Модернизация трамваев: обновление парка и замена тягового привода

Зачем модернизируют трамваи

Большая часть трамвайной инфраструктуры и подвижного состава в российских городах создана в советские годы. По данным Росстата, в 2015 году более половины трамвайных вагонов были старше 25 лет. С 2007 по 2020 год трамвайный парк из-за износа сократился с 9,7 до 7,6 тыс. вагонов, а перевозки — с 2,6 до 0,8 млрд пассажиров в год. Изношенные вагоны чаще выходят из строя, потребляют больше электроэнергии и неудобны пассажирам: высокий пол, ступеньки, шум.

При этом трамвай остаётся выгодным видом транспорта на линиях с большим пассажиропотоком: у него обособленные пути, большая вместимость, срок службы вагона — около 30 лет против 7 лет у автобуса, а эксплуатационные расходы, по оценке Российской академии транспорта, в среднем на 40 % ниже, чем у автобуса.

Программы обновления и концессии

Активное обновление началось в 2020 году: по нацпроекту «Безопасные качественные дороги» в 2020–2024 годах регионы получили 421 трамвай. С 2022 года действует федеральная программа модернизации электротранспорта в крупных городах — среди них Курск, Нижний Новгород, Саратов, Краснодар, Красноярск, Липецк, Пермь, Ростов-на-Дону и Ярославль. До 2028 года она предусматривает поставку более 640 трамваев, строительство и реконструкцию 620 км трамвайных путей, 11 депо и 97 тяговых подстанций. Объём инвестиций — более 250 млрд руб., из них 86,5 млрд — средства федерального бюджета.

Основной механизм — государственно-частное партнёрство. Инвестор строит пути, обновляет депо и подстанции, покупает вагоны, а регион возвращает вложения равномерными платежами на протяжении 20–30 лет; часть затрат покрывает бюджет капитальным грантом, кредит выдаёт ВЭБ.РФ. Пример — концессия «Таганрогский трамвай»: за проект построено 45,5 км путей, закуплено 50 новых низкопольных трамваев, отремонтированы депо и тяговые подстанции, а концессионер обслуживает трамваи и инфраструктуру 30 лет.

Что модернизация даёт городскому транспорту

Городской электротранспорт — трамвай и троллейбус — работает в 67 субъектах России, его обслуживают 122 перевозчика. Трамвайный парк страны — более 7 тыс. вагонов, протяжённость трамвайных путей — 5,13 тыс. км одиночного пути. Модернизация касается не только подвижного состава: вместе с вагонами перекладывают пути, обновляют контактную сеть, тяговые подстанции и депо, внедряют системы диспетчеризации и подсчёта пассажиров.

Главный эффект для города — скорость и провозная способность линий. Средняя скорость трамвая — 16–25 км/ч, провозная способность — от 0,6 до 12 тыс. пассажиров в час. На обособленных линиях с многосекционными вагонами и приоритетом движения на перекрёстках — до 40 км/ч и 22 тыс. пассажиров в час. Для сравнения, у автобуса и троллейбуса — около 14–18 км/ч и до 0,6 тыс. пассажиров в час. Поэтому новые трамвайные маршруты прокладывают там, где пассажиропоток слишком велик для автобуса, а метро строить дорого. Москва за последние годы почти полностью обновила трамвайный парк и отремонтировала большую часть линий; другие города переходят к обновлению через федеральную программу и концессии.

Три способа обновить парк

• Покупка новых вагонов. Новые трамваи со 100 % низким полом и асинхронным приводом, как «Витязь-М», — самый дорогой, но и самый долгосрочный способ: вагон служит около 30 лет.
• Капитально-восстановительный ремонт (КВР). Старый вагон восстанавливают: ремонтируют или заменяют кузов, обновляют салон и электрооборудование. Это дешевле нового вагона, но высокий пол остаётся.
• Модернизация тягового привода. На вагоне, который ещё послужит, заменяют реостатно-контакторную систему управления тяговым преобразователем, а коллекторные двигатели постоянного тока — асинхронными. Вагон тратит меньше энергии и реже простаивает в ремонте.

Коллекторный и асинхронный привод

На трамваях старых моделей стоят коллекторные тяговые двигатели постоянного тока — например, ДК-259 на вагонах КТМ-5, — со ступенчатым регулированием через пуско-тормозные резисторы. На новых вагонах — асинхронные двигатели, которые питает тяговый преобразователь.

Поэтому при модернизации тягового привода выигрыш складывается из трёх частей: меньше потерь при разгоне, возврат энергии торможения в сеть и меньше работ по обслуживанию двигателей в депо.

Что проверить при замене тяговых двигателей

• Тяговый преобразователь. Асинхронный двигатель нельзя подключить к контактной сети напрямую: нужен преобразователь, который превращает постоянный ток 600 В в трёхфазный переменный. Номинальное напряжение и ток двигателя сверяют с его выходными параметрами.
• Мощность и число моторных осей. Суммарная мощность вагона делится на число двигателей; от неё зависят разгон и скорость на подъёме.
• Момент и частота вращения. Вместе с передаточным числом редуктора они задают силу тяги при трогании и наибольшую скорость.
• Крепление и масса. Посадочные размеры, конец вала и масса двигателя должны подойти к раме тележки и редуктору.

Подробнее о подборе двигателя — в разделе тяговых электродвигателей для трамваев.

Тяговые двигатели НПО «Электромашина»

АО «НПО «Электромашина» (Челябинск) выпускает асинхронные тяговые двигатели для трамваев со 100 % низким полом: ЭДБТ1 мощностью 62 кВт на 345 В и ТАЭД72 мощностью 72 кВт на 500 В, КПД обоих — 93 %, защита оболочки — IP54. ТАЭД72 разработан для трамвая «Витязь-М» и прошёл эксплуатационные испытания с пробегом 90 000 км. Гарантия на двигатели — 36 месяцев; из 200 поставленных двигателей после окончания трёхлетней гарантии из строя вышел один. Двигатели работают на 55 из примерно 89 предприятий городского электротранспорта России, покупатели — производители трамваев ПКТС и Уралтрансмаш и трамвайные предприятия городов.