Тема 10
ЕРС, ЯКИЙ ПРЯЦЮЄ ПРИ РІЗНИХ СИСТЕМАХ ТЯГИ
Рекомендована література:
Раков В.А. Локомотивы и моторвагонный подвижной состав. − М.: Транспорт, 1979.
Устройство и работа электровозов переменного тока. − М.: Транспорт, 1982.
Одним з важливих достоїнств електричної тяги є відсутність необхідності екіпірування паливом. Це дозволило значно збільшити плечі звертання локомотивів без відчеплення від складу. Однак застосування в одних регіонах різних систем електрифікації ( див. тема 3) поставила перед конструкторами проблему створення електровоза, що міг би працювати при цих різних системах. Таким електровозом подвійного живлення потужністю 5600квт. став вантажний електровоз ВЛ82, випущений НЭВЗом у 1966 р. Електровоз розрахований на роботу від контактної мережі постійного струму напругою 3000 в. і змінного струму з частотою 50 гц. і напругою 25000 в. Електровоз побудований на базі електровоза ВЛ80 складається з двох секцій, у яких розміщене устаткування необхідне для роботи при постійному і змінному струмі в режимі тяги і для реостатного гальмування. Електровоз обладнаний силовим трансформатором, але не з регульованою вторинною обмоткою, що видає напругу 3000 в. при роботі електровоза в тяговій мережі змінного струму. У зв'язку з цим регулювання швидкості в цьому режимі виробляється так само як і при роботі на постійному струмі – шляхом переключення секцій пускового реостата і переключення тягових двигунів з послідовного на послідовно-рівнобіжне з'єднання. При цьому тягові електродвигуни живляться через напівпровідникову випрямну установку і реактор, що згладжує пульсуючий струм ( Див.мал. 36). Обмотки головних полюсів, так само як в електровозів однофазно-змінного струму, постійно зашунтовані омічним опором для зменшення впливу пульсації струму на магнітний потік. З метою спрощення устаткування реактор, що згладжує, і шунтуючій опір залишаються включеними при роботі електровоза в тяговій мережі постійного струму. При роботі в мережі постійного струму напруга через струмоприймач і головний вимикач подається через пускові реостати і сгладжуючий реактор на тягові електродвигуни. Швидкість електровоза регулюється зміною величини опору пускових реостатів і зміною схеми з`єднання тягових електродвигунів. На електровозі також використовується регулювання швидкості с допомогою шунтування збудження тягових електродвигунів.
Рис. 36
На електровозі встановлені тягові електродвигуни НБ-420А с компенсаційною обмоткою і моторно-осьовою підвіскою. Колісна формула електровоза 2о-2о-2о-2о, тобто електровоз має по 2 двохосьових незчленованих візка в кожній секції. Усі колісні пари мають індивідуальний привод.
Реостатне гальмування електровоза включається на послідовно-паралельном з'єднанні двигунів за схемою із самозбудженням, з перехресною схемою з'єднання обмоток якорів і обмоток збудження тягових двигунів.
ЕЛЕКТРОПОЇЗДИ. БУДОВА ТА ПРИНЦИП РОБОТИ.
Рекомендована література:
Электропоезд ЭР9П. Руководство по эксплуатации. 2-е изд. − М.: Транспорт, 1969.
Рубчинский З.М., Соколов С.И. и др. Электропоезда. − М.: Транспорт, 1983.
Калинин В.К. Електровозы и електропоезда. − М.: Транспорт, 1991. − 480с.
Як вказувалося в темі 1 електропоїзд є різновидом мотор-вагонного рухомого складу, що одержує енергію від зовнішньої тягової електромережі.
Електропоїзд формується з моторних і причіпних вагонів. Передній і задній вагони електропоїзда мають кабіни машиніста, з яких можливе керування поїздом. Це зручно при зміні напряму руху в приміському сполученні і метрополітені. Число і розташування вагонів в електропоїзді позначають буквеними формулами. Наприклад, 10 вагонний електропоїзд, що складається з п'яти моторних вагонів (М) і п'яти причіпних (П), з яких 2 мають кабіни керування (Пг), позначаються формулою: Пг +М+П+М+П+М+М+П+М+Пг.
Група постійно зчеплених вагонів, що можуть працювати самостійно, утворюють зчеп. Електропоїзд складається з декількох зчепів. У приміському русі найбільш поширені електропоїзди постійного струму ЕР2 і змінного струму ЕР9П та їх модифікації.
Історична довідка: Перші приміські електропоїзди в СРСР почали експлуатуватися у 1926 році на ділянці Баку-Сурахани, а поїзда метрополітену у 1935 р. у Москві. До 1941 р. вагони електропоїздів будувалися на Митищинскому вагонобудівному заводі і Московському заводі «Динамо». В наступні роки вагони електропоїздів будувалися на Ризських заводах. Потужність електропоїздів стандартної складеності складає 5000-6300 квт., а конструктивна швидкість до 130 км/год. Ризськими заводами випущені електропоїзди постійного струму ЕР-1, ЕР-2, ЕР-6, ЕР-10, ЕР-22, ЕР-27, а також електропоїзди змінного струму ЕР-9, ЕР-9П, ЕР-9М, ЕР-9Е та ЕР-29.
Перший міжміський електропоїзд ЕР-200, швидкість якого досягає 200 км/год , побудований Ризським заводом у 1973 році. Потяг має складеність з 14 вагонів ( 2 Пг+12 М) і загальну потужність 10320 квт. В даний час у Росії готується до експлуатації швидкісний електропоїзд «Сокіл-250», а в перспективі - «Сокіл-350».
Українськими локомотивобудівниками на ХК « Лугансктепловоз» освоєний випуск вагонів для електропоїздів ЕПЛ2Т і ЕПЛ9Т.
Особливістю конструкції вагонів електропоїздів є те, що для збільшення пасажиромісткості велика частина устаткування повинна знаходитися на даху вагона чи під рамою кузова. Кузова вагонів повинні мати звукоізоляцію, що захищає пасажирів від впливу шуму працюючого устаткування.
Підкузівне устаткування розташовується в підвагонних камерах зі з`ємними кришками. Камери ущільнені від впливу пилу та атмосферних опадів.
Під кузовами головних і причіпних вагонів електропоїздів постійного струму знаходиться устаткування: акумуляторні батареї, мотор-компресори, перетворювачі, повітряні, головні, запасні і зрівняльні резервуари, камери з контакторами, електроповітророзподільники, повітророзподільники, відділювач мастила, сміттєзбиральники і гальмові циліндри (на візках).
Крім цього під кузовом головного вагона поміщений блок пускових резисторів, а під кузовом причіпного – блок демпферних резисторів. Під кузовом моторного вагона електропоїзда постійного струму знаходиться наступне устаткування: камера із силовими контакторами, головний роз'єднувач, реостатний контролер, автоматичний швидкодіючий вимикач, індуктивний шунт, блок шунтуючих резисторів, блок резисторів ослаблення поля, повітряні резервуари, електроповітророзподільники і повітророзподільники, а на візках тягові двигуни і гальмові циліндри.
На даху головного вагона встановлена антена, причіпного - опорні ізолятори з'єднувачів струмоприймачів, а на даху моторного – струмоприймач, розрядники, фільтри радіоперешкод, блоки пуско -гальмових резисторів. Низьковольтне електроустаткування розташовано в кабіні машиніста , у шафах тамбурів вагонів.
В електропоїздах змінного струму, на відміну від постійного, під рамою моторного вагона встановлений тяговий трансформатор з вбудованим реактором, випрямна установка, роз’єднувач фаз з резистором й охолоджувач олії. На даху моторного вагона – повітряний вимикач, високовольтне введення трансформатора струму.
Механічна частина головних, причіпних і моторних вагонів електропоїздів складається з кузова, рами візків, ресорного підвішування. Кузов складається з рами звареної з подовжніх і поперечних металевих балок. В хребтових балках поміщені поглинаючі апарати автозчепу, у шкворневих – шкворневі пристрої і ковзуни, якими кузов спирається на візки. До рами кузова приварена підлога вагона. Бічні міжвіконні і дверні стійки й верхній обв'язувальний косинець зварені в єдину конструкцію. Дах вагона виконаний з дерев'яного каркаса і сталевих дуг, скріплених подовжніми брусами і рейками. Металеве обшивання кузова додає йому необхідну твердість і зовнішній вигляд. Салони вагонів обладнані двох і тримісними диванами для сидіння. Рама візків зварена з подовжніх боковин і двох середніх поперечних балок. В бічних балках, у залежності від типу буксового вузла приварені буксові направляючі (для щелепної букси) чи кронштейни для кріплення буксових повідців (повідкова букса).
Тягові електродвигуни, поміщені на візках моторних вагонів, мають рамне підвішування з редуктором і гумокарданою муфтою (електропоїзда ЕР2, ЕР2Р, ЕР9М, ЕР9Е та ін).
У зв'язку з різкими змінами тягових і гальмових зусиль і для підвищення комфортності пасажирів, до ресорного підвішування електропоїздів пред'являються особливі вимоги. Підвішування має два ступеня. Перша ступінь підвішування букси складається з кручених пружин з гумовими гасителями. Гасіння подовжніх коливань здійснюється фрикційними гасителями, встановленими на рамі візків. Гаситель складається із фрикційних дисків, виготовлених з ретинакса, затиснутих між кришкою, нерухомим диском і диском важеля з'єднаного з корпусом букси. Друга ступінь візків моторного вагона у виді люлечного підвішування бруса шкворневої балки. Брус пружно зв'язаний з рамою візка двома тяговими повідцями з гумо-металевими амортизаторами в шарнірному кріпленні. Через тягові повідці передаються тягові і гальмові сили від рами візка на раму кузова. Між шкворневим брусом і рамою візка встановлюються гідравлічні гасителі коливань.
На швидкісному електропоїзді ЕР-200 у центральному підвішуванні замість пружин застосовуються пневматичні ресори, що представляють собою пружні гумокордні оболонки заповнені стисненим повітрям.
Контрольні питання:
Призначення електровозів подвійного живлення.
Конструктивні особливості електровоза подвійного живлення.
Принцип дії і регулювання швидкості електровозів подвійного живлення при різних системах енергопостачання.
Особливості конструкції електропоїздів.
Розміщення устаткування на головних, причіпних і моторних вагонах.
Пристрій кузова вагонів.
Пристрій візка моторного вагона.
Особливості ресорного підвішування вагонів електропоїздів.
Використована література
1. Правила технічної експлуатації залізниць України. − К.: Транспорт України, 1995. − 130 с.
2. Фуфрянский Н.А. и др. Развитие локомотивной тяги. − М.: 1988.
3. Калинин В.К. Електровозы и електропоезда. − М.: Транспорт, 1991. − 480с.
4. Пронтарский А.Ф. Системи и устройства электроснабжения. − М.: Транспорт, 1979. −264 с.
5. Третьяков А.П. Подвижной состав и тяговое хозяйство железных дорог. − М.: Транспорт 1971. − 352с.
6. Грузовые вагоны колеи 1520мм железных дорог СССР (Альбом - справочник) − М.: Транспорт, 1988.
7. Шадур Л.А. Развитие отечественного вагонного парка. − М.: 1988.
8. Розенфельд В.Е. і ін. Теория электрической тяги. − М.: Транспорт, 1983. − 328 с.
9. Раков В.А. Локомотивы и моторвагонный подвижной состав. − М.: Транспорт, 1979.
10. Большая энциклопедия транспорта. Под редакцией В.П. Калявина. − Санкт-Петербург.: Элмор, 1994. − 328 с.
11. Рубчинский З.М., Соколов С.И. и др. Электропоезда. − М.: Транспорт, 1983.
12. Электропоезд ЭР9П. Руководство по эксплуатации. 2-е изд. − М.: Транспорт, 1969.
13. Крылов В.И. и др. Автоматические тормоза подвижного состава. − М.: Транспорт, 1972. − 320 с.
14. Корнійчук М.П., Липовець Н.В., Шамрай Д.О. Технологія галузі і технічні засоби залізничного транспорту. Частина І. − К.: Дельта, 2006. − 498 с.
Навчальне видання
Марк Оскарович Усватов
ТРАНСПОРТНІ ЗАСОБИ
Частина І. Електрорухомий склад. Вагони.
Методичні поради до самостійного опрацювання матеріалу з дисципліни «Транспортні засоби залізниць». Для студентів спеціальності «Організація перевезень та управління на транспорті» 7.100.403 денної та безвідривної форм
навчання
Відповідальний за випуск: М.О.Усватов
Редактор: Ю.В. Задерновська
Підписано до друку
Формат паперу 60*84/16. Друк – ризографія.
Папір – офсетний.
Замовлення № 30906. Наклад 100 прим.
Надруковано у редакційно-видавничому центрі Київського
університету економіки і технологій транспорту.