Читая описания современных вагонов, все время натыкаешься на то, что трамваи с асинхронными двигателями экономичнее трамваев с обычными коллекторными двигателями. Но если сопоставить два похожих трамвая:
Татра Т6Б5
и
ЛМ2008
то получается интересно.
Татра Т6Б5 - 45 КВт х 4 = 180

ЛМ2008 - 55КВт х 4 = 210.

Получается, что асинхронные трамваи потребляют больше электроэнергии? Или там друга методика подсчета?

Метода естественно другая. И необходимо учитывать затраты на обслуживание при эксплуатации.

alex21_77 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Читая описания современных вагонов, все время
> натыкаешься на то, что трамваи с асинхронными
> двигателями экономичнее трамваев с обычными
> коллекторными двигателями. Но если сопоставить два
> похожих трамвая:
> Татра Т6Б5
> и
> ЛМ2008
> то получается интересно.
> Татра Т6Б5 - 45 КВт х 4 = 180
>
> ЛМ2008 - 55КВт х 4 = 210.
>
> Получается, что асинхронные трамваи потребляют
> больше электроэнергии? Или там друга методика
> подсчета?

Гы, насмешили. Вы думали, что экономичность асинхронников заключается в том, что у них мощность меньше? Ну дык кто мешал по этой схеме пойти 40 лет назад? Сделать трамвай с движками по 10 КВт, такаяя типа экономия, да?
Тем более, что зависимость расхода от мощности не такая прямая. Ведь чем больше мощность, тем раньше вагон может выйти на режим наката, и не тратить энергию вообще, в то время как менее мощный вагон будет пытаться продолжать разгон и жрать ток.
Не говоря уже о том, что у асинхронника КПД банально выше.

Льготник писал(а):
-------------------------------------------------------

> Гы, насмешили. Вы думали, что экономичность
> асинхронников заключается в том, что у них
> мощность меньше?

Самое главное - конечно, верно Вы всё сказали. Могу только добавить, что даже в рамках одного типа двигателей обычно ситуация такова, что КПД тем больше, чем меньшая доля от максимальной мощности используется в данный момент. Т.е. максимальная мощность - это вообще далеко не самый экономичный режим тяговых электродвигателей.
А по режиму движения лучше выразиться более конкретно: расход энергии на разгон пропорционален в общем квадрату максимальной скорости разгона. Чем разгон интенсивнее (равно как и чем интенсивнее торможение, выполняемое теми же двигателями), тем бОльшая доля расстояния между остановками проходится на скорости, близкой к максимальной, а значит, чем мощнее двигатели/лучше динамика разгона/торможения, тем МЕНЬШЕ оказывается потребная максимальная скорость для обеспечения того же времени хода, а значит, и меньше расход энергии на разгон.

В системе с непосредственным управлением или РКСУ регулирование мощности осуществляется очень просто - последовательно двигателю подключают резисторы и часть энергии при разгоне тупо уходит на нагрев атмосферы.

Вот кстати при использовании РКСУ трамвай с маломощными движками действительно будет экономичнее при прочих равных, т.к. больше времени будет ходить на безреостатных позициях.


В ТИСУ или системе с асинхронными двигателями и частотным регулированием всё сложнее, но атмосферу при разгоне почти не отапливают. Да и КПД на частичной и полной мощности так сильно не отличается.



Редактировано 2 раз(а). Последний раз 29.04.08 20:10 пользователем Дмитрий Ганин.

>Татра Т6Б5 - 45 КВт х 4 = 180

>ЛМ2008 - 55КВт х 4 = 210.

>Получается, что асинхронные трамваи потребляют больше электроэнергии?

Вы приводите цифры установленной мощности тяговых двигателей. Это совсем не энергия, которая равна потребленной мощности в единицу времени умноженной на это время. Поэтому, за время разгона вагона потребленная мощность это интеграл от P(t)dt, за время разгона.

Дмитрий Ганин писал(а):
-------------------------------------------------------
> В системе с непосредственным управлением или РКСУ
> регулирование мощности осуществляется очень просто
> - последовательно двигателю подключают резисторы и
> часть энергии при разгоне тупо уходит на нагрев
> атмосферы.

А вот например нельзя как-нибудь двигатель собрать из 10 маленьких и подключать их по очереди?
Или например двигатели подключать сначала все последовательно, потом движки параллельно, телеги последовательно, потом всё параллельно.
Ну как-нибудь без резисторов чтобы. Так нормально по экономии будет?

И какое соотношение КПД будет у обычного движка с ТИСУ и у асинхронника?

Перегруппировка сама по себе не может обеспечить плавный разгон. Ну и как вы собираетесь 10 движков завязать на одну КП?

>А вот например нельзя как-нибудь двигатель собрать из 10 маленьких и подключать их по очереди?

10 маленьких двигателей потребят из сети больше энергии, чем один большой той же мощности на ту же работу. Чем меньше мощность электрической машины, тем меньше ее кпд. Примите как аксиому.

Мощность привода и потребление энергии.
Пусть нужно разогнать оба вагона до одной и той же скорости, перегон - площадка. Если массы вагонов одинаковые, сопротивления движению от скорости у вагонов одинаковые, кпд приводов тоже одинаковые (идеальное сравнение). То кинетическая энергия у них будет одинаковая. Потребление энергии на разгон будет тоже одинаковое, а вот время разгона и путь разгона будут разными. Быстрее и на меньшем пути разгонится вагон с более мощным приводом. Дальше, если нет выбега, а идет движение с установившейся скоростью, а затем сразу торможение без потребления электроэнергии из сети, и с одинаковым замедлением, то на прохождение одного и того же перегона меньше энергии потребит вагон с большей установленной мощностью. Заметьте, у него одновременно, энергии потреблено меньше и время хода по перегону будет меньше. Следовательно, при заданном времени хода по денному перегону, вагон с более мощным приводом в таком режиме, должен разгоняться до меньшей скорости, чем вагон с приводом меньшей установленной мощности. Т.е. привод большей мощности дает выигрыш либо во времени, либо в энергии.
Привод большей мощности, если не достигнуты ограничения по допустимому ускорению и току, потребляемому от тяговой подстанции, за счет более интенсивного разгона ведет к снижению максимальной скорости движения – к снижению кинетической энергии и к снижению энергии потерь, идущих на преодоление аэродинамического сопротивления движению вагона, которая пропорциональна кубу скорости.
В реальных условиях за разгоном следует выбег. На длинных перегонах, как, скажем у скоростного трамвая в Киеве, выбеги и разгоны чередуются несколько раз на перегоне. Масса трамвая сравнительно небольшая, и интенсивно разогнавшись до допустимой (рекомендуемой) скорости, он не может проехать на выбеге весь перегон. Каждое подключение – дополнительное потребление электроэнергии. При таких режимах движения может оказаться, что выгоднее разгоняться менее интенсивно, но один раз и привод меньшей мощности может оказаться экономичнее.
Тип двигателей. При равных мощностях.
КПД асинхронного двигателя (АД) больше чем у двигателя постоянного тока (ДПТ). Следовательно, активной энергии, за которую мы платим, АД из сети потребляет меньше ДПТ. Но, АД потребляет из сети реактивную энергию и реактивный ток. Из контактной сети постоянного тока он потребляет только активную энергию. Источником реактивной энергии в таком приводе является конденсатор, с которым он ей обменивается. Запас реактивной энергии конденсатора WC=CU**2/2 должна быть равным реактивной энергии, потребляемой обмотками двигателя для создания магнитного потока в нем и WL=LI**2/2. Когда начинается разгон вагона/двигателя, то ток двигателя большой, а напряжение на нем низкое, поэтому необходимая энергия конденсатора достигается за счет его емкости. Из-за пусковых режимов конденсатор должен иметь большую емкость и должен быть рассчитан на номинальное напряжение двигателя для высокой скорости. А это габарит и вес. За этот лишний вес мы платим лишней кинетической энергией.
Привод.
Правильно сказал Дмитрий Ганин, что дело не столько в двигателях, как в их управлении. Схемы управления приводом с ДПТ так уже вылизаны, так, что для вагона метро моделей 81-717.5 и 81-714.5 заводом изготовителем указывается: «… потери электроэнергии в пусковых резисторах при движении вагона на расчетном перегоне 1700м горизонтального профиля со средней скоростью 48 км/ч (время стоянки 25 с, напряжение контактной сети 750 В) ограничены на уровне 3,5%, электроэнергии, расходуемой на тягу». Отсюда следует, что для асинхронного привода кпд преобразователя должен быть не ниже 93 – 95%, учитывая более высокий кпд АД. Фирма Siemens в справочниках указывает кпд своих преобразователей равным 97%. Это та величина, которая уравнивает два привода для вагонов метро по потреблению энергии в одинаковых режимах движения. Но преобразователь позволяет движение с постоянной любой скоростью. Преобразователь позволяет при разгоне для каждой точки скорости «вести» двигатель на максимальном кпд, минимизируя потери в приводе. Реостатный привод такого не дает. Тиристорный/транзисторный привод ДПТ дает тот же эффект. Нужно знать эти законы управления и уметь реализовать их.

>> А вот например нельзя как-нибудь двигатель собрать из 10 маленьких и подключать их по очереди?

Теоретически - да, можно попытаться секционировать обмотки, поочередно подключая секции при пуске. Лет 50-100 назад это даже позволило бы получить некоторые преимущества, правда необходимость усложнения двигателя, увеличения его массы, длины силовой проводки могла бы свести на нет все преимущества такой схемы перед обычным реостатным регулированием с непосредственным или тем более косвенным управлением.

А сейчас - зачем ухищряться? Есть же вполне надежные и работоспособные импульсные схемы.

>> потери электроэнергии в пусковых резисторах ограничены на уровне 3,5% электроэнергии, расходуемой на тягу

Неужели всего 3,5%, и это при однократной перегруппировке? Я думал, 10-20% будет. Какую долю времени он разгоняется на безреостатных позициях?

Я работаю на ЛВС-2005. Вагон с асинхронным приводом. На асинхронниках есть рекуперативное торможение. На мониторе можно посмотреть расход электроэнергии, рекуперативную электроэнергию (отданную обратно в контактную сеть), я посчитал, что около 27% энергии возвращается в контактную сеть.

Объясните, пожалуйста! Как я понимаю, асинхронный двигатель - это трёхфазный бесколлекторный двигатель (естесственно, переменного тока). Работать в режиме генератора такой двигатель не может. Рекуперация - процесс возврата электроэнергии обратно в КС, посредством переключения тягового двигателя в режим генератора. Но двигатель не может работать как генератор. Как же тогда осуществляется рекуперация?

0

Все электрические машины обратимы. Для перевода асинхронного двигателя в генераторный режим необходимы два условия:
- частота вращения двигателя ваше скорости идеального холостого хода (отрицательное скольжение). То есть перевод двигателя в тормозной режим осуществляется уменьшением частоты питающего напряжения;
- наличие в питающей сети источников реактивной энергии (напр. конденсаторы).

А ток при торможении в генераторном режиме будет наводиться в роторе, то есть если я правильно понимаю, АД с фазным ротором может осуществлять рекуперативное торможение, а АД с короткозамкнутым ротором - нет.

Ток в роторе будет наводиться в любом случае, а вот активная составляющая тока ротора поменяет направление на 180 градусов, поскольку магнитное поле машины в генераторном режиме вращается в противоположном направлении по сравнению с двигательным режимом (следствие отрицательного скольжения). Соответственно, изменяет свое направление и ток статора. Реактивная составляющая тока ротора направление не изменит. То есть двигатель будет потреблять из сети реактивную энергию (АД - машина с самовозбуждением и работать в сети без источников реактивной энергии не будет) и отдавать в эту же сеть активную энергию.