| beneden | index | home | ns-discussies | volgende |
Voorheen werd de motor van een elektrische trein aangedreven met gelijkspanning, zoals die ook op de bovenleiding staat. Omdat een trein in principe elke snelheid moet kunnen rijden, moest een manier worden gevonden om de spanning te kunnen varieren. Hiervoor werden jarenlang weerstanden gebruikt. Omdat met dit systeem veel energie verloren gaat als warmte (de weerstanden zetten immers energie om in warmte), werd er een ander systeem gezocht.
Een thyristor lijkt veel op een diode, er kan maar in een richting stroom door lopen. Als een thyristor in rust is, loopt er in het geheel geen stroom door, zodra er op een extra aansluiting wel een spanning wordt gezet kan de hoofdstroom door de thyristor gaan lopen. De werking hiervan is enigszins te vergelijken met die van een relaism, het grote verschil is dat bij een relais de hoofdstroom gestopt wordt zodra de extra aansluiting spanningsloos wordt gemaakt en dit bij een thyristor niet het geval is. Om de hoofdstroom wel te stoppen, moet er door de aansluitingen van de hoofdstroom gedurende korte tijd een even grote of grotere stroom worden gestuurd. Zodra de stroom door de tyristor nul is, dooft deze en wordt de hoofdstroom onderbroken. Het doofcircuit bestaat uit nog een thyristor, samen met een condensator.
Het hierboven beschreven systeem van twee thyristoren functioneert als een schakelaar die snel in- en uitschakeld. Door de tijd waarin de schakelaar gesloten is te varieren, zal er in totaal meer of minder stroom lopen. De functie van de hierboven genoemde weerstanden wordt overgenomen door de thyristorschakeling, met het verlengen van de tijd dat de hoofdthyristor geleidend is wordt het in stappen verkleinen van de voorschakelweerstand ge-imitieerd. Door allerlei dempende effecten in de stroomkring zal het rijden met deze schakeling geen schokkende gebeurtenis zijn. De schakelpulsjes zijn echter zeer duidelijk hoorbaar zijn, let maar eens op als een ICM-2 of later wegrijdt. De eerste gelijkstroomchopper in Nederland, in 1973, vond plaats in de verbouwde motorpost mP 9204, later werkmotorwagen 30 84 978 1 801-4, beter bekend als "Jules".
Ook bij het elektrisch remmen kan de thyristor schakeling gebruikt worden. Door met deze de remweerstand even kort te sluiten, lijkt het of de weerstand kleiner wordt. In het begin zal deze kortsluiting maar even duren, maar aan het eind zal deze volledig zijn, door de hoofdthyristor niet meer te doven.
Deze schakeling wordt in het Engelse taalgebied een "chopper" genoemd, omdat de schakeling de stroom in stukjes hakt. De Fransen noemen de schakeling "hacheur", de Belgen "hakker" en de Duitsers "Zerhacker". Internationaal wordt steeds vaker "chopper" gebruikt.
Als er gebruik gemaakt wordt van voorschakelweerstanden, dan moet er met een schakelaar geschakeld worden. Hierbij zullen de contacten afbranden door vonkvorming. Choppers zijn halfgeleiders en zorgen dus niet voor vonken.
Zoals gezegd is een van de grote nadelen van weerstanden dat zij energie omzetten in warmte. Dit effect treed niet op bij choppers.
Het grootste voordeel van chopperschakelingen is dat het vrij eenvoudig is om tijdens het remmen energie terug te voeden in het net. Deze recuperatie mogelijkheid was voorheen alleen mogelijk met zeer ingewikkelde schakelingen, terwijl het bij choppers bijna cadeau wordt gedaan.
De schakelpulsen zijn niet alleen te horen, ze zijn ook te meten in de retourstroom, die door de rails naar het onderstation terugkeert. Veel maatschappijen gebruiken een beveiligingssyteem dat ook gebruikt maakt van een stroom door de rails. De choppers kunnen dus de beveiliging storen, om dit te voorkomen moeten er filters worden geplaatst. Behalve het plaatsen van filters, wordt er gezorgd dat de choppers werken met een frequentie die de beveiliging zo weinig mogelijk zal storen. Choppers werken daarom tegenwoordig altijd met een vaste frequentie en met een variabele lengte van de puls.
Het regelen van de choppers is ook erg ingewikkeld. Voordat de hoofdthyristor ontstoken mag worden, moet eerst zeker zijn dat deze ook weer gedoofd kan worden. Dit wordt gecontroleerd door een controlesysteem dat moet kijken naar:
| boven | index | home | ns-discussies | volgende |