Рост электрических нагрузок в системе тягового электроснабжения, вызванный увеличением объемов выполняемой работы, вывел системы тягового электроснабжения постоянного тока на предельные режимы работы, не удовлетворив при этом необходимых размеров движения. В связи с этим стали интенсивно исследоваться альтернативные системы тяги, помимо систем с уровнем напряжения в контактной сети от 6 до 24 кВ. Эти системы  требуют применения принципиально нового электроподвижного состава, имеющего на борту управляемый преобразователь, осуществляющего понижение напряжения контактной сети до уровня 1500 В.

Другим решением является трехпроводная система Т.П. Третьяка. Сущность ее заключается в том, что уровень напряжения в контактной сети постоянного тока сохраняется прежним, что позволяет эксплуатировать прежний электроподвижной состав, но значительная часть электроэнергии подается к нему повышенным напряжением постоянного тока 6 кВ при помощи дополнительного провода, подвешенного с полевой стороны. Преобразование энергии постоянного тока повышенного напряжения в энергию постоянного тока 3 кВ осуществляется преобразователями, размещенными вдоль электрической железнодорожного полотна. Схема такой системы приведена на рис. 1.

Рис. 1. Система тягового электроснабжения Т.П. Третьяка.  ТТ-тяговые трансформаторы;. И-инвертор;  ЭПС- электроподвижной состав; НВ- нейтральная вставка, разграничивающая контактную сеть на отдельные секции

В настоящее время перспективным считается тяговый привод на асинхронных электродвигателях, преимущества которых подтверждены опытом эксплуатации на железных дорогах Европы. Этому способствуют успехи в создании запираемых тиристоров (GTO и IGCT) и биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) на рабочее напряжение 6 кВ, используемых компаниями Siemens, Adtranz и другими.

Система электрической тяги постоянного тока 15 кВ была предложена в США порядка четыре десятков лет назад. В Италии разработаны системы тяги постоянного тока 12 кВ,  выполнено сравнение систем тяги постоянного тока 12 кВ и переменного 25 кВ, 50 Гц в целом по капитальным затратам и доказано, что для системы постоянного тока они меньше.

схема электроподвижного состава постоянного тока повышенного напряжения

Рис. 2. Возможная принципиальная схема электроподвижного состава постоянного тока повышенного напряжения (электровоз с импульсным управлением тягового двигателя)

Сущность системы заключается в том, что к двигателю энергия при помощи тиристоров подается не непрерывно, а порциями (импульсами). В зависимости от продолжительности импульса и их частоты среднее напряжение на двигателе будет изменяться. Такое регулирование осуществляется при помощи тиристора, управляемого специальной схемой (рис. 2).

На основе импульсных преобразователей может быть построено устройство, называемое инвертором, которое на выходе может выдавать как постоянный (выпрямленный) ток, так и переменный с регулируемой частотой. Последнее обстоятельство позволяет применить в качестве тяговых очень надежные и простые в эксплуатации асинхронные двигатели.

Схема, приведенная на рис. 29 работает следующим образом. В открытом состоянии тиристора Т сетевой ток замыкается через дроссель Lg; в закрытом состоянии тиристора ток замыкается через диод D и элементы инвертора. На конденсаторе Св поддерживается постоянное напряжение с переменной составляющей, зависящей от емкости конденсатора. В случае пробоя тиристора аварийный ток замыкается через дроссель Lg. Скорость нарастания тока ограничена индуктивностью дросселя, что создает благоприятные условия для отключения цепи защитным аппаратом (выключателем). Диод D при достаточном запасе по напряжению предохраняет инвертор от попадания на него высокого потенциала. Приведенная схема обеспечивает эффект гальванической развязки звеньев высокого и пониженного напряжения.

Система электрической тяги постоянного тока повышенного напряжения снимает традиционные для системы переменного тока проблемы: пониженный коэффициент мощности, асимметрию первичного сетевого напряжения и присутствие высших гармоник.

Публикации на Интернет-сайте

Фотография к обучающим материалам по оказанию первой помощи

Оказание первой помощи

Не реже одного раза в год работники локомотивных бригад должны проходить обучение оказанию первой помощи пострадавшим на производстве при несчастных случаях. Однако, до настоящего времени…
Электропоезд ЭР2

Справочник машиниста электропоезда

В книге приведен справочный материал по конструкции электрического, механического, пневматического и тормозного оборудования, электрическим схемам электросекции СР3 и электропоездов ЭР1, ЭР2, ЭР22 ЭР9 и ЭР9П.
Электропоезд ЭС1П

МПСУиД 2.6.0 - Распоряжение ЦДМВ от 07.06.2021 №198р

Распоряжение центральной дирекции моторвагонного подвижного состава от "07" июня 2021 года №198/р о проведении подконтрольной эксплуатации версии 2.6.0 программного обеспечения МПСУиД электропоездов «Ласточка» производства ООО…
Логотип системы RailID

Файлы для загрузки

Асинхронный тяговый электропривод на вагонах метрополитена

Асинхронный тяговый электропривод на вагонах метрополитена

Пособие содержит общие сведения о конструкции асинхронных электрических машин, о назначении их составных частей, рассмотрено устройство конкретной модели тягового электродвигателя. Рассматривается состав комплекта силового электрооборудования,…
Методические рекомендации по проектированию горок малой мощности

Методические рекомендации по проектированию горок малой мощности

Название книги: Методические рекомендации по проектированию горок малой мощности, оборудуемых средствами механизации и автоматизации сортировки вагонов Авторы: И. И. Страковский, Л. Б. Тишков, Е. Г. Атаманенко, В.…
ЭД9М 0080 на станции Рязань-1

Руководство по устройству электропоездов серии ЭД9М, ЭД9Т, ЭР9П

В книге приведены общие сведения об электропоездах переменного тока ЭД9М, ЭД9Т и ЭР9П. Рассмотрены вопросы их формирования, устройства, работа электрических схем и некоторые неисправности электрического…
Яркий логотип Интернет-сайта Машинист электропоезда и Эсткор

Ограниченная ответственность. Материалы, размещенные на этом Интернет-сайте взяты из открытых источников и размещены на безвозмездной основе. Копирование информации из одного открытого источника в другой не является нарушением авторских и смежных прав.

Поддержку Интернет-ресурса осуществляет общество с ограниченной ответственностью "Финансово-производственная компания "Эсткор" (ОГРН: 1205000045700, ИНН/КПП: 5012102260/501201001). Все права защищены.

Обратная связь

мкр. Железнодорожный,
г. Балашиха,
Московская область, 143980