История развития электрической тяги начинается с 30-40-х годов XIX в. в связи с изобретением электродвигателя. В 1834 году Борис Семенович Якоби создает первый в мире электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала (до изобретения Якоби существовали электротехнические устройства с возвратно-поступательным или качательным движением якоря, но они не находят практического применения).
Затем в 1837 г. Российская Академия наук образовала комиссию по испытанию предложенного, теперь уже русским профессором, Б. С. Якоби способа передвижения судов с помощью электродвигателя. 25 сентября 1838 г., впервые в мире, была осуществлена перевозка людей посредством электрической тяги. По реке Неве было пущено судно-электроход, гребное колесо которого приводилось в движение электродвигателем, питаемым от батареи гальванических элементов. Имея на борту до 14 человек, электроход достигал скорости 4 версты в час. Испытания электрохода продолжались до 1842 г. и были прекращены ввиду непригодности гальванических элементов для длительного питания электродвигателей.
В 1874-1876 гг. инженер Ф. А. Пироцкий проводит ряд опытов по передаче тока по рельсам на расстояние 1 км. Для этой цели он использует заброшенный участок Сестрорецкой железной дороги, один из рельсов которой был прямым проводом, а другой — обратным. Опыты закончились успешно, и в 1876 летом на заброшенной ветке железной дороги, ведущей от станции Сестрорецк к пристани, Пироцкий заставил работать двигатель, находившийся в километре от источника питания. В 1880г. им был построен и испытан трамвайный вагон с электродвигателем, питавшимся постоянным током через колеса от изолированных ходовых рельсов, являвшихся одновременно проводниками. Между тем немецкая электротехническая фирма «Сименс и Гальске», использовала идею Пироцкого о передаче электроэнергии на расстояние и так в Берлине уже в 1881 г. появился первый в мире электрический трамвай.
И еще не известно, какова была бы судьба этого изобретения в Российской Империи, если бы опять же не немцы. Правда, уже свои. Заслуга внедрения электрического трамвая на крутых и извилистых киевских улицах принадлежит обрусевшему немцу военному инженеру и предпринимателю А. Струве. В итоге 1892г. в Киеве появился первый в России электрический трамвай ( первый производитель трамваев для Киева стал немецкий завод Pullman).
Быстрому распространению трамвая способствовало изобретение в 1891г. русским инженером М.О. Доливо-Добровольским системы трехфазного тока, при которой значительно упрощается и удешевляется передача электрической энергии от электростанции к потребителям.
В 1895 г. в Санкт-Петербурге начала функционировать «электрическая железная дорога» — маршрут от Зимнего дворца до Мытнинской набережной был проложен по льду через Неву.
Деятельности Подобедова и Гартмана, фирме братьев Сименс и Гальске мы обязаны рождению трамвая в Нижнем Новгороде в 1896 г. По предложению русских предпринимателей в 1898 г. бельгийцы построили трамвай в Курске, Орле, Витебске.
В 1898 году в самом центре Москвы, на Раушской набережной, компанией Siemens & Halske, была построена самая мощная в то время в России электростанция, которая, кстати, существует и по сей день(старейшая действующая тепловая электростанция России).
В Москве трамвай появился в 1899г., питание его осуществлялось от тяговых подстанций, оборудованных вращающимися одноякорными преобразователями. Первый троллейбус был пущен в Москве, 15 ноября 1933 года. В Ленинграде первый троллейбус появился 1936 году.
В первых тяговых подстанциях для выпрямления тока использовали трансформаторы и машинные преобразователи, их также называли умформерами.
Следующий шаг в развитии городского электрического транспорта — это первые ртутные выпрямители(игнитроны), разработанные в США Купером- Хьюиттом. Эти устройства были со стеклянными корпусами и имели ограниченную мощность. Только после реализации идеи Белла Шеффера об изготовлении вакуумных корпусов из стали, ртутные выпрямители начали успешно конкурировать с вращающимися преобразователями. Первые металлические выпрямители в США были построены в 1908 г., а в Европе- в 1910 г.
Первый отечественный ртутный выпрямитель был разработан и построен В.К.Крапивиным на заводе «Электросила» в 1924г., а в 1927 году этот завод уже перешел на серийный выпуск металлических ртутных выпрямителей типа РВ. Выпрямители постепенно совершенствовались и мощность их возросла к 1941г. до 7000А при 600В.
Несмотря на совершенствование все ртутные выпрямители имели множество недостатков:
- относительно большие потери энергии в электрической дуге,
- сложное вспомогательное оборудование,
- сложную систему автоматического управления и контроля.
На смену ртутным выпрямителям появились полупроводниковые кремневые выпрямители. Первый отечественный полупроводниковый кремневый выпрямитель для тяговой подстанции был разработан и изготовлен кафедрой Электрического транспорта МЭИ под руководством проф. Ефремова И.С. и Загайнова Н.А. Этот выпрямитель на ток 1000А напряжением 600В был включен в эксплуатацию в начале1960г.
С 1964г. началось бурное внедрение кремневых выпрямителей.
Быстрое внедрение кремневых выпрямителей можно объяснить следующими их преимуществами перед ртутными:
- повышение к.п.д. выпрямленного агрегата;
- малая мощность вспомогательных аппаратов;
- простая система управления, контроля и автоматизации;
- большая надежность;
- простота обслуживания.
Новое поколение преобразовательные секции выпрямителей серии В-ТПЕД выгодно отличаются как современным дизайном, конструкцией, силовой частью, так и электрическим монтажом, схемными и технологическими решениями систем защиты, диагностики и управления, технологией обслуживания и ремонта, повышенной надежностью, лучшими массогабаритными показателями и повышенной перегрузочной способностью.
