что такое пантограф трамвая
Непростое устройство токоприёмника (пантографа)
Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 01.11.2021
Сегодня мы разберем один небольшой такой вопросик, что это за штуки на крыше электровозов и электропоездов и почему их иногда так много?
Токоприемник на электропопезде
Так вот «эти штуки» называются токоприемники или иногда на профессиональном сленге пантографы. Предназначены они для передачи с помощью скользящего контакта электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электровоза. Вот и всего-то делов.
Но на самом деле это очень важные и не простые устройства. Разберем кратенько без всяких замудреностей как он устроен и работает.
пантограф
Токоприемник это довольно легкая конструкция размещающаяся на небольшой раме и включает в себя подвижные рамы-полые трубы, которые несут так называемые каретки а на каретках располагается само контактное устройство-полоз, в пазах которого находятся угольные вставки, все это устройство поднимается и опускается подъемно-опускающим механизмом.
Токоприемник электровоза
Подъемно-опускающий механизм включает в себя пневматический цилиндр, подъемные и опускающие пружины. Все токоприемники поднимаются сжатым воздухом и удерживаются в поднятом положении подъемными пружинами а при опускании токоприемника воздух из цилиндра выходит в атмосферу и посредством опускающих пружин через тяги и шарнирные связи усилие подъемных пружин нейтрализуется и токоприемник опускается.
Во время движения полоз токоприемника, поддерживаемый каретками скользит по контактному проводу угольными вставками и происходит токосъем.
Вся работа токоприемников управляется с пульта машиниста соответствующими кнопками. На односекционных электровозах располагается два токоприемника с обоих концов на крыше электровоза.
Электровоз
На двухсекционных электровозах на каждой секции располагается по одному токоприемнику ближе к кабине. Во время движения в поднятом состоянии находится задний токоприемник а передний опущен, это все не просто так и определено правилами эксплуатации электровозов, если впереди машинист увидит неисправность контактной сети, такое бывает не так уж и редко, он успеет опустить задний токоприемник и не повредить токоприемники.
Но бывают ситуации когда необходимо следовать на двух поднятых токоприемниках, например когда на контактной сети образуется наледь.
Больше токоприемников мы видим на электропоездах. Конструкция их точно такая-же как и на электровозах, но дело вот в чем. Состав электропоезда включает в себя 10 и более вагонов, так как электропоезд двигается сам, то он имеет в своем составе моторные и прицепные вагоны. Как правило эти вагоны чередуются через один. Моторный вагон имеет тяговые электродвигатели, которые через систему электроаппаратов и снабжают электроэнергией токоприемники, поэтому так много токоприемников на крыше электропоезда. Управление токоприемниками на электропоездах осуществляется точно также как и на электровозах с пульта машиниста. Вот в целом и все.
Пантограф (токоприёмник)
Панто́граф (токоприёмник типа пантограф, пантографный токоприемник) — токоприёмник с подъемным механизмом в виде шарнирного многозвенника, обеспечивающим вертикальное перемещение контактного полоза. [1]
Пантограф служит для обеспечения надёжного электрического соединения с контактным проводом контактной сети электрического подвижного состава железных дорог (электровоза, электропоезда, в том числе их электросекций), трамваев.
Название пантографа произошло от похожего на него по форме устройства для копирования чертежей (от греч. παντ — всё, греч. γραφ — писать).
Содержание
Устройство пантографа
Пантограф имеет контактный полоз, закреплённый на подвижных устройствах — каретках. Каретки упруго закреплены на верхних рамах пантографа. Верхние рамы через систему рычагов шарнирно крепятся к нижней раме. Нижняя рама пантографа через изоляторы жёстко закреплена на крыше.
Все части пантографа находятся под полным напряжением контактной сети. Ток протекает и через шарнирные соединения пантографа, для уменьшения переходного сопротивления в соединениях и электрокоррозии все шарниры имеют гибкие медные шунты. Для подъёма и опускания пантографа на трамваях используется механический привод (например, с верёвкой в кабину на советских трамваях или электропривод с дистанционным управлением на современных иностранных и российских трамваях), на электропоездах и электровозах — пневматический.
На электровозах пантографы устанавливаются на каждой секции, но не менее двух на электровоз. То есть на односекционных электровозах — два (для избыточности). [2] На электровозах постоянного тока может устанавливаться по два пантографа на секцию, потому что более низкое, чем при переменном токе, напряжение в контактной сети обуславливает более высокие токи при трогании и разгоне. Поэтому при плохом контакте между контактным проводом и контактным полозом токоприёмника может возникать электрическая дуга, что создаёт опасность пережога контактного провода.
На электропоездах и электросекциях устанавливается по одному пантографу на моторном вагоне каждой секции. Трамваи обычно имеют по одному токоприёмнику на моторный вагон. (Но встречаются и исключения, например вагон типа 71-88Г. Современные многосекционные трамваи также, если надо, могут комплектоваться двумя токоприемниками.)
Провод подвесной контактной сети, предназначенной для использования транспортными средствами, оборудованными пантографом, укладывают не строго вдоль пути движения, а с небольшим зигзагом. Это препятствует неравномерному износу контактного полоза пантографа.
Практика использования пантографа
На электровозах, имеющих два или более пантографа, при движении обычно поднимают задний по ходу пантограф. Это может быть связано с несколькими соображениями:
На многосекционных локомотивах, электропоездах и электромотрисах нет необходимости поднимать пантограф на каждой секции или моторном вагоне, так как секции соединены между собой высоковольтной шиной, проходящей по крыше или по сцепке. Поэтому поднимают лишь столько пантографов, сколько необходимо для обеспечения нормального токосъёма и безопасности контактного провода от пережога.
На мощных электровозах постоянного тока, потребляющих большой ток и имеющих более одного токоприёмника на секцию (например, ЧС200, ВЛ15, 2ЭC10 «Гранит»), во время наибольшего энергопотребления (при трогании и разгоне) могут быть подняты все пантографы для обеспечения большего количества точек токосъёма. После разгона передние по ходу пантографы опускают.
Полупантограф
Полупантограф (название в английском языке — single arm pantograph) или асимметричный токоприемник — внешне выглядит, как половина обычного пантографа. Преимущества полупантографа перед обычным пантографом таковы:
Однако есть у полупантографа и недостаток — меньшая прочность. Известны случаи, когда хозяйства, неспособные поддерживать подвижной состав и контактную сеть в надлежащем состоянии, переоборудовали полупантографы в пантографы.
Трамвайный пантограф
Если железнодорожные пантографы стали применяться уже на самых первых электрических железных дорогах, то трамвайные пантографы появились не сразу. До массового распространения трамвайных пантографов довольно широко были распространены трамваи со штанговыми и бугельным токоприёмниками. (Показательно, в частности, то, что некоторые города продолжают эксплуатировать трамваи со штанговым токоприёмником, несмотря на то, что пантограф намного надёжнее штангового приёмника.)
Пантограф против штанги
Первые трамваи с пантографами появились в США в 30-е годы. До этого в США безраздельно господствовал штанговый токоприемник, использовавшийся и во многих других странах Америки и некоторых странах Европы. Но штанговый токоприемник обладает следующими недостатками:
Пантограф ото всех этих недостатков свободен. В частности:
Пантограф также симметричен относительно направления движения — допускает движение в обоих направлениях с одинаковой скоростью. Штанговый токоприемник (любой) таким свойством не обладает. То есть, и трамвай со штанговым токоприемником, и троллейбус могут достаточно быстро ехать только вперед, но назад и тот, и другой могут ехать только сравнительно медленно. Трамвай же с пантографом может одинаково быстро ехать и вперед, и назад. Последний фактор обуславливает тот факт, что практически все современные двусторонние трамваи оснащаются только пантографами (или полупантографами). Естественно, пантограф практически вытеснил штангу, и подавляющее большинство современных трамваев используют пантографы или полупантографы. Трамваи же со штанговыми токоприёмниками сохранились лишь в очень небольшом количестве городов, где они, помимо транспортной функции, вкупе с городской архитектурой выполняют декоративную функцию.
Пантограф против бугеля
Бугельный токоприемник обладает многими (но не всеми!) преимуществами пантографа перед штанговым токоприемником. То есть, как и пантограф, бугель не нуждается в устройстве стрелок на контактном проводе и не подвержен риску схода с контактного провода. Как и при использовании пантографа, при использовании бугеля трамвайная контактная сеть получается конструктивно сравнительно простой (отсутствуют за ненадобностью стрелки на контактном проводе) и, как следствие, более надёжной. На этом фоне в Европе, сделавшей ставку на бугельный токоприёмник ещё на заре электрического трамвая как вида транспорта, преимущества пантографа перед бугелем поначалу замечены не были. Более того, достаточно долгое время (как это наблюдалось, например, в СССР) трамваи с бугелями и трамваи с пантографами эксплуатировались одновременно одними и теми же трамвайными системами. Но бугель, как и штанговый токоприемник, сравнительно трудноуправляем, — трамвайный пантограф в простейшем случае довольно легко управляется посредством простого тонкого троса, пропущенного в кабину машиниста, тогда как бугелем так управлять из кабины машиниста просто физически не получится. Частично уравнивает шансы пантографа и бугеля дистанционное управление (с электроприводом, например), но электропривод для управления бугелем требуется более мощный, чем для управления пантографом. Также, как и штанговый токоприемник, бугель сравнительно громоздкий — в опущенном положении бугель занимает половину крыши трамвайного вагона. Сыграло свою роль и отсутствие необходимости переделки контактной сети при отказе от бугеля в пользу пантографа. В результате пантограф одержал победу и над бугелем — в настоящее время бугельный токоприёмник используют только поддерживаемые в исправном состоянии старые трамваи, используемые в большинстве случаев лишь для экскурсионных поездок.
Автомобильный пантограф
Компания Siemens разрабатывает грузовик с гибридным двигателем использующий пантограф. [3] Использование пантографа (в отличие от штанги в троллейбусах), не требует остановки для подсоединения/отсоединения от сети.
Пантограф для трамваев
Многие жители городов часто наблюдают, как водители троллейбусов выходят из кабины, чтобы возвратить на место контактные штанги (токоприемники). В зависимости от сноровки и квалификации водителя это занимает несколько минут.
Как появился трамвайный пантограф
Несмотря на свою легкость и простоту, трамвайный пантограф представляет собой сложный инженерно-технический механизм, над которым долгое время работали ученые и специалисты многих отраслей науки и техники.
Появился пантограф трамвая в США в начале прошлого века и сначала применялся, в основном, на электровозах, так как требования к безопасности, весу конструкции там были не так высоки, как для трамваев.
Понадобилось почти сто лет эксплуатации, более глубокое понимание электрических процессов, появление новых материалов, прежде чем пантографы трамвая заменили штангельные и бугельные устройства на трамваях.
Устройство трамвайного пантографа
Пантограф или токоприемник трамвая служит для подвода электрического тока от линий электропередачи к двигателю трамвая.
Для этого на крыше трамвая на мощном основании монтируются нижние рамы механизма, выполненные из стальных конусообразных труб. Они поворачиваются на валах с помощью подшипников скольжения. Таким образом достигается подвижность и надежность всей конструкции.
Синхронность поворота обоих валов и работу рам без перекосов обеспечивает металлическая тяга, соединенная с ушками. Все элементы механизма надежно изолированы.
Валы нижних рам поворачиваются под действием пружины, которая стремясь сжаться, передает усилие на ушки валов. Рамы несколько поднимаются и оказывают пружинящее давление на полоз, тем самым прижимая его к контактному проводу.
Это имеет большое значение, так как неровности дороги, ухабы, повороты прерывают соединение полоза с контактным проводом. По законам физики перерывы в контакте приводят к дуговому разряду в виде искр и молний. Это особенно заметно во время дождя.
Такие электрические явления ведут к преждевременному износу полоза и контактного провода. Также мешают контакту и встречное движение воздуха. Пружины рам во многом предотвращают такие явления.
Полоз и контактный провод соединяет угольная вставка. Она состоят из графитовых полос высокой чистоты. Они хорошо проводят электрический ток и, размягчается под действием высокой температуры, возникающей при трении и действии тока, исполняют роль смазочного материала.
Различия трамвайных токоприемников
В старых моделях трамваев подъем и опускание рам осуществляется с помощью механического привода. В современных трамваях такие действия производятся электромеханическим приводом.
В зависимости от мощности используемого транспорта применяют полоза:
Сегодня завод изготавливает весь ряд токоприемников, используемых всеми видами электротранспорта.
Серии пантографных токоприемников:
Пантографы серии ТрА изготавливаются в таком ряду:
Допустимый ток до 800 А в движении, а на стоянке –160А при напряжении 550 В.
Токоприемники серии ЛА имеют систему автоматического опускания при поднятии токоприемника выше 7 м над уровнем головки рельса или разрушении полоза.
Пантографы серии ТА также снабжены системой автоматического опускания. Трехрядный и четырехрядный полоз позволяет снимать ток от 2400 А до 3200 А, работать с напряжением 27КВ и развивать скорость до 160 км/ч. Это особенно важно, так как Россия намеревается переходить на производство высокоскоростных электровозов.
Токоприёмник
Токоприёмник — электрический аппарат для создания контакта электрического оборудования электроподвижного состава с контактной сетью. Токоприёмники различают по условиям работы — для токосъёма с воздушной (проводной) контактной подвески и с контактного рельса; по конструктивному исполнению — пантографные (называемые пантографами), дуговые, штанговые.
Содержание
Пантограф
Пантографные токоприёмники имеют подъёмный механизм в виде шарнирного многозвенника. Они применяются на электроподвижном составе магистральных железных дорог и трамваях. Такие токоприёмники предназначены для токосъёма при высоких скоростях движения. Пантографный токоприёмник (рис. 1) имеет подвижные рамы, соединённые с помощью рычагов с неподвижным основанием. На верхних рамах установлены один (обычно на электровозах постоянного тока) или два полоза, снабжённые контактными вставками, которые при движении электроподвижного состава скользят по контактному проводу. Перевод токоприёмника в рабочее положение осуществляется пневматическим приводом, установленным на основании токоприёмника или на крыше электроподвижного состава. Токоприёмник поднимается пружинами при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр и опускается при выпуске воздуха. Давление в пневмоцилиндре поддерживается в течение всего рабочего времени электроподвижного состава. Некоторые токоприёмники оборудованы автоматическими устройствами для опускания их при ударе полоза о неисправный элемент контактной сети, что обеспечивает локализацию возникшего повреждения.
Токоприёмники на высокоскоростном электроподвижном составе иногда выполняют в виде двух подвижных систем (рис. 2) с использованием авторегулирования: на небольшие изменения высоты подвеса контактного провода реагирует только верхняя система, а при больших её изменениях (например, в зоне низких искусственных сооружений) верхняя подвижная система приводит в действие нижнюю. Для улучшения качества токосъёма на этих токоприёмниках установлены гидравлические амортизаторы и аэродинамические экраны.
Полупантограф
Полупантограф (англ. single arm pantograph) или асимметричный токоприёмник — внешне выглядит, как половина обычного пантографа.
Преимущества полупантографа перед обычным пантографом:
Однако у полупантографа есть недостаток — меньшая прочность. Известны случаи, когда компании, не способные поддерживать подвижной состав и контактную сеть в надлежащем состоянии, переоборудовали полупантографы в пантографы.
Дуговые и штанговые токоприёмники
Дуговые и штанговые токоприёмники применяют на трамваях, штанговые — только на троллейбусах.
Рельсовый токоприёмник
Рельсовый токоприёмник распространён на метрополитенах. Принципиальную конструкцию токоприёмника определяет контактный рельс, характеризующийся большой жёсткостью и малым изменением высоты над уровнем ходовых рельсов. Такой токоприёмник обеспечивает относительно высокое контактное нажатие (до 300 Н) и малый ход подвижных частей (не более 30 мм), что повышает качество токосъёма. На электроподвижном составе отечественных метрополитенов токосъём осуществляется с нижней поверхности контактного рельса, за рубежом — с верхней или с нижней. Токоприёмник (рис. 3) устанавливается на кронштейнах, прикреплённых к буксам вагона через изолированный брус. Непосредственный контакт токоприёмника с контактным рельсом осуществляет башмак, который прикреплён к держателю со стороны рифлёной поверхности болтами. Необходимое статическое нажатие создаётся работающими на сжатие пружинами, расположенными между кронштейнами и держателем. Ток от башмака к кронштейнам протекает через гибкие шунты. На кронштейне закреплён контактный палец для подключения гибкого кабеля, соединённого с питающей шиной для передвижения вагона по участку, не оборудованному контактным рельсом. Рифлёные поверхности позволяют надёжно закреплять башмак на держателе на разной высоте, которую постепенно увеличивают по мере износа бандажей колёс вагона для сохранения определённого положения башмака по отношению к контактному рельсу. Токоприёмник имеет штырь, удерживающий башмак в случае необходимости в крайнем нижнем положении, что исключает соприкосновение его с контактным рельсом.
Токоприёмники могут снабжаться приводами с дистанционным управлением, позволяющими из кабины машиниста поднимать или опускать башмаки.
Все, что вы боялись знать о трамваях, но хотели спросить (часть 1)
С одной стороны, ответ на этот вопрос кажется очень простым. Как работает? Да током питается, водила жмет газ в пол и едет. Что тут, собственно, непонятно? Однако, если такой уровень объяснения вас не устраивает, то не исключено, что после прочтения этой статьи вы откроете для себя что-то интересное.
Итак, давайте попробуем повнимательнее осмотреть трамвай и разобраться с тем, как он устроен. Начнем прямо сверху. Там у трамвая находится токоприемник.
Токоприемник
Токоприемник может быть разным, но, как правило, трамваи предпочитают питаться током через пантограф. На мой взгляд, это самый адекватный вид токоприменика, обеспечивающий высокую надежность и хорошее качество токосъема: компактный, легкий, не направленный — о чем еще можно мечтать? Правильно — не о чем! Именно поэтому пантографы получили очень большое распространение как на трамваях, так и на электропоездах.
В последнее время в моде стали полупантографы. То же самое, только легче, лучше, стильнее и с логотипом Apple. Правда, он капризный по отношению к качеству контактной сети. И, если ее прокладывал центр, не имеющий сертификации Apple и личной подписи Стива Джобса, на ней полупанторгаф может поломаться. Проще говоря, айфон среди токоприемников.
Бугель, он же дуговой токоприемник, абсолютно неубиваем, прост, как валенок, и, соответственно, очень надежен, но управлять им из кабины нельзя: он громоздкий, а кроме того, допускает только движение вперед (звучит прямо как лозунг политической партии). Трамваи ранних лет оснащались именно им.
Кроме этих, возможны и всякие более экзотические варианты вроде токоприемника Белова, который, по сути, является неравноплечным полупантографом. Но лично я видел его только на питерских трамваях, и то, только на одной модели.
Если же трамвай, на который вы смотрите, родом, скажем из США, то у него, к полнейшей вашей неожиданности, может из крыши расти штанга. Но не та, которые тягают тяжелоатлеты, а штанга-токоприемник. Впрочем, ничего незнакомого в ней нет, именно такие токоприемники используют троллейбусы, только у трамвая он всего один. В России/СССР такие почти не применялись. Кроме, кончено, тех случаев, когда применялись. В частности, трамвайная ветка из Ленинграда в Стрельну (пригород) до войны была отдельным от всей остальной сети подразделением, в котором как раз использовались трамваи со штангами.
Помимо Оранеллы, а именно так называлась эта линия трамвая, штанги всем другим видом токоприемников предпочитает Рига.
Вообще конфликт штанги и бугеля — штука очень старая. Дело в том, что первоначально трамваи все-таки оснащались именно штангами. И этот тип токоприемника изобрел Френк Спарг. В то время как бугель изобрел Вернер фон …нет, не Браун, Сименс. И сделал он это, чтобы избежать патентных споров с Спаргом.
Как по мне, то штанга для трамвая крайне неудачный вид токоприемника: для неё требуется усложнение устройства контактной сети — а именно стрелки для токоприемника, в то время как бугелю/пантографу/полупантографу они решительно ни к чему. Но, даже если устранить и этот недостаток, то поднять пантограф можно запросто, а вот штангу придется вручную насаживать на провод. Современные сверхинтеллектуальные троллейбусы в 10-м поколении, вроде как, научились искать провода, не заставляя воителя выходить из кабины, так что и эту проблему можно решить. Как говорится вот так, при помощи двух спиц и буханки хлеба можно сделать троллейбус, но зачем.
Двигатели и система управления
Все знают, что трамвай работает на электричестве, но мы немного конкретизируем: в нашей стране трамваи, как впрочем, и троллейбусы работают на постоянном токе с напряжением контактной сети 600 Вольт. Плюс у трамвая на проводе, а минус на рельсах. Между проводом и рельсом напряжение 600 Вольт, благодаря которому трамвай и движется.
Кстати, если «+» и «-» поменять местами, ничего не изменится и пешеходов током бить не будет, как некоторые думают— это чисто вопрос договоренности. Договорились делать такие трамваи, у которых будет плюс на проводе — и делают. Могли бы с таким же успехом договорится сделать наоборот. Если что, у нас вообще ток в металлах — это движение электронов, и двигаются они от «-» к «+», при этом считается, что ток течет от «+» к «-». Короче, не угадали физики немного, когда термины прописывали. Что, переделывать теперь, что ли?? Конечно нет!
Провод с плюсом есть от токоприемника, провод с минусом есть от колес. Теперь просто вкорячиваем электродвигатель с приводом на колеса, подключаем к проводам, хренак-хренак, выключатель и в продакшн — трамвай готов. Вот если так сделать, это будет просто чумовой трамвай который будет трогаться с убийственной пробуксовкой, разгоняться до 100 км/ч за несколько секунд и ехать по рельсам до первого поворота, дальше будет ехать прямо уже без рельсов, чисто по инерции.
Да, оказывается, просто так подключать двигатель нельзя. Нужна система управления двигателем, точнее, двигателями, потому что у трамвая их много. И они бывают разные.
НСУ — Непосредственна система управления.
Это самая простая и первая система управления, которая появилась на трамваях. В современных, и даже просто в не допотопных трамваях заменена на другие, более современные, если главный конструктор трамвая не маньяк.
Если в трамвае используется НСУ, то вагоноважатый, напрямую перемещая ручку управления задает, какой реостат подключить последовательно с тяговыми электродвигателями к сети высокого напряжения. В зависимости от этого через них течет разный ток, а значит, можно управлять разгоном/торможением трамвая.
Все очень круто, и предельно просто, как бугель или валенок. У вас тут под боком находится высоковольное оборудование с контакторами. Вы переводите ручку из одного положение в другое, и у вас при замыкании размыкании контактов образуется электрическая дуга. Очень удобно, и на электросварщика учиться не надо. А главное, какой запах! Мощь ощущается просто при каждом прикосновении. Это вам не эта ваша непонятная хрень в современных трамваях с тиристорами. Здесь и бицуху можно подкачать. В общем, просто сказка и одни плюсы.
Однако, постепенно эра брутальных вагоновожатых ушла в прошлое, и появилось, судя по всему, лобби трамвайных инженеров, которые решили это все сделать более лайтово. Без электродуговой сварки в кабине, скажем так. И так появилась РКСУ.
РКСУ — Реостатно-Контакторная Система Управления
Для тех, кто все-такие не оценил хардкорность НСУ, придумали реостатно-контакторную систему управления. Главная фича РКСУ заключается в том, что теперь вагоновожатый напрямую не коммутирует 600 В. В кабине находятся только низковольтное (24 В) оборудование. Более того, в трамваях и троллейбусах устанавливаются автоматические РКСУ, так, что пилот трамвая вообще больше ничего не коммутирует, а только задает необходимую степень ускорения/замедления вагона. Кроме того, теперь электродвигатели можно включать последовательно, параллельно, перпендикулярно, под углом 27,5 градусов, в общем, любые извращения со схемами включения ТЭД к вашим услугам.
Автоматическая коммутация, к слову, не является обязательной чертой РКСУ. На железнодорожном транспорте встречаются неавтоматические РКСУ, в которых схему коммутации машинист задает непосредственно, а подключает ее электрообрудование.
Важнейшей фишкой РКСУ была возможность работы оснащенного ей трамвая по СМЕ (Системе многих единиц). Теперь любой двух или трехвагонный трамвай превращался в полноприводный агрегат, все двигатели всех вагонов которого управляются из одной кабины. НСУ так делать не позволяла.
В общем, у водителя трамвая наконец появилась возможность давить на газ!
ТИСУ — Тиристорно-Импульсная Система Управления
РКСУ — это было, кончено, уже значительно круче, чем НСУ, и более того, значительная часть трамваев в России оборудована именно этой системой управления. Однако, что НСУ, что РКСУ обладают одним очень существенным недостатком. Для регулировки мощности они подключают последовательно к тяговому электродвигателю (для простоты изложения будем считать, что он один) резисторы того или иного номинала. Это увеличивало сопротивление, значит уменьшало ток, и таким образом, обеспечивалась работа электродвигателя не на полную мощность. Однако, ток, текущий через резистор — это бессмысленные потери энергии и понижение КПД.
Как же быть? Если не подключать резистор к двигателю, ток будет слишком большой и про управление трамваем можно забыть, если подключать, то драгоценная электроэнергия бессмысленно перейдет в тепло. Выход есть и это — тиристор.
Тиристор — это мощный магический артефакт 80 уровня, который позволяет разрешить данное противоречие. Да, благодаря белой магии полупроводников можно еще и не такое творить.
По сути, это электронный ключ, сделанный на полупроводниковой основе, который может находиться в состоянии «открыто» (с нулевым сопротивлением) и «закрыто» (с бесконечным сопротивлением). Управление переходами из одного состояние в другое осуществляется при помощи управляющих импульсов.
Вот таким хитрым образом мы тебя и развели, закон Ома. Хрен тебе, а не Джоулево тепло, потому что нет у нас резистора конечного сопротивления, подключенного к электродвигателю, а значит, нет и потерь.
Все современные трамваи, троллейбусы и поезда метро оснащаются именно такой системой управления. Эксперименты по внедрению ТИСУ производились еще очень давно, с 1970-х годов, но на первых порах ее элементы были весьма ненадежными. Теперь данная технология хорошо отлажена, и такую систему управления суют буквально в каждую газонокосилку.
Впрочем, аспекты трамвайной жизни чрезвычайно многогранны описать их все в одной статье не представляется возможным. Так что, на этой позитивной ноте мы и закончим на сегодня. А если вы дочитали до этого места, спасибо вам огромное. Увидимся в новых выпусках!