Электровоз

Электровоз представляет собой локомотив с электрическими тяговыми двигателями, получающий питание (электрическую энергию) через токосъемник от контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от тяговой подстанции. В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного тока. Есть также электровозы двойного питания — постоянным и переменным током.

На железных дорогах нашей страны большинство всех грузовых перевозок и значительная часть пассажирских осуществляются электровозами. Это объясняется тем, что электрическая тяга обеспечивает наиболее высокую пропускную и провозную способность железнодорожных участков и, более того, является единственно возможной на самых тяжелых участках железных дорог.

На магистральной железной дороге -электрическая тяга была впервые введена в 1895 г. в США. когда был электрифицирован тоннель и подходы к нему на направлении Балтимор — Огайо. Первый отечественный грузовой электровоз переменного тока ВЛ19 вышел из ворот завода «Динамо» в 1932 г. Его испытания успешно прошли на электрифицированном Сурамском перевале. В 1929 г. началось движение электропоездов на пригородном участке Москва — Мытищи протяженностью 17,7 км.

Основными сериями грузовых электровозов постоянного тока являются ВЛ11, ВЛ10, ВЛ10у и переменного тока ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ85, 2ЭС5 "Ермак" и другие. Электровоз ВЛ82М является локомотивом двойного питания. В пассажирском движении эксплуатируются электровозы постоянного тока серий ЧС2, ЧС6, ЧС7, ЧС200 и переменного тока ЧС4, ЧС8 и другие.

Электровозы серий ЧС производились в Чехословакии и в настоящее время на железные дороги России не поступают.

Электровозам ВЛ80Т после капитального ремонта на Новочеркасском электровозостроительном заводе (обновление, модернизация) присваивается серия Н80.

Принципиальное устройство электровоза

Электровозы имеют сложное механическое, электрическое и пневматическое оборудование.

К механической части электровоза относятся кузов и тележки. Тележка включает в себя раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигателей, тяговые передачи, рессорное подвешивание, рычажно-тормозные передачи. Кузов электровоза (см. рис. 19.3) опирается на тележки. Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (соответственно восьмиосные и двенадцатиосные электровозы). Рессорами и буксами с подшипниками рамы тележек связаны с колесными парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше изнашивается оборудование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых им при прохождении стыков и неровностей пути.

На оси колесной пары имеются зубчатые колеса (см. рис. 19.4), которыми она соединена с валом тягового двигателя.

Колесные пары воспринимают массу электровоза, на них передается вращательный момент тяговых двигателей, поэтому качеству изготовления колесных пар и уходу за ними уделяют особое внимание. Колесную пару формируют из отдельных элементов: оси, двух колесных центров с бандажами и двух зубчатых колес тяговой передачи. Оси колесных пар заканчиваются шейками, на которые монтируются буксы с роликовыми подшипниками.

К электрическому оборудованию электровозов постоянного тока относятся токоприемники (см. рис, 19.5), тяговые электродвигатели, вспомогательные машины и аппараты управления, предназначенные для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения электровоза.

Токоприемник соединяет силовую цепь электровоза с контактным проводом. Верхняя часть токоприемника называется полозом, на который крепят медные или угольные накладки, скользящие по контактному проводу (см. рис. 19,5).

Обычно на электровозах имеются два электрически соединенных токоприемника. Как правило, в процессе работы поднят задний из них по направлению движения локомотива.

В качестве тягового электродвигателя на электровозе постоянного тока в основном применяют двигатели с последовательным возбуждением. Скорость движения электровоза зависит от схемы соединения тяговых двигателей.

К вспомогательным машинам относятся: мотор-вентилятор — служит для воздушного охлаждения пусковых резисторов и тяговых электродвигателей; мотор-компрессор — питает тормозную систему поезда сжатым воздухом; мотор-генератор — применяется на электровозах с рекуперативным торможением; генератор тока управления — предназначен для питания цепей управления, освещения.

Основным аппаратом, с помощью которого управляют электровозом, является контроллер машиниста, установленный в каждой кабине управления (см. рис. 19.6).

Электрическое оборудование электровоза переменного тока отличается от оборудования электровоза постоянного тока наличием тягового трансформатора и выпрямительной установки.

На электровозе переменного тока установлен тяговый трансформатор, который понижает напряжение на тяговых двигателях до номинального значения. Поскольку на электровозах переменного тока есть тяговые двигатели постоянного тока, пониженный в трансформаторе переменный ток выпрямляется кремниевыми выпрямителями. В последнее время для этого применяют тиристоры.

На электровозах переменного тока также имеются мотор-насосы, обеспечивающие циркуляцию масла, охлаждающего трансформатор, и мотор-вентилятор, охлаждающий трансформатор и выпрямители.