Серийные электровозы

В 1956 году начался серийный выпуск электровозов на Новочеркасском электровозостроительном заводе. Для увеличения выпуска электровозов к программе их выпуска решено было подключить Тбилисский электровозостроительный завод (ТЭВЗ). В 1957 году завод выпустил свой первый, опытный электровоз, а с 1958 года начался серийный выпуск.

Серийные электровозы по конструкции повторяли опытную серию, имелись лишь небольшие отличия.

Кузова и тележки электровозов ВЛ8 начиная с 1957 года изготавливал Луганский тепловозостроительный завод. Электровозы серии Н8 получили с января 1963 года обозначение серии ВЛ8. Электровозы строились по 1967 год включительно. Всего было выпущено 1723 электровоза, из них НЭВЗ построил 430 электровозов и ТЭВЗ — 1293 электровоза.

До 1961 года они были самыми мощными в стране локомотивами, способными водить одиночной тягой на подъеме 9 ‰ поезда массой 3500 т со скоростью 50–80 км/ч.

При скорости 100 км/ч электровоз может развить силу тяги 8000 кг. Рекуперативное торможение электровоза возможно с 12 до 100 км/ч. Сцепной вес электровоза 180 т.

Рисунок 1.33 – Электровоз ВЛ8 – 998.

Основные данные
Страна постройки	СССР
Заводы	НЭВЗ, ТЭВЗ ЛТЗ (ВТЗ)
Годы постройки	1953, 1955—1967
Главный конструктор	Б. В. Суслов
Всего построено	1722 + 1 ВЛ8^р
Нумерация	001—1723
Ширина колеи	1520 мм
Род службы	грузовой
Конструкционная скорость	90 км/ч (ВЛ8^М — 100 км/ч)
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	постоянный 3 кВ
Осевая формула	20+20+20+20
Полный служебный вес	180 т
Сцепной вес	180 т
Нагрузка от движущих осей на рельсы	22,5 тс
Габарит	1-Т
Длина локомотива	27 520 мм
Максимальная высота	5080 мм
Ширина	3106 мм
Полная колёсная база	23 100 мм
Колёсная база тележек	3200 мм
Наименьший радиус проходимых кривых	120 м
Система регулирования	Реостатно-контакторная
Тип ТЭД	НБ-406
Подвешивание ТЭД	опорно-осевое
Диаметр колёс	1200 мм
Передаточное отношение редуктора	3,905 (82:21)
Часовая мощность ТЭД	8×525 кВт
Сила тяги часового режима	35 200 кгс
Скорость часового режима	42 км/ч
Длительная мощность ТЭД	8×470 кВт
Сила тяги длительного режима	30 200 мм
Скорость длительного режима	43,7 км/ч
Электрическое торможение	рекуперативное

Модернизации.

На электровозах ВЛ8-185, 186 и 187 в системе рессорного подвешивания были поставлены резиновые элементы, которые уменьшили тряску и сделали ход электровоза более плавным. Однако эти элементы работали неудовлетворительно (выжимались) и в дальнейшем на электровозы не ставились.

Как известно, жёсткие листовые рессоры благодаря большому внутреннему трению между листами работают как обыкновенные балансиры. Более мягкое рессорное подвешивание было испытано по предложению Московского института инженеров транспорта: в депо Златоуст в 1962 году на электровозе ВЛ8-627 были поставлены дополнительные пружины в местах присоединения рессорных подвесок к рамам тележек, что привело к уменьшению тряски и повышению плавности хода локомотива. Так как при измененной конструкции рессорного подвешивания наблюдался быстрый местный износ подвесок, эта система дальнейшего распространения не получила.

На электровозе ВЛ8-948 по проекту ПКБ ЦТ МПС в 1968 году были установлены вторые дополнительные опоры кузова, применены более мягкие рессоры, при которых статический прогиб их увеличился до 100 мм, поставлены упорные резиновые амортизаторы в роликовых буксах. Однако, как показали испытания, проведенные ЦНИИ МПС, поднять скорость электровоза при этих изменениях оказалось возможным лишь до 90 км/час. Поэтому от внедрения перечисленных выше изменений в дальнейшем отказались.

В 1973 году Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (ВНИИТИ) изменил рессорное подвешивание на электровозе ВЛ8-321: были поставлены цилиндрические пружины между балансиром и рамой тележки, по четыре пружинных опоры от секций кузова на рамы тележек; одновременно были поставлены упоры в буксах по типу букс тепловозов ТЭ3. Статический прогиб рессорного подвешивания достиг при этом 122 мм. Испытания этого электровоза дали положительные результаты: возможность повышения максимальной скорости по условиям воздействия на путь до 100 км/час. Это послужило основанием для начала проведения работ по модернизации рессорного подвешивания электровозов ВЛ8.

В период 1976—1985годов была произведена постановка на электровозы ВЛ8 возвращающих устройств, позволяющих поднять скорость с 80 до 90–100 км/час. Такие электровозы получили обозначение ВЛ8^М.

С середины 1970-х годов электровозы ВЛ8 стали часто применять в пассажирском движении, что потребовало применить на них некоторые устройства для вождения пассажирских поездов. Так на ВЛ8 появились розетки и кабели межвагонных отопительных соединений и розетки ЭПТ на метельниках. Из-за наличия поворачивающегося в кривых метельника, жёстко закреплённого на раме тележки, кабель отопления поезда пришлось в нерабочем положении скручивать «восьмеркой», дабы исключить возможность его обрыва или перетирания. На некоторых участках с тяжёлым профилем (например, Горячий Ключ — Туапсе Северокавказской железной дороги) стали практиковать движение ВЛ8 двойной тягой. Для этого на лобовом листе между буферными фонарями устанавливали розетки межэлектровозных соединений. На украинских ВЛ8 при ремонтах устанавливали двухцветные буферные фонари, аналогичные тем, что устанавливались на ВЛ11 и ВЛ10 поздних серий.

В настоящее время электровозы серии ВЛ8 эксплуатируют лишь железные дороги Украины, Армении (депо Гюмри и Ереван), Абхазии (депо Сухум), Грузии (депо Самтредиа, Батуми, Тбилиси-Пассажирская и Тбилиси-Сортировочная) и Азербайджана (депо Гянджа, Баладжары и Бёюк-Шор).

В России ВЛ8 остались только в ТЧ Кавказская, находятся в нерабочем состоянии.

Электровоз ВЛ60.

(Владимир Ленин, тип 60, до января 1963 — Н6О, — новочеркасский 6-осный однофазный; прозвища — Шестидесятка, Малыш, Утюг) — первый советский магистральный электровоз переменного тока, запущенный в крупносерийное производство. В 1960-х наравне с ВЛ8 и ТЭ3 являлся одним из основных локомотивов на советских железных дорогах.

Электровоз ОР22 (однофазный с ртутным выпрямителем, 22 — нагрузка от колёсных пар на рельсы, в тоннах) — самый первый в СССР электровоз переменного тока. Принципиальная схема электровоза (трансформатор—выпрямитель—ТЭД, т.е. с регулированием напряжения на низкой стороне) оказалась настолько удачной, что её стали использовать при проектировании подавляющего большинства советских электровозов переменного тока.

Рисунок 1.34 – Электровоз ОР22.

Основные данные
Страна постройки	СССР
Заводы	Динамо, Коломенский
Годы постройки	1938
Всего построено	1
Конструкционная скорость	85 км/ч
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	переменный однофазный 50 Гц, 20 кВ
Осевая формула	3о+3о
Полный служебный вес	132 т.
Нагрузка от движущих осей на рельсы	22 т.
Длина локомотива	16480 мм.
Часовая мощность ТЭД	2040 кВт
Скорость часового режима	36,5 км/ч
Длительная мощность ТЭД	1800 кВт

Предпосылки к появлению электровоза.

Ещё в конце 1920-х гг., когда только начинали электрифицировать направление через Сурамский перевал, многие специалисты хорошо понимали, что в будущем электрическая тяга на постоянном токе с номинальным напряжением 3 кВ не позволит рационально решить вопрос увеличения провозной способности линий путём повышения веса поездов и скорости их движения. Простейшие расчёты показывали, что при ведении поезда массой 10 000 т на подъёме 10 ‰ при скорости 50 км/ч тяговый ток электровозов будет составлять более 6000 А. Это требовало бы увеличения сечения контактных проводов, а также более частого расположения тяговых подстанций. После сравнения около двухсот вариантов сочетаний рода тока и величин напряжений, было принято решение, что оптимальным вариантом является электрификация на постоянном или переменном (50 Гц) токе напряжением 20 кВ. Первая система на тот момент в мире нигде не была испытана, а вторая была изучена очень мало, поэтому на первой Всесоюзной конференции по электрификации железных дорог было принято решение о сооружении опытного участка, электрифицированного на переменном токе (50Гц) напряжением 20 кВ. Требовалось создать электровоз для испытаний, которые бы позволили выявить преимущества и недостатки электровозов переменного тока в условиях нормальной эксплуатации.

В октябре 1938 года на заводе «Динамо», при поддержке Коломенского завода была закончена постройка первого в Советском Союзе электровоза переменного тока, которому присвоили обозначение ОР22 (однофазный, с ртутным выпрямителем, нагрузка на ось — 22 тс). Для упрощения производства, механическая часть и тяговые двигатели этого электровоза были заимствованы от электровозов «Владимир Ленин» и «Сергей Киров». После проведения заводских испытаний, электровоз ОР22 был отправлен на экспериментальное кольцо ВНИИЖТа, где 19 декабря 1939 года совершил свою первую самостоятельную поездку под напряжением. Дальнейшие испытания данного электровоза показали, что схема электрификации на переменном токе высокого напряжения (20кВ) и промышленной частоты (50Гц) является оптимальным вариантом. Благодаря этому отпадает необходимость в применении неэкономичного реостатного пуска, возрастает число экономических скоростей, а устранение гальванической связи между контактной сетью и тяговыми электродвигателями позволяет лучше защитить последние от различных перенапряжений, а также снизить толщину изоляции, что в свою очередь ведёт к увеличению их удельной мощности. Помимо этого, принципиальная схема электровоза (трансформатор—выпрямитель—ТЭД) оказалась настолько удачной, что впоследствии по ней стало выпускаться подавляющее большинство советских электровозов переменного тока. Сам ОР22 в начале Великой Отечественной войны был разоборудован.

Вновь к электровозам переменного тока в СССР вернулись в начале 1950-х в связи с началом пятой пятилетки, по планам которой предусматривалась массовая электрификация железных дорог. В 1952 году на Новочеркасском электровозостроительном заводе было начато проектирование нового электровоза переменного тока с ламповыми выпрямителями. В 1954 году завод выпустил по проекту 2 первых электровоза, которым было присвоено обозначение НО (новочеркасский однофазный). В дальнейшем до 1957 года включительно завод выпустил ещё 10 электровозов данной серии. Как и в случае с ОР22, механическая часть и тяговые электродвигатели для данного электровоза были заимствованы от электровозов постоянного тока (на сей раз от ВЛ22^м). Однако в отличие от ОР22, на НО не было сеточного регулирования, а применено ступенчатое (33 позиции). Это упрощало устройство, но одновременно с этим снижало тяговые пусковые характеристики. Электровозы поступили для эксплуатации на линию Ожерелье — Павелец (Московская железная дорога), которая в 1955—1956 гг. была электрифицирована на переменном токе напряжением 20 кВ. Эксплуатация электровозов НО (в 1963 году их обозначение сменили на ВЛ61) была довольно успешной и ещё подтвердила полную работоспособность ламповых выпрямителей на электровозах. В результате было принято решение об электрификации на переменном токе сразу целого направления Транссибирской железнодорожной магистрали, а именно: Мариинск — Зима, протяжённостью 1222 км. Однако уже к тому времени советские заводы начали выпуск более мощных локомотивов: электровозы ВЛ8 и тепловозы ТЭ3. Помимо этого, принятое в 1956 году на XX-ом съезде КПСС решения о массовом переходе на электровозную и тепловозную виды тяги подразумевало и рост весов поездов. Таким образом, электровозы НО с их часовой мощностью 2400 кВт уже не могли обеспечить выполнение провозной способности железнодорожных участков, что привело к решению о начале проектирования нового более мощного электровоза переменного тока.

В декабре 1957 и феврале 1958 г. НЭВЗ построил два первых шестиосных электровоза переменного тока напряжением 20 кВ — Н6О-001 и Н6О-002.

Конструкция механической части электровозов Н60 значительно отличается от всех ранее построенных в Советском Союзе электровозов. Кузов электровоза Н60 служит не только для размещения оборудования и кабин машиниста, а также для передачи тягового усилия. Поэтому автосцепки установлены на раме кузова, а не на тележках, как это сделано на электровозах ВЛ61. Электровоз ВЛ60 является первым магистральным локомотивом, спроектированным без буферов. На двух первых электровозах была установлена двусторонняя, жесткая косозубая передача от тяговых электродвигателей к колёсным парам с разным передаточным отношением, что позволило выбрать оптимальное отношение для серийного производства.

На электровозах Н6О-001 и Н6О-002 были установлены тяговые электродвигатели НБ-410 мощностью 695 кВт и 610 кВт в часовом и длительном режимах соответственно. На электровозе размещены две выпрямительные установки, каждая из которых имеет четыре игнитронных запаянных вентиля с жидкостным охлаждением. Схема силовой цепи тяговых электродвигателей на электровозах Н6О-001 и Н6О-002 принципиально такая же, как и на электровозах серии ВЛ61.

По данным взвешивания электровоз Н6О-001 имел вес выше ранее запланированного — 141,3 т. После замены тележек с литыми боковинами на тележки с боковинами, сваренными из листовой стали, вес электровоза снизился до 139,6 т. При диаметре колес 1250 мм и передаточном числе 1:4,19 (Н6О-001) и 1:3,74 (Н6О-002) электровозы реализовали: при часовом режиме — силу тяги 33100 кГ и 29600 кГ, скорость 45,0 км/ч и 50,4 км/ч; при длительном режиме — силу тяги 27500 кГ и 24600 кГ и скорость 47,5 и 53,2 км/ч соответственно. Конструктивная скорость была снижена до 100 км/ч.

В связи с переводом участка Ожерелье — Павелец с напряжения 20 кв на напряжение 25 кв на электровозах Н6О-001 и Н6О-002 в 1959 году были заменены первичные обмотки трансформаторов. В дальнейшем электровозы были подвергнуты более серьёзным переделкам (новые тяговые электродвигатели НБ-412М, главные контроллеры), что приблизило их конструкцию к серийным локомотивам.

Рисунок 1.35 – Опытный Н6О-001.

Принятое в октябре 1958 года решение об электрификации участка Мариинск — Красноярск — Зима на переменном токе со сроком ввода его в эксплуатацию в течение 1959—1960 гг. значительно ускорило организацию выпуска электровозов ВЛ60 на Новочеркасском электровозостроительном заводе. Уже в 1959 году было выпущено несколько десятков электровозов. Эти электровозы строились заводом с 1959 г. по 1965 г. и стали основным типом грузового локомотива на линиях, электрифицированных на переменном токе. При этом завод непрерывно работал над улучшением конструкции локомотивов данной серии.

На основе электровоза Н60 с помощью СССР в КНР в 1958 году был спроектирован первый китайский магистральный электровоз, получивший наименование 6Y1. До 1968 года было построено 7 таких электровозов.

Начиная с 1968 года вместо ртутных игнитронов стали использовать кремниевые выпрямители. С этого момента электровоз получил наименование SS1 (Shaoshan 1) и стал выпускаться серийно до 1988 года. Всего построено 819 электровозов серии SS1.

Рисунок 1.36 – Электровоз SS₁ (6Y₁).

Модификации.

ВЛ60П-001.

В конце 1961 года Новочеркасский электровозостроительный завод выпустил электровоз ВЛ60П-001, предназначенный для пассажирской службы.

На этом электровозе установлены тяговые электродвигатели НБ-415, изменена зубчатая передача (передаточное отношение), установлены электропневматические тормоза. Остальное электрооборудование такое же, как на серийных электровозах выпуска 1961 г. При напряжении на зажимах 1450 В ТЭД НБ-415 имеет следующие параметры: мощность часового режима — 690 кВт, продолжительного — 595 кВт.

При часовом режиме сила тяги равна 19000 кГ и скорость 73,3 км/ч, при длительном режиме соответственно — 16900 кГ и 75,4 км/ч. Скорость электровоза, соответствующая максимальной по якорю — 130 км/ч (однако при работе максимальная скорость была ограничена 100 км/ч для более надежной работы двигателей).

Снижение веса тягового электродвигателя на 1,2 т по сравнению с тяговыми электродвигателями электровоза ВЛ60, применение алюминия вместо меди, а также облегчение отдельных конструкций позволили уменьшить вес электровоза со 138 до 129 т.

Электровоз ВЛ60П-001 обслуживал пассажирские поезда на Северо-Кавказской железной дороге.

ВЛ60^П.

С целью повышения скорости движения пассажирских поездов, которые из-за отсутствия специальных пассажирских электровозов переменного тока обслуживались грузовыми электровозами, в период 1962 — 1965 гг. часть электровозов серии ВЛ60 выпускалась с передаточным отношением зубчатых колес 30:82=1:2,733 и электропневматическими тормозами. Электровозы получили обозначение ВЛ60^П (пассажирские).

Электровозы ВЛ60^П выпускались с тяговыми электродвигателями НБ-412К. Скорость часового режима электровозов этой серии равнялась 73,3 км/ч, продолжительного — 77,1 км/ч. Максимальная скорость была установлена равной 110 км/ч.

Всего был выпущен 301 электровоз этой серии.

ВЛ60^Р.

В 1962 году были выпущены два опытных электровоза серии ВЛ60 с рекуперативным торможением. После успешных испытаний в 1964-1966 гг. была выпущена серия подобных электровозов с рекуперацией в количестве 85 локомотивов. Серия получила обозначение ВЛ60^Р.

ВЛ60^К.

После постройки опытных электровозов ВЛ62 с кремниевыми выпрямителями Новочеркасский электровозостроительный завод в конце 1962 года выпустил два электровоза ВЛ60^К.

Рисунок 1.37 – Электровоз ВЛ60^К−1155

Электровоз ВЛ60^К−002 прошел испытания на экспериментальном кольце ЭлНИИ. Электровоз ВЛ60^К−001 после выхода с завода сразу же поступил для эксплуатации на Северо-Кавказскую железную дорогу.

В 1963 году НЭВЗ выпустил еще несколько электровозов ВЛ60^К с тяговыми электродвигателями НБ-412М, а во второй половине 1965 года завод вместо электровозов ВЛ60 начал выпускать электровозы ВЛ60^К с кремниевыми выпрямителями и тяговыми электродвигателями НБ-412К. По своим тяговым характеристикам эти электровозы незначительно отличаются от электровозов ВЛ60 с тяговыми электродвигателями НБ-412К и имеют одинаковые с ними номинальные значения силы тяги и скорости при часовом и длительном режимах.

Всего был выпущен 501 электровоз серии ВЛ60^К. Такое же наименование получили и ранее выпущенные ВЛ60, переоборудованные с игнитронных установок на кремниевые.

ВЛ60^П_К (ВЛ60^К_П).

Рисунок 1.38 – Электровоз ВЛ60^п_к

Электровозы ВЛ60^П, оборудованные кремниевыми выпрямителями, а также ВЛ60^К, переоборудованные в пассажирские.

ВЛ60^КУ

11 электровозов были переоборудованы из ВЛ60^К с введением плавного регулирования напряжения на выводах тяговых электродвигателей и одновременно бестоковой коммутации при этом регулировании. Индекс «У» обозначает «управляемый».

ВЛ60^К_Р.

В течение 1971 — 1973 гг. был сделан проект переоборудования электровоза ВЛ60^К для работы с рекуперативным торможением. Опытный электровоз получил обозначение ВЛ60^К_Р−2370 и в августе 1974 года поступил для испытаний на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС.

Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не превышает 110 км/ч. В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12 - осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2-4 секций (постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С). По мере расширения электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934 г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар.

Электровоз ВЛ80.

(Владимир Ленин; первоначальное обозначение — Н8О — Новочеркасский, 8-осный, однофазный) — грузовой магистральный электровоз переменного тока с осевой формулой 2(2₀−2₀). Прозвища: «Аврора», «Выльник», «Кайсер».

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.

Первые электровозы ВЛ80 оснащались ртутными дуговыми выпрямителями; позже все они были переоборудованы под кремниевые выпрямители и стали называться ВЛ80^К.

Рисунок 1.39 – Электровоз ВЛ80^т-784.

Основные данные
Страна постройки	СССР, Россия
Заводы	НЭВЗ
Годы постройки	1961-1995
Всего построено	4921
Конструкционная скорость	110 км/ч
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	переменный, 25-27 кВ
Осевая формула	2(2O-2O)
Часовая мощность ТЭД	8*(610-800) кВт (в зависимости от модификации)
Скорость часового режима	47,8-58,7 км/ч (в зависимости от модификации)
Длительная мощность ТЭД	8*(695-720) кВт (в зависимости от модификации)
Скорость длительного режима	50,1-56 км/ч (в зависимости от модификации)

Каждый электровоз ВЛ80 с завода выходил составленным из двух секций, но схема электровозов ВЛ80^с предусматривает синхронную работу трёх или четырёх секций, а некоторых модернизированных ВЛ80^р — в составе трёх секций. Механическая часть секции ВЛ80 — две одинаковые двухосные тележки. Рамы тележек сварные, буксы с роликовыми подшипниками связаны с рамой тележки поводками с сайлент-блоками (резинометаллическими шарнирами). Тяговые и тормозные усилия передаются от тележек к кузову через шкворни. Тяговые электродвигатели (ТЭД) НБ-418К6 имеют опорно-осевое подвешивание. Зубчатая передача от тягового двигателя к колёсным парам двухсторонняя, косозубая, с жестким венцом зубчатого колеса. Диаметр колесных пар при новых бандажах по паспорту — 1250 мм, фактически — 1280—1290 мм.

На каждой секции установлено следующее основное оборудование:

• пантограф для токосъёма с контактной сети, расположенный над кабиной машиниста, и главный выключатель (ГВ) ВОВ-25М;

• тяговый трансформатор с масляным мотор-насосом (МН), две выпрямительные установки ВУК той или иной модификации и главный контроллер ЭКГ-8Ж (на электровозе ВЛ80^р ВУК и ЭКГ-8Ж заменены двумя преобразователями ВИП-2200);

• фазорасщепитель (ФР) НБ-455А, вырабатывающий третью фазу (первой и второй фазами становятся выводы обмотки собственных нужд) для питания асинхронных двигателей остальных вспомогательных машин;

• 4 мотор-вентилятора (МВ) для охлаждения оборудования и наддува кузова, среди которых обязательно имеются два МВ для охлаждения ТЭД, по одному на тележку;

• мотор-компрессор (МК) КТ-6Эл для обеспечения воздухом тормозов на локомотиве и в поезде, силовых электроаппаратов, блокировок высоковольтной камеры, подачи звуковых сигналов свистком (тихий) и тифоном (громкий), работы пневмопривода стеклоочистителей.

Трансформатор имеет тяговую обмотку и обмотку собственных нужд (ОСН) с напряжением холостого хода 399 В (напряжение под номинальной нагрузкой около 380 В), служащую для питания вспомогательных машин и цепей управления. Для стабилизации напряжения на вспомогательных двигателях при значительных колебаниях напряжения в контактной сети (ниже 19 кВ и выше 29 кВ) предусмотрены две отпайки ОСН с напряжением 210 и 630 В, переключаются они вручную на трансформаторе. Напряжение на тяговых двигателях регулируется оперативно в процессе управления электровозом.

Цепи управления питаются напряжением 50 В от ТРПШ — трансформатора, регулируемого подмагничиванием шунтов, через диодный выпрямитель. Для сглаживания пульсаций после выпрямителя установлены два дросселя Д1 и Д3, но в настоящее время на некоторых электровозах медные обмотки дросселей сняты работниками депо в корыстных целях и в блоке силовых аппаратов № 1 (где стоит ТРПШ) видны одни только распушённые сердечники.

Скорость движения электровоза регулируется изменением напряжения, подводимого к тяговым двигателям (ТЭД). На всех разновидностях ВЛ80, кроме ВЛ80^Р, напряжение на ТЭД регулируется переключением под нагрузкой отпаек тягового трансформатора при помощи электроконтроллера главного ЭКГ-8Ж. Это установленный на тяговом трансформаторе большой групповой переключатель, имеющий 30 контакторных элементов без дугогашения и 4 с дугогашением, обеспечивающих переключение первых тридцати без нагрузки. Чтобы не допустить броска тока в момент переключения позиции, между трансформатором и главным контроллером устанавливается переходной реактор, который, за счет своей высокой индуктивности гасит коммутационные перегрузки. Контакты элементов вынуждены пропускать большие токи, поэтому изготовлены из угольно-серебряной композиции; всего один ЭКГ-8Ж содержит 12 кг серебра. Привод ЭКГ — двигатель постоянного тока на напряжение 50 В, мощностью 500 Вт. При работе этого электродвигателя на электровозе падает напряжение в цепях управления и тускнеет свет.

Тяговая обмотка трансформатора состоит из двух нерегулируемых частей и двух регулируемых; последние разделены на четыре секции каждая. Вначале нерегулируемые части включены встречно с регулируемыми, а так как напряжение нерегулируемых несколько больше, то напряжение регулируемых частей вычитается из напряжения нерегулируемых и на тяговые двигатели поступает напряжение 42 В. Затем секции регулируемых частей поочерёдно выводятся, напряжение на ТЭД растёт. На 17-й позиции ЭКГ регулируемые части полностью выключены. При переходе на 18-ю позицию регулируемые части включаются согласно с нерегулируемыми и далее происходит включение их секций, на 33-й позиции ЭКГ все секции регулируемых частей включены согласно с нерегулируемыми, напряжение на ТЭД максимально.

На ВЛ80^Р, где ЭКГ нет, регулирование ведётся совершенно иным методом. Силовая схема всех ВЛ80 предусматривает также три ступени ослабления возбуждения ТЭД. Электровозы ВЛ80^Т, ВЛ80^С имеют реостатное торможение. Продолжительная мощность тормозных резисторов 5480 кВт, реализуемое тормозное усилие при 50 км/ч — 25 тс. ВЛ80^Р имеют рекуперативное торможение, при котором электроэнергия возвращается в сеть.

В качестве привода вентиляторов и компрессоров используются электродвигатели АЭ92-4 (в некоторых модификациях используются электродвигатели АС82-4, АП82-4, ВЭ-6).

Параметры электровоза:

• Длина по осям автосцепок — 32480 мм

• Высота от головок рельс до полоза опущенного токоприёмника – 5100 мм

• Мощность часового режима — 6520 кВт

• Сила тяги часового режима — 45,1 тс

• Скорость часового режима — 51,6 км/ч

Электровоз ВЛ80^К..

Строился с 1963 по 1971 год, выпущено 695 ед. После экспериментов с регулированием напряжения ТЭД на первичной стороне трансформатора и тележками без рессор серийные ВЛ80 обрели конструкцию, в целом продолжающую традиции электровоза ВЛ60^К. Однако, многие узлы значительно отличались от оных на ВЛ60^К — тяговые двигатели имели более выгодные характеристики, генератор тока управления ДК-405 был заменён на бесконтактный источник питания на основе трансформатора ТРПШ. Проход — вдоль левой стенки кузова, оставшееся пространство от поперечного прохода (расположен за кабиной секции) до межсекционного перехода (расположен в хвосте) отгорожено шторами и именуется высоковольтной камерой (ВВК).

Каждая секция электровоза ВЛ80К первых выпусков (до номера 380) имеет два мощных (40 кВт) центробежных вентилятора для охлаждения тяговых двигателей, которые забирают воздух через врезанные в правую стенку кузова жалюзи, и четыре маломощных высокооборотных (14 кВт, 2950 мин⁻¹) ВЭ6-М2 осевых вентилятора, каждый из которых засасывает воздух через установленные на крыше жалюзи и подаёт его в шкаф выпрямительной установки (шкафов ВУК также четыре на секцию). Все вспомогательные машины, кроме МВ-2 (задней тележки), установлены внутри ВВК. Расположение оборудования в кабине и поперечном проходе (в частности, расположение воздухораспределителя тормозов и клапанов звуковых сигналов под потолком поперечного прохода) не изменились по сравнению с ВЛ60^К.

С электровоза ВЛ80^К-380 четыре осевых вентилятора заменены на два центробежных двухколёсных, которые забирают воздух не через крышу, а через боковые жалюзи, что повлекло весьма неудачную перекомпоновку. Для забора воздуха этими вентиляторами установлены дополнительные жалюзи как на правой, так и на левой стенке кузова, причём форкамеры (помещения между жалюзи и вентилятором) левых жалюзи оказались прямо в продольном проходе. В результате при переходе из кабины в кабину на ВЛ80^К больших номеров приходится либо открывать и закрывать восемь дверей (две двери на каждую форкамеру), либо держать эти двери открытыми, что негативно сказывается на качестве вентиляции.

Электровоз ВЛ80^Т.

Строился с 1967 по 1984 год, выпущено 1317 электровозов этой модификации (с №704 до №2101).

Тележки ВЛ80^Т первых выпусков были аналогичны тележкам ВЛ80^К, но с электровоза ВЛ80^Т-1004 (1975 год) боковые опоры сменила люлечная подвеска – кузов подвешен к каждой тележке на четырёх подпружиненных стержнях, чуть наклонённых к центру тележки для лучшего центрирования кузова при относе его в сторону, а также в цепях управления вместо плавких предохранителей поставлены автоматические выключатели. Система вентиляции изменилась по сравнению с ВЛ80^К №№380-750 не кардинально, но левые форкамеры сильно уменьшены в размерах и подняты под крышу, в результате проходу по коридору ничто не мешает.

Также значительно изменена электрическая схема - на электровозе установлен реостатный тормоз. Это означает установку:

• тормозных резисторов и контакторов переключения их сопротивления (они носят название контакторов расширенной зоны торможения и переключают сопротивление резисторов с 1 Ом на 0,54 Ом);

• тормозных переключателей, которые отключают тяговые двигатели от выпрямительных установок и подключают их якоря к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения соединяют последовательно и подключают к ВУВ;

• выпрямительной установки возбуждения, которая собрана из тиристоров и позволяет плавно регулировать возбуждение работающих в генераторном режиме двигателей, а, следовательно, и тормозное усилие;

• устройства переключения воздуха, которые в тяговом режиме обеспечивают подвод воздуха от мотор-вентиляторов №3 и №4 к выпрямительным установкам, сглаживающим реакторам и маслоохладителям трансформатора, а в тормозном режиме к тормозным резисторам;

• блока управления реостатным торможением БУРТ, который управляет ВУВ, УПВ, контакторами расширенной зоны торможения и другими аппаратами. БУРТ установлен только в первой секции электровоза.

Такое изменение электросхемы и добавление новых аппаратов повлекло за собой и перекомпоновку оборудования в секции.

Электровоз ВЛ80^С.

Строился с 1979 по 1995 год, 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 четырёх сцепленных секций. В 1982 году были построены электровозы 550, 551, 552 которые могли работать в составе двух, трех или четырёх секций. С электровоза 697 (1983 год) все электровозы строятся с такой возможностью. После капитальных ремонтов старые машины приводили к новой схеме возможности работы в три секции. Единственным ограничением является невозможность работы третьей прицепной секции в режиме реостатного торможения. Некоторые секции переделаны в бустерные.

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

Последние 5 электровозов ВЛ80^С в 1995 году были поставлены: ВЛ80^С-2742 попал в Московскую железную дорогу (Брянск), ВЛ80^С-2743 и ВЛ80^С-2745 в Приволжскую железную дорогу (2743 в Петров Вал, 2745 в Волгоград-Пассажирский), ВЛ80С-2744 попал в Октябрьскую железную дорогу (Депо Кандалакша), и самый последний среди всех собранных электровозов серии ВЛ80 (ВЛ80^С-2746) попал в депо Хабаровск-2.Последние 5 электровозов ВЛ80^С проходили обкатку в локомотивном депо Вихоревка в 1995 году.

Рисунок 1.40 – Электровоз ВЛ80^С−1206.

Электровоз ВЛ80^Р.

Электровоз ВЛ80^Р — выпускался с 1967 по 1986 год, выпущено 373 ед.

Тяговые параметры электровоза ВЛ80^Р совпадают с параметрами ВЛ80^Т и ВЛ80^С, однако практически тяговые свойства (устойчивость к боксованию) выше благодаря плавному (бесступенчатому) регулированию напряжения на тяговых двигателях, что обеспечивает наращивание тягового усилия без рывков, приводящих к преждевременному срыву в боксование. Плавное регулирование достигнуто применением в выпрямительных установках тиристоров вместо обычных диодов, также это позволяет заменить реостатное торможение рекуперативным — выработанный тяговыми двигателями постоянный ток инвертируется тиристорами в переменный и через трансформатор возвращается в контактную сеть и далее в систему электроснабжения. Рекуперативное торможение позволяет реализовать тормозное усилие 37 тс при 50 км/ч.

По компоновке оборудования ВЛ80^Р практически не отличается от ВЛ80^Т/ВЛ80^С, за следующими отличиями:

• на тяговом трансформаторе больше нет ЭКГ (он в схеме не нужен);

• также на блоках силовых аппаратов нет линейных контакторов - их заменили быстродействующие выключатели, установленные в трансформаторном помещении;

• по причине замены реостатного торможения рекуперативным убраны блоки тормозных резисторов, на их место (под самую крышу) установлены мотор-вентиляторы №3 и №4.

Кабина соответствует кабине электровоза ВЛ80^Т, за исключением двух отличий:

• в правом верхнем углу кабины, где у электровоза ВЛ80^С установлено расшифровочное табло, в кабине ВЛ80^Р располагается табло с восемью лампами, показывающими состояние каждого быстродействующего выключателя обеих секций (лампа горит - БВ выключен);

• контроллер машиниста вместо главной рукоятки имеет штурвал.

Электровоз ВЛ80^Р-1549 был экспонатом выставки Электро-77 в Москве. Электровоз ВЛ80^Р-1718, выпущенный НЭВЗ-ом в конце 1982 года, стал десятитысячным локомотивом этого завода. ВЛ80^Р — «первая ласточка» семейства отечественных локомотивов переменного тока с тиристорным регулированием, в дальнейшем эту схему силовых цепей унаследовали электровозы ВЛ85, ВЛ65 и машины семейств ЭП1, Э5К.

Электровозы ВЛ80^Р поступали для эксплуатации на тяжёлые по профилю пути участки Красноярской, Восточносибирской, Дальневосточной железных дорог, а также в депо Батайск Северокавказской дороги. Последний локомотив серии (ВЛ80^Р-1869) был выпущен в 1986 году. В настоящее время все электровозы ВЛ80^Р приписаны к локомотивным депо Восточносибирской и Красноярской железных дорог.

Некоторые локомотивы прошли модернизацию на УУЛРЗ и обрели возможность работать по СМЕ в составе трех секций.

Рисунок 1.41 – Трехсекционный электровоз ВЛ80^Р-1766, Красноярский край.

Электровоз ВЛ80^см — строился с 1991 по 1995 год, выпущено 4 ед. Все приписаны к депо Батайск Северокавказской железной дороги.Электровозы с небольшими изменениями в электрооборудовании, кондиционерами и кабинами от ВЛ85.

Опытный грузовой электровоз ВЛ83.

Все поступившие на советские железные дороги грузовые электровозы, построенные до 1976 г., имели опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей, при котором около половины веса электродвигателей передавалось на путь непосредственно через колесные пары. Такое подвешивание менее благоприятно как для самих тяговых электродвигателей, так и для пути по сравнению-с опорно-рамным, при котором вся масса электродвигателя находится над рессорами; на электродвигатель не действуют жесткие удары при прохождении колесами неровностей пути, а электровоз меньше воздействует на путь. Однако опорно-рамное подвешивание требует более сложной и дорогой передачи от вала электродвигателя к колесной паре, что неизбежно вызывает дополнительные затраты на его содержание и ремонт.

С целью накопления опыта проектирования, изготовления и эксплуатации грузовых электровозов с опорно-рамной установкой тяговых электродвигателей ВЭлНИИ спроектировал, а НЭВЗ изготовил в 1976 г. экспериментальный двухсекционный восьмиосный электровоз переменного тока ВЛ83 с одномоторными (мономоторными) тележками (рис. 1.42 и 1.43). Технические требования на электровоз были разработаны ВНИИЖТ-ом. За счет механической связи двух колесных пар каждой тележки предполагалось получить более высокие тяговые свойства локомотива по сравнению с индивидуальным приводом. К тому же уменьшение числа тяговых электродвигателей приводило к сокращению количества электрических аппаратов.

Кузова секций электровоза выполнены по типу кузовов электровозов ВЛ80^Т, ВЛ80^Р. Применение одномоторных тележек с тяговыми электродвигателями, возвышающимися над рамами тележек, потребовало поднятия пола кузова электровоза ВЛ83 на 400 мм по сравнению с электровозами ВЛ80^Т.

Кузов секции опирается на каждую тележку через упругие люлечные подвески, образующие вторую ступень рессорного подвешивания со статическим прогибом 80 мм; имеется также поперечная упругая связь кузова с тележкой. Параллельно люлечному подвешиванию установлены гидравлические гасители колебаний. В продольном направлении кузов связан с тележками наклонными тягами, работающими только на растяжение.

Тележки электровоза имеют цельносварные рамы, состоящие из двух боковых, двух средних и двух концевых балок. На средних балках укреплены редукторы и с помощью лап-проушин тяговые электродвигатели; на концевых балках — кронштейны тормозной системы. Буксовый узел выполнен по типу буксового узла серийных электровозов ВЛ80Т, но имеет несколько удлиненные поводки. Рессорное подвешивание рам тележек состоит из цилиндрических пружин. Статический прогиб этого подвешивания 60 мм.

На электровозе применен групповой привод двух колесных пар тележки от тягового электродвигателя с одним рамным раздаточным редуктором и двумя осевыми редукторами.

Рисунок 1.42 – Электровоз ВЛ83.

Рисунок 1.43 – Боковой вид электровоза ВЛ83.

Рамный раздаточный редуктор одноступенчатый, состоит из ведущей шестерни, соединенной муфтой с концом вала тягового электродвигателя, двух сцепленных с ведущей шестерней промежуточных и двух ведомых зубчатых колес. Последние соединены с ведущими шестернями осевых редукторов промежуточными валами и трехповодковыми муфтами (две муфты на вал). Передаточное число раздаточного редуктора (52:32) X (52:52) = 1,625; модуль зубчатых колес 12, ширина 130 мм. У осевых редукторов передаточное число 53:27=1,963, модуль зубчатых колес 14, ширина 160 мм.

Таким образом общее передаточное число составляет 3,19. Все зубчатые колеса прямозубые. Оси всех пяти зубчатых колес раздаточного редуктора находятся в одной горизонтальной плоскости, расположенной на высоте 1125 мм над уровнем головок рельсов. Ведомые зубчатые колеса осевых редукторов напрессованы на оси колесных пар. Диаметр колес при новых бандажах 1250 мм

Тележки имеют тормозную рычажную передачу с односторонним нажатием колодок на колеса; с каждой стороны тележки располагается тормозной цилиндр, действующий на два колеса. Электровоз оборудован кранами машиниста № 395.003 и воздухораспределителями № 270.005-1.

На каждой секции электровоза установлен тяговый трансформатор ОДЦЭ-7500/25Б, имеющий сетевую обмотку (номинальное напряжение 25 кВ), восемь тяговых обмоток, две обмотки возбуждения и одну обмотку вспомогательных нужд электровоза

От тяговых обмоток однофазный ток поступает в преобразователь частоты и числа фаз ПЧФ-У, выполненный на тиристорах Т-500. Частота трехфазного тока на выходе преобразователя регулируется от 0 до 150 Гц. Этим током питаются статорные обмотки вентильных (синхронных) тяговых электродвигателей, причем напряжение на них регулируется плавно.

Вентильный тяговый электродвигатель НБ-604 представляет собой десятиполюсную синхронную машину с неявнополюсным ротором. Статорная обмотка состоит из двух независимых звезд, нулевые точки которых глухие. Изоляция статора класса F, ротора — класса Н. Питание обмотки ротора осуществляется через контактные кольца от обмоток возбуждения трансформатора через управляемую выпрямительную установку. Диаметр ротора 1240 мм.

Тяговый электродвигатель при напряжении 955 В и расходе охлаждающего воздуха 220 м3/мин развивает часовую мощность 1800 кВт (ток 2ХЮ00 А, частота вращения ротора 710 об/мин, cosφ=0,878); продолжительная мощность электродвигателя 1675 кВт, масса 7150 кг.

Первоначально электровоз ВЛ83 предполагалось оборудовать коллекторными тяговыми электродвигателями пульсирующего тока, но с целью уменьшения веса, габарита и повышения надежности электродвигателей от коллекторных машин решено было отказаться.

Для отключения сетевой обмотки трансформатора служит главный выключатель ВОВ-25-4М. Регулирование скорости электровоза как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения осуществляется контроллером машиниста КМЭ-79.

На каждой секции электровоза установлены четыре мотор-вентилятора и мотор-компрессор; эти машины приводятся от электродвигателей

АЭ-92-4, получающих питание от расщепителя фаз НБ-455А. Расщепитель приводит во вращение генератор постоянного тока НБ-104.

Электровоз согласно проекту должен иметь следующие тяговые параметры

Режим	Сила тяги, кН (кгс)	Скорость, км/ч
Часовой	490(50 000)	50
Продолжительный	441(45 000)	52
Максимальной скорости	196(20 000)	110

Общая масса электровоза 208 т; нагрузка от колесной пары на рельсы 26 т; минимальный радиус проходимых кривых при скорости 10 км/ч 125 м. Электровоз имеет оборудование для рекуперативного торможения, рассчитанное на работу от конструктивной скорости практически до полной остановки.

Опытные грузовые электровозы ВЛ81 и ВЛ84.

Второй путь замены на грузовых электровозах опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей опорно-рамным — создание электровоза с индивидуальным приводом колесных пар, т. е. когда каждая колесная пара приводится своим электродвигателем, имеющим подвешивание опорно-рамного типа. Это направление специалистами ВЭлНИИ считалось более перспективным, поскольку позволяло упростить конструкцию механической части по сравнению с электровозом, имеющим групповой привод (ВЛ83).

Руководствуясь этими соображениями, конструкторы ВЭлНИИ спроектировали, а НЭВЗ изготовил опытные восьмиосные двухсекционные грузовые электровозы переменного тока – в конце 1976 г. электровоз ВЛ81, а

в 1979 г., используя опыт создания этого электровоза, два электровоза ВЛ84. Одновременно с разработкой индивидуального опорно-рамного привода конструкторы решили вопрос повышения экономичности электровозов переменного тока за счет снижения расхода энергии на вентиляцию.

Электровоз BЛ81. Кузов электровоза ВЛ81 (рис. 1.44) выполнен по типу кузова электровоза ВЛ80^Т с изменениями, связанными с подвешиванием тяговых электродвигателей и применением некоторых новых типов электрического оборудования Длина электровоза такая же, как ВЛ80Т (32 840 мм). Тележки, как и у электровоза ВЛ83, имеют только цилиндрические пружины в рессорном подвешивании; параллельно буксовым пружинам установлены фрикционные гасители колебаний. Колесная база тележек 2700 мм, общая колесная база секции 10 400 мм, диаметр колес 11 250 мм. Статический прогиб рессорного подвешивания первой ступени 58,5 мм, второй ступени 73,5 мм. Для передачи тягового и тормозного усилия, как и на электровозе ВЛ83, применены наклонные тяги.

Тяговый привод состоит из одностороннего одноступенчатого прямозубого редуктора, полой цапфы с подшипниковым узлом, муфты с упругими элементами и деталей крепления муфты к центру зубчатого колеса и колесному центру. Передаточное число редуктора 65:22=2,955, модуль зубчатых колес и шестерен 14.

Рисунок 1.44 – Электровоз ВЛ81.

На электровозе установлены шестиполюсные коллекторные тяговые электродвигатели НБ-507 с компенсационными обмотками. Главные полюсы имеют изоляцию «Моно-лит-2», остальные — полиамидную изоляцию При напряжении на зажимах 1000 В в расходе охлаждающего воздуха 100 м3/мин тяговый электродвигатель имеет следующие параметры:

Максимальная частота вращения якоря 1570 об/мин, масса электродвигателя 4700 кг. Выпрямительная установка (ВУК-4000Т), главный контроллер (ЭКГ-8Ж), главный выключатель (ВОВ-25-4М), ряд аппаратов и вспомогательные машины такие же, как на электровозе ВЛ80Т; в основном сохранена и электрическая схема этого электровоза. Установленный на электровозе ВЛ81 трансформатор ОДЦЭ-5000/25В в отличие от трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б электровоза ВЛ80Т имеет двухрядное расположение радиаторов масляного охлаждения.

Для уменьшения расхода электроэнергии на вентиляцию на электровозе ВЛ81 применена совмещенная система вентиляции, уменьшены расход воздуха и потери напора на охлаждение трансформатора, тяговых электродвигателей, сглаживающих реакторов и выпрямительных установок. За счет этого расходы энергии на вентиляцию у электровоза ВЛ81 составляют 8 % от общих затрат энергии, тогда как у электровозов других типов эта величина достигает 18 %.

Электровоз ВЛ81 при среднеизношенных бандажах имеет следующие основные тяговые параметры:

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86; коэффициент мощности 0,855; масса электровоза 200 т.

Электровоз оборудован реостатным тормозом, мощность тормозных резисторов 7400 кВт, сила торможения при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс). Электровоз ВЛ81 по сравнению с электровозом ВЛ80^Т имеет более высокие мощность и силу тяги (при часовом режиме соответственно на 13,8 и 15 % и на 20 % более высокую мощность при конструктивной скорости).

Электровоз ВЛ81 после наладочных испытаний системы вентиляции и предварительной оценки динамических качеств в 1977 г. поступил в опытную эксплуатацию. В 1978 г. он прошел динамико-прочностные испытания. После испытаний тележки с опорно-рамным подвешиванием были заменены тележками с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (НБ-418К6 вместо НБ-507), и электровоз вновь поступил в опытную эксплуатацию в депо Батайск.

Электровоз BЛ84. Результаты испытаний электровоза ВЛ81 были использованы при создании новых опытных двухсекционных восьмиосных грузовых электровозов переменного тока ВЛ84 (рис. 1.45 и 1.46). Так как техническими требованиями на эти электровозы предусматривалось исполнение их для работы в условиях холодного климата Байкало-Амурской магистрали (исполнение ХЛ), то они часто назывались электровозами для БАМа.

У электровоза ВЛ84 несколько удлинен кузов по сравнению с его предшественниками, что, в частности, позволило увеличить размеры кабин машиниста, установить оборудование для кондиционирования воздуха.

Кузова секций опираются на двухосные тележки через люльки; рамы тележек опираются на колесные пары через цилиндрические пружины, параллельно которым включены гидравлические демпферы. Общий статический прогиб рессорной системы составляет 120 мм. Буксы бесчелюстные. Тяговое и тормозное усилия от тележки к кузову передаются через наклонные тяги. Вращающий момент от тяговых электродвигателей установленных на рамах тележек, передается с помощью одностороннего прямозубого редуктора, большое зубчатое колесо соединено с полым валом упругой резинокордной муфтой или поводками, а полый вал такими же элементами соединен с колесным центром, т. е. конструкция привода аналогична принятой на электровозе ВЛ81. Такая схема привода была впервые применена на построенном в 1976 г. пассажирском тепловозе ТЭП75. Изготовление для электровозов ВЛ84 двух вариантов привода сделано с целью выбора на основании исследований и опытной эксплуатации наиболее совершенной конструкции. Диаметр колес при новых бандажах 1350 мм; передаточное число редуктора 72:23=3,13; модуль зубчатых колес 13.

Рисунок 1.45 – Электровоз ВЛ84.

Механические тормоза выполнены с двусторонним нажатием колодок на колеса. Каждая колесная пара имеет свой тормозной цилиндр диаметром 10".

Рисунок 1.46 – Боковой вид секции электровоза ВЛ84.

На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-5300/25-78 ХЛ-2, имеющий сетевую обмотку номинальной мощностью 5590 кВ- А (напряжение 25 кВ), две группы тяговых обмоток, состоящие из шести секций, каждая из которых рассчитана на номинальный выпрямленный ток 1950 А и напряжение холостого хода 435 В, обмотку собственных нужд для питания вспомогательных машин (номинальная мощность 223 кВ- А, напряжение холостого хода 232, 406, 638 В, номинальный ток 550 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей 2X261 В, 750 А. Охлаждение трансформатора масляное с принудительной циркуляцией масла и его воздушным охлаждением в радиаторах.

От каждой группы из трех тяговых обмоток напряжение, плавно регулируемое с помощью последовательно соединенных трех полууправляемых мостов, подается на зажимы двух параллельно включенных тяговых электродвигателей. Ранее такая схема была применена на электровозах Sri, изготовлявшихся НЭВЗом для железных дорог Финляндии. Три полупроводниковых моста смонтированы в одной выпрямительной установке (всего на электровозе четыре установки). Каждое управляемое плечо моста состоит из шести параллельно включенных тиристоров; в неуправляемых плечах моста включены параллельно по пять диодов В2-1600. Выпрямительная установка рассчитана на номинальный ток 2Х 1600 А.

Электровозы имеют независимое возбуждение тяговых электродвигателей в режиме тяги и реостатного торможения. При этом обмотки всех: восьми электродвигателей включаются последовательно и получают питание через управляемую выпрямительную установку, выполненную по двухполупериодной схеме с нулевым выводом. В каждом из двух плеч установки включено параллельно по четыре тиристора Т-1000. При реостатном торможении якоря электродвигателей подключаются к индивидуальным тормозным резисторам.

Первоначально в соответствии с техническими требованиями электровозы BЛ84 предполагалось изготовить с рекуперативным торможением, но в дальнейшем применили реостатное торможение.

На электровозе установлены восемь шестиполюсных тяговых электродвигателей НБ-507 несколько измененной конструкции. В отличие от электродвигателей электровоза BЛ81 их номинальное напряжение повышено до 1050 В, расход охлаждающего воздуха составляет 95 м3/мин, на 17 мм увеличена длина централи. Поэтому изменились и основные параметры электродвигателей.

Масса электродвигателя 4600 кг, минимальное возбуждение 42 %. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку, главную и рукоятку скорости. Положения реверсивной рукоятки: О — нулевое, Т — тяга (вперед — назад), Р — реостатное торможение (вперед — назад). Главная рукоятка имеет положения: БВ — быстрое выключение главного выключателя, О — нулевое, П — позиции сбора схемы управления линейными контакторами цепи тяговых электродвигателей, 1—25 позиции регулирования тока в тяговом режиме и тормозного усилия в режиме реостатного торможения. Рукоятка скорости с позициями 1—25 позволяет регулировать скорость электровоза.

Электровозы рассчитаны на работу по системе многих единиц.

В качестве фазорасщепителей, а также привода компрессоров и вентиляторов тяговых электродвигателей на опытных электровозах установлены асинхронные электродвигатели АЭ-92-4; для привода вентиляторов, охлаждающих тормозные резисторы, служат электродвигатели постоянного тока НБ-107, питаемые от секций этих резисторов. Ранее такие электродвигатели были применены на электровозах ВЛ82^М.

Основные тяговые параметры электровозов ВЛ84 при среднеизношенных бандажах:

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86, коэффициент мощности 0,86. Мощность тормозных резисторов 6800 кВт, тормозное усилие при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс), при конструкционной скорости 120 км/ч 137 кН (14 000 кгс). Фактическая масса электровоза 206— 207 т (по техническим условиям 200 ±4 т).

Электровозы ВЛ84 в 1980 г. прошли тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа (ВЛ84-001), а также динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская — Армавир (ВЛ84-002). Затем электровозы поступили для эксплуатации в депо Батайск Северокавказской железной дороги.

Грузовые опытные двенадцатиосные электровозы ВЛ85.

Все построенные до 1983 г. для железных дорог Советского Союза грузовые электровозы являются шести- или восьмиосными и имеют две кабины машиниста, причем два электровоза ВЛ80^С могут управляться одним машинистом, т. е. образовывать как бы шестнадцатиосный локомотив. На электровозах ВЛ80^С, выпускавшихся с середины 1983 г., один машинист может управлять тремя секциями (двенадцатью осями). Такое управление возможно также на электровозах постоянного тока ВЛ11.

Так как секции электровозов имеют по одной кабине машиниста с выходом из нее только в коридоры кузова, то при сцепке трех секций исключается сквозной проход из конца в конец двенадцатиосного локомотива, что ухудшает условия его обслуживания во время эксплуатации. Для устранения этого недостатка, значительного уменьшения количества электрического оборудования и монтажных материалов, ведущего не только к снижению стоимости электровоза, но и к снижению затрат на его ремонт и содержание, ВЭлНИИ разработал проект двухсекционного двенадцатиосного электровоза переменного тока.

По этому проекту НЭВЗ в мае 1983 г. построил опытный электровоз, получивший обозначение ВЛ85-001 (рис. 1.47 и 1.48). В том же году НЭВЗ построил второй электровоз ВЛ85-002.

Проектированию и постройке электровоза ВЛ85 предшествовало длительное обсуждение специалистами-тяговиками типов новых грузовых электровозов, которые должны строиться в двенадцатой (1986—1990 гг.) и последующих пятилетках. По этому вопросу высказывалось два основных мнения. Одно состояло в том, что для грузового движения необходимо строить только четырехосные секции и из них в зависимости от веса поезда и профиля пути составлять восьми-, двенадцати- и шестнадцатиосные локомотивы, при этом широко применять в эксплуатации изменение числа секций с тем, чтобы при обслуживании поездов различного веса на участке более полно использовать тяговые возможности электровоза. Вторая концепция заключалась в том, что в парке грузовых электровозов должны быть локомотивы, составляемые как из четырех-, так и из шестиосных секций, причем при однотипных тяговых электродвигателях, колесных парах, зубчатых передачах и системах управления тяговыми электродвигателями должна иметься возможность формировать локомотив даже из разных по числу осей секций. Это позволяет получать восьми-, десяти-, двенадцати-, четырнадцати-, шестнадцати- и восемнадцатиосные локомотивы.

Рисунок 1.46 – Электровоза ВЛ85.

Рисунок 1.47 – Расположение оборудования на секции электровоза ВЛ85.

1 – блок автоматического управления; 2 – токоприемник; 3 – блок силовых аппаратов; 4 – преобразователь; 5 – аккумуляторная батарея; 6 – тяговый трансформатор; 7 – главный воздушный выключатель; 8 – центробежный вентилятор; 9 – сглаживающий реактор; 10 – блок силовых аппаратов; 11 – блок вспомогательного оборудования; 12 – блок пневматического оборудования; 13 – главный воздушный резервуар; 14 – мотор-компрессор.

Электровоз ВЛ85, состоящий из двух шестиосных секций, явился частичным практическим воплощением второй концепции. Длина этого локомотива по осям автосцепок 45 000 мм, тогда как двенадцатиосный электровоз, составленный из трех секций электровоза ВЛ80^С, имеет длину 49 260 мм, т е более чем на 4 м длиннее. Кузов каждой секции электровоза ВЛ85 опирается на три двухосные тележки, тяговые и тормозные усилия от которых передаются к кузову с помощью наклонных тяг. Средняя тележка может перемещаться в поперечном направлении па отношению к кузову при прохождении электровозом кривых участков пути. Происходит это за счет изменения длины и положения стержней, через которые часть веса кузова передается на среднюю тележку. Каждая опора средних тележек состоит из двух стержней и цилиндрической пружины.

Такая конструкция ходовой части электровоза предварительно была испытана в 1981 г на макетной шестиосной секции на участке Белореченская — Майкоп Северокавказской железной дороги.

По теоретическим расчетам, проведенным ВЭлНИИ, экипаж с осевой формулой 2о-2о-2о лучше экипажа с осевой формулой Зо-Зо по фактору износа колес, набегающих на наружный рельс в кривой, и по возникающим боковым силам. Испытания дали благоприятные результаты.

Механическая часть электровоза ВЛ85 спроектирована таким образом, что под кузов электровоза можно подкатить тележку как с опорно-осевым, так и с опорно-рамным подвешиванием электродвигателей. На каждой секции электровоза установлены тяговый трансформатор ОНДЦЭ 10 000/25-82УХЛ2 и три преобразовательные выпрямительно-инверторные установки ВИП-4000, предназначенные в режиме тяги для преобразования однофазного тока в постоянный с плавным регулированием напряжения, а в режиме рекуперативного торможения — для преобразования постоянного тока в переменный частотой 50 Гц. Трансформатор имеет сетевую обмотку (номинальная мощность 7100 кВ- А, напряжение 25 кВ), три группы тяговых обмоток, состоящих из двух секций каждая (номинальный ток 1700 А, напряжение 1260 В), обмотку собственных нужд (напряжение 630, 405, 225 В и номинальный ток 650 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей (номинальный ток 650 А, напряжение 270 В). Охлаждение трансформатора принудительное масляно-воздушное, масса трансформатора 9900 кгКаждая выпрямительно-инверторная установка рассчитана на питание двух параллельно соединенных тяговых электродвигателей, расположенных на одной тележке. Установка ВИП-4000 по схеме подобна установке ВИП1-2200М электровоза ВЛ80Р, но в ней применены более мощные тиристоры Т353-800 28 класса. Предельный ток вентилей 490 А. Общее количество вентилей в преобразователе 80. Управление преобразователем на электровозы ВЛ85-001 осуществляется с помощью блока БУВИП-113, а на ВЛ85-002 — БУВИП-133 на микроэлектронике.

На опытных электровозах ВЛ85 применены такие же колесно-мотор-ные блоки, что и на электровозах ВЛ80^Т, ВЛ80^С, ВЛ80^Р (тяговые электродвигатели НБ-418К6, передаточное число редуктора 4,19, диаметр колесных пар 1250 мм). Сделано это было для ускорения выпуска опытных электровозов, так как намеченные для них новые тяговые электродвигатели НБ-514 еще не были готовы, а вопросы, связанные с изготовлением опорно-рамной подвески, не были решены. На каждой секции электровоза установлен токоприемник Л-13У1, главный выключатель ВОВ25 4МУХЛ1, контроллер машиниста КМ-87, две последовательно включенные аккумуляторные батареи 21-НК-125, пневматические и электромагнитные контакторы.

На электровозе предусмотрено автоматическое управление движением, обеспечивающее в тяговом режиме разгон с заданным током до заданной скорости с последующим ее поддержанием, а в режиме рекуперативного торможения предварительное подтормаживание, поддержание заданного тормозного усилия в режиме остановочного торможения и заданной скорости при движении на спусках. Для привода вспомогательных машин (вентиляторов, компрессоров) и в качестве фазорасщепителей используются трехфазные асинхронные электродвигатели АНЭ-225Ь4УХЛ2; на каждой секции установлены пять электродвигателей для привода вентиляторов и один для привода компрессора. Эти электродвигатели, изготовленные Владимирским электромоторным заводом, предварительно испытывались в условиях нормальной эксплуатации на электровозах ВЛ80^С.

На электровозе применено поперечное расположение силового оборудования и его блочный монтаж. Это позволило лучше использовать пространство высоковольтной камеры и обеспечить удобный доступ к блокам оборудования. Скорости часового, продолжительного режимов и конструкционная (110 км/ч) первых электровозов ВЛ85 такие же, как у электровозов ВЛ80^Т, ВЛ80^С, ВЛ80, а сила тяги в полтора раза больше, чем у них. Масса электровоза 288 т, т. е. нагрузка от колесных пар на рельсы 24 тс. Электровоз рассчитан на прохождение кривых радиусом 125 м со скоростью 10км/ч.

Опытные электровозы прошли испытания на кольце НЭВЗ, тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа (электровоз ВЛ85-002), динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская — Майкоп Северокавказской железной дороги (электровоз ВЛ85-001). Эксплуатационные испытания электровозы проходили на линии Мариинск — Красноярск — Тайшет, Абакан — Тайшет — Лена и на Северокавказской железной дороге. Государственная комиссия по приемке опытно-конструкторских работ дала заключение, что электровоз ВЛ85 может быть отнесен к высшей категории качества и рекомендовала НЭВЗу в 1985 г. выпустить установочную партию (пять) электровозов ВЛ85, а с 1986 г. приступить к их серийному производству. Проектированием электровозов руководил заместитель директора ВЭлНИИ В. Я. Свердлов.

В 1985 г. НЭВЗ изготовил установочную партию электровозов ВЛ85. На них были установлены тяговые электродвигатели НБ-514, несколько отличающиеся по конструкции и параметрам от тяговых электродвигателей НБ-418К6, но взаимозаменяемые с ними по установочным размерам. Основными отличиями электродвигателей НБ-514 от НБ-418К6 являются изменения конструкции крепления катушек дополнительных полюсов и применение изоляции класса F с более высокой теплопроводностью и влагостойкостью.

При напряжении выпрямленного тока 980 В, возбуждении 98 % и расходе охлаждающего воздуха 95 м3/мин электродвигатель НБ-514 имеет следующие параметры:

Максимальная частота вращения якоря 2040 об/мин, масса электродвигателя 4300 кг.

Повышение мощности нового электродвигателя по сравнению с НБ-418К6 на б % получено за счет увеличения тока на 3 % и номинального напряжения на 3 %.

При тяговых электродвигателях НБ-514 электровоз ВЛ85 имеет следующие тяговые параметры:

В начале 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования электровоза в пассажирском сообщении было применено опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная скорость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически относится к классу универсальных - грузопассажирских.

Электровоз ВЛ65 — шестиосный электровоз переменного тока. Выпускался с 1992 по 1998 годы Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ). Механическая часть (кузов и тележки) создана на базе электровоза ВЛ85 и самыми значительными отличиями являются иная конструкция буксовых узлов и наличие второй кабины вместо межсекционного перехода. Создавался, как замена устаревшим электровозам ВЛ60.

Рисунок 1.48 – Белый электровоз ВЛ65-001. Оренбург.

Основные данные
Страна постройки	Россия
Заводы	НЭВЗ
Годы постройки	1992—1998
Всего построено	48
Конструкционная скорость	120 км/ч
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	переменный однофазный, 25 кВ, 50 Гц
Осевая формула	2O-2O-2O
Часовая мощность ТЭД	6 * 835 кВт
Сила тяги часового режима	245 кН
Скорость часового режима	68 км/ч
Длительная мощность ТЭД	6 * 780 кВт
Скорость длительного режима	70,2 км/ч

Рисунок 1.49 – Расположение оборудования на электровозах ВЛ65 и ЭП1.

1 – главный выключатель; 2 – главный резервуар; 3 – токоприемник; 4 – мотор-компрессоры; 5 – блок силовых и вспомогательных аппаратов; 6 – панель промежуточных реле; 7 – преобразователь частоты и числа фаз; 8 – клеммная панель; 9 – электронный блок управления; 10 – шкаф питания цепей управления; 11 – блок силовых аппаратов; 12 – кронштейн наклонной тяги; 13 – тяговый двигатель; ВИП – выпрямительно-инверторный преобразователь, ВУВ – выпрямительная установка возбуждения, МВ – мотор-вентилятор, ББР – блок балластных резисторов..

Как и у ВЛ85, кузов ВЛ65 опирается на три двухосные тележки. На крайние тележки кузов опирается через обычную люлечную подвеску, а на среднюю через опоры с шарнирами Фуко. Эти опоры имеют большую длину и обеспечивают большой относ тележки, что улучшает вписывание электровоза в кривые. Тягово-тормозные усилия передаются через наклонные тяги.

Отличие от электровоза ВЛ85 заключается в тележках, которые спроектированы заново (тележки ВЛ85 ведут свою родословную ещё с электровоза ВЛ80 и лишь модернизированы под систему передачи усилий для использования на ВЛ85).

Пружины буксового подвешивания опираются не на подвешенную к буксе листовую рессору, а на крылья самой буксы. Кроме того, каждый буксовый узел имеет в своём составе гидрогаситель (амортизатор), гасящий вертикальные колебания. Подвеска тяговых двигателей, как и на ВЛ80 и ВЛ85, опорно-осевая маятниковая, при которой двигатель с одной стороны опирается на ось колёсной пары через моторно-осевые подшипники, а с другой стороны подвешен через резиновые прокладки к серьге, прикреплённой к раме тележки.

Электровоз ВЛ82 — советский двухсистемный электровоз «Владимир Ленин», тип 82.

Двухсистемные электровозы используются на тех железнодорожных магистралях, где есть стыки между участками линий, электрифицированных на постоянном и переменном токе, однако строительство специальной станции стыкования по тем или иным причинам невыгодно. В свою очередь двух-системные электровозы, реализуя полную мощность в обоих режимах, отличаются повышенным весом и стоимостью электрооборудования и его эксплуатации.

Рисунок 1.50 – Электровоз ВЛ82-018 на станции Кисловодск.

Основные данные
Страна постройки	СССР
Заводы	НЭВЗ
Годы постройки	1966-1979
Всего построено	91
Конструкционная скорость	110 км/ч
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	переменный, 25 кВ, 50 Гц; постоянный, 3кВ
Осевая формула	2(2O - 2O)
Часовая мощность ТЭД	8*(700-755) кВт (в зависимости от модификации)
Скорость часового режима	51,0-51,4 км/ч (в зависимости от модификации)
Длительная мощность ТЭД	8*(635-720) кВт (в зависимости от модификации)
Скорость длительного режима	51,6-53,4 км/ч (в зависимости от модификации)

Первые опытные двухсистемные восьмиосные двухсекционные электровозы ВЛ82-001 и ВЛ82-002 были построены Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) в июле 1966 года.

Большинство элементов механической части новых локомотивов были унифицированы с электровозами серии ВЛ80^К. На каждой секции электровоза установлен трансформатор производства. Таллиннского электротехнического завода. Масса трансформатора с маслом — 5800 кг. Шестиполюсные тяговые электродвигатели (ТЭД) НБ-420А были спроектированы специально для данного локомотива. Масса электродвигателя — 4500 кг. Для их охлаждения на каждой секции установлено два мотор-вентилятора. Также каждая из секций оборудована аккумуляторной батареей. В процессе эксплуатации ВЛ82 ТЭД были заменены на двигатели, устанавливаемые впоследствии на электровозы серии ВЛ82^М.

Секции электровоза имеют одинаковые электрические схемы и могут работать по системе многих единиц. При работе с переменным током напряжение к ТЭД подводится через понижающий трансформатор и выпрямительную установку. При питании постоянным током напряжение подводится непосредственно к цепи ТЭД. В обоих случаях напряжение на зажимах двигателей регулируется реостатами. Схема локомотива позволяет использовать реостатное торможение, при котором ТЭД соединяются перекрёстно.

Соединений тяговых двигателей два - сериес-параллельное (СП), при котором на каждой из секций все четыре тяговых двигателя секции соединяются последовательно, и параллельное (П), по два последовательно соединённых двигателя соединяются параллельно. Последовательного соединения всех восьми тяговых двигателей электровоза не предусмотрено. Переключение соединений двигателей и секций пускового реостата выполняется находящимся в каждой секции имеющим электропривод главным контроллером ЭКГ-82, по конструкции аналогичным главному контроллеру ЭКГ-8Ж электровозов ВЛ80^к, ВЛ80^с. Контроллер машиниста также аналогичен контроллеру ВЛ80.

Вспомогательные машины каждой секции – четыре мотор-вентилятора МВ, мотор-компрессор МК, мотор-насос МН масла трансформатора. Все машины, кроме мотор-насоса, имеют высоковольтные (на напряжение 3000 В) коллекторные двигатели, мотор-насос имеет асинхронный двигатель, так как он работает только при езде электровоза на переменном токе и получает питание переменным током от трансформатора. МВ №3 и №4 подключены к отпайкам пуско-тормозного реостата и получают питание при протекании по реостату тока, обдувая реостат. Двигатели МВ №1, МВ №2 и МК имеют каждый свой контактор, демпферный резистор (ограничивающий пусковой ток) и сглаживающий реактор. Пуск МК – реостатный, через несколько секунд после включения часть демпферного резистора закорачивается. На вал МВ №1 насажен генератор тока управления. Генератор синхронный трёхфазный с выпрямителем, в отличие от архаичных коллекторных генераторов электровозов ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ60.

По результатам испытаний на Северокавказской железной дороге завод построил до 1968 года еще 22 электровоза серии ВЛ82.

Первоначально электровозы ВЛ82 эксплуатировались на участке Свеча-Буй-Ярославль Северной железной дороги, а после постройки станции стыкования были переданы в депо Купянск Южной дороги. В 1977—1980 годах большинство локомотивов были переданы в депо Минеральные воды Северокавказской железной дороги.

Рисунок 1.51 – Электровоз ВЛ82^М.

С 1972 года Новочеркасский электровозостроительный завод начал выпуск усовершенствованного варианта двухсистемного электровоза, получившего обозначение ВЛ82^М. Всего до 1979 года включительно было построено 67 таких локомотивов.

От своих предшественников новые локомотивы отличаются уменьшенным передаточным числом, разработанными специально для них новыми ТЭД НБ-407Б, изменениями в схеме электроцепей, новым контроллером машиниста, токоприёмниками и пр. Вес электровоза с 2/3 запаса песка составил 200 т против 188 т для ВЛ82. Различия в конструкции кузова и тележек между ВЛ82 и ВЛ82^м такие же, как между ВЛ10 и ВЛ10^у или ВЛ80^к и ВЛ80^т - установлены круглые окна машинного отделения вместо прямоугольных большой площади, боковые опоры заменены люлечными подвесками. Главное отличие в электрической части - вместо силового контроллера ЭКГ-82 применены индивидуальные линейные и реостатные контакторы и групповые переключатели соединений, контроллер машиниста выполнен по типу контроллера электровоза ВЛ10.

Эксплуатировались электровозы серии ВЛ82^М в депо Купянск Южной железной дороги (и эксплуатируются ныне), депо Красноуфимск (до оборудования станицей переключения), депо Минеральные воды Северокавказской дороги и на Октябрьской железной дороге для вождения поездов от Выборга до границы с Финляндией.

По мере поступления на железные дороги электровозов серии ВЛ82^М электровозы ВЛ82 из-за склонности к боксованию переводились на работу с пассажирскими поездами.

Электровозы серии ВЛ82 фактически представляли из себя электровозы постоянного тока с трансформаторно-выпрямительными устройствами для работы под переменным током.

Устройство определения рода тока.

Рисунок 1.52 – Упрощённая принципиальная схема УРТ.

Задача устройства определения рода тока — надёжно автоматически определять род тока (переменный или постоянный) на токоприёмнике электровоза и выдавать сигналы на соответствующие переключения в высоковольтных цепях — в частности, на разворот переключателя рода тока ПРТ. На электровозах ВЛ82 и ВЛ82^м эту задачу выполняет устройство УРТ-3, работающее в паре с сухим однофазным трансформатором ТОС-41, первичная обмотка которого одним выводом подключена к крышевой шине токоприёмников, а вторым выводом к УРТ-3. Вторичная обмотка, при первичном напряжении 25 кВ выдающая напряжение 160 В, также подключена к УРТ.

При появлении на крышевой шине постоянного тока напряжением 2,2-4 кВ ток проходит через первичную обмотку ТОС, добавочные резисторы и катушку реле РВ4, вызывая срабатывание реле. Реле своими контактами подаёт питание на вентиль постоянного тока ПРТ, низковольтную катушку вентиля защиты ВЗ, подающего сжатый воздух в блокировки высоковольтной камеры, и создаёт цепь удержания БВ.

Рисунок 1.52 – УРТ на электровозе.

.

При переменном токе на токоприёмнике напряжение понижается ТОС, выпрямляется мостом, собранным из двух высоковольтных диодных сборок Д1 и Д2, и вызывает включение реле РВ2. Это, в свою очередь, вызывает разворот ПРТ в положение переменного тока, создание цепей удержания БВ и ГВ и подачу питания на низковольтную катушку ВЗ. Реле РВ4 при этом не срабатывает, так как в дополнение к активному сопротивлению в цепи появляется значительное индуктивное (реактивное — сопротивление переменному току) сопротивление первичной обмотки ТОС, имеющей 1350 витков. Поэтому, несмотря на значительное повышение напряжения, почти всё оно падает на первичной обмотке ТОС и для включения РВ4 оказывается недостаточным.

На высоковольтную катушку ВЗ напряжение подаётся через диодную сборку Д3. При отсутствии этой сборки ток из цепи РВ2 перетекал бы в цепь РВ4 (или наоборот), что вызывало бы неизбежное срабатывание обоих реле. Таким образом, Д3 служит для развязки.

На упрощённой принципиальной схеме УРТ не показаны некоторые элементы — реле РВ1 и РВ3, включенные параллельно соответственно реле РВ2 и РВ4 для дублирования (повышения надёжности работы) и развязывающая диодная сборка Д4 в цепи питания ВЗ от цепи реле РВ3, РВ4. УРТ-3 смонтировано на текстолитовой панели, ТОС-41 установлен отдельно.

Основу эксплуатируемого парка пассажирских локомотивов составляют 6-осные электровозы ЧС2 и ЧС2Т постоянного тока, электровозы ЧС4 и ЧС4Т переменного тока, а также 8-осные электровозы ЧС6, ЧС7 и ЧС200 постоянного тока и с такой же ходовой частью электровозы ЧС8 переменного тока. С середины 90-х гг. на магистральных ж. д. эксплуатируются скоростные пассажирские электровозы (1994 г.), 8-осные односекционные электровозы ЭП200, конструктивную скорость которых предполагалось довести до 250 км/ч, и упрощенная модификация такого электровоза на конструктивную скорость 160 км/ч. В 2001 г. в связи с развитием скоростного движения, выпуск электровозов на максимальные скорости 200-250 км/ч увеличился.

Электровоз ЧС2

(заводские обозначения — 25Ео, 34Е; прозвище — «Чебурашка») — магистральный пассажирский электровоз постоянного тока, строившийся на заводах Шкода с 1958 по 1973 год для железных дорог Советского Союза.

В 1958 году заводы Шкода построили четыре шестиосных электровоза постоянного тока с тяговыми двигателями AL-4846zT часовой мощностью 586 кВт, то есть с такими же как применённые на электровозе ЧС1. Два электровоза имевшие передаточное отношение тяговой передачи 1,951 (заводская серия электровоза 25E₀) предназначались для СССР. Эти электровозы, обозначенные как ЧС2-001 и ЧС2-002 в декабре 1958 года прибыли в депо Москва-Техническая Московско-Курско-Донбасской железной дороги. Два других опытных электровоза (заводская серия 23E) были оставлены в эксплуатации на железных дорогах Чехословакии, с получением индекса E 699.0.

Рисунок 1.53 – Опытный электровоз 25Ео, построенный для чехословацких железных дорог.

Основные данные
Страна постройки	Чехословакия
Заводы	Шкода
Годы постройки	1958—1973
Всего построено	942 (001-874, 877-944)
Технические данные
Род тока и напряжение в контактной сети	постоянный, 3 кВ
Осевая формула	3О+3О
Эксплуатируются
Страны	СССР, Россия, Украина, Чехия

Кузов электровоза сварной конструкции представляет собой одну пространственную ферму, включающую в себя и нижнюю главную раму. Тележки электровоза трёхосные. Тормозное и тяговое усилие от тележек к кузову передаётся через шкворни, жёстко укреплённые в раме кузова, взаимодействующие с шаровыми сочленениями, помещёнными в балках тележек. Предусмотрено свободное поперечное перемещение тележек относительно кузова на 60 мм. Вес кузова передаётся на тележки через четыре боковые опоры. От рамы тележки на колёсные пары вес передаётся через резиновые сайлент блоки, установленные по концам листовых подбуксовых рессор. Буксы электровоза имеют по одному сферическому двухрядному подшипнику, в отверстия букс входят стержни (цапфы), запрессованные в раму тележки — через них передаются горизонтальные усилия. Рессоры второй и третьей колёсных пар первой тележки были соединены между собой продольными балансирами; на второй тележке соединены балансирами четвёртая, пятая и шестая колёсные пары. Между собой тележки соединяются сочленением с пружинным возвращающим устройством, не препятствующим продольному перемещению тележек. Для лучшего вписывания в кривые толщина гребней 2-й и 5-й колёсных пар была уменьшена на 10 мм.

Тяговые электродвигатели электровоза могут соединяться последовательно, последовательно-параллельно, и параллельно. На ходовых позициях каждого соединения было предусмотрено 5 ступеней ослабления возбуждения: 80 %, 65 %, 50 %, 40 %, 35 %. Переход с одного соединения ТЭД на другое осуществляется методом шунтирования электродвигателей резисторами.

Главный переключатель электровоза имеет 39 контакторных элементов, расположенных в два ряда, по обе стороны от кулачковых валов. Привод главного переключателя — пневмодвигателем системы Skoda. Переключатель имеет нулевую, подготовительную (X), 40 рабочих и 6 переходных позиций. Ходовые позиции (то есть позиции, на которых допускается длительная езда) — 22, 33, 40. Ослабление возбуждения осуществляется с помощью отдельного шестипозиционного переключателя с 20 контакторными элементами, похожего по конструкции на главный переключатель, но имеющим лишь один ряд контакторных элементов.

Высоковольтные цепи от токов короткого замыкания и перегрузок защищают быстродействующий выключатель, дифференциальные реле (№ 015 в силовой цепи и № 201 во вспомогательной), реле перегрузки ТЭД и тепловые реле вспомогательных двигателей. Включение двигателей вспомогательных машин и калориферов отопления кабин осуществляется электромагнитными контакторами.

Для охлаждения тяговых электродвигателей и пуско-тормозных резисторов на электровозе установлены два центробежных мотор-вентилятора с электродвигателями постоянного тока, рассчитанными на номинальное напряжение 3 000 В. Мотор-вентиляторы имеют два режима работы: малая скорость (зимний режим) и высокая скорость (летний режим). Для создания запаса сжатого (0.75-0.9 МПа) воздуха на электровозе установлены два мотор-компрессора с электродвигателями постоянного тока, рассчитанными на номинальное напряжение 3 000 В. Мотор-компрессоры имеют два режима работы: автоматический и ручной.

При диаметре колёс 1250 мм, передаточном числе 1,951 и напряжении на ТЭД 1500 в, электровозы развивали в часовом режиме силу тяги 17,3 тс и скорость 72,4 км/ч; в продолжительном режиме силу тяги 14,3 тс и скорость 76,1 км/ч. Максимальная допустимая скорость для опытных электровозов была установлена 140 км/ч, при конструкционной скорости 160 км/ч.

Рисунок 1.54 – Электровоз серии ЧС2.

Серийные электровозы ЧС2.

С учетом опыта испытаний и эксплуатации электровозов ЧС3, ЧС2-001, ЧС2-002 заводы Шкода спроектировали и изготовили в 1961 году первые электровозы заводской серии 34E₀. Первые электровозы типа 34E₀ начали поступать в Советский Союз в середине 1962 года.

Кузов и дизайн у этих электровозов был значительно изменен. Рамы тележек были выполнены из сваренных по горизонтальной плоскости корытообразных профилей, что позволило избежать образования трещин.

Для определения влияния на тяговые качества электровоза разных систем рессорного подвешивания у электровоза ЧС2-004 продольные балансиры расположили между второй и третьей колесными парами, а у ЧС2-003 между первой и второй. На электровоз был применен тяговый привод по типу примененного на электровозе ЧС3 (привод системы Шкода), но с передаточным числом 1,75. Тяговые двигатели были заменены на AL-4846eT с часовой мощностью 700 кВт.

На электровозах изменилось расположение оборудования, изменены применяемые типы вспомогательных машин. Вместо четырех мотор-вентиля-торов были установлены два, двигатели этих вентиляторов были рассчитаны на полное напряжение контактной сети — 3000 в. От этих вентиляторов через клиноременную передачу приводились также и генераторы цепей управления. Мотор-компрессоры состояли из электродвигателя постоянного тока мощностью 17 кВт и компрессора К2 (трехцилиндровый двухступенчатый) производительностью 2,5 — 2,7 м³/мин при частоте вращения вала электродвигателя 1350 об/мин. Чугунные пусковые резисторы были заменены на более легкие фехралевые.

Изменения коснулись и силовой схемы электровоза. Для уменьшения числа контактов была изменена схема включения ТЭД (якорь и обмотка возбуждения соседних ТЭД включались последовательно). Изменились ходовые позиции главного переключателя, ими стали 20, 33, 42-я. На электровозе был применен новый контроллер машиниста. Была изменена конструкция токоприемников.

Для удобства ремонта отдельных электроаппаратов, к которым подводилось много проводов цепей управления, соединение жгутов проводов стало выполняться с помощью малогабаритных штепсельных разъемов по типу применяемых в самолетостроении. Для подъема токоприемника был установлен небольшой мотор-компрессор с электродвигателем, работающим от аккумуляторной батареи.

При диаметре колес 1250 мм и напряжении на зажимах ТЭД 1500 в, новые электровозы 34E0 имели следующие параметры: часовой режим — сила тяги 16,5 тс и скорость 91,5 км/ч; продолжительный режим — сила тяги 13,7 тс и скорость 96,9 км/ч. На максимальной скорости 160 км/ч сила тяги составила 8,7 тс при ослаблении возбуждения 40 %.

Электровозы ЧС2-003 и ЧС2-004 испытывались на участке Ленинград — Малая Вишера, где развивали скорость 160 км/ч. В 1965 году электровозы были переданы на Куйбышевскую дорогу. В январе 1975 года эти электровозы были исключены из инвентаря.

С 1962 года начались поставки электровозов заводской серии 34E₁, в конструкцию этих электровозов внесены следующие изменения: перенесена из кузова в подкузовные ящики аккумуляторная батарея, изменено расположение сигнальных ламп на пульте, заменен кран вспомогательного тормоза (применен кран условный номер 254), заменен воздухораспределитель (применен 292 — типовой для железных дорог СССР). Система рессорного подвешивания осталась такой как на электровозе ЧС2-004.

С 1963 года начались поставки электровозов заводской серии 34E₂. На этих электровозах при неизменном диаметре бандажа (1250 мм) изменена с 75 до 90 мм толщина бандажа (за счет уменьшения диаметра центра колесной пары). С 205 электровоза начата заводская серия 34E₃, с 244 — 34E₄.