Некоторые вопросы о ЖД

[Seraphymm]

Сообщение от Colonel_Abel

И давно Москва-Сухум под ЭП20 поехал?

Сразу, как только я его лично проводил с М.-П.-Казанской - так и поехал
В расписании по ссылке указана стоянка в Рязани-II - 5 мин.

[Olhan]

Сообщение от Sancio

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.

Спасибо за развёрнутый ответ! Но насчёт КИМ новый вопрос назрел. В то, что при малом КИМ существенно падает кпд, это "заслуга" тоже именно инвертора? Разве нагрев инвертора не уменьшается при уменьшении тяговых токов?

И ещё - зависит ли проявление этих негативных черт IGBT (в частности, скорость переключения) от величины тягового тока?

[Seraphymm]

18 лет назад внедрение АТД хотели обосновать экономией расходов на обслуживание (в сравнении с ТЭД старой конструкции). Как это теперь видится: превышает ли "экономия" потери от перерасхода электроэнергии?

Скрытый текст:

Рекомендация "АТД должен работать... как можно ближе к своим паспортным возможностям" не всюду применима к наземным транспортным средствам. Если сравнить с автономной тягой - газовая турбина не вытесняет дизель с ж. д.

Грустно, что пока не удалось найти полноценной замены механическому переключателю - коллектору.

[Olhan]

Сообщение от Seraphymm

превышает ли "экономия" потери от перерасхода электроэнергии?

А стоимость инвертора, его ремонт и обслуживание - тоже, надо полагать, дороги?

Правда, может быть и возражение: электронные компоненты имеют тенденцию со временем дешеветь и улучшать характеристики, а вот медь вряд ли подешевеет.

[Слесарь]

Сообщение от Seraphymm

18 лет назад внедрение АТД хотели обосновать экономией расходов на обслуживание (в сравнении с ТЭД старой конструкции). Как это теперь видится: превышает ли "экономия" потери от перерасхода электроэнергии?

Экономия на обслуживании сильно зависит от качества проектирования и изготовления и оплаты обслуживающего персонала.

При АТД не нужны люди, обслуживающие обслуживающие тяговые машины, т. к. отсутствуют изнашиваемые элементы (щётки, коллектор). Однако непременно нужны люди, могущие обслуживать систему привода. Тут считается, что людей для обслуживания ТЭД нужно много, а людей для вправления мозгов электровозу с АТД как раз-таки много не надо, т. е. налицо экономия.

Экономия на запчастях основывается на большей надёжности АТД по сравнению с двигателями постоянного тока: меньше выкаток, меньше объёмы и стоимость плановых ремонтов, ниже даже стоимость изготовления.

Ну а если брать преобразователи - так на современном ТПС они должны быть и там, и там, ну, сложнее и дороже для асинхронного привода. Но специалисты одни и те же.

Ну вот в реальности получается не совсем радужно.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от Olhan

А стоимость инвертора, его ремонт и обслуживание - тоже, надо полагать, дороги?

Очень дороги. Причём сейчас, при микропроцессорном управлении преобразователями, появилась весьма интересная и затратная статья - отладка программного обеспечения.

Везде, где есть микропроцессоры, приходится отдавать денежки людям, способным их программировать и устранять сбои.

Правда, может быть и возражение: электронные компоненты имеют тенденцию со временем дешеветь и улучшать характеристики, а вот медь вряд ли подешевеет.

Кремниевые пластины тоже не дешевеют. Производство полупроводников очень грязное и затратное. То, что они дешевле, чем 30 лет назад, означает только перенос производства в Китай.

А вот при чём тут медь - я не понял...

[Sancio]

В то, что при малом КИМ существенно падает кпд, это "заслуга" тоже именно инвертора? Разве нагрев инвертора не уменьшается при уменьшении тяговых токов?
И ещё - зависит ли проявление этих негативных черт IGBT (в частности, скорость переключения) от величины тягового тока?

Скорость переключения определяется технологией изготовления и от тока практически не зависит. Зависит от цепей управления, но там как правило уже выжали все по пределу.
Ну не только инвертора конечно.
Потери падают с падением тока, но нелинейно. Потери переключения падают медленнее падения тягового тока. Так как на малой нагрузке сильно растет реактивная составляющая тока АД. Ток х.х. ~40-60% номинального (зависит от мощности и числа полюсов). Так что это нижняя граница. Плюс к этому механические потери от ШИМ больше зависят не от тока, а от скорости его изменения, а она =const(U) (генерируемые электромагнитные силы зависят от скорости изменения магнитного потока, то есть тока) и больше зависят от частоты импульсов.

18 лет назад внедрение АТД хотели обосновать экономией расходов на обслуживание (в сравнении с ТЭД старой конструкции). Как это теперь видится: превышает ли "экономия" потери от перерасхода электроэнергии?

Сложный вопрос. Импортное явно обходится дороже. Ласточки раза в 4 ТО дороже ЭД. Недаром же Граниты на Южноуральской не пошли. Решили ставить 2*2ЭС6. Думаю завязано ещё с эээ... культурой эксплуатации, так наверно. Не уверен, что возможности Гранитов по рекуперации были задействованы. Да и 2ЭС5 на востоке не вылезал из ремонта, а на северо-кавказкой им довольны.

Правда, может быть и возражение: электронные компоненты имеют тенденцию со временем дешеветь и улучшать характеристики, а вот медь вряд ли подешевеет.

Технология IGBT уже устоялась. Прорывов тут не пока ожидается. Так что цены сильно, в разы, падать не будут. Боюсь, что удешевление, согласно нынешним тенденциям, будет связано с заметным уменьшением надежности и сроков безаварийной работы.

Рекомендация "АТД должен работать... как можно ближе к своим паспортным возможностям" не всюду применима к наземным транспортным средствам. Если сравнить с автономной тягой - газовая турбина не вытесняет дизель с ж. д.

Ну тут АТД лучше, так как их много и их количество, в отличие от турбины большой единичной мощности, можно менять. И, поправьте меня знающие, у турбин с падением нагрузки все гораздо печальнее. В Европе АТД взлетел, так как там резко подорожали коллекторники и щетки. ИМХО -компании решили отбить денежки на создание АТП. Да и оплата труда там заметно выше нашей. А значит и вклад расходов на зарплату от более частых ТО более существеннен.

[Olhan]

Сообщение от Слесарь

А вот при чём тут медь - я не понял...

Наверно, ошибся я. Но АТД же легче по весу коллекторника? А меди там меньше или столько же?

[TRam_]

Olhan, даже если меди чуть меньше, это всё равно не окупит тяговый преобразователь.

[Sancio]

Меньше. Но в АТП ставят массивные дроссели-фильтры помех от ШИМ в КС. Вот вам добавочная медь. А ещё опять же от помех dI/dt фильтры в цепях самих АТД. И учесть этот вклад - проблема.
И как справедливо заметили выше - медь не золото и уменьшение веса совершенно не окупит рост цены из-за ТП.

[Seraphymm]

Сообщение от Слесарь

Экономия на обслуживании сильно зависит от качества проектирования, изготовления и оплаты обслуживающего персонала.

Получается - зависит и от курса нац. валюты. Он влияет на соотношение зарплат иностранцев и наших.

Сообщение от Слесарь

Нам не нужны электровозы вроде ЭП20... ЭП20, Граниты и прочие Ласточки - не по Сеньке шапка, увы.

Будем надеяться, что возникнет тенденция роста маршрутных скоростей. Стоянки ПДС типа 20, 30, 40 мин. будут сокращены. Тогда-то внедрённые двухсистемники и станут незаменимыми. Мечтаю о том, чтобы технология прижилась в Отечестве от первого до последнего винта. Чтобы за каждой мелочью не обращаться на Siemens.

Я писАл уже, что двухсистемная "Ласточка" - выход для того региона, который разобщён станцией стыкования рода тока. По другому не проедешь из конца в край без пересадки.

Сообщение от Sancio

Ну тут АТД лучше, так как их много и их количество, в отличие от турбины большой единичной мощности, можно менять.

Если совсем выключить некоторые ТЭД - пропадут движущие оси... Сделать это можно если сила тяги оставшихся - достаточна. Имеет смысл если вместе с ТЭД отключается и преобразователь. Но есть же и потери общие для всего электровоза (не уменьшаются с отключением пары ТЭДов). Вот их-то сколько?

[TRam_]

Seraphymm, это опять же алгоритмы управления. Плавно отключать переднюю, и далее среднюю тележки, когда после перераспределения мощности сила тяги оставшихся (оставшейся) достаточна - не думаю что это нереализуемая проблема. И, вроде бы, это уже пытались сделать (или сделали?). Если нет - значит ПО преобразователя таково, что "придётся бежать к сименсу"

[Sancio]

Ну, та статья, где читал. Там как раз этот вопрос. Моделирование показало, что на участке Мск-Рязань отключение (вместе с инверторами конечно) двух из трех тележек даст снижение потребления электроэнергии с 206,2 до 151,5, что уже почти рядом с 142 у ЧС2к с ростом кпд до 0,776.
Прелесть электроники в том, что при соответствующем ПО можно тяговые привода включать-выключать на ходу по мере надобности. Хотя тут есть свои тонкости. Надо предсинхронизировать частоты вращения поля.

В случае ЭП20 бежать надо не к Сименсу, а к Альстому. А французы, как пишут на других форумах, крайне болезнено относятся к попыткам что-то изменить, гораздо хуже Сименса. ПО у них вроде бы вообще закрыто.

[Olhan]

Так ведь количество движущих осей важно только на начальном этапе разгона, если я правильно понимаю? И там же задействуется и максимум мощности. А при примерно постоянной ходовой скорости все оси и все ТЭД уже не нужны.

А физически инвертор является единым блоком для всех АТД электровоза/вагона, либо у каждого АТД свой инвертор?

[Cap Nemo]

А профиль? Ограничения?

Инверторы по схеме индивидуальные.
Что подразумевается под "физически" - конструктив или именно схема?

Насчёт отключения части двигателей - не уверен, что это где-то практикуется.

[Seraphymm]

Сообщение от Olhan

Так ведь количество движущих осей важно только на начальном этапе разгона... И там же задействуется и максимум мощности.

Ограниение по сцеплению ниже гиперболы. Т. е. при работе по ветви ограничения по сцеплению мощность меньше максимальной. По идее ПО должно отслеживать боксование и при необходимости задействовать отключённые тележки.