Основные сведения о локомотивах и описание конструкции

Локомотив – железнодорожный подвижной состав реализующий силу

тяги и предназначенный для обеспечения передвижения по железнодорожным путям поездов или отдельных вагонов.

На железных дорогах России эксплуатируются различные локомотивы.

В зависимости от источника первичной энергии различают электровозы, тепловозы и газотурбовозы.

Электровоз – это неавтономный локомотив, приводимый в движение электродвигателями (источник вторичной энергии), установленными в нём и получающими электроэнергию из внешней электросети (источник первичной энергии) через тяговые подстанции и контактную сеть.

В России на магистральных железных дорогах используются электровозы: переменного тока – 25 кВ, 50 Гц (например, 2ЭС25К «Ермак», ЭП1 и др.) и постоянного тока - 3 кВ (например, 2ЭС4К «Дончак», 2ЭС6 «Синара», 2ЭС10 «Гранит», ЭП2К и др.). Кроме того, для эксплуатации на участках как постоянного, так и переменного тока выпускаются двухсистемные электровозы (например, ВЛ82, ЭП10), для эксплуатации в карьерах и рудниках выпускаются электровозы постоянного тока с напряжением питания 1500 В, 550 В, 250 В, переменного тока 10 кВ.

Локомотив состоит из механической части, энергетического оборудования и пневматической части.

К механической части относят ходовые части (тележки), кузов с рамой

кузова и автосцепки. Тележки обеспечивают направление движения локомотива по рельсовой колее, обеспечивают плавное вписывание при прохождении кривых участков пути, передают и частично гасят статические и динамические нагрузки, передаваемые от локомотива на путь и обратно, реализуют тяговые и тормозные усилия. Основными узлами тележки являются: рама сварной конструкции, колесные пары с буксами, рессорное подвешивание, тормозное оборудование и тяговый привод.

Кузов локомотива, установленный на тележках через специальные опоры, предназначен для размещения кабины управления, энергетического оборудования и защиты его от атмосферных воздействий.

Основными элементами кузова является мощная сварная рама кузова,

воспринимающая все усилия, передаваемые на локомотив, боковые и торцовые стенки с оконными и дверными проемами, крыша, настил пола и каркасы для установки оборудования.

Энергетическое оборудование определяется типом локомотива.

Например, на электровозах постоянного тока энергетическое оборудование, называемое электрической частью, относятся приборы, электрические аппараты и машины, объединенные в электрические цепи. Различают силовую цепь, цепь вспомогательных машин, цепи управления, цепи систем сигнализации и безопасности, цепи освещения и отопления локомотива. В силовую высоковольтную цепь электровоза включены: токоприемники, находящиеся на крыше для подачи электроэнергии на локомотив; пускорегулирующая аппаратура (блоки пусковых реостатов и индуктивных шунтов, линейные контакторы, групповые переключатели, реверсор и др.) размещенная в высоковольтной камере для регулирования скорости и смены направления движения локомотива; счетчик расхода электроэнергии; тяговые электродвигатели, установленные в тележках и др. аппараты. У электровозов переменного тока в силовую цепь в качестве пускорегулирующей аппаратуры включены тяговый трансформатор с выпрямительной установкой, групповой переключатель размещенные высоковольтной камере для регулирования выпрямленного напряжения, подаваемого на тяговые двигатели. Так же существуют электровозы, в силовую цепь которых помимо тягового трансформатора включен выпрямительно-инверторный преобразователь на управляемых тиристорах, подающих от которого напряжение с регулируемой частотой подается на асинхронные тяговые двигатели. В цепь вспомогательных машин включены аппараты и электродвигатели, обеспечивающие управление и работу вентиляторов и компрессоров. В низковольтные цепи для дистанционного управления силовым и вспомогательным оборудованием включены контроллер машиниста, кнопочные выключатели, электромагнитные вентили и аккумуляторная батарея.

В низковольтные цепи сигнализации включены блоки реле, сигнальные лампы и приборы, обеспечивающие безопасное и безаварийное управление локомотивом и ведение поезда. В цепи безопасности включены быстродействующий выключатель, атмосферный разрядник, плавкие предохранители и др. для защиты цепей локомотива от короткого замыкания и перегрузки.

В низковольтные цепи освещения включены кнопочные выключатели,

светильники, подсвечивающие помещения локомотива, фары и прожектор для обозначения локомотива в темное время суток или при плохой видимости.

Пневматическое оборудование включает компрессор, резервуары для хранения сжатого воздуха, тормозные приборы и др. Сжатый воздух используется для питания рабочих приводов системы управления и тормозной системы поезда.

Для оценки эффективности использования локомотивов, проведения

сравнительного анализа и выбора наиболее экономичного варианта у локомотивов имеются технико-экономические параметры. Эти параметры не

только описывают общие характеристики присущие всем локомотивам, но и

обозначают его технические и конструктивные особенности.

Локомотив ВЛ 80 Р

1 — фазорасщепитель; 2, 3 — панели аппаратов цепи управления; 4—выпрямительный преобразователь (ВИП); 5 — вентилятор-пылеотделитель для охлаждения ВИП; 6 —панель синхронизации системы управления; 7 — тяговый трансформатор; 8 — сглаживающий реактор; компрессор; 10 — панель аппаратов вспомогательных цепей; 11 — балластные резисторы; управления ВИП; 13— радиостанция

На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-5000/25АМ, имеющий сетевую обмотку (номинальная мощность 4777 кВ * А), две тяговые, обмотку собственных нужд и обмотку для питания цепей возбуждения тяговых электродвигателей в режиме торможения. Последней обмотки на трансформаторах ОДЦЭ-5000/25Б электровозов ВЛ80т и ВЛ80с нет. Тяговая обмотка выполнена с двумя промежуточными выводами; номинальное напряжение на крайних выводах при холостом ходе 1230 В, выпрямленный ток 1750 А. Номинальное напряжение, которое может быть снято с выводов обмотки собственных нужд при холостом ходе, 231, 410 и 641 В, номинальный ток 520 А. Номинальный ток обмотки возбуждения 720 А. Масса трансформатора 7800 кг.

На электровозе размещены четыре выпрямительно-инверторных преобразователя ВИП-2200М (по одному на два тяговых электродвигателя). Преобразователь имеет восемь плеч и работает по схеме однофазного регулируемого моста. Каждое плечо состоит из семи параллельных цепей; два плеча содержат в каждой цепи по два последовательно включенных тиристора, остальные шесть — по три. В преобразователе использованы тиристоры Т2-320 14— 15 классов. Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей при рекуперативном торможении питаются выпрямленным током от выпрямительной установки возбуждения (ВУВ-758), имеющей два плеча с нулевым выводом; пределы регулирования напряжения установки от 0 до 130 В; продолжительный ток 850 А. Управление преобразовательными установками осуществляют электронные блоки управления БУВИП-80. На электровозе отсутствует главный контроллер.

Контроллер машиниста КМЭ-80, помимо реверсивной рукоятки, имеет главную в виде штурвала и тормозную рукоятки. Валы главного и тормозного переключателей связаны с сельсинами, обеспечивающими плавное регулирование напряжения.

Для охлаждения тяговых электродвигателей и индуктивных шунтов служат центробежные вентиляторы ЦВП64-14 № 8, 2; для охлаждения преобразователя и обдувки воздухом радиаторов системы охлаждения тяговых трансформаторов и сглаживающих реакторов — вентиляторы ЦВП64-14 № б, 7; для охлаждения балластных резисторов и выпрямительных установок возбуждения — вентиляторы ЦВ-19 № 7, 6. Приводятся все вентиляторы электродвигателями АЭ-92-4.

2. ТЯГА ПОЕЗДОВ.