СОСТАВ ДВУХСИСТЕМНОГО ПАССАЖИРСКОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и предназначена для использования для пассажирских перевозок для сетей постоянного и переменного тока, в частности для ускоренного межрегионального сообщения на примыкающих участках железных дорог, электрифицированных разными родами тока (=3 кВ и ~25 кВ, 50 Гц).
Известен состав двухсистемного пассажирского электропоезда, выполненного с возможностью работы от сетей постоянного и переменного тока, состоящий из головных, моторных и прицепных вагонов («Железные дороги мира», №12, 1997 г., с.3-17) - прототип.
Известный состав содержит два головных пассажирских вагона с тяговым преобразователем и кабиной машиниста, размещенные в голове и хвосте состава, пассажирские вагоны с трансформатором, каждый из которых соединен с пассажирским вагоном с преобразователем.
Недостатком известного решения является невысокая надежность работы и низкие технико-экономические характеристики.
Технические результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение надежности работы, в том числе и тягового оборудования, обеспечение требуемых эксплуатационных характеристик при питании от сетей постоянного и переменного тока, при сохранении высокой эксплуатационной надежности и увеличении межремонтных пробегов.
Указанный технический результат достигается тем, что состав двухсистемного пассажирского электропоезда, выполненный с возможностью работы от сетей постоянного и переменного тока, состоящий из головных, моторных и прицепных вагонов, снабжен преобразователями, например, электронными, питания собственных нужд, часть прицепных вагонов выполнена прицепно-трансформаторными и на них размещены трансформатор, выпрямитель и токоприемник, причем при составности электропоезда 2Г+4М+4Пт преобразователи собственных нужд располагаются на головных и моторных вагонах, а при составности электропоезда 2Г+3М+3Пт+П преобразователи собственных нужд размещены на головных, моторных и прицепном вагонах, где Г - головные вагоны, М - моторные вагоны, Пт - прицепно-трансформаторные вагоны, П - прицепные вагоны..
Состав в котором общая мощность тяговых электродвигателей электропоезда 3360 квт, а моторного вагона - 1120 квт.
Состав в котором межвагонные переходные площадки могут быть выполнены герметизированными.
Увеличение объемов перевозок электропоездами поставило задачу решения проблемы ускоренных перевозок пассажиров на участках стыковки электрифицированных линий разного рода тока - 25 кВ, 50 Гц переменного тока и 3 кВ постоянного тока.
Заявляемый двухсистемный электропоезд характеризуется использованием
- электронных преобразователей собственных нужд повышенной мощности с системами плавного регулирования режимов тяги и рекуперативного торможения;
- тем, что от снабжен прицепно-трансформаторными вагонами, в которых размещены трансформатор, выпрямитель и токоприемник;
Это позволяет использовать в заявляемых составах электропоездов более мощные тяговые трансформаторы, например, ОДЦЭ-2000/25, высокооборотных двигателей ТЭД-10 (280 кВт, 2850 об/мин, 1600 кг), выпрямительно-инверторные преобразователи, например, ВИП-1000 и статические преобразователи собственных нужд (СПСН) повышенной мощности систем плавного регулирования режимов тяги и рекуперативного торможения.
Проведенные заявителем исследования показали целесообразность использовать указанные тяговые двигатели, преобразователи собственных нужд и трансформаторы как для электропоездов регионального сообщения (с серийными тележками на конструкционную скорость 130 км/ч), так и в перспективе для электропоездов с новыми облегченными тележками (с диаметром колес 950 мм) на конструкционную скорость 160 км/ч.
Применение высокооборотных более мощных тяговых двигателей, новых силовых трансформаторов и статических преобразователей собственных нужд повышенной мощности позволяет уменьшить, например, число моторных вагонов в составе электропоезда, т.е. улучшить его технико-экономические показатели.
Составность заявляемого двухсистемного электропоезда, соотношение моторных и прицепных вагонов в поезде и их количество определяются конкретными условиями эксплуатации. Приведенная в формуле полезной модели составность электропоезда является базовой, т.е. она предполагает, например, возможность присоединения к поезду прицепных пассажирских вагонов без трансформатора, выпрямителя и токоприемника.
Например, двухсистемный электропоезд составностью 2Г+3М+4П. Конструкционная скорость двухсистемного электропоезда 130 км/ч. Электропоезд предназначен для эксплуатации с максимальными скоростями 120 км/ч, при этом обеспечиваются маршрутные скорости до 90 км/ч.
В случае, если составность электропоезда 2Г+4М+3П, то ожидаемая конструкционная скорость двухсистемного электропоезда 160 км/ч. Электропоезд предназначен для эксплуатации с максимальными скоростями до 160 км/ч, при этом обеспечиваются технические скорости на перегонах до 120 км/ч, маршрутные скорости не менее 100 км/ч.
Двухсистемный электропоезд составность 2Г+3М+4П, конструкционная скорость двухсистемного электропоезда 160 км/ч. Электропоезд предназначен для эксплуатации с маршрутными скоростями до 120 км/ч.
Заявляемое техническое решение позволяет снизить расход электроэнергии на тягу поездов, уменьшить эксплуатационные затраты и получить другие технико-экономические преимущества:
- повышение тягово-энергетических показателей (ускорения, замедления, коэффициент мощности и др.) и, соответственно, дальнейшее снижение расхода электроэнергии на тягу поездов на 10-15% (в зависимости от условий эксплуатации);
сокращение числа моторных вагонов в составе электропоезда и, соответственно, уменьшение капитальных затрат и эксплуатационных расходов;
возможность формирования и эксплуатации секционированных (составных) поездов в зависимости от изменения пассажиропотоков в течение суток и других условий организации движения межрегиональных электропоездов;
унификация тяговых приводов, микропроцессорных систем управления и других систем, как для пригородных электропоездов, так и для электропоездов переменного и постоянного тока регионального сообщения, в том числе и двухсистемных электропоездов (=3 кВ и ~25кВ, 50 Гц);
обеспечение более высокой эксплуатационной надежности и межремонтных пробегов, переход на новую систему ремонта и обслуживания по техническому состоянию - снижение эксплуатационных расходов на плановые и неплановые ремонты на 20-30%.
В таблице 1 приведены технические параметры заявляемого решения составностью 2Г+3М+4П, в таблице 2 - составностью 2Г+3М+3Пт+П.
Таблица 1
Наименование параметра
Нормативные показатели
Электропоезда 2Г+3М+4П
Отдельных вагонов
Г
М
П
1
2
3
4
5
1. Максимальная скорость электропоезда, км/ч
130
-
-
-
2. Диаметры колесных пар тележек, мм
-
950
1050
950
3. Передаточное число редуктора, ед.
3,41
-
3,41
-
4. Время разгона до максимальной скорости (на площадке), с, не более
150*
-
-
-
7. Техническая скорость на расчетном перегоне, км/час
100,0*
-
-
-
8. Маршрутная скорость, км/ч, не менее
90,0*
-
-
-
10. Остаточное ускорение на максимальной скорости, м/с<sup>2</sup>, не более
0,05
-
-
-
11. Среднее ускорение электропоезда на горизонтальном участке пути до скорости 60 км/ч при населенности по п.17, м/с<sup>2</sup>, не
0,45*
-
-
-
12. Общая мощность тяговых электродвигателей электропоезда (моторного вагона), кВт
3360
-
1120
15. Тип тягового двигателя
ТЭД-10
-
ТЭД-10
-
16. Удельная мощность тяговых двигателей электропоезда (на тару). кВт/т
7,4
-
-
-
17. Удельное энергопотребление в среднеэксплуатационного режиме движения:
-
-
- Вт-ч/т-км, не более
28,0
- Вт-ч/пасс.-км, не более
22,0
Таблица 2.
Наименование параметра
Нормативные показатели
Электропоезда Составность 2Г+3М+3Пт+П
Отдельных вагонов
Г
М
П
1
2
3
4
5
1. Максимальная скорость электропоезда, км/ч
160
-
-
-
2. Диаметры колесных пар тележек, мм
-
950
1050
950
3. Передаточное число редуктора, ед.
3,41
-
3,41
-
4. Время разгона до максимальной скорости (на площадке), с, не более
155
-
-
-
7. Техническая скорость на расчетном перегоне, км/час
110,0
-
-
-
8. Маршрутная скорость, км/ч, не менее
120,0
-
-
-
10. Остаточное ускорение на максимальной скорости, м/с<sup>2</sup>, не более
0,05
-
-
-
11. Среднее ускорение электропоезда на горизонтальном участке пути до скорости 60 км/ч при населенности по п.17, м/с<sup>2</sup>, не
0,45
-
-
-
12. Общая мощность тяговых электродвигателей электропоезда (моторного вагона), кВт
3360
-
1120
-
15. Тип тягового двигателя
ТЭД-10
-
ТЭД-10
-
16. Удельная мощность тяговых двигателей электропоезда (на тару). кВт/т
7,4
-
-
-
17. Удельное энергопотребление в среднеэксплуатационного режиме движения:
-
-
- Вт-ч/т-км, не более
29,0
- Вт-ч/пасс.-км, не более
22,0