Особенности условий работы и требования, предъявляемые к тяговым электроприводам

Тяговый электрический привод, как и подвижной состав в целом, эксплуатируется на линии практически круглогодично до 20 часов в сутки при любой погоде. Поскольку большая часть элементов привода контактирует с окружающей средой и не может быть защищена от ее негативных воздействий, он работает в крайне тяжелых условиях, которые создаются разнообразными факторами как природного, так и техногенного характера. К основным из них необходимо отнести следующие.

• 1. Неровности дороги, стыки рельсов, а также колебания и вибрации механической части подвижного состава, вследствие чего тяговый электрический привод работает при частых ударных воздействиях и тряске.
• 2. Неизбежное проникновение в элементы привода при движении электроподвижного состава загрязненного и влажного воздуха, а иногда грязи, воды, снега.
• 3. Работа подвижного состава с различной нагрузкой, определяемой его наполнением, к тому же на меняющемся профиле пути в условиях изменения влажности и температуры воздуха, охлаждающего электрическую часть привода, что приводит к расширению диапазона изменения температуры обмоток и других токоведущих частей его электрооборудования.
• 4. Высокое поминальное напряжение источников электрической энергии, используемых, например, на городском электротранспорте, по сравнению с применяемым в промышленных установках. Диапазон его изменения достигает иногда 50% от максимального значения.
• 5. Наиболее тяжелый повторно-кратковременный режим работы тягового электрооборудования (в частности электродвигателей) — с частыми пусками и торможениями, а иногда и реверсом.
• 6. Весьма ограниченное пространство для размещения и монтажа элементов тягового электропривода на подвижном составе.
• 7. Отказ в работе механического или электрического оборудования привода на линии, особенно на рельсовом транспорте, приводит к нарушению графика движения всего транспорта на этом участке.

Перечисленные условия вызывают необходимость формировать довольно жесткие требования к приводам подвижного состава и зачастую влияют на реализацию его конструктивного исполнения.

Основные требования, предъявляемые к тяговым электроприводам, могут быть сформулированы следующим образом.

• 1. Для элементов электрической и механической частей тягового электрического привода необходима повышенная механическая и электрическая прочность деталей и узлов и высокая надежность их креплений. Для уменьшения ударных воздействий, передающихся от путевой структуры на элементы привода, необходимо по возможности обеспечивать их полное подрессоривание.
• 2. Токоведущие детали электрооборудования привода должны иметь влагостойкую изоляцию, а все металлические детали — быть надежно защищены антикоррозионными покрытиями.
• 3. Коммутационная надежность тяговых электродвигателей должна быть такой, чтобы обеспечивалась их работа в условиях переходных процессов, связанных с частыми и резкими изменениями напряжения в контактной сети.
• 4. Оборудование тягового привода должно надежно работать при температуре окружающей среды от -50 до +40 °С и высоте над уровнем моря до 1200 м.
• 5. Поскольку пространство для размещения и монтажа элементов тягового привода на подвижном составе весьма ограниченно, он должен иметь по возможности малые габариты и вес.
• 6. Ко всем элементам привода должен быть обеспечен хороший доступ для осмотров и ремонтов. Их конструктивное исполнение должно позволять быстро заменять неисправные узлы и детали исправными.