Некоторые вопросы о ЖД

[Denis]

Сообщение от Sancio

КПД АТД ниже коллекторных машин. Особенно это заметно при движении с малым числом разгонов-остановок и/или с мощностью, заметно меньше номинальной.

Формально тогда получается, что ЭП20 тоже "экономически невыгоден".

[TRam_]

Denis, формально - да, если частых остановок не предусмотрено, тот же ЧС200 может оказаться экономичнее.

[Colonel_Abel]

Двухсистемник выгоден тем, что на полигоне Москва - Адлер ФПК надо платить за аренду только одного локомотива, вместо трех.

[Denis]

Сообщение от Colonel_Abel

Двухсистемник выгоден тем, что на полигоне Москва - Адлер ФПК надо платить за аренду только одного локомотива, вместо трех.

Конечно, и дело не только в этом, но и что касается идиотской стоянки по 23 минуты... Но я о типе привода.

[Слесарь]

Да, невыгоден. Увы.

Не будем про ЭП20, т. к. я вообще считаю данный проект ошибкой, но возьмём для примера электропоезда: Ласточки и, допустим, секции Демиховского завода.
Ласточки однозначно совершеннее, хотя и без недостатков: и привод с большим запасом по тяге, и надёжнее (теоретически должны быть, показателей не знаю), и салоны неплохие, всё пока работает, в отличие от наших электропоездов. Но с точки зрения РЖД должно быть выгоднее покупать ЭДшки: их можно купить тупо больше (если считать примерно по вагонам - в 3-4 раза) - и обслуживать проще. Увы, если возле Москвы ездят Ласточки, то где-нибудь обязательно будут 40-летние откапиталенные (в лучшем случае) ЭРки.
Тоже самое и с электровозами (как с грузовыми, так и с пассажирскими). С тепловозами пока всё более-менее ровно, т. к. откровенно вражеских машин у нас пока нет.

Это очень хорошо - иметь технически совершенный ТПС. Я обеими руками за Синары и Граниты, но, увы, это нам не по карману. Именно, как ни странно, по сиюминутной экономической эффективности.

[Seraphymm]

Сообщение от Denis

...Что касается идиотской стоянки по 23 минуты...

Продолжительность стоянок ПДС: Прибытково 30 мин., Воронеж-I 42 мин., Лиски 26 мин., Россошь 35 мин., Ростов-Главный 44 мин., Горячий Ключ 39 мин., Адлер 33 мин., Веселое 1 ч...
https://pass.rzd.ru/tickets/public/r...09%09%09%09%09

Добавлено через 5 минут

Сообщение от Слесарь

...Надёжнее (теоретически должны быть, показателей не знаю).

Только эксплуатация покажет где будет прокол. Не придётся ли за каждым пуком (обновлением прошивки) на Siemens бежать. Поэтому ЭП2Д...ЭГ2Тв рано игнорировать (IMHO).

[Слесарь]

Сообщение от Seraphymm

Только эксплуатация покажет где будет прокол. Не придётся ли за каждым пуком (обновлением прошивки) на Siemens бежать. Поэтому ЭП2Д...ЭГ2Тв рано игнорировать (IMHO).

За прошивкой бегать придётся, это несомненно. Но Ласточки уже работают, а Дезиро в мире много. Что будет с ЭП2Д и прочими - ещё вопрос.

ЭП2Д точно не дотягивает до Ласточек в техническом плане. Да даже до ЭР200 не дотягивает...

[Seraphymm]

Сообщение от Sancio

КПД АТД ниже коллекторных машин. Особенно это заметно при движении с малым числом разгонов-остановок и/или с мощностью, заметно меньше номинальной.

Сообщение от Denis

Формально тогда получается, что ЭП20 тоже "экономически невыгоден".

Уточните, какой КПД имеется в виду: ТЭДа или электровоза в целом. На чей счёт относите потери мощности: в электродвигателе или в системе управления (на реостатах, например, которые при разгоне тоже рассеивают тепло.)

По поводу замены трёх электровозов одним на длинном маршруте. Бригады меняются, электровоз переходит из рук в руки чаще или реже, чем на коротком плече? Как в условиях использования многими машинистами обеспечить его сохранность и продолжительный срок службы.

[TRam_]

Seraphymm, электровоза в целом. При движении без остановок реостаты почти не задействуются, а вот тяговые преобразователи работают всегда (без них 3 фазного тока не получить).

[Olhan]

А когда говорят, что у асинхронного привода низкий кпд - имеют ввиду неэкономичность именно АТД или тягового преобразователя?

[Colonel_Abel]

Сообщение от Seraphymm

Продолжительность стоянок ПДС: Прибытково 30 мин., Воронеж-I 42 мин., Лиски 26 мин., Россошь 35 мин., Ростов-Главный 44 мин., Горячий Ключ 39 мин., Адлер 33 мин., Веселое 1 ч...

И давно Москва - Сухум под ЭП20 поехал?

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от Seraphymm

Бригады меняются, электровоз переходит из рук в руки чаще или реже, чем на коротком плече? Как в условиях использования многими машинистами обеспечить его сохранность и продолжительный срок службы.

Плечи: Москва - Лиски ( ТЧЭ Москва-Сортировочная ), Лиски - Ростов, Ростов - Адлер ( ТЧЭ Ростов )

[TRam_]

Сообщение от Olhan

А когда говорят, что у асинхронного привода низкий кпд - имеют ввиду неэкономичность именно АТД или тягового преобразователя?

Тягового преобразователя. АТД сам по себе экономичнее коллекторного, но если считать вместе с преобразователем, то получается заметно хуже. Даже по сравнению даже с коллекторным ТЭД + выпрямителем.

[Olhan]

А почему так получается? Ведь в преобразователе же тиристоры работают в ключевом режиме, с минимальным энергопотреблением (в теории). Дело в несовершенстве тиристоров? При тяговых токах у них недостаточная проводимость? Недостаточная скорость переключения? Или я чего-то не понимаю?

[TRam_]

По сравнению со щёточным коллектором даже ключевой режим работы тиристоров не даёт выигрыша (для сравнения - коллектор специально ничем не охлаждается, а для тиристоров приходится ставить кроме вентиляторов, фактически, промежуточную холодильную установку). Ну и не забываем, что полупроводники сами по себе обладают значительным сопротивлением даже в режиме проводимости.

[Sancio]

Сообщение от Olhan

А почему так получается? Ведь в преобразователе же тиристоры работают в ключевом режиме, с минимальным энергопотреблением (в теории). Дело в несовершенстве тиристоров? При тяговых токах у них недостаточная проводимость? Недостаточная скорость переключения? Или я чего-то не понимаю?

Для начала маленькая иллюстрация

Обратите внимание на то, что ток начинает изменяется при напряжении близком или выше максимального. Это такая физика работы IGBT и убрать полностью её невозможно, можно немного ускорить и сгладить разными хитростями. Так вот в пике переключения имеем пусть при пустяковом токе двигателя 100А следующее
3кВ*100А= 300кВт мощности!!! Да, она выделяется какие-то микросекунды. Но модуль переключается 2000-6000 раз в секунду. Размазанная по времени мощность переключения всё равно будет единицы-десятки киловатт. И инвертор будет греться всегда, когда работает. Идём дальше. Падение напряжения хорошего высоковольтного силового ключа IGBT около 3В. Это конечно мелочи, в районе кВт, но тоже греют воздух.
P.S. Из-за ШИМ КПД АТД тоже уменьшается по сравнению с чистым синусом. Так как часть энергии уходит на создание характерной вибрации конструкции двигателя и силовых шин, дросселей. Это то самое музыкальное жужжание при старте

Ещё циферки для размышлений

Для ЭП20
кпд/КИМ (где КИМ-Коэффициент Использования Мощности)
на участке Мск/Рязань ЭП20-015 с №103/104 0,570/0,077 мах: мощность 1500кВт тяга 80кН при 70км/ч
на подъёме от Туапсе к перевалу 0,823/0,325 мощность мах: 4500кВт тяга 250кН при 65км/ч
средняя по участку Туапсе-Горячий ключ 0,715/0,109
на Спб-Москва с НЭ 0,743/0,246 мощность при разгоне =7000кВт 250кН(до 80км/ч) движение на 200км/ч =3200кВт 50кН
То есть ЭП20 практически везде (кроме разгона до 200км/ч) имеет огромный запас. Но платить за это приходится, и тоже сильно. Так:
ЭП20 на участке Мск-Рязань с 104/103 имеет большее удельное электропотребление в кВт/бруто.т.км, чем ЧС2к примерно на 20-25%.
В цифрах это 206,2кВт*ч/10е4п.бр.т у ЭП20 против 142,0кВт*ч/10е4п.бр.т у ЧС2к Потребление 8000кВт при мощности на валах КП 7000кВт. Из этих 1000 187кВт - расходы на собственные нужды.
Сетевой дроссель 241кВт
Инверторы 114кВт
Электродвигателя 300кВт
Потери в шинах и контактах 20кВт
Потери механические в тяговой передаче 144кВт

Итого 819кВт+187кВт=1,006МВт потери+на собственные нужды

В коллекторных с падением КИМ кпд тоже падает, но не так резко.
А вывод очень простой - электровоз или МВПС с АТД должен работать по возможности как можно ближе к своим паспортным возможностям. Экстраполируя данные по ЭП20 можно сказать, что КПД начинает стремительно падать при среднем по участку КИМ<0,2