Тяговый привод низкопольных экипажей.

Вентильный безредукторный двигатель

 

 

http://izmerov.narod.ru/privod/privod300.html

 

http://ingener-site.ru/matematika/8586/index.html

 

 

http://orionmotor.narod.ru/gibrid.htm

 

http://ispu.ru/files/str.58-59.pdf

 

http://orionmotor.narod.ru/Germet_mot.pdf

 

http://trainclub.ru/view_blog/sovershenstvovanie_sinhronnogo_tyagovogo_dvigatelya_na_postoyannyh_mag/

 

http://www.vniiem.ru/ru/uploads/files/zakharenko.pdf

 

 

http://railsys.ru/sinhronnye-tyagovye-dvigateli-i-ih-primenenie/

 

http://www.parovoz.com/phpBB2/viewtopic.php?f=24&p=153592&sid=28cb7b43bb3d82a8c49b2fcdc035e351

 

Возврат к непосредственному тяговому приводу.

В качестве причин, которые заставили в настоящее время конструкторов вновь обратиться к непосредственному тяговому приводу, можно назвать следующие:
- снижение массы тяговых электродвигателей за счет использования бесколлекторных электрических машин;
- необходимость повышения экономичности тягового подвижного состава за счет исключения потерь в тяговой передаче;
- иные специфические требования к конструкции экипажной части.

В СССР еще в 70-е годы по инициативе А.С. Курбасова были спроектированы асинхронные тяговые двигатели для электровозов, в т.ч. дисковой конструкции. Тяговый двигатель дисковой конструкции предполагалось разместить на полом валу, связанном с колесными центрами компенсирующими поводковыми механизмами. Один из подшипников двигателя предполагалось выполнить сферическим для восприятия осевых нагрузок. Тяговый двигатель должен был развивать мощность 1000-1200 кВт при силе тяги 6-6,5 тс га ось. Такой привод мог найти применение на пассажирских локомотивах, однако в то время он еще не был востребован, что, отчасти, связано с размещением заказов на пассажирские электровозы для МПС на предприятиях ЧССР. Позднее безредукторный тяговый привод с асинхронными двигателями предполагалось внедрить на электровозах ЧС9 и ЧС10, поставки которых так и не начались.

Из современных конструкций непосредственного тягового привода, как типичную, можно отметить конструкцию, созданную для опытного поезда E993, известного также под названием Advanced Commuter Train (ACT), японской железнодорожной компанией JR East. Непосредственный привод с синхронным тяговым электродвигателем был использован в данном случае для сокращения расхода энергии на тягу. Возбуждение электродвигателя - от постоянных магнитов, закрепленных на роторе на оси колесной пары. Статор выполнен в виде двух сегментов с обмотками, расположенных под углом в верхней части двигателя. Этот привод получил дальнейшее применение для поезда серии E331

В период 1997 – 1998 гг. германские железные дороги (DBAG) заказали для установки на поезде ICE3 два опытных тяговых двигателя на постоянных магнитах:
- синхронный с активным ротором компании Magnetmotor в Штарнберге (Германия);
- с поперечным магнитным полем и пассивным ротором институту электрических машин и приводов при техническом университете Брауншвейга.
Двигатель без редуктора должен был соответствовать тяговой характеристике электропоезда серии ICE3, т. е. развивать силу тяги при трогании 18,7 кН, продолжительную мощность 500 кВт, обеспечивая максимальную скорость движения поезда 330 км/ч +10 %, должен размещаться в том же монтажном пространстве, что и обычные тяговые двигатели поезда ICE3, иметь уменьшенную массу, а КПД тягового привода должен был быть выше, чем на обычном ICE3.
Тяговый привод с синхронным тяговым двигателем с активным ротором компании Magnetmotor был выполнен опорно-рамным, передаточный механизм представляет собой две торообразные муфты в виде сегментов тора. Двигатель представляет собой машину с внешним полым ротором в виде двух симметричных секций мощностью по 250 кВт с полым ротором. Возбуждение осуществляется 56 постоянными магнитами из сплава FeNdB, обмотки статора охлаждаются маслом. Секции ротора вращаются на роликовом подшипнике, неподвижное наружное кольцо которого связано со станиной статора. Крепление двигателя к раме тележки осуществляется через несущий диск, кторый разделяет левую и правую секции двигателя.

Двигатель с поперечным полем также имеет полый ротор, позволяющий осуществить его опорно-рамную подвеску. Крепление двигателя к раме тележки здесь выполнить проще, т.к. весь наружный корпус электрической машины является несущим и может выдерживать значительные нагрузки.
Недостаток данной конструкции в том, что для ремонта двигателя необходимо расформирование колесной пары. Кроме того, компенсирующую муфту в обоих случаях необходимо выполнять разрезной, что усложняет создание двойной муфты для требуемой мощности. В принципе муфты могут быть заменены двумя полыми карданными валами, связывающими ротор двигателя с колесными центрами.

Примером, когда на выбор непосредственного тягового привода повлияли иные требования к экипажной части, может служить тяговый привод экспериментального японского электропоезда с изменяемой шириной колеи. В этом приводе колесный центр с помощью конических роликовых подшипников установлен на втулке, размещенной на неподвижной оси. К колесному центру прифланцован тяговый электродвигатель с внешним ротором. Тяговый электродвигатель - синхронный, внешний ротор представляет собой постоянный магнит из редкоземельных сплавов. Статор тягового электродвигателя закреплен на той же вулке, на которую через подшипники опирается колесный центр. При смене колеи втулка перемещается по неподвижной оси вместе с колесным центром и тяговым двигателем. На каждой колесной паре симметрично установлены два электродвигателя. Максимальная скорость, достигнутая опытным поездом на испытаниях, составила 227 км/ч.

Для трамвая Variobahn с низким полом австрийским отделением фирмы Bombardier был создан непосредственный тяговый привод, в котором тяговый двигатель с внешним ротором совмещен с колесным центром. Бандаж колесного центра напрессован на прилив на роторе, который через подшипниковые щиты и роликовые цилиндрические подшипники опирается на неподвижную ось. Тяговый двигатель асинхронный, с жидкостным охлаждением, змеевик охлаждения расположен на утолщенной части оси, на которую напрессован пакет неподвижного статора. С наружной стороны к подшипниковому щиту прифланцован тормозной диск. К одному из достоинств данного привода, по мнению разработчиков, относится меньший уровень шума, несмотря на применение колесного центра трамвая без упругих элементов. К недостаткам конструкции является увеличение сейсмического воздействия трамвая на почву из-за увеличения необрессоренной массы.

 

Тяговый привод низкопольных экипажей.

Появление спроса на железнодорожные экипажи с пониженным уровнем пола, прежде всего, городские трамваи, потребовало поисков принципиально новых компоновочных решений тягового электрического привода, при которых пространство между колесными парами было бы максимально свободно от узлов и деталей привода, прежде всего, от тягового двигателя. Примером может служить тележка трамвая Cityrunner фирмы Bombardier, в которой отсутствие узлов привода по средней оси тележки обеспечивает в салоне проход с низким уровнем пола шириной 670 мм, при этом кресла расположены над нишами для дисков колес. Колеса тележки не связаны осью между собой и вращаются независимо.

В этом случае тяговый привод выполнен в виде мотор - колес с планетарным редуктором для снижения габаритов и массы привода. Колесный центр с подрезиненным бандажом представляет собой вращающийся цилиндрический корпус, опирающийся через пару конических роликовых подшипников на статор двигателя. К корпусу также прикреплен тормозной диск. Мощность двигателя 45 кВт, с жидкостным охлаждением.
Недостатком данной конструкции является высокая необрессоренная масса (для вагонов для Граца - 1410 кг на колесо), из-за чего трамваи с приводом такой конструкции не были допущены на линии в Брюсселе, вследствие высокого сейсмического воздействия на окружающие здания.

Мотор-колеса могут быть выполнены и с непосредственным приводом, что было указано в предыдущем разделе.
С целью снижения величины необрессоренной массы, в трамвае Combino фирмы Siemens применен тяговый привод, концептуально основанный на решениях мономоторного привода "Дюваг". При этом на тележке с обеих наружных сторон размещаются два групповых привода "один двигатель на два колесных центра", каждый со своей стороны. Двигатели мощностью 100 кВт размещены продольно и с обеих концов передают момент на тяговые редукторы с коническими зубчатыми передачами, а те, в свою очередь, передают момент через упругие муфты на колесные центры. Таким образом, масса всего привода взаимодействует с неровностями пути через певичное рессорное подвешивание.

Данный групповой привод позволяет также увеличить ширину прохода между колесными центрами, т.к. с внутренней стороны колесных центров в этом случае практически нет выступающих деталей. К недостаткам привода относится более высокая сложность производства и ремонта, особенно в сравнении с непосредственным приводом, и, по сравнении с последним, также более высокий уровень шума. Выступающие с боков тележки муфты могут быть легче повреждены при наезде на случайные предметы, оказавшиеся в габарите пути, что чаще случается на городской линии, особенно совмещенной с проезжей частью улицы.

Фирмой Foith для трамваев AEG-MAN был создан опорно-рамный мономоторный привод, в котором тяговый двигатель может быть подвешен к кузову в стороне от центрального прохода и соединен карданным валом с двухступенчатыми осевыми редукторами с правой и левой стороны тележки. При этом колесные центры оказываются связанными через промежуточный вал на быстроходной ступени привода. Для привода остальных колесных центров аналогичный привод размещается с задней стороны тележки.
К достоинствам привода относится то, что в нем могут быть использованы узлы, уже освоенные производством для автомобильной промышленности.

Кроме того, поскольку тяговые двигатели закреплены на кузове, привод может быть использован в тележках с жестким буксовым подвешиванием, без существенного увеличения необрессоренной массы. К недостаткам привода относится более высокий уровень шума, соответствующий уровню ранее известных приводов трамваев с осевыми редукторами и карданными валами.

Для трамвая ULF (Ultra Low Floor) фирмы Siemens был использован индивидуальный тяговый привод с осевыми редукторами и вертикальным расположением тяговых двигателей по обе стороны от пассажирского салона. Данная компоновка в настоящий момент мало распространена из-за усложнения компоновки пассажирского салона в общем случае.

 

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 936; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!