Тема 1.1 Классификация электровозов. Краткая характеристика электровозов постоянного тока, переменного тока и двойного питания. Грузовые и пассажирские электровозы

Тема 1.1 Классификация электровозов. Краткая характеристика электровозов постоянного тока, переменного тока и двойного питания. Грузовые и пассажирские электровозы

По роду тока различают электровозы постоянного и переменного тока. На электровозах постоянного тока изоляция всех силовых и вспомогательных устройств рассчитана на рабочее напряжение сети 3 кВ. На электровозах переменного тока имеются понижающие трансформаторы, поэтому рабочее напряжение тяговых двигателей и вспомогательных машин может быть выбрано независимо от напряжения сети, т. е. изоляция их будет рассчитана на меньшее напряжение. Это позволяетпри прочих равных условиях применять тяговые двигатели более высокой мощности.

Электровозы различают также по назначению – грузовые, пасса­жирские, маневровые и, кроме того, по числу осей – четырех–, шести– и восьмиосные.

Ходовые части электровозов характеризуют осевой формулой. Например, осевая формула 3_О+3_О показывает, что электровоз шестиосный, имеет две трехосные тележки. Индекс «о» обозначает индивидуальный привод от тягового двигателя к оси; знак «+» указывает на то, что обе тележки связаны шарнирно и, следовательно, передача тягового усилия к поезду производится через их рамы. Осевая формула 2(2₀-2₀) показывает, что электровоз восьмиосный, имеет четыре двухосные тележки, которые друг с другом не соединены, и тяговые усилия к поезду передаются через рамы кузова.

В России построены и находятся в эксплуатации электровозы со следующими осевыми формулами: 2(2₀+2₀) – восьмиосные ВЛ8; 2(2₀-2₀) – восьмиосныеВЛ10, ВЛ80^к,т,с,р и ВЛ82^М, 2ЭС5К(Ермак), 2ЭС4К (Дончак), 3₀-3₀ – шестиосные ВЛ60^к, 2₀-2₀-2₀ – шестиосные ВЛ65, ЭП1, ЭП1П, 2(2₀-2₀-2₀) – двенадцатиосные ВЛ85, 3(2₀-2₀) – двенадцатиосные 3ЭС5К и 2₀-2₀ – четырехосные Э5К.

Всем электровозам отечественного производства, построенным в 20 веке, присвоено обоз­начение ВЛ в честь Владимира Ильича Ленина. Номер в наименова­нии соответствует определенным типам электровозов: от 1 до 18 – восьмиосные постоянного тока (например, BJI8, ВЛ10), от 19 до 39 – шестиосные постоянного тока (ВЛ19, ВЛ23); от 40 до 59 – четырехосные переменного тока (ВЛ40, ВЛ41); от 60 до 79 – шестиосные переменного тока (ВЛ60^к); от 80 – восьмиосные пере­менного тока и двойного питания (ВЛ82^М).

На электровозах, помимо механического, может быть применено электрическое торможение. Различают электрическое торможение рекуперативное и реостатное. К обозначению серии электровозов с рекуперативным торможением добавляют букву «р», а с реостат­ным – букву «т»: например, ВЛ80^р, ВЛ80^т.

В России на электрифицированных линиях железных дорог находятся в эксплуатации электровозы переменного тока грузовые ВЛ80^к,с,т,р, ВЛ85, ВЛ80^тк, 2ЭС5К (Ермак), 3ЭС5К, пассажирские ЧС4^Т, ВЛ65, ЭП1, ЭП1П, двойного питания ВЛ82, ВЛ82м, ЭП10, а также электровозы, используемые в хозяйственном движении ВЛ60, Э5К.

Тяговые характеристики электровозов переменного тока

Энергетические показатели электровозов переменного тока харак­теризуются значением к.п.д. и коэффициента мощности. Под коэффициентом мощности понимается отношение активной мощности (совершающей полезную

Таблица 1
Показатели	Характеристики электровозов серии
ВЛ80т,р	ВЛ60к	ЧС4^Т
Назначение электровоза	Грузовой	Пассажирский
Напряжение контактной сети, В	25 000	25 000	25 000
Осевая формула	2(2о-2о)	3о-3о	3о-3о
Сцепной вес, кН	1840/1920	1 380	1 260
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН	230/240
Часовой режим:
мощность на валах тяговых двигателей, кВт	6 520	4 650	5 100
сила тяги, кН		318,6

работу) к кажущейся (полной мощности). Коэффициент мощности отечественных электровозов переменного тока приведен в табл. 1. К.п.д. электровозов переменного тока несколько ниже, чем у электровозов постоянного тока; для выпрями­тельных электровозов он составляет примерно 85%.

Общее описание устройства электровоза

Электровоз состоит из механической части и электрического оборудования.

Механическая часть представляет собой тележки и кузов. Кузов опирается на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы – на колесные пары. Тележки электровоза оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневмати­ческими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройствами для подвешивания тяговых двигателей.

Электровоз при движении всегда находится во взаимодействии с верхним строением пути. Хорошие ходовые качества электровоза характеризуются спокойным движением его в кривых и прямых участках пути. Чтобы добиться такого состояния, устанавливают специальные устройства (возвращающие, амортизирующие и др.), обеспечивающие плавность хода электровоза. Электрооборудование состоит из тяговых двигателей, число которых на электровозе, как правило, равно числу осей, вспомогательных машин (компрессоров – для получения сжатого, воздуха, вентиляторов – для охлаждения оборудования и т. д.), тяговых трансформаторов, выпрямительных установок и электрической аппаратуры (токоприемники, контакторы, выключатели, аппараты защиты и т. д.).

Тяговые двигатели расположены на тележках. Имеются два способа подвешивания тяговых двигателей: опорно-осевое, широко применяемое на грузовых электровозах, и рамное, используемое главным образом на пассажирских. При опорно-осевом подвешива­нии тяговый двигатель одной стороной прикреплен к раме тележки, а другой, противоположной, через подшипник опирается на ось колес­ной пары. Таким образом, примерно половина массы двигателя является подрессоренной, а другая половина (на оси колесной пары) – неподрессоренной. При рамном подвешивании двигатель прикреплен к раме тележки и его масса полностью подрессорена относительно колесной пары. Такая же система подвешивания применена на электровозах с одномоторными двух- или трехосными тележками.

Остальное электрооборудование размещают в кузове электровоза и на крыше (токоприемники пантографного типа, разрядники, глав­ные выключатели).

Для удобства и безопасности обслуживающего персонала приме­нена косвенная дистанционная система управления электровозом.

Рис. 1 Принципиаль­ная схема электровоза со статическими преоб­разователями

При таком управлении каждый силовой аппа­рат состоит из двух элементов. Один элемент аппарата введен в цепи высокого напряжения и осуществляетвсе переключения в них, а другой включен в цепи управления, питаемые напряжением 50 В. Машинист с помощью цепей управления производит включения и отключения в силовых цепях дистанционно, т. е. на расстоянии.

Силовая аппаратурарасположена в высо­ковольтной камере кузова. Когда токоприем­ник поднят и силовые цепи электровоза находятся под высоким напряжением, войти в высоковольтную камеру нельзя, так как двери заперты электрическими и пневматическими блокировками. Аппараты управления, работа­ющие на напряжении 50 В (контроллер машиниста, кнопочные выключатели и др.), размещены в кабинах машиниста.

На электровозах переменною тока пуск и регулирование скоро­сти осуществляют изменением напряжения на зажимах тяговых двигателей путем изменения (регулирования) напряжения на первич­ной или вторичной обмотке тягового трансформатора. В России широкое распространение получил способ регулирования на вторич­ной обмотке трансформатора. На электровозах переменного тока также применяют ослабление возбуждения тяговыхдвигателей.

За рубежом в некоторых странах еще до сих пор работают электровозы переменного тока пониженной частоты 16²/₃ Гц при напряжении в контактной сети 15 кВ с однофазными коллекторными тяговыми двигателямипеременного тока. В России для линий, электрифицируемых на переменном токе промышленной частоты 50 Гц, серийно выпускают электровозы однофазно-постоянноготока со статическими преобразователями.

От токоприемника (рис. 6) ток подводится к понижающему тяговому трансформатору Тр (регулирование напряжения на его вторичной обмотке ) и далее к статическому преобразователю В, состоящему из кремниевых полупроводниковых вентилей и работа­ющему по схеме двухполупериодного выпрямления тока. При вы­прямлении тока возникают большие пульсации его. Для их сглажива­ния применяют сглаживающие реакторыСР. Выпрямленный пульси­рующий ток подводится к тяговым двигателям ТД.

Дата добавления: 2015-09-29