Тяговые электродвигатели

Тяговый электродвигатель (ТЭД) — электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение транспортных средств^[1] (электровозов, электропоездов, тепловозов, трамваев, троллейбусов, электромобилей, электроходов, большегрузных автомобилей с электроприводом, танков и машин на гусеничном ходу с электроприводом и т.п.).

ТЭД локомотива со снятыми шапками моторно-осевых подшипников

Классификация

Тяговые электродвигатели классифицируют по:

• роду тока (ТЭД постоянного и переменного тока)
• системе передачи вращающего усилия от вала двигателя к движущему механизму (индивидуальный и групповой электропривод)
• системе вентиляции (самовентиляция и принудительная)
• типу подвешивания ТЭД (опорно-осевая, опорно-рамная)
• способу питания электроэнергией (от контактной сети и от аккумулятора)

Устройство ТЭД

Тяговый электродвигатель ДК-207А троллейбуса ЗиУ-5

Тяговый электродвигатель, по сути, представляет собой электродвигатель с передачей вращающего момента на движитель транспортного средства (колесо, гусеницу или гребной винт).

В конце XIX века было создано несколько моделей безредукторных ТЭД, когда якорь насаживается непосредственно на ось колёсной пары. Однако даже полное подрессоривание двигателя относительно оси не избавляло конструкцию от недостатков, приводящих к невозможности развить приемлемую мощность двигателя. Проблема была решена установкой понижающего редуктора, что дало возможность значительно увеличить мощность и развить достаточную для массового применения ТЭД на транспортных средствах силу тяги.

Помимо основного режима тяговые электродвигатели могут работать в реверсивном режиме (обратное вращение вала), а также в режиме генератора (при электрическом торможении, см. «Рекуперативное торможение»).

Существенным моментом использования ТЭД является необходимость обеспечения плавного пуска-торможения двигателя для управления скоростью транспортного средства. Вначале регулирование силы тока осуществлялось за счёт подключения дополнительных резисторов и изменения схемы коммутации силовых цепей. С целью уйти от бесполезной нагрузки и повысить КПД стали применять импульсный ток, регулировка которого не требовала резисторов. В дальнейшем стали использоваться электронные схемы, обслуживаемые микропроцессорами. Для управления данными схемами (вне зависимости от их устройства) применяются контроллеры, управляемые человеком, определяющим требуемую скорость транспортного средства.

Характеристики

Различают два режима работы ТЭД:

• продолжительный — наибольшая мощность в течение неограниченного времени при номинальном напряжении и отсутствии перегрева
• кратковременный — максимальная мощность за ограниченный промежуток времени (например, для локомотивов говорят о часовом режиме); ограничением, как правило, является перегрев двигателя

Как правило, определяются следующие характеристики ТЭД:

• Электромеханические (мощность, зависимость частоты вращения якоря от силы тока и т. п.)
• Тепловые (зависимость температур отдельных частей ТЭД от времени при различной силе тока)
• Аэродинамические (характеризуют обдув двигателя)

Сферы применения

Queen Mary 2 — теплоход с электропередачей

Электровоз ЭП1

Стандартный модельный электродвигатель 540 класса

• Локомотивы (электровозы, тепловозы с электропередачей, электропоезда и т. п.)
• Бронетехника и другие машины на гусеничном ходу
• Электромобили и большегрузные автомобили с электроприводом
• Теплоходы с электроприводом (дизель-электроходы), атомоходы, подводные лодки
• Городской электротранспорт: трамваи, троллейбусы
• Беспилотные самолёты и вертолёты
• Моделизм

В случае использования электрической передачи на теплоходах, тепловозах, тяжёлых грузовиках и гусеничных машинах дизель вращает генератор постоянного тока, электричеством которого питаются ТЭД, приводящие в движение гребные винты или колёса.

На тяжёлых грузовиках ТЭД может встраиваться в самом колесе, тогда используется термин мотор-колесо. Попытки применения мотор-колёс предпринимались также на автобусах и трамваях.

Заводы

Заводы-изготовители

• Россия
  • Сарапульский электрогенераторный завод - производство тяговых электродвигателей и электродвигателей гидронасоса для электропогрузчиков и электротележек российского и болгарского производства сайт завода
  • Завод «Электросила» в Санкт-Петербурге — ТЭД для локомотивов
  • Псковский машиностроительный завод — ТЭД для городского электротранспорта
  • Новочеркасский электровозостроительный завод — ТЭД для локомотивов
  • Завод «Сибэлектропривод» в Новосибирске — ТЭД для большегрузных самосвалов, электропоездов, тракторов, морских судов
  • Завод «Татэлектромаш» в Набережных Челнах — ТЭД для большегрузных самосвалов «Белаз», электропоездов, городского транспорта

• Украина
  • «Электротяжмаш» в Харькове — ТЭД для локомотивов
  • "Смелянский электромеханический завод" (г. Смела Черкасской обл) - ТЭД для локомотивов

• Латвия
  • Рижский электромашиностроительный завод — ТЭД для электропоездов

• Индия
  • Diesel-Loco Modernisation Works — ТЭД для локомотивов

• США
  • General Electric

• Польша
  • EMIT S.A - ТЭД для электропоездов и городского электротранспорта

Ремонтные заводы

• Алма-Атинский электровагоноремонтный завод

Примечания

1. ↑ «Тяговый электродвигатель» в БСЭ (по материалам 1968 г)

См. также

• Электрический двигатель

Ссылки

• Переменный и постоянный ток - статья об использовании ТЭД различных типов на железнодорожном транспорте
• Паровозные технологии XXI века - статья об устройстве и проблемах применения ТЭД на городском электротранспорте
• Тяжелые гибриды - статья о применении рекуперативного торможения