Управление трамваем

Контроллер и пульт трамвайного электровоза-снегоочистителя ГС-4

Управление трамваем — способы управления электрическим трамваем.

Обзор

Управление трамваем сравнительно несложно. Так как трамвай двигается по рельсам, ему не требуется рулевое управление. Однако трамвай требует управления тягой и торможением, переключения хода вперёд и назад.

Различные органы управления, расположенные в кабине, рассчитаны на воздействие рукой или ногой водителя. На современных трамваях органы управления преимущественно расположены на панели приборов. Ряд органов управления имеют различное применение. Трамваи не имеют муфт сцепления и коробок передач — передаточное число от двигателя до колёсных пар всегда фиксировано — поэтому в кабине водителя трамвая нет органов управления трансмиссией. Большинство органов управления — электрические коммутационные аппараты.

Система управления

Электросхема вагона устроена так: токосъёмник (пантограф, бугель или штанга) — система управления тяговым двигателем — тяговые электродвигатели (ТЭД) — рельсы. Система управления тяговым электродвигателем предназначена для изменения силы тока, проходящей через ТЭД — то есть, для изменения динамики движения вагона. На старых вагонах применялась непосредственная система управления: в кабине находился контроллер машиниста, представляющий из себя круглую тумбу с ручкой наверху. При повороте ручки контроллера (было несколько фиксированных положений) на тяговый электродвигатель подавалась определенная сила тока из контактной сети. При этом остальная часть электроэнергии превращалась в тепловую. В настоящее время такие системы управления не применяют.

С 60-х годов XX века начала применяться так называемая реостатно-контакторная система управления. Контроллер разделился на два блока и стал более сложным. Появилась возможность параллельного и последовательного включения тяговых двигателей (в итоге вагон развивает разную скорость), и промежуточные реостатные позиции — таким образом процесс разгона стал значительно плавнее. Появилась возможность сцеплять вагоны по системе многих единиц — когда управление всеми двигателями и электрическими цепями вагонов осуществляется с одного поста машиниста.

С 1970-х гг. и по настоящее время во всём мире (в том числе в России) внедряются частотно-импульсные системы регулирования, выполненные на основе силовых полупроводниковых элементов. На тяговый электродвигатель от частотно-импульсного преобразователя поступает импульсный ток, причем частота импульсов изменяется в соответствии с заданной для двигателя мощностью в конкретный момент времени. Это позволяет достичь высокой плавности хода и значительной экономии электроэнергии. Система торможения на трамвае во многом схожа с ее аналогом на железнодорожном транспорте. Первое поколение трамвайных вагонов имело пневматическое торможение. Компрессор осуществлял нагнетание сжатого воздуха, и с помощью некоторой системы приспособлений его энергия прижимала тормозные колодки к колёсам — так же, как на железной дороге. В настоящее время пневматическое торможение на трамвае практически вытеснено более современными системами, сейчас по некоторым сведениям используется только на вагонах Петербургского трамвайно-механического завода.

С 60-х годов XX века на трамваях применяется в основном электродинамическое торможение. ТЭД при торможении отключается от контактной сети и начинает работать в режиме генератора, вырабатывающего ток, который гасится на реостатах (мощных резисторах, закрепленных под полом трамвая), при этом электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Для торможения на низкой скорости, когда электродинамическое торможение неэффективно (например, при полной остановке вагона) применяются колодочные (механические) тормоза. Низковольтные цепи трамвая используются для питания освещения, сигнальных цепей, низковольтных аппаратов и прочих собственных нужд вагона. Существует 2 вида устройства низковольтных цепей: с питанием от электромашинного преобразователя и от преобразователя, выполненного на полупроводниковой базе. Электромашинный преобразователь обычно устроен следующим образом: под полом трамвайного вагона на общем валу закрепляются двигатель постоянного тока, работающий на напряжении контактной сети, и генератор, вырабатывающий низкое напряжение (так называемая система "мотор-генератор"). Недостатком подобной системы является низкий КПД и высокий уровень создаваемого во время работы шума (чем и объясняется постоянный шум под полом вагонов Татра Т3, 71-605 и аналогичных). Тиристорно-импульсный (полупроводниковый) преобразователь лишен этих недостатков, однако его внедрение и активная эксплуатация началась только с 80-х годов XX в.

Примерно процесс управления: водитель включает вагон, постепенно поворачивает ручку контроллера (на вагонах КТМ) или нажимает педаль (на вагонах Татра), автоматически собирается схема на ход, на тяговые двигатели поступает увеличивающийся ток, и вагон ускоряется. По достижении требуемой скорости водитель устанавливает ручку контроллера в нулевое положение, ток выключается, и вагон движется по инерции.

Для торможения контроллер устанавливается на тормозную позицию, собирается схема на торможение, ТЭДы соединяются с реостатами, и вагон начинает торможение. При достижении скорости около 3-5 км/ч автоматически накладываются механические тормоза.

См. также

• Трамвай
• Скоростной трамвай
• Список городских трамвайных систем