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从蒸汽火车,内燃机车,电动火车,高速列车的工作原理,来看火车的进化史 科技

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似科普内容的小伙伴。左下角抢先体验吧。在发动机的曲轴上还连接着一台交流发电机,发动机高速转动时会带动发电机进行发电,发出的电经过整流调整后会提供给悬挂系统的电动机使用,电动机通电后会产生巨大的扭矩,然后通过齿轮带动车轮进行转动,从而使得火车跑起来。但是内燃机车的速度较慢,并且不环保,所以就又诞生了完全用电的纯电动火车。这是一对火车轮子,轮子旁边安装有一个电动机,三对这样的轮子一组构成一个转向架,每节车厢有两个这样的转向架,然后每对轮子旁都安装一个电动机,将电动机通电,火车就能跑起来了。但是有个问题,火车使用的高压线高达25千伏,这么高的电压会烧毁电动机,所以在转向架上还有一个电压器,可以防止电机被烧毁。电压器的内部有三个线圈绕阻,初级绕阻和次级绕阻。会先将25千伏的电压。它降压到600~3000伏左右,然后第三个绕组将电压再次降压,最终将合适的电压输送到电动机。同时初级绕阻的另外一端需要连接到车轮的轴刷上,并通过铁轨最终流向地面。但是单向感应电机扭矩太小,无法带动火车这个庞然大物,所以单向感应电机被改成了三相感应电机,但是这就要架设三相电缆,成本非常大。

为了解决这个问题,工程师加入了整流器和逆电器。从电压器出来的电压先来到整流器,通过整流后,单向交流电会转换成直流电,然后直流电再来到逆变器,逆变器会将直流电转换成三相交流电,最后再连接到三相感应电机上,火车就能跑起来了。但是电动火车的速度依旧比较慢,所以速度更快的高速列车应运而生。高速列车采用了更加先进的车载技术,车型也更符合空气动力学设计。但是高速列车进入狭小的隧道时就会出现。问题列车前方的空气受到高速挤压会转化为冲击波,并以音速向前移动,到达隧道另一边时,冲击波会像子弹一样冲出隧道,产生音爆,音爆甚至能震碎周围房子的玻璃。为了解决这个问题,工程师在隧道口建造了隧道缓冲结构,并在顶上开了几个洞口,被挤压的空气从洞口排出后,产生的冲击波大大降低,从而很好的解决了音爆问题。同时,列车速度过快还带来另外一个问题,那就是列车达到某个特定速度时会形成蛇形走位。蛇形走位会导致列车左右摇晃的非常厉害,达到一定的摇晃幅度,列车甚至会出轨。

如何解决蛇形走位问题呢?工程师通过研究发现,问题出在了火车的悬挂系统,因为车轮转动时会产生横向运动能量,这种横向运动会加剧火车车轮的摇晃。为了解决这个问题,工程师直接在车轴上安装了调节钢丝弹簧,可以吸收掉横向

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