История электротехники - Коллектив авторов

В настоящее время отечественные троллейбусы эксплуатируются в 200 городах, в том числе в 8 странах дальнего и 11 странах ближнего зарубежья.

Метрополитен. Происходит от французского слова metropol (буквальный перевод — столичный) — вид рельсового пассажирского транспорта, перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением. Линии метрополитена обычно прокладываются под землей (в туннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.

Первая линия метрополитена (3,6 км) построена в Лондоне (1863 г.), с 1868 г. метрополитен действует в Нью-Йорке. Старейшие метрополитены на Европейском континенте — Будапештский (1896 г.), Венский (1898 г.), Парижский (1900 г.). Впоследствии метрополитены были построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Стокгольме, Осло и других городах.

В СССР первая линия метрополитена введена в Москве (1935 г.). Первые комплекты тягового электрооборудования для вагонов метрополитена были изготовлены заводом «Динамо» в конце 1934 г. Действуют метрополитены в Санкт-Петербурге (с 1955 г.), Киеве (с 1960 г.), Тбилиси (с 1966 г.), Баку (с 1967 г.), Харькове (с 1972 г.), Ташкенте (с 1977 г.), Ереване (с 1982 г.), Минске (с 1984 г.), Нижнем Новгороде (с 1985 г.), Новосибирске (с 1985 г.), Самаре (с 1987 г.). С 1988 г. строится метрополитен в Екатеринбурге и Днепропетровске.

В последние годы интенсивность движения на Московском метрополитене значительно увеличилась. Количество перевозимых пассажиров составляет около 10 млн. в день. Это значит, что нагрузка вагонов метрополитена изменяется в основном в диапазоне 15–18 т на вагон с незначительными отклонениями в ту или другую сторону. Для того чтобы при увеличивающихся пассажиропотоках обеспечивалось обслуживание пассажиров на надлежащем уровне, постоянно совершенствовались технические решения комплексно всех устройств: увеличивалась мощность двигателей, улучшалась их коммутационная устойчивость, вводились устройства автоматического управления, новые системы безопасности, совершенствовалась защита, вводились резервные системы управления.

В настоящее время действующий метрополитен представляет собой сложный автоматизированный перевозочный комплекс, в котором все взаимосвязано и выполнено на достаточно высоком уровне при высокой степени безопасности движения. При этом следует учитывать, что при средних эксплуатационных скоростях движения 40–48 км/ч, пропускной способности линий 42–48 пар поездов в час (за рубежом самая высокая пропускная способность у метрополитена в Токио — 40 поездов в час), провозной способности поезда до 60 000 пассажиров/ч в одном направлении должен быть особенно высоким психологический комфорт для пассажиров.

8.1.3. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Грузоподъемные машины и механизмы являются одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Эти машины, к которым, в первую очередь, относятся краны, представляют собой машины прерывистого циклического действия и предназначаются для перегрузки грузов на предприятиях, строительных площадках, железнодорожных станциях, морских и речных портах и других объектах.

Кроме того, краны на ряде предприятий являются основным звеном технологического цикла производства.

В отличие от большинства других производственных механизмов грузоподъемные машины характеризуются весьма разнообразными режимами работы как по значению статической нагрузки, так и по продолжительности работы и частоте включений.

В соответствии с действующими в нашей стране стандартами все многообразие режимов работы грузоподъемных машин сводится к пяти режимам (легкий — Л; средний — С; тяжелый — Т; весьма тяжелый — ВТ; весьма тяжелый, непрерывный — ВТН). В понятие режима работы входят: относительная продолжительность включений (ПВ), частота пусков, годовое и суточное использование, коэффициент использования грузоподъемных машин по грузоподъемности и другие показатели напряженности работы.

Категорией напряженности режима учитывается температура окружающей среды, а также и

такой показатель, как степень ответственности машины, которая может потребовать повышенных запасов прочности. Так, например, разливочный кран мартеновского цеха по частоте включений и ПВ может быть отнесен к легкому режиму. Однако предъявляемые к нему исключительные требования безопасности вынуждают выбирать кран применительно к режиму ВТ или ВТН.

Подавляющее большинство грузоподъемных машин, изготавливаемых отечественной промышленностью, имеет электрический привод основных рабочих механизмов, и поэтому эффективность действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового электрооборудования. Электропривод большинства грузоподъемных машин характеризуется повторно-кратковременным режимом работы при большой частоте включений, широким диапазоном регулирования скорости и постоянно возникающими значительными перегрузками при разгоне и торможении механизмов.

Особые условия использования электропривода в грузоподъемных машинах являлись основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своем составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых кулачковых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов, пультов управления, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов, полупроводниковых устройств регулирования, устройств управления по радиоканалу или одному проводу и ряд других аппаратов, комплектующих различные крановые электроприводы.

Специальные двигатели и аппараты для кранов выпускаются уже с конца прошлого века. Крупносерийное производство основного кранового электрооборудования в нашей стране было начато в 1930–1931 гг. после соответствующей специализации завода «Динамо», который до настоящего времени является ведущим предприятием в разработке комплектных крановых электроприводов и в изготовлении основных элементов этих комплектов.

Основным родом тока для крановых и судовых электроприводов является переменный ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Это и предопределяет весьма широкое применение электроприводов с использованием асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором. Следует отметить в перспективе применение в качестве источника питания сеть переменного тока напряжением 660 В, 50 Гц. Это, в свою очередь, вызывает необходимость иметь электрические машины и аппаратуру управления (в основном контакторы, автоматы), рассчитанные на эти напряжения.

Менее широкое распространение получили электроприводы постоянного тока: их применяют металлургические предприятия, суда рыболовного флота, а также суда старой постройки, на которых используются источники постоянного напряжения 110, 220 и 440 В.

Можно констатировать, что сегодня около 90% всех крановых и судовых электроприводов выполняются на переменном токе и только 10% — на постоянном токе.

Все системы крановых и судовых электроприводов можно разделить на две группы: электроприводы с непосредственным управлением с помощью кулачковых контроллеров и с дистанционным управлением с помощью командоаппаратов (командоконтроллеров и кнопочных выключателей). Первая система является наиболее простой и дешевой, отличается простотой наладки. Вместе с тем эта система имеет невысокие эксплуатационные характеристики, невысокий ресурс работы, неудобна в управлении. В силу своей простоты система с непосредственным управлением нашла применение для крановых и судовых механизмов с относительно невысокими требованиями к эксплуатационным параметрам.

Более 80% крановых и судовых механизмов выполняются с электроприводами с кулачковым контроллером. При этом на переменном токе система построена на применении асинхронных двигателей с фазным ротором и ступенчатым изменением сопротивлений резисторов в цепи ротора, короткозамкнутых асинхронных двигателей с изменением сопротивлений резисторов в цепи статора. На постоянном токе применяются в основном потенциометрическая схема включения двигателей для механизмов подъема и схема с изменением сопротивлений резисторов цепи якоря для механизмов горизонтального перемещения грузов. Подобные системы отличаются невысоким диапазоном регулирования скорости, который для электроприводов постоянного тока не превышает 1:6, а для электроприводов переменного тока — 1:3 (в электроприводах с односкоростными короткозамкнутыми двигателями скорость вообще не регулируется).

В 70-е годы для общепромышленных крановых механизмов было освоено производство кулачковых контроллеров серии ККТ переменного тока и серии ККП постоянного тока. Для судовых механизмов была внедрена серия кулачковых контроллеров КВ1 и КВ2. Максимальная мощность управления составляла 40 кВт.