На рынке железнодорожных тяговых двигателей появилась модель компании АВВ. В новом двигателе используются стандартные модули, благодаря чему он может обретать требуемые технические параметры быстрее, чем агрегаты традиционной конструкции.

На тяговые железнодорожные двигатели приходится большая нагрузка. Они должны не только выдерживать изменения рабочего цикла, неравномерные нагрузки, изменяющиеся по- годные условия, пыль и грязь, но и обеспечивать энергоэффективность. Кроме того к ним традиционно предъявлялись различные, подчас противоречивые, технические требования в зависимости от вида подвижного состава.

Компания АВВ, занимающаяся производством тяговых двигателей с 1909 г., решила нарушить традицию. «Мы увидели, что можем быть конкурентоспособными и увеличить свое присутствие на этом рынке, – говорит Петер Исберг, технический руководитель группы по разработке тяговых двигателей. – Задача состояла в том, чтобы задать более высокий стандарт, обеспечить унифицированный и вместе с тем гибкий подход к разработке тягового двигателя. Планы были невиданными».

Работа над проектом началась в 2007 г. Нужно было создать такой стандартный асинхронный тяговый двигатель, который бы отвечал всем требованиям заказчиков.

«У каждого заказчика собственная конструкция вагонной тележки с заранее заданным пространством под тяговый двигатель, – говорит Исберг. – Поставщик должен подогнать свой двигатель под габариты имеющегося пространства и выполнить остальные технические требования».

Исберг и его команда стремились разработать как можно более энергоэффективную конструкцию электрической части. «Это позволило бы нам создать компактный двигатель, развивающий высокую мощность и крутящий момент с высокой эффективностью», – рассказывает Исберг.

Чем большую мощность удаётся извлечь из электродвигателя, тем ниже становится его эффективность из-за повышения температуры в активных частях. Один из способов обойти это ограничение – увеличить размер двигателя, но это противоречило бы цели проекта.

Одним из важных вопросов были термические характеристики двигателя при запитывании от тягового частотного  преобразователя – устройства, преобразующего переменный или постоянный ток в прямоугольные импульсы переменной частоты, позволяющие управлять мощностью двигателя. Преобразователь и двигатель должны быть сконструированы таким образом, чтобы система отвечала эксплуатационным условиям, характерным для определённой области применения в железнодорожном деле. ABB располагает собственным, основанным на МКЭ конструкторским программным обеспечением, которое в комбинации с отдельной программой термического конструирования способно точно прогнозировать температуру двигателя в работе.

Преобразователь также может создавать напряжение в точке соединения фаз в обмотке двигателя (синфазное напряжение), что оборачивается другой технической задачей: подшипниковыми токами (когда повреждающий ток течёт через подшипник).

«Мы должны сообщить клиенту о вероятности подшипниковых токов и предложить безопасное решение, – говорит руководитель проекта Хенрик Карлссон. – В этом случае мы выбираем гибридные подшипники».

У гибридных подшипников стальные кольца и керамические элементы качения, работающие в качестве изоляторов. Такая конструкция делает прохождение тока через подшипник практически невозможным при нормальных условиях эксплуатации. Кроме того, у этих подшипников гораздо более продолжительные интервалы смазывания, чем у их цельностальных аналогов.

Несмотря на более высокую стоимость, гибридные подшипники напрямую снижают затраты железнодорожного оператора благодаря надёжности и снижению времени простоя.

Пока мы проходим по прекрасно оснащённому цеху, Карлссон вступает в короткий и весьма дружелюбный спор с одним из водителей грузовиков. Здесь царит рабочая и вместе с тем несколько неформальная обстановка, этому ощущению способствуют и размеры цеха. С учётом производственной мощности – более 3 000 единиц в год – он кажется совсем небольшим.

Мы останавливаемся у находящегося в процессе сборки тягового двигателя, чтобы взглянуть на стандартизованные модули: расположение клеммных коробок, компоновка датчиков и охладителей, крепление кронштейнов и – далеко не последнее – масштабно изменяемая конструкция. ABB может обеспечить соответствие многочисленным техническим требованиям клиента при использовании одной базовой конструкции.

«Очень хочется увидеть в действии первые поезда с двигателями на новой платформе», – говорит Ларс Фредриксон, занимающийся в ABB маркетингом и продажами.

Ввод в эксплуатацию нового двигателя состоится в 2011 г. в  Каракасе, Венесуэла. Заказчиком выступает испанская компания – производитель оборудования CAF/Trainelec, которая планирует задействовать там 1100 модульных тяговых двигателей,  оборудованных под поезда метро Каракаса.

«Они выбрали в качестве нового поставщика тяговых двигателей нашу компанию, – говорит Фредриксон. – Определяющими факторами стала надёжность конструкции и короткий срок поставки, возможность которого обусловлена применением модульного подхода».

---

 

Дольше на рельсах с гибридными подшипниками SKF

Когда компания ABB приступила к разработке модульного тягового двигателя, за подшипниками она обратилась в SKF.

Требовалось решить две важные задачи – уменьшение времени простоя за счёт устранения прохождения повреждающих токов через подшипники и снижение стоимости обслуживания за счёт удлинения интервалов между смазываниями. ABB поставила цель минимизировать ассортимент подшипников, чтобы выиграть в цене за счёт увеличения объёмов долгосрочных продаж.

В результате для ассортимента тяговых двигателей ABB выбор пал на гибридный подшипник SKF.