Тенденции развития тягового электропривода электроподвижного состава железных дорог

УДК 629.423

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

А. А. Бакланов, Н. В. Есин, Д. В. Мурзин, А. П. Шиляков Омский государственный университет путей сообщения

В обзорной статье приведены основные технические данные коллекторных ТД постоянного и пульсирующего тока основных серий грузовых и пассажирских электровозов и электропоездов постоянного и переменного тока, эксплуатировавшихся в разные годы на железных дорогах России. Практически все эксплуатируемые отечественные электровозы и электропоезда оснащены коллекторными ТД постоянного и пульсирующего тока с последовательным и независимым возбуждением. В то же время расширяется применение бесколлекторного тягового электропривода.

Ключевые слова: электроподвижной состав, бесколлекторный тяговый электропривод, тяговые электрические машины, тяговый электродвигатель

Электрическая тяга на железных дорогах страны существует уже более 80 лет и выполняет сейчас около 85 % всего объема перевозок. Началась она с электрификации небольших участков на постоянном токе напряжением 1500 В, а затем напряжением 3000 В, которое было принято в дальнейшем для широкой электрификации. В настоящее время у нас в стране существуют две системы тока на электрифицированных железных дорогах: постоянный ток напряжением 3000 В и переменный однофазный ток напряжением 25 000 В и частотой 50 Гц. Для работы на электрифицированных железных дорогах создан соответствующий электроподвижной состав, состоящий из электровозов и электропоездов.

Электроподвижной состав (ЭПС) в целом предназначен для преобразования электрической энергии в механическую, используемую для движения поезда с регулируемой силой тяги и скоростью. Это преобразование энергии осуществляют тяговые электродвигатели (ТД), являющиеся основным видом тяговых электрических машин (ТЭМ), к которым относятся также электродвигатели вспомогательных машин (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов, мотор-насосов, преобразователей) и тяговые трансформаторы.

Таким образом, тяговый электропривод ЭПС обязательно должен быть регулируемым во всем диапазоне скорости движения, обладать хорошими регулировочными свойствами, высокой энергоэффективностью, эксплуатационной надежностью и другими свойствами. Тяговый электропривод ЭПС работает в очень сложных условиях при больших

колебаниях питающего напряжения, переменной нагрузке, высокой вибрации, полном воздействии окружающей среды и т. п. Перечисленные свойства и условия работы тягового электропривода предопределили использование коллекторных ТД с последовательным возбуждением уже на первых сериях отечественных электровозов и электропоездов постоянного тока, несмотря на присущие таким машинам две основные проблемы: проблему механической коммутации тока в проводниках обмотки якоря, сопровождаемой, как правило, искрением между щетками и коллекторными пластинами, и проблему тяжелых потенциальных условий на коллекторе.

Основные технические данные коллекторных ТД постоянного и пульсирующего тока основных серий грузовых и пассажирских электровозов и электропоездов постоянного и переменного тока, эксплуатирующихся в разные годы на железных дорогах страны, для номинального часового режима приведены в табл. 1-6, в которых приняты следующие обозначения величин: 2р - число полюсов; Р - мощность; и - напряжение; I - ток; /- частота переменного тока в обмотке якоря; М - вращающий момент на валу; п - частота вращения; п - мак-

-1 7 1 7 макс

симальная частота вращения при конструкционной скорости электровоза; п - коэффициент полезного действия; т - масса ТД.

Указаны также род тока и напряжение в контактной сети, серия ЭПС и год начала выпуска, класс изоляции, наличие (отсутствие) компенсационной обмотки (КО) и тип подвешиванияТД, вид тягового редуктора и класс тягового привода, при этом

буквами ОО и ОР обозначены соответственно опорно-осевое и опорно-рамное подвешивание ТД, а цифрами 1 и 2 обозначены соответственно односторонний и двухсторонний тяговые редукторы.

Анализ данных табл. 1 показывает, что первые серии грузовых электровозов постоянного тока оснащались 4-полюсными ТД мощностью 300-500 кВт без компенсационной обмотки с изоляцией класса В. С целью получения удовлетворительных по-

Большой вклад в решение проблемы коммутации ТД внесли работы доктора технических наук, профессора М. Ф. Карасева. Под его руководством были разработаны теория оптимальной коммутации, методы и приборы для объективной оценки коммутации, методика настройки дополнительных полюсов ТД, рекомендации по их использованию в ремонте и эксплуатации электровозов. Результаты исследований профессора М. Ф. Карасева и его школы внедрены на электровозостроительных и электрово-зоремонтных заводах, в локомотивных депо железных дорог.

Решению проблемы потенциальных условий на коллекторе ТД способствовало применение компенсационной обмотки, которая позволяет компенсировать искажающее влияние поперечной реакции якоря, в результате выравниваются межламельные напряжения и снижается вероятность возникновения кругового огня на коллекторе.

В последующем на электровозах постоянного тока стали применяться 6-полюсные коллекторные ТД мощностью 600-800 кВт с классом изоляции F, Н и компенсационной обмоткой. К ним относятся, прежде всего, наиболее распространенные тяговые двигатели постоянного тока серии ТЛ-2К1 номиналь-

тенциальных условий на коллекторе в этих ТД был предусмотрен расходящийся воздушный зазор под главными полюсами. Они имели много отказов из-за присущих коллекторным ТД проблем коммутации и потенциальных условий на коллекторе, а также невысокого класса изоляции. Широкие исследования этих проблем позволили выработать решения по совершенствованию ТД и повышению их эксплуатационной надежности.

ной мощностью 670 кВт с компенсационной обмоткой, устанавливаемые на грузовые электровозы серий ВЛ10, ВЛ11.

Выпускаемые в настоящее время грузовые электровозы постоянного тока 2ЭС4К, 2ЭС6, называемые электровозами переходного периода, оснащаются 6-полюсными коллекторными ТД постоянного тока мощностью 800-810 кВт с классом изоляции F, Н и компенсационной обмоткой, в которых предусмотрено последовательное и независимое возбуждение в режиме тяги и независимое в режиме рекуперативного торможения.

Первые грузовые электровозы однофазного переменного тока (табл. 2), которые появились в 50-60-е годы прошлого столетия, уже имели 6-полюсные ТД пульсирующего тока мощностью 600-800 кВт с классом изоляции В, F и Н, в них впервые применили компенсационную обмотку.

Благодаря компенсационной обмотке, например, в тяговых двигателях НБ-412К электровозов ВЛ60К по сравнению с тяговыми двигателями НБ-412М электровозов ВЛ60 значительно улучшились потенциальные условия на коллекторе, сократилось количество перебросов и круговых огней по коллектору, уменьшилась масса меди в ТД. Следует

Таблица 1

Основные технические данные коллекторных ТД постоянного тока грузовых электровозов постоянного тока

Род тока Постоянный ток, напряжение 3000 В

Серия электровоза ВЛ19 ВЛ22М, ВЛ19 ВЛ8, ВЛ23 ВЛ10, ВЛ11 ВЛ15 2ЭС4К 2ЭС6

Год начала выпуска 1932 1948 1953 1967 1985 2006 2006

Тип ТД ДПЭ-340А ДПЭ-400А НБ-406Б ТЛ-2К1 ТЛ-3Б ДТК-800А ДПТ810-2У1

2р 4 4 4 6 6 6 6

Р, кВт 340 400 525 670 700 800 810

и, В 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500

I, А 250 290 380 480 512 570 574

Г, Гц 20,17 23,67 24,5 39,5 40,5 37,25 37,5

М, Н-м 5370 5386 6825 8103 8260 10260 10300

п, об/мин 605 710 735 790 810 745 750

и,„„, об/мин 1390 1490 1725 1690 1690 1720 1800

п 0,919 0,92 0,921 0,931 0,912 0,941 0,94

т, кг 4200 4300 5400 5000 5000 4610 4716

Класс изоляции В В В В, F F F, Н Н

Наличие КО нет нет нет да да да да

Тип подвешивания ТД Опорно-осевое

Тяговый редуктор Двухсторонний

Класс тягового привода Первый

отметить, что благодаря положительным свойствам компенсационная обмотка в дальнейшем стала применяться во всех ТД пульсирующего и постоянного тока отечественных грузовых и пассажирских электровозов. К ним относятся, прежде всего, наиболее

распространенные тяговые двигатели пульсирующего тока серии НБ-418К6 номинальной мощностью 790 кВт с компенсационной обмоткой, устанавливаемые на грузовые электровозы серий ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р.

Таблица 2

Основные технические данные коллекторных ТД пульсирующего тока грузовых электровозов переменного тока

и двойного питания

Род тока Переменный однофазный ток, напряжение 25000 В, частота 50 Гц

Серия электровоза Н60, ВЛ60 Ф, ФР К ВЛ60, ВЛ60Р, ВЛ60К ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р ВЛ85 Э5К, 2ЭС5К, 3ЭС5К ВЛ82 ВЛ82М

Год начала выпуска 1958 1959 1960 1962 1969 1984 2004 1966 1972

Тип ТД НБ-412М ТАО-649В1 GB-317/23a НБ-412К НБ-418К6 НБ-514 НБ-514Б НБ-420Б НБ-407Б

2р 6 6 6 6 6 6 6 4 6

Р, кВт 690 790 825 775 790 850 820 700 755

и, В 1450 750 1110 1600 950 1000 1000 1500 1500

I, А 515 1135 785 515 880 905 870 500 535

Г, Гц 37,75 44,5 42,25 42,5 44,5 45,25 43,5 30,2 38,0

М, Н-м 8731 8486 9418 8711 8486 8975 8516 7358 9555

п, об/мин 755 890 845 850 890 905 920 905 760

п , об/мин 1650 1970 1810 1680 2040 2040 2030 2030 1640

п 0,924 0,928 0,954 0,934 0,944 0,942 0,946 0,935 0,937

т, кг 5000 3270 3750 4850 4350 4282 4300 4500 5000

Класс изоляции В, Н Н В В, Н F, Н F F В, F В, F

Наличие КО нет нет да да да да да да да

Тип подвешивания ТД Опорно-осевое

Тяговый редуктор 2 1 2 2 2 2 2 2 2

Класс тягового привода Первый

Выпускаемые в настоящее время грузовые электровозы переменного тока Э5К, 2ЭС5К, 3ЭС5К, относящиеся к электровозам переходного периода, оснащаются 6-полюсными коллекторными ТД пульсирующего тока мощностью 820 кВт с изоляцией класса F и компенсационной обмоткой, в которых предусмотрено последовательное возбуждение в режиме тяги и независимое - в режиме рекуперативного торможения.

Практически на всех грузовых электровозах постоянного и переменного тока используются опорно-осевое подвешивание ТД, двухсторонний тяговый редуктор и тяговый привод первого класса. Это обусловлено необходимостью передачи большого вращающего момента от тягового двигателя к колесной паре и сравнительно невысокой максимальной скоростью движения грузовых электровозов, не превышающей 120 км/ч. И все же при такой скорости движения из-за жесткого опирания тягового двигателя на колесную пару от неровностей пути на ТД действуют большие динамические силы с ускорениями, достигающими значений 20 g. Это существенно утяжеляет протекание процесса коммутации и потенциальные условия на коллекторе ТД.

В эксплуатируемых пассажирских электровозах постоянного и переменного тока (табл. 3 и 4) применяются 6-полюсные ТД мощностью 600-800 кВт

с изоляцией классов В, F и Н, как правило, без компенсационной обмотки. Однако в пассажирских электровозах постоянного тока ЧС200, ЧС6, рассчитанных на скорость движения до 200-220 км/ч, впервые использованы ТД мощностью 1050 кВт с изоляцией класса Fи компенсационной обмоткой.

Выпускаемые в настоящее время пассажирские электровозы постоянного тока ЭП2К и переменного тока ЭП1, ЭП1М, относящиеся к электровозам переходного периода, оснащаются 6-полюсными коллекторными ТД мощностью 800 кВт с изоляцией классов F, Н и компенсационной обмоткой, в которых предусмотрено последовательное возбуждение в режиме тяги и независимое - в режиме электрического торможения.

Пассажирские электровозы обычно рассчитывают на максимальную скорость движения свыше 120 км/ч, поэтому с целью снижения динамических воздействий на ТД от неровностей пути используются их опорно-рамное подвешивание, односторонний тяговый редуктор и тяговый привод второго либо третьего класса. Это позволяет эксплуатируемым в настоящее время пассажирским электровозам постоянного и переменного тока реализовать скорость движения 160-200 км/ч и с более приемлемыми условиями коммутации и потенциальными условиями коллекторных ТД.

Таблица 3

Основные технические данные коллекторных ТД постоянного тока пассажирских электровозов постоянного тока

Род тока Постоянный ток, напряжение 3000 В

Серия электровоза ЧС1 ЧС3, ЧС2 ЧС2Т, ЧС7 ЧС200, ЧС6 ЭП2К

Год начала выпуска 1957 1960 1964 1975 2006

Тип ТД AL-4846zT АЬ-4846еТ AL-4846dT AL-4741FLT ЭД-153У1

2р 6 6 6 6 6

Р, кВт 586 700 770 1050 800

и, В 1500 1500 1500 1500 1500

I, А 415 495 545 750 565

Г, Гц 30,0 34,0 33,25 53,0 47,25

М, Н-м 9369 9836 11064 9465 8086

п, об/мин 600 680 665 1060 945

об/мИН 1150 1189 1196 1510 1720

п 0,94 0,943 0,943 0,933 0,942

т, кг 5100 5250 5250 4600 3850

Класс изоляции В В, F В, F F Н

Наличие КО нет нет нет да да

Тип подвешивания ТД Опорно-рамное

Тяговый редуктор Односторонний

Класс тягового привода 2 2 2 3 3

Таблица 4

Основные технические данные коллекторных ТД пульсирующего тока пассажирских электровозов переменного тока

Род тока Переменный однофазный ток, напряжение 25000 В, частота 50 Гц

Серия электровоза ФП ВЛ60П/К ЧС4, ЧС4Т, ЧС8 ВЛ65 ЭП1, ЭП1М

Год начала выпуска 1959 1962 1966 1992 1999

Тип ТД ТАО-649А1 НБ-412К AL-4442nP НБ-514 НБ-520В

2р 6 6 6 6 6

Р, кВт 790 775 850 850 800

и, В 750 1600 800 1000 1000

I, А 1135 515 1140 905 845

Г, Гц 44,5 42,5 60,0 45,25 51,5

М, Н-м 8486 8711 6769 8975 7418

п, об/мин 890 850 1210 915 1030

"макс, об/мин 1970 1680 2420 2040 2020

п 0,928 0,934 0,935 0,942 0,945

т, кг 3350 4850 2950 4282 3500

Класс изоляции Н В, Н Н F F, Н

Наличие КО нет да нет да да

Тип подвешивания ТД ОР ОО ОР ОО ОР

Тяговый редуктор 1 2 1 2 1

Класс тягового привода 2 1 2 1 2

На всех эксплуатируемых электропоездах постоянного и переменного тока (табл. 5-6) применяются 4-полюсные коллекторные ТД без компенсационной обмотки.

Первые серии электропоездов имели ТД мощностью 180-200 кВт с изоляцией класса В, современные электропоезда оснащаются коллекторными ТД мощностью 200-240 кВт с изоляцией классов F и Н. На электропоездах используются опорно-рамное

подвешивание ТД, односторонний тяговый редуктор и тяговый привод в основном второго класса.

Анализ работы коллекторного ТД показывает, что коллекторно-щеточный узел выполняет сложные функции. Первая, достаточно простая, функция заключается в обеспечении скользящего контакта между подвижной обмоткой якоря и неподвижными обмотками полюсов, с его помощью к обмотке якоря подводится электрическая энергия.

Таблица 5

Основные технические данные коллекторных ТД постоянного тока электропоездов постоянного тока

Род тока Постоянный ток, напряжение 3000 В

Серия электропоезда СР ЭР1, ЭР2 ЭР2 ЭР22 ЭР200 ЭР22В, ЭР2Р ЭР2Р, ЭР2Т, ЭД2Т, ЭД4М, ЭТ2М

Год начала выпуска 1946 1957 1958 1964 1973 1979 1993

Тип ТД ДК-103Г ДК-106Б УРТ-110А, УРТ-110Б РТ-113А 1ДТ-001 1ДТ-003.3У1 1ДТ-003.4У1, 1ДТ-003.5У1, 1ДТ-003.6У1, 1ДТ-003.7У1, 1ДТ-003.8У1, ТЭД-2У1, ТДЭ-235У1

2р 4 4 4 4 4 4 4

Р, кВт 180 200 200 220 240 240 225-240

и, В 1500 1500 1500 750 750 750 750

I, А 132 146 146 326 360 350 330-350

Г, Гц 36,7 38,0 38,2 39,2 58,0 44,7 41,3-43,0

М, Н-м 1564 1676 1669 1789 1318 1711 1667-1849

п, об/мин 1100 1140 1145 1175 1740 1340 1240-1290

Па.„ об/мИН 2100 2080 2080 2240 2630 2240 2240

п 0,915 0,918 0,918 0,900 0,900 0,915 0,915

т, кг 2550 2200 2150 2200 1320 2250 2250-2350

Класс изоляции В В В F, Н F F F

Наличие КО нет

Тип подвешивания ТД ОО Опорно-рамное

Тяговый редуктор Односторонний

Класс тягового привода 1 2 2 2 2 2 2

Таблица 6

Основные технические данные коллекторных ТД пульсирующего тока электропоездов переменного тока

Род тока Переменный однофазный ток, напряжение 25000 В, частота 50 Гц

Серия электропоезда ЭР9П ЭР9М, ЭР9Е, ЭР9Т ЭД9Т, ЭД9М

Год начала выпуска 1962 1976 1995

Тип ТД РТ-51Д РТ-51М 1ДТ.003.11У1 ТЭД-3У1

2р 4 4 4 4

Р, кВт 200 200 225 220

и, В 825 825 825 825

I, А 266 266 300 295

Г, Гц 38,0 38,0 29,0 29,0

М, Н-м 1676 1676 2471 2416

п, об/мин 1140 1140 870 870

nш,,с, об/мин 2080 2080 2060 2065

п 0,918 0,918 0,909 0,900

т, кг 2000 2000 2300 2350

Класс изоляции В F F F

Наличие КО нет

Тип подвешивания ТД Опорно-рамное

Тяговый редуктор Односторонний

Класс тягового привода 2 2 2 2

Вторая, более сложная, функция коллекторно-щеточного узла связана с тем, что в двигательном режиме он преобразует постоянный ток, поступающий из внешней цепи, в переменный ток, протекающий в обмотке якоря, т. е. является механическим инвер-

тором тока, а в генераторном режиме преобразует переменный ток обмотки якоря в постоянный ток, отдаваемый во внешнюю цепь, т. е. является механическим выпрямителем. Данные табл. 1-6 показывают, что в номинальном часовом режиме частота переменного тока в обмотках якорей коллекторных ТД постоянного и пульсирующего тока находится в диапазоне 20-60 Гц, а в режиме максимальной скорости ЭПС она может достигать 120 Гц и более. Это согласуется с общей теорией электромеханического преобразования энергии, исходя из которой протекание переменного тока хотя бы в одной из обмоток является обязательным условием работы любой электрической машины.

Глубокое понимание физической сущности работы коллекторного ТД и происходящих при этом процессов привели к изобретению так называемого вентильного ТД, который, по сути, является обращенным двигателем постоянного тока. Это изобретение было запатентовано в нашей стране в 30-е годы прошлого столетия. Автором изобретения является Б. Н. Тихменев, ставшим впоследствии доктором технических наук, профессором и крупным специалистом в области электрической тяги, который большую часть жизни проработал во ВНИИЖТе и руководил созданием отечественных электровозов переменного тока с коллекторными и бесколлекторными тяговыми двигателями и рекуперативным торможением. Под его руководством на Новочеркасском электровозостроительном заводе впервые в мире в 1970 году был построен электровоз

переменного тока ВЛ80В с вентильными ТД. В следующем, 1971 году, здесь также впервые в мире был построен электровоз переменного тока ВЛ80А с асинхронными ТД. В последующие годы выпускались единичные образцы электровозов с бесколлекторными ТД.

Опыт эксплуатации этих электровозов показал, что для бесколлекторного тягового привода требуется электронная преобразовательная техника с высо-

кими параметрами. Достигнутый в настоящее время уровень развития этой техники позволяет перейти к широкому использованию бесколлекторных ТД. В последние годы промышленность начала серийно выпускать электровозы постоянного и переменного тока с бесколлекторными ТД. Основные параметры ранее выпущенных и новых бесколлекторных ТД приведены в табл. 7-8, для которых указан также коэффициент мощности ^ф.

Таблица 7

Основные технические данные вентильных и асинхронных ТД трехфазного переменного тока грузовых электровозов

Род тока Переменный однофазный ток, напряжение 25000 В, частота 50 Гц Постоянный ток, напряжение 3000 В

Серия электровоза ВЛ80В ВЛ83 ВЛ80А ВЛ86Ф 2ЭС5 2ЭС10

Год начала выпуска 1970 1976 1971 1985 2011 2011

Тип ТД НБ-601 НБ-604 НБ-602 НБ-607 6FRA4567G 1ТВ2822

2р 8 10 8 6 6 4

Р, кВт 1025 1680 1200 950 1050 1050

и, В 1200 1200 1300 1300 1860 2240

I, А 780 1000 680 505 360 335

Г, Гц 93 59,2 94 45 52 49,4

М, Н-м 7995 22600 8240 9660 9665 6816

п, об/мин 1200 710 1395 890 1038 1472

"мас об/мИН 2150 1700 2130 2040 2491 3425

П 0,945 0,921 0,945 0,94 0,954 0,962

СО.ф 0,84 0,878 0,875 0,95 0,95 0,84

т, кг 4100 7150 3900 4060 2660 3980

Класс изоляции F F, Н F F С С

Тип подвешивания ТД ОО ОР ОО ОО ОО ОО

Тяговый редуктор 2 1 2 2 1 1

Класс тягового привода 1 2 1 1 1 1

Род тока Переменный однофазный ток, напряжение 25000 В, частота 50 Гц Постоянный ток, напряжение 3000 В

Серия ЭПС ЭП200 ЭП10 ЭП20 ЭН3 ЭТ2А ЭД6

Год начала выпуска 1996 1998 2011 1999 1999 2001

Тип ТД НТВ-1000 НТА-1200 ДТА-1200А НТА-350 ДТА380-6 ДТА400-6

2р 8 6 6 6 6 6

Р, кВт 1000 1200 1200 350 380 400

и, В 1130 2183 2200 1100 2200 2200

I, А 590/225 385 390 240 95 137

Г, Гц 120,3 65,4 89,2 72,6 60,6 109,1

М, Н-м 5291 8853 6493 2320 3026 1769

п, об/мин 1805 1295 1766 1440 1200 2160

"мас об/мин 3000 2680 3650 2560 2170 3600

П 0,946 0,957 0,96 0,93 0,95 0,946

СО.ф 0,915 0,861 0,841 0,807 0,79 0,81

т, кг 2300 2600 2600 1420 1500 998

Класс изоляции Н Н Н Н Н Н, С

Тип подвешивания ТД ОР ОР ОР ОР ОР ОР

Тяговый редуктор 1 1 1 1 1 1

Класс тягового привода 2 2 3 1 2 3

Таблица 8

Основные технические данные вентильных и асинхронных ТД трехфазного переменного тока пассажирских электровозов и электропоездов

Для привода вспомогательных машин (ВМ) на ЭПС постоянного тока изначально используются коллекторные электродвигатели постоянного тока, а на ЭПС переменного тока - асинхронные электродвигатели 3-фазного переменного тока. Однако на новых сериях ЭПС постоянного и переменного тока, выпу-

скаемых в настоящее время, для привода вспомогательных машин используются в основном асинхронные электродвигатели 3-фазного переменного тока.

Распределение по роду тока применяемых тяговых электродвигателей и электродвигателей вспомогательных машин на ЭПС приведено в табл. 9.

Таблица 9

Распределение по роду тока применяемых тяговых электрических машин на электроподвижном составе

Серия ЭПС Род тока ЭПС ТД ВМ

ПТ ПуТ ПеТ ПТ ПуТ ПеТ

ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11,ВЛ15 Постоянный ток, напряжение 3000 В • •

ЧС1, ЧС3, ЧС2, ЧС7, ЧС200 • •

ЭР1, ЭР2, ЭР200 • •

2ЭС4К, 2ЭС6 • • •

ЭП2К • • •

ЭР2Т, ЭР2Р, ЭД4, ЭТ2 • • •

ЭД6, ЭТ2А • •

2ЭС10 • •

ВЛ60, ВЛ80, ВЛ85, 2ЭС5К Переменный однофазный ток, напряжение 25000 В, частота 50 Гц • •

ВЛ65, ЭП1 • •

ЭР9, ЭД9 • •

ЧС4, ЧС8 • •

ВЛ80В, ВЛ83, ЭП200 • •

ВЛ80А, ВЛ86Ф • •

2ЭС5 • •

ЭН3 • •

ВЛ82 Два рода тока • • •

ЭП10, ЭП20 • •

Примечание: ПТ - постоянный ток; ПуТ - пульсирующий ток; ПеТ - переменный 3-фазный ток.

Проведенный анализ показывает, что практически все эксплуатируемые отечественные электровозы и электропоезда оснащены коллекторными ТД постоянного и пульсирующего тока с последовательным и независимым возбуждением. На грузовых электровозах применяются опорно-осевое подвешивание ТД, двухсторонний тяговый редуктор и первый класс тягового привода. Пассажирские электровозы и электропоезда имеют, как правило, опорно-рамное подвешивание ТД, односторонний тяговый редуктор и второй класс тягового привода.

Выпускаемые промышленностью в настоящее время новые электровозы переходного периода постоянного и переменного тока оснащаются коллекторными ТД мощностью 700-800 кВт с компенсационной обмоткой и изоляцией классов Fи Н, которые являются машинами предельного исполнения.

В то же время расширяется применение бесколлекторного тягового электропривода. В частности, начато изготовление перспективных грузовых электровозов постоянного тока 2ЭС10 и переменного тока 2ЭС5, а также пассажирских электровозов двойного питания ЭП20, оснащенных асинхронным тяговым приводом.

Бакланов Александр Алексеевич, Есин Николай Васильевич, Мурзин Дмитрий Влади- Статья поступила в редакцию

мирович, Шиляков Андрей Петрович - кандидаты технических наук, доценты кафедры 8 декабря 2013 г.

«Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПС.

© А.А. Бакланов, Н.В. Есин, Д.В. Мурзин, А.П. Шиляков, 2013