Введение. Развитие электровозостроения на ж. д. транспорте

1. Электровоз – это неавтономный локомотив.

2. История развития электровозной тяги в России и СССР.

Электрификация железных дорог в СССР началась в 1926 г. Тогда был электрифицирован пригородный участок Баку—Сабунчи Азербайд­жанской дороги на постоянном токе при напряжении в контактном проводе 1200 в.

В 1934 г. на московском заводе «Динамо» им. Кирова начались работы по созданию электровозов переменного тока промышленной частоты 50 гц при высоком напряжении в кон­тактном проводе. Основными достоинствами системы электрической тяги на переменном токе являются: простота тяговых подстанций, большая экономия цветных металлов и лучшие тяговые свойства электровозов, что при прочих равных условиях достигается по­стоянным параллельным соединением тяговых двигателей.

Однако создание электровозов переменного тока в те годы было исключительно трудным делом. Для этого требовались прежде всего приемлемые в условиях железных дорог выпрямители — ионные или электронные вентили большой мощности. Отсутствие таких вентилей было основным препятствием для применения переменного тока при электрификации железных дорог.

В 1961 г. Новочеркасским заводом были изготовлены опытные образцы восьмиосных электровозов переменного тока ВЛ80, а Тби­лисским электровозостроительным заводом (ТЭВЗ) — постоянного тока В Л10.

Эксплуатационный к. п. д. паровоза обычно не превышает 3—4%, а тепловоза — 20%. При внедрении электрической тяги резко сокращается расход топлива, уменьшается количество обслужива­ющего персонала и значительно снижается себестоимость перевозок. Провозная способность дороги также возрастает.

3. Классификация электровозов и принятые обозначения

3.1 По роду тока различают электровозы постоянного, переменного тока и смешанного питания. На электровозах постоянного тока изоляция всех силовых и вспомогательных устройств должна быть рассчитана на рабочее напряжение сети 3000 в.

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 позволяет применять тяговые двигатели более высокой мощности.

3.2 По назначению — грузовые, пас­сажирские, маневровые, и, кроме того,

3.3 По числу осей — четырех-, шести- и восьмиосные.

Ходовые части электровозов характеризуют осевой формулой. Например, осевая формула электровоза ЧС-4т – 3₀ + 3₀ показывает, что электровоз шестиосный, имеет две трехосные тележки. Индекс «0» 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 электровоза ВЛ-80с – 2₀—2₀—2₀—2₀ показывает, что электровоз вось-миосный, состоит из четырех двухосных тележек, которые между собой не соединены, и, следовательно, тяговые усилия к поезду передаются через рамы кузова.

2. Энергоснабжение и контактная сеть. Технические характеристики электровозов.

1. Система энергоснабжения.

1.1 Система постоянного тока с напр. К.С. 3000 В. (2400 – 3300 В)

1.2 Система переменного тока с напр. К.С. 25000 В (19000 – 29000 В)

2 Достоинства системы энергоснабжения на переменном токе.

2.1 Экономия меди на контактный провод.

2.2 Меньшее количество тяговых подстанций.

2.3 Меньше потери энергии в контактном проводе.

2.4 Возможность питания от КС прилегающих населенных пунктов.

3. Недостатки.

3.1 Сильне влияние переменного тока в К.С. на линии связи.

3.2 Более сложная конструкция электровозов и электропоездов.

Технические характеристики электровозов.

Характеристика	ВЛ-80с	ЧС-4т
Мощность часового режима, кВт	6520	5100
Мощность длительного режима, кВт	6160	4920
Максимальная скорость, км/ч	110	160
Скорость часового режима, км/ч	51,6	107,1
Сила тяги часового режима, кгс	45100	17400
Скорость продолжительного режима, км/ч	53,6	109,1
Сила тяги продолжительного режима, кгс	40900	16800
Масса, т	192	126
Нагрузка от оси КП на рельс, тс	24	20,5 –21
Подвешивание ТЭД	Опорно-осевое	Опорно-рамное
Высота от головки рельса до опущенного токоприёмника, мм	5100	5150
Ширина кузова, мм	3160	3100
Электрическое торможение	реостатное

Общее описание устройства.

Механическая часть представляет собой тележку 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 подвески тяговых двигателей. Электрооборудование состоит из тяговых двигателей, количество, которых на электровозе 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, пусковые и тормозные реостаты,, аппараты защиты и т. д.).

Тяговые двигатели расположены на тележках. Имеется два спо­соба подвешивания тяговых двигателей: опорно-осевое, широко при­меняемое на грузовых электровозах, и опорно-рамное, используемое на пассажирских электровозах. При опорно-осевом подвешивании тяговый двигатель одной стороной прикреплен к раме тележки, а другой, противоположной, через подшипник опирается на ось ко­лесной пары. Остальное электрооборудование размещают в кузове электровоза и на крыше (токоприемники пантографного типа, разрядники, глав­ные выключатели).

На электровозах переменного тока пуск и регулирование скорости осуществляют изменением величины напряжения на зажимах тяго­вых двигателей путем изменения (регулирования) напряжения на первичной или вторичной обмотке силового трансформатора. На электровозах переменного тока также применяют ослабление поля главных полюсов.

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.