История электротехники

В дальнейшем развитие тепловозов шло по пути увеличения мощности как за счет увеличения количества тяговых осей, так и за счет увеличения мощности ТЭД, без принципиальных изменений в электрооборудовании.

Начало следующего этапа в развитии электрооборудования тепловозов относится к 1975 г., когда на Ворошиловградском тепловозостроительном заводе был изготовлен первый тепловоз типа ТЭ120 с электрической передачей переменного тока. Тяговый агрегат тепловоза типа А-711 состоит из главного синхронного генератора типа ГС-504А и вспомогательного генератора типа ГС-507 для питания цепей электрического отопления пассажирских вагонов. Такое совмещение в одном агрегате главного и вспомогательного генераторов в отечественном тепловозостроении было осуществлено впервые.

К двум трехфазным статорным обмоткам главного генератора подключены входные зажимы двух мостовых диодных выпрямителей, соединенных по отношению к нагрузке последовательно. К выходным зажимам выпрямителей через индивидуальные трехфазные автономные инверторы напряжения подключены статорные обмотки шести асинхронных ТЭД типа ЭД-900. Уровень напряжения, прикладываемого к ТЭД, регулируется возбудителем главного генератора, а частота этого напряжения — автономным инвертором.

По результатам испытаний опытного тепловоза с асинхронными ТЭД были сделаны рекомендации о выпуске такого тепловоза в двухсекционном варианте, но, как и в случае с электровозами, эти работы были приостановлены из-за отсутствия необходимой элементной базы (силовых полупроводниковых приборов и конденсаторов).

В связи с распадом СССР выпуск тепловозов в России перешел полностью на Коломенский тепловозостроительный завод, который продолжает выпускать грузовые и пассажирские тепловозы с электрической передачей переменно-постоянного тока, электрооборудование которых не претерпевает принципиальных изменений [8.13].

8.1.2. ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ

Трамвай. Происходит от английского слова Tramway (Tram — вагон и way — путь) — городская наземная электрическая дорога. Трамвай стал развиваться с начала 80-х годов прошлого столетия. Впервые трамвай был пущен в пригороде Берлина в 1881 г.

Трамвайные вагоны того времени имели малую вместимость — всего 24 пассажира, открытые площадки, маломощные двигатели в 4,5 л.с., ручной тормоз. Электрический ток подводился к двигателям по рельсам. Скорость таких вагонов не превышала 19 км/ч.

С применением в 1883 г. верхнего контактного провода и роликовых токоприемников начался период быстрого усовершенствования вагонов и строительства трамвайных предприятий.

В России первый трамвай был построен в Киеве в 1892 г., затем был пущен трамвай в Нижнем Новгороде, Казани, Ташкенте. В Москве трамвайное движение было открыто в 1903 г., в Санкт-Петербурге — в 1907 г.

Московский и Санкт-Петербургский трамваи представляли собой поезда из двухосных моторных и прицепных вагонов значительной вместимости, оборудованных сравнительно мощными электродвигателями. Они имели хорошее освещение, а также отопление в зимнее время.

К началу первой мировой войны в России было уже 35 трамвайных хозяйств, 30 из них полностью или частично принадлежали иностранным концессиям. Подвижной состав, его механическое, пневматическое и электрическое оборудование заказывалось за границей.

В 1925 г. завод «Электросила» выпустил отечественный тяговый двигатель постоянного тока ПТ-30Н, а с 1926 г. завод «Динамо» приступил к производству электродвигателей ДМ-1А повышенной мощности, которые не уступали заграничным. Помимо двухосных вагонов с 1926 г. в России стали строить и эксплуатировать более вместительные четырехосные вагоны.

В 1928 г. Коломенский завод начал выпуск серии четырехосных трамвайных вагонов типа КМ. В 1938 г. были построены первые четырехосные трамвайные вагоны М-38 с двигателями смешанного возбуждения и оригинальной схемой управления, разработанной заводом «Динамо». С 1947–1948 гг., отечественные заводы выпускают цельнометаллические четырехосные трамвайные вагоны типа МТВ-82 (Тушинский машиностроительный завод) и двухосные моторные и прицепные вагоны типа КТМ-1 иКТП-1 (Усть-Катавский вагоностроительный завод).

В дальнейшем к строительству вагонов приступили Ленинградский и Рижский вагоностроительные заводы, выпустив соответственно вагоны ЛМ-49, ЛП-49, ЛМ-57 и РВЗ.

Трамваестроение на этом этапе развивалось в направлении перехода от двухосных моторных и прицепных вагонов к более емким четырехосным вагонам, повышения их вместимости, роста энерговооруженности, повышения динамических показателей.

В 60–70-х годах Усть-Катавский вагоностроительный завод проектирует и переходит к массовому выпуску четырехосных трамвайных вагонов модели КТМ-5М и модели 71–605, которые эксплуатируются в городах России до настоящего времени. Для Санкт-Петербурга Петербургский трамвайно-механический завод изготавливает четырехосные вагоны модели ЛМ-68М.

Прогресс в области трамваестроения сопровождался прогрессом в области тягового электрического оборудования.

Оно включало в себя современные тяговые двигатели типа ДК-259 мощностью 40–45 кВт, управление которыми осуществлялось автоматической контакторно-резисторной системой управления (РКСУ), а электрическая аппаратура характеризовалась большой степенью унификации. Электрооборудование обеспечивало маневровый режим работы, автоматический пуск, электродинамическое торможение, спуск с уклонов с различными установками, работу вагонов по системе многих единиц. Применение нового электрооборудования повысило динамические показатели вагонов (скорость до 65–70 км/ч, ускорение до 1,3 м/с², замедление до 1,2 м/с²) и улучшило комфорт пассажиров.

С 80-х годов трамвай как один из современных и экологически чистых видов транспорта, переживает свое второе рождение. Современный этап его развития характеризуется повышением требований к его провозной способности, удобству пассажиров, снижению эксплуатационных затрат, повышению надежности работы.

Развивается и реализуется концепция строительства шести- и восьмиосных трамвайных вагонов вместимостью 220 и 320 человек с различной комбинацией числа тяговых двигателей.

Другим направлением по созданию подвижного состава повышенной провозной способности является разработка четырехосных активных и пассивных прицепных вагонов вместимостью до 135 человек.

В 1990 г. для перспективных отечественных четырехосных трамвайных вагонов модели 71–608 и шестиосных вагонов модели 71–86 заводом «Динамо» совместно с другими предприятиями начато серийное производство тягового электрооборудования с двигателями типа ДК-263 повышенной мощности (80 кВт) и энергосберегающими тиристорно-импульсными системами управления (ТИСУ).

В настоящее время выпущено 25 000 трамвайных вагонов различных модификаций, которые перевозят пассажиров в 92 городах России и ближнего зарубежья.

Работа по совершенствованию моделей трамвайных вагонов и созданию новых проводится постоянно. Так, появились вагоны нового поколения: модели 71–608 (с ТИСУ), 71–608КМ (с РКСУ), 71–611 (для эксплуатации на скоростных линиях), ЛМ-93 (четырехосный вагон с РКСУ), ЛВС8–1-93 (восьмиосный вагон с двумя моторными и двумя опорными тележками и четырьмя двигателями суммарной мощностью 80 кВт), ЛВС8–2-93 (восьмиосный вагон с четырьмя тележками и восемью двигателями мощностью 60 кВт).

В 1996 г. изготовлены и проходят испытания два четырехосных вагона модели 71–616, созданных в кооперации Усть-Катавским вагоностроительным заводом, заводом «Динамо» и фирмой «Сименс» (Германия).

Этот первый в России вагон нового поколения способствует значительной (до 25%) экономии электроэнергии за счет применения тягового оборудования с ТИСУ и оптимизации режимов движения бортовым компьютером. Привод колес вагонов осуществляется от четырех тяговых двигателей суммарной мощностью 76 кВт.

Троллейбус. Происходит от английского слова «Trolleybus» («Trolley» — контактный привод, роликовый токоприемник и «bus» — автобус) — вид городского безрельсового транспорта.