerd dat bij vlak spoor en bescheiden hellingen de wrijving voldoende is.  

Tandrad wordt alleen toegepast op bergbanen, dat begint bij een helling boven (ongeveer) 5%. Maar dit wordt alleen toegepast als het echt niet zonder kan, omdat een tandradconstructie extra slijtage en dus extra kosten veroorzaakt.

De maximum snelheid van een loc wordt bepaald door verschillende factoren, zoals de wegligging (toestand van de baan en de effectiviteit van de vering) en de ontwerpgegevens van de motor. Ook hierbij geldt dat in het ontwerp een optimum wordt gezocht tussen de gewenste prestaties en de kosten die daarmee gepaard gaan.

M.a.w. de maximumsnelheid van zeg maar 160km/u van een loc wordt dus niet bepaald door de luchtweerstand, zoals bij een auto die max. 160km/u kan in de overdrive(meestal de 5e versn, daar het tt. nog rel.laag is, i.v.t. de snelheid, terwijl 160km/u in de 4e dan wordt bepaald door het max.tt).

Maar een loc heeft geen versnellingen zoals bij een auto, althans niet handgeschakeld, ook geen automatische versnellingsbak??

Hoe kan zo'n trein dan zo'n snelheid krijgen, zonder het toerental van de motor te verlagen, m.a.w. maakt de motor dan niet teveel toeren?

[klazon]

Het aardige van een elektromotor is dat het koppel over bijna het hele toerenbereik constant is. Er is dus helemaal geen noodzaak voor een versnellingsbak. En zo verschrikkelijk snel draait zo'n treinmotor nou ook niet. Zal bij maximale snelheid zo tussen de 1000 en 2000 toeren per minuut liggen.