La 380V ţi-ar trebui constant vreo 400A în motor, asta înseamnă nişte ,,cabluri" de alimentare de dimensiunea şinei a treia de la metrou. Nu mai zic de căldura degajată...
Chopperul este un variator de tensiune continuă, deci motorul electirc de tracţiune (m.e.t.) tot de curent continuu este. Cum P = U * I (sper că mai ştii de la fizică ce sunt astea
), e clar că pentru a regla puterea dată de motor trebuie să acţionezi asupra uneia din cele două componente, iar chopperul variază tensiunea (U).
La polul opus, sistemul clasic de acţionare se bazează pe introducerea şi scoaterea din circuit a rezistenţelor (de demaraj sau de frânare, după caz; cu întrerupătoarele potrivite poţi să foloseşti un singur set de rezistenţe pentru ambele scopuri). Cum Legea lui Ohm zice că I = U/R, dacă U e (relativ) constant (tensiunea reţelei), ca să reduci intensitatea (I) nu ai de făcut decât să înseriezi rezistenţe (R) în circuitul motorului (de fapt în circuitul excitaţiei motorului, dar motoarele din tracţiunea urbană sunt cu excitaţie serie). Chestia e că motorul o să aibă atâtea trepte de reglare câte rezistenţe bagi în circuit (la V3A ai 23 de demaraj şi 17 de frână, la Tatra ai 99 şi pe demaraj şi pe frână), deci un număr finit de trepte, iar tu în exploatare s-ar putea să ai nevoie de ceva între ele. Însă un sistem cu chopper realizează reglarea continuă a forţei de tracţiune, practic ai o infinitate de caracteristici de tracţiune, deci o vei găsi mereu pe cea potrivită. În plus, chopperul de scapă de rezistenţele de demaraj şi de contactoarele aferente (care de regulă sunt electromecanice, deci mai ai nevoie şi de un dispozitiv care să ţi le închidă/deschidă - de ex. la V3A ai o axă cu came, la Tatra ai un motor alimentat de la baterie). Când motorul trece în regim de generator, chopperul îţi permite debitarea curentului înapoi în reţea (cu condiţia ca tensiunea curentului generat să fie mai mare decât a reţelei, iar în reţea să existe alţi consumatori), iar când acest lucru nu e posibil, îţi bagă în circuit nişte rezistenţe de frânare (eventual cu nişte contactoare acţionate electronic).
La curent alternativ deja îţi trebuie alte echipamente, că tu în reţea ai c.c. (vorbesc de transport urban, la tracţiunea feroviară e cu totul altceva, acolo ai transformator, redresor şi apoi ai m.e.t. tot de c.c. pe locomotivele mai vechi, gen EA). Îţi trebuie invertor, variator de tensiune (de regulă invertorul ştie să le facă pe toate), convertizor (pentru că turaţia m.e.t. de c.a. o poţi varia şi acţionând asupra frecvenţei). E drept că, de regulă, se coboară tensiunea din reţea, dar nicidecum până la 380 V. La vagonul #205, de exemplu, m.e.t.-urile lucrează la 500 V. Faţă de vehiculele de c.c., la un vehicul de c.a. pentru a-l face compatibil cu o anumită reţea e nevoie să umbli doar la invertor, care invertor poate avea nişte tensiuni de intrare între 550 şi 1000 V (nu e cazul la noi unde, probabil din motive de preţ, pe #205 şi pe cele două Irisbus tensiunea nominală e 750V), restul echipamentelor rămânând la fel. Pe când la c.c. trebuie să umbli la rezistenţe, la bobinaj (P=U*I, deci la U mai mic trebuie I mai mare, adică conductoare mai groase, bobinaj mai gros, ventilarea mai bună a m.e.t.).
Motorul de c.a. are şi alte avantaje faţă de cel de c.c.: de regulă se folosesc motoare asincrone trifazate cu rotorul în scurtcircuit (,,rotor în colivie"), ceea ce înseamnă că bobinajul e turnat pe rotor şi nu trebuie înlocuit. De asemenea, motorul de c.a. nu are perii, este mai mic, mai uşor, echipamentele de acţionare sunt şi ele mai mici decât cele de c.c.. La dezavantaje cel mai mare e preţul
, atât al motorului în sine, cât mai ales al acţionării (care tinde să depăşească preţul motorului). În plus, fiind mai mic, se încălzeşte mai tare, astfel că necesită radiatoare mari (de regulă carcasa motorului de c.a. e nervurată pentru a disipa căldura, pe când motorul de c.c. are carcasa dreaptă), eventual ventilare forţată. Cum avantajele totuşi depăşesc dezavantajele, nu prea se mai produc vehicule cu motoare de c.c. (exceptând fosta URSS, China şi Coreea de Nord), dar chopperul poate fi o soluţie pentru modernizarea relativ ieftină a vehiculelor existente.