تجهیزات قطار

اولین سیستم روشنایی الکتریکی که در قطارهای بخار استفاده می‌شد، توسط یک باتری با ظرفیت بالا که در یک جعبه زیر واگن نصب شده بود تأمین می‌شد. این باتری توسط دینامی که با یک تسمه از یکی از محورها‌ی واگن تغذیه می‌شد، شارژ می‌گردید. البته این بدان معنا بود که باتری تنها زمانی شارژ می‌شد که قطار در حال حرکت بود و باید ظرفیت کافی برای توقف‌های طولانی در ایستگاه‌ها، به ویژه در پایانه‌ها، را داشت. ولتاژ این سیستم‌ها بین 12 تا 48 ولت بود. قطارها توسط بخاری که از طریق لوله‌ها از لوکوموتیو تغذیه می‌شد، گرم می‌شدند. اگر لوکوموتیو برقی یا دیزلی بود، یک دیگ بخار مخصوص گرمایش در لوکوموتیو نصب می‌شد. برخی از راه‌آهن‌های اروپایی قطارهایی داشتند که هم مجهز به سیستم گرمایش بخار و هم گرمایش الکتریکی بودند. اخیراً، تمام سیستم‌های گرمایش به الکتریکی تبدیل شده‌اند.

قطارهای برقی اولیه از نیروی مستقیم خط برای روشنایی و گرمایش استفاده می‌کردند. ولتاژ لامپ‌ها از طریق سری کردن گروهی از لامپ‌ها در مدار کاهش می‌یافت. هر وسیله نقلیه دارای یک کلید جداگانه بود که توسط یکی از اعضای خدمه عمل می‌شد. در برخی از راه‌آهن‌ها که تونل داشتند، خدمه روز موظف بودند که تمام چراغ‌ها را در ایستگاه قبل از تونل روشن کرده و در ایستگاه بعد از خروجی تونل خاموش کنند. چنین ایستگاه‌هایی دارای کارکنانی بودند که وظیفه این کار را بر عهده داشتند.

در اواسط دهه 1930، واحدهای چندگانه برقی با ژنراتورهای DC درون‌برد برای تأمین روشنایی ظاهر شدند. این امر امکان استفاده از ولتاژهای پایین‌تر و کاهش سیم‌کشی سنگین مورد نیاز برای روشنایی تغذیه شده از جریان کششی را فراهم کرد. خروجی این ژنراتورها بسته به کاربرد، بین 37 تا 70 ولت بود. ژنراتور توسط یک موتور الکتریکی کوچک که از جریان کششی تغذیه می‌شد، به حرکت در می‌آمد. به همین دلیل، اغلب به آن‌ها “موتور ژنراتور” گفته می‌شد.

در سیستم موتور ژنراتور، روشنایی قطار و باتری از ژنراتوری تغذیه می‌شوند که توسط موتوری با ولتاژ خطی به حرکت در می‌آید. مدار بازگشت از طریق زمین و با استفاده از ساختار خودرو، شبیه به خودروهای جاده‌ای، انجام می‌شود. یک تنظیم‌کننده ولتاژ برای کاهش خطر آسیب ناشی از تغییرات ناگهانی ولتاژ به علت وقفه‌ها در ریل جریان یا بخش‌های خنثی در خط بالاسری فراهم شده است. اگر MG متوقف شود، باتری از مدار شارژ جدا شده و تنها چند چراغ اضطراری را تغذیه می‌کند. علاوه بر تأمین روشنایی، مدار LV برای تغذیه تمام مدارهای کنترلی قطار نیز استفاده می‌شد.

تا اواخر دهه 1940، لامپ‌های فلورسنت محبوبیت پیدا کرده و به عنوان روشنایی بهتر، روشن‌تر و با مصرف جریان کمتر نسبت به لامپ‌های رشته‌ای شناخته شدند. با این حال، اگر از DC استفاده شود، لوله‌های روشنایی در یک سر سیاه می‌شوند، بنابراین برای مدارهای روشنایی قطارها از AC استفاده شد. در ابتدا، برخی سیستم‌ها از ژنراتور DC با اضافه کردن یک آلترناتور به شفت محرک استفاده کردند، یک موتور-ژنراتور-آلترناتور. خروجی DC از ژنراتور برای مدارهای کنترلی استفاده می‌شد، در حالی که خروجی AC از آلترناتور برای روشنایی به کار می‌رفت. روشنایی اضطراری همچنان از لامپ‌های رشته‌ای و از باتری تغذیه می‌شد.