Грузовые электровозы ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11

Для пополнения парка грузовых электровозов, обслуживающих линии, электрифицированные на посто янном токе с номинальным напряжением 3000 В, отечественными элект ровозостроительными заводами в истекших десятой и одиннадцатой пятилетках (1976-1985 гг) строились восьмиосные двухсекционные электровозы трех модификаций ВЛ10, ВЛ10У и ВЛ11, последние две разновидности продолжали изготовляться и в последующие годы

Электровоз ВЛ10. Первый электровоз ВЛ10 (рис 19 и 20), спроектированный Тбилисским элект-ровозостроительным заводом (ТЭВЗ), был выпущен этим заводом в 1961 г Строились эти локомотивы

Тбилисским заводом по 1977 г включительно, а Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) в 1969-1976 гг Механическую часть электровозов ВЛ10 (а также электровозов ВЛ10У, ВЛП) для Тбилисского завода изготовлял НЭВЗ Кузова этих электровозов унифицированы с кузовами электровозов ВЛ80Т, ВЛ80С и отличаются от последних конструкцией узлов, связанных с установкой электрического оборудования Секции электровоза соединены между собой автосцепками

Тележки электровозов ВЛ10 незначительно отличаются от тележек электровозов ВЛ80Т в основном из-за больших размеров тяговых электродвигателей, что приводит к увеличению расстояния между осью колесной пары и валом электродвигателя

Рис 19 Электровоз ВЛ10

Рис 20 Расположение оборудования на секции электровоза ВЛ10

/- пульт управления, 2- тифон, 3- индуктивный шунт и резисторы ослабления возбуждения, 4- токоприемник, 5-пусковые резисторы, 6-мотор-вентилятор с генератором тока управления, 7-мотор компрессор

(величины централи). При сохранении числа зубьев у зубчатого колеса колесной пары (88) это обусловливает увеличение количества зубьев у ведущей шестерни с 21 до 23, а следовательно, уменьшение передаточного отношения зубчатого редуктора до 88:23=3,826.

Статический прогиб рессор тележки 54,5 мм, рессор люлечного подвешивания 67 мм, т. е. общий прогиб 121,5 мм.

В каждой секции электровоза со стороны их сочленения расположены машинные помещения, затем идут высоковольтные камеры, небольшие поперечные проходы и кабины машиниста.

На электровозе установлены воздухораспределители № 483.00 и краны машиниста № 394.000.2. В 1976 г. с электровозов ВЛ10-1825 (ТЭВЗ) и ВЛ10-1475 (НЭВЗ) эти краны машиниста были заменены кранами № 395.000.3, выключающими тяговый ток при экстренном торможении и обеспечивающими при скорости выше 10 км/ч автоматическую подачу песка под колеса.

На электровозах ВЛ10 установлены восемь тяговых электродвигателей ТЛ-2К1. Остов электродвигателя цилиндрической формы. На нем

укреплены шесть главных, шесть добавочных полюсов и подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками для вала якоря. Обмотка якоря волновая. В пазы наконечников главных полюсов помещены компенсационные обмотки. Изоляция обмоток полюсов класса И, обмоток якоря - класса В (с 1982 г. изоляция секций класса Р). Изоляция рассчитана на номинальное напряжение 3000 в.

При напряжении на зажимах 1500 В и расходе охлаждающего воздуха 95 м3/мин тяговые электродвигатели ТЛ-2К1 имеют следующие параметры:

Режим Мощ- Ток, Частота враиость, А щения якоря, кВт об/мин

Часовой 670 480 790

Продолжительный 575 410 830

Максимальная частота вращения якоря 1690 об/мин, масса электродвигателя без ведущей шестерни 5000 кг.

На крыше каждой секции электровоза установлен один токоприемник Т-5М1 (П-5), рассчитанный на продолжительный ток 2200 А и наибольшую скорость движения 120 км/ч.

Размыкание и замыкание силовых цепей тяговых электродвигателей под током производятся электропневматическими контакторами ПК различных исполнений, а силовых цепей вспомогательных машин - электромагнитными контакторами МК-310. От токов короткого замыкания в режиме рекуперации тяговые электродвигатели защищает быстродействующий контактор БК-2В.

Переключение тяговых электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение осуществляется двухпози-ционным групповым переключателем ПКГ-4Б; с последовательно-параллельного на параллельное - двумя (в каждой секции своим) двухпози-ционными переключателями ПКГ-6Г. Эти переключатели имеют по шесть контакторных элементов, кулачковый вал и пневматический привод, управляемый двумя электропневматическими вентилями.

В качестве пусковых, переходных резисторов и резисторов ослабления возбуждения применены элементы из фехралевой ленты. Для защиты силовых цепей от токов короткого замыкания на электровозе установлен быстродействующий выключатель БВП-5, рассчитанный на максимальный разрывной ток 13 600 А, продолжительный ток 1850 А, ток уставки 2000 А.

Для защиты вспомогательных цепей от токов короткого замыкания служит малогабаритный быстродействующий выключатель БВЭ-2, рассчитанный на продолжительный ток 100 А.

Частота вращения якорей тяговых электродвигателей регулируется путем различного их соединения (все восемь последовательно, две параллельные группы по четыре электродвигателя последовательно и четыре параллельные группы по два последовательно). При всех этих соединениях и выведенных из цепи электродвигателей пусковых резисторах возможно получить четыре ступени

ослабления возбуждения - 75, 55, 43 и 36 %. При последовательном соединении имеются 15 пусковых (реостатных) позиций; при последовательно-параллельном - 10 и при параллельном - 9.

Так как при последовательном соединении в одну цепь включены все восемь тяговых электродвигателей, а ряд аппаратов в каждой секции не дублирован, то отдельные секции электровоза самостоятельно работать не могут.

Электровоз оборудован рекуперативным торможением, в режиме которого, как и при тяге, якоря тяговых электродвигателей могут соединяться последовательно - С (низкая скорость движения), последовательно-параллельно - СП (средняя скорость и параллельно - П (высокая скорость).

Тяговыми электродвигателями управляют с помощью контроллеров машиниста КМЭ-8, установленных в кабинах машиниста. У контроллера три рукоятки: главная, тормозная и реверсивно-селективная. Главная рукоятка, кроме нулевой, имеет 37 позиций, из которых 16, 27 и 37-я ходовые, а остальные - пусковые.

У тормозной рукоятки 21 позиция: нулевая, 16 тормозных (в одну сторону от нулевой) и четыре позиции ослабления возбуждения (в другую сторону). Реверсивно-селективная рукоятка, кроме нулевой, имеет четыре позиции вперед (М - тяговый режим; П, СП и С - рекуперативное торможение) и такие же четыре назад.

На электровозе установлены два мотор-вентилятора, два мотор-компрессора и рекуперативный агрегат (преобразователь). Каждый мотор-вентилятор состоит из электродвигателя ТЛ-ПОМ и центробежного вентилятора Ц13-50 № 8, подающего воздух для охлаждения тяговых электродвигателей и пусковых сопротивлений. На вал мотор-вентилятора посажен также якорь генератора цепей управления ДК-405К. С октября 1976 г. вместо генераторов ДК-405К устанавливались генераторы НБ-110 Мотор-компрессор состоит из электродвигателя НБ-431П и компрессора КТ-6Эл.

Преобразователь НБ-436В служит для питания обмоток тяговых электродвигателей при рекуперативном торможении. Он состоит из электродвигателя и генератора, имеющих общий вал.

Основные данные вспомогательных машин приведены в табл. 2

Цепи управления и освещения электровоза питаются постоянным током номинальным напряжением 50 В. При неработающих генераторах тока управления эти цепи питаются от щелочной аккумуляторной батареи 40НК-125.

Основные тяговые параметры электровоза при напряжении в контактном проводе 3000 Ъ:

Режим Мощ Сила тяги, Ско

ность, кН (кгс) рость

кВт км/ч

Часовой . 5200 386(39 500) 48,7

Продолжительный 4500 314(32 000) 51,2

Конструкционная скорость электровоза 100 км/ч (ограничивается тяговыми электродвигателями; по ходовой части-НО км/ч, как и у электровоза ВЛ80Т). Масса электровоза с 2/з запаса песка 184 т, т. е нагрузка от колесных пар на рельсы 23 тс. Минимальный радиус кривых, проходимых электровозом при скорости не выше 10 км/ч, 125 м.

В 1984-1985 гг. ТЭВЗ изготовил небольшую партию электровозов ВЛ10Н для норильских промышленных путей. Эти электровозы не имели рекуперативного торможения и отличались от электровозов ВЛ10 отсутствием связанного с этим режимом оборудования.

Электровозы ВЛ10У. С 1976 г. заводы ТЭВЗ (электровозы с № 101) и НЭВЗ (электровозы с № 001) начали выпускать электровозы ВЛ10 с нагрузками от оси колесной пары на рельсы не 23, а 25 тс. Эти электровозы получили обозначение ВЛ10У (рис. 21); индекс У указывает на усиление локомотива по силе тяги. Служебная масса электровоза ВЛ10У составляет 200 т. Увеличение массы достигнуто за счет размещения в каждой секции по 8 т балласта, выполненного в виде чугунных отливок, уложенных под полом коридоров. В связи с повышением нагрузки на оси в их конструкцию внесены некоторые изменения, в частности, увеличен радиус переходной галтели у подступичной части со стороны моторно-осевых подшипников с 20 до 100 мм; статический прогиб рессор тележек увеличился до 61 мм, люлечного подвешивания до 78 мм, НЭВЗ строил электровозы ВЛ10У по 1981 г. включительно, а ТЭВЗ - весь период 1976-1985 гг.

В процессе выпуска электровозов заводы вносили в их конструкцию отдельные как крупные, так и мелкие изменения Так, в 1982 г. ТЭВЗ выпустил электровозы № 876, 879 и 884 с электродвигателями ТЛ-122, служащими для привода компрессоров. Якоря электродвигателей имеют волновую обмотку с использованием провода ПЭТВСД Эти электродвига-

Таблица 2

Грузовые электровозы ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11

43

Рис 21 Электровоз ВЛ10У

тели при напряжении 3000 В имеют номинальную мощность 25 кВт, ток 12,5 А, частоту вращения 515 об/мин, масса их 1085 кг. С середины 1983 г электродвигатели ТЛ-122 устанавливались на всех электровозах ВЛ10У, а также на электровозах ВЛ11 (см ниже).

С электровозов № 502 (ТЭВЗ) и № 417 (НЭВЗ) аккумуляторная батарея 40КН-125 была разделена на две батареи 20КН-125 (1978 г), а с электровоза № 583 батареи стали размещаться под кузовом Как и на электровозах ВЛ10, начиная с ВЛ10у-202 кран машиниста № 394 был заменен краном № 395 Электровоз ВЛ10у-896 выполнен с системой автоматического управления рекуперативным торможением (САУРТ) При этой системе машинист может задавать скорость движения или тормозную силу во время электрического торможения. С электровоза № 951 (1984 г ) электровозы ВЛ10У начали выпускаться с устройствами САУРТ-167.

На электровозах ВЛ10У № 930 и № 931 вместо резисторов, шунтирующих якоря тяговых электродвигателей при переходе с одного соединения на другое, включены диоды (применен так называемый вентильный переход), что несколько снизило «провалы» силы тяги и «броски» тока во время переключения тяговых электродвигателей.

Электровозы ВЛ11. Восьмиосные двухсекционные электровозы ВЛ10 имеют общую силовую цепь тяговых электродвигателей для обеих секций. Поэтому необходимое увеличение силы тяги возможно только при постановке в поезд второго электровоза. Между тем в ряде случаев нет нужды в 16 движущих осях, а более экономично иметь, например, 10- 12 осей. Получить 12 осей можно, если прицепить третью четырехосную секцию к двухсекционному восьми-осному электровозу, однако для этого каждая секция должна иметь одинаковую силовую цепь тяговых электродвигателей Это обстоятельство, а также желание повысить осевую мощность электровозов постоянного тока послужили основанием к началу проектирования ВЭлНИИ нового грузового электровоза постоянного тока из четырехосных секций, которые могут составить двух-, трех-и четырехсекционный локомотив В проектной документации электровоз получил обозначение ВЛТСР На этом электровозе предполагалось установить тяговые электродвигатели НБ-407 мощностью при часовом режиме 775 кВт Такие электродвигатели ранее были применены на двухсистемных электровозах ВЛ82" (см ниже)

В дальнейшем в проект электровоза ВЛ10'" ВЭлНИИ внес значительные изменения (применено независимое возбуждение тяговых электродвигателей в режиме тяги), н по этому проекту были построены два опытных электровоза, получивших обозначение ВЛ12

Так как электровоз ВЛ12 не решил задачу получения трех- и че-тырехсекционных локомотивов постоянного тока, то МПС в конце

1974 г выдало техническое задание на разработку грузового электровоза, секции которого могут работать по системе многих единиц, ТЭВЗу Задание предусматривало, что этот электровоз будет создан на базе электровоза ВЛ10

Разработка технической документации на новый вариант электровоза ВЛ10 была выполнена коллективом конструкторов ТЭВЗа под руководством главного конструктора Г И Чиракадзе Во второй половине

1975 г завод изготовил несколько двухсекционных электровозов, получивших обозначение ВЛП (рис 22 и 23) Эти электровозы строились в 1976-1985 гг и последующие годы

На электровозе ВЛП сохранены тележки, тяговые электродвигатели (ТЛ-2К1), вспомогательные маши ны (ТЛ-110М, НБ-110, НБ-431, НБ-436В), включая компрессор (КТ-бЭл), аккумуляторная батарея (40КН-125), токоприемники, контакторы электровоза ВЛ10, кузов изменен только в связи с установкой межэлектровозных соединений и несколько иным расположением электрических аппаратов Силовые цепи

и цепи управления подверглись значительным изменениям Тяговые электродвигатели каждой секции имеют два соединения четыре электродвигателя последовательно и параллельное включение двух групп по два последовательно соединенных электродвигателя При этих соедине ниях электровоз может работать как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения Начиная с электровоза ВЛП-003 общее количество ступеней при пуске 37, из которых 1-я - 20-я реостатные при последовательном соединении тяговых электродвигателей и 22-я -

36- я - реостатные при параллельном соединении Количество ступеней и величины ослабления возбуждения такие же, как и на электровозах ВЛ10

Схемой предусмотрена возможность применения последовательного соединения восьми тяговых электродвигателей при работе электровоза в составе двух секций и последова тельное соединение 12 тяговых электродвигателей при работе в составе трех секций, при этом переход от последовательного соединения всех электродвигателей к последова тельному соединению четырех электродвигателей секций требует разрыва силовой цепи

На электровозах установлены контроллеры машиниста КМЭ-013, имеющие три рукоятки главную, тормозную и реверсивно-селектив-ную Главной рукояткой осуществляется управление реостатным пуском и переключением электродвигателей с одного соединения на другое На безреостатных позициях (21-я и

37- я) с помощью тормозной рукоятки возможно получить четыре ступени ослабления возбуждения Эта рукоятка имеет 15 тормозных позиций для регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей при рекуперативном торможении Реверсив-но-селективная рукоятка имеет восемь положений нулевое (тяговые электродвигатели отключены), М

Рис 22 Электровоз ВЛ11

вперед и назад (для пуска и разгона при последовательно-параллельных соединениях тяговых электродвигателей), МС вперед и назад (для разгона при последовательном соединении восьми или 12 электродвигателей), три положения при рекуперативном торможении, соответствующие трем соединениям электродвигателей при движении вперед

Тяговые параметры, масса, конструктивная скорость двухсекционного электровоза ВЛ11 такие же, как у электровоза ВЛ10, при работе в три секции сила тяги увеличивается в полтора, а при работе в четыре секции в два раза

Секции восьмиосных электровозов несколько отличаются друг от друга порядком присоединения про-

Рис 23 Расположение оборудования на секции электровоза ВЛП

/-пульт управления 2-токоведущий угольник 3-токоприемник 4- пусковые резисторы 5-блок аппаратов 6 - аккумутяторная батарея 7 - центробежный вентилятор 8-панель управления 9~ \ютор компрессор

водов цепей управления в межэлектровозных соединениях и поэтому делятся на секции А и В. При формировании трехсекционного локомотива секции сцепляются по схеме A-f-A-Б иди А-Б+Б, а при формировании четырехсскиионного локомотива восьмиосные электровозы сцепляются разноименными секциями (например, А-Б-f-A-Б).

В процессе выпуска электровозов ВЛП в их конструкцию вводились отдельные изменения. Так, на некоторых электровозах выпуска 1982 г. вместо электродвигателей НБ-43Ш, служащих для привода компрессора, установлены электродвигатели ТЛ-122. на электровозе № 295 установлен статический преобразователь для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при рекуперативном торможении, а электровоз № 325 оборудован САУРТ

С электровоза № 022 внесены некоторые изменения в схемы цепей управления, в результате которых стала невозможна работа по системе многих единиц с ранее построенными электровозами и их секциями; с электровоза № 064 аккумуляторные батареи начали устанавливаться под кузовами секций. На электровозах с № 490 (1984 г.) устанавливались системы САУРТ-006, увеличено общее сопротивление пусковых резисторов до 14 Ом. С электровоза № 485 кран машиниста № 394 заменен краном № 395.

Электровоз ВЛ11-005 выпуска 1976 г. прошел тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа, на основании которых вкосились отдельные улучшения в конструкцию локомотива.

Рекомендуемый контент: