Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 46 от 12 декабря 2006 года (Компьютерра - 666)

Так уж получилось, что помимо артиллерии автор очень сильно неравнодушен к городскому наземному электротранспорту (ЭТ) - трамваям и троллейбусам. В последние годы во многих странах мира наблюдается возрождение интереса к этим видам транспорта в свете дороговизны топлива, заботы об экологической обстановке, борьбы с дорожными пробками - трамваи вернулись в Париж, Лондон, Афины, есть планы по возрождению троллейбусов в Риме. В нашей стране тенденция обратная - ЭТ становится все больше похожим на шагреневую кожу - Архангельск, Шахты уже распрощались с трамваем, под вопросом остается существование ЭТ-систем в Воронеже и даже Санкт-Петербурге. Однако этот вопрос лежит вне тематики «КТ», автор только хочет высказать свое желание гармоничного развития всех видов транспорта - как внеуличного (метро, фуникулеры), так и уличного - трамваев, автобусов, троллейбусов, личных автомобилей граждан, чтобы каждый из нас имел возможность воспользоваться любым из них, когда в этом возникнет необходимость.

С точки зрения информационных технологий электротранспорт интересен своей историей развития управляющих устройств тяговыми электродвигателями (ТЭД) подвижного состава. Казалось бы, чего проще, замыкай рубильник и поехали! Однако с самого начала все оказалось не так просто. Для того чтобы плавно сдвинуть с места рельсовый или шинный экипаж (напомним, что первые трамвай и троллейбус были пущены фирмой Siemens - не последним игроком в IT-сфере - в 1881 и 1882 году соответственно), необходимо столь же плавно увеличивать ток в якоре и обмотке возбуждения ТЭД. В противном случае стартовое ускорение будет таким, что пассажиры имеют реальный шанс вылететь из экипажа и получить серьезные травмы. Также стоит заметить, что во время пуска-торможения сила тока в этих обмотках достигает сотен ампер, а переменные резисторы с механическим скользящим контактом (вроде регулятора громкости в переносном плеере) для таких токов до сих пор не созданы. Поэтому на конец XIX века единственным решением стало регулирование тока в обмотках ТЭД путем присоединения к ним ограничительного сопротивления, номинал которого можно изменять путем различного подключения нескольких постоянных резисторов. К примеру, если мы имеем всего лишь два резистора номиналом в 1 Ом, то из них можно получить общее сопротивление в 2 Ом, если включить их последовательно или 0,5 Ом, если включить их параллельно. Если резисторов больше чем два, то комбинаций их подключения становится еще больше и в итоге можно получить практически плавное изменение подключенного к ТЭД сопротивления. Знакомые с устройством цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) на резисторных матрицах люди не найдут в этом принципе ничего нового. В ЦАП коммутацией резисторной матрицы занимается специализированная схема - контроллер, и в трамвае или троллейбусе устройство, ответственное за ту же функциональность, называется точно так же. Демонстрацию работы контроллера троллейбуса МТБ-82 (рис. 1) можно посмотреть на http://tramnn.narod.ru/museum/mtb82/tech/cntrllr.html.

У первых машин конца позапрошлого и начала прошлого века правильную последовательность коммутации пускотормозных сопротивлений мог выполнить только человек, и контроллер представлял собой всего лишь вал с рукояткой, на который насаживались кулачки, замыкавшие и размыкавшие сильноточные контакторы силовой цепи ТЭД (рис. 3). Как долго держать ту или иную позицию контроллера, целиком отдавалось на усмотрение водителя. Замешкавшись с переключением, можно было запросто превысить допустимый ток в цепи и сжечь пускотормозные сопротивления, а вместе с ними иной раз и весь вагон. Экономичность с точки зрения расхода электроэнергии была «ниже плинтуса», но про простоту и безотказность подобных устройств сейчас ходят легенды. С помощью кувалды, лома и какой-то матери неисправный контроллер ремонтировался за разумное время в полевых условиях. Работа с таким агрегатом быстро наращивала приличную мускулатуру на левой руке даже у девушек-водителей субтильной комплекции. Трамваи с такой непосредственной системой управления (НСУ) током через ТЭД работали в СССР вплоть до начала 1980-х годов (рис. 2). Однако рекорд был поставлен в далеком австралийском городе с красивым названием Аделаида, где трамваи начала 1920-х исключительно обслуживали перевозки вплоть до июля 2006 года. Даже после покупки новых ультрасовременных трамваев пять старых вагонов оставили для музейных и туристических целей, но НСУ на них будет заменена на современное оборудование с целью повышения удобства работы водителя и безопасности пассажиров.