Почему в России никто не размещает ТЭД снаружи тележки (как у Stadler B8560M)? В чем преимущество размещения ТЭД "внутри" тележки?

71-633 и 71-142 - с боковым расположением моторов.
ОАО ПТМЗ, буде он жив, тоже бы имел тележку с боковым приводом, эскизные проработки были именно в этом направлении.

При внутреннем расположении моторов рама у тележки - внешняя, что позволят поворачивать тележку на больший угол (14 градусов для вписывания одиночного вагона в кривую 16 метров), сохраняя широкий (650 мм) низкопольный проход.

На «Корсаре» ТЭД разве не снаружи?

На корсаре колея узкая, там ТЭД внутрь не войдут.

Цитата (vbif, 06.06.2023):
> На «Корсаре» ТЭД разве не снаружи?

Он узкоколлейник)


Цитата (Tolya, 06.06.2023):
> 71-633 и 71-142 - с боковым расположением моторов.

Про них я и забыл, но они не серийные, сделаны по паре штук...


Цитата (Tolya, 06.06.2023):
> ОАО ПТМЗ, буде он жив, тоже бы имел тележку с боковым приводом, эскизные проработки были именно в этом направлении.

Не знал) Но опять, есть "но". Эскизные проекты и готовое изделие могу быть кардинально разными.


Цитата (Tolya, 06.06.2023):
> При внутреннем расположении моторов рама у тележки - внешняя, что позволят поворачивать тележку на больший угол (14 градусов для вписывания одиночного вагона в кривую 16 метров), сохраняя широкий (650 мм) низкопольный проход.

Спасибо за развернутый ответ!
А вынос редуктора за пределы тележки (71-628, БКМ 811) позволяет сделать угол поворота ещё больше при сохранении ширины прохода, но в ущерб массе и КПД (появляется кардан и редуктор 2-х ступенчатый используется)? И ещё вопросик, а в чем тогда выгода наружного расположения ТЭД?

Вынос редуктора наружу позволяет улучшить работу тяговой муфты (уменьшаются требуемые углы ее перелома в ходе работы буксовой ступени подвешивания), а также поднять максимальный передаваемый момент.
Кардан - на 415 и 811 тележках, у 628 тяговая муфта, у 911 тоже.

Расположение ТЭД внутри колеи под низкопольным проходом диктует крайне специфические требования к его геометрии - 320 х 260 х 765 мм, которая существенно усложняет проектирование оптимального двигателя.
Как итог - 72 кВт двигатель имеет характеристики хуже, чем 50 кВт для частично-низкопольных вагонов (номинальный момент 290 Н*м при токе 130 А в первом случае и номинальный момент 315 Н*м при токе 76 А во втором)

При боковом расположении ТЭД геометрия более "классическая" - 410 х 470 х 708 мм, и характеристики достигаются совсем иные: 105 кВт, номинальный момент 570 Н*м при токе 170 А.
Т.е., если сравнивать "в лоб", 71-633 на двух моторных тележках оказывается "бодрее", чем "Витязь" на трех.

Заводская табличка на английском языке, с учётом поставки на внутренний рынок и текущих тенденций, несколько удивляет.

Цитата (MirZz, 07.06.2023):
> Заводская табличка на английском языке, с учётом поставки на внутренний рынок и текущих тенденций, несколько удивляет.

Видимо табличка из старых запасов контракта для Даугавпилса. В Москве такие таблички тоже иногда попадаются.

Цитата (Tolya, 07.06.2023):
> Как итог - 72 кВт двигатель имеет характеристики хуже, чем 50 кВт для частично-низкопольных вагонов (номинальный момент 290 Н*м при токе 130 А в первом случае и номинальный момент 315 Н*м при токе 76 А во втором)

КПД падает до неприличия или коэффициент мощности из-за неоптимальных габаритов статора?

Хуже - не обеспечивается адекватный момент. Я привел цифры.
Круче афронт только у Шкоды, 70 кВт с номинальным моментом всего 223 Н*м.

Напомню, сила тяги и ускорение вагона зависят в первую очередь от момента на валу ТЭД, а не от его мощности.

Получается, что потребляет электроэнергии больше, а выхлопа даёт меньше?

А вариант сделать тележку 71-409 поворотной плох тем, что ТЭД расположены далеко от вертикальной оси и будут сильно сжирать проход при повороте?

Цитата (Tolya, 07.06.2023):
> Круче афронт только у Шкоды, 70 кВт с номинальным моментом всего 223 Н*м.

Там вроде индивидуальные безредукторные ТЭД на каждое колесо (мотор-колеса) используются. Получается, что рама внутри коллеи со всеми вытекающими в виде малого угла поворота (если ее использовать не как тележку Якобса) и узкого прохода.

Я про вагон на поворотных тележках с боковым приводом и редуктором, Шкода 45Т в Брно, например.
У Шкоды 15Т на синхронных мотор колесах свои заморочки, до идеала там тоже неблизко, к сожалению.

Тележка 71-409 имеет, во-первых, ненадежную цепную передачу от двигателя на колесо, а, во-вторых, я в принцепе не понимаю, как сделать ее поворотной. Шкворневого узла нет и не может быть, опора кузова на 4 точки тележки.
Зато двигатель АТД-7 по характеристикам весьма и весьма - при 30 кВт момент те же 290 Н*м, что у АТД-10 для 911 тележки, который 72 кВт.
У Альстома, кстати, 118 кВт и 970 Н*м.

Цитата (ЯУЗА, 07.06.2023):
> Получается, что потребляет электроэнергии больше, а выхлопа даёт меньше?
Как-то так, да. Удельное энергопотребление (Вт*ч / т*км) получается больше.

Цитата (Tolya, 07.06.2023):
> Тележка 71-409 имеет, во-первых, ненадежную цепную передачу от двигателя на колесо, а, во-вторых, я в принцепе не понимаю, как сделать ее поворотной.

Ну, заменить цепной редуктор на шестеренчатый не проблема, а сделать поворотной... Ну, добавить шкворневый узел путем переработки рамы, это вполне возможно. Только как поведут себя ТЭДы, они ведь будут весьма далеко от шкворня, а значит при повороте на один и тот же угол, сильнее сместятся внутрь колеи. Не получится ли совсем узкий проход. И опять же, дверь придется сдвигать на большее расстояние от колеса, нежели сейчас.

P.S. Или разместить его над колесом, но тогда в салоне появятся тумбы, которые будут только занимать место.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> Хуже - не обеспечивается адекватный момент. Я привел цифры.
> Круче афронт только у Шкоды, 70 кВт с номинальным моментом всего 223 Н*м.
> Напомню, сила тяги и ускорение вагона зависят в первую очередь от момента на валу ТЭД, а не от его мощности.
А редуктор при этом с одинаковым передаточным числом? Если нет, то при большем передаточном числе не потребуется большой момент, но двигатель должен быть более высокооборотным.

В двигателях для вагонов с внутренним расположением более высокая мощность, как я понял, достигается увеличением номинальной частоты и, как следствие, скорости, при которой при которой крутящий момент начинает падать.
В таком случае при одинаковой скорости у такого двигателя будет выше рабочий ток, но при этом ниже напряжение фаз. Это само по себе не снижает КПД двигателя, но заставляет тяговый преобразователь работать с более низким коэффициентом заполнения ШИМа, большим током, как следствие, бОльшими потерями в нём.

Цитата (ЯУЗА, 08.06.2023):
> Получается, что потребляет электроэнергии больше, а выхлопа даёт меньше?
Нужно смотреть на карту КПД (зависимость от скорости и крутящего момента) двигателя и связки двигателя с тяговым преобразователем. Обычно у асинхронника хороший КПД достигается при высокой скорости и среднем крутящем моменте.
У сихронников может быть по-другому, в зависимости от их типа.

Цитата (Tolya, 07.06.2023):
> диктует крайне специфические требования к его геометрии - 320 х 260 х 765 мм, которая существенно усложняет проектирование оптимального двигателя.

Раз такие жёсткие ограничения по габаритам, то почему нет жидкостного охлаждения и постоянных магнитов? Снять надо всего ничего(чуть больше киловатта с мотора, наверное), жидкость может быть 80-90 градусов. Идеально для жидкостного охлаждения. Китайский насос к и печка от какого-нибудь автобуса - и готово.

Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Раз такие жёсткие ограничения по габаритам, то почему нет жидкостного охлаждения и постоянных магнитов?

1) Это уже синхронный ЭД получится) А на аукционах прописываются именно асинхронные машины.
2) Постоянные магниты дорого же, разве нет? Да и жидкостная система охлаждения- доп затраты как при покупке, так и при эксплуатации. Не думаю, что трамвайные хозяйства в России будут рады этому.
3) Тогда можно задуматься над использованием вентильного реактивного ТЭД.


Цитата (Night Hunter, 08.06.2023):
> Нужно смотреть на карту КПД (зависимость от скорости и крутящего момента) двигателя и связки двигателя с тяговым преобразователем. Обычно у асинхронника хороший КПД достигается при высокой скорости и среднем крутящем моменте.
> У сихронников может быть по-другому, в зависимости от их типа.

А если вернуться к коллекторным ТЭДам или его бесколлекторному аналогу в лице вентильного?

Цитата (Night Hunter, 08.06.2023):
> А редуктор при этом с одинаковым передаточным числом? Если нет, то при большем передаточном числе не потребуется большой момент, но двигатель должен быть более высокооборотным.

Не одинаковый, но близкий - разброс по передаточным числам от 6,2609 до 7,43, в то время как номинальные обороты двигателей отличаются местами вдвое.

Цитата (Night Hunter, 08.06.2023):
> более высокая мощность, как я понял, достигается увеличением номинальной частоты
Да. Иногда еще и увеличением линейного напряжения.
В общем, предпродажное надувание коня через трубочку и затыкание пробкой :)

Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Раз такие жёсткие ограничения по габаритам, то почему нет жидкостного охлаждения и постоянных магнитов?
А зачем? В ТЗ или не требуют, или прямо запрещают.
Гибкие шланги системы охлаждения на поворотную тележку - спорное решение, кроме того, воздушное охлаждение в целом справляется.

Постоянные магниты требуют обязательного поосного управления (т.е. количество инверторов удваивается, на трамвае управление асинхронными ТЭД как правило потележечное), да с датчиком абсолютного положения ротора, а также не имеют честного бестокового выбега.
Не уверен, что игра стоит свеч.
Тем более, что в таких габаритах и асинхронник нормальный реален, если вдумчиво проектировать. АТ62 по факту имеет 75 кВт при 400 Н*м.

Цитата (ЯУЗА, 08.06.2023):
>
> А если вернуться к коллекторным ТЭДам
Его габариты заведомо больше.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> Не одинаковый, но близкий - разброс по передаточным числам от 6,2609 до 7,43, в то время как номинальные обороты двигателей отличаются местами вдвое.
Спасибо. Получается, номинально повысили мощностью, назвав его быстроходным, а передаточное число редуктора не повысили. Мда.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> также не имеют честного бестокового выбега.
Там у некоторых производителей электромобилей есть хитрые конструкции гибридных синхронников с постоянными магнитами и реактивных — IPMSynRM, позволяющие снизить потери на перемагничивание на высокой скорости, но сомневаюсь, что для трамвая это применимо.

Цитата (ЯУЗА, 08.06.2023):
> А если вернуться к коллекторным ТЭДам или его бесколлекторному аналогу в лице вентильного?
Я к словам о ещё больших габаритах я ещё добавлю то, что это могло в целом иметь смысл только при одном условии — при оборудовании нео-РКСУ.
Современное безреостатное регулирование с ШИМ на транзисторах использует ту же самую элементную базу, что и тяговый преобразователь для двигателей переменного тока, но последние не только легче и компактнее, но лишены эксплуатационных проблем, связанных с обслуживанием коллектора и щёток.

Цитата (ЯУЗА, 08.06.2023):
> Тогда можно задуматься над использованием вентильного реактивного ТЭД.
Что вентильный реактивный, что синхронный реактивный (SynRM), как и абсолютно любой синхронник, потребует поосного регулирования.
Но у реактивных крутящий момент один из самых низких среди двигателей переменного тока. Единственный их плюс перед асинхронником разве что в некотором увеличении КПД.

На мой взгляд, достойный рассмотрения вариант — это классический синхронник с электромагнитным возбуждением: он обеспечивает самый высокий крутящий момент в сочетании с широкой возможностью управления возбуждением, но среди его минусов наличие щёток с контактными кольцами (пусть и не так быстро изнашивающихся, как в случае с коллекторником) и такая же потребность в поосном регулировании. Для всяких вариантов безредукторного привода актуально в первую очередь.
Для редукторного привода актуально увеличение передаточного числа редуктора. Если двигатель при этом будет перегреваться, кроме жидкостного охлаждения есть ещё вариант с принудительным воздушным.

Цитата (Night Hunter, 08.06.2023):
> управления возбуждением, но среди его минусов наличие щёток с контактными кольцами (пусть и не так быстро изнашивающихся, как в случае с коллекторником)

Главный минус любого коллектроного узла в условиях ограниченных габаритов - это ширина. Она больше нуля как у асинхронников, вентильных и постоянных магнитов:)


Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> А зачем? В ТЗ или не требуют, или прямо запрещают.
> Гибкие шланги системы охлаждения на поворотную тележку - спорное решение, кроме того, воздушное охлаждение в целом справляется.
>

Гибкие провода вас не смущают, а тот же провод но без меди внутри - смущает?:) Ну а по сути глаза боятся, а руки делают. Да, трасса будет сложнее, но это всё решаемо. Тем более, что угол поворота - не катастрофичен.

Вопрос ТЗ - там требуют не более того, что продают. Никто не пишет ТЗ на не существующие повозки минимум потому что понимают, что не будет заявок.

Поосное регулирование - это надёга, лучшее сцепление, а значит, лучшие ускорения и замедления, а вместе с ними и снижение расхода энергии на тягу и повышение безопасности перевозок. Как по мне, деньги на эти вещи потратить не должно быть жалко.

Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Гибкие провода вас не смущают, а тот же провод но без меди внутри - смущает?:) Ну а по сути глаза боятся, а руки делают. Да, трасса будет сложнее, но это всё решаемо. Тем более, что угол поворота - не катастрофичен.

Я опираюсь на опыт эксплуатации вагонов с гидравлическими тормозами. Там где неповоротная тележка или гидростанция прямо на поворотной тележке - все более менее. Как появляется шланг на кузов - так начинаются чудеса. Гидравлика - не пневматика, раздолбайства не прощает.


Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Как по мне, деньги на эти вещи потратить не должно быть жалко.
Увы, как показывает практика, на светодиодную подсветку пола не жалко, а на это жалко.
С остальным согласен, поосное управление это хорошо.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> Я опираюсь на опыт эксплуатации вагонов с гидравлическими тормозами. Там где неповоротная тележка или гидростанция прямо на поворотной тележке - все более менее. Как появляется шланг на кузов - так начинаются чудеса. Гидравлика - не пневматика, раздолбайства не прощает.

Не очень хороший пример. Гидравлика с давлением в сотню атмосфер и гидравлика с давлением с давлением менее 1 атмосферы - это разные вещи. Для тормозов очень жёсткие шланги. Существенно лучший пример - автобусы с гармошкой. Особенно, газовые, где между тягачом и прицепом путешествует несколько видов рабочих сред и прямо сильных проблем с этим нет.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> Увы, как показывает практика, на светодиодную подсветку пола не жалко, а на это жалко.

Какой из производителей это предлагает потребителю?

Допустим.
Но пока не очень понятно, зачем жидкостное охлаждение, когда и воздушное вполне справляется, а основная причина появления посторонней влаги в обмотке - разнообразные нарушение герметичности в зоне ввода фазных проводов в двигатель.

Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Какой из производителей это предлагает потребителю?
71-631 с приводом Канопус выпускались с поосным управлением.
На 71-415, 71-418 и 71-628-01 стоят привода АСК также с поосным управлением.

Цитата (Володя, 09.06.2023):
> Гидравлика с давлением в сотню атмосфер и гидравлика с давлением с давлением менее 1 атмосферы - это разные вещи.

Тут да, и к тому это водно-гликолевый антифриз, а не масло, которое при распылении под давлением может поджечь всё.

Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Главный минус любого коллектроного узла в условиях ограниченных габаритов - это ширина. Она больше нуля как у асинхронников, вентильных и постоянных магнитов:)
В случае с синхронником контактные кольца куда более компактны, нежели коллектор соответствующего типа двигателя, ибо там не требуется большой ток и мощность для возбуждения статического поля, а так же не склонны искрить, поскольку это просто лишь скользящий контакт, а не коммутационный аппарат.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> 71-631 с приводом Канопус выпускались с поосным управлением.
> На 71-415, 71-418 и 71-628-01 стоят привода АСК также с поосным управлением

Хорошо, а эта особенность рекламируется покупателям как достоинство? Им показывают плюсы? Это мы с вами знаем теорию тяги где что догоужается, где что разгружается. Простой покупатель в лице чиновника департамента транспорта - этого скорее не знает, чем знает.

Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> основная причина появления посторонней влаги в обмотке - разнообразные нарушение герметичности в зоне ввода фазных проводов в двигатель

Не надо забывать про нагрев воздуха внутри. Это же как насос работает. При жидкостном охлаждении дельта поменьше будет, воздух внутри по сути будет греть только ротор.

Цитата (Володя, 08.06.2023):
> Хорошо, а эта особенность рекламируется покупателям как достоинство? Им показывают плюсы? Это мы с вами знаем теорию тяги где что догоужается, где что разгружается. Простой покупатель в лице чиновника департамента транспорта - этого скорее не знает, чем знает.

Насколько я понимаю, нет. По крайней мере, в материалах, передаваемых заказчику, даже в руководстве по эксплуатации, это не акцентировано, что уж говорить о рекламных материалах...

Цитата (Night Hunter, 08.06.2023):
> В случае с синхронником контактные кольца куда более компактны, нежели коллектор соответствующего типа двигателя, ибо там не требуется большой ток и мощность для возбуждения статического поля,

Для управления обмоткой возбуждения нужен дополнительный полумост в инверторе, нужны дополнительные силовые провода. Это всё деньги и вес. Плюс обслуживание. Если всё посчитать, то постоянные магниты скорее всего, будут дешевле если не на входе, то на сроке службы вагона - так точно.


Цитата (Tolya, 08.06.2023):
> Насколько я понимаю, нет.

Это - самая большая проблема российских поставщиков. Купить то, что тебе не продают очень и очень сложно:) Вот почему есть портал "сделано в Китае" с прямыми ссылками на китайцев, которые готовы тебе продавать всё что душе угодно, а такого же "сделано в России - нет, а если ты сам приходишь "куплю у вас" - тебя шлют далеко и на долго: "Сейчас мы загружены, приходите через пару лет, не до ваших штучных повозок!"

Цитата (Володя, 09.06.2023):
> Для управления обмоткой возбуждения нужен дополнительный полумост в инверторе, нужны дополнительные силовые провода. Это всё деньги и вес.
Там ток возбуждения в единицы ампер, либо десятки ампер при низком напряжении (при питания от низковольтной сети). Маломощные инверторы многократно дешевле мощных, их можно сделать на широко доступных транзисторах для печатного монтажа, этот узел схемы можно считать очень дешёвым.
Так для справки, ток независимого возбуждения коллекторного двиагателя КР252, что используют на 71-619КТ, составляет 7,1 А, и ток возбуждения ротора синхронного двигателя будет сравним.

Цитата (Володя, 09.06.2023):
> Плюс обслуживание. Если всё посчитать, то постоянные магниты скорее всего, будут дешевле если не на входе, то на сроке службы вагона - так точно.
Крайне сомнительно, учитывая в целом достаточно большой срок службы щёток на простых кольцах.
Напомню, что в каждом транспорте с ДВС и так стоит синхронный генератор, который особых проблем не доставляет. Автопроизводитель BMW предлагает электромобили с синхронным двигателем с электромагнитным возбуждением.
Но в случае с электротранспортом, повторюсь, актуально в первую очередь именно на безредукторных приводах.

Цитата (ЯУЗА, 06.06.2023):
> Почему в России никто не размещает ТЭД снаружи тележки (как у Stadler B8560M)?

Так 71-142 же