free web hosting | website hosting | Business WebSite Hosting | Free Website Submission | shopping cart | php hosting

ЭП1-002 Магистральный электровоз ЭП1




Фотогалерея ЭП1


Пассажирский электровоз переменного тока ЭП1 имеет осевую формулу 20-20-20 и создан на базе грузового электровоза ВЛ65, но имеет ряд отличий от базовой модели.

На электровозе установлены новые тяговые электродвигатели НБ-520Б с опорно-рамным подвешиванием, что снижает воздействие на путь и улучшает работу самх двигателей.

Локомотивы ЭП1 имееют регулируемый тиристорный воспомогательные привод, то есть двигатели маслонасосов, компрессоров питаются от статических преобразователей со стабилизированным напряжением, а для двигателей вентиляторов предусмотрено регулирование скорости вращения вентиляторов в зависимости ор режима работы охлаждаемого оборудования и температуры окружающего воздуха.

Регулирование напряжения тяговых двигателей традиционной, плавное тиристорное. Локомотив оборудован рекуперативным тормозом, в тяговых преобразователях применены таблеточные тиристоры с воздушным охлаждением.

Конструкция электровоза позволяет организовать его обслуживание в одно лицо. На пульте машиниста установлен дисплей, на котором отображаеттся полная информация о работе локомотива.

Электровоз ЭП1 имеет следующие параметры:
Режим Мощность на валах ТЭДов, квт Сила тяги, тс Скорость, км/час
Часовой 4700 23,4 70
Продолжительный 4400 21,4 72

Конструкционная скорость локомотива - 140 км/час, сцепная масса с 2/3 запаса песка - 135 тонн. Электровоз может водить составы из 24 вагонов по участку с подъемом 9 о/оо.

Электровоз ЭП1 предназначен для вождения пассажирских поездов на дорогах, электрифицированных на однофазном переменном токе 25 кВ, 50 Гц и должен заменить выработавшие ресурс электровозы ВЛ60ПК и ЧС4, а также высвободить грузовые электровозы ВЛ80Т, ВЛ80С и ВЛ80Р, используемые в пассажирском движении. Локомотив создан на основе проверенных в эксплуатации конструкций электровозов ВЛ80С, ВЛ85, ВЛ65. Тяговые свойства нового локомотива позволят водить пассажирские поезда из 32 вагонов на участках с равнинным профилем и до 24 вагонов на участках с профилем до 9 %o

Механическая часть электровоза состоит из цельнометаллического двухкабинного кузова, опирающегося на три двухосные тележки. Кабина машиниста просторна, обеспечивает хороший обзор пути, имеет усиленную звуко- и теплоизоляцию, оборудована калориферами, кондиционерами, холодильником, электроплиткой и нагревателями. Для автоматического управления калориферами и поддержания требуемой температуры воздуха в кабинах в холодное время года применены датчики-реле температуры с термопреобразователями сопротивления.

Тяговые двигатели в режиме тяги имеют последовательное возбуждение и питаются от двух выпрямительно-инверторных преобразователей, собранных на тиристорах и обеспечивающих плавное регулирование напряжения.

Система рекуперативного торможения позволяет возвращать в контактную сеть часть электроэнергии, затраченной на тягу (в пределах 5-10 % в зависимости от профиля пути). Постоянный ток тяговых двигателей, работающих в режиме рекуперации генераторами с независимым возбуждением, инвертируется в переменный ток напряжением 25 кВ промышленной частоты.

Чтобы улучшить тяговые свойства, повысить надежность и создать удобства управления, на электровозах ЭП1 применили микропроцессорную систему управления и обеспечения безопасности движения тягового подвижного состава (АСУБ "Локомотив").

Новый локомотив имеет следующие технические данные:
номинальное напряжение, В ..................................25 000
частота, Гц ................................................................50
формула ходовой части ...............................2о- 2о-2о
масса электровоза, т ................................................ 130
высота от головки рельса до рабочей поверхности полоза токоприемника, мм:
в опущенном положении, не более ........................ 5100
в рабочем положении................................ 5500-7000
длина электровоза по осям автосцепок, мм .............22500
мощность, кВт:
часовой режим, не менее ..................................... 4700
продолжительный режим, не менее....................... 4400
сила тяги, тс:
часовой режим, не менее ...................................... 23,4
продолжительный режим, не менее........................ 21,4
скорость, км/ч:
часовой режим, не менее .........................................70
продолжительный режим, не менее ........................... 72
конструкционная.................................................... 140
тормозная сила в режиме рекуперативного торможения до скорости, тс:
ниже 72 км/ч, не менее .............................................22 а
выше 72 км/ч, не менее ....................................... .10,2

Тяговый трансформатор понижает напряжение с 25 кВ до величины, необходимой для питания тяговых двигателей, вспомогательных машин и других устройств. Его первичная обмотка одним концом подсоединена к токоприемникам через дроссели помехоподавления, высоковольтные разъединители, главный выключатель (ГВ), фильтр и трансформатор тока. Другой конец первичной обмотки заземлен через трансформатор тока и токосъемные устройства букс.

Дроссели и фильтр предназначены для снижения уровня радиопомех, создаваемых при работе электровоза, разъединители - для отключения соответствующих неисправных токоприемников. ГВ служит для оперативных и аварийных отключений тягового трансформатора. Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений в контактной сети предусмотрен ограничитель перенапряжений. Реле перегрузки защищают обмотки тягового трансформатора и ВИП от токов короткого замыкания.

На электровозе установлены два тиристорных преобразователя, питающие две группы тяговых двигателей, каждая из которых состоит из трех электрических машин, соединенных параллельно.

Для защиты от аварийных токов в цепи каждого тягового двигателя применен быстродействующий выключатель (БВ). Уменьшение пульсации тока тяговых двигателей до допустимых значений обеспечивается сглаживающими реакторами, установленными по одному в каждой группе двигателей. Обмотки возбуждения двигателей в режиме рекуперации запитываются от специальной выпрямительной установки возбуждения (ВУВ).

Особенность схемы питания вспомогательных цепей - в обеспечении нормальной работы двух групп вспомогательных машин при разных частотах питающего напряжения, системах преобразования числа фаз и способах формирования пусковых процессов.

Система отопления поезда подсоединена к обмотке тягового трансформатора напряжением 3147 В.

Электровоз оборудован микропроцессорной системой управления и диагностики (МСУД), комплексным локомотивным устройством безопасности (КЛУБ), системой управления торможением (САУТ) и системой электропневматического торможения (ЭПТ).

В состав локомотивной аппаратуры САУТ, предназначенной для автоматического управления торможением, входят блоки, пульты, датчики, размещенные в разных частях электровоза. Они выполняют разнообразные функции. Так, блок электроники принимает сигналы с датчиков, пультов управления, производит вычисления и формирует управляющие команды и сигналы. Блоки коммутации передают управляющие сигналы блока электроники на электропневматические клапаны, МСУД, блоки ЭПТ, КЛУБ.

Блок связи предназначен для согласования уровней выходных импульсов напряжения датчиков угла поворота с уровнями входных сигналов, принятыми в аппаратуре САУТ, а также для гальванической развязки от цепей первичного питания. Выходные импульсы передаются в КЛУБ. Антенны предназначены для преобразования электромагнитного поля шлейфа в напряжение с частотами 19,6: 23; 27 и 31 кГц, использования их в канале приема информации о путевых параметрах.

Пульты машиниста системы предназначены для индикации некоторых измеряемых и вычисляемых величин. Пульты управления служат для передачи управляющих команд машиниста на блок электроники. Датчики давления используют для измерения давления воздуха в тормозных цилиндрах и тормозной магистрали электровоза. Датчики угла поворота, установленные на первую и третью колесные пары, предназначены для измерения длины пути, скорости и определения движения поезда. Два динамика, подключенные к блоку электроники, передают речевые сообщения.

Устройство КЛУБ предназначено для повышения безопасности движения. Оно обеспечивает прием сигналов от путевых устройств АЛСН и АЛС-ЕН, отображение их машинисту и тем самым исключает несанкционированное трогание локомотива. КЛУБ позволяет контролировать торможение перед светофором с запрещающим сигналом, проверять бдительность машиниста, формировать сигналы для системы САУТ и устройства регистрации локомотивного скоростемера.

Шкаф МСУД состоит из трех микропроцессорных контроллеров с раздельными функциями управления электрооборудованием и диагностикой. Имеется возможность передачи управления друг другу при реконфигурации в случае повреждения одного из контроллеров.

Система МСУД обеспечивает автоматическое управление электроприводом и электрическими аппаратами электровоза в режимах тяги и торможения:
- разгон электровоза до заданной скорости с заданной и автоматически поддерживаемой величиной токов якорей тяговых двигателей и последующее автоматическое поддержание заданной скорости:
- рекуперативное торможение до заданной скорости с последующим автоматическим поддержанием ее на спусках;
- автоматическое плавное торможение с учетом тормозных характеристик до полной остановки электровоза;
- защиту от боксования и юза колесных пар; автоматическую непрерывную диагностику состояния электрооборудования электровоза;
- стыковку микропроцессорных контроллеров с персональными IBM-совместимыми машинами для отладки рабочих программ и моделирования процесса управления;
- стыковку микропроцессорных контроллеров с блоками системы АСУБ.

На поперечных стенках кабин установлены контактные зажимы, блоки диодов, блоки фильтров, панели фильтров, блоки локомотивной электроники, в коридоре на потолке - светильники. На боковых стенах кузова расположены огнетушители, заземляющая штанга для заземления выводов трансформаторов и снятия остаточного напряжения с конденсаторов, штанга для отключения разъединителей.

Расположение оборудования в кабинах одинаково, однако имеются следующие особенности. В первой кабине размещено приемно-контактирующее устройство, во второй - штурвал ручного тормоза, шкаф для одежды с установленным в нем приемопередатчиком радиостанции и местом для аптечки.

Каждая кабина оборудована пультом управления, который состоит из двух модулей - левого и правого. Правый модуль пульта с расположенным на нем оборудованием и креслом образует пост машиниста. Левый модуль пульта с находящимся на нем оборудованием и креслом образует пост помощника машиниста. Над правым модулем расположен скоростемер.

В каждой кабине установлены блок управления гребнесмазывателем, датчик реле температуры, печи, микрофон, выключатель отопления поезда, распределительная коробка, электроплитка, радиостанция, педаль "Радиосвязь", индивидуальная подсветка, кнопка для переключения локомотивной сигнализации и другое оборудование.

Электровоз ЭП1 разработан как пассажирский локомотив с конструкционной скоростью 140 км/ч. Он оборудован опорно-рамным подвешиванием тяговых двигателей, на нем выполнено двухступенчатое нажатие тормозных колодок на колеса, обеспечивающее его остановку на участке 1150 м при начальной скорости движения 140 км/ч.

Тяговый двигатель полностью прикреплен к раме тележки, чем обеспечивается снижение на 2 т необрессоренных масс в вертикальной плоскости и 4 т-в горизонтальной. Это уменьшает воздействие колесных пар на путь. Кроме того, на локомотиве упразднены такие сложные в ремонте узлы, как моторно-осевые подшипники (МОП).

Тяговый привод состоит из двух основных узлов: тягового редуктора с колесной парой и передаточного механизма. Передаточный механизм предназначен для передачи крутящего момента от двигателя на вал шестерни редуктора и компенсации относительных перемещений тягового двигателя и редуктора с колесной парой.

В вертикальной плоскости это достигается за счет карданной податливости кордных дисков и углового проскальзывания сферических зубьев полумуфты по цилиндрическим зубьям зубчатого венца, а в горизонтальной плоскости - за счет осевой податливости резинокордных дисков в муфте. В случаях превышения сил трения между сферическими зубьями полумуфты относительно цилиндрических зубьев зубчатого венца, запрессованного во втулку якоря тягового двигателя, относительные перемещения компенсируются за счет проскальзывания полумуфты.

Передаточный механизм включает в себя зубчатую полумуфту, торсионный вал и резинокордную муфту. Зубчатая полумуфта имеет 46 сферических зубьев, нарезанных с модулем 6 мм, их рабочие поверхности термоупрочнены. Торсионный вал, изготовленный из высоколегированной стали, соединяется с зубчатой полумуфтой и ступицей резинокордной муфты прессовыми коническими соединениями.

Тяговый редуктор - одноступенчатый с шевронными зубчатыми колесами и раздельной смазкой опорных подшипников ведущего и ведомого валов и зубчатых колес. Передаточное число 85:26 = 3,269

Следует отметить, что тяговый привод значительно сложнее привода с осевой подвеской тягового двигателя. В него введены подшипниковые узлы на основе элементов качения, требующие высокой степени точности изготавливаемых деталей. В новой конструкции использованы высоконагруженные детали, например торсионный вал, вал блока шестерни, корпуса подшипников и лабиринтные кольца, обеспечивающие надежную работу подшипников и хорошее уплотнение масляных ванн. Применен также жесткий сварной корпус редуктора, обеспечивающий постоянство централи, введена шевронная зубчатая передача с твердыми, закаленными и шлифованными зубьями не только шестерни, но и зубчатого колеса, что существенно повысит срок их службы.

На электровозе ЭП1 применено раздельное гашение колебаний в вертикальной и горизонтальной плоскостях на крайних тележках, вновь введено демпфирование колебаний галопирования и виляния средней тележки, чего не было на электровозе ВЛ65.

Чтобы сократить длину тормозного пути, на новом локомотиве применено повышенное нажатие колодок на бандаж за счет подачи в тормозные цилиндры сжатого воздуха давлением 7 кгс/см2 в интервале скоростей от 140 до 55 км/ч. При скоростях ниже 55 км/ч давление в них доводится до нормального.

На электровозе ЭП1 установили тяговый двигатель пульсирующего тока НБ-520В, имеющий следующие основные характеристики: номинальная мощность часового (продолжительного) режима, кВт............. 800(750) номинальное напряжение на коллекторе, В........................ 1000 ток якоря в часовом (продолжительном) режиме, А .... 845 (795) частота вращения при диаметре среднеизношенных ходовых колес 1200 мм в часовом (продолжительном) режиме, об/мин.................................................................... 1030- 1050 максимальная частота вращения {при максимальной скорости электровоза 140км/ч), об/мин............................................ 2020 диапазон частот вращения, при которых обеспечивается продолжительная мощность, об/мин.................................. 1050- 1520 коэффициент полезного действия .................................... 0,945 расход вентилирующего воздуха при номинальной нагрузке и давлении на входе в двигатель 900 Па, м3/мин ................... 70 масса двигателя без резинокордной муфты привода кг.... 3500

Вращающий момент от двигателя к редуктору передается через торсионный вал, зубчатую муфту и дисковую упругую [резинокордную) муфту. Принципиально этот привод аналогичен широко известному на железнодорожном транспорте России приводу пассажирских электровозов ЧС2, ЧС4 и т.д. с карданной передачей момента. Однако он отличается более мощной трансмиссией.

Конструктивно новый привод похож на привод тепловозов 2ТЭ121, но отличается от него расположением зубчатой муфты внутри двигателя вместо вынесенного на торец неприводной стороны. Это позволило улучшить использование габаритных осевых ограничений и обеспечить требуемые параметры двигателя.

Двигатель представляет собой коллекторную шестиполюсную электрическую машину с компенсационной обмоткой и дополнительными полюсами. При его проектировании воспользовались проверенными эксплуатационной практикой прогрессивными техническими решениями: моноблочным исполнением главных и дополнительных полюсов, крепление компенсационной обмотки в пазах главных полюсов выполнили с использованием технологии токовой запечки. На двигателе установили поворотную траверсу щеткодержателей. Конструкция подшипниковых уплотнений аналогична примененной на тяговых двигателях НБ-418 и НБ-514. Проводники обмотки якоря соединены с коллектором также методом сварки и т.д.

В новом двигателе широко использовали унифицированные узлы, например щеточный аппарат от НБ-514, НБ-418К6. Важно подчеркнуть, что в конструкции применены материалы и комплектующие изделия только отечественного производства, в том числе изоляционные материалы, подшипники, электрощетки.

Привод с карданными муфтами создает значительно меньший уровень осевых усилий. Однако при этом он не передает необходимые крутящий момент и мощность из-за ограничений по нагрузочной способности игольчатых подшипников карданов. На новой электрической машине применили схему фиксирующей опоры с одним подшипником. Специалисты АО "Московский подшипник" и ВНИИЖТа создали специальный роликовый подшипник типа 80-92228 MI с приставным запирающим кольцом, развалом бортов внутреннего и наружных колец и выпуклыми торцами роликов. Он допускает среднюю осевую нагрузку до 25 кН в номинальном режиме и до 6 кН при максимальной частоте вращения 2600 об/мин.

Обеспечение тепловых параметров двигателя на допустимом уровне достигнуто за счет оригинальных конструктивных решений. К ним относятся:
- применение в якоре изоляции класса нагревостойкости "Н" на основе полиамидных пленок с пропиткой в кремнийорганическом лаке;
- применение конструкции с открытыми головками якорных катушек в задней лобовой части;
- рационализация геометрии межполюсного пространства остова (гидродинамические потери мощности на продувку двигателя по сравнению, например, с двигателем НБ-418К6 уменьшились в 4 раза).

На электровозах с передачей тягового усилия с тележек на раму кузова с помощью продольных тяг затруднен доступ к коллекторным люкам. Это явление характерное и неизбежное. Поэтому на тяговом двигателе НБ-520В изменили традиционную схему расположения люков - один нижний и один верхний. Теперь вместо верхнего сделали люк на боковой поверхности коллекторной камеры, что позволило с той или иной степенью удобств обеспечить доступ к щеточно-коллекторному узлу всех двигателей электровоза.

Если к Вас есть еще какие-либо интересные сведения о этих локомотивах или их снимки, то присылайте их мне (Ивану Андрееву), а я постараюсь их поместить на страничку с указанием Вашего адреса.

вернуться назад...