Trakční transformátor
Trakční transformátor je srdcem střídavé lokomotivy, podobně jako tomu je u kontroléru a stejnosměrných lokomotiv. Trakční transformátor je elektrický stroj, umožňující změnu přiváděného napětí na napětí požadované pro pohon elektromotorů a dalších zařízení na lokomotivě. Krom toho trakční transformátory umožňují regulovat napětí odpovídající jednotlivým jízdním stupňům a tím i měnit svorkové napětí na trakčních motorech.


Trakční transformátor na stroji 363.163

Vstupní vinutí transformátoru se nazývá primární vinutí a je napájeno proudem přímo z trolejového vedení. Výstupní strana, čili sekundární vinutí, je tvořeno několika dalšími vinutími - trakčním vinutím, vinutím pro pomocné pohony, vinutím pro řídicí obvody a topení.

Konstrukce trakčního transformátoru
Samotné zařízení je uloženo v ochranné nádobě. Trakční transformátor se skládá ze dvou samostatných vinutí, navzájem provázaných magnetickým polem, a jádra. Pro účely vytápění vlaku bývají trakční transformátory vybaveny pomocným vinutím. Samotná regulace napětí probíhá u starších lokomotiv na primární straně transformátoru a je realizována přepínačem odboček a stykači umístěnými na tzv. stykačovém rámu. Přepínač odboček je poháněn elektropneumatickým servomotorem. Dále se v trakčním transformátoru nachází signalizační a blokovací zařízení a kompenzátor. Oproti lokomotivám stejnosměrné trakce mají střídavé lokomotivy z měřicích přístrojů navíc ukazatel proudu na primárním vinutí trakčního transformátoru. Chlazení transformátoru zajišťuje chladicí olej, obklopující plechy i obě vinutí transformátoru. Vyžadovány jsou tedy i dobré izolační vlastnosti oleje. Důležitou součástí trakčního transformátoru je také Buchholzova ochrana (viz níže).

Regulace transformátorů
Trakční transformátory se podle typu regulace dělí na transformátory s regulací na primární straně, transformátory s regulací na sekundární straně a transformátory s pevným převodem (neregulační transformátory).

Transformátory s regulací napětí na primární straně se také někdy označují jako transformátory s vysokonapěťovou regulací. To znamená, že odbočky jsou přepínány přímo na vstupní straně transformátoru, kde je napětí 25 kV. Tento typ regulace je použit na strojích řad 230, 240 a 242.

Transformátory s regulací na sekundární straně mají oproti předchozímu typu odbočky vyvedeny na nízkonapěťové straně.

U novějších střídavých a u vícesystémových lokomotiv je použit trakční transformátor s pevným převodem. Jedná se o neregulační transformátor, který pouze upravuje vstupní napětí a samotná regulace je poté realizována pulzními měniči, případně řízenými usměrňovači nebo po usměrnění hlavním kontrolérem (řada 350 ZSSK).

Trakční usměrňovač
Jedná se o elektrické zařízení, nezbytné na střídavých lokomotivách se stejnosměrnými motory, určené k usměrnění napětí z transformátoru. Trakční usměrňovač je tedy řazen za transformátorem. Trakční usměrňovače jsou buďto rtuťové nebo křemíkové.

Rtuťový neboli ignitronový usměrňovač je starou konstrukcí, která se dnes vpodstatě již nepoužívá. Důvodem je mohutnost a složitost tohoto zařízení. Základem rtuťového usměrňovače je ignitron - rtuťový ventil. Jedná se o usměrňovací výbojku v kovové baňce se rtuťovými parami a zapalovací elektrodou, tzv. ignitrem. Hodnota napětí na výstupu z ignitronu se reguluje posouváním fáze zapalovacího impulzu. Rtuťový usměrňovač byl z výroby na zkušební lokomotivě S 479.101 z roku 1962, o použití rtuťových usměrňovačů se však uvažovalo i pro řadu S 489.0 (230).

Praktičtější a modernější konstrukcí jsou usměrňovače založené na vlastnostech polovodičů. Obvykle se používají usměrňovače sestavené z diod, nejčastěji křemíkových. Zde se využívá diodového jevu - zjednodušeně řečeno: dioda se v praxi chová jako ventil, propouštějící proud pouze v jednom (propustném) směru. Využita je ovšem pouze kladná půlperioda, což není příliš praktické; proto se v technické praxi používají tzv. dvoucestné usměrňovače, na jejichž výstupu je pulzující napětí, které se vyhlazuje pomocí filtrů s tlumivkami a kondenzátory. Vyhlazení ale není dokonalé; vzniká zvlněný proud, Trakční motory určené pro napájení zvlněným proudem mají poněkud odlišnou konstrukci, než mají klasické stejnosměrné elektromotory na stejnosměrných lokomotivách. To se ale týká i motorů např. na řadě 163, které jsou napájeny z pulzních měničů, jejichž časová charakteristika (napětí v závislosti na čase) má tvar sinusoidy.

Buchholzova ochrana
Buchholzova ochrana je tvořena plynovým relé, které slouží k ochraně trakčních transformátorů před vnitřním poškozením, plynoucím z přeskoku na vinutí transformátoru. Přeskok na vinutí se projevuje vznikem bubliny (vinutí transformátoru je ponořeno v olejové lázni). Bublina plave nahoru a způsobí propad plováku. Relé okamžitě rozepne hlavní vypínač, čímž zároveň odpojí trakční transformátor.