Проблема высокоскоростного движения на ж/д транспорте с некоторым запозданием относительно зарубежных стран начала реализоваться в России и потребовала анализа технических решений по конструкции высокоскоростных поездов с использованием электроприводов с тяговыми электродвигателями на постоянных магнитах.
Целью статьи является анализ таких технических решений, а также исследование влияния на характеристики ТЭД материалов и свойств изоляции с целью выбора системы изоляции ТЭД. В [1–6] приведены стандарты и характеристики ТЭД, в [7, 8] исследованы преобразователи частоты и материалы, а [9–12] посвящены вопросам выбора изоляции ТЭД.
Технические решения по конструкции высокоскоростных поездов (ВСП) зависят от их назначения. Скорости поездов в эксплуатации определяются следующими факторами:
– профилем и состоянием пути, причем высокоскоростная магистраль (ВСМ) требует специализированных путей;
– категорией состава (пассажирский, грузовой, скоростной);
– массой и длиной поезда;
– погодными условиями и температурой воздуха.
Эксплуатационная скорость поездов устанавливается по приказу начальника дороги и не должна быть превышена.
Конструкционная скорость грузовых поездов не превышает 120 км/ч, а пассажирских поездов – от 160 до 250 км/ч. Скорость свыше 250 км/ч достигается при движении по специализированным путям, а свыше 200 км/ч – по модернизируемым существующим путям. За рубежом (Япония, Европа, Китай) ВСП двигаются со скоростями, достигающими 350– 400 км/ч. В России ВСП типа Сапсан имеет конструкционную скорость 300 км/ч, которая ограничена до 250 км/ч. Для ВСП типа Сапсан воздухозаборники для ТЭД с воздушным охлаждением выведены на крышу поезда.
Следует иметь в виду, что стоимость и эксплуатация ВСП и ВСМ весьма дороги. Стоимость одного поезда ВСП с 350 сиденьями по европейским нормам стоит 20– 25 млн евро, а годовое обслуживание – 1 млн евро. Стоимость 1 км ВСМ составляет 20–25 млн евро, а годовое обслуживание – 80 тыс. евро. В результате окупаемость ВСП и ВСМ зависит от пассажиропотока, и в России целесообразна лишь на магистралях с интенсивным движением Москва–Санкт-Петербург и Москва–Казань.