Этапы развития ЭПС. Классификация ЭПС. Системы электрической тяги на железных дорогах

1.

ЛЕКЦИЯ 1
Этапы развития ЭПС.
Классификация ЭПС.
Системы электрической тяги на
железных дорогах.

2.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ
СОСТОЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ
ДОРОГ
Первая электрическая железная дорога демонстрировалась в
1879 г. фирмой “Siemens und Halske” на промышленной
выставке в Берлине. Электровоз мощностью 2,2 кВт
перевозил три вагончика с 18 пассажирами.
В 1880 г. в Петербурге инженер Ф. А. Питроцкий
оборудовал 40-местный вагон конно-железной дороги
электродвигателем мощностью 2,95 кВт и проводил
опытные поездки. Первый участок с электровозным
движением быт открыт в 1895 т. на железной дороге
Балтимор—Огайо (США).

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Электровозом называется локомотив, источником
энергии которого является электрическая энергия,
получаемая через контактную сеть от электрических
станций.
Тяговые электродвигатели преобразуют ее в
механическую энергию вращения колесных пар
электровоза.

10.

Неавтономными локомотивами называют электровозы и
моторные вагоны, на которых для питания тяговых
электродвигателей
используется
электроэнергия,
вырабатываемая на электростанциях и передаваемая по линиям
электропередачи через тяговые подстанции и тяговую сеть.
Благодаря отсутствию теплового двигателя и запаса топлива
мощность электровоза почти в 2 раза больше, чем у тепловоза
такой же массы.
Неавтономные моторные вагоны для перевозки
пассажиров на пригородных, внутригородских и междугородних
линиях формируются в электропоезда, куда могут быть включены
и прицепные вагоны. Электровозы и электропоезда называют
электрическим подвижным составом (э. п. с).

11.

СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО И ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Участок электрифицированной железной дороги постоянного тока и
питающих его устройств

12.

Схема электроснабжения электрической
железной дороги

13.

Преимущества ж.д. транспорта:
1.
Возможность
перевозки
большого
количества
грузов.
На
двухпутной
электрифицированной
железнодорожной
линии может перевозиться до 100 млн. т
грузов в год (при отсутствии пассажирских
перевозок). По однопутной линии можно
перевезти 17-18 млн. т грузов в год в одном
направлении.
В
этом
отношении
железнодорожный транспорт превосходят все
виды транспорта, кроме морского.

14.

2.
Сравнительно низкая
себестоимость
перевозок и достаточно высокая скорость
доставки грузов.
З.
Независимость работы от времени года
суток и погодных условий, универсальность по
отношению к видам грузов.
Интенсивность
перевозочной
работы
железнодорожного
транспорта
характеризуются
грузонапряженностью,
которая является отношением грузооборота к
длине железнодорожной линии и измеряется в
миллионах тонно-километров брутто на
километр (млн. т-км брутто/км).

15.

НЕАВТОНОМНЫЙ ТЯГОВЫЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
При неавтономной (электрической) тяге мощность локомотива не ограничена
мощностью первичного двигателя, поэтому локомотивы на электрической тяге
могут развивать значительно бóльшую мощность по сравнению с автономными
локомотивами. (электровоз 2ЭС10 "Гранит" развивает мощность 4200 кВт (5710
л.с.) на одну секцию). Эксплуатационные затраты на техническое обслуживание
и текущий ремонт ЭПС ниже, чем автономного. По провозной способности
электрифицированные линии превосходят неэлектрифицированные, а
применение рекуперативного торможения позволяет значительно экономить
энергоносители. Введение электрической тяги требует существенных
капиталовложений в устройство линий электропередачи, тяговых подстанций и
контактной сети, однако такие затраты на железных дорогах с высокой
интенсивностью движения быстро окупаются. Поэтому электрическая тяга нашла
широкое применение на грузонапряженных линиях, на линиях со скоростным
движением и в пригородном пассажирском движении.
Неавтономный тяговый подвижной состав представлен электровозами, которые
бывают постоянного тока, переменного тока и двойного питания
(двухсистемными).

16.

17.

В конструкциях электровозов различают механическую часть,
электрическое и пневматическое оборудование.
К механической части электровозов относятся кузов, элементы
ходовой части (тележки с колесными парами, буксовыми узлами,
рессорным подвешиванием и тормозной рычажной передачей),
ударно-тяговые приборы.
Электрическое оборудование включает в себя тяговые
электродвигатели, тяговые трансформаторы и выпрямители (только
на ЭПС переменного тока и двойного питания), аппараты
управления и защиты (высоковольтные и низковольтные),
крышевое
электрическое
оборудование,
вспомогательные
электрические машины (мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры,
генераторы тока управления и пр.).
Пневматическое оборудование включает в себя приборы питания
сжатым воздухом, приборы управления тормозами и приборы
торможения.

18.

Кузов электровоза служит для размещения в нем кабин управления,
электрического и пневматического оборудования. У современных электровозов
кузов непосредственно участвует в передаче тяговых усилий на автосцепные
устройства (у электровозов прежних конструкций тяговые усилия передавались
через рамы сочленных тележек).
Основным несущим элементом кузова является его рама, через которую
передаются тяговые и тормозные усилия. Конструкция рамы должна
обеспечивать необходимую прочность при действии на кузов всех нагрузок - как
вертикальных, так и горизонтальных. Силовыми элементами рамы являются
буферные брусы, на которых расположены розетки под автосцепные
устройства, шкворневые балки, продольные и поперечные швеллеры. Рамы
электровозов переменного тока в средней части имеют поперечные балки для
установки тягового трансформатора. Боковины рамы прикрыты обносными
листами, образующими "юбку" кузова. К нижней части буферных брусов
крепятся путеочистители, предназначенные для исключения попадания крупных
предметов под колесные пары. Путеочиститель рассчитан на продольное усилие
117—137 кН (12—14 тс), приложенное к его нижней части. Положение
путеочистителя по отношению к рельсам по мере износа бандажей колес
регулируют с помощью подвижного козырька, в котором для этой цели имеется
несколько рядов отверстий.

19.

Каркас кузова и его наружную обшивку выполняют из металла.
Отдельные элементы кузова, например, облицовка кабин
управления, могут выполняться из неметаллических материалов. У
односекционных электровозов кабины управления находятся в
обоих концах кузова, у двухсекционных электровозов - на одном
конце каждой секции. В кабинах электровозов устанавливаются
аппараты управления тяговым режимом - контрóллеры, приборы
управления
электрическим
оборудованием,
контрольноизмерительные приборы и приборы управления тормозами. В
машинном отделении кузова располагаются высоковольтная
камера (ВВК) с электрической аппаратурой силовых цепей,
вспомогательные машины, а на электровозах переменного тока и
двойного питания - тяговые трансформаторы, переходные
реакторы и выпрямители.

20.

Крыша кузова электровоза имеет съемные элементы для обеспечения
монтажа и демонтажа крупногабаритных узлов и агрегатов. На крыше кузова
электровоза размещается крышевое оборудование: токоприемники, дроссели
радиопомех, высоковольтные разрядники, главные выключатели (на ЭПС
переменного тока), токоведущие шины, а также главные резервуары. В
крыше имеются люки для заправки песочниц и для доступа к узлам
электровоза, расположенным неосредственно под крышей. Для перемещения
обслуживающего персонала по бокам крыши предусмотрены деревянные
трапы.
Тележки большинства электровозов имеют раму сварной конструкции. Рама
тележки локомотива передает значительные тяговые усилия, поэтому должна
обладать высокой прочностью и надежностью. Для соединения с кузовом рама
тележки
имеет
шкворневой
брус,
а
по
ее
бокам
расположены кронштейны люлечного подвешивания и гасителей колебаний.
К
раме
тележки
через
двухступенчатое
рессорно-пружинное
подвешивание и буксовые узлы крепятся колесные пары. На раме тележки
установлены тяговые электродвигатели с патрубками подвода и отвода
воздуха и зубчатой передачей, а также тормозное оборудование.

21.

Колесная пара электровоза

22.

Колесные пары локомотивов формируются из отдельных
центров со
двух колесных
элементов: оси,
съемными бандажами, фиксируемых стопорными кольцами.
центров
колесных
ступиц
части
удлиненные
На
Оси
передачи.
колеса зубчатой
напрессованы зубчатые
колесных пар заканчиваются усиленными шейками, на которые
подшипниками. Зубчатые
роликовыми
опираются буксы с
шестернями,
малыми
с
зацепление
в
колеса входят
расположенными на валах тяговых электродвигателей. Зубчатая
передача закрывается защитным кожухом. На современных
электровозах применяют индивидуальный привод, при котором
каждая колесная пара приводится во вращение отдельным
тяговым электродвигателем, связанным с ней через зубчатую
передачу.

23.

В качестве тяговых электродвигателей (ТЭД) на большей части
электровозов
применяются электродвигатели
постоянного
тока с
последовательным
возбуждением.
Такие
электродвигатели
обладают
хорошими
тяговыми
характеристиками и рассчитаны на номинальное напряжение
1500 В. Скорость движения электровоза и его тяговая мощность
регулируются изменением напряжения, подаваемого на тяговые
электродвигатели.
На электровозах постоянного тока напряжение на тяговых
электродвигателях изменяется включением в их цепь различного
числа пусковых резисторов, а так же изменением способа
подключения групп тяговых электродвигателей к контактной сети
напряжением 3 кВ:

24.

последовательное (С) - все электродвигатели подключаются
последовательно (друг за другом) и напряжение на каждом из
двигателей (Uдв) равно напряжению в контактном прповоде
(Uкс), поделенному на число двигателей, т.е. для шестиосного
электровоза Uдв = Uкс/6, т.е. 3000/6=500 В;
последовательно-параллельное (СП)
электродвигатели
подключаются двумя группами из одинакового числа двигателей,
т.е. для шестиосного электровоза - двумя группами по три
двигателя, таким образом напряжение на каждом двигателе Uдв
= Uкс/3, т.е. 3000/3=1000 В;
параллельное (П) - электродвигатели подключаются несколькими
группами по два двигателя в каждой, т.е. для шестиосного
электровоза - тремя группами по два двигателя, таким образом
напряжение на каждом двигателе Uдв = Uкс/2, т.е. 3000/2=1500 В.

25.

На электровозах переменного тока изменение напряжения на тяговых электродвигателях
производится путем их переподключения к секциям тягового трансформатора,
первичная обмотка которого подключается к контактной сети напряжением 25 кВ, а со
вторичной обмотки снимаются различные величины более низкого напряжения (от 100
до 1500 В) . Такое управление является более гибким и эффективным, а электрические
цепи электровозов - более надежными.
Основным недостатком электродвигателей постоянного тока является сложность их
конструкции и низкая надежность щеточно-коллекторного узла, являющегося их
неотъемлемой частью. В связи с этим на тяговом подвижном составе начали применять
асинхронные тяговые электродвигатели переменного тока, имеющие более простую
конструкцию, более высокую надежность, меньшие габаритные размеры и вес.
Основным фактором, сдерживающими широкое использование таких электродвигателей,
является необходимость разработки сложных систем частотно-импульсного
регулирования - тяговых преобразователей.
Все переключения в силовых цепях тяговых электродвигателей производятся с помощью
специальных электрических аппаратов - индивидуальных контакторов и групповых
переключателей. Изменение направления движения электровоза осуществляется за счет
реверсора. Перевод электровоза из режима тяги в режим электрического торможения
производится тормозным переключателем

26.

Для соединения электрического оборудования электровоза с контактной сетью
используются токоприемники. Электровозы имеют по два и более
токоприемника. Токоприемники на электровозах постоянного тока имеют более
массивную конструкцию, так как обеспечивают пропускание тяговых токов
бóльших значений. В обычных условиях на электровозе поднят один
токоприемник. При трогании с места, при разгоне тяжелого поезда и в условиях
обледенения контактного провода на электровозе поднимаются все
токоприемники.
Для защиты силовых цепей электровоза от перегрузок и короткого замыкания
применяются аппараты защиты: быстродействующие выключатели (БВ),
дифференциальные реле, реле перегрузки, реле напряжения и др.
К
электрическим
вспомогательным
машинам
относятся
моторыкомпрессоры, моторы-вентиляторы, объединенные с генераторами тока
управления, моторы-преобразователи (возбудители) и другие. Эти машины
получают питание от высоковольтной сети через собственные аппараты
управления и защиты. Генераторы тока управления обеспечивают
функционирование низковольтного электрооборудования и приводятся во
вращение
двигателями
мотор-вентиляторов,
либо
собственными
электродвигателями.
При
неработающих
генераторах
низковольтное
электрооборудование электровоза получает питание от аккумуляторных
батарей. Зарядка аккумуляторных батарей производится от работающих
генераторов тока управления.

27.

Электровозы классифицируют по роду
питания.
Если электровозы работают в тяговой сети
напряжением 3000 В постоянного тока, они
называются электровозами постоянного тока.
Электровозы, работающие в тяговой сети
напряжением 25 000 В промышленной частоты
50
Гц,
называются
электровозами
переменного тока.

28.

ЭЛЕКТРОВОЗЫ
Постоянного тока
Переменного тока
Двойного питания
Многосистемные

29.

Относительно простым устройством электрической части и
низкой
стоимостью
характеризуются
электровозы
постоянного тока, так как в них электроэнергия контактной
сети непосредственно может подводиться к тяговым
двигателям
без
применения
промежуточных
преобразовательных устройств. Электровозы переменного
тока всегда оснащаются преобразовательными установками,
например понижающим трансформатором и устройствами
для преобразования переменного тока в постоянный
(выпрямителями). Наличие преобразовательных устройств
делает электровозы переменного тока более сложными и
дорогими, но в то же время упрощает конструкцию
элементов тяговой сети.
Если электровоз рассчитан для работы сразу в нескольких
тяговых системах, его электрическая часть значительно
усложняется, поэтому самыми дорогими электровозами
являются электровозы двойного питания и многосистемные.

30.

Классификация электроподвижного состава
по роду службы
Электрический
подвижной состав
Моторные вагоны
междугородние
пассажирские
пригородные
Тяговые
агрегаты
промышленные
маневровые
пассажирские
грузовые
грузовые
метро
электровозы

31.

Грузовые электровозы предназначены для вождения
составов из грузовых вагонов На железных дорогах с
большой грузонапряженностью необходимо водить
грузовые составы массой 4000 т. и более. Для этого
грузовые электровозы должны развивать силу тяги 400600 кН. Максимальная сира тяги грузового электровоза
ограничена прочностью сцепки вагонов и составляет 650
кн.
Существующая конструкция железнодорожного пути
позволяет эксплуатировать электровозы с нагрузкой до
230 кН и силой тяги до 60 кН на каждую движущую ось.
Для реализации такой силы тяги 400- 600 кН требуются
шести-, восьми- и 12-осные грузовые электровозы.
Причем восьмиосный электровоз состоит из двух
четырехосньх секций, а 12осный - из двух шестиосных или
трех четырехосных секций.

32.

Пассажирские электровозы предназначены для
вождения пассажирских поездов с максимальными
скоростями до 160-200 км/ч. Каждая движущая ось
электровоза с тяговым двигателем мощностью 1000 кВт
с учетом допустимой его перегрузки может развивать
силу тяги 50 кН при скорости 100 км/ч и 18-20 кН при
200 км/ч. Число вагонов ограничено длиной платформ
на станциях и может достигать 12- 20. Для вождения
таких поездов достаточно иметь шести- или
восьмиосные электровозы с нагрузкой от колесной
пары на рельсы 200- 210 кН. Схема пассажирского
поезда аналогична схеме грузового.

33.

Маневровые электровозы предназначены
для вождения поездов в пределах одной
станции или одного железнодорожного узла.
В пределах одной станции маневровые
локомотивы
выполняют
работы
по
переформированию
составов,
подаче
поездов под магистральные локомотивы,
маневрам подвижного состава на деповских
путях и т. д.
В
пределах
железнодорожного
узла
маневровые электровозы могут
привлекаться для вывозной и передаточной
работы.

34.

Промышленные электровозы предназначены для
эксплуатации на вневедомственных железных
дорогах и могут выполнять:
– маневровую работу на подъездных путях
промышленных
предприятий
(маневровопромышленные электровозы);
– поездную и вывозную работу на рудничных
железных дорогах, карьерах и открытых горных
разработках (рудничные и карьерные электровозы);
– перемещение вагонов с коксом между коксовыми
печами и тушильной башней (коксотушильные
электровозы). Могут использоваться – для тяги
поездов
на
автоматизированных
пунктах
углепогрузки (маневровые тягачи).

35.

Схемы электрических поездов: В - вагон: М- моторный вагон; Пприцепной вагон: Э - электровоз; ЭУ - электровоз управления: В вагон. Г- головной вагон Г - головной моторный

36.

Грузовые электровозы
Конструктивные
схемы
локомотивов
предоставляют информацию об особенностях
конструктивного исполнения их механической
части, а также об их осевой формуле.
По осевой формуле локомотива можно
определить количество колесных пар и
тяговых
двигателей,
число
тележек,
количество
осей
в
тележке,
месторасположение
автосцепок
и
особенности передачи продольных усилий от
локомотива к составу.

37.

К грузовым электровозам первого поколения относятся
электровозы, построенные в период с 1932 по 1956 г.
Кузов 3 шестиосного электровоза через шкворневые узлы 5
опирается на две трехосные тележки 2, имеющие по три
колесные пары 6. Кузов на торцевых концах имеет по кабине
управления, а на крыше два токоприемника 4.

38.

Особенности всех электровозов первого поколения:
– расположение автосцепки 1 на раме тележки 2;
– наличие между тележками сочленяющего устройства 7;
– передача продольных сил от локомотива к составу через
рамы тележек и сочленяющее устройство 7.
Рассмотрим, как записывается осевая формула локомотива с
подобной конструктивной схемой
3о + 3о
В осевой формуле количество цифр указывает на количество
тележек в ходовой части, сама цифра ≪3о≫ – количество
колесных пар в одной тележке; нижний индекс ≪о≫
указывает на индивидуальный привод каждой колесной
пары; знак ≪+≫ указывает на наличие сочленяющего
устройства между тележками.
Подобную осевую формулу имели самые первые
отечественные грузовые электровозы постоянного тока серий
ВЛ19, ВЛ22 и ВЛ23.

39.

Аббревиатуру ≪ВЛ≫ (Владимир Ленин) до
середины 1990-х гг. имели все грузовые
электровозы, выпускавшиеся Новочеркасским
(НЭВЗ)
и
Тбилисским
(ТЭВЗ)
электровозостроительными заводами. Число в
названии грузовых электровозов (1) первого
поколения указывало на осевую
нагрузку в тоннах, например у электровозов
ВЛ22 давление от колесной пары на рельсы
составляло 22 т.

40.

Конструктивная схема восьмиосного грузового электровоза
первого поколения.
Увеличение количества колесных пар и тяговых двигателей
позволяет повысить мощность электровоза, при этом для
улучшения вписывания в кривые применяют двухосные
тележки, а внутреннее оборудование распределяют на два
кузова. Подобную конструктивную схему имели грузовые
электровозы постоянного тока серии ВЛ8, где число в названии
указывало количество осей. Его осевая формула записывается
следующим образом:
2о + 2о + 2о + 2о

41.

Конструктивная схема шестиосного грузового
электровоза второго поколения

42.

У локомотивов второго поколения:
– автосцепки располагаются только на раме кузова;
– между тележками отсутствует сочленяющее устройство;
– передача продольных сил от локомотива к составу
осуществляется через раму кузова.
Осевая формула локомотивов с подобной конструктивной схемой
записывается как
3о – 3о,
где знак ≪–≫ указывает на отсутствие сочленения между
тележками. Перенос автосцепок с тележек на кузов существенно
облегчает вес тележек, что улучшает динамические качества
локомотива, и значительно упрощает конструкцию тележек и
технологию их изготовления.
Впервые подобная конструктивная схема стала применяться в
1957 г. на электровозах переменного тока серии ВЛ60, где число в
названии не определяло параметры локомотива, а указывало
только принадлежность к роду питания на переменном токе.

43.

Конструктивная схема восьмиосного двухсекционного
(двухкузовного) электровоза второго поколения.

44.

В двухкузовном электровозе часть электрооборудования и
вспомогательных машин располагается в первом кузове, другая
часть – во втором. Распределяют оборудование по кузовам
таким образом, чтобы осевая нагрузка колесных пар обоих
кузовов была одинаковая, при этом кузова не могут
расцепляться;
электровоз
всегда
эксплуатируется
в
восьмиосном исполнении. Осевая формула двухкузовного
электровоза второго поколения записывается
2о – 2о – 2о – 2о
Подобную конструктивную схему имели грузовые электровозы
постоянного тока серии ВЛ10, переменного тока серии ВЛ80 и
двойного питания ВЛ82.

45.

Конструктивная схема двенадцатиосного
трехсекционного грузового электровоза второго
поколения
Осевые формулы восьмиосных и двенадцатиосных
электровозов, работающих по системе многих единиц,
записываются соответственно следующим образом:
2(2о – 2о) - восьмиосный
3(2о – 2о) – двенадцатиосный
По системе многих единиц работают электровозы постоянного тока серии ВЛ11 и разновидности электровозов
переменного тока серии ВЛ80.

46.

Конструктивная схема шестиосного
грузового электровоза третьего поколения
К грузовым электровозам третьего поколения относятся
электровозы, построенные в период с 1983 г. и по настоящее
время. Шестиосный грузовой электровоз третьего поколения
представляет собой однокузовной локомотив, опирающийся
на три двухосные тележки с передачей продольных усилий
через раму кузова.

47.

Такая схема обеспечивает вписывание электровоза в кривые
участки пути и позволяет применять упрощенные по конструкции
тележки. Подобную конструктивную схему имеют электровозы
переменного тока серии ВЛ65, его осевая формула имеет
следующий вид
2о – 2о – 2о
Конструктивная схема двенадцатиосного
грузового электровоза третьего поколения

48.

Двенадцатиосный электровоз состоит из двух секций, каждая из
которых опирается на три двухосные тележки. Осевая формула
записывается следующим образом:
2(2о – 2о – 2о)
Двенадцатиосный двухсекционный локомотив имеет меньшую
длину, чем двенадцатиосный трехсекционный локомотив
аналогичной мощности. Данную конструктивную схему имеют
грузовые электровозы постоянного тока серии ВЛ15 и
переменного тока ВЛ85, производство которых началось на НЭВЗ
в 1983 г.
При необходимости к двум секциям этих электровозов можно
подключать третью для получения восемнадцатиосного
локомотива.
Необходимо отметить, что новые грузовые электровозы,
производимые в нашей стране, могут также иметь
конструктивные схемы электровозов второго поколения.

49.

Для примера можно отметить электровозы серии 2ЭС5К,
которые начали строиться НЭВЗом с 2004 г.
и обозначаются по новой системе, где первая цифра указывает
количество секций, аббревиатура ≪ЭС≫ – принадлежность к
грузовым электровозам, а буква ≪К≫ – тип тяговых двигателей.
Применение устаревших конструктивных схем на электровозах
третьего поколения вызвано желанием получить локомотив с
количеством осей 8 или 16, однако в ходовой части стремятся
использовать современные технические решения, впервые
опробованные
на
двухсекционных
двенадцатиосных
электровозах серий ВЛ85 и ВЛ15.

50.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ГРУЗОВЫХ
ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Современные грузовые электровозы представляют собой
секционные локомотивы с возможностью работы по системе
многих единиц, которые в зависимости от условий движения
могут иметь от 8 до 18 тяговых осей. Осевая нагрузка грузовых
электровозов Go может составлять от 23 до 25 т (чем больше
давление от оси на рельсы, тем большую силу тяги может
реализовать локомотив). Конструкционная (максимальная)
скорость движения Vк = 100–110 км/ч.
Каждый локомотив характеризуется номинальным режимом
работы, в котором его тяговые двигатели работают с
максимальным КПД. В усредненных величинах номинальные
параметры грузовых электровозов составляют:
- скорость движения Vн = 50 км/ч.
– сила тяги Fкд = 450 кН.

51.

Грузовые электровозы третьего поколения
( на постоянном токе)
ВЛ10, 10У. Выпускался - с 1961 - с 2006 г. Длина - 32,8 м.
Осевая формула - 2(2ο-2ο), Вес/нагр. на ось - 184/23т.
Мощность - 7072 л.с. Тяговый дв - коллекторный. V
макс./прод./час - 100/51,2/49 км/ч.R min кривых - 125 м.
Производитель – Новочеркасский электрвозостр. завод.
ЗАО "Трансмашхолдинг"
ВЛ11. Выпускается - с 1975 г. Длина - 2/3/4*16,4 м.
Осевая формула - 2(2ο-2ο) Вес/нагр. на ось - 184/23 т.
Мощность - 7072 л.с. Тяговый дв - коллекторный. V
макс./прод./час - 100/51,2/49 км/ч. R min кривых - 125
м. Производитель –Новочеркасский электрвозостр.
завод. ЗАО "Трансмашхолдинг"
ВЛ15. Выпускался - с 1984 по 1991 г. Длина - 45 м.
Осевая формула - 2о-2ο-2ο Вес/нагр. на ось - 300/25 т.
Мощность - 12240 л.с. Тяговый дв - коллекторный. V
макс./прод./час -100/50/49 км/ч. R min кривых - 125 м.
Производитель – Новочеркасский электровозостр.
завод. ЗАО "Трансмашхолдинг"

52.

От грузовых электровозов требуется реализация достаточных
тяговых усилий для вождения грузовых поездов весом до 5000 т
и более. Их задача – длительно поддерживать скорость
движения, близкой к установленной для данного участка (как
правило, 70–80 км/ч для грузового движения) с одновременной
реализацией необходимой силы тяги.
Пассажирские электровозы
Пассажирские поезда, в отличие от грузовых, имеют меньший
вес – порядка 1000–1200 т, но следуют с большими скоростями
движения – до 140 км/ч. Это означает, что конструктивные и
тяговые параметры локомотивов, предназначенных для
вождения пассажирских поездов, должны отличаться от
соответствующих
параметров
грузовых
локомотивов.
Пассажирских электровозов с конструктивной схемой первого
поколения как таковых в нашей стране не было, их роль играли
грузовые электровозы, переоборудованные под условия
движения пассажирских поездов.

53.

Первые пассажирские электровозы на железных дорогах нашей
страны появились только в 1957 г. и имели конструктивную
схему электровозов второго поколения. Почти все
пассажирские электровозы поставлялись в нашу страну из
Чехословакии,
что отразилось в системе их обозначения. Назывались
пассажирские электровозы буквами ≪ЧС≫, за которыми стоял
номер серии (типа).
Самые первые чехословацкие пассажирские электровозы были
постоянного тока, четырехосными с осевой формулой
2о – 2о
и принадлежали сериям ЧС1 и ЧС3. В 1962 г. появились более
мощные электровозы постоянного тока ЧС2, а в 1965 г. –
пассажирские электровозы переменного тока серии ЧС4.

54.

Пассажирские электровозы третьего поколения изготовляются
только в шестиосном исполнении . Все пассажирские
электровозы третьего поколения производятся на НЭВЗ,
обозначаются буквами ≪ЭП≫ (электровоз пассажирский) и
номером серии. Рассмотрим технические параметры
пассажирских электровозов.
В усредненных величинах номинальные параметры
пассажирских электровозов составляют:
– скорость движения Vн = 100 км/ч.
– сила тяги Fкд = 200 кН.
От пассажирских электровозов требуется реализация
достаточно высоких скоростей движения до максимальных
величин 160–200 км/ч при относительно небольших тяговых
усилиях (до 250 кН). Этим требованиям полностью
удовлетворяют шестиосные либо восьмиосные локомотивы с
осевой нагрузкой от 19 до 21,5 т.

55.

Маневровые и промышленные электровозы
Маневровые и промышленные электровозы относят к разным
классам ЭПС, их конструктивные схемы и параметры
выбираются по одинаковым принципам, исходя из следующих
условий:
– обеспечение хорошего кругового обзора локомотивной
бригаде в процессе управления электровозом;
– надежное обеспечение токосъема при верхнем и боковом
расположении контактного провода, а также в условиях
применения контактного рельса;
– полноценная работа в тяговой сети промышленных
предприятий;
– возможность автономной работы на
неэлектрифицированных
участках.

56.

Маневровые и промышленные электровозы, как правило, имеют
обеспечивающий лучший обзор кузов капотного типа, несколько
токоприемников и иногда собственные источники энергии в виде
аккумуляторных батарей или дизель-генераторной установки.
Конструктивная схема шестиосного
промышленного электровоза

57.

Осевая формула:
2о + 2о + 2о. Маневровые электровозы
изготовляются в четырех- или шестиосном исполнении и
кузовом капотного типа, оснащаются либо аккумуляторными батареями (контактно-аккумуляторный электровоз) либо дизельгенераторной установкой (электротепловоз). В номинальном
режиме маневровые электровозы в среднем реализуют силу
тяги порядка 180 кН при скорости 25 км/ч. Осевая нагрузка
варьируется от 21 до 23 т. Электротягачи изготовляются
восьмиосными двухсекционными с четырьмя мономоторными
тележками. Тяговые параметры электровоза отвечают условиям
эксплуатации : скорость движения около 3,6 км/ч при силе тяги
до 730 кН, осевая нагрузка 22,5 т. Так как электровоз должен
двигаться плавно, со стабильной скоростью вне зависимости от
загрузки вагонов, он управляется дистанционно через
автоматическую систему управления.

58.

Маневровые и промышленные электровозы изготовлялись рядом
отечественных заводов (серии и опытные образцы СО, ВЛ26, ВЛ41,
Д100, Д94, ЭТГ, Э2, ЭК13, ЭК14 и др.), а также поставлялись из
других стран: Германии (серии ПЭ150, ЕЛ1, ЕЛ2, ЕЛ21), Италии
(серия В), Чехословакии (серия 13Е1).
Электропоезда
Электропоезда – это неавтономный вид ЭПС, предназначенный
для распределенной тяги пассажирских составов в пригородном
(до 150 км) либо скоростном местном сообщении (до 700 км).
Конструктивные схемы поездов пригородного сообщения должны удовлетворять условиям их эксплуатации:

59.

– следование с очень частыми остановками (среднее
расстояние между раздельными пунктами в пригородном
сообщении составляет порядка 2,5–3 км);
– переменный пассажиропоток в зависимости от времени суток
и дня недели;
– отсутствие поворотных кругов и слабое станционное развитие
конечных раздельных пунктов.
Учитывая эти условия, эксплуатировать пассажирские поезда с
обычными электровозами в пригородном сообщении
нерационально, так как значительно снижается техническая
скорость движения, повышается расход энергии на тягу,
усложняется согласование графика движения с пиковыми
промежутками времени максимального пассажиропотока.
Чтобы пассажирский поезд соответствовал условиям пригородного движения, он должен обладать:
– высоким разгонным ускорением порядка 0,9–1,2 м/с2;
– большой пассажировместительностью;
– переменной составностью.

60.

Современные пригородные электропоезда набираются из
моторвагонных секций (МВС). Каждая МВС состоит из одного
моторного (М) и одного прицепного вагона, который может
быть промежуточным (ПП) или головным (ПГ). Формирование
МВС может происходить по одной из двух возможных схем:
1) М + ПП;
2) М + ПГ.
Осевая формула МВС записывается следующим образом:
n ・ (2о – 2о – 2 – 2),
где n – количество МВС в поезде.
В зависимости от пассажиропотока из МВС формируют
четырех-, шести-, восьми-, десяти- или двенадцативагонный
электропоезд.
Схема формирования десятивагонного электропоезда:
ПГ + М + ПП + М + ПП+ М + ПП + М + ПГ

61.

До начала 1990-х гг. МВПС поставлялся двумя рижскими
заводами и обозначался буквами ≪ЭР≫ (электропоезд
рижский). К буквенному обозначению прибавляли номер
серии. Например, серии электропоездов постоянного тока
обозначались как ЭР1, ЭР2, ЭР22, электропоезда переменного
тока – ЭР9. В середине 1990-х гг. электропоезда стали
выпускаться на территории Российской Федерации двумя
заводами: Торжокским (электропоезда постоянного тока серии
ЭТ2) и Демиховским (электропоезда постоянного тока серий
ЭД2, ЭД4 и переменного тока – серии ЭД9). Максимальная
скорость пригородных электропоездов составляет 130 км/ч.
Скоростные электропоезда курсируют, как правило, в местном
сообщении.
Электропоезд
ЭР200,
в
котором
все
промежуточные вагоны моторные, развивает скорость до
200км/час. Из полностью обмоторенных вагонов состоят
электропоезда
метрополитена,
что
позволяет
им
реализовывать большие ускорения при трогании до 1,2 м/с2.