Электрическая передача

Дизель-генераторы тепловозов ЧМЭ3 мощностью 993 кВт
Агрегаты электропередачи тепловоза ТЭП70 — шкаф выпрямителя и вентиляторная установка охлаждения электромашин

Электри́ческая переда́ча (электри́ческая трансми́ссия) обеспечивает передачу тягового усилия от первичного двигателя к движителю или исполнительному органу, используя электрически соединённые электрогенератор и электродвигатель.

Электрические передачи бывают двух видов: «непрозрачные» (постоянного тока или с промежуточным звеном постоянного тока) и «прозрачные» (переменного тока). В «непрозрачных» передачах частота вращения на выходе никак не связана с частотой вращения первичного двигателя; это обеспечивает удобство трогания с места и изменения направления движения, а также полное использование мощности двигателя в широком диапазоне скоростей. «Непрозрачные» передачи широко применяются на тепловозах (буквы ТЭ в обозначении советских и российских тепловозов означают «тепловоз с электропередачей»), карьерных самосвалах (БелАЗ-549, БелАЗ-75601), теплоэлектробусах (ЗИС-154), тяжёлых тракторах (ДЭТ-250, ДЭТ-320, ДЭТ-400 и др.) и вездеходах, а также ледоколах.

«Непрозрачная» передача включает генератор постоянного тока[1] или синхронный генератор с выпрямительной установкой[2]; полученный постоянный (или выпрямленный) ток поступает либо напрямую к двигателям постоянного тока, либо через инверторы к асинхронным двигателям. Например, на атомном ледоколе «Ленин» была применена передача постоянно-постоянного тока — 4 турбогенератора постоянного тока и 3 гребных электродвигателя постоянного тока.

«Прозрачная» электрическая передача включает синхронный генератор и синхронные или асинхронные двигатели, включенные напрямую; в этом случае электрическая передача лишь заменяет понижающий редуктор и обеспечивает реверсирование. Она проще и легче «непрозрачной» передачи; использовалась на некоторых океанских лайнерах, а также на экспериментальной модификации тепловоза ТГК2 — для изменения передаточного числа передачи использовалось переключение числа пар полюсов электромашин.

Преимущества и недостатки

Электрическая передача обеспечивает удобное изменение частоты и направления вращения на выходе, плавное трогание с места, а также распределение мощности на несколько ведущих колёс/осей; генераторная установка может быть расположена в любом месте транспортного средства независимо от расположения тяговых электродвигателей и не ограничивает (в пределах гибкости кабелей, питающих электродвигатели) перемещение электродвигателей относительно генератора, что значительно повышает простоту и надёжность механической части.

В то же время все компоненты электрической передачи имеют большую массу, а для их изготовления расходуется большое количество цветных металлов, прежде всего сильно дорожающей в 2010-х годах меди.

Применения

 
Тепловоз с электрической передачей ТЭМ9
 
Автомотриса с электрической передачей АДЭ1

Источники