Электровозы постоянного тока реферат
Обновлено: 04.07.2024
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
ИСТОРИЯ ОТЕЧКСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОВОЗОСТРОЕНИЯ
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКОПРИЕМНИКЕ
1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА
1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКА
1.3 КОНСТРУКЦИЯ ТОКОПРИМНИКА П-5
1.4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТРИСТИКИ ТОКОПРИМНИКА П-5
2 ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ТОКОПРИЕМНИКОВ
2.1 СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
2.2 ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ТОКОПРИЕМНИКОВ
2.3 РАЗБОРКА ТОКОПРИМНИКОВ
2.4 РЕМОНТ ОСНОВНЫХ ЧАСТЕЙ
2.5 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СБОРКИ
2.6 ИСПЫТАНИЯ ПОСЛЕ РЕМОНТ
2.7 ИНСТРУМЕНТ, ОБРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ
3 ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕМОНТЕ И
ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОВОЗОСТРОЕНИЯ
ЭЛЕКТРОВОЗ - локомотив, приводимый в движение находящимися на
нем тяговыми электродвигателями, которые получают электроэнергию от
стационарного источника - энергосистемы через тяговые подстанции и
тяговую сеть от контактного провода либо от собственных тяговых
аккумуляторных батарей. Выпускаются также комбинированные контактно-
аккумуляторные электровозы, которые могут работать как от контактной
сети, так и от аккумуляторной батареи. Подавляющее большинство
находящихся в эксплуатации электровозов магистральных ж. д. являются
неавтономными, т. е. не могут работать без контактной сети. На путях
промышленных предприятий часто используются автономные электровозы,
не зависящие от контактной сети. Для обеспечения маневровых работ наи-
более подходящими являются контактно-аккумуляторные электровозы,
которые используются также широко для обслуживания горных выработок,
где прокладка контактного провода затруднена или невозможна. Таким
образом, эксплуатируемые электровозы могут быть классифицированы по
назначению, степени автономности, роду тока в тяговой сети; в зависимости
от области использования и конструкции имеют ряд различных направлений.
Первые электровозы появились на ж.-д. транспорте в конце 19 в. как
локомотивы, альтернативные паровозам. Развитие электротехники позволило
создать мощные электродвигатели постоянного тока и двигатели
переменного трехфазного тока. Были решены также проблемы генерирования
электроэнергии и ее передачи по контактной сети. Идея реализации
электрического локомотива с автономным или неавтономным питанием была
высказана в первой половине 19 в., но первые практические результаты были
получены в 1880 г. В России инженер Ф. А. Пироцкий установил электриче-
ский двигатель на пассажирском вагоне и провел первые опыты; в 1880 г. В Санкт-Петербурге был проложен для электровагона рельсовый путь. В том
же году Э. В. Сименс в Германии и Т. А. Эдисон в США предложили свои
конструкции. Новые локомотивы смогли заменить паровую тягу в
специфических условиях эксплуатации ж. д.- в длинных тоннелях и на
горных (перевальных) участках с большими уклонами. При этом проявились
главные преимущества электровоза — отсутствие выбросов отработанных
газов, возможность увеличения силы тяги путем форсировки тяговых
электродвигателей на руководящем уклоне, реализация идеи
рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую сеть.
Впоследствии область рационального применения электровозов существенно
расширилась: их стали использовать и на равнинных участках с интенсивным
движением поездов, где решающее значение имел высокий кпд самого
питании преимущественно от тепловых электростанций и до 50-60% при
питании от гидроэлектростанций ).
Первые электровозы на российских ж. д. появились в 1929-1930 гг. в
связи с электрификацией Сурамского перевала на Закавказской железной
дороге (линия Баку-Батуми). На линии эксплуатировались закупленные в
Италии, США, и Германии 6-осные электровозы постоянного тока 3 кВ,
получившие обозначение С (с индексом, соответствующим стране-
изготовителю). В России было налажено производство электровозов на Ко-
начал выпускать тяговые электродвигатели и электрооборудование. В 1932 г.
был выпущен первый отечественный грузовой электровоз сети Сс, впо-
следствии - ВЛ19 (цифра 19 указывает осевую нагрузку в т на рельсы). Этот
принцип сохранялся в обозначениях электровозов ВЛ22 и ВЛ23, позже
перешли к указанию числа осей (постоянного тока ВЛ8), а затем добавили
Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для
грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги
пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не
превышает 110 км/ч. В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12-
осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов
опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного
тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и
концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные
секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2-4 секций
(постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С). По мере расширения
электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск
скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги
пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший
наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934
г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар. Небольшие
партии грузовых электровозов ВЛ19, ВЛ22, ВЛ60 выпускались с измененным
передаточным отношением от тяговых двигателей на колесные пары, что
буквой П, например ВЛ60П).
В начале 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной
работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах
сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для
выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз
ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в
односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования
подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная ско-
рость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически
относится к классу универсальных - грузопассажирских.
Основу эксплуатируемого парка пассажирских локомотивов
составляют 6-осные электровозы ЧС2 и ЧС2Т постоянного тока, электровозы
ЧС200 постоянного тока и с такой же ходовой частью электровозы ЧС8
переменного тока. С середины 90-х гг. на магистральных ж. д.
односекционные электровозы ЭП200, конструктивную скорость которых
предполагалось довести до 250 км/ч, и упрощенная модификация такого
электровоза на конструктивную скорость 160 км/ч. В 2001 г. в связи с раз-
витием скоростного движения выпуск электровозов на максимальные
скорости 200-250 км/ч увеличился. Основные пассажиропотоки в
электропоездами. В сер. 90-х гг. были изменены обозначения новых
электровозов: в обозначение грузовых электровозов ввели букву Э
(например, Э1, Э2, ЭЗ и т.д.), а для пассажирских и универсальных - буквы
ЭП, в частности электровоз ВЛ65 получил обозначение ЭП1, электровоз,
выполненный на базе его механической части, с возможностью питания от
сети как постоянного, так и переменного тока, ЭП10.
Заданием на письменную экзаменационную работу было предложено
изучить назначение, конструкцию и принцип работы и ремонта
токоприемника П-5, установленного на электровозе ВЛ-10. Я также должен
детально описать технологию ремонта токоприемника, его основные
неисправности, разборку, ремонт основных узлов, сборку и испытание, инструмент и оборудование, применяемое при ремонте этого электрического
Очень важное значение имеет соблюдение правил техники
безопасности, которые я также должен отразить в своей письменной работе..
Теоретическую работу я должен увязать с производственной
практикой, ознакомиться, как выполняется ремонт токоприемника, и
научиться самостоятельно выполнять технологические операции,
соответствующие квалификации слесаря 3 разряда.
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКОПРИМНИКЕ
1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА
Электровоз получает электрическую энергию через токоприемник,
который установлен на крыше на изоляторах и при движении электровоза
скользит по контактному проводу, обеспечивая надежный съем тока при
различных условиях движения. Контактный провод подвешен в отдельных
точках и из-за провисания имеет разную высоту. Токоприемник должен
успевать следовать за изменением контактного провода без больших измене-
ний нажатия на контактный провод и тем более не отходить от него.
В случае отрыва токоприемника от контактного провода между ними
возникает электрическая дуга, которая портит контактные поверхности и
ухудшает съем тока при последующей работе. Требования постоянства
нажатия токоприемника на контактный провод при различной его высоте и
при разных скоростях движения выполняются при достаточно сложном
В зависимости от значения снимаемого тока токоприемники
выполняют легкого и тяжелого типа. Токоприемники легкого типа (на ток до
500 А) устанавливают на электровозах переменного тока и электропоездах,
тяжелого типа (на длительные токи до 2200 А) — на электровозах
постоянного тока. На каждом электровозе устанавливают по два
токоприемника: один — рабочий, другой — запасной. Обычно работает
второй по ходу движения токоприемник, так как в случае его поломки
передний токоприемник остается неповрежденным. При изломе же первого
по ходу токоприемника его обломки могут повредить второй.
1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКА
Принцип работы токоприемника поясняется рис. 1. Основание токоприемника несет на себе нижние рамы 2, валы 1 которых
поворачиваются в подшипниках. С нижними рамами шарнирно соединены
верхние рамы 3. В верхней части эти рамы соединены между собой и с
кареткой 5, с которой связаны полозы 4, скользящие по контактному
Рисунок 1 – Принцип работы токоприемника
Валы 1 поворачиваются под действием пружины 8, которая, стремясь
сжаться, передает усилие на ушки 6, поднимает рамы и создает нажатие на
контактный провод. Синхронность поворота обоих валов и работу рам без
перекосов обеспечивает тяга 7, соединенная с ушками 6.
1.3 КОНСТРУКЦИЯ ТОКОПРИМНИКА П5
На электровозе ВЛ10 установлено два токоприемника П-5. Основание
токоприемника 8 (рис. 2) сварено из двух боковых продольных швеллеров и
двух поперечных швеллеров, между которыми в средней части проложены и
приварены два продольных уголка. К этим уголкам крепят воздушный цилиндр 11 приводного механизма с редуктором 10 и шарнир подъемного
рычага. На каждом боковом швеллере укреплено по кронштейну с
буфером 12, смягчающим удары подвижных рам при опускании
токоприемника, а также по две полуоси 9. На полуось 1 (рис. 3),
укрепленную с помощью хомутов 2 на швеллера основания 3, посажен
шариковый подшипник 4, находящийся внутри вала 5 нижней рамы. Вал
выполняют из трубы с наружным диаметром 89 мм.
Рисунок 2 – Общий вид токоприемника П5
К валу приваривают два конических кронштейна, на которые надевают
конические трубы 7 (см. рис. 2) нижней рамы и закрепляют каждую из них
двумя болтами. Кроме того к валам приваривают ушки для крепления
пружин 5, тяг 6 и рычагов. Конические трубы изготовляют сваркой; из
тонколистовой стали толщиной 1,5 мм. Концы труб меньшего, диаметра
нижней рамы соединяют с трубами верхней рамы 4 через шарниры с
шариковыми подшипниками. Каждая верхняя рама выполнена из трех
тонкостенных стальных труб наружным диаметром 30 мм и толщиной стенки
1 мм. Две трубы — боковые и одна — диагональная соединены между собой стальными хомутами. Верхние шарниры боковых труб через игольчатые
подшипники соединены с осями, укрепленными по концам распорки 2,
фиксирующей расстояние между боковыми трубами рамы в верхней части.
Рисунок 3 – Узел подшипника нижней рамы
По концам этих осей находятся каретки 1 с полозами 3. Каретка
обеспечивает небольшое перемещение полозов по вертикали относительно
верхней рамы, необходимое для следования полозов за небольшими по
величине, но резкими изменениями контактного провода по высоте, при
прохождении которых рамы токоприёмников не успевают изменить своего
положения вследствие сравнительно большой массы. Каретка состоит из
основания (рис. 4), состоящего из двух стальных боковин 1, соединенных
втулкой 2 и заклепками 10. В верхних концевых частях основания на
шариковых подшипниках установлены рычаги, состоящие из шарниров 5, к
которым приварены изогнутые трубы 6 и 9 и держатели 7 кронштейнов 8
полозов. Оба рычага составляют клещевидную конструкцию. Рычаги в верх-
нем положении находятся под действием пружины 3, укрепленной через ушки 4 к хвостовикам шарниров 5. Своими крайними витками пружина
входит в отверстия ушек.
Рисунок 4 – Каретка токоприемника
При подъеме токоприемника полозы упираются в контактный провод,
но под действием подъемных пружин рама продолжает движение и вызывает
просадку полозов с рычагами и растяжение пружины 3. При просадке рыча-
гов относительно основания каретки на 50 мм пружина создает силу 8,5—
9,5 юге на полоз. Эту силу можно регулировать изменением длины пружины
за счет ввинчивания в отверстия ушек.
Кронштейн полоза укреплен на держателе шарнира и может
поворачиваться от горизонтального положения на 5—8°. Каретка
удерживается в горизонтальном положении пружинами 13 (см. рис. 2) и
имеет возможность поворачиваться на небольшой угол за счет их
деформации. Пружину с одной стороны крепят к хомуту, укрепленному на
трубе верхней рамы, а с другой — к заклепке основания каретки.
Полоз 3 (см. рис. 2) штампуют из листовой оцинкованной стали толщиной
1,5 мм. На его рабочей поверхности укрепляют сменные контактные пластины, которые скользят по контактному проводу. Материал накладок
должен иметь малое электрическое сопротивление, быть устойчивым против
действия электрической дуги, износоустойчивым и по возможности меньше
изнашивать контактный провод.
В настоящее время находят применение медные пластины, ме-
таллокерамические пластины на медной или железной основе, а также
угольные вставки. Полозы под медные накладки и под угольные вставки
имеют различную конструкцию.
Рисунок 5 - Крепление угольных накладок
Пластины крепят к полозу винтами М6Х16 с конической головкой,
которая утапливается в коническую рассверловку пластины. Угольные
вставки 3 (рис. 5), имеющие в сечении к нижней нерабочей части форму
пластинами 2 и 4 болтами 5 размерами М6Х16. Кронштейны полозов с обеих
сторон имеют отверстия и приваренные изнутри гайки М10. В полозе против
этих отверстий имеются овальные отверстия для упрощения подгонки
деталей. Полозы крепят к кронштейнам четырьмя болтами М10.
Все шарнирные соединения и подшипниковые узлы имеют гибкие
медные шунты для прохождения тока и предохранения подшипников от разъедания током и нагрева.
Общие сведения об организации эксплуатационной работы электровозов постоянного тока на заданном участке железной дороги. Расчет наибольшего пробега без набора песка. Вычисление времени работы электровозов на кольце, определение фронта ремонта локомотивов.
Подобные документы
Организация работы и отдыха локомотивных бригад и определение их потребности. Анализ эксплуатируемого парка и показателей его использования. Особенность эффективности применения электровозов на удлиненном участке обращения. Ремонт локомотивов в депо.
контрольная работа, добавлен 06.02.2016
Определение мощности тяговых двигателей. Упрощенные силовые электрические схемы электровозов постоянного и переменного тока. Расчет и построение тяговых характеристик. Сравнение показателей работы. Регулирование режима работы асинхронных двигателей.
курсовая работа, добавлен 04.01.2016
Разработка пункта экипировки для электровозов. Определение парка локомотивов. Показатели работы подвижного состава пассажирского и грузового движения. Программы ремонта и технического обслуживания локомотивов. Расчет производственно-финансового плана.
курсовая работа, добавлен 10.03.2017
Увязка работы электровозов и бригад с поездами. Составление ведомости и графика оборота электровозов. Организация труда и отдыха локомотивных бригад. Расчет программы ремонтов. Расчет процента неисправных электровозов и количества ремонтных стоил.
курсовая работа, добавлен 29.10.2017
Расчет эксплуатируемого парка электровозов, инвентарного парка локомотивов и измерителей, технологического и подъемно-транспортного оборудования. Виды технического обслуживания и ремонта. Техника безопасности при выполнении ремонтных работ в депо.
дипломная работа, добавлен 11.07.2015
Конструкция механической части электровозов и вопросы электроснабжения электрифицированных железных дорог и ходовых частей вагонов. Виды износов узлов электровоза и причины их отказов. Система планово-предупредительных ремонтов и технических обслуживаний.
учебное пособие, добавлен 25.05.2016
Организация работы поездов на участках отделения дороги. Составление графика движения состава в соответствии с исходными данными. Составление ведомости оборота электровозов и проведение расчета количества стойл для выполнения ремонтного обслуживания.
курсовая работа, добавлен 21.02.2015
Назначение, конструкция и принцип работы и ремонта переключателя контактов группового (ПКГ-040). Основные неисправности, их причины и способы предупреждения. Технология ремонта, замена и восстановление деталей. Сборка, проверка и испытание оборудования.
курсовая работа, добавлен 03.05.2015
Назначение и характеристика проектируемого депо. Расчет эксплуатируемого парка электровозов. Расчет количества и длины стойл. Текущий ремонт ТР-3. Требования к испытаниям электровоза. Расчет процента неисправных локомотивов. Компоновка отделений депо.
дипломная работа, добавлен 26.09.2017
Организация эксплуатации и составление ведомости обороте электровозов. Определение эксплуатируемого парка и показателей его использования. Организация ремонта в депо: расчет программы ремонтов, определение контингента и количества ремонтных стойл.
В прошлых статьях рассказывалось о различных типах передач на тепловозах, в принципе с тепловозами все понятно. Данный цикл статей посвящен локомотивам другого типа – электровозам. На современных железных дорогах России электровоз уверенно держит лидирующие позиции. Это сильные и скоростные локомотивы, будущее железных дорог конечно за электровозами. А в общем, как устроен и работает электровоз? Электровоз представляет собой локомотив с тяговыми электрическими двигателями, получающий электрическую энергию через токоприемник от контактной сети.
Электровоз ЧС7
На наших железных дорогах эксплуатируются электровозы двух систем – постоянного и переменного тока. Созданы и работают электровозы двойного питания. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы электровозов постоянного тока.
Электровоз ЧС2
Данные электровозы работают на постоянном токе, напряжением 3000 Вольт. Все оборудование электровоза располагается в кузове и на крыше. На крыше расположены токоприемники, жалюзи вентилятора, могут располагаться главные резервуары пневматической системы, все токоведущее оборудование установлено на изоляторах. Токоприемник электровоза постоянного тока аналогичен токоприемнику электровоза переменного тока, но для улучшения токосъема на каретке установлено два полоза с угольными вставками или медными накладками.
Машинное отделение электровоза ЧС7
В кузове расположены: быстродействующий выключатель (БВ), служит для подключения силовой цепи к контактному проводу и защиты силовых цепей от перегрузок; индуктивные шунты; пусковые резисторы; мотор-вентилятор(МВ); мотор-компрессор(МК), качает сжатый воздух в главные резервуары пневматической системы; электрические аппараты цепей управления; аккумуляторная батарея (может находиться под кузовом) и другое оборудование. Вся конструкция опирается на тележки, в которых установлены тяговые электродвигатели постоянного тока с осевыми редукторами. В кабине машиниста расположен пульт управления и все необходимое для работы локомотивной бригады.
Сжатым воздухом из цепей управления поднимается токоприемник, с пульта управления подключается быстродействующий выключатель – силовое оборудование подключено, электровоз может ехать.
Вот так управляется электровоз постоянного тока, регулируется его скорость и сила тяги. Система воздушного охлаждения на данных электровозах не требует большого количества мотор-вентиляторов, охлаждаются индуктивные шунты, пусковые реостаты и тяговые электродвигатели.
Днем рождения электрической тяги принято считать 31 мая 1879 г., когда на промышленной выставке в Берлине демонстрировалась первая электрическая железная дорога длиной 300 м, построенная Вернером Сименсом. Электровоз, напоминавший современный электрокар, приводился в движение электродвигателем мощностью 9,6 кВт (13 л. с.). Электрический ток напряжением 160 В передавался к двигателю по отдельному контактному рельсу, обратным проводом служили рельсы, по которым двигался поезд - три миниатюрных вагончика со скоростью 7 км/ч, скамейки вмещали 18 пассажиров.
В том же 1879 г. была пущена внутризаводская линия электрической железной дороги протяженностью примерно 2 км на текстильной фабрике Дюшен-Фурье в г. Брейль во Франции. В 1880 г. в России Ф. А. Пироцкому удалось электрическим током привести в движение большой тяжелый вагон, вмещавший 40 пассажиров. 16 мая 1881 г. было открыто пассажирское движение на первой городской электрической железной дороге Берлин - Лихтерфельд.
Рельсы этой дороги были уложены на эстакаде. Несколько позже электрическая железная дорога Эльберфельд - Бремен соединила ряд промышленных пунктов Германии.
Первоначально электрическая тяга применялась на городских трамвайных линиях и промышленных предприятиях, особенно на рудниках и в угольных копях. Но очень скоро оказалось, что она выгодна на перевальных и тоннельных участках железных дорог, а также в пригородном движении. В 1895 г. в США были электрифицированы тоннель в Балтиморе и тоннельные подходы к Нью-Йорку. Для этих линий построены электровозы мощностью 185 кВТ (50 км/ч).
После первой мировой войны на путь электрификации железных дорог вступают многие страны. Электрическая тяга начинает вводиться на магистральных линиях с большой плотностью движения. В Германии электрифицируют линии Гамбург - Альтон, Лейпциг - Галле - Магдебург, горную дорогу в Силезии, альпийские дороги в Австрии. Электрифицирует северные дороги Италия. Приступают к электрификации Франция, Швейцария. В Африке появляется электрифицированная железная дорога в Конго. В России проекты электрификации железных дорог имелись еще до первой мировой войны. Уже начали электрификацию линии. С.-Петербург - Ораниенбаум, но война помешала ее завершить. И только в 1926 г. было открыто движение электропоездов между Баку и нефтепромыслом Сабунчи. 16 августа 1932 г. вступил в строй первый магистральный электрифицированный участок Хашури - Зестафони, проходящий через Сурамский перевал на Кавказе. В этом же году в СССР был построен первый отечественный электровоз серии Сс. Уже к 1935 г. в СССР было электрифицировано 1907 км путей и находилось в эксплуатации 84 электровоза.
В настоящее время общая протяженность электрических железных дорог во всем мире достигла 200 тыс. км, что составляет примерно 20% общей их длины. Это, как правило, наиболее грузонапряженные линии, горные участки с крутыми подъемами и многочисленными кривыми участками пути, пригородные узлы больших городов с интенсивным движением электропоездов.
Техника электрических железных дорог за время их существования изменилась коренным образом, сохранился только принцип действия. Применяется привод осей локомотива от электрических тяговых двигателей, которые используют энергию электростанций. Эта энергия подводится от электростанций к железной дороге по высоковольтным линиям электропередачи, а к электроподвижному составу - по контактной сети. Обратной цепью служат рельсы и земля.
Применяются три различные системы электрической тяги - постоянного тока, переменного тока пониженной частоты и переменного тока стандартной промышленной частоты 50 Гц. В первой половине текущего столетия до второй мировой войны применялись две первые системы, третья получила признание в 50-60-х годах, когда началось интенсивное развитие преобразовательной техники и систем управления приводами. В системе постоянного тока к токоприемникам электроподвижного состава подводится ток напряжением 3000 В (в некоторых странах 1500 В и ниже). Такой ток обеспечивают тяговые подстанции, на которых переменный ток высокого напряжения общепромышленных энергосистем понижается до нужного значения и выпрямляется мощными полупроводниковыми выпрямителями.
Достоинством системы постоянного тока в то время была возможность применения коллекторных двигателей постоянного тока, обладающих превосходными тяговыми и эксплуатационными свойствами. А к числу ее недостатков относится сравнительно низкое значение напряжения в контактной сети, ограниченное допустимым значением напряжения двигателей. По этой причине по контактным проводам передаются значительные токи, вызывая потери энергии и затрудняя процесс токосъема в контакте между проводом и токоприемником. Интенсификация железнодорожных перевозок, увеличение массы поездов привели на некоторых участках постоянного тока к трудностям питания электровозов из-за необходимости увеличения площади поперечного сечения проводов контактной сети (подвешивание второго усиливающего контактного провода) и обеспечения эффективности токосъема.
Все же система постоянного тока получила широкое распространение во многих странах, более половины всех электрических линий работают по такой системе.
Задача системы тягового электроснабжения - обеспечить эффективную работу электроподвижного состава с минимальными потерями энергии и при возможно меньших затратах на сооружение и обслуживание тяговых подстанций, контактной сети, линий электропередачи и т. д.
Стремлением поднять напряжение в контактной сети и исключить из системы электрического питания процесс выпрямления тока объясняется применение и развитие в ряде стран Европы (ФРГ, Швейцария, Норвегия, Швеция, Австрия) системы переменного тока напряжением 15000 В, имеющую пониженную частоту 16,6 Гц. В этой системе на электровозах используют однофазные коллекторные двигатели, имеющие худшие показатели, чем двигатели постоянного тока. Эти двигатели не могут работать на общепромышленной частоте 50 Гц, поэтому приходится применять пониженную частоту. Для выработки электрического тока такой частоты потребовалось построить специальные "железнодорожные" электростанции, не связанные с общепромышленными энергосистемами. Линии электропередачи в этой системе однофазные, на подстанциях осуществляется только понижение напряжения трансформаторами. В отличие от подстанций постоянного тока в этом случае не нужны преобразователи переменного тока в постоянный, в качестве которых применялись ненадежные в эксплуатации, громоздкие и неэкономичные ртутные выпрямители. Но простота конструкции электровозов постоянного тока имела решающее значение, что определило ее более широкое использование. Это и обусловило распространение системы постоянного тока на железных дорогах СССР в первые годы электрификации. Для работы на таких линиях промышленностью поставлялись шестиосные электровозы серии Сс (для железных дорог с горным профилем) и ВЛ19 (для равнинных дорог). В пригородном движении использовались моторвагонные поезда серии Сэ, состоявшие из одного моторного и двух прицепных вагонов.
B первые послевоенные годы во многих странах была возобновлена интенсивная электрификация железных дорог. В СССР возобновилось производство электровозов постоянного тока серии ВЛ22. Для пригородного движения были разработаны новые моторвагонные поезда Ср, способные работать при напряжении 1500 и 3000 В.
В 50-е годы был создан более мощный восьмиосный электровоз постоянного тока ВЛ8, а затем - ВЛ10 и ВЛ11. В это же время в СССР и Франции были начаты работы по созданию новой более экономичной системы электрической тяги переменного тока промышленной частоты 50 Гц с напряжением в тяговой сети 25 000 В. В этой системе тяговые подстанции, как и в системе постоянного тока, питаются от общепромышленных высоковольтных трехфазных сетей. Но на них нет выпрямителей. Трехфазное напряжение переменного тока линий электропередачи преобразуется трансформаторами в однофазное напряжение контактной сети 25 000 В, а ток выпрямляется непосредственно на электроподвижном составе. Легкие, компактные и безопасные для персонала полупроводниковые выпрямители, которые пришли на смену ртутным, обеспечили приоритет этой системы. Во всем мире электрификация железных дорог развивается по системе переменного тока промышленной частоты.
Для новых линий, электрифицированных на переменном токе частотой 50 Гц, напряжением 25 кВ, были созданы шестиосные электровозы ВЛ60 с ртутными выпрямителями и коллекторными двигателями, а затем восьмиосные с полупроводниковыми выпрямителями ВЛ80 и ВЛ80с. Электровозы ВЛ60 также были переоборудованы на полупроводниковые преобразователи и получили обозначение серии ВЛ60к .
Читайте также: