Железяки электропоезда-12. Фазорасщепитель⁠⁠

Дисклеймер: я - машинист электропоезда, не инженер-электротехник, поэтому не буду лезть в глубины глубин электротехники, пытаясь объяснить работу фазорасщепителя, я сам не в курсе. Данный пост рассказывает лишь о назначении и общем принципе работы этой машины.

На стадии проектирования электровозов и электропоездов переменного тока перед конструкторами возникла проблема: нужно было как-то запитать трёхфазные двигатели переменного тока. На электропоезде это главный компрессор (создаёт запас сжатого воздуха), двигатель насоса трансформатора (создаёт циркуляцию масла в тяговых трансформаторах для охлаждения), двигатели вентиляторов (для создания микроклимата в кабинах и салоне). Дело в том, что эти машины питаются от трёх фаз, а электропоезд получает от контактной сети только одну фазу. Как из одной фазы получить три? Так и был изобретён фазорасщепитель.

Асинхронный расщепитель фаз (на сленге "фазан") преобразует однофазный переменный ток в трёхфазный для питания асинхронных-двигателей. По суть он представляет собой и электродвигатель, и генератор в одном флаконе. Висит под моторным вагоном, при работе издаёт характерный звук вращения (при включенных высоковольтных выключателях и поднятых токоприёмниках), по которому можно на слух идентифицировать электропоезд, если он стоит на месте.

А вот простейшая электрическая схема, по которой можно разобрать принцип работы:

Фазорасщепитель имеет три обмотки:
- С1 и С3 - двигательные обмотки, используются для приведения ротора в движение при пуске;
- С2 - генераторная обмотка, собственно, создаёт третью фазу.
При подключении обмоток С1 и С3 к вторичной обмотке трансформатора посредством замыкания контактора расщепителя (КР) ничего не произойдёт, так как будет создано пульсирующее магнитное поле, которое может быть разложено на два вращающихся с одинаковой скоростью, но противоположных по направлению поля. Токи, индуцируемые в роторе двумя вращающими полями, взаимодействуя с вращающимися потоками, создают равные по величине и противоположные по направлению магнитные моменты, вследствие чего результирующий вращающий момент будет равен нулю, и поэтому ротор вращаться не будет.
Поэтому для того, чтобы запустить фазорасщепитель, искусственно создаётся сдвиг магнитного потока фазы С2 относительно потоков фаз С1 и С2 с помощью подключения пускового резистора Rn. После достижения расщепителем фаз номинальной частоты вращения (около 1500 оборотов в минуту) пусковой резистор отключается размыканием контактора пуска расщепителя (КПР). Ротор продолжает вращаться самостоятельно. Контактор КА замыкает свои контакты, и электродвигатель Д получает свои три фазы для работы.
Если ничего не поняли - не переживайте, я тоже.

Фазорасщепитель - достаточно несовершенная машина, на современном подвижном составе используются другие решения. В эксплуатации фазорасщепитель достаточно часто выходит из строя. По рассказам старожил на первых модификациях электропоездов ЭР9 фазорасщепители постоянно горели, чем вызывали массу эмоций у пассажиров (дым валил прямо в салон).

Именно возгорание фазорасщепителя стало причиной стоянки электропоезда на путевом посту Крыжовка 2 мая 1977 года, когда произошло крушение с 22 погибшими, тогда в стоящий электропоезд врезался следом идущий пассажирский поезд.

Вот такая эта машина - фазорасщепитель.