20Янв

Как управлять электровозом: Электровоз ВЛ11 | Управление электровозом

Содержание

Электровоз ВЛ11 | Управление электровозом

В тяговом режиме реверсивио-селективиую рукоятку контроллера машиниста устанавливают в положение М соответствующего направления движения. В этом положении реверсивио-селективной рукоятки разгон электровоза осуществляется иа двух соединениях тяговых электродвигателей: последовательно-параллельном с 1-й по 21-ю позицию и параллельном с 22-й по 37-ю.

Переход группового переключателя ПкГ с СП иа П соединение контролируется сигнальной лампой Контроль перехода. На ходовых позициях (21-й и 37-й) возможно применение четырех ступеней ослабления возбуждения.

При необходимости длительного движения иа малой скорости (наличие предупреждения о движении с малой скоростью, маневровая работа) и в случаях, когда требуется .максимальная сила тяги при отключенной группе тяговых электродвигателей, собирают цепи последовательного соединения тяговых электродвигателей двух или трех секций. Для этого реверсивно-селективную рукоятку контроллера машиниста устанавливают в положение МС и разгон электровоза иа этом соединении осуществляют перестановкой главной рукоятки контроллера с 1-й по 21-ю позицию.

На 21-й позиции можно применить четыре ступени ослабления возбуждения. На 22-ю позицию главную рукоятку перевести невозможно.

Для перехода с соединения С на СП и П необходимо главную рукоятку контроллера машиниста сбросить иа нулевую позицию, реверсивио-селективиую рукоятку установить в положением и набрать позиции главной рукоятки в обычном порядке.

Для служебного снятия рекуперативного торможения необходимо главную рукоятку контроллера машиниста сбросить иа нулевую позицию, а затем тормозную рукоятку перемещать в сторону нулевой позиции до тех пор, пока не отключится токовое реле и линейные контакторы. Токовое реле отключается при достижении в цепи якорей тяговых электродвигателей тока тягового режима 100 А.

Поврежденный тяговый электродвигатель можно отключить дистанционно переключателем ПкЦ1 или ПкД2. При этом отсоединяются одновременно два тяговых электродвигателя одной группы (МІ, М2 или МЗ, М4). После перевода главной, тормозной и селективной рукояток контроллера машиниста иа нулевые позиции для отключения тяговых электродвигателей следует установить соответствующий тумблер на устройстве УП в положение Ааарий-ньШ.

В аварийном режиме на СП соединении тяговых электродвигателей секция с отключенной группой двигателей не работает, а на П соединении в этой секции работает одна (исправная) группа тяговых электродвигателей. Исправные секции работают нормально, т. е. иа них собираются цепи СП и П соединений. Порядок управления электровозом при отключенных тяговых электродвигателях не изменяется.

При отключении группы электродвигателей можно собрать цепи последовательного соединения всех электродвигателей двух или трех секций, за исключением отключенных. При работе двух электровозов, управляемых по системе многих единиц, и включении тумблера в положение Аварийное отключаются соответствующие группы тяговых электродвигателей на первой и третьей или второй и четвертой секциях. Работа отдельных секций электровоза контролируется измерительными приборами и сигнальными лампами. Установленные на пульте амперметры А2-А4 (рис. 237) измеряют ток якорей тяговых электродвигателей первой, второй и третьей секций электровоза.

Под каждым амперметром указан номер секции, в которой он измеряет ток. Нумерация секций принята по ходу поезда, первая секция - управляемая. На трехсек-ционных электровозах амперметры в средних секциях зашунтиро-ваны (аналогично, как на рис. 237, б).

При отключении БВ в одной из секций загорается лампа БВ и одна из ламп 1БВ, 2БВ или ЗБВ в зависимости от того, на какой из секций отключился БВ. При работе двух электровозов, управляемых по системе многих единиц, если при загорании лампы БВ ни одна из ламп 1БВ-ЗБВ не загорается, это указывает на то, что отключился БВ четвертой секции. Загорание лампы Вспомогательные машины указывает на отключение дифференциального реле вспомогательных машин в одной из секций. Номер секции, в которой произошло отключение дифференциального реле, машинист определяет по номеру сигнальной лампы отключенного БВ.

Аналогично при повреждении мотор-вентилятора в одной из секций загорается сигнальная лампа МВ, а номер поврежденной секции определяется по загоранию соответствующей лампы 1МВ, 2МВ или ЗМВ.

Работа секции с неработающими мотор-вентиляторами категорически запрещается. Поэтому запрещается собирать схему С соединения, так как в этом случае тяговые электродвигатели поврежденной секции будут работать без охлаждения.

Трехсекционный электровоз управляется только из кабины управления головной секции передней по ходу движения. Если по какой-либо причине управлять из передней кабины невозможно, то при соблюдении всех действующих правил управлять можно из кабины задней головной секции. Управлять из кабины средней секции запрещается. При значительном падении напряжения в контактной сети (ниже 2700 В) необходимо переключить мотор-вентилятор с режима Низкой скорости в режим Высокой скорости.

При повреждении БВ в средней или головной секции £ трех-секционного электровоза или в секции Б двухсекционного электровоза можно собрать цепи последовательного соединения тяговых электродвигателей трех или двух секций (С соединение). Для этого необходимо в аварийной секции на параллельном щитке БлКн7 отключить кнопку БВ. Мотор-вентиляторы включить на низкую частоту вращения. При повреждении изоляции БВ силовые провода должны быть отсоединены от аппарата.

| Подготовка к работе | | Неисправности в механической части |

Микропроцессорная система управления и диагностики магистральных электровозов ЭП1, модернизированных электровозов ВЛ80тк.

Аппаратура микропроцессорной системы управления и диагностики (МСУД) выполняет автоматическое управление электроприводом и электрическими аппаратами магистрального серийного пассажирского электровоза ЭП1 и модернизированного грузового электровоза ВЛ80тк в режиме тяги и торможения. Применение современной элементной базы, такой как высокопроизводительные IBM PC-совместимые микропроцессорные контроллеры для тяжёлых условий эксплуатации, высоконадёжные преобразователи напряжения крупнейших в мире поставщиков, электролюминесцентные и ЖК дисплеи для низких температур, позволило создать систему управления и контроля, практически не требующую обслуживания.

Качество аппаратуры МСУД, выпускаемой АО "ПКП" ИРИС", подтверждается сертификатом соответствия Системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте Российской Федерации и контролируется Регистром сертификации на федеральном железнодорожном транспорте.


Аппаратура МСУД состоит из шкафа с тремя контроллерами: центрального и двух технологических с разделёнными функциями управления электрооборудованием, диагностики и возможностью передачи управления друг другу при реконфигурации в случае повреждения одного из контроллеров, а также блока индикации.

Центральный контроллер обеспечивает обмен информацией между всеми контроллерами управления и пультом машиниста по дублированному интерфейсу RS-485, диагностику состояния электрооборудования и связь с приборами АСУ безопасности по интерфейсу RS-232.

Технологический контроллер управления последовательно опрашивает различные датчики, сельсины задатчиков тока и скорости, принимает дискретные сигналы состояния оборудования электровоза.

Он же вычисляет значения выходных управляющих воздействий и выдаёт фазовые импульсы управления выпрямительно - инверторными преобразователями, фазовые импульсы управления выпрямительными установками возбуждения и дискретные сигналы управления силовыми реле и пневмовентилями.

В аппаратуре МСУД реализовано резервирование технологических контроллеров с так называемым "холодным" резервом. При возникновении неисправности в рабочем комплекте он отключается от объекта управления и в работу включается другой комплект. (Структурная схема аппаратуры МСУД).

Аппаратура МСУД обеспечивает:

  • Разгон электровоза до заданной скорости с заданной и автоматически поддерживаемой величиной тока якоря тяговых электродвигателей;
  • Автоматическое поддержание заданной скорости;
  • Рекуперативное торможение до заданной скорости с последующим автоматическим поддержанием заданной скорости на спусках;
  • Автоматическое плавное торможение с учётом тормозных характеристик до полной остановки электровоза;
  • Защиту от буксования и юза колёсных пар;
  • Автоматическую непрерывную диагностику состояния оборудования электровоза;
  • Стыковку микропроцессорных контроллеров с аппаратурой АСУ безопасности;
  • Подключение микропроцессорных контроллеров к IBM PC-совместимым персональным компьютерам для отладки рабочих программ и моделирования процесса управления;
  • Режим автоведения.

Основные параметры аппаратуры МСУД

Количество микропроцессоров в системе 5
Канал связи между контроллерами и блоками индикации изолированный RS-485
Количество каналов связи 2
Количество дискретных выходных сигналов 50В ; 1,5 А 48
Количество дискретных входных сигналов 50 В 72
Количество аналоговых входных сигналов 10 В; 14 бит 24
Количество импульсных выходных сигналов фазового регулирования 24
Количество обрабатываемых сигналов датчиков скорости ДСП 6
Количество каналов связи типа "токовая петля" с системой САУТ 2
Диапазон рабочих температур окружающей среды -50° С. ..+60° С

Машинист электровоза шахтного

Желаемая должность

Сфера деятельности*

ЛюбаяЦветная металлургияЧерная металлургияДобыча сырьяОбогащение полезных ископаемыхMашиностроениеАвиастроениеЭкономика предприятияФинансы и бухгалтерияБезопасностьАдминистративное направлениеБанковская сфераГражданское и промышленное строительствоКабельно-проводниковая отрасльКоммерция, сбыт, снабжение, маркетингМедицинаНаучная деятельностьНачало карьерыРемонтно-механическая отрасльСельского хозяйственная и пищевая промышленностьСМИ, журналистикаСтрахование и негосударственный пенсионный фондСфера услугТелекоммуникацииТранспорт, логистикаУправление персоналомЭнергетика, теплоэнергетикаЮриспруденция

Тип должности*

РуководительСпециалистРабочий

Личные данные

Дата рождения*

Образование

Образование*

ВысшееНачальноеНесколько высшихОбщее среднееСреднее специальное

Дата окончания*

Дополнительное образование

Ученая степень

НетКандидат наукДоктор наук

Вид дополнительного образования

НетMBADBA

Дата окончания*

Опыт работы

Дополнительные навыки

Иностранные языки*

Степень владения иностранным языком

Перевожу со словарёмПонимаю устную речьСвободноЧитаю и перевожу

Наличие водительских прав

Категория водительских прав

Владение персональным компьютером

Не владеюНачальный уровеньСредний уровеньПродвинутый уровеньПрофессиональный уровень

Введите код с картинки*

Донское предприятие передало РЖД первый в этом году электровоз

Донское предприятие передало РЖД первый в этом году электровоз ENG

Если Вы хотите открыть английскую версию официального портала Правительства Ростовской области, пожалуйста, подтвердите, что Вы являетесь реальным человеком, а не роботом. Спасибо.

If you want to open the English version of the official portal Of the government of the Rostov region, please confirm that you are a human and not a robot. Thanks.

Сайты органов власти Главная Новости Донское предприятие передало РЖД первый в этом году электровоз

Дата публикации: 2 июн. 2020 11:17

Новочеркасский электровозостроительный завод передал в депо Киров Горьковской электровоз ЭП1М. Это первый локомотив из заказанной ОАО «Российские железные дороги» в 2020 году партии в четыре единицы.

Пассажирские шестиосные электровозы переменного тока ЭП1М – самые массовые на магистралях РЖД.

Локомотив способен водить состав из 24 пассажирских вагонов по участкам с подъемом в 9‰ и в климатических условиях с влажностью воздуха до 95-100%.

Улучшения в электровозе ЭП1М за время почти пятнадцатилетней эксплуатации (в части усовершенствования) коснулись в основном микропроцессорной системы управления электровозом, системы автоведения, системы поддержания микроклимата в кабине (кондиционеры, обогревы), пожарной сигнализации, главного выключателя, токоприемника, а также введению системы ГЛОНАСС.

Электровозы ЭП1М эксплуатируются на Северо-Кавказской, Юго-Восточной, Горьковской, Дальневосточной, Восточно-Сибирской, Красноярской, а также Октябрьской железных дорогах и получают положительные отзывы железнодорожников.

Как отметил заместитель губернатора – министр промышленности и энергетики Ростовской области Игорь Сорокин, сегодня на электрифицированных железных дорогах России около 80% перевозок осуществляется новочеркасскими электровозами. С поточных линий завода сошло более 16000 локомотивов свыше 65 типов.

- Для правительства Ростовской области стабильная работа Новочеркасского электровозостроительного завода – лидера донской экономики – приоритетная задача. Практически каждый год здесь запускается в производство новая модель электровоза, - подчеркнул Игорь Сорокин.

Размещено: 2 июн. 2020 11:17

Поиск по разделу производится только по той форме слова, которая задана, без учета изменения окончания.


Например, если задан поиск по словам Ростовская область, то поиск будет производиться именно по этой фразе, и страницы, где встречается фраза Ростовской области, в результаты поиска не попадут.

Если ввести в поиск запрос Ростов, то в результаты поиска будут попадать тексты, в которых будут слова, начинающиеся с Ростов, например: Ростовская, Ростовской, Ростов.

Лучше задавать ОДНО ключевое слово для поиска и БЕЗ окончания

Для более точного поиска воспользуйтесь поисковой системой сайта

Грузовой электровоз «Гранит».

Уральский федеральный округ

«Гранит» (серия 2ЭС10) – это первый российский грузовой электровоз постоянного тока с асинхронным тяговым приводом. Этот передовой продукт для российского транспортного машиностроения является примером успешного соединения лучших отечественных и зарубежных технологий и не имеет аналогов не только в России, но и на всем «пространстве 1520».

При производстве «Гранита» используется 60% инженерных решений, ранее не применявшихся в российском машиностроении. Кроме того, в процесс интегрировано ноу-хау «Сименс» в области техники приводов и управления. Электровоз отличается эффективной системой электрического торможения, а также системами обеспечения длительного пробега бандажа. Достижение высоких значений мощности и силы тяги обеспечивается за счет применения элементов тягового привода производства «Сименс». Жизненный цикл локомотива составляет 40 лет.

«Гранит» оборудован системами глобального позиционирования GPS/GLONASS с двусторонней связью и уникальной системой бортовой диагностики, которая сообщает машинисту о неисправности и передает данные в ремонтное депо. В кабине созданы все условия для работы локомотивной бригады: бортовая система микроклимата, микроволновая печь и холодильник, эргономичные сиденья и удобный пульт управления.

Первый электровоз серии 2ЭС10 был выпущен заводом «Уральские локомотивы» (совместное предприятие Группы Синара и компании «Сименс») в начале 2011 года. В апреле двухсекционный «Гранит» совершил опытную поездку с составом весом 7000 т. В августе того же года локомотив 2ЭС10 провел по маршруту Екатеринбург-Сортировочный – Балезино (Горьковская железная дорога) поезд весом 9000 т. Длина состава достигла почти 1,5 км. Это уникальное событие для железнодорожной отрасли России, так как впервые поезд такого веса перешел через перевал между Европой и Азией. Увеличение веса перевозимого груза с 7000 до 9000 т стало возможным благодаря повышению мощности и количества осей локомотива, к двум секциям которого была добавлена третья.

С началом выпуска электровозов «Гранит» появилась возможность организовать транзитное проведение тяжеловесных составов через Уральский хребет без затрат на дополнительные маневровые работы. Это позволило сократить себестоимость перевозок, увеличить провозную способность железной дороги и снизить нагрузку на инфраструктуру. Например, с организацией тяжеловесного движения на участке Екатеринбург – Пермь пропускная способность повысилась на 30%.

Микропроцессорная система управления электровозов переменного тока (МСУЭ)

1. История создания

Микропроцессорная система управления и диагностирования МСУЭ предназначена для управления тяговым электроприводом магистрального электровоза переменного тока ВЛ80Р с ВИП. МСУЭ обеспечивает автоматический или ручной режим управления тягой и рекуперативным торможением с поддержанием заданных тока и скорости, диагностирование состояния оборудования электровоза и выдачу диагностической информации в бортовой компьютер, находящийся в каждой кабине машиниста. МСУЭ позволяет реализовать на ВЛ80р интеллектуальное управление аналогично блокам МСУД электровозов ЭП1, ЭП1М, 2ЭС5К и ВЛ80тк. Главная задача МСУЭ – повысить эффективность эксплуатации электровозов ВЛ80р.

Внедрение МСУЭ на электровозах ВЛ80р дает комплексный эффект повышения качества электрической тяги, прежде всего – в рекуперации (режиме РТ). Электровозы серии ВЛ80р были разработаны именно для получения возможности рекуперативного торможения на переменном токе. Эффективность рекуперативного торможения должна быть не менее 15% (при теоретически возможном уровне в 20-25%). В настоящее время эффективность рекуперации электровозов ВЛ80р составляет менее 7%. Её повышение – актуальная технико-экономическая задача. Благодаря МСУЭ эффективность рекуперации на электровозах серии ВЛ80р должна возрасти до уровня 15%.

Второй по важности эффект от внедрения МСУЭ – повышение участковой скорости на затяжных спусках. За счет устойчивого входа в режим РТ на больших скоростях участковая скорость на затяжных спусках повышается в 1,5 – 2 раза.

Дополнительный эффект получается от внедрения автоматизированного стационарного рабочего места анализа информации, считываемой с МСУЭ (АРМ Н). Комплексный анализ и исследования, направленные на изучение режимов работы электровозов с ВИП позволит улучшить условия эксплуатации электровозов переменного тока с ВИП, эксплуатируемых в Восточном регионе.

МСУЭ разработан в 2006-2008 годах по заданию ОАО «РЖД» совместно учеными и специалистами ПКБ ЦТ, ОмГУПС и ДЦВ Красноярской ж.д. с участием специалистов КрИЖТ и МИИТ под руководством А.В.Раздобарова и В.В.Семченко. Первоначально в 2008 году оборудовано шесть электровозов серии ВЛ80тк (локомотивное депо Абакан Красноярской ж.д.). В 2011 году модернизируется 110 секций ВЛ80р в локомотивном ремонтном депо Боготол-Сибирский Красноярской ж.д.

 

2. Объект управления МСУЭ - электровоз ВЛ80Р

Объектом управления МСУЭ являются электровозы переменного тока серии ВЛ80р (Рис.2.1) с выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП).

Рисунок 2.1 – Внешний вид электровоза серии ВЛ80р

 

Электровозы серии ВЛ80р серийно выпускались на НЭВЗ с 1974 по 1986 год с ВЛ80р-1500 по ВЛ80р-1872. Всего выпущено 373 электровоза. Фрагмент принципиальной силовой схемы системы управления ВЛ80р представлена на Рис.2.2.

Рисунок 2.2 – Принципиальная силовая электрическая схема ВЛ80р

 

3. Схема включения МСУЭ на ВЛ80Р

После модернизации схема включения МСУЭ будет соответствовать Рис. 3.1 Используя входные сигналы, в МСУЭ программно реализованы регуляторы тока и скорости в режимах тяги («Тяга») и рекуперации («РТ»).

Рисунок 3.1 – Схема включения МСУЭ на ВЛ80р

 

4. Аппаратные средства МСУЭ

МСУЭ – это комплекс аппаратных и программных средств, работающих под управлением микропроцессорного контролера БМК представлен на Рис.4.1.

Рисунок 4.1 – Электронная плата БМК

 

4.1.Микропроцессорный блок

Основу МСУЭ составляет микропроцессорный блок, общий вид которого показан на Рис. 4.1.1. Блок устанавливается в каждую секцию вместо БУВИП.

Рисунок 4.1.1 – Микропроцессорный блок МСУЭ на стенде

 

Микропроцессорный блок устанавливается в каждой секции в специальном металлическом каркасе (Рис.2.2), в котором совместно с блоком МСУЭ устанавливается его панель питания. Блок МСУЭ состоит из заменяемых плат (модулей) - Рис.4.1.

 

4.2. Датчики тока

Для реализации обратных связей в электрическую цепь каждого из восьми тяговых двигателей (ТЭД) устанавливаются датчики тока (Рис.4.2.1). Один датчик тока устанавливается в цепь ВУВ для измерения тока возбуждения в режиме РТ. Всего на электровоз устанавливается 9 датчиков тока. Для каждых двух датчиков тока устанавливается одна панель питания (см.Рис.4.2.1.б).

а) датчик тока LEM на крепежной раме и с соединительным переходником;

 

б) панель питания датчиков тока ПП-720;

 

Рисунок 4. 2.1 – Датчик тока МСУЭ и панель питания датчиков тока

 

Датчики тока устанавливаются в высоковольтной камере электровоза (Рис.4.2.2). Информация с 9 датчиков тока поступает в МСУЭ, где используется для анализа и дальнейшего управления электровозом через ВИП и ВУВ.

Рисунок 4.2.2 – Датчик тока и ПП-720 МСУЭ на электровозе

 

Сами датчики тока LEM являются покупным изделием. Оснастка изготавливается в ДЦВ Красноярской ж.д. Панель питания – на заводе «Электро СИ», где также изготавливаются электронные блоки МСУЭ.

 

4.3. Датчики скорости

Для управления в МСУЭ также поступает информация о скорости движения локомотива. МСУЭ не имеет своих датчиков скорости, а использует уже имеющиеся на электровозе. Число контролируемых колесных пар (КП) может меняться от 2-х до 4-х на секцию. Для подключения к датчикам тока используются штатные блоки сопряжения (Рис.4.3.1), устанавливаемые в шкафу в кабине машиниста.

а) Блок сопряжения БС ДПС5

 

б) Блок сопряжения на электровозе

 

Рисунок 4.3.1 – Измерение скорости локомотива

 

4.4. Кабельное хозяйство МСУЭ

Соединение аппаратных средств МСУЭ осуществляется специально изготавливаемыми в ДЦВ Красноярской ж.д. монтажными жгутами и проводами (Рис.4.4.1). Для подключения к разъему «Выход» в штатном блоке БС-ДПС изготавливается жгут БС-ДПС длиной 18 метров.

Дополнительно устанавливаются три контакта, снятых с блокировочного переключателя, на переключатель блока управления. Контакты находятся в замкнутом состоянии при включенном переключателе блока управления.

Рисунок 4.4.1 – Жгуты МСУЭ

 

4.5. Бортовой компьютер (Монитор)

Следующий важный элемент аппаратных средств МСУЭ – это бортовой компьютер, устанавливаемый в каждой кабине машиниста (Рис.4.5.1). Бортовой компьютер (БК) непосредственно не участвует в управлении движением поезда, а используется в качестве Монитора – устройства сбора, анализа и отображения диагностической информации о техническом состоянии локомотива.

Рисунок 4.5.1 – Бортовой компьютер (БК)

 

5. АРМ анализа диагностической информации

Вся поступающая с МСУЭ в БК информация сохраняется. Возможен просмотр информации на стационарном автоматизированном рабочем месте. Для просмотра сохраненной с МСУЭ информации необходимо воспользоваться утилитой LOG_READER.EXE. Для того, чтобы открыть файл с информацией, перейдите на вкладку Log в нижней левой части экрана, затем нажмите кнопку “OpenLog…”, выберите нужный файл и нажмите кнопку ОК.

Утилита просмотра информации с МСУЭ (Рис.4. 5.1) отображает информацию из выбранного файла в виде графиков и предусматривает большинство стандартных операций по работе с ними, таких как прокрутка графика (кнопки «<<» и «>>»), масштабирование («+» и «-»), получение подробной информации в любой точке графика по щелчку мыши и т.д. Верхняя группа графиков отражает динамику скоростей вращения колесных пар, нижняя – токов ТЭД. Справа от групп графиков имеются соответствующие расшифровки цветов.

6. Техническое обслуживание

На Красноярской железной дороге с 2011 года ЗАО «ДЦВ Красноярской ж. д.» осуществляет гарантийный ремонт и обслуживание блоков микропроцессорной системы управления и диагностики электровоза ВЛ80. Все работы осуществляются по технологическим картам, разработанным в соответствии с «Руководством по техническому обслуживанию, текущему и деповскому ремонту ПКБ ЦТ.06.0039» ТУ, ТО, РЭ на МСУЭ.

В комплекс работ по диагностированию и ремонту блоков управления входят:

5.1. Проверка блока МСУЭ производится с применением комплекта проверочной аппаратуры КПА-МСУЭ (Стенд контроля параметров блока управления МСУЭ). При выявлении технических неисправностей, выполняется ремонт составных частей, либо полная замена на новые.

Для просмотра изображений выберите миниатюру:

5.2. Климатические испытания. Для выявления слабых зон термического воздействия проводятся испытания кассет МСУЭ в климатической камере МКК3 У4.2.

Для просмотра изображений выберите миниатюру:

Для снижения времени простоя локомотива по вине БУ МСУЭ осуществляется поддержание неснижаемого запаса касет для ПТОЛ ст. Мариинск, ПТОЛ ст. Красноярск-Восточный и ТЧр Канск-Иланский.

 

Первые электровозы ЭП20 преодолели миллионный рубеж

23.01.2017


Электровозы ЭП20 «Олимп» №25 и №29 (депо приписки Москва-Сортировочная), изготовленные на Новочеркасском электровозостроительном заводе (НЭВЗ, входит в состав ЗАО «Трансмашхолдинг») преодолели знаковый рубеж –  пробег каждого из них превысил 1 млн. км. Об этом сообщили в Департаменте по внешним связям холдинга.

В эксплуатации локомотивы ЭП20 зарекомендовали себя как надежные и удобные в управлении машины.

ЭП20  «Олимп» -   первый двухсистемный  российский электровоз, способный водить пассажирские поезда на скоростях до 200 км/ч. Он спроектирован в инжиниринговом центре «ТРТранс», который создан Трансмашхолдингом совместно со своим акционером и технологическим партнёром – компанией «Альстом». Локомотивы серийно выпускаются на НЭВЗе с 2012 года, к настоящему моменту построено 56 электровозов.

За счет своих технических характеристик, в первую очередь способности работать на линиях, как с переменным, так и с постоянным током, а также за счет реализуемых тяговых свойств, скорости, среднесуточные пробеги электровозов ЭП20 превышают 1000 км (для сравнения - среднесуточный пробег электровоза переменного тока ЭП1М в среднем составляет 600 км).

Локомотив ЭП20 оборудован асинхронным приводом на основе IGBT-транзисторов. Реализуемые технические решения позволяют сократить объем технического обслуживания, увеличить межремонтные пробеги, а также обеспечить экономию электроэнергии. Модульная кабина ЭП20 отвечает современным требованиям безопасности, эргономики, комфорта и эстетики. Тщательная проработка эргономической схемы позволила создать современную форму кабины машиниста и конструкцию рабочего места локомотивной бригады, соответствующую мировым тенденциям. При разработке кабины управления применен целый ряд новых технических решений, в том числе система обеспечения параметров микроклимата, выполняющая функции обогрева и кондиционирования с автоматическим поддержанием заданной температуры в кабине.

По большинству параметров   электровоз  ЭП20 находится на одном уровне с лучшими мировыми   разработками,   а   по ряду характеристик превосходит их - более широкий диапазон изменения температур, питающего напряжения, увеличенные «плечи обращения».

Электровозы ЭП20 эксплуатируются  в пяти  Дирекциях  тяги ОАО «РЖД» - Московской, Горьковской, Октябрьской, Северо-Кавказской и Юго-Восточной. Они обеспечивают вождение поездов на маршрутах между Москвой и городами Адлер, Нижний Новгород, Санкт-Петербург, Анапа, Воронеж, Орск, Казань,  Екатеринбург, Минск (Белоруссия), Вайниккала (Финляндия).

До 2020 года ОАО «РЖД», в соответствии с подписанным контрактом, получит 200 двухсистемных пассажирских электровозов ЭП20.

В чем разница между электровозом и тепловозом?

Что такое электровоз?

Электровоз - это двигатель, который приводится в действие электричеством по воздушным линиям, третьему рельсу или бортовому накопителю энергии. Этот накопитель энергии может быть в виде батареи или даже, по мере развития технологий, суперконденсатора.

Электровозы высокоэффективны по сравнению с другими типами локомотивов; часто выше 90%!

Какие части у электровоза?

  • Пантограф - Эти элементы устанавливаются на крыше локомотива для сбора энергии от натяжного троса.
  • Автоматический выключатель - Автоматический выключатель изолирует источник питания для обслуживания или в случае возникновения проблемы.
  • Компрессор - Компрессор очень важен и управляет воздушной или вакуумной тормозной системой, а также дополнительными принадлежностями в двигателе.
  • Вентиляторы охлаждения - Эта система управления воздухом помогает поддерживать охлаждение тиристоров и электроэнергетических систем и регулировать их до нужной температуры. Вентиляторы питаются от вспомогательного инвертора.
  • Моторные нагнетатели - Эти нагнетатели помогают охлаждать тяговые двигатели и поддерживать разумный уровень в течение длительного времени.
  • Аккумулятор - Помогает запускать и подает питание на важные цепи, такие как аварийное освещение. Батарея обычно подключается к цепи питания постоянного тока.
  • Выпрямитель - это преобразователь, используемый для преобразования переменного тока в постоянный.
  • Инвертор - Это электронное силовое устройство помогает преобразовать переменный ток в постоянный.
  • Трансформатор - это набор обмоток с магнитным сердечником, который используется для регулировки уровней напряжения вверх и вниз.
  • Осевая щетка - Цепь электропитания замыкается подстанцией при наличии электропитания. Затем ток, собранный с третьего рельса или воздушной линии, возвращается щеткой оси, а также ходовым рельсом.
  • Трехфазные двигатели переменного тока - В этом современном тяговом двигателе, используемом на железных дорогах постоянного и переменного тока, используется трехфазный источник переменного тока.
  • Преобразователь постоянного тока в постоянный - это общий термин для любой твердотельной электронной системы, которая преобразует переменный ток в постоянный или наоборот.

Дополнительные детали, которые могут быть на электровозе
  • Изоляторы - Изоляторы важны, потому что они защищают заплечик из ковкого чугуна от повреждений при прямом контакте с рельсом. Вы можете найти эти предметы между направляющими и подошвой.
  • Бамперы - Эти элементы помогают предотвратить прохождение железнодорожных вагонов и локомотивов за конец физического участка пути.
  • Грузовые автомобили - Грузовые автомобили являются самыми тяжелыми частями локомотива и играют важную роль. Грузовики поддерживают локомотив, а также обеспечивают торможение, подвеску и движение.
  • Устройство сцепления - Устройство в передней и задней части локомотива для соединения локомотивов и железнодорожных вагонов.
  • Столбы тележки - Полюса представляют собой токоприемники, передающие электричество от контактного провода к управляющим и тяговым электродвигателям.

Что такое тепловоз-электровоз?

Локомотивы, в состав которых входят бортовые первичные двигатели, известны как дизель-электрические локомотивы (если они приводятся в действие дизельными двигателями) или газотурбинно-электрические локомотивы (при использовании турбины).Хотя газотурбинные двигатели легче при том же количестве производимой мощности, они требуют более специализированного обслуживания, чем традиционный двух- или четырехтактный дизельный двигатель.

Дизель-электрический локомотив оснащен дизельным двигателем, который вращает генератор (постоянного тока) или генератора переменного тока (переменного тока) для выработки электроэнергии. Затем это электричество приводит в действие тяжелые электродвигатели, которые двигают поезд вперед. У дизель-электровоза отсутствует механическая связь тягача с осями.

Электродвигатели

постоянного тока дешевле в изготовлении, но имеют ограниченную продолжительность перегрузки до того, как произойдет повреждение.Электродвигатели переменного тока более дороги в изготовлении, но имеют то преимущество, что они потребляют столько энергии, сколько может генерировать двигатель - сильно загруженный угольный поезд может подавать электричество в свои двигатели переменного тока, не опасаясь перегрева.

Одним из самых больших преимуществ электрической и дизель-электрической силовой установки является то, что выходная мощность локомотива не зависит от его скорости, что позволяет ему использовать полную мощность при полной остановке. С другой стороны, паровоз вырабатывает наименьшее количество полезной мощности при остановке и достигает максимальной мощности, которая определяется размером водителя, давлением в котле и настройками клапана, которые нельзя изменить.

Существует три основных типа дизель-электрической трансмиссии, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

  • DC - DC (генератор постоянного тока для тяговых двигателей постоянного тока
  • AC - DC (выпрямленный выход генератора переменного тока для питания двигателей постоянного тока)
  • AC - DC - AC (выход генератора переменного тока выпрямляется на постоянный ток, а затем инвертируется в трехфазный переменный ток для тяговых двигателей)

DC - Эта конструкция включает генератор, который питает тяговые двигатели постоянного тока через систему контроля сопротивления.

AC-DC - В этой конструкции есть генератор переменного тока, который вырабатывает переменный ток, который выпрямляется в постоянный, а затем передается на тяговые двигатели постоянного тока

AC-DC-AC - В этой современной конструкции с питанием тяговых двигателей трехфазного переменного тока выход генератора переменного тока выпрямляется в постоянный, а затем преобразуется в переменный. Эта система может быть немного более сложной, чем другие, хотя это дает больше преимуществ.

Какие части у дизель-электрического локомотива?

  • Радиатор - Радиатор распределяет воду вокруг блока цилиндров, помогая регулировать температуру и повышать эффективность.
  • Вентилятор радиатора - Вода охлаждается, проходя через радиатор, который нагнетается вентилятором, приводимым в действие дизельным двигателем.
  • Турбокомпрессор - Турбонаддув используется для увеличения количества воздуха, подаваемого в цилиндры. Турбокомпрессор приводится в движение выхлопными газами двигателя. Этот процесс позволяет увеличить мощность двигателя на 50% без увеличения затрат на топливо.
  • Главный генератор переменного тока - Главный генератор важен, потому что он обеспечивает мощность, которая приводит в движение поезд.Вырабатывая электричество переменного тока, энергия используется для тяговых двигателей грузовиков.
  • Вспомогательный генератор переменного тока - Электропитание переменного тока использовалось для обеспечения освещения, кондиционирования, обогрева и других функций в поезде через вспомогательную линию электропередачи.
  • Дизельный двигатель - Дизельный двигатель является основным источником энергии для локомотива и включает в себя большой блок цилиндров, расположенный по прямой линии или V. Это источник питания для генератора переменного тока, который помогает вырабатывать электрическую энергию, необходимую для привода локомотива.
  • Воздухозаборники - Воздухозаборники отвечают за охлаждение двигателя локомотива, используя воздух извне двигателя, а затем фильтруют воздух, удаляя пыль и другие загрязнения. Поток свежего воздуха регулируется как внутренней, так и внешней температурой.
  • Выпрямители / инверторы - Выпрямитель - это преобразователь, используемый для преобразования переменного тока в постоянный. Инвертор - это электронное силовое устройство, помогающее преобразовать переменный ток в постоянный.
  • Электронные органы управления - Обычно собираются в кабине для облегчения доступа, электронные органы управления используются для включения системы управления техническим обслуживанием, которую можно использовать для загрузки данных в портативный компьютер.
  • Стенд управления - Стенд управления является основным интерфейсом человек-машина. Он известен как пульт управления в Великобритании.
  • Аккумуляторы - Обеспечивают электроэнергией органы управления и освещение, когда двигатель и генератор не работают.
  • Тяговый двигатель - Тяговые двигатели используются на осях в качестве главной передачи.
  • Моторный нагнетатель - Установленный внутри корпуса локомотива, моторный нагнетатель подает воздух, который обдувает тяговые двигатели, чтобы они охлаждались во время интенсивной работы.Выход вентилятора подключен ко всем двигателям через гибкий воздуховод, и он также охлаждает генераторы переменного тока.
  • Топливный бак - Топливный бак, обычно под рамой локомотива, вмещает топливо для локомотива, обычно емкостью от одной до трех тысяч галлонов или более, в зависимости от опций. Кроме того, на локомотиве часто бывает охлаждающая вода и смазочное масло.
  • Приводной вал - Основная мощность передается через приводной вал на генераторы переменного тока на одном конце, в то время как компрессор находится на противоположном конце.
  • Коробка передач - Радиатор и его охлаждающий вентилятор часто расположены на крыше локомотива. Таким образом, привод к вентилятору осуществляется через коробку передач для изменения направления привода вверх.
  • Воздушный компрессор - Воздушный компрессор постоянно обеспечивает сжатым воздухом локомотив и тормоза поезда.
  • Воздушные резервуары - Воздушные резервуары необходимы для торможения поезда и других функций локомотива и часто расположены рядом с топливным баком под рамой локомотива.
  • Рама тележки - Тележки поддерживают локомотив, а также обеспечивают торможение, подвеску и движение.
  • Sandbox - Песок всегда берут с собой на борт на случай плохих условий перил.

В чем разница между дизель-электрическим локомотивом и электровозом?
Электрический Дизель-Электрический
Работает от электричества, передаваемого по проводам или рельсам от стационарной силовой установки. Автономное производство электроэнергии без необходимости использования проводов передачи или дорогостоящих систем третьего рельса.
Пантографы на крыше локомотива собирают энергию от воздушных линий, или специальные башмаки собирают ток с третьего рельса. В обычных дизель-электрических локомотивах используется двух- или четырехтактный двигатель, работающий на дизельном топливе. Газовые турбины могут использовать жидкое топливо для нагрева воды и создания пара для питания турбины.
Мощность для огромной выходной мощности, обычно ограниченная количеством доступной электроэнергии и вероятностью расплавления двигателей. Выходная мощность ограничена размером дизельного двигателя, что требует баланса между высокой мощностью и надежностью.
Способен к кратковременным всплескам высокого ускорения, идеально подходит для пригородных перевозок. Без тросов или третьего рельса у дизель-электрического локомотива больше свободы передвижения и меньше риск прерывания работы из-за суровых погодных условий.
Загрязнение из одного источника позволяет упростить реализацию мероприятий по сокращению выбросов, не требуя капитального ремонта подвижного состава. Каждый локомотив производит загрязнение, требуя дорогостоящего капитального ремонта и даже модернизации двигателя, чтобы соответствовать более строгим стандартам выбросов.

Электрические и дизель-электрические локомотивы состоят из множества различных частей и компонентов. У использования обоих двигателей есть свои преимущества и недостатки, хотя в целом эти двигатели являются более современными и имеют больше преимуществ, чем использование парового двигателя. Независимо от того, какой локомотив вы выберете, убедитесь, что вы готовы!

Есть вопросы или предложения? Дайте нам знать! Электронная почта dabram @ trainz.com.

Что заставляет тепловоз работать? - Музей железных дорог Среднего континента


Зажигание дизельного топлива толкает поршни, подключенные к электрогенератору. Получающееся электричество приводит в действие двигатели, подключенные к колесам локомотива. «Дизельный» двигатель внутреннего сгорания использует тепло, выделяемое при сжатии воздуха во время восходящих циклов хода, для воспламенения топлива. Этот тип двигателя сконструировал изобретатель доктор Рудольф Дизель.Он был запатентован в 1892 году.

  1. Дизельное топливо хранится в топливном баке и подается в двигатель электрическим топливным насосом. Дизельное топливо стало предпочтительным топливом для использования на железнодорожных локомотивах из-за его более низкой летучести, более низкой стоимости и общедоступности.
  2. Дизельный двигатель (А) является основным элементом дизель-электрического локомотива. Это двигатель внутреннего сгорания, состоящий из нескольких цилиндров, соединенных с общим коленчатым валом. Топливо воспламеняется от сильного сжатия, толкая поршень вниз.Движение поршня вращает коленчатый вал.
  3. Дизельный двигатель подключен к главному генератору (B) , который преобразует механическую мощность двигателя в электрическую. Затем электричество распределяется на тяговые двигатели (C) через цепи, установленные различными компонентами распределительного устройства.
  4. Поскольку он всегда вращается, независимо от того, движется ли локомотив или нет, выход главного генератора управляется током возбуждения, подаваемым на его обмотки.
  5. Инженер контролирует мощность локомотива с помощью дроссельной заслонки с электрическим управлением. Когда он открывается, в цилиндры двигателя впрыскивается больше топлива, что увеличивает его механическую мощность. Возбуждение основного генератора увеличивается, увеличивая его электрическую мощность.
  6. Каждый тяговый двигатель (C) напрямую связан с парой ведущих колес. Использование электричества в качестве «трансмиссии» для локомотива намного надежнее, чем использование механической трансмиссии и сцепления.Пуск тяжелого поезда с полной остановки быстро сожжет сцепление.

Тепловозы - обзор

Выбор ускоренных локомотивов для пассажирских перевозок на загруженных железнодорожных путях

(1)

Типы тепловозов для пассажирских перевозок: Для тепловозов на существующей загруженной железнодорожной магистрали со скоростью до 160 км / ч, в настоящее время в Китае существует два типа: DF 11 и DF 10F . Первый может буксировать состав с 13 и 11 вагонами с максимальной скоростью 160 и 170 км / ч соответственно, а поездка занимает 11.5 и 8,5 мин для увеличения скорости с 0 до 160 км / ч соответственно. Последний может тянуть состав с 20 вагонами и 16 маршалингами с максимальной скоростью до 140 и 160 км / ч соответственно; когда он тянет поезд с 20 вагонами, скорость может быть увеличена с 0 до 140 км / ч за 11 мин.

(2)

Типы электровозов для пассажирских перевозок: SS 8 , SS 9 и SS 7D могут удовлетворить потребности в транспортировке со скоростью до 140–160 км / ч.SS 8 , SS 9 или SS 7D может соответственно тянуть поезд с 20 вагонами со скоростью 160 км / ч по прямым железным дорогам. Даже на уклоне с уклоном 6 ‰ скорость также может достигать 100 км / ч. Скорость может достигать 170 км / ч, когда один из типов локомотивов тянет поезд с 14 вагонами.

(3)

EMU. Пассажирский электромобиль имеет различные преимущества, включая хорошую безопасность, высокую скорость, большую вместимость, высокий комфорт езды, низкое энергопотребление, низкие эксплуатационные расходы и меньшее количество выбросов загрязняющих веществ.По сравнению с пассажирскими поездами, запряженными локомотивом, пассажирские электропоезда обладают гибкостью в эксплуатации (двухстороннее челночное движение) и маневрировании, с быстрым стартовым ускорением и коротким тормозным путем, а также надежны в эксплуатации.

В Китае поезда с электроприводом (EMU) или дизельным двигателем (DMU) доступны для участков, на которых возможно ускорение. Блоки 2M4T и 2M6T можно гибко форматировать по мере необходимости, и долгое формирование двух блоков 2M4T также может быть принято в долгосрочной перспективе.DDJ1 EMU «Большая белая акула», DMU «New Dawn» и двухэтажный автобус «Шэньчжоу» - все они могут соответствовать требованиям по ускорению до 140–160 км / ч. Электромобиль серии CRH может удовлетворить требования по разгону до 200–250 км / ч.

БНСФ ведет заряд на испытание аккумуляторной электровоза

BNSF и партнеры по проекту разрабатывают и вскоре приступят к испытаниям мощного автомобильного локомотива с аккумуляторной батареей (типа, который перемещает грузовые поезда из пункта A в пункт B). BNSF и другие железные дороги в течение многих лет испытывали маломощные аккумуляторные электровозы на железнодорожных станциях, но в основном для смены грузовых вагонов.

«Сегодняшние аккумуляторы отличаются тем, что они значительно мощнее, чем раньше, а производители улучшили качество, надежность и технологию аккумуляторов, поэтому мы можем проверить их мощность на наших дорожных локомотивах», - сказал Майкл Кливленд из BNSF, старший менеджер. Новые технологии.

В 2018 году BNSF и Wabtec (ранее GE Transportation) объединили свои усилия, чтобы начать разработку прототипа дорожного локомотива с полностью аккумуляторным электрическим питанием, который работает с обычными дизельными локомотивами, создавая гибридный аккумуляторно-электрический гибрид.(Под состоянием понимается соединение двух или более локомотивов вместе.) Ожидается, что эксплуатационные испытания гибрида начнутся в конце 2020 года.

Проект поддерживается грантом Калифорнийского совета по воздушным ресурсам в рамках программы грузовых перевозок с нулевым и почти нулевым уровнем выбросов. Как только все оборудование и вспомогательные системы будут на месте, планируется провести испытания между Стоктоном и Барстоу, Калифорния - около 350 миль.

После полной разработки аккумуляторно-электровоз обеспечит экологические преимущества и экономию топлива для всего состава локомотива.Находясь на железнодорожной станции, состав будет отключать или простаивать другие локомотивы (когда это возможно) и использовать электровоз с аккумуляторной батареей для снижения местных выбросов и шума. Оказавшись в дороге, состав локомотива будет работать за кулисами, чтобы определить наилучший способ использования энергии батареи. Благодаря этой возможности состав может также выбрать «питаться» от батареи, когда поезд движется по открытой местности, экономя сотни галлонов дизельного топлива.

В ближайшие несколько лет BNSF и Wabtec планируют узнать много нового о том, как строить, настраивать, эксплуатировать и обслуживать электровоз с аккумуляторной батареей.Как и при переходе с паровых локомотивов на дизель-электрические, для поддержки парка, полностью работающего от аккумуляторных батарей, потребуются годы.

«Это определенно может изменить правила игры, особенно по мере того, как технология продолжает развиваться», - сказал Дэн Макнейр из Wabtec, старший менеджер по продукции North American Locomotive. «Наш демонстрационный проект в Калифорнии с BNSF даст нам потрясающее представление о возможностях батарейного питания, а также о лучших и самых безопасных операционных методах использования этой технологии.Разумное использование аккумуляторных батарей с дизельным двигателем может обеспечить множество эксплуатационных преимуществ, и я ожидаю, что в течение следующего десятилетия произойдет распространение аккумуляторных локомотивов ».

В прототипе локомотива

BNSF будет использоваться аккумуляторная батарея, аналогичная той, что вы можете найти под капотом электромобиля. Это литий-ионный накопитель энергии с элементами, которые содержат комбинацию никеля, марганца и кобальта. Однако с точки зрения размера и упаковки все в совершенно другом масштабе.

Предположим, стандартный аккумулятор электромобиля обычно вмещает несколько сотен ячеек памяти - каждая размером с мини-планшет. Прототип локомотива будет иметь батарею примерно на 20 000 ячеек, а в будущих версиях может быть до 50 000 ячеек. Ячейки также должны выдерживать тяжелые условия работы локомотива. Снаружи локомотив с батарейным питанием мало чем будет отличаться от своих дизельных собратьев.

Перед тем, как начнутся пилотные испытания локомотива, необходимо будет спроектировать зарядное устройство и установить его в Мормонском дворе BNSF в Стоктоне в конце этого года. В то время как станция зарядки аккумуляторов Stockton будет обеспечивать начальную зарядку, новый локомотив будет спроектирован так, чтобы обеспечивать рекуперативную мощность при торможении для увеличения дальности полета.

«Аккумулятор восстанавливает энергию за счет динамического торможения», - пояснил Кливленд. (Динамическое торможение - это когда кинетическая энергия движущегося поезда используется для выработки электрического тока в тяговых двигателях локомотива.«По сути, каждый раз, когда динамическое торможение используется для замедления и контроля скорости поезда, аккумулятор восполняет свои запасы энергии, что не похоже ни на что, на что способны современные тепловозы».

В электровозах с аккумуляторной батареей также будет использоваться расширенная версия программного обеспечения для управления энергопотреблением поездов, чтобы проследить маршрут вперед и рассчитать, как наилучшим образом использовать аккумулятор для снижения расхода топлива.

«Сейчас мы разрабатываем и тестируем локомотив« следующего поколения », чтобы получить преимущество перед грузовиками дальнего следования, сохранить конкурентоспособность и сократить наши эксплуатационные расходы», - сказал Джон Ловенбург, вице-президент BNSF по охране окружающей среды.

И вместе с нашими партнерами по проекту мы будем лидировать в развитии железнодорожного транспорта.

- впереди всех: аккумуляторные электровозы будут продвигать грузовые поезда США дальше

Поезда были важной частью инфраструктуры Америки с тех пор, как два локомотива встретились лицом к лицу на Саммите Мыса в Юте 10 мая 1869 года, отметив завершение строительства Первой трансконтинентальной железной дороги. Только в прошлом году поезда, запряженные тепловозами, перевезли через США зерна, угля и других грузов на сумму 174 млрд долларов.С., уступает только грузовикам и в четыре раза более экономичен, чем грузовики.
Поезда вскоре могут получить еще большее преимущество. В течение двух лет компания BNSF Railway Company, контролирующая одну из крупнейших сетей грузовых железных дорог в Северной Америке, продемонстрирует локомотив с батарейным питанием, соединенный с тепловозами в «составе» - что на жаргоне означает последовательность подключенных локомотивов - для управления грузовым поездом на участке железной дороги в Центральной долине Калифорнии между Стоктоном и Барстоу.BNSF запустит пилотную программу с помощью GE Transportation, которая занимается разработкой локомотива.

По словам Алана Гамильтона, генерального менеджера по системному проектированию GE Transportation, добавление к поезду даже одного локомотива с батарейным питанием может снизить общий расход топлива составом до 15 процентов. Учитывая, что цены на дизельное топливо во всем мире колеблются от 2 до 4 долларов за галлон на протяжении большей части последнего десятилетия, оператор может сэкономить десятки тысяч долларов на каждый состав на своих ежегодных счетах за топливо.«Это большое дело, - говорит Гамильтон. «Расходы на топливо, как правило, являются самой большой составляющей затрат железнодорожного оператора».

Сначала немного предыстории. Дизель-электрические локомотивы, подобные машинам, которые строит GE, по сути, являются электростанциями на колесах. Они используют мощный дизельный двигатель для выработки электричества, приводящего в движение электродвигатели, вращающие колеса.

Электровоз с батарейным питанием - прекрасное дополнение к своим дизель-электрическим собратьям. Аккумулятор вмещает 2400 киловатт-часов энергии, что означает, что он способен поддерживать полную мощность в течение примерно 30 минут на одном заряде.Затем оператор может решить, как использовать эту мощность.

Например, оператор может сократить выбросы дизельных локомотивов, сильно используя аккумуляторную батарею для запуска поезда. Это было бы особенно желательно, если бы поезд выезжал с городской железнодорожной станции, недалеко от населенных пунктов. Использование заряда аккумулятора также снижает уровень шума. Машинист поезда может также выбрать «питаться» аккумулятором - или даже перезарядить аккумулятор - когда поезд движется по открытой местности, экономя сотни галлонов дизельного топлива.

GE Transportation разрабатывает аккумуляторный электровоз, который может существенно повысить топливную экономичность железнодорожным операторам. Изображение предоставлено: GE Transportation. Изображение наверху предоставлено GE Trasnportation.

Каждый аккумуляторный локомотив также имеет мозг в виде бортовой системы диспетчерского управления. Оператор железной дороги может вводить данные о пути следования поезда в систему, например, какой вес он перевозит, типы локомотивов в составе и его маршрут, чтобы компьютер мог принимать решения о наилучшем способе использования аккумулятора перед поезд даже отъезжает.«Программное обеспечение для оптимизации поездки может заглядывать вперед и предсказывать наиболее эффективный способ выработки и использования этой энергии», - говорит Гамильтон.

Например, представьте, что поезд с аккумуляторной батареей проезжает 500 миль по малонаселенной местности. Это означает, что экономия топлива - это главное в игре. Программа рассчитает оптимальное соотношение мощности аккумулятора и использования дизельного топлива для такой поездки и определит наиболее выгодный баланс для состава гибридного локомотива. Затем программное обеспечение может определить точные моменты, когда нужно использовать аккумулятор, тем самым экономя дизельное топливо.Гибкое решение GE предоставит железнодорожным операторам несколько новых возможностей для оптимизации своей сети, - говорит Деннис Петерс, исполнительный менеджер по продукции GE Transportation.

В новом локомотиве будет использоваться аккумуляторная батарея, аналогичная той, что вы можете найти под капотом электромобиля. Это литий-ионный накопитель энергии с элементами, которые содержат комбинацию никеля, марганца и кобальта. Однако с точки зрения масштаба и упаковки «эта железнодорожная батарея - другое животное», - говорит Петерс.

Стандартный аккумулятор электромобиля обычно вмещает несколько сотен ячеек, каждая размером с мини-планшет.Но прототип нового локомотива будет иметь батарею примерно на 20 000 ячеек, а в будущих версиях может быть до 50 000 ячеек. Ячейки также должны выдерживать тяжелые условия движения локомотива со всеми его толчками и толчками.

Чтобы построить демонстрационную модель, рабочие снимут двигатель и системы охлаждения с тепловоза, чтобы освободить место для батареи под капотом. Но снаружи локомотив с батарейным питанием мало чем будет отличаться от своих дизельных собратьев.

Возможно, неудивительно, что GE лидирует в производстве локомотивов с батарейным питанием, учитывая богатую историю компании в области дизель-электрических технологий. Возьмите одного из самых известных сотрудников компании, Германа Лемпа, инженера швейцарского происхождения, который иммигрировал в США в 1882 году с мечтой поработать со своим кумиром Томасом Эдисоном.

Лемп стал свидетелем экспериментов Рудольфа Дизеля со своим одноименным двигателем перед Первой мировой войной, а затем пошел еще дальше: он усовершенствовал важнейший рычаг, который координировал мощность между дизельным двигателем и электрическим генератором.Его изобретение дизель-электрической системы регулирования тягового усилия помогло вывести из строя паровой поезд, этот романтический образ индустриальной эпохи, на многие десятилетия - и со многими усовершенствованиями - позже.

Теперь пришло время добавить батарейки - и мозг.

Привод электровоза - News4Changes

Привод электровоза - News4Changes - Mitsubishi Electric

  1. Дом
  2. Привод электровоза

Надежный, энергоэффективный и простой в обслуживании

Как на самом деле работает привод электровоза?

Привод электровоза заменяет приводные двигатели.Вместо этого мощность приводных двигателей, например, с точки зрения скорости или ускорения, регулируется напряжением и частотой источника питания. Для этого необходимо преобразовать тяговую мощность (переменный ток / переменный ток при 15 кВ и 16,7 Гц) в переменный трехфазный ток из напряжения от 0 до 2000 В с частотой от 0 до 200 Гц. Наши тяговые и приводные инверторы обеспечивают это, включая выпрямители, промежуточные цепи и импульсные инверторы, которые модулируют ток в соответствии с требуемой скоростью.

1 Тяговая мощность от ВЛ

15 000 В переменного тока / 16,7 Гц

2 Преобразователь

Трансформатор снижает входное напряжение переменного тока 15 кВ до уровня напряжения тяговой цепи: 1430 В переменного тока / 16,7 Гц

3 Тяговая цепь
3.1 Выпрямитель

Первым компонентом тягового инвертора является выпрямитель или Н-мост, который в основном состоит из устройств управления мощностью.Они позволяют току течь только в одном направлении или с постоянной полярностью, тем самым передавая постоянный ток (DC). 2800 В постоянного тока

3.2 Промежуточная цепь постоянного тока

Ток протекает от выпрямителя к промежуточной цепи постоянного тока, где конденсаторы отфильтровывают нежелательные помехи между входом и выходом выпрямителя и сглаживают ток. В то же время конденсаторы также действуют как форма краткосрочного хранения электроэнергии. 2800 В постоянного тока

3.3-импульсный инвертор

Здесь постоянный ток преобразуется в трехфазный переменный ток (AC) для использования в приводных двигателях. Это достигается за счет управления силовыми устройствами, которые работают аналогично переключателям. Регулирование продолжительности и интервалов переключения в соответствии с потребностями приводит к изменению напряжения переменного тока, которое соответствует выбранной скорости. 0-2000 В переменного тока / 0-200 Гц

4 Приводные двигатели

В зависимости от частоты и амплитуды тока от импульсного инвертора четыре трехфазных асинхронных двигателя обеспечивают комбинацию оборотов и крутящего момента, адаптированную к условиям, вплоть до максимальной пусковой тяговой мощности 200 кН.Поезд тронется.

Пожалуйста, нажмите на картинку, чтобы открыть Изменения № 7.

Подпишитесь на печатное издание нашего журнала для клиентов «Изменения».

Подписка

Настройки конфиденциальности

На нашем веб-сайте мы используем файлы cookie.Некоторые из них очень важны, а другие помогают нам улучшить этот сайт и улучшить ваш опыт.

Настройки конфиденциальности

Здесь вы найдете обзор всех используемых файлов cookie.Вы можете дать свое согласие на использование целых категорий или отобразить дополнительную информацию и, таким образом, выбрать только определенные файлы cookie.

Имя Borlabs Cookie
Провайдер Eigentümer dieser Веб-сайт
Назначение Speichert die Einstellungen der Besucher, die in der Cookie Box von Borlabs Cookie ausgewählt wurden.
Имя файла cookie Borlabs-печенье
Срок действия куки 1 Яр

Inhalte von Videoplattformen und Social-Media-Plattformen werden standardmäßig blockiert.Венн Cookies von externen Medien akzeptiert werden, bedarf der Zugriff auf diese Inhalte keiner manuellen Einwilligung mehr.

Отображение информации о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

Тяговые двигатели тепловозов

14 марта 2016 г., Опубликовано в статьях: EE Publishers, Статьи: Energize, Статьи: Vector, Рекомендуемые: Energize

Майка Райкрофта, редактора функций, EE Publishers

Железнодорожный транспорт снова становится популярным для перевозки грузов на большие расстояния.В этой статье рассматривается роль электродвигателей в этом секторе транспортной отрасли.

Используются два типа локомотивов: чисто электрический, который питается от контактного провода среднего напряжения и ограничен в использовании для поездок на большие расстояния, и локомотив с приводом от дизельного двигателя, который может использоваться для всех типов операций. в том числе маневровые. В этой статье рассказывается о тепловозе.

Название «дизельный локомотив» вводит в заблуждение, поскольку тяговое усилие обеспечивается электродвигателями, приводящими в движение колеса напрямую, а электричество для питания двигателей вырабатывается генератором переменного тока, приводимым в действие дизельным двигателем.Использование дизельного двигателя освобождает локомотив от подключения к внешнему источнику электроэнергии, а использование электродвигателей и приводов позволяет контролировать тяговые возможности локомотива, что было бы невозможно при прямом приводе от дизельного двигателя.

Электродвигатели тяговые для тепловозов

Двигатели могут быть установлены в нескольких различных конфигурациях:

  • Управление грузовиком или тележкой : Один двигатель приводит в движение все колеса грузовика или тележки, обычно четыре колеса на двигатель.
  • Управление осью : Двигатель приводит в движение оба колеса на одной оси. Это наиболее распространенная конфигурация (см. Рис. 1).
  • Управление колесом : Каждое колесо приводится в движение собственным двигателем. Это позволяет максимально контролировать локомотив, но используется не часто.

В локомотивах используются три типа двигателей:

  • Двигатели постоянного тока.
  • Двигатели переменного тока с частотно-регулируемыми приводами.
  • Двигатели переменного тока с постоянными магнитами.

Основные требования к двигателю локомотива заключаются в том, что он должен иметь возможность изменять и контролировать скорость, и он должен обеспечивать пусковой и ускоряющий крутящий момент. Ранние локомотивы использовали двигатели постоянного тока, поскольку они были единственным типом больших двигателей, которые могли обеспечивать управление скоростью и требуемый крутящий момент. Двигатели переменного тока работали с фиксированной скоростью и поэтому не могли использоваться в этом приложении. Двигатели постоянного тока имеют несколько недостатков, о которых будет сказано ниже.

Развитие частотно-регулируемых приводов для больших синхронных двигателей переменного тока изменило ситуацию, и сегодня большинство локомотивов используют этот тип двигателя и комбинации привода.На рынке появились двигатели с большими постоянными магнитами (PM), которые имеют ряд преимуществ перед синхронными двигателями переменного тока с обмоткой статора для тяговых приложений. Ряд производителей используют двигатели с постоянными магнитами в своих локомотивах.

Тяговые двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока

используются в конфигурации с последовательной обмоткой, а скорость регулируется путем переключения последовательного сопротивления в цепи и вне ее. В ранних приложениях сопротивление регулировалось драйвером вручную, но позже были установлены релейные системы, которые делали это автоматически.При запуске через двигатель протекает максимальный ток, обеспечивая максимальный крутящий момент. По мере увеличения скорости двигателя противо-ЭДС снижает ток и крутящий момент, а последовательное сопротивление постепенно отключается, чтобы поддерживать требуемый крутящий момент, пока не будет достигнута полная скорость. Переключение сопротивления дает ступенчатое изменение крутящего момента и, следовательно, ускорения. Релейные системы были заменены электронным управлением в более поздних системах, чтобы обеспечить более плавные характеристики ускорения и замедления. В используемых сегодня системах обычно используются двигатели постоянного тока с раздельным возбуждением и тиристорные регуляторы как для возбуждения поля, так и для основного напряжения питания.Двигатели постоянного тока по-прежнему используются в приложениях, требующих постоянного запуска-останова при большой нагрузке.

Рис. 1: Мотор на оси (Railelectrica [5]). Двигатели постоянного тока серии

имеют недостаток, заключающийся в том, что при проскальзывании колес в стандартном приводе постоянного тока тяговый двигатель имеет тенденцию ускоряться и убегать, даже до точки механического отказа, если мощность не снижается. быстро. По мере увеличения проскальзывания колес коэффициент трения ( µ ) также быстро падает до уровня 0,10 или меньше, и, поскольку все двигатели соединены вместе, нагрузка на весь локомотив должна быть уменьшена.Таким образом, максимальная адгезия достигается при работе на уровне с комфортным запасом прочности ниже теоретического максимума. Более современные системы постоянного тока включают контроль проскальзывания колес, который определяет начало скольжения и автоматически модулирует мощность для сохранения контроля. Это позволяет локомотиву безопасно работать в точке, близкой к теоретическому максимуму [4].

Двигатели с частотно-регулируемым приводом переменного тока: асинхронные двигатели

Замена двигателей постоянного тока двигателями переменного тока стала возможной благодаря развитию мощных электронных устройств, используемых в частотно-регулируемых приводах (ЧРП).ЧРП позволяют регулировать скорость и крутящий момент в большей степени, чем двигатели постоянного тока, и позволяют реализовать больше функций управления. Тяговые двигатели переменного тока заменили двигатели постоянного тока во многих тяговых приложениях. Используемые двигатели являются асинхронными или асинхронными двигателями, которые имеют характеристики, подходящие для тяги. Скорость и крутящий момент двигателя регулируются путем изменения частоты, напряжения и тока, подаваемых на катушки статора. Двигатели для типичного локомотива будут иметь мощность от 400 до 600 кВт.

Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)

PMSM - это трехфазный синхронный двигатель переменного тока с обычным короткозамкнутым ротором или индукционной конструкцией, замененной магнитами, закрепленными в роторе. Ротор приводится в движение вращающимся магнитным полем, реализуемым посредством трехфазного переменного тока, подаваемого на обмотку статора. Ротор будет вращаться синхронно с вращающимся полем, создаваемым статором. Для двигателя требуется сложная система управления, но он может быть на 25% меньше, чем обычный трехфазный двигатель при той же номинальной мощности.Конструкция также обеспечивает более низкие рабочие температуры, поэтому охлаждение ротора не требуется, а статор представляет собой герметичный блок со встроенным жидкостным охлаждением. Ряд различных типов поездов был оборудован двигателями с постоянными магнитами. Уменьшенный размер особенно привлекателен для автомобилей с низким полом, где ступичные двигатели могут быть эффективным способом обеспечения тяги в компактной тележке. Разработка двигателя и связанных с ним систем управления продолжается, и несомненно, что двигатель с постоянными магнитами в будущем будет использоваться на большем количестве железных дорог [3].Системы управления способны управлять как крутящим моментом, так и скоростью двигателя, что обеспечивает широкий диапазон работы, подходящий для тяги.

Утверждается, что двигатель с постоянными магнитами обеспечивает более высокий пусковой момент, чем асинхронные или асинхронные двигатели переменного тока, используемые в локомотивах, что дает возможность управлять осью напрямую, в отличие от зубчатой ​​передачи, используемой с другими двигателями. Это снижает вес и увеличивает эффективность. PMSM использует специально разработанный инвертор / контроллер, чтобы воспользоваться преимуществами характеристик двигателя.

Установка тягового двигателя непосредственно на колесо была целью с тех пор, как электродвигатели были впервые использованы в локомотивах. Вероятно, в будущем это станет возможным благодаря модулям PMSM с высоким удельным крутящим моментом. Опытные образцы созданы успешно. Конструкции с осевым потоком были созданы для промышленности, и, возможно, эту конфигурацию можно будет использовать на локомотивах.

Генераторы

Генераторы переменного тока используются в локомотивах с приводом от постоянного и переменного тока для выработки необходимой электроэнергии.Типичный генератор переменного тока будет бесщеточным трехфазным синхронным типом. Генератор приводится в действие непосредственно дизельным двигателем и, таким образом, работает в диапазоне скоростей и, как следствие, изменяющейся выходной частоты. Возможно, это основная причина использования комбинаций выпрямитель / инвертор. Нет причин, по которым генератор переменного тока должен работать на фиксированной частоте, поскольку он не управляет напрямую устройствами, зависящими от частоты. Рабочий частотный диапазон также может быть выбран в соответствии с процессом выпрямления, при этом типичная выходная мощность составляет 3 фазы 75 Гц при работе на полных оборотах двигателя.Во многих генераторах переменного тока выпрямительный узел прикреплен к раме генератора и поставляется в виде блока, согласованного с выходом генератора. Это позволяет использовать генератор переменного тока и для тяги постоянного тока.

Выпрямительные преобразователи

Для всех типов тяговых двигателей требуется питание постоянного тока, либо напрямую в случае двигателя постоянного тока, либо косвенно через частотно-регулируемый привод в случае двигателя переменного тока. Во многих современных двигателях выпрямительный блок поставляется как часть генератора переменного тока и соответствует характеристикам машины.

Органы управления локомотивом

Раннее управление основывалось только на скорости. Современные разработки учитывают множество других факторов, чтобы максимизировать тяговую мощность локомотивов при том же размере приводного двигателя. Одним из основных факторов, влияющих на тяговую мощность, является проскальзывание или проскальзывание колес, и большинство современных систем управления предназначены для управления величиной проскальзывания между колесом и рельсом.

Адгезия и скольжение в локомотивах

Локомотив приводится в движение за счет контакта колеса с рельсом.Это контакт металл-металл, и передаваемая сила зависит от коэффициента сцепления и веса сцепления локомотива. Коэффициент сцепления означает величину веса локомотива на его ведущих колесах, которая может быть преобразована в тяговое усилие.

Пробуксовка колес происходит, когда тяговое усилие превышает адгезионную массу. Адгезионный вес определяется как сила, которая может быть приложена колесом без проскальзывания или скольжения. Скольжение возникает, когда окружная скорость превышает линейную скорость колеса на рельсе.

Вес клея t = µ адгезия x вес (1)

Коэффициент сцепления зависит от скорости скольжения, состояния поверхности рельса, скорости поезда и температуры в зоне контакта. Из всех параметров, которые могут влиять на коэффициент сцепления, можно изменять и контролировать только скорость поезда и скорость скольжения. Поскольку скорость поезда обычно поддерживается на требуемом уровне, можно управлять только скоростью скольжения [1].Характеристики колес немного различаются, и соединенные ведущие колеса будут иметь некоторое пробуксовку.

Рис. 2: Коэффициент адгезии зависит от скорости скольжения [1].

Даже при работе в оптимальных условиях между колесами и рельсами будет определенный процент пробуксовки. Целью современной системы управления является максимальное увеличение коэффициента сцепления за счет ограничения или контроля степени проскальзывания колес. Это достигается за счет управления двигателями многоосного грузовика или агрегата.Тяговое усилие изменяется в зависимости от скольжения, как показано на рис. 2, и цель системы управления - управлять локомотивом в зоне максимального коэффициента сцепления. Существует разница в коэффициентах сцепления, достигаемая с двигателями переменного и постоянного тока. Приводы переменного тока обеспечивают более высокие пусковые коэффициенты сцепления, а также более высокую управляемую адгезию.

Существует ряд различных систем, используемых для управления скольжением и оптимизации коэффициента сцепления. Все используют какие-то средства сравнения скорости вращения колеса с линейной скоростью поезда и подают соответствующие средства управления на инвертор.Проскальзывание измеряется путем определения скорости локомотива с помощью доплеровского радара (вместо использования вращающихся колес) и сравнения ее с током двигателя, чтобы увидеть, соответствует ли вращение колеса скорости движения относительно земли. Если между ними существует несоответствие, ток двигателя регулируется, чтобы поддерживать скольжение в пределах диапазона «медленного» хода и поддерживать тяговое усилие на максимально возможном уровне в условиях медленного движения [3].

Еще один элемент управления, обеспечивающий улучшенное сцепление, - это компенсация переноса веса.Когда локомотив тянет груз, вес имеет тенденцию переноситься с передней оси на заднюю ось каждого грузовика. При максимальном тяговом усилии вес ведущей оси может быть уменьшен примерно на 20%. Поскольку тяговое усилие пропорционально весу водителей, тяговое усилие будет определяться самой легкой осью в системе, в которой двигатели получают питание от общего источника. Таким образом, эквивалентная масса локомотива снижается примерно на 20%. Однако с системой управления осью привод может компенсировать перенос веса.Когда ведущая ось гаснет, система привода снижает мощность на эту ось и передает больше мощности на заднюю ось, не вызывая пробуксовки колес.

Инверторы и системы управления

Инвертор, который на самом деле является моторным приводом или частотно-регулируемым приводом, подает на двигатели переменный ток различной частоты и тока. Первоначально один инвертор питал все двигатели, но в соответствии с новейшими технологиями, как правило, используется один инвертор на двигатель. Это дает преимущество уменьшения размера инвертора и возможности индивидуального управления двигателем.В большинстве крупных локомотивов используется конфигурация с одним двигателем на ось, поэтому каждый преобразователь управляет осью и колесной парой.

Есть несколько вариантов конфигурации инверторов. Некоторые производители полагаются на один инвертор на грузовик, в то время как другие используют один инвертор на ось. Обе системы имеют свои достоинства. Система управления грузовиком соединяет оси внутри каждого грузовика параллельно, обеспечивая максимальное равное управление проскальзыванием колес между осями. Параллельное управление также означает более равномерный износ колес между осями.Однако, если один инвертор (например, один грузовик) выходит из строя, то агрегат может создавать только 50% своего тягового усилия. Один инвертор на ось сложнее, но есть мнение, что индивидуальное управление осью может обеспечить наилучшее тяговое усилие. Если инвертор выходит из строя, тяговое усилие для этой оси теряется, но полное тяговое усилие по-прежнему доступно через другие пять инверторов (для шестиосного агрегата). За счет индивидуального управления каждой осью отпадает необходимость в точном согласовании диаметров колес для оптимальной производительности [4].

Динамическое торможение

В системах динамического торможения двигатели работают как генераторы, а генерируемый ток подается на реостаты или переменные резисторы, установленные на шасси локомотива. Сила торможения регулируется изменением сопротивления реостата. Мощность, необходимая для торможения или замедления локомотива, такая же, как и для его ускорения, поэтому реостаты должны рассеивать большое количество энергии и, как правило, имеют принудительное воздушное охлаждение.В более поздних разработках генерируемый ток использовался для зарядки аккумуляторных батарей или ультраконденсаторов, а накопленная энергия использовалась для помощи в повторном ускорении локомотива.

Возможности модернизации

Локомотивы

- это долгосрочная инвестиция, и в Африке есть много единиц, возраст которых превышает 20 лет, с использованием более старых технологий и средств управления. К счастью, можно модернизировать системы управления на старых локомотивах для повышения производительности и продления срока службы локомотива без замены основных компонентов привода.Было заявлено улучшение тягового усилия до 25%, а при любых погодных условиях или управляемом сцеплении - до 26%. Это может уменьшить количество единиц, необходимых для перевозки высоких грузов.

Накопители энергии или суперконденсаторы для ускорения запуска

Супер- и ультраконденсаторы используются в некоторых локомотивах для обеспечения дополнительной мощности, необходимой при запуске. Это позволяет использовать двигатели и генераторы меньшего размера. Конденсаторы могут накапливать энергию рекуперативного торможения, которая в противном случае рассеивалась бы в резисторах или других устройствах.

Самый южноафриканский локомотив

Локомотивы серии GE Evolution, производимые в Южной Африке, представляют собой шестиосные локомотивы (две группы по три спереди и сзади, все оси приводятся в движение), использующие технологию управления тяговым усилием отдельных осей переменного тока, которая обеспечивает большую тяговую мощность за счет снижения проскальзывания на запуски, подъемы и в неоптимальных условиях трассы. Эта технология обеспечивает оптимальную производительность, меньшие потери энергии и существенно снижает расходы на техническое обслуживание и связанные с ним простои в течение срока службы локомотива по сравнению с более старыми тяговыми системами постоянного и переменного тока.Локомотив оснащен сложными средствами управления оператора, которые улучшают диагностику и упрощают работу. Консолидированная архитектура управления локомотивом серии Evolution упрощает обновление программного обеспечения и загрузку данных. «Умные» дисплеи устраняют несколько дополнительных черных ящиков в пользу комбинации компьютера и дисплея, что повышает как надежность, так и эргономичность для оператора.

Список литературы

[1] P Pichlík и J Zděnek: «Обзор методов контроля пробуксовки, используемых в локомотивах», Труды по электротехнике , Vol.3 (2014), № 2, www.transoneleng.org/2014/20142c.pdf
[2] RTWP: «Электронное питание для поездов», www.railway-technical.com / tract-02.shtml
[3] RTWP: «Технология тепловозов», www.railway-technical.com / diesel.shtml
[4] Республиканский локомотив: «Тяга переменного тока против тяги постоянного тока», www.republiclocomotive.com/ac_traction_vs_dc_traction.html
[5] Railelectrica : «Выбор подвески тяговых двигателей», www.railelectrica.com/traction-motor/selection-of-suspension-arrangement-of-traction-motors-a-right-approach-2/

Присылайте свои комментарии по адресу: vector @ ee.