08.02.2021

Электрическая передача


Электрическая передача (ЭП) — опционально (необязательно) применяемый на различных транспортных средствах с тепловыми двигателями комплекс из связанных кабелем между собой электрических машин, обеспечивающий всережимную передачу мощности первичного двигателя на движитель посредством двойного преобразования энергии — энергии вращения первичного двигателя в электрическую энергию и обратно в энергию вращения — для создания силы тяги, движения с различной скоростью и разноплановой работы транспортного средства по назначению. В общем случае всегда состоит из тягового генератора и одного или нескольких тяговых электродвигателей. В транспортных машинах ЭП выполняет функцию трансмиссии и решает аналогичные трансмиссии задачи: формирование гиперболической тягово-скоростной характеристики, движение вперёд-назад, трогание с места, разъединение двигателя и движителя для работы двигателя на холостом ходу — и ввиду этого может называться электрической трансмиссией. В контексте конструкции тяжёлых транспортных машин ЭП является одним из решений задачи по передаче мощности первичного двигателя на движитель, а распространённым альтернативным вариантом ЭП здесь является гидравлическая (в первую очередь, гидродинамическая) передача. 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).

Общее описание

Электрические передачи бывают двух видов: «непрозрачные» (постоянного тока или с промежуточным звеном постоянного тока) и «прозрачные» (переменного тока). В «непрозрачных» передачах частота вращения на выходе никак не связана с частотой вращения первичного двигателя; это обеспечивает удобство трогания с места и изменения направления движения, а также полное использование мощности двигателя в широком диапазоне скоростей. «Непрозрачные» передачи широко применяются на тепловозах (буквы ТЭ в обозначении советских и российских тепловозов означают «тепловоз с электропередачей»), карьерных самосвалах (БелАЗ-549, БелАЗ-75601), теплоэлектробусах (ЗИС-154), тяжёлых тракторах (ДЭТ-250, ДЭТ-320, ДЭТ-400 и др.) и вездеходах, а также ледоколах.

«Непрозрачная» передача включает генератор постоянного тока или синхронный генератор с выпрямительной установкой; полученный постоянный (или выпрямленный) ток поступает либо напрямую к двигателям постоянного тока, либо через инверторы к асинхронным двигателям. Например, на атомном ледоколе «Ленин» была применена передача постоянно-постоянного тока — 4 турбогенератора постоянного тока и 3 гребных электродвигателя постоянного тока.

«Прозрачная» электрическая передача включает синхронный генератор и синхронные или асинхронные двигатели, включенные напрямую; в этом случае электрическая передача лишь заменяет понижающий редуктор и обеспечивает реверсирование. Она проще и легче «непрозрачной» передачи; использовалась на некоторых океанских лайнерах, а также на экспериментальной модификации тепловоза ТГК2 — для изменения передаточного числа передачи использовалось переключение числа пар полюсов электромашин.

Преимущества и недостатки

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.

Применение

  • Автобусы
  • Карьерные самосвалы
  • Тепловозы
  • Трактора
  • Бронетехника
  • Теплоходы
  • Атомоходы
  • Гибридные автомобили





Яндекс.Метрика