Журнал «Компьютерра» № 46 от 12 декабря 2006 года

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.

Развитие электромеханических управляющих устройств (реле и сервомоторов) в середине 1930-х гг. позволило появиться идее косвенного управления ТЭД. Пусть водитель только определяет, что нужно от ТЭД — набирать или сбрасывать скорость, а формирование точной временной последовательности замыкания-размыкания контактов будет возложено либо на релейную схему, либо на сервомотор, вращающий тот самый вал с кулачками. Тем самым убитыми оказывались сразу три зайца:

• контроллер работал по жестко заданной механическими характеристиками (упругость язычков в реле, угловая скорость вращения сервомотора) программе, исключая перегрев и возгорание пускотормозных сопротивлений;

• реле и сервомотор запитывались от низкого напряжения, их можно было разместить вне кабины водителя и вынести оттуда всю высоковольтную часть, что резко уменьшило число электротравм. Теперь высоковольтные контакторы размещались либо под полом, либо на крыше, либо в специальном ящике вдали от водителя и пассажиров.

• Ставшая легендой тугая ручка-кофемолка ушла в прошлое. Ее заменила гораздо более легкая и удобная ручка низковольтной части или вообще педальный узел управления контроллером.

Первым серийным советским трамваем с такой косвенной автоматической реостатно-контакторной системой управления (РКСУ) стал рижский РВЗ-6 в 1960 году. Аналогичным советским троллейбусом был энгельсский ЗиУ-5 (рис. 4), впервые вышедший на линии в 1959 году. РВЗ-6 до сих пор еще работают в некоторых городах СНГ (Минск, Казань), ЗиУ-5 остались только как музейные, но примененный на них принцип живет и здравствует вплоть до настоящего времени. У завода-производителя сменилось название, много новшеств было придумано и успешно применено на практике, но в теперешней России самые распространенные модели троллейбусов АО «Тролза» ЗиУ-682Г-012 и ЗиУ-682Г-016 (рис. 6) до сих пор комплектуются все той же РКСУ. Причины понятны — дешево и сердито, и полная нечувствительность к электромагнитным помехам. К упомянутому выше ремкомплекту (лом, кувалда, какая-то матерь) добавились еще и отвертка, набор гаечных ключей с авометром, что с ворчанием, но было в целом адекватно воспринято обслуживающим персоналом. Однако возможность ремонта в полевых условиях РКСУ уже потеряла.

Если взглянуть на все устройство в целом с теоретической точки зрения, то РКСУ является самым настоящим электромеханическим цифровым автоматом — на входе имеется номер позиции контроллера ("0", «ход 1», «ход 2», «тормоз» и т. д.), на выходе — определенное состояние группы контакторов. Это состояние вполне естественно характеризовать двоичным числом, в котором каждый разряд соответствует своему контактору, а значение разряда — его состоянию «замкнут-разомкнут». Выходное значение зависит не только от входа, но и от своего предыдущего состояния, например в троллейбусах ЗиУ-682 запрещается разгон, пока контроллер не вернется в позицию "0" — нет ни разгона, ни торможения. После этого последовательность разгона повторяется заново. НСУ с этой точки зрения являлась всего лишь комбинаторной схемой — входу (положению ручки-кофемолки) взаимно и однозначно соответствовал выход (замкнутые-разомкнутые контакторы).