Berezka7km.ru

Березка 7км
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переменный ток

Переменный ток

Переменный ток – род тока, направление протекания которого непрерывно меняется. Становится возможным, благодаря наличию разницы потенциалов, подчиняющейся закону. В повседневном понимании форма переменного тока напоминает синусоиду. Постоянный способен изменяться по амплитуде, направление прежнее. В противном случае получаем переменный ток. Трактовка радиотехников противоположна школьной. Ученикам говорят – постоянный ток одной амплитуды.

Создание переменного тока

Создание переменного тока

Как образуется переменный ток

Начало переменному току положил Майкл Фарадей, читатели подробнее узнают ниже по тексту. Показано: электрическое и магнитное поля связаны. Ток становится следствием взаимодействия. Современные генераторы работают за счет изменения величины магнитного потока через площадь, охватываемую контуром медной проволоки. Проводник может быть любым. Медь выбрана из критериев максимальной пригодности при минимальной стоимости.

Статический заряд преимущественно образуется трением (не единственный путь), переменный ток возникает в результате незаметных глазу процессов. Величина пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, охваченную контуром.

История открытия переменного тока

Впервые переменным токам стали уделять внимание ввиду коммерческой ценности после появления на свет изобретений, созданных Николой Тесла. Материальный конфликт с Эдисоном отметил сильным отпечатком судьбы обоих. Когда американский предприниматель забрал назад обещания перед Николой Тесла, потерял немалую выгоду. Выдающемуся ученому не понравилось вольное обращение, серб выдумал двигатель переменного тока промышленного типа (изобретение сделал намного раньше). Предприятия пользовались исключительно постоянным. Эдисон продвигал указанный вид.

Тесла впервые показал: переменным напряжением можно достичь гораздо больших результатов. В особенности, когда энергию приходится передавать на большие расстояния. Использование трансформаторов без труда позволяет повысить напряжение, резко снижая потери на активном сопротивлении. Приемная сторона параметры вновь возвращает к исходным. Неплохо сэкономите на толщине проводов.

Сегодня показано: передача постоянного тока экономически выгоднее. Тесла изменил ход истории. Придумай ученый преобразователи постоянного тока, мир выглядел бы иначе.

Начало активному использованию переменного тока положил Никола Тесла, создав двухфазный двигатель. Опыты передачи энергии на значительные расстояния расставили факты по своим местам: неудобно переносить производство в район Ниагарского водопада, гораздо проще проложить линию до места назначения.

Отличие переменного тока от постоянного

Школьный вариант трактовки переменного и постоянного тока

Переменный ток демонстрирует ряд свойств, отличающих явление от постоянного. Вначале обратимся к истории открытия явления. Родоначальником переменного тока в обиходе человечества считают Отто фон Герике. Первым заметил: заряды природные двух знаков. Ток способен протекать в разном направлении. Касательно Тесла, инженер больше интересовался практической частью, авторские лекции упоминают двух экспериментаторов британского происхождения:

  1. Вильям Споттисвуд лишен странички русскоязычной Википедии, национальная часть – замалчивает работы с переменным током. Подобно Георгу Ому, ученый – талантливый математик, остается сожалеть, что с трудом можно узнать, чем именно занимался муж науки.
  2. Джеймс Эдвард Генри Гордон намного ближе практической части вопроса применения электричества. Много экспериментировал с генераторами, разработал прибор собственной конструкции мощностью 350 кВт. Много внимания уделял освещению, снабжению энергией заводов, фабрик.

Считается, первые генераторы переменного тока созданы в 30-е годы XIX века. Майкл Фарадей экспериментально исследовал магнитные поля. Опыты вызывали ревность сэра Хемфри Дэви, критиковавшего ученика за плагиат. Сложно потомкам выяснить правоту, факт остается фактом: переменный ток полвека просуществовал невостребованным. В первой половине XIX-го века выдуман электрический двигатель (авторство Майкла Фарадея). Работал, питаемый постоянным током.

Никола Тесла впервые догадался реализовать теорию Араго о вращающемся магнитном поле. Понадобились две фазы переменного тока (сдвиг 90 градусов). Попутно Тесла отметил: возможны более сложные конфигурации (текст патента). Позднее изобретатель трехфазного двигателя, Доливо-Добровольский, тщетно силился запатентовать детище плодотворного ума.

Продолжительное время переменный ток оставался невостребованным. Эдисон противился внедрению явления в обиход. Промышленник боялся крупных финансовых потерь.

Н. Тесла изучал переменный ток

Никола Тесла изучал электрические машины

Почему переменный ток используется чаще постоянного

Ученые доказали недавно: передавать постоянный ток выгоднее. Снижаются потери излучения линии. Никола Тесла перевернул ход развития истории, правда восторжествовала.

Никола Тесла: вопросы безопасности и эффективности

Никола Тесла посетил конкурирующую с эдисоновской компанию, продвигая новое явление. Увлекся, часто ставил эксперименты на себе. В противовес сэру Хемфри Дэви, который укоротил жизнь, вдыхая различные газы, Тесла добился немалого успеха: покорил рубеж 86 лет. Ученый обнаружил: изменение направления течения тока со скоростью выше 700 раз в секунду делает процесс безопасным для человека.

Во время лекций Тесла брал руками лампочку с платиновой нитью накала, демонстрировал свечение прибора, пропуская через собственное тело токи высокой частоты. Утверждал: явление безвредно, даже приносит пользу здоровью. Ток, протекая по поверхности кожи, одновременно очищает. Тесла говорил, экспериментаторы прежних дней (смотрите выше) пропускали удивительные явления по указанным причинам:

  • Несовершенные генераторы механического типа. Вращающееся поле использовалось в прямом смысле: при помощи двигателя раскручивался ротор. Подобный принцип бессилен выдать токи высокой частоты. Сегодня проблематично, невзирая на нынешний уровень развития технологии.
  • В простейшем случае применялись ручные размыкатели. Вовсе нечего говорить о высоких частотах.

Сам Тесла использовал явление заряда и разряда конденсатора. Подразумеваем RC-цепочку. Будучи заряжен до определённого уровня, конденсатор начинает разряжаться через сопротивление. Параметров элементов определяют скорость процесса, протекающего согласно экспоненциальному закону. Тесла лишен возможности использовать методы управления контуров полупроводниковыми ключами. Термионные диоды были известны. Рискнем предположить, Тесла мог использовать изделия, имитируя стабилитроны, оперируя с обратимым пробоем.

Однако вопросы безопасности лишены почетного первого места. Частоту 60 Гц (общепринятая США) предложил Никола Тесла, как оптимальную для функционирования двигателей собственной конструкции. Сильно отличается от безопасного диапазона. Проще сконструировать генератор. Переменный ток в обоих смыслах выигрывает у постоянного.

Через эфир

Поныне безуспешно ведутся споры, касаемо первооткрывателя радио. Прохождение волны через эфир обнаружил Герц, описав законы движения, показав, сродство оптическим. Сегодня известно: переменное поле бороздит пространстве. Явление Попов (1895 год) использовал, передавая первое Земное сообщение «Генрих Герц».

Читайте так же:
Что такое номинальный тепловой ток контактора

Видим, ученые мужи дружны между собой. Сколько уважения демонстрирует первое сообщение. Дата остается спорной, каждое государство первенство хочет присвоить безраздельно. Переменный ток создает поле, распространяющееся через эфир.

Сегодня общеизвестны диапазоны вещания, окна, стены атмосферы, различных сред (вода, газы). Важное место отводится частоте. Установлено, каждый сигнал можно представить суммой элементарных колебаний-синусоид (согласно теоремам Фурье). Спектральный анализ оперирует простейшими гармониками. Суммарный эффект рассматривается, как равнодействующая элементарных составляющих. Произвольный сигнал раскладывается преобразованием Фурье.

Окна атмосферы определяются аналогичным образом. Увидим частоты, проходящие сквозь толщу хорошо и плохо. Не всегда последнее оказывается негативным эффектом. Микроволновые печи используют частоты 2,4 ГГц, ударно поглощаемые парами воды. Для связи волны бесполезны, зато хороши кулинарными способностями!

Новичков тревожит вопрос распространения волны через эфир. Обсудим подробнее неразрешенную поныне учеными загадку.

Диполь антенна Герца

Диполь антенна Герца

Вибратор Герца, эфир, электромагнитная волна

Взаимосвязь электрического, магнитного полей впервые продемонстрировал в 1821 году Майкл Фарадей. Чуть позднее показали: конденсатор пригоден для создания колебаний. Нельзя сказать, чтобы связь двух событий немедленно осознали. Феликс Савари разряжал лейденскую банку через дроссель, сердечником которому служила стальная игла.

Неизвестно доподлинно, чего добивался астроном, результат оказался любопытным. Иногда игла оказывалась намагниченной в одном направлении, иногда – противоположном. Ток генератора одного знака. Ученый правильно сделал вывод: затухающий колебательный процесс. Толком не зная индуктивных, емкостных реактивных сопротивлений.

Теорию процесс подвели позже. Опыты повторены Джозефом Генри, Вильямом Томпсоном, определившим резонансную частоту: где процесс продолжался максимальный период времени. Явление позволило количественно описать зависимости характеристик цепи от элементов составляющих (индуктивность и емкость). В 1861 году Максвелл вывел знаменитые уравнения, одно следствие особенно важно: «Переменное электрическое поле порождает магнитное и наоборот».

Возникает волна, векторы индукции взаимно перпендикулярны. Пространственно повторяют форму породившего процесса. Волна бороздит эфир. Явление использовал Генрих Герц, развернув обкладки конденсатора в пространстве, плоскости стали излучателями. Попов догадался закладывать информацию в электромагнитную волну (модулировать), что используется сегодня повсеместно. Причем в эфире и внутри полупроводниковой техники.

Где используется переменный ток

Переменный ток лежит в основе принципа действия большинства известных сегодня приборов. Проще сказать, где применяется постоянный, читатели сделают выводы:

  1. Постоянный ток применяется в аккумуляторах. Переменный порождает движение – не может храниться современными устройствами. Потом в приборе электричество преобразуется в нужную форму.
  2. КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. По этой причине выгодно применять указанные разновидности.
  3. При помощи постоянного тока действуют магниты. К примеру, домофонов.
  4. Постоянное напряжение применяется электроникой. Потребляемый ток варьируется в некоторых пределах. В промышленности носит название постоянного.
  5. Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода. Случаи назовем аналогами блоков питания полупроводниковой техники, хотя иногда различие значительно.

В остальных случаях переменный ток выказывает весомое преимущество. Трансформаторы – неотъемлемая составляющая техники. Даже в сварке далеко не всегда господствует постоянный ток, но в любом современном оборудовании этого типа имеется инвертор. Так гораздо проще и удобнее получить достойные технические характеристики.

Хотя исторически первыми получены были статические заряды. Вспомним шерсть и янтарь, с которыми работал Фалес Милетский.

  • alt=»Сила тока» width=»120″ height=»120″ />Сила тока
  • alt=»Трёхфазное напряжение» width=»120″ height=»120″ />Трёхфазное напряжение
  • alt=»Электрическая цепь» width=»120″ height=»120″ />Электрическая цепь
  • alt=»Трёхфазный ток» width=»120″ height=»120″ />Трёхфазный ток

Из этого текста так и неясно, кто же изобрел переменный ток и соответственно генератор переменного тока. А Фарадей все-таки экспериментировал с магнитными полями, в том числе и изменяющимися.

Тесла открыл для планеты переменный ток и создал чертежи очень многих электроприборов (изобретений). Затем раздавал патенты на это все окружающим “ученым” потому что сам – посвятил всю свою жизнь глобальным открытиям на благо человечества и не считал правильным тратить время на введение в обиход своих бытовых изобретений, потому и раздавал их ученым – чтобы те продолжили его дело, и человечество в результате получило конечные электро-продукты.
Достаточно почитать его биографию. Он даже семью не заводил потому, что любил все человечество сразу; и на благо человечества тратил каждую минуту своей жизни, забывая о себе.

Передача мощности тепловоза переменно переменного тока

Для измельчения отходов, состоящих из пенопласта, пенополистирола часто требуются дробилки. Их ассортимент разнообразен, изучить можно на сайте.

Бытовые автоматические стиральные и посудомоечные машины не являются автономными устройствами и требуют подключения к водопроводным системам. Эти агрегаты могут.

В последние десять лет в интерьерах жилых и общественных помещений все чаще появляются стеклянные двери и перегородки. Это не только стильное зонирование пространства.

Керамогранит производится в разных странах, однако несомненным лидером по качеству плитки справедливо признают Италию. Ассортимент фабрик этой страны поражает.

Читайте так же:
Приборы измерения теплового действия тока

Не только местом отдыха и частью интерьера стала сегодня мягкая мебель. Гарнитуры и диваны высокого качества служат десятки лет, становятся частью жизни своих.

Нет ничего странно в том, что современный человек не всегда понимает, как купить унитаз для своего дома. Современный ассортимент настолько многообразен, что.

ТМЭ3Тепловоз маневровый с электрической передачей переменного тока, тип 3. Заводское обозначение разработчика (CZ LOKO) — модель 719.

История внедрения

Обновление подвижного состава железных дорог в Белоруссии нередко происходило в сотрудничестве с зарубежными компаниями (например, из Польши, Швейцарии, Китая). В данном случае к работам были подключены предприятия из Чехии и России. Стороны договорились, что уже имеющая опыт сотрудничества с Белорусской железной дорогой чешская фирма CZ LOKO в рамках инвестиционной программы «Модернизация и сборка маневровых локомотивов в Республике Беларусь» будет поставлять для ТМЭ3 машинокомплекты, а российский «Трансмашхолдинг» — колёсно-моторные блоки. Главную раму было решено изготовлять на Барановичском заводе автоматических линий, а окончательную сборку производить в локомотивном депо Лида.

Презентация тепловоза ТМЭ3-001 прошла в Гродно 27 декабря 2012 года.

В январе 2013 года Белорусская железная дорога начала приёмочные испытания локомотива. Всего в 2013 году планировалось выпустить восемь таких маневровых тепловозов.

В этом же году был построен второй образец (ТМЭ3-002), а в 2014 году — ещё, по крайней мере, 18 тепловозов серии (номера от 003 до 020).

В машинокомплекты новых локомотивов, которые предприятие CZ LOCO поставляет в рамках достигнутых договорённостей, входят:

  • главные рамы локомотивов;
  • электроблоки (включая электрическую аппаратуру управления локомотивами);
  • кабины с органами управления тепловозами;
  • дизель-генераторные установки;
  • блоки дополнительных приводов, которые обеспечивают электрический привод всего вспомогательного оборудования;
  • блоки с пневматическим оборудованием.

Общие сведения

Двухосный тепловоз предназначен для выполнения лёгких и средне-тяжёлых маневровых работ в депо, на железнодорожных путях общего пользования и на подъездных путях промышленных предприятий с шириной колеи 1520 мм в климатических условиях с температурой от –35 до +40 градусов, максимальным уклоном до 40 ‰, при высоте до 1000 м над уровнем моря.

Исполнение односекционное. Возможна эксплуатация по системе многих единиц (СМЕ).

Основные параметры тепловоза:

  • Номинальная масса — 46 т;
  • Размеры:
    • Габарит по ГОСТ 9238 — 02-ВМ;
    • Длина по осям автосцепок — 10 420 мм;
    • Ширина — 3 100 мм;
    • Высота — 4 440 мм;
    • Полная колёсная база — 5 300 мм;

    Конструкция

    Ходовая часть

    Ходовая часть тепловоза состоит из колёсных пар, тяговых электродвигателей (ТЭД), осевых передач, подрессоривания и механической части колодочного тормоза. Подрессоривание выполнено на основе стальных витых пружин. Тепловоз оборудован тормозной системой фирмы Knorr Bremse. Колёса локомотива бандажного типа.

    Силовая установка

    Силовая установка расположена в переднем капоте, состоит из дизельного двигателя Caterpillar С15 и тягового генератора переменного тока фирмы Siemens. Передача мощности от силовой установки — электрическая, переменно-переменного тока. Электроэнергия от генератора через тяговый выпрямитель поступает на промежуточный контур, от которого осуществляется питание двух тяговых контейнеров, содержащих тяговые инверторы. Каждый тяговый контейнер снабжает энергией свой асинхронный ТЭД. Это позволяет оптимально распределять энергию по ТЭД (например, при потере сцепления с рельсами передней колёсной пары при её разгрузке подача энергии на её двигатель уменьшается, при неизменном снабжении ТЭД задней колёсной пары). Регулирование мощности тепловоза и управление вспомогательными функциями обеспечивает электронная система MSV.

    Тормозная система

    В конструкции локомотива предусмотрены три пневматических тормоза (автоматический, прямодействующий и дополнительный), стояночный тормоз и электродинамический тормоз (ЭДТ). При этом автоматический тормоз системы DAKO-GP может работать в двух режимах (грузовом и пассажирском). Блок управления ЭДТ и пневматический блок установлены в заднем капоте. Там же установлен электрический распределитель. Снабжение воздухом осуществляет безмаслянный компрессор. Также предусмотрена система осушки сжатого воздуха.

    Электрическая передача

    Электри́ческая переда́ча (ЭП) — широко применяемый на тяжёлых транспортных машинах способ всережимной передачи мощности двигателя внутреннего сгорания на движитель, предполагающий преобразование механической энергии вращения в электрическую и обратно, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между первичным двигателем и движителем. В общем случае всегда состоит из тягового генератора и одного или нескольких тяговых электродвигателей. Выполняет функцию трансмиссии и решает аналогичные трансмиссии задачи: формирование гиперболической тяговой характеристики, движение вперёд-назад, трогание с места, разъединение первичного двигателя и движителя для работы первичного двигателя на холостом ходу. [1] Область применения ЭП: городские автобусы, карьерные самосвалы, тяжёлые гусеничные трактора (танки), магистральные и маневровые тепловозы, морские теплоходы (дизель-электроходы, турбо-электроходы), морские суда-атомоходы (в том числе атомные подводные лодки).

    Содержание

    Описание [ править | править код ]

    Принцип работы
    Механическая энергия вращения, вырабатываемая ДВС, который для любой ЭП является так называемым «первичным двигателем», передаётся на якорь тягового генератора, где превращается в электрическую энергию. Электрическая энергия в свою очередь передаётся по кабелям на тяговые электродвигатели, где превращается обратно в механическую энергию вращения для окончательной передачи на движитель транспортной машины. В процессе выработки и передачи электрическая энергия в ЭП может быть трансформирована по своей силе тока и напряжению без изменения мощности, что при необходимости позволяет сформировать гиперболическую тяговую характеристику самой транспортной машины при практически любой внешней скоростной характеристике первичного двигателя.

    Управление
    [2] В любой ЭП возможно применение 4-х видов регуляторов: регулятор мощности тягового генератора; регулятор возбуждения тягового генератора; регуляторы преобразователей тока; регуляторы возбуждения и направления вращения тяговых электродвигателей. Регулятор мощности тягового генератора определяет его частоту вращения и связанную с этой конкретной частотой его мощность в кВт. (фактически этим регулятором по умолчанию является сам первичный двигатель). Остальные три регулятора позволяют тем или иным образом менять силу тока и напряжения, а также обеспечивают коммутацию элементов ЭП для включения/выключения и изменения направления вращения тяговых электродвигателей. В случае необходимости получения гиперболической тяговой характеристики таковую в первую очередь обеспечивает регулятор возбуждения тягового генератора, а во вторую очередь — регуляторы возбуждения тяговых электродвигателей.

    Классификатор по «прозрачности»
    [3] ЭП могут быть классифицированы на «прозрачные» и «непрозрачные» по аналогии с гидравлическими передачами. Это неофициальная классификация, но она может встречаться в информационных материалах об ЭП. В так называемых «непрозрачных» ЭП тяговый генератор передаёт тяговым электродвигателям электрическую мощность при переменных значениях силы тока и напряжения. Подобные передачи в первую очередь нужны на наземных транспортных машинах с поршневыми ДВС, так как последние сами по себе не могут обеспечить транспортной машине гиперболическую тяговую характеристику. В так называемых «прозрачных» могут отсутствовать любые регуляторы, кроме регулятора мощности тягового генератора, а остаются только коммутационные аппараты для выключения и реверсирования. Подобные передачи могут применяться на судах (в том числе на подводных лодках), ввиду того, что гиперболическая тяговая характеристика судну не нужна.

    Классификатор по току
    [4] В роли двух основных элементов ЭП — тягового генератора и тягового электродвигателя — могут быть использованы вращающиеся электрические машины как постоянного тока, так и переменного тока. В зависимости от рода тока тягового генератора и тяговых электродвигателей ЭП делятся на ЭП постоянно-постоянного тока (или просто ЭП постоянного тока), ЭП переменно-постоянного тока, ЭП переменно-переменного тока (или прото ЭП переменного тока), а ЭП постоянно-переменного тока не существует. Сам конкретный тип применяемых электрических машин под род тока может быть практически любой: коллекторные, вентильные, синхронные, асинхронные, прочие.

    Электропередача постоянного тока [ править | править код ]

    Включает в себя тяговый генератор постоянного тока и тяговые электродвигатели постоянного тока. Тяговый генератор — коллекторный с независимым возбуждением. Тяговые электродвигатели — коллекторные с последовательным возбуждением. На любой установленной частоте вращения тягового генератора управление частотой вращения тяговых электродвигателей здесь осуществляется двумя независимыми способами: изменением магнитного поля тягового генератора, изменением магнитного поля тяговых электродвигателей. То или иное направление вращения тяговых электродвигателей обычно обеспечивается изменением направления тока в их обмотках возбуждения посредством группового переключателя (реверсора). [5]

    ЭП постоянного тока является наиболее технологически доступной, и первые работоспособные ЭП транспортных машин были именно ЭП постоянного тока. Ранние конструкции непрозрачных тепловозных ЭП постоянного тока не имели систем автоматического регулирования, и за формирование гиперболической тяговой характеристики тепловоза отвечал машинист, управляя возбуждением генератора вручную отдельным контроллером на основании показаний вольтметра и амперметра (схема Вард-Леонарда). В середине 1940-х появились системы автоматического регулирования тягового генератора на основе отрицательной обратной связи по току тяговых электродвигателей (схема Лемпа). С середины 1950-х стало применяться регулирование возбуждения тяговых электродвигателей. В СССР/России наиболее совершенные системы автоматического регулирования применялись на последних серийных тепловозах с ЭП постоянного тока, выпускавшихся до начала 2000-х. В современной технике ЭП постоянного тока массово не применяются ввиду невыгодного соотношения массы коллекторного генератора к величине получаемой с него электрической мощности, относительно невысоких допустимых окружных скоростей якоря и необходимости в более частом техобслуживании щёточно-коллекторного узла. На сегодня (2020 год) транспортные машины (тепловозы в первую очередь) с ЭП постоянного тока серийно не производятся, но выпущенные ранее эксплуатируются.

    Электропередача переменно-постоянного тока [ править | править код ]

    Включает в себя тяговый генератор переменного тока, выпрямительную установку и тяговые электродвигатели постоянного тока. Тяговый генератор передачи обычно выполнен на основе многополюсной синхронной машины трёхфазного тока с независимым возбуждением, а тяговые электродвигатели обычно коллекторные с последовательным возбуждением. Также возможны и иные варианты тягового генератора (например, синхронный однофазный) и тяговых электродвигателей (например, вентильные), но наименьшую пульсацию выпрямленного напряжения (величины порядка 6-7%) обеспечивает именно трёхфазный синхронный генератор с двумя статорными обмотками, сдвинутыми относительно друг-друга на 30 эл. градусов. Выпрямительная установка обычно кремниевая полупроводниковая. Как и в случае ЭП постоянного тока при любой установленной частоте вращения тягового генератора управление частотой вращения тяговых электродвигателей здесь возможно двумя независимыми способами: изменением магнитного поля тягового генератора и изменением магнитного поля тяговых электродвигателей. Направление вращения тяговых электродвигателей обычно обеспечивается изменением направления тока в их обмотках возбуждения посредством группового переключателя (реверсора). [6]

    ЭП переменно-постоянного тока может работать с точно такими же тяговыми электродвигателями и с похожими системами автоматического регулирования как ЭП постоянного тока, и основное её отличие именно в тяговом генераторе. Конструктивное усложнение ЭП ввиду обязательной необходимости выпрямительной установки обусловлено преимуществами, которые даёт применение синхронного генератора переменного тока по сравнению с коллекторным генератором постоянного тока: почти вдвое меньшей массой на единицу вырабатываемой электрической мощности и преимуществом в эксплуатационной надёжности. И то и другое объясняется особенностями конструкции вращающихся электрических синхронных машин, а именно, отсутствием в них щёточно-коллекторного узла, что с одной стороны позволяет создавать генераторы с более высокими окружными скоростями на поверхности ротора, а значит сделать тяговый генератор более компактным и лёгким при той же мощности, а с другой стороны повышает надёжность токосъёма. Также, более высокие допустимые частоты вращения синхронных генераторов переменного тока позволяют соединять их с высокооборотными первичными двигателями, типа газотурбинных, без редуктора, а значит с существенной экономией по массе дизель-генераторной установки. [7]

    ЭП переменно-постоянного тока стали возможны только с появлением относительно нетяжёлых и надёжных кремниевых выпрямительных установок. Актуальны до сих пор (2020 год), и в непрозрачном варианте широко применяются на многих тяжёлых транспортных машинах, от карьерных самосвалов до крупных судов. Являются основным видом ЭП современных серийных магистральных и тяжёлых маневровых тепловозов российского производства.

    Электропередача переменного тока [ править | править код ]

    Включает в себя тяговый генератор переменного тока, тяговые электродвигатели переменного тока. С точки зрения типа применяемых вращающихся электрических машин ЭП переменного тока не имеет канонического вида, как ввиду отсутствия крупносерийного применения, подтверждённого практикой эксплуатации, так и ввиду различных эксплуатационных возможностей, которые даёт та или иная комбинация электрических машин, которые могут быть асинхронными, синхронными, вентильными. Простейшая ЭП переменного тока состоит из синхронного тягового генератора и асинхронных тяговых двигателей. Такая ЭП будет прозрачной, и крутящие моменты на валу тягового генератора и тягового электродвигателя будет пропорциональны. Формирование гиперболической тяговой характеристики при такой схеме затруднено, но она применима либо там, где в этом нет необходимости, либо в комбинации с турбовальным ГТД. Более сложные ЭП переменного тока могут включать в себя преобразователь, состоящий из выпрямителя и инвертора, и предполагать двойное преобразование рода тока: из переменного в постоянный и опять в переменный. Такая ЭП может быть «непрозрачной» и обеспечивать транспортной машине гиперболическую тяговую характеристику, что потенциально позволяет применять её на тепловозах с дизельными ДВС. Также возможны прочие схемы, в том числе с применением вентильных тяговых электродвигателей. [6] [8]

    Преимущества и недостатки [ править | править код ]

    Электрическая передача обеспечивает удобное изменение частоты и направления вращения на выходе, плавное трогание с места, а также распределение мощности на несколько ведущих колёс/осей; генераторная установка может быть расположена в любом месте транспортного средства независимо от расположения тяговых электродвигателей и не ограничивает (в пределах гибкости кабелей, питающих электродвигатели) перемещение электродвигателей относительно генератора, что значительно повышает простоту и надёжность механической части.

    В то же время все компоненты электрической передачи имеют большую массу, а для их изготовления расходуется большое количество цветных металлов, прежде всего сильно дорожающей в 2010-х годах меди.

    Музей железных дорог России, ч.2 — тепловозы.

    Щ-ЭЛ-1
    Одна из жемчужин коллекции — опытный тепловоз конструкции Я.М.Гаккеля, первый отечественный тепловоз. Построен в Петрограде, дизель и генераторы взяты с недостроенных подводных лодок. Эксплуатировался до конца 1920-х. Остался экспериментальным, в единственным экземпляре, однако оказал влияние на всё отечественное тепловозостроение.
    Год выпуска 1924, мощность дизеля 1030 л.с.; осевая хр-ка 1-3о+4о+3о-1; скорость 75 км/ч; передача мощности электрическая постоянного тока; служебный вес 180т.
    тепловоз Щ-ЭЛ-1 (ЖД музей, СПб) _222.jpg

    тепловоз Щ-ЭЛ-1 (ЖД музей, СПб) _100.JPG

    тепловоз Щ-ЭЛ-1 (ЖД музей, СПб) _250.JPG

    тепловоз Щ-ЭЛ-1 (ЖД музей, СПб) _330.JPG

    Да20-09
    Американский тепловоз серии RSD-1, поставленный для СССР по программе ленд-лиза. В 1944-45гг получено 68 таких локомотивов.
    Год выпуска 1944, мощность дизеля 1000 л.с. (мощность ТЭД 6х99 кВт); осевая хр-ка 3о-3о; скорость 96 км/ч; передача мощности электрическая, постоянного тока; служебный вес 121т.
    тепловоз ДА20-09 (ЖД музей, СПб) _110.JPG

    тепловоз ДА20-09 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ТЭ1-20-135
    Отечественный вариант американского тепловоза Да. Первый советский послевоенный серийный тепловоз. Выпускался в 1947-50гг в Харькове (з-д ХЗТМ). Построено чуть менее 300 шт.
    Год выпуска 1949, мощность дизеля 1000 л.с. (мощность ТЭД 6х98 кВт); осевая хр-ка 3о-3о; скорость до 95 км/ч; передача мощности электрическая, постоянного тока; служебный вес 124т.
    тепловоз ТЭ1-20-135 (ЖД музей, СПб) _100.JPG

    тепловоз ТЭ1-20-135 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ТЭ5-20-032
    Модификация тепловоза ТЭ1 для работы в районах с суровым климатом (котлы для обогрева, другое размещение оборудования). Выпущено всего 2 экз.
    Год выпуска 1948, мощность дизеля 1000 л.с. (мощность ТЭД 6х98 кВт); осевая формула 3о-3о; скорость до 95 км/ч; передача мощности электрическая, постоянного тока; служебный вес 120т.
    тепловоз ТЭ5-20-032 (ЖД музей, СПб) _60.JPG

    ТГ102-153
    Двухсекционный грузопассажирский с гидропередачей. Выпускался в 1959-65гг, в основном Ленинградским тепловозостроительным заводом. Имел несколько вариантов исполнения. Из-за низкой надежности и других недостатков выпуск был вскоре прекращен. Изготовлено всего 79 ед.
    Год выпуска 1963; мощность дизелей 4х820 (либо 1000) л.с.; осевая хр-ка 2(3о-3о); скорость 120 км/ч; служебный вес 2х82 т;
    тепловоз ТГ102-153 (ЖД музей, СПб) _100.JPG

    М62-1
    Тепловозы М62 изначально предназначались на экспорт в страны соцлагеря и были спроектированы под колею 1435 мм. С 1970г стали поступать и на железные дороги СССР. В различных модификациях выпускались Луганским тепловозостроительным заводом с 1964 по 2001г (по некоторым данным всего было построено более 6000 секций (в т.ч. на экспорт)). Многие подверглись модернизации, порой весьма радикальной (особенно зарубежные).
    М62-1 был изготовлен в 1964г с колеёй 1520 мм для проведения испытаний. Имеет отличия во внешнем виде от серийных локомотивов.
    Мощность дизеля 2000 л.с. (мощность ТЭД 6х192 кВт); осевая хр-ка 3о-3о; скорость 100 км/ч; передача мощности электрическая; служебный вес 116т.
    тепловоз М62-1 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ДМ62-1731
    Специальная модификация тепловоза М62 для боевых железнодорожных ракетных комплексов (БЖРК). На номерной табличке буква Д не ставилась. Выпускались в небольших количествах в 1982-1994гг. Сейчас используются в обычном движении.
    Год выпуска данного тепловоза — 1983.
    тепловоз М62-1731 (ЖД музей, СПб) _20.jpg

    ТЭ2-414
    Двухсекционный восьмиосный грузопассажирский. Выпускался в 1948-55гг в Харькове (з-д ХЗТМ). Построено 528 ед.
    Год выпуска 1954; мощность дизелей 2х1000 л.с.(мощность ТЭД 8х152 кВт); осевая формула 2(2о-2о); скорость 93 км/ч; служебный вес 170 т; передача мощности электрическая, постоянного тока; сила тяги 22 тс (длительно, при 17 км/ч).
    тепловоз ТЭ2-414 (ЖД музей, СПб) _150.JPG

    ТЭ3-1001
    Двухсекционный двенадцатиосный грузовой. Создавался для замены мощных паровозов ФД, ЛВ, ИС и др. Основной советский тепловоз с начала 1960-х до середины 1970х. Выпускался в 1955-73гг в Харькове, Луганске, Коломне. Всего построено свыше 6800 ед.
    Год выпуска 1956; мощность дизелей 2х2000 л.с.(мощность ТЭД 12х206 кВт); осевая формула 2(3о-3о); скорость 100 км/ч; служебный вес 252 (2х126) т; передача мощности электрическая, постоянного тока; сила тяги 40 тс (длительно, при 20 км/ч).
    тепловоз ТЭ3-1001 (ЖД музей, СПб) _140.JPG

    тепловоз ТЭ3-1001 (ЖД музей, СПб) _250.JPG

    ТЭ7-013
    Пассажирский вариант грузового ТЭ3. Выпускался в 1956-64гг на Харьковском и Луганском (Ворошиловградском) заводах. Построено 113 ед.
    Год выпуска 1960; мощность дизеля 2х2000 л.с. (мощность ТЭД 12х206 кВт); осевая формула 2(3о-3о); скорость 140 км/ч; передача мощности электрическая, постоянного тока; служебный вес 252 (2х126) т; сила тяги 23,2 тс (длительно, при 35 км/ч).
    тепловоз ТЭ7-013 (ЖД музей, СПб) _80.JPG

    ТЭП10-163 «Стрела»
    Шестиосный пассажирский. Выпускался в 1961-68гг в Харькове (з-д ХЗТМ). Построено 335 ед.
    Год выпуска 1965; мощность дизеля 3000 л.с.; осевая формула 3о-3о; скорость 140 км/ч; передача мощности электрическая; служебный вес 126 т.
    тепловоз ТЭП10-163 (ЖД музей, СПб) _80.JPG

    ТЭП60-0190
    Основной пассажирский тепловоз СССР в 1970-80х гг. Выпускался в 1960-85гг на Коломенском заводе. Построено 1240 ед. Обладатель рекорда скорости своего времени — 193 км/ч.
    Год выпуска 1967; мощность дизеля 3000 л.с.(мощность ТЭД 6х305 кВт); осевая формула 3о-3о; скорость 160 км/ч; передача мощности электрическая постоянного тока; служебный вес 126 т.
    тепловоз ТЭП60-0190 (ЖД музей, СПб) _100.JPG

    ТЭП70-0007
    ТЭП70 — магистральный пассажирский тепловоз, «преемник» ТЭП60. Выпускался (в основном) с 1978 по 2002г на Коломенском заводе. Построено 576 ед. Более современные модификации на его основе выпускаются до настоящего времени.
    Данный ТЭП70-0007 — последний из числа опытных (предсерийных) тепловозов этого типа. Выпущен в 1977г; мощность дизеля 4000 л.с.(мощность ТЭД 6х411 кВт); осевая формула 3о-3о; скорость 160 км/ч; передача мощности электрическая переменно-постоянного тока; служебный вес 129 т (у серийных 135).
    тепловоз ТЭП70-0007 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ТЭП80-0002
    Опытный, на Коломенском з-де в 1988-90гг построено 2 экз. Самый быстрый тепловоз в мире — 5 октября 1993г достигнута скорость 271 км/ч.
    Мощность дизеля 6000 л.с.(мощность ТЭД 8х570 кВт); осевая формула 2о+2о-2о+2о; скорость (конструкционная) 160 км/ч; передача мощности электрическая переменно-постоянного тока; служебный вес 160 т.
    тепловоз ТЭП80-0002 (ЖД музей, СПб) _104.jpg

    2ТЭ121-026
    Грузовой магистральный тепловоз с электрической передачей переменно-постоянного тока. Выпускался в 1978-1992гг Ворошиловградским (Луганским) тепловозостроительным заводом, построено 76 шт.
    Год выпуска 1987, мощность дизеля 2х4000 л.с.; осевая хр-ка 2*(3о-3о); скорость 100 км/ч; сила тяги 30 тс (длительно, при 27 км/ч)
    тепловоз 2ТЭ121-026 (ЖД музей, СПб) _100.JPG

    ВМЭ-1-024
    Маневровый, пр-ва завода завода MAVAG (Венгрия). Заводское обозначение серии DVM4. В 1958-65гг СССР было поставлено 310 ед.
    Год выпуска 1959, мощность дизеля 600 л.с., осевая хр-ка 2о-2о, скорость 80 км/ч, передача мощности электрическая, служебный вес 74.5т.
    На данном тепловозе позднее были установлены асинхронные тяговые электродвигатели.
    тепловоз ВМЭ-1-024 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ТГМ1-575
    Первый советский серийный маневровый тепловоз с гидропередачей. Выпускался на Муромском тепловозостроительном заводе в 1956-72гг (построено 3369 ед.)
    Год выпуска 1960, мощность дизеля 400 л.с., осевая формула 0-3-0, скорость 60 км/ч, служебный вес 46-48 т.
    тепловоз ТГМ1-575 (ЖД музей, СПб) _100 Муром, 1960.JPG

    тепловоз ТГМ1-575 (ЖД музей, СПб) _152.jpg

    ТГМ3-021
    Маневровый, выпускался на Людиновском тепловозостроительном заводе в 1959-67гг (построено около 4000 ед).
    Год выпуска 1960, мощность дизеля 750 л.с., осевая формула 2о-2о, скорость 60 км/ч (90 км/ч при транспортировке), служебный вес 68 т, передача мощности гидромеханическая.
    тепловоз ТГМ3-021 (ЖД музей, СПб) _100 1960г.JPG

    тепловоз ТГМ3-021 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ТЭМ1-0026
    Маневровый, выпускался на Брянском машиностроительном заводе в 1958-68гг (построено 1946 ед).
    Год выпуска 1959, мощность дизеля 1000 л.с., осевая формула 3о-3о, скорость конструкционная 90 км/ч, служебный вес 124 т, передача мощности электрическая, тяга 20 тс (длительно, при 9 км/ч).
    тепловоз ТЭМ1-0026 (ЖД музей, СПб) _102.jpg

    тепловоз ТЭМ1-0026 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    ЧМЭ3-001
    Один из самых массовых маневровых локомотивов. Выпускался на з-де «ЧКД Прага» (Чехословакия) в 1963-94 гг. Построено 7459 ед.
    Год выпуска 1963, мощность дизеля 1350 л.с. (мощность ТЭД 6х134 кВт), осевая формула 3о-3о, скорость конструкционная 95 км/ч, служебный вес 123 т, передача мощности электрическая, тяга 23 тс (длительно, при 11 км/ч).
    тепловоз ЧМЭ3-001 (ЖД музей, СПб) _100.JPG

    тепловоз ЧМЭ3-001 (ЖД музей, СПб) _120.JPG

    Ну и мой любимый тепловозик 😉
    ТГэ-016
    Маневровый тепловоз-электростанция пр-ва з-да «Jenbacher Werke» (Австрия). Года выпуска 1958-59. Предназначались главным образом для работы с путевыми и строительными машинами, для чего имели т.н. «ползучий» режим хода (1-3 км/ч) и оснащались трехфазным генератором на 300 кВт.
    Мощность дизеля 600 л.с., осевая формула 0-3-0, скорость 60 км/ч (80 км/ч при транспортировке), служебный вес 48 т, передача мощности гидравлическая, сила тяги 10 тс (при 10 км/ч).
    тепловоз ТГэ-016 (ЖД музей, СПб) _60.JPG

    тепловоз ТГэ-016 (ЖД музей, СПб) _130.JPG

    тепловоз ТГэ-016 (ЖД музей, СПб) _152.jpg

    Информация взята из сопроводительных табличек, Википедии, сайтов Цифровая ЖД, Transportpedia

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector