Если говорить об общественном транспорте при слове «комфортабельный» наше воображение рисует в первую очередь просторные светлые салоны, мягкие эргономичные сиденья с интуитивно понятными смарт-системами управления функциями, наличие климат-контроля, индивидуальное обслуживание и т.д. При этом многие из нас забывают про такой немаловажный элемент комфорта, как плавное движение без резких ускорений и остановок. И эту задачу решает ключевой компонент системы электропривода — преобразователь частоты и напряжения электрического тока. Почему он считается ключевым, на каких принципах основана его работа и какие преимущества получает производитель подвижного состава, который использует в конструкции поездов на электротяге современные решения?
Преобразователь частоты — электротехническое устройство, которое регулирует частоту переменного напряжения для управления скоростью вращения электродвигателей.
Основу преобразователя составляют полупроводниковые элементы, такие как транзисторы и диоды, а также микроконтроллеры, которые управляют процессом преобразования. Входной переменный ток преобразуется сначала в постоянный ток с помощью выпрямителя (преобразователя переменного тока в постоянный), затем обратно в переменный, но уже с другой частотой и напряжением. Или, как в случае с тяговым инвертором, постоянный ток поступает в тяговый инвертор и затем преобразуется в переменный ток с другими показателями частоты и напряжения. Возможность управлять изменением напряжения (частотой, амплитудой) питания электродвигателя обеспечивает плавный старт, плавный набор скорости и плавное торможение электропоезда.
В наше время 99% рельсового транспорта в мире работает на электротяге. Первый советский опытный грузовой электровоз переменного тока типа ОР22 с ртутными многоанодными откачиваемыми выпрямителями тока был создан в 1938 году. От локомотивов постоянного тока серии ВЛ22 он отличался плавным разгоном, более быстрым выходом на рабочий режим и другими преимуществами.