По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.331

Применение тягового электродвигателя с постоянными магнитами в скоростном электропоезде

Шульга Р. Н. канд. техн. наук, ВЭИ – филиал ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е. И. Забабахина», г. Москва

Анализируются технические решения по конструкции высокоскоростных поездов на основе электропривода, в котором используются тяговые электродвигатели (ТЭД) с постоянными магнитами. Сравнивается энергоэффективность ТЭД с коллекторными и асинхронными двигателями. Исследуется влияние на характеристики ТЭД материалов и свойств изоляции и проводится выбор системы изоляции ТЭД.

Литература:

1. Шульга Р.Н. Стандарт РROFINET для железнодорожного транспорта // Оперативное управление в электроэнергетике. – 2023. – № 3. – С. 37–45.

2. Шульга Р.Н. Разработка, испытания и применение электрических машин: в 2 ч. Ч 1. Разработка и испытания электрических машин; учеб. пособие / Р.Н. Шульга, А.А. Лабутин, А.А. Кирякин. – М.: Изд. МЭИ, 2022. – 148 с.

3. Шульга Р.Н. Двигатели постоянного тока для тягового электропривода // Оперативное управление в электроэнергетике. – 2023. – № 1. – С. 14–22.

4. Шульга Р.Н. Динамика синхронных электродвигателей с постоянными магнитами // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. – № 1. – С. 24–33.

5. Шульга Р.Н., Корсаков С.С., Ильин К.А. Магнитные системы электромашин с постоянными магнитами // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. – № 1. – С. 34–41.

6. Шульга Р.Н. Современный электропривод с синхронным реактивным двигателем // Силовая электроника. – 2023. – № 1. – С. 36–40.

7. Шульга Р.Н., Добкин И.Д. Энергетические и динамические показатели модульных DC/DC-конверторов // Силовая электроника. – 2022. – № 3. – С. 22–29.

8. Шульга Р.Н., Лабутин А.А. Новые материалы и технологии электрических машин // Промышленная энергетика. – 2021. – № 4.

9. Изоляция электрических машин. – https://rza.org.ru. Электронный доступ: 26.05.2021.

10. Окнин Н.С. Высоковольтная изоляция электрических машин. Научно-практический семинар по теме: Электроизоляционные материалы, их свойства, назначение и особенности применения. – Хотьково МО, 10–11.06.2010. – 46 с.

11. Прохоров В.В. Грамотно выбранные технологии производства и ремонта ТЭД локомотивов – залог их надежной и долговечной работы. Научно-практический семинар по теме: Электроизоляционные материалы, их свойства, назначение и особенности применения. – Хотьково МО, 10–11.06.2010. – 46 с.

12. Каталог продукции ЗАО «Диэлектрик», 25 с. – https://www.dielektrik.ru. Электронный доступ: 26.05. 2021.

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.

Для Цитирования:
Шульга Р. Н., Применение тягового электродвигателя с постоянными магнитами в скоростном электропоезде. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2023;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: