Может кто-нибудь подскажет, как вкратце объяснить моему 6-летнему сыну, как управляют трамваем, как он работает? Заранее спасибо.

Для начала, скажите город в котором Вы живёте, поскольку от этого зависит модель трамвая, а управление отличается, а то мы напишем как и чего по Татре, а Ваш сын поедет с Вами на КТМ и увидит что водитель делает не так, как написали мы. Дети внимательнее нас. Будет неприятно.

Системы управления бывают разные, в чем-то схожие, в чем-то различные. Для понимания принципа работы очень желательны начальные познания в области электротехники. Желаю Вам удачи в этом нелегком труде ;-)

В общем возьмем некий абстрагированный трамвай: водитель нажимает педаль хода, постепенно увеличивается ток через двигатель, трамвай развивает скорость. В какой-то момент трамвай начинает двигаться на выбеге, как бы скользя по рельсам. При нажатии другой педали, тормозной, трамвай начинает соответственно тормозить. Окончательно дотормаживается трамвай механическим тормозом, "заклинивающим" колеса. В некоторых моделях вместо педалей может быть рукоятка.

Гораздо подробнее и правильнее работа трамваев и троллейбусов описана в соответствующих книгах, но боюсь, Вашему сыну они покажутся неинтересными :-)

Желаю Вам удачи в нелегком труде ;-)

ЗЫ: на днях в троллейбусе слышал диалог: ребенок лет 10-11 спросил, в троллейбусе автоматическая коробка передач? Мама ему популярно объяснила, что нет и рассказала про контроллер, реостаты и тяговый двигатель. Наверное, водительница.

На первом уровне приближения:
Электросхема вагона устроена приблизительно так: токосьёмник (пантограф, бугель, или штанга в Риге) - система управления тяговым двигателем - тяговые двигатели(ТЭД) - рельсы.

Система управления тяговым двигателем предназначена для изменения силы тока проходящего через ТЭД - то есть для изменения скорости. На старых вагонах применялась непосредственная система управления: в кабине находился контроллер машиниста - круглая тумба с ручкой наверху. При повороте ручки (было несколько фиксированных положений) на тяговый двигатель подавалось определёння доля силы тока из сети. При этом остальная часть превращалась в тепло. Сейчас таких вагонов не осталось.
С 60-х годов начала применятся так называемая реостатно-контакторная система управления. Контроллер разделился на два блока и стал более сложным. Появилась возможность паррлельного и последовательного включения тяговых двигателей (в итоге вагон развивает разную скорость), и промежуточные реостатные позиции - таким образом процесс разгона стал знчительно плавнее. Появилась возможность сцеплять вагоны по системе многих едениц - когда управление всеми двигателями и электрическими цепями вагонов осуществляется с одного поста машиниста.
С 1970-х и по настоящее время во всём мире (кроме России) внедряются импульсные системы регулирования, выполненые на полупроводниковой элементной базе. На двигатель подаются с частотой несколько десятков раз в секунду импульсы тока. Это позволяет достичь очень высокой плавности хода и высокой экономии электтроэнергии.
Наука о торможении на трамвае развита не так круто как на ЖД, но основные принципы похожи. На старых трамваях тормоза были пневматическими. Компрессор вырабатывал сжатый воздух, и с помощью некоторой системы приспособлений его энергия прижимала тормозные колодки к колёсам - так же как на железной дороге. Сейчас пневмотормоза используются только на вагонах Петербургского трамвайно-металоломного завода.
С 1960-х годов на трамваях применяется в основном электродинамическое торможение. Тяговые двигатели при торможении вырабатывают ток, который на реостатах (много последовательно соеденёных железяк под полом) превращается в тепловую энергию.
Для торможения на низких скоростях, когда электроторможение неэфективно (при полной остановке вагона) применяются колодочные тормоза, действующие на колёса.
Низковольтовые цепи (для освещения, сигнализации и всего такого) питаются от электромашинных преобразователей (или мотор-генераторов) - то что постоянно гудит на вагонах Татра Т3 и 71-605 или от бесшумных полупроводниковых преобразователей (всё остальное, с конца 1980-х). Собственно и всё устройство.

Премерно процесс управления выглядит так: водитель включает вагон, постепенно поворчаивает ручку контроллера (на вагонах КТМ) или нажимает педаль (на Татрах), автоматически собирается схема на ход, на тяговые двигатели поступает всё больший и больший ток, и вагон ускоряется. По достижении требуемой скорости водитель устанавливает ручку контроллера в нулевое положение, ток выключается, и вагон движется по инерции. Причём в отличие от шинокопытного транспорта, так двигатся он может довольно долго.
Для торможения контроллер устанавливается на тормозную позицию, собирается схема на торможение, ТЭДы соеденяются с реостатами, и вагон начинает тормозится. При достижении скорости около 3-5 км/ч автоматически включаются механические тормоза.

Вобще по электрооборудованию можно почитать книгу "Как устроен и работает электровоз" (http://get.zdsim.kiev.ua/books/sidorov_sidorova_kak_ustroen_i_rabotaet_elektrovoz.djvu) , с поправкой на что, что устройство трамвая сильно проще, и они питаются только от постоянного тока.
Правда она довольно умная...

На Лм-99 управление педалью или ручкой? До сих пор не знаю, к своему стыду... :(

> Система управления тяговым двигателем
> предназначена для изменения силы тока проходящего
> через ТЭД - то есть для изменения скорости. На
> старых вагонах применялась непосредственная
> система управления: в кабине находился контроллер
> машиниста - круглая тумба с ручкой наверху. При
> повороте ручки (было несколько фиксированных
> положений) на тяговый двигатель подавалось
> определёння доля силы тока из сети. При этом
> остальная часть превращалась в тепло. Сейчас таких
> вагонов не осталось.

Осталось! GT8D Дюваг - в Минске. Я не говорю уже о туче специальных вагонов.

Не слишком ли жестоко бедное дитя мучать всем этим?

Может, для начала будет проще купить ему какой-нибудь электрический конструктор с моторчиком, батарейкой, ключом и реостатом?

Артем Светлов писал:
-------------------------------------------------------
> токосьёмник (пантограф, бугель, или штанга в Риге)
И в Даугавпилсе штанга, но в третьем трамвайном городе Латвии, Лиепае, - пантограф.

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

Т. е. до РКСУ СМЕ не существовало? Не знал...

> С 1970-х и по настоящее время во всём мире (кроме
> России) внедряются импульсные системы
> регулирования, выполненые на полупроводниковой
> элементной базе. На двигатель подаются с частотой
> несколько десятков раз в секунду импульсы тока.
> Это позволяет достичь очень высокой плавности хода
> и высокой экономии электтроэнергии.

КТМ-30 ведь не с РКСУ?

> Наука о торможении на трамвае развита не так круто
> как на ЖД, но основные принципы похожи. На старых
> трамваях тормоза были пневматическими. Компрессор
> вырабатывал сжатый воздух, и с помощью некоторой
> системы приспособлений его энергия прижимала
> тормозные колодки к колёсам - так же как на
> железной дороге. Сейчас пневмотормоза используются
> только на вагонах Петербургского
> трамвайно-металоломного завода.
ПТМЗ ≠ Петербургский трамвайно-металлоломный завод, а = Петербургский трамвайно-механический завод.

> С 1960-х годов на трамваях применяется в основном
> электродинамическое торможение. Тяговые двигатели
> при торможении вырабатывают ток, который на
> реостатах (много последовательно соеденёных
> железяк под полом) превращается в тепловую
> энергию.

Тормозные реостаты не всегда расположены под полом, где-то они расположены и на крыше.

> Вобще по электрооборудованию можно почитать книгу
> "Как устроен и работает электровоз"
> (http://get.zdsim.kiev.ua/books/sidorov_sidorova_k
> ak_ustroen_i_rabotaet_elektrovoz.djvu) , с
> поправкой на что, что устройство трамвая сильно
> проще, и они питаются только от постоянного тока.

Небольшое дополнение: в республиках распавшегося СССР от постоянного тока напряжением 600 В.

> С 60-х годов начала применятся так называемая
> реостатно-контакторная система управления.

Более корректно - косвенная РКСУ. Т.к. непосредственная тоже РКСУ. И появилось гораздо раньше 60-х гг (разве что в нашей стране широко используется с 60-х). Следует также разлчать косвенную неавтоматическую РКСУ (М-38, МТБ-82, большинство грузовых электровозов) и косвенную автоматическую (Т3, КТМ-5, ЛМ-68М, РВЗ-6, ЗиУ-5, ЧС2, ЭР1). Собственно, косвенная неавтоматическая работает по тому же принципу, что и непосредственная, только коммутация силовых цепей производится не непосредственно в контроллере машиниста, а дистанционно, тогда как через контроллер машиниста идет только ток управления. Косвенная автоматическая осуществляет автоматическое выведение резисторов и ослабление возбуждения, контроллер управления имеет значительно меньше позиций и лишь задает необходимое ускорение. Работа системы управления Т3 и отечественных вагонов на форуме подробно описывалась. Хотел дать ссылку - да поиск не работает :(

> С 1970-х и по настоящее время во всём мире (кроме
> России) внедряются импульсные системы
> регулирования, выполненые на полупроводниковой
> элементной базе. На двигатель подаются с частотой
> несколько десятков раз в секунду импульсы тока.

Ток через ТД регулируется скважностью импульсов - соотношением длительности импульса и паузы между ними.
Следует также отметить, что в современном ПС используются бесколлекторные двигатели переменного тока - как правило, асинхронные. Для их питания на вагоне установлен инвертор - преобразователь постоянного тока КС в переменный трехфазный. Обороты регулируются изменением часоты.

> Сейчас пневмотормоза используются
> только на вагонах Петербургского
> трамвайно-металоломного завода.

:)
Скорее всего все-таки применяется не только на ПТМЗ.

> собирается схема на
> ход, на тяговые двигатели поступает всё больший и
> больший ток, и вагон ускоряется.

На самом деле ток определяет величину ускорения и поддерживается неизменным, чем и занимается токовое реле в косвенной автоматической РКСУ. По мере разгона на ТД увеличивается противо-ЭДС, следовательно для достижения того же тока необходимо увеличить напряжение питания, поэтому сопротивление пуско-тормозных резисторов, гасящих излишнее напряжение, постепенно выводят. При некоторой скорости резисторы оказываются полностью выведенными и на ТД подается полное сетевое напряжение. Для дальнейшего разгона применяется ослабление возбуждения - параллельно обмотке возбуждения подключаются шунты, напряжение на обмотке возбуждения снижается, а на якоре возрастает, таким образом возрастают и обороты ТД (ценой снижения крутящего момента, который на высокой скорости большим уже не нужен).
С двигателями переменного тока по мере разгона инвертор увеличивает частоту питающего тока. Т.к. ток через индуктивную нагрузку, коей является ТД, обратно порционален частоте, на малой скорости чтобы не сжечь ТД ток ограничивают путем импульсного регулирования.



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 02.09.06 22:56 пользователем Alex - MTB-82.

> На Лм-99 управление педалью или ручкой?

Проще перечислить у кого педалью: Татры до Т7, УТМ (71-4**), ЛТ-10. У всех остальных ручкой.

но в контексте изначального вопроса нафиг не нужно. Артём как раз попробовал описать историю и нынешний момент в меру примитивно.

Антон Чиграй писал(а):
-------------------------------------------------------
> но в контексте изначального вопроса нафиг не
> нужно. Артём как раз попробовал описать историю и
> нынешний момент в меру примитивно.

Не думаю. Имхо, для шестилетнего ребенка это описание чересчур сложно.

Krolikov писал(а):
-------------------------------------------------------
> Антон Чиграй писал(а):
> --------------------------------------------------
> -----
> > но в контексте изначального вопроса нафиг не
> > нужно. Артём как раз попробовал описать историю
> и
> > нынешний момент в меру примитивно.
>
> Не думаю. Имхо, для шестилетнего ребенка это
> описание чересчур сложно.

Я в 7 лет прочитал учебник физики за весь курс средней школы. Мне понравилось. Я считаю, что нужно давать сразу и полностью. Мне никто не помогал изучать физику (т.к. некому было). Когда я изучил электричество, было стало понятно, как работает двигатель у трамвая.
Надо дать ребенку сначала изучить физику, а потом уже все будет более-менее понятно. Вот то же изучать в 18 лет намного сложнее, т.к. уже и лень и запоминается сложнее.

>>>Следует также разлчать косвенную неавтоматическую РКСУ (М-38, МТБ-82,
>>>большинство грузовых электровозов) и косвенную автоматическую (Т3, КТМ-5,
>>>ЛМ-68М, РВЗ-6, ЗиУ-5, ЧС2, ЭР1
Практически на ВСЕХ электровозах пуск неавтоматический. Автоматический - под контролем реле ускорения, когда поддерживается заданный ток. На ЧС2 машинист задаёт нужную позицию контроллера, то есть сопротивление реостата и соединение. Ток при этом зависит от скорости и напряжения в сети. Задаётся позиция просто закруткой штурвала на нужный угол, и контроллер потом автоматически поворачивается на тот же угол (на какой угол он повёрнут в конкретный момент - показывается стрелкой, насаженной на ось штурвала). То есть штурвал можно закрутить сразу на упор, но стрелка будет добираться до упора около сорока секунд - столько длится проворот 48-позициооного контроллера пневмодвигателем. Характерный звук пневмодвигателя очень хорошо слышен при наборе и сбросе, например, при подходе к составу. Шунты (ослабление возбуждения) тоже даются отдельной ручкой справа от штурвала
На ЧС7 иная система - штурвалом машинист отдаёт контроллеру команды, как провернуться. Шунты вешаются нажатием штурвала вниз (при этом он сцепляется со вторым кулачковым валом) и поворотом по часовой стрелке. Вернёмся к набору позиций. При постановке в позицию +1 контроллер наберёт одну позицию (выведет одну секцию реостатов) и встанет. Чтобы набрать ещё одну, надо вернуть штурвал в "Х" и снова поставить в "+1". Если необходимо быстро набраться (опять же, без всяких реле ускорения, машинист сам следит за током), штурвал ставится в позицию "+" и контроллер крутится непрерывно. Сброс делается аналогично, позициями "-1" и "-". Аналогичная схема на ярославском ЧС2к, только там вместо штурвала рычажок наподобие рычага раздатки. На ЧС6 и ЧС200 набор аналогичный, но клавишами, на ЧСах переменного тока (ЧС4, ЧС8) набор как на ЧС7 - штурвалом
На ВЛах-постоянниках всё куда примитивнее - машинист напрямую ставит контроллер на нужную позицию при помощи "лома". Особняком стоит модернизированный в Челябинске ВЛ10к - набор идёт кнопками. Кроме того, возможен автоматический пуск - для этого слева от кнопок имеется задатчик тока, которым можно задать необходимый пусковой ток. После этого при нажатии и удержании кнопки "ТЕМП" (аналог чешского "+") или при ручном наборе кнопкой "+" (аналог "+1") набор будет идти как на трамвае - с ограничением тока
Контроллер ЧС2 (стрелку-указатель не видно)
http://rail.r86.net/gallery/dc/chs2/samjul05/944c-5.jpg
Контроллер ЧС7
http://rail.r86.net/gallery/dc/chs7/81005/1-4.jpg
Контроллер ЧС2к
http://rail.r86.net/gallery/dc/chs2k/91005/457-1.jpg
Контроллер ВЛ10
http://rail.r86.net/gallery/dc/vl10/20905/330-1.jpg
Контроллер ВЛ10к
http://rail.r86.net/gallery/dc/vl10k/25905/14-2.jpg

ROOT писал(а):

> Я в 7 лет прочитал учебник физики за весь курс
> средней школы. Мне понравилось.

Но не все в этой жизни являются вундеркиндами.

> Практически на ВСЕХ электровозах пуск
> неавтоматический.
> На ЧС2 машинист задаёт нужную позицию контроллера,
> то есть сопротивление реостата и соединение.
> Задаётся позиция просто закруткой штурвала на
> нужный угол, и контроллер потом автоматически
> поворачивается на тот же угол

Автоматического поддержания заданного тока (за исключением ВЛ10к) значит нет? Аналогично трамваю только на электричках получается (или даже на них нет)?

> (на какой угол он
> повёрнут в конкретный момент - показывается
> стрелкой, насаженной на ось штурвала).

Прямо как у корабельного телеграфа, передающего команды управления ходом в машинное отделение.

> На ЧС7 иная система - штурвалом машинист отдаёт
> контроллеру команды, как провернуться.

У ЧС7 вроде не групповой переключатель, а отдельные контакторы?

> Чтобы набрать ещё одну, надо вернуть штурвал в "Х"
> и снова поставить в "+1".
> На ЧС6 и ЧС200 набор аналогичный, но клавишами,

Там же клавишами вроде скорость задается, которая автоматически поддерживается? Типа круиз-контроль такой.

p.s. спасибо за описание - теперь я знаю как управлять электровозом :)

Да, автоматический пуск на электровозах только там, где есть компьютер. На электропоездах (неважно, ЖД, метро или трамваях) - автоматический пуск под контролер РУ. На маневровой позиции собирается маневровая схема - первая позиция КСП (контроллер силовой пневматический). На первой он выходит под контролем реле ускорения на первую ходовую позицию (последовательное соединение на ЭР2, край встречки на ЭР9), на второй на эту позицию вешаются шунты, на третьей контроллер крутится до следующей ходовой позиции (безреостатная параллель на ЭР2, край согласки на ЭР9), на четвёртой - вешаются шунты на эту позицию. Всё...
Насчёт ЧС7 - начнём издалека. Представьте себе схему ВЛ10 - в кабине управляемый машинистом групповик цепей управления, управляющий индивидуальными реостатными контакторами и силовым групповиком переключения соединений. А теперь представьте себе, что групповик ЦУ вынесен в машинное отделение и приводится в движение пневмодвигателем, управляемым штурвалом из кабины. Это схема ЧС2т. Схема ЧС7 - дальнейшее развитие, групповик переключения соединений заменён индивидуальными контакторами
На ЧС6 и ЧС200 действительно есть такой круиз-контроль, пульт управления им представляет собой целое поле из кнопок выбора нужной скорости. Но они нигде не работает... Поэтому есть ещё и пульт ручного набора, расположенный пониже пульта "круиз-контроля", имеющий большие клавиши "+", "+1", "-1", "-" и переключатель реверса (реверсивки на пульте нет). Фотку показать не могу - на ЧС6 ещё не забирался :(

Наконец, поиск заработал. Вот по теме:
http://www.tr.ru/forum/read.php?1,5727,page=1
http://www.tr.ru/forum/read.php?1,41754,41805#msg-41805

Схема пуска трамвайного вагона очень близка со схемой пуска электропоезда особенно на КТМ все одинаково РУ,РК,реверсор, только вместо пневматики электро сервопривод

А где же мальчик? Форумчане забыли об изначальной постановке вопроса, как популярно объяснить ребенку принцип движения трамвая, и ушли в такие дебри. А ведь гораздо проще обойтись подручными средствами, грубо говоря кофемолки или кухонные комбайны есть в каждом доме, вот и простое объяснение работы электродвигателя. Ну а обыкновенный выключатель лампочки демонстрирует наличие тока. Ну а соединить все это в одно-две минутное повествование не так уж и проблематично: в вагоне есть электродвигатель, такой же как в кофемолке, водитель нажимает кнопку, двигатель работает, вагон движется. Поверьте, ребенку не так уж важно, косвенная система управления, не косвенная. Дети наблюдательны, и после короткого объяснения сами дойдут где педалькой, где рукояткой управляется вагон. Сложнее объяснить как вагон поворачивает. Из личного опыта, наблюдал как два мальчишки лет семи восьми спорили и искали руль в кабине, и один отчаянно доказывал что указатель поворота и есть руль, а второй был более близок к истине :)