Меню

Как идет ток в трамвае



Как устроена трамвайная и троллейбусная сеть?

И у трамваю и у троллейбусу нужны два провода. Но трамвай двигается по стальным рельсам и их используют в качестве второго провода, если посмотрите на трамвайные рельсы к ним приварены стыковые соединители по ним и рельсам течет ток. Рельсы заземляют, что бы если вы наступите на них Вас не убило. А раз рельсы на земле, то и часть тока по этой земле растекается.


Троллейбус движется по асфальту и вдобавок «на резиновом ходу», и поэтому использовать землю в качестве проводника сложно, но по условиям электробезопасности один провод заземляют, а в троллейбусе соединяют на корпус. Не сделай этого, при неисправной изоляции проводов при выходе из троллейбуса от пассажира могут остаться одни обгорелые штаны. Но а почему так вольно водитель обращается со штангами — они изолировны.

По первому пункту ответю: Цепь что при трамваё что при троллейбусе собирается ОДНА И ТА ЖЕ. Просто у троллейбуса плюс и минус контактной сети ПОЛНОСТЬЮ ИЗОЛИРОВАН от земли, а у трамвая рельсы соединены еще с землёй. Это сделано для того, чтобы если пробьёт напруга на корпус трамвая, чтобы пассажиров не ударило током (как в случае с троллейбусами) .

По второму пункту ответю: Да, постоянка ударит током только если хватануться за плюс и минус одновременно. Но это лишь в том случае, если линия изолирована от земли и токоутечки на землю мизерные. Если же минус заземлен (как у трамвая) , то при обрыве контактной сети, если прикоснуться к оборванному контактному проводу, естесс-но стукнет током. Так как цепь собирается так: тяговая подстанция — контактный провод — человек — земля — минус — тяговая подстанция. В случае же изолированной линии этого не произойдет. Или же слегонца трусанет через разные токоутечки на подстанции или еще где-нить. Не зря тралики бьются током. Не сильно конечно, но налиЦО. Кстати вставлю свои 5 коп. в оный вопрос про преимущество ИЗОЛИРОВАННЫХ от земли СЕТЕЙ: Вот, например взять ламповые приёмники. Там напряжение на анодах ламп около 250 — 300 вольт относительно шасси. Шасси соединено с минусом источника питания. Так вот если взяться только за шасси или только за плюсовую клемму 250 вольт — ничего не будет. Но если же взяться одновременно за шасси приёмника и за плюсовую клемму 250 вольт — то. Ха-ха-ха.

Источник

Устройство трамвая: конструкция и основные узлы. Управление трамваем

Практически каждый житель города хоть раз видел на его улицах проезжающий трамвай или другой подобный электротранспорт. Подобные варианты средств передвижения были специально спроектированы для передвижения по таким условиям. По сути, устройство трамвая сильно напоминает обыкновенный железнодорожный транспорт. Однако их различия как раз и заключаются в приспособленности под разные типы местности.

История появления

Само название с английского переводится как сочетание вагон (вагонетка) и путь. Принято считать, что трамвай — один из наиболее старых видов пассажирского общественного транспорта, который до сих пор применяется во многих странах по всему миру. История появления датируется 19 веком. Стоит отметить, что самый старый трамвай работал на конной тяге, а не на электричестве. Более технологичный прародитель же был изобретен и испытан Федором Пироцким в Санкт-Петербурге в 1880 году. Спустя еще один год немецкая компания Siemens & Halske запустила в пригороде Берлина первое действующее трамвайное сообщение.

Во время двух мировых войн данный транспорт пришел в упадок, тем не менее с 1970-х его популярность вновь значительно возросла. Причинами тому послужили экологические соображения и новые технологии. В основе трамваем лежала электротяга на воздушной контактной сети. В последующем были созданы новые способы приведения вагона в движение.

Устройство трамвая на лошадиной тяге

Эволюция трамваев

Все виды объединяет то, что они работают на электричестве. Исключение составляют только менее популярные кабельные (канатные) и дизельные трамваи. Ранее также создавались и испытывались конные, пневматические, бензомоторные и паровые разновидности. Традиционные электрические трамваи функционируют либо на воздушной контактной сети, либо с питанием от аккумуляторов или контактного рельса.

Эволюция данного вида транспорта привела к его разделению на типы по назначению, включая пассажирские, грузовые, служебные и специальные. В последний тип входит множество подтипов вроде передвижной электростанции, технической летучки, вагона-крана и вагона-компрессора. Для пассажиров устройство трамвая также зависит от системы, по которой он передвигается. Она, в свою очередь, может быть городской, пригородной или междугородной. Кроме того, системы делятся на обычные и скоростные, которые могут включать в себя подземные варианты прокладки с помощью тоннелей.

Устройство трамвая в наши дни

Электроснабжение трамвая

На заре развития каждая компания, занимающаяся обслуживанием инфраструктуры, подключала собственную электростанцию. Дело в том, что сети тех времен еще не имели достаточной мощности, а потому приходилось обходиться своими средствами. Все трамваи питаются постоянным током с относительно малым напряжением. По этой причине передавать заряд на большие расстояния весьма неэффективно с финансовой точки зрения. Для улучшения инфраструктуры сетей вблизи линий стали располагать тяговые подстанции, преобразующие переменный ток в постоянный.

На сегодняшний день номинальное напряжение на выходе установилось на отметке в 600 В. Подвижный состав трамвая на токоприемнике получает 550 В. В других странах порой применяются повышенные значения вольтажа — 825 или 750 В. Последнее из значений является наиболее актуальным в европейских странах на текущий момент. Как правило, трамвайные сети имеют общее энергохозяйство с троллейбусами, если таковые есть в городе.

Токоприемник трамвая и линии сети

Описание тягового двигателя

Именно такой тип применяется чаще всего. Ранее для запитывания использовался только постоянный ток, получаемый от подстанций. Однако современная электроника позволила создать внутри конструкции специальные преобразователи. Таким образом, при ответе на вопрос о том, какой двигатель у трамвая в его современном варианте, следует упомянуть и о возможности использования движка на основе переменного тока. Последние лучше по той причине, что практически не требуют какого-либо ремонта или регулярного обслуживания. Это касается, конечно же, только асинхронных двигателей переменного тока.

Читайте также:  Что называется амплитудой тока напряжения

Также в конструкцию непременно входит и другой важный узел — система управления. Другое распространенное название звучит как устройство регулирования тока через ТЭД. Наиболее востребованным и простым в исполнении вариантом считается управление посредством мощных сопротивлений, последовательно подключаемых к двигателю. Из разновидностей используются НСУ, косвенная неавтоматическая РКСУ или косвенная автоматическая РКСУ системы. Также существуют отдельные типы вроде ТИСУ или транзисторной СУ.

Какой двигатель у трамвая

Количество колес у трамвая

Чрезвычайно распространены сегодня низкопольные вариации этого транспортного средства. Особенности конструкции не дают возможности сделать независимую подвеску для каждого колеса, из-за чего требуется устанавливать специальные колесные пары. Также применяются и альтернативные решения данной проблемы. Количество колес зависит от конкретного варианта исполнения конструкции трамвая и — в большей степени — от числа секций.

Кроме того, различается и компоновка. Большинство многосекционных трамваев оснащается приводными колесными парами (у которых есть мотор) и бесприводными. Для повышения поворотливости обычно увеличивают и число отсеков. Если заинтересоваться тем, сколько колес у трамвая, можно найти следующую информацию:

  1. Одна секция. Две или четыре приводные либо две приводные и одна бесприводная пара колес.
  2. Две секции. Четыре приводных и две бесприводных или восемь приводных пар колес.
  3. Три секции. По четыре приводных и бесприводных пар колес в разных комбинациях.
  4. Пять секций. Шесть приводных пар колес. Идут по две штуки через одну секцию начиная с первой.

Сколько колес у трамвая

Особенности вождения трамвая

Считается относительно несложным, потому как транспорт двигается строго по рельсам. Это значит, что как такового ручного управления от водителя трамвая не требуется. При этом вагоновожатый должен уметь грамотно использовать тягу и торможение, что достигается своевременным переключением заднего и переднего хода.

В остальном трамвай подчиняется единым правилам дорожного движения в то время, когда следует по городским улицам. В большинстве случаев данный транспорт имеет приоритет перед автомобилями и другими средствами передвижения, которые не зависят от рельса. Водитель трамвая должен в обязательном порядке получить права на вождение соответствующей категории и сдать теоретический экзамен на знание ПДД.

Водитель трамвая в кабине

Общее устройство и конструкция

Кузов современных представителей обычно выполняется из цельного металла, а в качестве отдельных элементов у него выделяют раму, каркас, двери, пол, крышу, а также внутреннюю и внешнюю обшивки. К концам форма, как правило, сужается, благодаря чему трамвай с легкостью преодолевает кривые. Соединение элементов производится посредством сварки, клепки, при помощи винтов и клея.

В былые времена широко применялась также древесина, которая служила как элементом каркаса, так и материалом для отделки. В устройстве трамвая на текущий момент предпочтение отдается пластиковым элементам. Также конструкция включает в себя сигналы поворота, тормозные огни и прочие средства для индикации другим участникам движения.

Координирование и скоростные показатели

Точно так же, как и в случае с поездами, данный транспорт имеет собственную службу отслеживания исполнения трафика и правильности маршрутов. Диспетчеры занимаются оперативным корректированием графика, если случилась любая непредвиденная ситуация на линии. Также данная служба отвечает за выпуск на маршруты резервных трамваев или автобусов для замены.

Правила движения в городских условиях могут отличаться в разных странах. К примеру, в России расчетная скорость трамвая лежит в диапазоне от 45 до 70 км/ч, а для систем с эксплуатационной скоростью от 75 до 120 км/ч строительные нормы предписывают приставку «скоростные».

Скорость трамвая в движении

Пневмооборудование

Вагоны в современном их исполнении нередко оснащаются специальными компрессорами, в основе которых находятся поршни. Сжатый воздух является весьма полезным сразу для нескольких регулярно производимых операций, включая приведение в действие приводов дверей, тормозных систем и прочих вспомогательных механизмов.

При этом наличие пневматического оборудования не является обязательным. По причине того, что устройство трамвая предполагает постоянное обеспечение подачей тока, данные конструкционные элементы могут быть заменены на электрические. Благодаря этому заметно упрощается техническое обслуживание систем, однако в некоторой степени вырастает итоговая стоимость производства одного вагона.

Источник

Как идет ток в трамвае

Если Вы живете в городе, то, скорее всего, часто встречаетесь с электротранспортом. В этой статье рассмотрим принцип работы, недостатки и преимущества трамвая и троллейбуса с точки зрения электрической части. Возможно, возникали вопросы: «Почему над троллейбусом два провода, а над трамваем один?», «Зачем трамваю ездить по рельсам?».

Электроснабжение транспортного хозяйства бывает двух типов: централизованное и децентрализованное. В первом случае одна мощная подстанция производит питание прилегающей к ней большой контактной сети (целая ветка), разбитой на участки, которые расположены на разном расстоянии от подстанции. Во втором случае каждый участок сети питается от двух или одной маломощной подстанции. На линии возле подстанции размещается изолятор, который разделяет ее на два участка. Это более надежный способ, потому что при выходе из строя подстанции, всегда можно запитать аварийный участок от соседней.

В странах бывшего СССР контактная сеть находится под напряжением 600В постоянного тока .

Рисунок 1 — Электроснабжение трамвая и троллейбуса

Схема электроснабжения трамвая и троллейбуса изображена на рисунке 1. Для того чтобы питать контактную сеть, электрическая энергия проходит ряд преобразований: на электростанции (1) вырабатывается электроэнергия и передается на подстанцию (2), которая повышает напряжение для уменьшения потерь при транспортировке по высоковольтным линиям электропередач ЛЕП (3) на большое расстояние. В городе, на понижающей подстанции (4) происходит уменьшение напряжение до 6 или 10 кВ. Далее кабельными линиями (5) происходит соединение с тяговыми подстанциями (6), в которых и происходит преобразование переменного тока в постоянный с напряжением 600В. Контактная сеть (8,9) запитывается от тяговых подстанций. Номинальное напряжение для токоприемника передвижных составов считается 550В.

На первых трамваях раньше использовался третий рельс – контактный рельс . От него довольно быстро отказались из-за ряда проблем: во время дождя возникали короткие замыкания, а нормальному контакту мешали грязь и опавшие листья. Сейчас для трамваев используется воздушная контактная сеть (один провод). Токоприемник трамвая (пантограф, штанга) расположен на крыше вагона. С помощью него трамвай питается постоянным электрическим током. Рельсы же являются минусом в нашей электрической цепочке.

Читайте также:  Как померить силу тока тестером

С троллейбусной контактной сетью немного иначе. Здесь корпус изолирован от соприкосновения с землей (контакт только через резиновые покрышки). Таким образом, контактная сеть состоит из двух проводов, один из которых плюс, а второй – минус (смотри рисунок 2). Но возникает опасность короткого замыкания при появлении контакта между двумя проводами контактной сети. Такое может получится при сильном ветре или падении троллей.

Рисунок 2 — Питание трамвая и троллейбуса

Токосъемник троллейбуса – это обычно штанга. Есть случаи, когда в городе трамваи используют штанговые токоприемники, тогда трамвай и троллейбус могут осуществлять движение по одной контактной сети.

В местах, где размещены изоляторы на контактной сети, а также в местах пересечений линий, для осуществления перекрестного движения, напряжение сети отсутствует. То есть при остановке на данном участке, продолжение движения от сети будет невозможно .

У трамваев есть вероятность, что обратный тяговый ток уйдет в землю, так могут образовываться блуждающие токи, которые плохо влияют на пролегающие вблизи трубы, кабели.

Корпус трамвая постоянно соединен с землей, а вот троллейбус изолирован от нее. Из-за этого в троллейбусе ведется жесткий контроль по утечке тока на корпус. Есть возможность поражения электрическим током при посадке/высадке, когда вы одновременно касаетесь корпуса и земли.

Источник

Как получает питание городской и междугородний электрический транспорт

Городской и междугородний электротранспорт стали для современного человека привычными атрибутами его повседневной жизни. Мы давно уже не задумываемся о том, как этот транспорт получает питание. Все знают, что автомобили заправляют бензином, педали велосипедов крутят ногами велосипедисты. Но как же питаются электрические виды пассажирского транспорта: трамваи, троллейбусы, монорельсовые поезда, метро, электропоезда, электровозы? Откуда и как подается к ним движущая энергия? Давайте поговорим об этом.

Как получает питание городской и междугородний электрический транспорт

В былые времена каждое новое трамвайное хозяйство было вынуждено иметь собственную электростанцию, поскольку электрические сети общего пользования еще не были в достаточной степени развиты. В 21 веке энергия для контактной сети трамваев подается от сетей общего назначения.

Питание осуществляется постоянным током относительно невысокого напряжения (550 В), которое было бы просто не выгодно передавать на значительные расстояния. По этой причине вблизи трамвайных линий размещены тяговые подстанции, на которых переменный ток из сети высокого напряжения преобразуется в постоянный ток (с напряжением 600 В) для контактной сети трамвая. В городах, где ходят и трамваи и троллейбусы, данные виды транспорта обычно имеют общее энергохозяйство.

Трамвай

На территории бывшего Советского Союза представлены две схемы электроснабжения контактных сетей для трамваев и троллейбусов: централизованная и децентрализованная. Централизованная появилась первой. В ней крупные тяговые подстанции, оснащенные несколькими преобразовательными агрегатами, обслуживали все прилегающие к ним линии, или линии, находящиеся на расстоянии до 2 километров от них. Подстанции данного типа располагаются сегодня в районах высокой плотности трамвайных (троллейбусных) маршрутов.

Децентрализованная система начала формироваться после 60-х годов, когда стали появляться вылетные линии трамваев, троллейбусов, метро, как то из центра города вдоль шоссе, в отдаленный район города и т. п.

Здесь на каждые 1-2 километра линии установлены тяговые подстанции малой мощности с одним или двумя преобразовательными агрегатами, способные питать максимум два участка линии, причем каждый участок на конце может подпитываться соседней подстанцией.

Так потери энергии оказываются меньше, ибо фидерные участки выходят короче. К тому же если на одной из подстанций случится авария, участок линии все равно останется под напряжением от соседней подстанции.

Контакт трамвая с линией постоянного тока осуществляется через токоприемник на крыше его вагона. Это может быть пантограф, полупантограф, штанга или дуга. Контактный провод трамвайной линии обычно подвешен проще, чем железнодорожный. Если используется штанга, то воздушные стрелки устроены подобно троллейбусным. Отвод тока обычно осуществляется через рельсы — в землю.

У троллейбуса контактная сеть разделена секционными изоляторами на изолированные друг от друга сегменты, каждый из которых присоединен к тяговой подстанции при помощи фидерных линий (воздушных или подземных). Это легко позволяет производить избирательное отключение отдельных секций для ремонта в случае их повреждения. Если неисправность случится с питающим кабелем, возможна установка перемычек на изоляторы, чтобы запитать пострадавшую секцию от соседней (но это нештатный режим, связанный с риском перегрузки фидера).

Тяговая подстанция понижает переменный ток высокого напряжения от 6 до 10 кВ и преобразует его в постоянный, с напряжением 600 вольт. Падение напряжения на любой точке сети, согласно нормативам, не должно быть более 15%.

Троллейбус

Троллейбусная контактная сеть отличается от трамвайной. Здесь она двухпровдная, земля не используется для отвода тока, поэтому данная сеть устроена сложнее. Провода располагаются друг от друга на небольшом расстоянии, поэтому требуется особо тщательная защита от сближения и замыкания, а также изоляция на местах пересечений троллейбусных сетей между собой и с трамвайными сетями.

Поэтому на местах пересечений устанавливаются специальные средства, а также стрелки на местах ветвлений. Кроме того выдерживается определенное регулируемое натяжение, предохраняющее от захлестов проводов во время ветра. Вот почему для питания троллейбусов используются штанги — другие приспособления просто не позволят соблюсти все эти требования.

Штанги троллейбусов чувствительны к качеству контактной сети, ведь любой ее дефект может послужить причиной соскока штанги. Есть нормы, согласно которым угол излома в месте крепления штанги не должен быть более 4°, а при повороте на угол более 12° устанавливаются кривые держатели. Токосъемный башмак движется вдоль провода и не может поворачивать вместе с троллейбусом, поэтому здесь необходимы стрелки.

Читайте также:  Слабый ток через головной мозг

Во многих городах земного шара с недавних пор ходят монорельсовые поезда: в Лас-Вегасе, в Москве, в Торонто и т.д. Их можно встретить в парках развлечений, в зоопарках, монорельсы используются для обзора местных достопримечательностей, и, конечно, для городского и пригородного сообщения.

Колеса таких поездов изготовлены вовсе не из чугуна, а из литой резины. Колеса просто направляют монорельсовый поезд вдоль бетонной балки — рельсы, на которой находится колея и линии (контактный рельс) силового электропитания.

Некоторые монорельсовые поезда устроены таким образом, что как-бы насажены на колею сверху, подобно тому, как человек сидит верхом на лошади. Некоторые монорельсы подвешиваются к балке снизу, напоминая гигантский фонарь на столбе. Безусловно, монорельсовые дороги более компактны чем обычные железные дороги, но их строительство обходится дороже.

Монорельс

Некоторые монорельсы имеют не только колеса, но и дополнительную опору на основе магнитного поля. Московский монорельс, например, движется как раз на магнитной подушке, создаваемой электромагнитами. Электромагниты находятся в подвижном составе, а в полотне направляющей балки — стоят постоянные магниты.

В зависимости от направления тока в электромагнитах подвижной части, монорельсовый поезд движется вперед или назад по принципу отталкивания одноименных магнитных полюсов — так работает линейный электродвигатель.

Кроме резиновых колёс у монорельсового поезда есть ещё и контактный рельс, состоящий из трёх токоведущих элементов: плюс, минус и земля. Напряжение питания линейного двигателя монорельса — постоянное, равное 600 вольт.

Электропоезда метрополитена получают электричество от сети постоянного тока — как правило, от третьего (контактного) рельса, напряжение на котором составляет 750—900 Вольт. Постоянный ток получают на подстанциях из переменного тока с помощью выпрямителей.

Контакт поезда с контактным рельсом осуществляется через подвижный токосъемник. Располагается контактный рельс права от путей. Токосъемник (так называемая «токоприемная лапа» ) находится на тележке вагона, и прижимается к контактному рельсу снизу. Плюс находится на контактном рельсе, минус — на рельсах поезда.

Метро

Кроме силового тока, по путевым рельсам течет и слабый «сигнальный» ток, необходимый для работы блокировки и автоматического переключения светофоров. Также по рельсам передается информация в кабину машиниста о сигналах светофоров и разрешенной скорости движения поезда метро на данном участке.

Электровозом называют локомотив, движимый тяговым электродвигателем. Двигатель электровоза получает питание от тяговой подстанции через контактную сеть.

Электрическая часть электровоза в целом содержит не только тяговые двигатели, но и преобразователи напряжения, а также аппараты, подключающие к сети двигатели и прочее. Токоведущее оборудование электровоза находится на его крыше или капотах, и предназначено для соединения электрооборудования с контактной сетью.

Электровоз

Токосъем с контактной сети обеспечивают токоприемники на крыше, далее ток подается через шины и проходные изоляторы — к электрическим аппаратам. На крыше электровоза присутствуют и коммутирующие аппараты: воздушные выключатели, переключатели родов тока и разъединители для отключения от сети в случае неполадки токоприемника. Через шины ток подается на главный ввод, к преобразующим и регулирующим аппаратам, на тяговые двигатели и другие машины, далее — на колесные пары и через них — на рельсы, в землю.

Регулировка тягового усилия и скорости движения электровоза достигается изменением напряжения на якоре двигателя и варьированием коэффициента возбуждения на коллекторных двигателях, или подстройкой частоты и напряжения питающего тока на асинхронных двигателях.

Регулирование напряжения выполняется несколькими способами. Изначально на электровозе постоянного тока все его двигатели соединены последовательно, и напряжение на одном двигателе восьмиосного электровоза составляет 375 В, при напряжении в контактной сети 3 кВ.

Группы тяговых двигателей могут быть переключены с последовательного соединения — на последовательно-параллельное (2 группы по 4 двигателя, соединённых последовательно, тогда напряжение на каждый двигатель — 750 В), либо на параллельное (4 группы по 2 последовательно соединенных двигателя, тогда напряжение на один двигатель — 1500 В). А для получения промежуточных значений напряжений на двигателях, в цепь добавляются группы реостатов, что позволяет регулировать напряжение ступенями по 40—60 В, хотя это и приводит к потере части электроэнергии на реостатах в виде тепла.

Преобразователи электроэнергии внутри электровоза необходимы для изменения рода тока и понижения напряжения контактной сети до необходимых величин, соответствующих требованиям тяговых электродвигателей, вспомогательных машин и прочих цепей электровоза. Преобразование осуществляется прямо на борту.

На электровозах переменного тока для понижения входного высокого напряжения предусмотрен тяговый трансформатор, а также выпрямитель и сглаживающие реакторы для получения постоянного тока из переменного. Для питания вспомогательных машин могут устанавливаться статические преобразователи напряжения и тока. На электровозах с асинхронным приводом обоих родов тока применяются тяговые инверторы, которые преобразуют постоянный ток в переменный ток регулируемого напряжения и частоты, подаваемый на тяговые двигатели.

Электропоезд

Электропоезд или электричка в классическом виде берет электричество с помощью токоприемников через контактный провод или контактный рельс. В отличие от электровоза, токоприемники электрички располагаются как на моторных вагонах, так и на прицепных.

Если ток подается на прицепные вагоны, то моторный вагон получает питание через специальные кабели. Токосъем обычно верхний, с контактного провода, осуществляется он токосъемниками в форме пантографов (похожих на трамвайные).

Электропоезд

Обычно токосъем однофазный, но существует и трёхфазный, когда электропоезд использует токоприёмники специальной конструкции для раздельного контакта с несколькими проводами или контактными рельсами (если речь идет о метро).

Электрооборудование электрички зависит от рода тока (бывают электропоезда постоянного тока, переменного тока или двухсистемные), типа тяговых двигателей (коллекторные или асинхронные), наличия или отсутствия электрического торможения.

В основном электрическое оборудование электропоездов схоже с электрооборудованием электровозов. Однако на большинстве моделей электропоездов оно размещено под кузовом и на крышах вагонов для увеличения пассажирского пространства внутри. Принципы управления двигателями электропоездов примерно те же, что и на электровозах.

Источник