Електропоїзди постійного струму (стр. 1 из 14)

Вступ

Електропоїзди постійного струму призначені для перевезення пасажирів на лініях приміського руху, електрифікованих на постійному струмі з номінальною напругою 3000 В.

В 1926г. в СРСР було відкрито рух потягів на електричній тязі. В 1929г. почався рух електропоїздів на приміській ділянці Москва – Митіщи протяжністю 18 кілометрів з напругою в контактній сіті 1500В. Подальша електрифікація приміських зон Москви, Санкт-Петербурга, Києва і інших міст у той час проводилася також на постійному струмі напругою 1500В.

Перші мотор-вагонні секції випускав Митіщинській машинобудівний завод. Вони складалися з моторного вагона і двох причіпних, які одночасно були і головними вагонами. У міру збільшення населеності з двох-трьох таких секцій стали формувати мотор-вагонні потяги. Спочатку все електроустаткування поставляла англійська фірма «Віккерс», і секції позначалися індексом

(«С» – Північні залізниці, «в» – електроустаткування фірми «Віккерс»); з надходженням електроустаткування вітчизняного заводу «Динамо» секції стали позначати . В довоєнні роки випустили 260 таких секцій.

Зовнішньо електросекції були схожі на електропоїзди, що експлуатуються в даний час: те ж планування пасажирських приміщення, тамбурів, вхідних дверей. Хоча, наприклад, вид головної частини вагона не був обтічним і не мав відповідної комфортності: поряд із вікном кабіни машиніста знаходилися двері з перехідним майданчиком, оскільки електросекції передбачалося скріпляти між собою. На вагонах першого випуску листи обшивки кузова кріпилися заклепками, а з номера 056 кузова стали робити зварними (гладкими, без гофрів). Дахи вагонів спочатку виготовляли дерев'яними, покривали їх брезентом, забарвленим в сірий колір. Потім стали виготовляти суцільнометалеві конструкції.

Візки конструктивно були виконані з опорно-осьовим підвішуванням тягових двигунів, які однією стороною кріпилися до балки візка, іншою – через підшипники спиралися на вісь колісної пари. Тягові двигуни знаходилися в набагато більш важких умовах, жорстко сприймаючи всі удари від нерівностей шляхів.

Силова схема електропоїздів практично не змінилася і продовжує працювати до теперішнього часу на електропоїздах ЕР2: ті ж два з'єднання тягових двигунів з ослабінням збудження на кожному з них, аналогічний вивід пускових резисторів. Схема, що прослужила багато років, виявилася надійною, працездатною і економічною. Силову схему захищали плавка вставка і два лінійні контактори, які автоматично відключалися при коротких замиканнях і перевантаженнях. Потім встановили три лінійні контактори, а згодом – чотири (Швидкодійні вимикачі не встановлювали, вони з'явилися пізніше на електропоїздах ЭР1).

Оскільки перші ділянки, електрифіковані на постійному струмі напругою 1500В, в післявоєнні роки стали переводити на напругу 3000В, Ризький вагонобудівний завод (РВЗ) став випускати «перехідні» електросекції, багато в чому схожі на

, для роботи на двох напругах. У міру введення нових ділянок їх передавали на відповідні дороги. Електросекції, випущені в Ризі, позначалися « », їх номери за період з 1946 – 1952гг.: 501…781, 882…908, 1009…1043, 1144…1159. З 1952г. по 1958г. РВЗ випускав секції №1160…1781 для роботи тільки при напрузі 3кВ.

В 1957 – 1958гг. почався серійний випуск 10-вагонних електропоїздів ЭР1. До 1962г. було побудовано 259 таких потягів. З 1962г. аж до середини 80-х років з перервою випускали потяги ЭР2 №300…700, 900...1349.

Протягом багаторічної експлуатації потягу мотор-вагонна тяга зазнала великі зміни: склади стали формувати не з трьохвагонних секцій, а з двохвагонних, допоміжні машини, акумуляторні батареї, головні резервуари перенесли на причіпний вагон (раніше все це встановлювалося на моторному вагоні). Змінилися також конструкція візків і підвіска тягових двигунів, зросла їх потужність, на моторних вагонах встановили швидкодійні вимикачі і прибрали другий (резервний) струмоприймач. Лобова частина головного вагона набула сучасний вигляд з повним переплануванням кабіни машиніста, вхідні двері стали автоматичними з низькими підніжками та ін.

Одночасно учені і фахівці вели роботи із створення потягу з електричним гальмуванням. Перші практичні досліди були проведені в 1947г. на переобладнаній секції

№213. Потім п'ять секцій в двохвагонному варіанті було перероблено на Перовському локомотиворемонтному заводі для рекуперативно-реостатного гальмування. У складі 10-вагонного потягу (№ секцій 002, 019, 020, 022, 030) їх передали в 1958г. в депо Перерва Московської дороги для опитної експлуатації.

Треба сказати, що цей потяг важко входив в життя. У той час була відсутня електронна система автоматичного управління і захисту. Релейний захист через повільну дію не відповідав вимогам, тому часто виходили з ладу тягові двигуни, силова апаратура та ін. Проте нагромаджувався досвід експлуатації, і в результаті на РВЗ на початку 60-х років випустили один потяг ЕР6 і два потяги ЕР10. На них згодом удосконалювали систему реостатно-рекуперативного гальмування. Пізніше було виготовлено 66 потягів ЕР22, які задовільно пропрацювали близько 30 років, по два потяги ЕР22М і ЕР22В, на основі яких створили сучасні потяги ЕР2Р, ЕР2Т, ЕД2Т, ЕД4, ЕД4М.

Перераховані електропоїзди володіють рядом достоїнств. Так, підвищена потужність тягових двигунів допускає достатньо великі прискорення потягу, застосування в схемах електронних пристроїв істотно підвищило надійність електроустаткування і усунуло ряд недоліків, характерних для раніше випущених складів. На потягах досягнута значна економія гальмівних колодок, вони менше забруднюють навколишнє середовище. Схема прямого входу в рекуперацію стала більш простою, вона дозволяє підвищити якість електроенергії, що повертається. При використовуванні всіх гальмівних засобів потягу досягається дуже високий гальмівний ефект, добре продумана система резервування устаткування.

Після появи надійних силових приладів (діодів) РВЗ в 1962г. приступив до випуску електропоїздів змінного струму. Вони отримали позначення ЕР9. З 1967р. завод став випускати електропоїзди ЕР9П з підвагонним розташуванням випрямної установки. В 1978г. на моторних вагонах встановили шинний високовольтний ввід, розташований усередині пасажирського приміщення, замість раніше вживаного зовнішнього кабельного високовольтного вводу. Ці потяги стали позначати ЭР9М. Після модернізації жвавого складу, упровадження випрямної установки з природним охолоджуванням і реостатного гальма на РВЗ стали будувати потяги ЕР9Є і ЕР9Т. В даний час в Росії проводяться потяги з реостатним гальмуванням ЕР9Т.

Використовування напівпровідникової техніки дозволило удосконалити системи електричної тяги і гальмування електропоїздів. Були побудовані опитні електропоїзди ЕР2И і ЕР12 з тиристорно-імпульсним управлінням режимами пуску і гальмування, був створений електропоїзд ЕР200, конструкційна швидкість якого 200 км/ч.

Вагони електропоїздів складаються з механічної частини, пневматичного і електричного устаткування. До механічної частини відносяться кузов, ходова частина, зубчаті передачі, тягові прилади. До пневматичного устаткування слід віднести прилади гальмівної системи і пневматичні апарати, повітропроводи, резервуари, крани, звукові сигнали, склоочисники та ін., до електричного –струмоприймачі, пускову апаратуру (силову і низьковольтну), тягові двигуни, допоміжні машини, апарати захисту.

Составність секції або потягу визначає число і взаємне розташування моторних і причіпних вагонів секції (потяги). Составність виражають формулою, де буквами М, П і Г позначають відповідно моторний, причіпний і головний вагони.

Нумерація вагонів складається з номера електропоїзда і номера вагона (дві останні цифри). Моторні вагони мають парні номери – 02, 04, 06 і т.д., головні позначають 01 і 09, причіпні мають закінчення 03,05,07, 11.

Спочатку електропоїзди експлуатувалися на малих плечах (40…70 км). Потім намітилася тенденція до збільшення довжин ділянок, особливо під час літніх перевезень при браку пасажирських вагонів. Електропоїзди стали використовуватися на перегонах в сотні кілометрів. Проте конструкція мотор-вагонного рухомого складу на подібну роботу не розрахована і подовження ділянок до 150км і більш небажано. Унаслідок коротких перегонів і великої інтенсивності руху в приміських зонах мотор-вагонний рухомий склад повинен забезпечувати великі прискорення і уповільнення, а також максимальні швидкості для реалізації високих дільничих швидкостей на малих перегонах.

1. Загальні відомості про електропоїзд постійного струму ЕР2

1.1 Формування електропоїздів та їх основні технічні характеристики

За основну поїзну одиницю електропоїзду ЕР2 прийнятий 10-вагонний електропоїзд ,складений з двох головних ,п’яти моторних та трьох причіпних вагонів. У експлуатації ці поїзди можуть формуватися з 4,6,8,10 та 12 вагонів.

Для забезпечення умов автономності поїзду число вагонів в ньому повинно бути не менш чотирьох ,з них два вагона –головні. Найбільше число вагонів , обираємо по умовам навантаження коло керування та довжиною пасажирських платформ. В будь-якому варіанті електропоїзд містить два головних вагонів, а кількість моторних дорівнює половині загального числа вагонів.

Розрізняють механічне, електричне та пневматичне обладнання вагону. До механічного обладнання відносяться кузов, ходові частини , редуктор та тягово-зчіпне обладнання ; до електричного – струмоприймач, пускорегулюючі апарати ; до пневматичного – апарати та прилади гальмівної системи, обладнання подачі звукових сигналів , склоочисник, резервуар, крани та такі інші.

У вагонах передбачені тамбури , зовнішні двері ,які закриваються та відкриваються по засобу електропневматичному приводу .

Кабіни керування передбачені тільки у головних вагонах електропоїзду. Для входу у кабіну керування мають службовий тамбур.