Характеристики тяговых двигателей электропоездов - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики тяговых двигателей электропоездов

Электровозы ВЛ80 и их модификации

ВЛ80 – серия магистральных грузовых электровозов, предназначенных для работы от контактной сети напряжением 25000 В и промышленной частотой 50 Гц.

Все электровозы данной серии производились Новочеркасским электровозостроительным заводом с 1961 по 1995 годы по проектам, которые создавал Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения (ВЭлНИИ).

Некоторые важные аппараты и комплектующие (главный выключатель, тяговый трансформатор) доставлялись от других производителей, всё остальное производилось непосредственно на заводе (вспомогательные машины, тяговые электродвигатели и вспомогательные машины, механическая часть).

ВЛ80 первых выпусков имели дуговые ртутные выпрямители, которые впоследствии были заменены на кремниевые – такие электровозы получили обозначение ВЛ80 К .

Среди всего модельного ряда Новочеркасского электровозостроительного завода ВЛ80 стал самой массовой серией, а на электрифицированных участках железных дорог СССР – основным грузовым электровозом.

Что такое электровоз и как он работает

Электровоз – очень мощная машина и эту мощность можно повышать существенно, чего не скажешь про тепловоз. Практически все железные дороги нашей страны уже электрифицированы, поэтому электровоз является главным в семье локомотивов. Итак, электровоз — это локомотив, который работает, используя электрический ток, получая его от контактной сети, через контактный провод, поэтому требует для своей работы большой инфраструктуры: контактная сеть, тяговые подстанции и т.д., но он хорошо выигрывает в мощности, скорости и является более экономичным в своей эксплуатации. На наших железных дорогах применяется для питания электровозов две системы тока: постоянный и переменный. Напряжение в контактной сети постоянного тока составляет — 3000 Вольт, а в контактной сети переменного тока – 25000 Вольт.

Контактная сеть

Исходя из этого на железных дорогах эксплуатируются электровозы двух родов тока: постоянного и переменного, есть и представители, совмещающие в своей конструкции обе системы, так называемые, электровозы двойного питания, про них я ниже расскажу. Давайте рассмотрим, что общего в конструкциях электровозов.

Тяговые электродвигатели

Немного освежим в памяти основы электротехники. Если в магнитное поле мы поместим какой-нибудь проводник (рамку) и начнем ее вращать, то в этой самой рамке будет возникать электрический ток, таким образом мы получаем генератор. А если по этой рамке пропустить ток, то получится электродвигатель. Из законов физики известно, что вокруг проводника с током создается магнитное поле – теперь эти оба магнитных потока складываются и вращают рамку с током. В этом и заключается принцип работы всех электродвигателей.

Более подробно это выглядит так: все тяговые электродвигатели (ТЭД) электровозов сложные электрические машины, постоянными магнитами наша промышленность просто не сможет снабдить все электромашины, поэтому магнитный поток, необходимый для вращения якоря, создается в проводниках, путем пропуска по ним электрического тока, это называется – обмотка возбуждения и располагается она в остове электродвигателя по всей его окружности. Эта обмотка включает в себя главные полюса, добавочные полюса и компенсационную обмотку. Якорь тягового электродвигателя состоит из сердечника, коллектора и обмотки, которая укладывается в пазы сердечника. Величина тока в обмотке возбуждения и в обмотке якоря регулируется, соответственно обороты якоря и мощность электродвигателя.

    Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» alt=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД» data-id=»9841″ data-full-url=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/utrojstvo-teplovozov-prosto-i-dostupno/attachment/dvizhenie24_ru_9105/» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-768×522.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД

  • Существует режим реостатного и рекуперативного торможения, то есть, ток от якоря тягового электродвигателя (ТЭД) отключается и якорь вращается в магнитном поле обмотки возбуждения, а это уже генератор. В генераторах возникает сила, называемая противо ЭДС, эта сила всегда направлена против вращения якоря, и она довольно большая. Поэтому в режиме реостатного или рекуперативного торможения электровоз тормозит всеми своими ТЭД, без применения автоматических тормозов, что очень эффективно на затяжных спусках и обеспечивает плавность ведения грузовых и пассажирских поездов. Вот на эти ТЭД и работают все системы электровоза.

    Читать еще:  Двигатель 42130н инжектор троит

    Практически на всех электровозах обоих систем тока применяются тяговые электродвигатели постоянного тока. Это коллекторные двигатели со щеточным аппаратом, по которому подается ток на якорь двигателя. Велись активные разработки по применению на электровозах асинхронных тяговых электродвигателей переменного тока, что значительно удешевит стоимость локомотива и уменьшит его вес, но возникали трудности с системами управления этими двигателями. В настоящее время эта проблема решена и уже эксплуатируется парк электровозов с асинхронными ТЭД.

    Тележки

    Итак, общее в электровозах – тяговые электродвигатели постоянного тока, которые устанавливаются в тележках. Тележка представляет собой рамную конструкцию, на раме которой и крепятся ТЭД. Существует два вида подвески ТЭД: опорно-осевая и опорно-рамная.

    Тележка электровоза 2ЭС6 Синара

    » data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-300×185.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg» width=»1000″ height=»616″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg» alt=»Тележка электровоза 2ЭС6 Синара» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-300×185.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-768×473.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тележка электровоза 2ЭС6 Синара

    Опорно-осевая подвеска ТЭД

    В первом случае ось колесной пары закрепляется в пазах двигателя и закрывается крышками, в которых находится смазочный материал: косы из специального материала, смазывающиеся маслом (польстер). Вся эта конструкция называется – моторно-осевой подшипник. На концах оси колесной пары (с одной или с обоих сторон) напрессованы тяговые шестерни, которые входят в зацепление с шестернями, расположенными на якоре электродвигателя. Этот тяговый редуктор закрывается кожухом. Другой конец тягового электродвигателя закрепляется за балку на раме тележки.

    Опорно-рамная подвеска ТЭД

    Во втором случае, ТЭД крепится к раме тележки, а ось колесной пары с напрессованной на ней тяговой шестерней закреплена с шестерней ТЭД в специальном редукторе, эта схема не требует установки моторно-осевых подшипников и постоянного контроля за уровнем смазки в них.

    Как передается тяговое усилие от колесных пар к автосцепкам?

    На концах осей колесных пар расположены буксовые узлы. На всех современных электровозах применяются бесчелюстные (поводковые) буксы. Ведь вращающий момент и тяговое усилие от ТЭД и соответственно колесной пары необходимо передать на раму электровоза, а через нее на весь состав. Поэтому тележки имеют, так называемые, приливы, именно к этим приливам через резинометаллические поводки и закреплены буксы. Сами тележки установлены на шкворнях на раме кузова и могут свободно перемещаться в соответствии с профилем пути. Таким образом все необходимые тяговые усилия передаются на раму кузова, на ней с обоих сторон установлены автоматические сцепки, которые соединяются с автосцепками вагонов и вперед, поехали!

    На тележках устанавливаются гидравлические гасители колебаний, пружины и рессоры. Тележки могут быть трехосными, двухосными и даже четырехосными, но в настоящее время все отечественные электровозы имеют двухосные тележки и в зависимости от конструкции, электровоз может опираться на две или три двухосные тележки (ВЛ85 ,ВЛ65, ЭП1).

    Конструкция

    Первые три поезда серии ЭД4М были оснащены тяговыми двигателями Новосибирского АО «Сибстанкоэлектропривод», С.-Петербургского АО «Электросила» и бывшего партнера – Рижского электромашиностроительного завода, остальное электрооборудование было производства Новочеркасского электровозостроительного завода, за исключением быстродействующих выключателей, которые были как производства НЭВЗ, так и РЭЗ. Первенцы серии ЭД4М были направлены в распоряжение депо Перерва, Московской ж/д, где до сих пор курсируют в Курском направлении. Один из трех первых электропоездов ЭД4М в 1998г. был подвергнут контрольному испытанию на экспериментальном кольце ВНИИЖТ в Южном Бутово.

    Каждый электропоезд сейчас оборудуется системой мониторинга технического состояния, которая автоматически передает информацию в центры диагностики ближайших депо. Благодаря новым электромашинным преобразователям, больший процент электроэнергии поступает на собственные нужды, что обеспечивает надежное питание вспомогательных систем, в частности, системы кондиционирования, которая сейчас обязательна для всех вагонов. Раздельное управление охлаждением и подогревом воздуха в системах кондиционирования позволяет поддерживать комфортную температуру в салонах. Автоматическая принудительная вентиляция тамбуров, новая конструкция форточек, пропускающая больше воздуха, и современные кресельные блоки значительно повышают комфорт пассажиров.

    Читать еще:  Датчик температуры двигателя тойота корса

    Изменился и дизайн головных вагонов за счет усовершенствования конструкции лобового стекла и изменения формы фар – теперь они имеют наклонную форму. К настоящему моменту уже выпущено более четырёхсот восьмидесяти электропоездов серии ЭД4М, которые успешно курсируют по железным дорогам Российской Федерации и некоторых стран Ближнего Зарубежья.

    Устройство электровоза

    Локомотив ЧМЭ3 обладает двумя трёхосными тележками. Главную раму подвесили посредством четырёх люлечных болтов с наличием амортизирующих резиновых шайб к каждой тележке за четыре люлечных болта. Таким образом возвращение при относе и удержание над тележками с помощью люлечной подвески происходит за счёт тепловозного веса. Подвешивание в эксплуатационный период становится невозможным, поскольку весовые габариты машины воспринимаются болтовой резьбой. Потому-то в случае необходимости выкатывания тележек предстоит осуществить элементарную резку болтов. Во внутренней части балансира установлена букса. Один балансирный конец опирается на гидравлический гаситель с помощью пружины, другой балансирный конец соединяется с тележечным рамным кронштейном с помощь сайлентблока. Опорно-осевая подвеска установлена на тяговые двигатели. Благодаря наличию гидрогасителей и сайлетблоков, тепловоз ЧМЭ3 обретает мягкость хода. Несвоевременное техническое обслуживание амортизаторов ведёт к масляной потере, в этом случае, в период движения машина получает сильную раскачку. Отсутствие смазки отрицательно сказывается на работе тяговых двигателей, поскольку их подшипники начинают перегреваться и, в итоге, заклиниваются. Так как зубчатые передачи имеют защиту, изготовленную, из тонких листов стали, то происходят разрывы кожухов.

    Шестицилиндровый рядный дизельный двигатель имеет рабочий объем сто шестьдесят три литра, обеспечивается промежуточным охлаждением наддувочного воздуха и турбо-наддувом. Поршневые параметры представлены следующими цифрами – вес равен сорока двум килограммам, размер хода составляет триста шестьдесят миллиметров, диаметр равен трёмстам десяти миллиметрам. Все поршни имеют камеру сгорания. Одной форсункой и четырьмя клапанами с верхним расположением обладает каждый цилиндр, клапанный привод обеспечивается роликовыми толкателями. В комплект дизельного силового агрегата входят два водяных и один шестерёнчатый масляный насос. Один обеспечивает охлаждение водомасляного теплообменника во вспомогательном контуре, второй водяной насос обеспечивает подачу воды на обмыв цилиндровых блоков, в основном контуре дизеля.

    К наиболее мощным вспомогательным тепловозным агрегатам можно отнести воздушный компрессор, имеющий привод, идущий от силовой установки, отключение производится с помощью гидромуфты.

    Когда происходит полное заполнение маслом из дизельной системы, происходит включение гидромуфт. Когда работа дизеля осуществляется на холостых оборотах, то из-за малого числа оборотов и низкого масляного давления, время разгона компрессора увеличивается, поэтому машинисту, порой, необходимо увеличить обороты дизельного агрегата. Возбудитель и вспомогательный генератор, служащий для выработки напряжения ста десяти вольт для освещения и управленческих цепей объединяются в двухмашинном агрегате. Электродвигатель, запитанный с помощью вспомогательного генератора, служит для обеспечения работы холодильного дополнительного вентилятора. Клиноременные передачи служат для обеспечения работы двух вентиляторов, охлаждающих тяговые двигатели.

    В своё время была предпринята попытка переделать локомотив серии ЧМЭ3 в аккумуляторный электровоз серии «ЛАМ-01». Всего в подобную переделку попали две единицы тепловозов серии ЧМЭ3, заказ сделала Московская железная дорога.

    Модернизация прошла в щадящей форме, поскольку все агрегаты основного оборудования были сохранены. Демонтажу подверглось электрооборудование и силовой дизельный агрегат со всеми своими системами. Электрооборудование, относящееся к электровозным схемам было оставлено. Аккумуляторные щелочные, никель-кадмиевые батареи в количестве пяти штук были установлены на свободном теперь месте. Одна обеспечивала собственные нужды, остальные обеспечивали тяговые потребности. В этой модификации изоляция аккумуляторного отсека от основной кузовной части была соблюдена. Имелись также теплоизоляция и система принудительной вентиляционной вытяжки. Конструкторы не забыли и за дистанционный пульт управления.

    Читать еще:  Чери кимо технические характеристики двигателя

    Локомотивы ТЭМ2 и ТЭМ18

    Тепловозы маневровые ТЭМ2 и ТЭМ18 разных индексов подходят для выполнения практически всех видов маневровых работ. Впервые локомотивы подобной конструкции начали выпускаться еще в 1941 году в Америке. В годы ВОВ их поставляли в Россию. В США такие тепловозы маркировались RSD1, у нас в стране — ДА.

    После окончания войны локомотивы этой конструкции начали выпускаться на Харьковском заводе. Первая серия называлась ТЭ1. Позднее на Брянском заводе были разработаны более совершенные машины ТЭМ1. На настоящий момент разного рода маневровые работы выполняются еще более мощными и производительными ТЭМ2 и ТЭМ18. Работают такие локомотивы на дизеле Д50 и передаче постоянного тока. Существует также модификация ТЭМ18В, оснащаемый установкой финской фирмы Wartsila. Тепловоз ТЭМ2У разработан специально для работы в условиях Крайнего Севера и Сибири. Эта модификация способна выполнять задачи при температурах ниже -50 гр.

    Подробнее об электровозе

    Электровоз ВЛ80 C — грузовой магистральный электровоз переменного тока с осевой формулой 2 (2-2).

    Электровозы ВЛ80 всех индексов строились Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) по проектам, разработанным ВЭлНИИ в период с 1961 по 1995 год. Механическую часть, тяговые двигатели, вспомогательные электромашины завод изготавливал сам. Некоторые важные комплектующие завод получал от других заводов: тяговый трансформатор, главный выключатель. Строились с 1979 по 1994 год, было выпущено 2746 ед.

    Фактически ВЛ80 С — это ВЛ80 Т , дооборудованный для работы в составе более чем двух секций при управлении из одной кабины по системе многих единиц (СМЕ). Изначально электровоз строился с возможностью работы только двух или четырех сцепленных секций. В 1982 году были построены электровозы 550, 551, 552, которые могли работать в составе двух, трех или четырех секций. С электровоза 697 (1983 год) все электровозы строятся с такой возможностью. Единственным ограничением является невозможность работы третьей прицепной секции в режиме реостатного торможения.

    Ряд изменений конструкции привели к утяжелению электровоза, также был установлен новый паспортный вес электровоза — 192 т.

    Технические характеристики
    Доказанная эффективность

    Сегодня 2ЭВ120 «Князь Владимир» — самый быстрый, самый мощный и единственный в России современный двухсистемный грузовой электровоз. Он обладает рядом уникальных качеств, которые делают его лучшим локомотивом на «пространстве 1520».

    Сегодня 2ЭВ120 самый быстрый грузовой электровоз России, кроме того он обладает рядом несомненных преимуществ перед ближайшими односистемными аналогами с асинхронными и коллекторными двигателями.

    Двухсекционный электровоз 2ЭВ120 эффективнее серийных трехсекционных электровозов с коллекторными тяговыми двигателями по всем позициям, что документально подтверждено результатами подконтрольной эксплуатации на полигонах Южно-Уральской, Северо-Кавказской, Приволжской и Куйбышевской железных дорогах.

    Впечатляющие тяговые характеристики

    • Сила тяги при трогании с места 700 кН, а в бустерном режиме — 760 кН (на 27 % больше аналогов)
    • Максимальная мощность 9600 кВ (на 10 % больше аналогов) позволяет транспортировать состав массой до 9000 т
    • Максимальный КПД — 0,96 (на 2 % выше аналогов)

    Функции, повышающие производительность

    • «Горячая» смена кабины за 60 секунд
    • Эффективная система диагностики идентифицирует 940 событий
    • Работа по системе многих единиц позволяет повышать мощность состава
    • Отключение части тяговых двигателей для экономии электроэнергии, где это возможно по условиям движения

    Подтвержденные преимущества*

      Производительнее трехсекционных электровозов с коллекторными двигателями по всем позициям
    • Среднесуточная производительность выше на 34,5 %
    • Удельный расход электроэнергии меньше на 5,9 %
    • Средний вес поезда больше на 23,2 %
    • Участковая скорость выше на 11 – 25,4 %

    * По сравнению с трехсекционными электровозами с коллекторными двигателями

    * Максимальное значение по сравнению с аналогами

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector