17.7 C
Москва
06.07.2022
Евины инструменты

Ермак – электровоз 2ЭС5К

В память о знаменитом, казачьем атамане, снискавшем всенародную славу в борьбе за присоединение Сибири к России, назвали новый магистральный грузовой электровоз переменного тока.
Этот локомотив, обозначенный 2ЭС5К (2 – количество секций в локомотиве, Э – электровоз, С – секционный, 5 – порядковый номер проекта, К – тяговые электродвигатели с коллектором и щётками, т.е. – контактные), создали в городе Новочеркасске: спроектировали во Всероссийском научно-исследовательском институте электровозостроения (ВЭлНИИ) а опытный экземпляр построили на Новочеркасском электровозостроительном заводе (НЭВЗ). Разработка конструкции заняла более года, а изготовление, завершённое в декабре 2004 г., – девять месяцев.

Восемь колесных пар “Ермака” в основной комплектации объединены в четыре тележки. Отсюда и осевая формула, секции – 2о-2о, локомотива в целом – 2о-2о+2о-2о. Тележки между собой не соединяются тягой, что символизирует дефис “-“. Знак “+” показывает, что секции сцеплены. Нижний “нолик” указывает на тип подвески тяговых двигателей – опорно-осевая. В ней каждая колёсная пара вращается собственным тяговым электродвигателем. В данном случае – с подшипниками скольжения, сделанными из нового композитного материала бронзографита, вместо применявшегося ранее баббита. Используется и более краткое обозначение осевой формулы такого локомотива: 2(2о-2о).
Рама каждой секции опирается на тележки через пружинно-гидравлические амортизаторы. Подрессоривание колёсных пар тележек осуществляется с помощью аналогичных пружинно-гидравлических амортизаторов. Тележки поворачиваются вокруг вертикальных шкворней.
На 2ЭС5К впервые применили усовершенствованный тяговый электродвигатель постоянного тока НБ-514Б, вместо НБ-514, ранее используемого на ВЛ-85. В новом моторе улучшена изоляция и конструкция катушек дополнительных полюсов статора.
Питающее напряжение от контактной сети поступает через несимметричный пантограф новой конструкции, представляющую собой складывающуюся букву “Г”. Он лучше применявшегося ранее симметричного тем, что подпружиненная часть легче, поэтому токоприёмник во время движения быстрее перемещается по вертикали вслед за контактным проводом, что уменьшает искрение и связанные с ним потери мощности, а также радиопомехи.
На электровозе применён специально спроектированный тяговый трансформатор ОНЦЦЭ-4350/2 с меньшим рассеянием электромагнитного поля, приводящим к дополнительным потерям мощности. В то же время используются применяемые ранее на электровозах переменного тока выпрямительно-инверторные преобразователи типа ВИП 4000М. Они обеспечивают преобразование однофазного переменного тока в постоянный и плавное регулирование напряжения, подаваемого на тяговые электродвигатели. С помощью ВИП 4000М при электрическом торможении имеется возможность рекуперации, т.е. возврата вырабатываемой электромоторами тележек электроэнергии в контактную сеть. Поскольку на электровозе 2ЭС5К установлены тяговые электродвигатели постоянного тока, то при электроторможении и включении электродвигателей в режим генераторов они вырабатывают постоянное напряжения, которое с помощью ВИП 4000М и управляющего микропроцессора преобразуется в переменное напряжение частотой 50 Гц. Фазу вырабатываемого переменного напряжения микропроцессор согласует с фазой напряжения на контактном проводе, благодаря чему вырабатываемая в тяговых электродвигателях электроэнергия возвращается в контактную сеть. При этом происходит торможение всего состава только двигателями электровоза, что снижает износ тормозных колодок у всех вагонов состава. Тормозное усилие в локомотиве 2ЭС5К больше, чем в ВЛ80С на 6-12 %, а средняя потребляемая мощность меньше на 15-18 %.

Все агрегаты нового локомотива соединены таким образом, что управлять “Ермаком” можно из кабины любой секции, причём, как вручную, так и автоматически. При этом обеспечиваются различные режимы ведения поезда, а также диагностика параметров движения и работы всего оборудования электровоза. Система автоматического торможения поезда повышает безопасность движения и облегчает управление локомотивом.
“Ермак” может работать по системе многих единиц, т.е. в сцепке с другим локомотивом, а также с одной дополнительной секцией (бустером). В первом случае он из 8-осной машины 2ЭС5К превращается в 16-осную, а во втором – в 12-осную. Примерно в той же пропорции возрастает и тяговое усилие электровоза, и его провозная способность. Промежуточная секция – бустер – с обеих сторон оснащена межсекционными переходами, что позволяет переходить из одной кабины в другую, в отличие от трехсекуионных ВЛ11 и ВЛ80с.

Большое внимание разработчики уделили комфорту работы локомотивной бригады, оснастив электровоз кондиционером, холодильником и сантехническим оборудованием. В кабине с помощью системы микроклимата поддерживается постоянная температура. По стенам и полу кабины разместили нагревательные панели общей мощностью 7 кВт. Кардинально изменили систему отопления кабины. Зимой параметры микроклимата обеспечиваются двумя калориферами, работающими как обогреватели и подающими нагретый воздух в зону двери. Улучшили вентиляцию кабины, при этом вдвое сократили число вентиляторов и существенно снизили затраты энергии на охлаждение тягового оборудования. Электрообогревателями снабдили лобовое и боковые стёкла, а также зеркала заднего вида, причём, последние, снабдили электроприводом поворота. Перед лобовым стеклом расположили два пульта управления для машиниста и помощника. Оба, скорее, напоминают рабочее место оператора ЭВМ.
Для магистрального электровоза “Ермак” впервые в отечественной практике спроектировали кабину из стеклопластика с несущим металлическим каркасом, своеобразным поясом безопасности для локомотивной бригады. Чтобы снизить лобовое сопротивление, применили обтекатель кабины, придав локомотиву современный вид. Увеличили площадь остекления кабины, улучшая комфорт, установили стеклоочистители пантографного типа с электроприводом, боковые стёкла оборудовали стеклоподъёмниками.

Почему обновление локомотивного парка начали с создания электровоза переменного тока, и уж тем более – почему первую машину в числе новых назвали именно “Ермак”, а не иначе? Вот наше объяснение.
В Российской Федерации общая длина железнодорожных путей достигает 85,5 тыс. км, 42,3 тыс. км электрифицированы, 22,5 тыс. км – на переменном токе. К настоящему времени полностью электрифицирована самая протяжённая в мире железная дорога – Транссиб, проходящая от Владивостока до Калининграда. Её протяжённость от Москвы до Владивостока 9288 км, причём, восточнее Урала большая часть магистрали электрифицирована на переменном токе. В этой части страны требуется как можно быстрее обновить магистральный электровозный парк, чтобы повысить эффективность работы Транссиба. Вот почему на НЭВЗе сначала решили спроектировать новый электровоз именно переменного тока. Поскольку первые локомотивы этой серии предполагается вводить в эксплуатацию на просторах Сибири, то в память о знаменитом донском казаке, народном герое, легендарном Ермаке его именем назвали новый электровоз переменного тока.
Источник: Олег КУРИХИН “Ермак”, журнал “Техника-Молодежи”, 1-2006

Смотрите также: