Какой вид тока применяют для питания электровозов
Скорость электровоза переменного тока регулируется изменением напряжения, подводимого к тяговым электродвигателям, путем подключения их к различным выводам вторичной обмотки трансформатора или выводам автотрансформаторной обмотки. При таком способе регулирования отпадает надобность в пусковых реостатах и в переключениях двигателей. На электровозах переменного тока тяговые электродвигатели все время соединены между собой параллельно. Это улучшает тяговые свойства электровоза и упрощает электрическую схему.
На электровозах переменного тока, помимо вспомогательного оборудования, применяемого на электровозах постоянного тока, есть еще и мотор-насосы, обеспечивающие циркуляцию масла, охлаждающего трансформатор и мотор-вентилятор охлаждения трансформатора и выпрямителя.
Электродвигатели всех вспомогательных машин чаще всего трехфазные асинхронные. Трехфазный ток преобразовывается из однофазного с помощью специальных вращающихся или статических преобразователей, называемых расщепителями фаз.
Применение переменного тока при электрификации железных дорог вызвало необходимость организации пунктов стыкования двух родов тока —однофазного напряжением 25 000 В и постоянного напряжением 3000 В. При этом станции стыкования оборудуются специальными устройствами для переключения напряжения в отдельных секциях контактной сети. Хотя при таком стыковании локомотивы сменяются быстро, однако усложняется и удорожается устройство контактной сети. Кроме того затрудняется работа станции.
Рис. 103. Продольный разрез тягового электродвигателя НБ-418 н
1 — остов; 2, 12 — подшипниковые щиты; 3 — коллектор; 4 — щеткодержатель; 5 — катушка ілавного полюса (возбуждения); 6 — сердечник главного полюса; 7— обмотка якоря; 8— сердечник якоря; 9 — роликовый подшипник; 10 — вал; 11 — втулка якоря; 13 — катушки добавочного полюса; 14 — сердечник добавочного полюса; 15 — крышка коллекторного люка; 16 — ось колесной лары; 17 — шапка моторно-осевого подшипника; 18 — компенсационная обмотка
В ряде случаев целесообразно применение электровозов двойного питания, у которых возможны необходимые переключения электрического оборудования для работы на участках постоянного и переменного тока. К электровозам двойного питания относятся электровозы, ВЛ82 и В Л 82м соответственно мощностью 5200 и 6000 кВт с конструк» ционной скоростью 110 км/ч.
Другие новости по теме:
| « Август 2023 » | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| 28 | 29 | 30 | 31 | |||
» Основные показатели эксплуатационной работы
Контроль за ходом выполнения планов перевозок и анализ использования технических средств, а также планирование, учет и оценка работы невозможны без системы показателей, определяющих объем и качество эксплуатационной работы. Эти показатели делятся на количественные и качественные. Количественные показатели характеризуют объем перевозочной работы. К ним относятся: грузооборот, пассажирооборот, кол .
» Планирование и организация перевозок и коммерческой работы
Перевозочный процесс включает в себя операции по перевозке и обслуживанию пассажиров, погрузке, выгрузке грузов и подаче для этого вагонов, уборке их и включению в поезд, продвижению по участку и др. В основу организации перевозочного процесса и движения поездов на железных дорогах положены следующие важнейшие принципы: безусловное обеспечение безопасности движения; внедрение прогрессивной технол .
» Обслуживание локомотивов и организация их работы
Электровозы и тепловозы обслуживаются бригадами в составе машиниста и его помощника, а на паровозах при угольном отоплении и кочегара. По разрешению МПС моторвагонные поезда, поездные электровозы и тепловозы могут обслуживаться одним машинистом при наличии устройств автоматической остановки в случае внезапной потери машинистом способности вести поезд. При электрической и тепловозной тяге одна л .
» Земляное полотно и его поперечные профили. Водоотводные устройства
Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на земную поверхность путь не укладывают вследствие ее неровностей. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и д .
» Система управления движением поездов
Выполнение плана перевозок пассажиров и грузов требует четкой организации управления движением поездов и необходимого взаимодействия работников службы движения и других служб. Система управления движением поездов включает техническое и оперативное планирование эксплуатационной работы, регулирование перевозок и перевозочных средств, оперативное руководство движением поездов и анализ выполненной р .
» Вагоны метрополитенов
Подвижной состав метрополитенов состоит из цельнометаллических моторных вагонов типов Г, Д, Е. На каждой оси моторного вагона устанавливают тяговый двигатель. Вагоны оборудованы токо-прдайниками для нижнего токосъема с контактного рельса, установленного слева от ходового рельса. Торможение в вагонах автоматическое. Они оборудуются пневматическим, электрическим и, кроме того, ручным тормозами. В .
» Железнодорожный транспорт
Этот вид транспорта наиболее приспособлен к массовым перевозкам, функционирует днем и ночью независимо от времени года и атмосферных условий, что особенно важно для СССР с его разными климатическими зонами. Трудно переоценить роль стальных магистралей в освоении новых районов страны. Железные дороги приносят жизнь в труднодоступные и удаленные местности, помогают освоить природные богатства.
» Устройства СЦБ на перегонах
Главным назначением устройств СЦБ является регулирование движения поездов на перегонах, обеспечение безопасности движения и необходимой пропускной способности. На первых железных дорогах движение поездов осуществляли по такому принципу — один поезд от другого, следующего в том же направлении, отделяли промежутком времени. Между станциями не было средств связи для передачи сообщений об отпр .
» Общие принципы и стадии проектирования железных дорог. экономические и технические изыскания
Постройке железных дорог предшествуют изыскания и проектирование их. Целью изысканий является изучение условий строительства и эксплуатации будущей дороги, сбор и подготовка необходимых материалов для проектирования. Основная задача проектирования заключается в разработке наиболее рационального проекта новой железной дороги, которая бы полностью удовлетворяла потребности в перевозках с учетом .
» Устройства СЦБ и связи
Основными видами СЦБ на метрополитене являются автоблокировка, электрическая централизация стрелок и сигналов, диспетчерская централизация, сиетемы автоведения и АРС. На метрополитенах применяются двухпутная односторонняя и однопутная двусторонняя системы автоблокировки с нормально горящими огнями. Светофоры, как и на железных дорогах, размещаются с правой стороны по направлению движения поезда. .
» Классификация и основные типы вагонов
Вагоны предназначены для перевозки пассажиров или грузов. Вагонный парк состоит из пассажирских и грузовых вагонов. В вагонах пассажирского парка перевозят людей, багаж, почту; к ним относятся и вагоны-рестораны, специальные вагоны (служебные, лаборатории, клубы и т. п.).Пассажирские вагоны бывают дальнего, межобластного и пригородного сообщения. Вагоны дальнего следования (рис. 130) подразде .
» Ходовые части вагона
Это колесные пары, буксы с подшипниками и рессорное подвешивание. У четырехосных и многоосных вагонов все эти части объединены в тележки. Колесная пара, состоящая из оси и двух наглухо укрепленных на ней колес, воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы. Колесные пары (рис. 140) формируются из цельнокатаных стальных колес, обладающих высокой эксплуатационной надежностью, с диаме .
» Организация вагонопотоков. План формирования поездов
Вагоны, отправляемые станциями и следующие по определенным направлениям, образуют вагонные потоки. Правильная организация этих потоков обеспечивает ускорение оборота вагона, наименьшую затрату маневровых средств, экономию эксплуатационных расходов. Система организации и продвижения груженых и порожних вагоно-потоков в пункты назначения определяется планом формирования поездов. Разрабатывается он .
» Доставка грузов
Доставка грузов материально-технического снабжения относится к хозяйственным перевозкам, связанным с обеспечением эксплуатационных и строительных нужд железной дороги. Органы материально-технического снабжения отгрузку материалов от поставщиков организуют по возможности так, чтобы они поступали получателям, минуя промежуточные склады. Такая доставка называется транзитной. Значительная часть прод .
» Устройства диспетчерского контроля за движением поездов
На линиях, оборудованных автоблокировкой, применяют устройства диспетчерского контроля, дающие поездным диспетчерам непрерывную информацию о продвижении поездов и избавляющие их от многих переговоров с дежурными по станциям. Для этого на перегонах и станциях устанавливают аппаратуру, включенную в специальный провод.
» Развитие железнодорожного транспорта
С победой Великой Октябрьской социалистической революции казенные железные дороги перешли в ведение социалистического государства, а в 1918 г. были национализированы и частные дороги. Молодая Советская республика унаследовала от царской России транспорт, находившийся в состоянии разрухи. Для восстановления пути, сооружений и подвижного состава, а также налаживания работы транспорта потребовали .
» Устройства сцб на станциях
Устройства СЦБ на станциях служат для управления стрелками и сигналами и обеспечения таких взаимных зависимостей, которые исключают открытие сигнала при неправильно установленных или незапертых стрелках, а при открытом сигнале не допускают перевод тех стрелок, по которым пропускают поезд. Движение поездов и маневровые передвижения в пределах станций совершаются по определенным маршрутам, в сос .
» Виды транспорта и их особенности. Роль железных дорог в единой транспортной системе
Перевозки пассажиров и грузов осуществляются различными видами транспорта образующими единую сеть путей сообщения страны. В зависимости от функций в процессе производства транспорт подразделяют на: внутрипроизводственный, или промышленный, обеспечивающий в основном технологические нужды данного производства (перевозка грузов в пределах предприятия, доставка сырья, топлива, материалов с магистрал .
» Схема участковой станции продольного типа
Схема участковой станции продольного типа (рис. 194) характерна последовательным расположением при-емо-отправочных парков для нечетного и четного направлений движения поездов. Эти парки примыкают непосредственно к главным путям соответствующего направления движения, в связи с чем прием (или отправление) грузовых поездов всегда будет попутным, не вызывающим пересечения главного пути. В приведенно .
» Сведения об автоматике и телемеханике железных дорог
Железнодорожный транспорт России оснащен совершенными устройствами и системами для автоматического и телемеханического управле-ления различными производственными процессами во всех службах и хозяйствах железных дорог: электронно-вычислительными машинами, системами телеуправления тяговыми подстанциями электрифицированных железных дорог, пунктами водоснабжения и другими устройствами, комплексом .
» Сортировочные станции
Сортировочными являются станции, служащие для массового расформирования и формирования грузовых поездов. Здесь перерабатывают транзитные и местные вагонопотоки со сходящихся направлений и формируют поезда, идущие на большие расстояния без переработки на попутных станциях. Кроме того, на сортировочных станциях формируют участковые, сборные н передаточные поезда, следующие на грузовые станции. .
» Топливные и материальные склады
Склады предназначены для хранения топлива, сырья, материалов оборудования и запасных частей. Склады бывают специализированные (для определенного материала) и универсальные. Различают склады материальные и топливные (нефтяные, угольные, дизельного топлива, дровяные и смешанные). Топливные склады снабжают топливом тепловозы, паровозы, водокачки, электростанции и другие объекты и располагаются на .
» Бесстыковой путь
С начала 50-х годов на железных дорогах все шире внедряется бесстыковой путь, при котором повышается срок службы рельсов примерно на 20%, шпал и балласта — на 10%, а затраты труда на текущее содержание пути снижаются на 20—30%. Кроме того, за счет устранения стыков существенно уменьшается износ колес подвижного состава и сопротивление движению поездов, что сокращает расход топлива и .
» Железнодорожный транспорт во время второй мировой войны
Нападение немецко-фашистских захватчиков на нашу страну потребовало от советских железнодорожников выполнения в кратчайшие сроки огромного объема перевозок по мобилизации и сосредоточению армии и по эвакуации людей и промышленности из западных районов в восточные. Железные дороги были переведены на военное положение. Железнодорожникам приходилось работать в условиях воздушных налетов и затемнен .
» Места установки и сигнальные показания ВХОДНЫХ и ВЫХОДНЫХ светофоров
Светофоры устанавливают у железнодорожных путей с правой стороны по направлению движения поездов или над осью ограждаемого пути с учетом габарита приближения строений С. Причем размещают светофоры так, чтобы их показания нельзя было принять за сигналы, относящиеся к смежным путям. Входные светофоры устанавливают от первого входного стрелочно го перевода на расстоянии не ближе 50 м, считая от осгр .
» Габариты подвижного состава 1-Т и Т
ГОСТом установлены габариты подвижного состава 1-Т и Т — для железных дорог СССР и габариты 0-Т, 01-Т, 02-Т и 03-Т — для подвижного состава, допускаемого к обращению как по железным дорогам СССР колеи 1520 (1524 мм), так и по железным дорогам зарубежных стран колеи 1435 мм. Подвижной состав габарита 1-Т допускается к обращению по всем путям общей сети железных дорог СССР, подъезд .
» Радиосвязь
Преимуществом радиосвязи по сравнению с проводной является то, что она дает возможность вести переговоры с работниками, находящимися в движении (машинистами локомотивов, составителями списчиками вагонов, осмотрщиками, работниками бригад по ремонту пути, контактной сети, устройств СЦБ, строительных подразделений, связи работников, обслуживающих пассажирские поезда и др.). Основной радиосвязью .
» Электроснабжение железных дорог — схема электроснабжения
Железнодорожный транспорт потребляет более 7% энергии, вырабатываемой электростанциями России, В основном ее расходуют на тягу поездов и частично на питание нетяговых потребителей (депо, станций, мастерских и т. д.). Устройства электроснабжения электрифицированных железных дорог также используют и для питания прилегающих районных и сельских потребителей. Согласно Правилам технической эксплуатац .
» Пассажирские станции
Для обслуживания пассажиров в больших городах и крупных промышленных центрах сооружаются отдельные, обособленные от грузового движения станции. Работа их состоит в обслуживании пассажиров и выполнении технических операций по подготовке к перевозкам и организации движения пассажирских поездов. Обслуживание пассажиров заключается в продаже билетов, приеме, хранении, выдаче багажа и ручной клади .
» Порядок приема, отправления и движения поездов
Организация движения поездов, операции по приему, отправлению и сквозному пропуску поездов на станциях осуществляются согласно ПТЭ, Инструкции по движению поездов и маневровой работе и Инструкции по сигнализации. ПТЭ устанавливают, что поезд находится в распоряжении машиниста ведущего локомотива (моторвагонного поезда). На станциях машинист и все остальные работники, обслуживающие поезд, подчиня .
КАКОЙ ВИД ТОКА ПРИМЕНЯЮТ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Электровозы обычно питаются от переменного электрического тока. В каждой стране могут быть разные стандарты для частоты и напряжения используемого тока, но в общем случае применяется переменный ток частотой 50 или 60 Гц и напряжением от 15 до 25 кВ.
Использование переменного тока обычно объясняется тем, что он проще и дешевле передавать на большие расстояния с помощью высоковольтных линий электропередачи. Также, с помощью трансформаторов можно легко изменять напряжение тока, что удобно для адаптации к разным условиям эксплуатации электровоза.
Некоторые электровозы, особенно те, которые используются на железных дорогах с высокими скоростями, могут также использовать постоянный ток в некоторых элементах системы питания, например, для питания электродвигателей или для зарядки батарей.
Чем отличается электровоз постоянного тока от переменного?
Основным отличием электроподвижного состава железнодорожного транспорта на постоянном и переменном токе является отличие параметров питающего напряжения. В сети железных дорог России и других постсоветских стран присутствует два рода напряжения – 27500 В переменного тока и 3300 В постоянного тока.Jul 28, 2020
Переменный ток в проводниках характеризуется тем, что он меняет свое направление и/или величину силы тока и напряжения, причем, он может делать это как периодически, так и не периодически. Переменный ток запатентовал Никола Тесла и с тех пор он прочно вошел в нашу жизнь.
Итак, электрический ток — это целенаправленное движение электрических зарядов под действием электрического поля, а вернее, не самих зарядов, а их носителей, ведь заряды не могут существовать сами по себе, без какой-либо материальной основы. Одна движущаяся заряженная частица еще не ток, а вот две — уже ток.
Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе.
По характеру токи бывают двух видов — постоянный и переменный, а протекать они могут в проводниках, в полупроводниках, в жидкостях и газах, и даже в вакууме. Основными параметрами тока можно назвать напряжение и силу тока, а параметром проводящей среды — сопротивление, или проводимость.
На каком токе работает электровоз?
Электровоз предназначен для вождения грузовых поездов на железных дорогах колеи 1520 мм, электрифицированных переменным током, напряжением 25 кВ.
Как работает электровоз постоянного тока?
В системе электровоза ток проходит от контактной сети через токоприёмник, затем через токоведущие шины, аппараты защиты и главный ввод подаётся на включающие, преобразующие и регулирующие аппараты, затем поступает в тяговые двигатели или вспомогательные машины, после которых через специальные электрические соединения .
Какой вид тока применяют для питания электровозов?
Для питания электровозов переменного тока применяют однофазный ток промышленной частоты при напряжении в контактном проводе 25 кВ.
Как питается электровоз?
В случае с электровозом постоянного тока очень упрощённо схема выглядит так: “токосъём — тяговый электродвигатель”. Трансформатор, понижающий напряжение в сети, как правило установлен на тяговых подстанциях. В случае с электровозом переменного тока “токосъём — трансформатор — выпрямитель — тяговый электродвигатель”.
Сколько лошадиных сил у электровоза?
Технические характеристики электровоза 2ЭС10Электровоз2ЭС10Масса сцепная электровоза с 0,7 запаса песка, т200+2Максимальная мощность на валах тяговых двигателей, кВт8800Максимальная сила тяги при трогании, в течение 15 минут, не менее кН784Мощность продолжительного режима на валах тяговых двигателей, не менее кВт8400
В чем разница между электровозом и электропоездом?
В составе электровоза находятся несамоходные вагоны, то есть электровоз тянет их за собой. А в составе электропоезда находятся моторные вагоны, которые также имеют двигатели, питающиеся от электрической сети.
Какой ток на железной дороге?
используется система однофазного переменного тока 15 кВ 16⅔ Гц, а в США на старых линиях 11 кВ 25 Гц.
Почему едет электровоз?
Электровоз получает энергию из контактной сети (КС) посредством токоприемников. Если представить себе цепь постоянного тока, то в ней КС будет «плюсом». Далее, пройдя через электровоз и обеспечив питание, тяговый ток уходит в рельсы, а от них — обратно на подстанцию.
Чем отличается электровоз постоянного тока от переменного? Ответы пользователей
Чем отличается электровоз постоянного тока от электровоза переменного тока?Большая ли разница в их техническом строении? Практически ответ .
Сейчас в России эксплуатируются электровозы переменного однофазного тока (питающее напряжение — 25 кВ и частота — 50 Гц) , а также постоянного тока .
Переменный иди постоянный ток— какой лучше пригоден для тяги поездов? Какие электровозы строятся?
Электровозы переменного тока в отличие от электровозов постоянного тока имеют расположенный в кузове тяговый трансформатор, понижающий напряжение контактной .
На наших железных дорогах эксплуатируются электровозы двух систем – постоянного и переменного тока. Созданы и работают электровозы двойного .
Но, ток в выпрямительных установках электровоза не сглаженный, практически не постоянный, как на электровозах постоянного тока, .
По системам тока — полигон постоянки и переменки на обычных линиях в ЗапЕвропе примерно одинаков. Ресурс электровозов постоянного тока в значительной мере .
Электровоз — локомотив на электрической тяге постоянного или переменного тока . переменного тока отличается от оборудования электровоза постоянного тока .
Классификация электровозов и электропоездов
Электровозы классифицируют по роду тока, типу передач, роду работы и осевым характеристикам, а электропоезда — по роду тока и виду работы.
Классификация по роду тока. В зависимости от рода тока, подводимого к электровозам и электропоездам, различают системы электрической тяги постоянного тока, однофазного тока пониженной частоты 16 2/3 и 25 Гц, однофазного тока промышленной частоты 50 Гц. Имеется еще и многосистемный электроподвижной состав.
Э. п. с. постоянного тока. Номинальное напряжение в контактной сети магистральных железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, обычно составляет 3000 В, на промышленном транспорте — 1500 В, метрополитена — 825 В На электровозах и электропоездах устанавливают тяговые двигатели постоянного тока с контакторно-реостатным (рис. 3) или импульсным тиристорным управлением
Пуск и регулирование скорости движения в первом случае осуществляют с помощью пусковых резисторов, кроме того, контакторами переключают тяговые двигатели с одного соединения на другое. Такой способ управления получил наибольшее распространение Однако он имеет ряд недостатков, важнейшие из которых следующие: значительные потери энергии в пусковых резисторах, толчки тока и силы тяги при переключениях, невозможность плавного регулирования скорости, сложность осуществления рекуперативного торможения, необходимость применения относительно низкого напряжения в контактной сети, воздействие колебаний напряжения и перенапряжений в системе электроснабжения на питаемые непосредственно от контактной сети тяговые двигатели.
Тяговые двигатели э. п. с. магистрального и промышленного транспорта с кон-такторно-реостатным управлением обычно имеют номинальное напряжение на зажимах 1500 В. При этом напряжении габаритные размеры и масса тяговых двигателей относительно велики (минимальная масса двигателя 7,5—10 кг на 1 кВт)
При напряжении 3000 В в контактной сети тяговые подстанции располагают через 20—25 км, при напряжении 1500 В — через 10—15 км. С уменьшением расстояния между подстанциями увеличивается неравномерность их нагрузки и растет влияние пиковых нагрузок, использование подстанций ухудшается, стоимость оборудования возрастает. Опыты по повышению напряжения сети более 3000 В при постоянном токе и применении вращающихся или статических преобразователей напряжения на электровозах и электропоездах не привели к положительным результатам из-за сложности, громоздкости и большой стоимости электрооборудования.
Система электрической тяги на постоянном токе получила широкое распространение как в СССР, так и за рубежом (в США, Англии, Франции, Италии, Чехословакии и других странах). Протяженность этих дорог составляла на 1 января 1990 г. около 52 % общей длины всех электрифицированных линий мира, а в Советском Союзе — 51 % от общей протяженности электрифицированных линий страны.
Э. п. с. однофазного тока пониженной частоты. В ряде стран применяют для тяги однофазный ток пониженной частоты 16 2/3 или 25 Гц. Основные преимущества такой системы обусловлены возможностью применять в контактной сети высокое напряжение (11 и 15 кВ), что позволяет значительно уменьшить площадь сечения контактного провода и увеличить расстояние между
подстанциями. На электровозах и электропоездах этой системы коллекторные тяговые двигатели последовательного возбуждения подключают контакторами главного контроллера ГК непосредственно к вторичной обмотке тягового (силового) трансформатора 7* (рис. 4, а). Работают двигатели при сравнительно невысоком напряжении (400—600 В). Иногда при однофазном токе частотой 25 Гц (в США) на электровозах применяют двигатели постоянного тока, так как они обладают удовлетворительными тяговыми характеристиками. В этом случае устанавливают преобразователи однофазного тока в постоянный. Скорость движения электровоза регулируют, изменяя коэффициент трансформации трансформатора Т, т. е. соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток.
Тяговые подстанции при такой системе дороже и сложнее, чем подстанции постоянного тока, так как на них установлены агрегаты, преобразующие трехфазный ток промышленной частоты в однофазный пониженной частоты. Это значительно снижает экономический эффект, получающийся в результате уменьшения площади сечения контактного провода и числа тяговых подстанций. Некоторое повышение экономической эффективности таких электрифицирован-
Рис. 3. Принципиальная силовая схема электровозов системы постоянного тока с контактор-
но-реостатным управлением: / — токоприемник; 2 — быстродействующий выключатель, 3—//, 13, 14 — контакторы, 12 — отсасывающая линия; 15 — тяговая подстанция; 16 — контактная сеть, 17 — линия электропередачи энергосистемы
ных дорог достигается при питании их от специальных электрических станций, вырабатывающих переменный ток пониженной частоты. Такая система принята, например, в ФРГ, США и других странах
К недостаткам электровозов и электропоездов однофазного тока пониженной частоты относятся: невысокий коэффи-
Рнс. 4. Принципиальные силовые схемы электровозов с коллекторными тяговыми двигателями для участков, электрифицированных на однофазном токе пониженной (а) и промышленной (б)
КМ — контроллер машиниста; Г — тяговый трансформатор, ГК — главный контроллер, СР, СР1 и СР2 — сглаживающие реакторы, ПР1 и ПР2 — переходные реакторы, БРД — блок дифференциальных реле,
иент мощности ‘, cos ф коллекторных тяговых двигателей (0,8—0,88), который при трогании становится меньше 0,3— 0,4; низкий коэффициент тяги 2 (в часовом режиме не превышает 0,17—0,19) [4]; сложность конструкции. Эту систему применяют в США, ГДР, ФРГ, Австрии, Швейцарии, Швеции, Норвегии и других государствах.
Э. п. с. однофазного тока промышленной частоты. Электроэнергия к такому э. п. с. подводится от простых трансформаторных подстанций, понижающих высокое напряжение переменного тока, получаемое от энергосистем общего пользования, до 25 кВ. Такое высокое напряжение позволяет максимально уменьшить площадь сечения проводов, облегчить опоры и фундаменты контактной сети, почти в 3 раза снизить расход цветного металла на контактную сеть (одновременно снижаются потери энергии) по сравнению с аналогичными показателями системы постоянного тока 3000 В. Стоимость строительства тяговых подстанций и контактной сети участков, электрифицированных на однофазном токе промышленной частоты, уменьшается по сравнению со стоимостью их при постоянном токе примерно на 30%.
Электровозы и электропоезда для железных дорог однофазного тока промышленной частоты могут иметь тяговые двигатели: постоянного или пульсирующего тока, вентильные — э. п. с. переменного (однофазно-постоянного) тока; коллекторные; трехфазные асинхронные —
3. п. с. однофазно-трехфазного тока. На э. п. с. переменного тока, построенном после 1970 г., устанавливают полупроводниковые преобразователи.
Электровозы и электропоезда с двигателями пульсирующего тока и полупроводниковыми преобразователями (рис.
4, б) строят в СССР, Франции, Англии и ряде других стран. Однофазный переменный ток диодами VD1—VD8 преобразуется в пульсирующий (постоянный),
1 cos <р = P/S, где Р — активная мощность, потребляемая электровозом для вращения тяговых двигателей; S — полная мощность, которую электровоз потребляет из сети.
2 Коэффициент тяги — отношение силы тяги при часовом режиме к сцепному весу электровоза
которым питаются двигатели М1—М4. Скорость движения регулируют, ступенчато изменяя коэффициент трансформации трансформатора Т, с помощью контакторов главного контроллера ГК-Как и на электровозе однофазного тока пониженной частоты (см. рис 4, а), для управления ГК применен контроллер машиниста КМ. Для того чтобы переход с одной ступени на другую происходил без разрыва силовой цепи (чтобы сила тяги электровоза не падала до нуля) и короткого замыкания секции обмотки трансформатора Т, использованы переходные реакторы ПР1 и ПР2. Электровоз будет развивать наибольшую по условиям сцепления силу тяги, если все тяговые двигатели работают в одинаковых условиях (при равных напряжениях и с одинаковыми токами). Это достигается с помощью блока дифференциальной защиты БРД, который является как бы уравнительным соединением между двумя контурами (см. § 86).
Если в преобразователе применить тиристоры, то напряжение можно регулировать не ступенчато, а плавно и, следовательно, плавно осуществлять пуск и разгон электровоза (подробно см. § 89).
В случае применения коллекторных двигателей однофазного тока промышленной частоты локомотив получается более простым, чем с двигателями пульсирующего тока. Однако пока еще не удалось создать для грузового движения надежный, компактный и экономичный однофазный коллекторный двигатель промышленной частоты.
На электровозах с трехфазными асинхронными тяговыми двигателями первых выпусков применяли электромашинные преобразователи фаз и частоты (венгерские электровозы У-44 и У-55 постройки 1943—1953 гг., французские электровозы СС14000 фирмы «Эрликон» постройки 1955 г. и др.) Однако при таких преобразователях не удавалось получить достаточно высокую мощность электровоза, так как увеличение ее сопровождалось повышением массы машинных преобразователей, которая не могла превышать определенного значения. Трудно было создать и вентильный тяговый двигатель из-за недостаточного совершенства ионных преобразователей.
Рис. 5 Принципиальная схема электровоза е трехфазными асинхронными (а) и вентильными (б) тяговыми двигателями
К постройке электровозов с трехфазными асинхронными и вентильными тяговыми двигателями вновь приступили лишь после того, как был налажен серийный выпуск силовых тиристоров. В Советском Союзе в 1968—1971 гг. были созданы опытные образцы восьмиосных электровозов с трехфазными асинхронными двигателями (электровоз ВЛ80а) и с вентильными двигателями (ВЛ80В).
На электровозе (или его секции) для всех трехфазных асинхронных двигателей АД1— АД4 (рис. 5, а) используют один общий трансформатор Г и один главный контроллер ГК, два выпрямителя ВП1 и ВП2 на диодах и тиристорах. Напряжение, получаемое от каждого выпрямителя, сглаживается реакторами СР и подается на вход двух инверторов И1, И2 или ИЗ, И4.
Ступенчатое регулирование напряжения осуществляется контроллером машиниста КМ, который воздействует на серводвигатель СД главного контроллера ГК- Выпрямленное напряжение плавно регулируется блоком БРН от 0 до наибольшего значения на выходе выпрямителя изменением угла отпирания тиристоров от 180 до 0° в зависимости от угла поворота ротора сельсина СС (подробно см. § 89). Это обеспечивает высокую перегрузочную способность, большие к. п. д. и коэффициент мощности двигателя. В цепь автоматического
регулирования частоты входят датчик скорости ДС, соединенный с ротором двигателя, блок ведения режима БВР и блок управления инвертором БУИ, в котором импульсы напряжений £/„ и 1/й формируются, усиливаются и затем подаются на управляющие электроды тиристоров инверторов. Для запирания тиристоров в инверторах предусмотрены коммутирующие цепи с подзарядом конденсаторов независимо от значения напряжения на выходе выпрямителя В31. При поддержании оптимальной частоты асинхронный двигатель может работать с практически наибольшим коэффициентом мощности и достаточно высоким к. п. д. Можно получить тяговые характеристики, соответствующие различным частотам и напряжению преобразователя. Каждый асинхронный двигатель имеет самостоятельный управляемый преобразователь частоты.
На электровозе с вентильными тяговыми двигателями статорные обмотки двигателя получают питание от преобразователя частоты и числа фаз ПЧФ (рис. 5, б), а его обмотка возбуждения — от выпрямителя ВВ.
Напряжение на вентильном двигателе регулируют плавно тиристорами ПЧФ, не используя контактные аппараты, в четырех зонах от нуля до наибольшего значения. Управляют электровозом с помощью задатчика регулирования тока
ЗРТВ и скорости движения ЗРС, расположенных на пульте управления в кабине машиниста, которыми машинист задает соответственно ток /зд и скорость движения vЗA в режиме тяги и рекуперативного торможения. Режимы работы преобразователей во всем диапазоне скоростей движения регулируются автоматически, без участия машиниста, блоками и элементами системы автоматического управления САУ, в которую поступают импульсы тока /зд, скорости кзд от задат-чика ЗРС, скорости у„ст от датчика скорости ДС, тока возбуждения /в от датчика ДВ и тока /во от задатчика возбуждения ЗРТВ. Система САУ совместно с управляемым выпрямителем-возбудителем поддерживает магнитный поток двигателя ВД постоянным, пока частота вращения его ротора увеличивается вследствие возрастания подводимого к нему напряжения. После достижения номинального напряжения дальнейшее увеличение частоты вращения происходит в результате ослабления возбуждения. Система САУ также выравнивает нагрузку между параллельно работающими вентильными двигателями.
Э. п. с, работающий при различных системах тяги. К этому э. п. с. относят многосистемный электроподвижной состав, контактно-аккумуляторные электропоезда, контактно-аккумуляторные и контактно-дизельные электровозы.
Многосистемные электровозы и электропоезда применяют для обеспечения движения без смены локомотивов по электрифицированным участкам с различными системами электрической тяги, например: постоянного тока при напряжениях 1500 и 3000 В, переменного тока с различными частотой и напряжением, постоянного тока и несколькими системами переменного тока. Различают многосистемный э.п.с. и стыковые электровозы. К многосистемным относят электровозы и электропоезда, сохраняющие полную мощность при работе на участках с различными системами тяги. Стыковыми называют электровозы одного рода тока, приспособленные для работы от контактной сети другого рода тока с использованием части мощности тя-
говых двигателей при движении по путям станции стыкования.
При длине участка обращения грузовых электровозов 600 км и более экономично строить станции стыкования, т. е. осуществлять стыкование по контактной сети. На участках обращения меньшей длины, особенно при наличии разветвленной сети, целесообразнее иметь двух-системные электровозы (электровозы двойного питания).
Первые отечественные стыковые электровозы ВЛ61 имели обычное электрооборудование электровозов постоянного тока. Для работы от сети переменного тока были предусмотрены тяговый трансформатор и игнитроны В режиме переменного тока на электровозе использовалась та же аппаратура, что и в режиме постоянного тока.
Двухсистемные электровозы ВЛ19 и электросекции Ср для работы на участках постоянного тока с напряжениями 1500 и 3000 В в СССР были построены соответственно в 1935 и 1947 гг. При работе на участке с напряжением 3000 В двигатели с номинальным напряжением 1500 В соединяли на электровозе ВЛ19 последовательно, последовательно-параллельно и параллельно (по два двигателя, соединенных последовательно в каждой параллельной цепи), а на электросекции Ср последовательно и последовательно-параллельно. При работе э. п.с. на участке с напряжением 1500 В применяли еще параллельное соединение двигателей.
Двухсистемные электровозы ВЛ82 постройки 1966 г., предназначенные для работы на участках переменного тока с напряжением 25 кВ и постоянного тока 3 кВ, имеют тяговые трансформаторы и диодные выпрямители, мощность которых равна мощности тяговых двигателей. Регулирование напряжения осуществляется на стороне постоянного тока.
Во Франции двухсистемные электровозы применяют для работы на участках постоянного тока с напряжением 1,5 кВ и переменного тока с напряжением 25 кВ и частотой 50 Гц. Четырехсистемные электровозы обеспечивают сквозное движение между странами Западной Европы на линиях постоянного (1500 и 3000 В) и переменного (пониженной или промышленной частоты) тока. Много-
системные электровозы в Европе используют для вождения пассажирских, главным образом международных, поездов. В последние годы появились многосистемные электропоезда для международного сообщения. В Японии наряду с двухсистемными электровозами постоянного тока напряжением 1500 В и переменного 25 кВ, 50 Гц широко применяют и двухсистемные электропоезда.
Контактно-аккумуляторные электропоезда применяют для обслуживания линий, имеющих неэлектрифицированные и электрифицированные участки. При этом снижается себестоимость перевозок, создаются удобства для пассажиров, которые избавлены при этом от пересадок в местах стыкования различных видов тяги.
Контактно-аккумуляторные электропоезда строят обычно на базе существующих электропоездов. На электрифицированных участках к их тяговым двигателям напряжение от контактной сети подводится либо через пускорегулирую-щую аппаратуру, либо через тиристор-ные импульсные преобразователи (например, на электропоезде ЭР2-А6 Прибалтийской дороги), на неэлектрифици-рованных участках — от щелочных аккумуляторных батарей. Контактно-аккумуляторные поезда выполняют с рекуперацией энергии на аккумуляторные батареи, независимо от какого источника до этого питались тяговые двигатели.
Контактно-аккумуляторные или контактно-дизельные локомотивы используют для маневровой работы. Эти локомотивы обычно представляют собой электровозы, на которых установлены либо дизель-генераторные агрегаты, либо аккумуляторные батареи, питающие тяговые двигатели при движении локомотива по неэлектрифицированным путям. Как правило, мощность дизель-генератора или аккумуляторных батарей значительно меньше (около 30%) суммарной мощности тяговых двигателей; поэтому скорость локомотива при движении по неэлектрифицированным путям и наибольшей силе тяги меньше, чем при движении его по электрифицированным путям. Пуск дизеля осуществляется от аккумуляторной батареи.
Контактно-дизельный локомотив при
наличии контактной сети работает как обычный электровоз, а на неэлектрифи-цированных путях — как тепловоз с электрической передачей По принципу работы контактно-аккумуляторный локомотив подобен контактно-аккумуляторному электропоезду.
В СССР впервые контактно-аккумуляторные шестиосные электровозы ВЛ26 были построены в 1966 г. Днепропетровским электровозостроительным заводом для работы на участках постоянного тока и в автономном режиме от тяговых железоникелевых аккумуляторов ТЖН-550. Контактно-дизельные локомотивы применяют на промышленном транспорте.
В Швейцарии, Англии, ФРГ и других странах для маневровой работы используют как контактно-аккумуляторные электровозы (преимущественно), так и контактно-дизельные. Мощность дизельной установки или аккумуляторной батареи составляет 30—37% мощности тяговых двигателей локомотива.
Применение на маневрах контактно-аккумуляторных или контактно-дизельных локомотивов дает больший экономический эффект, чем использование тепловозов. Здесь, помимо цен на топливо и электроэнергию, важны эксплуатационные расходы (ремонт и обслуживание однородного оборудования) и стоимость маневровых локомотивов.
Классификация электровозов по типу передач. В зависимости от способа передачи вращающего момента от тягового двигателя на движущие колесные пары различают электровозы с индивидуальным и групповым приводом.
Индивидуальным приводом называют способ передачи, при котором вращающий момент передается на колесную пару от отдельного тягового двигателя — одиночного или сдвоенного. Групповым приводом называют способ передачи, при котором вращающий момент от одного или двух тяговых двигателей передается группе колесных пар, соединенных зубчатой передачей.
Большинство электровозов и моторных вагонов во всех странах выполнены с индивидуальным приводом, который более удобен в эксплуатации. Кроме того, в этом случае проще разместить электри-
ческое оборудование. В Советском Союзе были построены опытные электровозы ВЛ40 и ВЛ83 с одномоторными двухосными тележками, т. е с групповым приводом.
Классификация по роду работы. Электровозы по роду работы подразделяются на пассажирские, грузовые и маневровые.
Пассажирские электровозы, предназначенные для вождения пассажирских поездов, должны развивать высокую скорость при сравнительно небольшой силе тяги. Грузовые электровозы, предназначенные для вождения поездов большого веса, должны обладать значительной силой тяги, а следовательно, иметь большое число колесных пар.
Электропоезда по роду работы различают пригородного и междугородного сообщения. Для первых характерны большие ускорения при пуске и относительно низкие максимальные скорости, для вторых — меньшие ускорения, но большая максимальная скорость.
Классификация электровозов по осевым характеристикам ходовых частей. Электровозы характеризуются числом и расположением движущих колесных пар. Колесные пары группируют по три или по две в отдельные тележки (рис. 6, а и б). Такой локомотив называют те-лежечным. Тележечные электровозы могут иметь как общий кузов, так и кузов,
состоящий из двух (см. рис. 6, в и г), а реже из трех частей.
Для обозначения числа движущих колесных пар электровоза и их взаимного расположения в СССР применяют цифровые характеристики ходовых частей. Колесные пары обозначают цифрами: двухосной тележки — цифрой 2, трехосной— 3. Далее ставится « + », если тяговое усилие передается через сочленение тележек, или «-», если оно передается через раму кузова. Затем следует обозначение числа движущих колесных пар второй тележки. Например, теле-жечный электровоз с двумя трехосными несочлененными тележками (электровозы ВЛ60, ВЛ60К, ВЛ60") имеет осевую характеристику 30-30, восьмиосиый двухсекционный электровоз с двухосными несочлененными тележками, у которого каждая секция самостоятельно работать не может, —20-20-20-20 (элект ровозы ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ80\ ВЛ80Р), электровоз с сочлененными тележками —20 + 20 + 20+20 (электровоз ВЛ8). Осевые характеристики локомотивов, у которых каждая секция работает самостоятельно, будут 3 (20-20) — электровоз ВЛ11, 2 (20-20) —электровоз ВЛ80С. Цифры 2 или 3 перед скобкой означают число секций локомотива.
За рубежом число движущих колесных пар показывают большими буквами латинского алфавита. Буква А обозначает одну дви-
Рис 6. Схемы расположения движущих колесных пар в двухосных (а, в, г и е) и трехосных
жущую колесную пару, В — две, С — три и т д Например, осевая характеристика электровоза с двумя несочлененными двухосными тележками записывается в виде В0-В0, электровоза с двумя несочлененными трехосными тележками — С„-С0. Индекс «О» означает, что каждая ось локомотива имеет свой тяговый двигатель, т е. индивидуальный привод, отсутствие индекса указывает на применение группового привода.