Основные характеристики

Электрическая часть

Ступичный тяговый привод специально разработан для подвижного состава, используемого на линиях с номинальным напряжением в контактной сети 600 или 750 В постоянного тока. Минимальное допустимое напряжение составляет 420 В, максимальное 900 В. При этом магнитный поток в двигателе устанавливается независимо от колебаний напряжения в контактной сети в той степени, в которой это допускает система регулирования напряжения преобразователя.

Рис. 3. Характеристики двигателя при напряжении сети 750 В постоянного тока: M — крутящий момент; n — частота вращения; Ud — напряжение в контактной сети

На рис. 3 приведены кривые зависимости крутящего момента двигателя от частоты вращения для режимов тяги, служебного и экстренного торможения.

Механическая часть и система торможения

При расчете вала ступичного двигателя использовались критерии, принимаемые для оси колесной пары в системах с традиционными видами привода. Для его изготовления выбрана высокопрочная сталь с пределом текучести при растяжении 700 – 800 Н/мм².

В ступичном приводе вал двигателя воспринимает не только статические вертикальные нагрузки, но и значительные моменты при трогании и торможении. Его расчет выполнен по методу конечных элементов. Этим же методом рассчитана труба корпуса внешнего ротора и подшипниковые щиты. При этом учтены усилия напрессовки бандажа, статическая вертикальная нагрузка 50 кН и горизонтальная 45 кН, действующая на оба торца корпуса при движении вагона в кривых и по стрелочным переводам.

Помимо этого, выполнены расчеты напряжений и деформаций, которые могут возникнуть при ударной нагрузке 500 кН на бандаж колеса и корпус двигателя (при сходе с рельсов). Такая ударная нагрузка соответствует ускорению двигателя с бандажом (620 кг) около 80g (800 м/с²). При этом возникают напряжения, не превышающие 100 – 150 Н/мм², что говорит о достаточном запасе прочности для стали с пределом текучести 700 – 800 Н/мм². Для подшипниковых щитов обеспечены такие же параметры прочности.

Статор двигателя вагона трамвая Variobahn зафиксирован в механизме подвески шестигранным зажимом, через который передаются нагрузки от колеса, взаимодействующего с путем. Электрический разъем, размещенный на торце неподвижного вала, закрыт прочной крышкой. С другого конца находится штуцер для подвода охлаждающей жидкости. Контур охлаждения включает в себя два двигателя, охлаждаемые последовательным потоком, который, в свою очередь, параллельно соединен с другой последовательно охлаждаемой парой двигателей. Кроме того, к контуру подключены два тяговых преобразователя, питающих эти четыре двигателя.

Электродинамический тормоз используется в качестве служебного и позволяет выполнять торможение почти до полной остановки вагона. На тяговых двигателях дополнительно установлены тормозные диски, на которые воздействует пружинный аккумулятор. Этот тормоз используется в качестве вспомогательного и стояночного.