Технические данные

ТАБЛИЦА 1

Тормозной путь одиночно следующего электровоза на прямом горизонтальном участке пути со скорости 120 км/ч не должен превышать 1050 м при экстренном торможении пневматическим тормозом. Ручной тормоз секций должен обеспечивать удержание одиночного неподвижного локомотива на спуске до 35 0/00 при усилии на рукоятке не более 343 Н (35 кгс) и коэффициенте трения между колесом и рельсом не менее 0,25. На электровозе предусмотрен маневровый режим движения с ограничением скорости до 3 км/ч.

Эксплуатация 2-х секционного электровоза может осуществляться с одним поднятым токоприемником. Для предотвращения потери питания, в случаях наличия гололеда на проводах, предусмотрена работа с двумя поднятыми токоприемниками.

Значения силы тяги и мощности на ободе колес, а также скорости электровоза в продолжительном режиме должны обеспечиваться при диаметре колес по кругу катания 1210 мм (среднеизношенные бандажи) при номинальном напряжении на токоприемнике 3000 В.

Максимальная скорость в эксплуатации, сила тяги на ободе колес при этой скорости и максимальная мощность электровоза на ободе колес в режиме тяги должны обеспечиваться в диапазоне диаметров колес по кругу катания от 1250 мм (новые бандажи) до 1170 мм(полностью изношенные бандажи) при напряжении на токоприемнике от 2900В до 3850В.

Величина максимальной силы тяги на ободе колес при трогании, должна обеспечиваться при диаметре колес по кругу катания от 1250 мм (новые бандажи) до 1170 мм (полностью изношенные бандажи) при напряжении на токоприемнике от 2900 В до 3850 В.

При снижении напряжения в контактной сети ниже 2900 В допускается пропорциональное снижение максимальной мощности и силы тяги электровоза на ободе колеса.

Максимальное напряжение контактной сети, кВ, не более 4,0

Минимальное напряжение контактной сети, кВ, не менее 2,2

Максимальный потребляемый ток одного электровоза (на один токоприемник) в часовом режиме, А, не более 3200

Максимальный потребляемый ток двух электровозов по СМЕ в часовом режиме, А, не более 4200

Основные технические характеристики электровоза 2эс10

Наименование	Значение
Номинальное напряжение контактной сети (постоянное), кВ	3,0
Конструкционная скорость, не менее, км/ч	120
Максимальная скорость при эксплуатации, не менее, км/ч	120
Колея, мм	1520
Осевая формула	2(20-20)
Масса служебная с 0,7 запаса песка, т	200±2
Статическая нагрузка от оси колесной пары на рельсы, не более, кН	249±4,9
Номинальный диаметр нового колеса по кругу катания, мм	1250
Высота оси автосцепки от головки рельса, мм	от 1040 до 1080
Максимальная мощность на ободе колес в режиме тяги при напряжении 3,3 кВ контактной сети, кВт, не менее	8800
Мощность продолжительного режима тяги на ободе колес при напряжении 3 кВ контактной сети, кВт, не менее	7600
Сила тяги продолжительного режима, кН, не менее	480
Скорость продолжительного режима, км/ч, не более	57
Максимальная сила тяги на ободе колес при трогании, кН, не менее	752
Максимальная сила тяги на ободе колес при скорости 120 км/ч, кН, не менее	216
Максимальная тормозная сила на ободе колес при рекуперативном и реостатном торможении одиночного локомотива, а также двух электровозов соединенных по системе многих единиц, кН, не более	500
Коэффициент полезного действия в продолжительном режиме (напряжение контактной сети 3 кВ) без учета вспомогательных машин, %, не менее	87,5
Мощность электрического тормоза на ободе колес: - рекуперативного, кВт, не менее - реостатного, кВт, не менее	8800 5600

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Механическая (экипажная) часть электровоза состоит из двух секций соединенных между собой автосцепкой. Каждая секция включает в себя кузов и две двухосные тележки. Электровоз 2ЭС10 по механической части максимально унифицирован с электровозом 2ЭС6. Отличие составляют:

- тип тяговой зубчатой передачи;

-маятниковая подвеска тяговых электродвигателей;

-различаются отдельные конструктивные элементы под установку оборудования; размещенного в кузове и на крыше электровоза;

-изменен каркас и внешний вид кабины управления.

Вертикальная и поперечная связи кузова с тележками осуществляются наклонными тягами, рессорным пружинным подвешиванием типа «флейсикойл», гидродемпферами и ограничителями перемещения кузов.

Кузов и тележки связаны между собой в вертикальном и поперечном направлениях с помощью упругих и демпфирующих элементов. Рессорное подвешивание двухступенчатое с общим статическим прогибом не менее 130 мм.

Максимальные взаимные перемещения тележек и кузова в вертикальном и поперечном направлениях ограничены специальными упорами. Касание тележек о детали кузова не допускается.

Передача силы тяги и торможения от тележек к кузову осуществляется цельными наклонными тягами.

Электровоз оборудован автосцепкой СА-3 с кронштейном и поглощающим аппаратом типа Ш-2В-90, расположенным на раме кузова.

Конструкция рамы кузова обеспечивает замену автосцепки и поглощающего аппарата без выкатки тележки. Сцепное устройство рассчитано на усилие сжатия 2500 кН и растяжения 1500 кН.

Предусмотрена подача песка под каждую тележку. Суммарный объем песочниц на секцию электровоза 1,0 м3. Конструкция форсунок песочниц обеспечивает регулировку подачи песка в пределах от 0,8 до 1,2 кг/мин и предусматривает возможность опорожнения бункеров песочниц. Застой песка в гибких рукавах и утечка песка из песочниц не допускается.

Кабина машиниста как составная часть кузова представляет собой модульную конструкцию. Размещение оборудования кабины предполагает одновременное присутствие машиниста, помощника машиниста и машиниста-инструктора, а конструкция кабины обеспечивает условия их безопасной работы в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.056.

В торцевой задней части кузова снаружи размещены главные воздушные резервуары с общим объемом 1000 л на секцию.

Комплект оборудования каждой секции электровоза 2ЭС10 идентичен. Оборудование расположено на крыше, в кузовной части и под кузовом электровоза. Компоновка оборудования обеспечивает свободу доступа обслуживающего персонала для осмотра, ремонта, монтажа и демонтажа агрегатов и узлов, а также соблюдение мер безопасности и производственной санитарии.

1 – путеочиститель; 2 – автосцепка; 3 – колесная пара; 4 – буксовый узел; 5 – рама тележки; 6 – кузовное пружинное подвешивание; 7 – наклонная тяга; 8 – кронштейн крепления наклонной тяги; 9 – ящик аккумуляторной батареи; 10 – буксовая пружина; 11 – буксовый поводок; 12 – кронштейн крепления буксовых поводков; 13 – кабина управления; 14 – заправочный люк песочного бункера; 15; 16; 17 – съемные части крыши; 18 – переходная площадка.

Рисунок 1. – Механическая часть секции.

Описание схемы тягового электропривода

Тяговый электропривод одной секции состоит их четырех асинхронных электроприводов номинальной мощностью 1200 кВт каждый и обеспечивает режимы тяги, рекуперативного и реостатного торможения, а также режим выбега электровоза.

Работа тягового электропривода осуществляется под управлением микропроцессорной системы управления и диагностики (МПСУ и Д) с поосным регулированием силы тяги в соответствии с задающими сигналами с пульта управления машиниста.

Регулирование скорости электровоза производится изменением частоты напряжения на выходе тяговых преобразователей и соответственно напряжения 4-х фаз каждого тягового асинхронного двигателя.

Реверсирование направления движения электровоза осуществляется изменением порядка чередования фаз тяговых электродвигателей.

Каждый тяговый электродвигатель (М1…М4) представляет собой четырехфазную асинхронную машину с короткозамкнутым ротором. Обмотки ста-тора противоположных фаз двигателя включаются последовательно или параллельно с помощью кулачковых двухпозиционных переключателей (QP1… QP4). Переключение обмоток тяговых электродвигателей происходит при достижении электровозом скорости 45 км/ч, переключением управляет МПСУ и Д по заданному алгоритму. Каждый тяговый электродвигатель запитан от индивидуального тягового преобразователя (А7…А10), построенного на IGBT-модулях (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistors – силовые биполярные транзисторы с изолированным затвором). IGBT-модуль представляет собой автономное устройство, состоящее из двух параллельно соединенных IGBT транзисторов 65 класса и диодом обратного тока. Каждый модуль имеет встроенный драйвер управления, который выполняет требования системы верхнего уровня МПСУ и Д. Использование концепции попарного соединения обмоток статора двигателя, позволило применить в тяговом преобразователе двухфазную схему инвертирования напряжения таким образом, что переменные напряжения каждой фазы сдвинуты относительно друг друга на 90 электрических градусов. В схеме тягового преобразователя предусмотрен дополнительный IGBT-модуль, который включает в работу цепь тормозного резистора (R1…R4). Эта цепь предназначена для реостатного торможения асинхронного тягового двигателя, а также для снижения напряжения на входе ТП выше заданного уровня при рекуперативном торможении. Тормозные резисторы (R1…R4) располагаются в съемных модулях крышевого оборудования секции.

Для охлаждения тормозных резисторов в съемных модулях крыши установлены индивидуальные воздушные вентиляторы. В качестве электродвигателей (М11…М14) вентиляторов применены специализированные 9-и фазные асинхронные машины с короткозамкнутым ротором.

Для питания электродвигателей вентиляторов охлаждения тормозных резисторов применены специализированные преобразователи частоты (А11…А14), управляемые системой МПСУ и Д. Преобразователи включены последовательно в цепь тормозных резисторов (R1…R4) и запитываются на время реостатного торможения.

КУЗОВ ЭЛЕКТРОВОЗА

Кузов электровоза однокабинный, вагонного типа, предназначен для размещения силового и вспомогательного электрооборудования, размещения рабочих мест работников локомотивной бригады, а также для восприятия и передачи нагрузок.

Кузов секции электровоза разделен на отсеки в вертикальной, и в горизонтальной плоскости:

Рисунок 2. Изготовление кузова.

Кузов представляет собой цельнометаллическую сварную конструкцию с несущей рамой. Кузов электровоза состоит из двух секций, одинаковых по основным узлам, за исключением места постановки санузла, установлен только на первой секции. На каждой секции оставлено место для установки блочной кабины. Внутри кузова имеется поперечный проход, центральный проход разделяющий высоковольтные камеры с электрооборудованием и машинное отделение. Имеются двери для входа в локомотив и проход в кабину управления. Наружная обшивка, выполнена из гладкого стального листа толщиной 2,5 мм. Остов кузова состоит из несущей рамы, кабины управления модульной конструкции, продольных боковых, поперечной и задней торцевой стенок и приварных секций крыши. Стенки кабины и остова (боковые стенки, промежуточная и задняя) состоят из решетчатого каркаса из стандартного или гнутого профильного металлопроката. По боковым стенкам кузова приварены песочные бункера для каждой колесной пары.