Реферат: Новый грузовой электровоз переменного тока 2ЭС5К «ермак»

НОВЫЙ ГРУЗОВОЙ ЭЛЕКТРОВОЗ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 2ЭС5К «ЕРМАК»


Электровоз 2ЭС5К предназначен для эксплуатации на железных дорогах, электрифицированных на однофазном переменном токе промышленной частоты (50гЦ) с номинальным напряжением 25000 В.

Электровоз рассчитан на работу при напряжении в контактной сети от 19000 В до 29000 В, температуре окружающей среды от минус 50 °С до плюс 45 °С (предельное значение) и высоте над уровнем моря до 1200 м. Электрооборудование, установленное в кузове электровоза, рассчитано на работу при температуре окружающей среды от минус 50 °С до плюс 60 °С.



Рис.1

Пусковые, тяговые и тормозные характеристики электровоза приведены на рисунках 2,3,4.



Рис.2

Рис.3

Рис.4



Рис.5 .

Пояснительные данные к рисунку 5


^ Позиция на рисунке

Обозначение по схеме

Наименование

Кол.






Прожектор

1



А57

Блок охлаждения кондиционера лев.

1



W1

Радиоантенна УКВ диапазона

1



ХА1

Токоприёмник

1



А120

Преобразователь питания стеклоочист.

1



W6

Антенна РК (из к-та КЛУБ-У)

1



-

Блок силовых аппаратов

2



L1

Дроссель помехоподавления

1



W5

Антенна АУУ-1Н (из к-та КЛУБ-У)

1



М11,М12

Блок центробежного вентилятора

2



-

Блок тягового трансформатора

1



QS1,QS2

Разъединитель

2



F1

Ограничитель перенапряжений

1



QF1

Выключатель ВОВ-25А

1



Z1

Фильтр для защиты от радиопомех

1





Радиоантенна KB диапазона

1



U1,U2

Преобразователь ВИП-4000М

2



-

Блок 8

1



RIO

Блок балластных резисторов ББР-64

1



U3

Блок ВУВ-24

1



SA3,SA5,SA6

Переключатель блокировочный

3



-

Гл. резервуары пневмосистемы

3



-

Вспом. резервуары пневмосистемы

2



-

Блок пневматического оборудования

1



А81,А82

Блок сопряжения БС-224 (из МСУД-Н)

2



А64

Источник питания ИП-ЛЭ-50/800

1



С119,С120

Панель конденсаторов

1



-

Аппаратура КЛУБ-У и САУТ





L31,L32

Катушка локомотивная

2



Х65-Х80, Х83,X84

Зажимы контактные

17



-

Блок 1

1



-

Блок 2

1



L11-L14

Шунт индуктивный ИШ-95

4



L2-L5

Редактор сглаживающий PC- 19

4



JB,JB2

Батарея аккумуляторная

1



-

Блок 7

1



М13

Блок центробежного вентилятора

1



U5

Преобразователь ПЧФ-177

1



-

Блок 9

1



^ ЕТЗ-Т6,ЕТ13, ЕТ14, ЕТ17

Генератор огнетушащего аэрозоля

7



А58

Блок охлаждения кондиционера прав.

1



А52

Блок питания и коммутации

1



А55

Блок управления БУ-193 (из МСУД-Н)

1



А65,А66

Панель резисторов ПР-501

2



А80

Панель гальванической развязки

1



-

Блок 3

1



А9,А10

Панель тиристоров

2



-

Панель 8

1



А73,А74

Блок питания (из к-та ВИП 4000М)

2



Т15

Датчик тока ДТ-009

1



К1

Контактор пневматический ПК-356

1



А6

Панель реле напряжения

1



С101-С106

Конденсатор КПС

6



А91

Прибор управления ПУ-Э

1



U11

Блок диодов БД- 163

1



-

Блок 10

1



-

Блок «мотор-компрессор»

1



Х87-Х95

Зажимы контактные

9



А25

Шкаф питания ШП-21

1



U82,U83

Панель диодов

2



А71,А72

Панель питания ПП-720

2



А7,А8

Блок диагностики (из к-та ВИП 4000М)

2



-

Санитарный узел

1**



-

Песочница

8



-

Ящик стационарный для инструмента

1*



Т10

Трансформатор ТО- 127

1



-

Умывальник

1**

* Устанавливается только на 1 секции

** Устанавливается только на 2 секции


Отличительные технические решения.

Механическая часть:

- первая ступень подвешивания выполняется в виде спиральных пружин и параллельно включенных в работу гидродемпферов вместо ранее применяемых листовых рессор. Это позволяет улучшить динамические характеристики, имея ввиду крайне нестабильные параметры ранее применяемых листовых рессор из-за неуправляемого трения между листами и большой неподрессоренный вес. Кроме того, применены буксовые резинометаллические тяги с увеличенной до 350мм вместо 225мм длиной между осями шарниров. Резинометаллические шарниры выполнены меньшей длины и по их торцам установлены шайбы с увеличенным осевым прогибом (8...13)мм, вместо (4...6)мм. Все эти изменения позволяют уменьшить поперечную жесткость связи колесной пары с рамой тележки до 4 кН/мм +20%и воздействие на путь;

- вертикальные и поперечные связи кузова с тележками выполняются в виде люлечных подвесок улучшенной конструкции, унифицированной с ВЛ 85, ВЛ 65, ЭП1. С целью улучшения динамических качеств и уменьшения воздействия на путь предусматривается раздельное демпфирование колебаний относа, боковой качки и галопиро­вания. Применяются гидродемпферы с усовершенствованными узлами крепления и пылезащитой штоков;

- продольная связь кузова с тележками выполняется в виде цельной наклонной тяги, закреплённой к средине базы тележки с максимальным использованием габарита. Такая конструкция позволила исключить ряд ненадёжных узлов, снизить расход материалов и трудоёмкость при изготовлении и ремонте. Конструкция продольной связи унифицирована с электровозами ЭП1 и ЭП10. Опыт эксплуатации ЭП1 показывает, что после пробега 600 тыс. км шарнирные узлы наклонных тяг практически не имеют износа;

- в тяговой зубчатой передаче вместо объёмно-улучшенных зубчатых колес применяются зубчатые колеса, удовлетворяющие ГОСТ Р 51175-98 и изготовленные с поверхностным упрочнением ТВЧ рабочих поверхностей зубьев. Прогнозируемый пробег до замены - 1800 тыс. км.

- вкладыши моторно-осевых подшипников скольжения изготавливаются из нового композиционного материала «Романит-Н», обеспечивающего повышение ориентировочно в 2 раза срока службы вкладышей, снижение расхода осевой смазки и потерь на трение в 3-4 раза;

- применяется система смазки гребней типа АГС-8;

- применяется новое пневматическое тормозное оборудование в модульном исполнении (блок тормозного оборудования усл. №10) и кран машиниста усл. №130 с дистанционным управлением. Кран машиниста усл. №130 заменяет существующие краны усл. №395 и 254. Блок №10 предназначен для изменения давления в тормозных цилиндрах в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали и магистрали прямо- действующего тормоза, а также для исключения совместной работы автоматического и электрического тормозов локомотива и замещении последнего при его отказе. Блок №10 позволяет значительно сократить габариты пневматического оборудования, затраты, связанные с изготовлением и ремонтом электровоза.

Электрооборудование:

С целью повышения надёжности в конструкцию НБ-514Б внесены изменения по результатам эксплуатации тяговых двигателей НБ-514 на электровозах ВЛ85 и ВЛ80С: принята моноблочная конструкция добавочного полюса с намоткой катушки «на ребро»; введена изолировка обмоткодержателя лобовых частей якорных катушек оклейкой стеклопластом вместо наборных прессованных элементов;

- новый тяговый трансформатор имеет отдельную обмотку возбуждения, уменьшенные потери и усовершенствованную систему охлаждения, что позволяет почти в три раза снизить расход охлаждающего воздуха;

- применены модернизированные выпрямительно-инверторные преобразователи ВИП 4000М с улучшенными технико-экономическими показателями, обеспечивающие плавное регулирование напряжения на тяговых двигателях и электрическое рекуперативное торможение;

- новые индивидуальные сглаживающие реакторы облегчают протекание переходных процессов, снижают склонность к боксованию. Реакторы имеют разомкнутый магнитопровод и изменённую конструкцию теплообменных каналов, обеспечивающую снижение расхода охлаждающего воздуха примерно в 1,5 раза;

- в цепи каждого тягового двигателя установлены быстродействующие автоматические выключатели, обеспечивающие надёжную защиту в аварийных режимах;

- установлена система выравнивания нагрузок и «диодные пробки» в цепях тяговых двигателей, обеспечивающие выравнивание нагрузок и плавный вход в рекупера­цию во всём диапазоне скоростей;

- в новом асимметричном токоприемнике типа ТАсС резинокордный пневмопривод заменил традиционный привод серийных токоприемников. Пневмопривод такого типа обеспечивает легкость регулировки контактного нажатия за счет незначительного изменения (с помощью редуктора) давления сжатого воздуха в пневмобаллоне. Поэтому одна и та же базовая модель асимметричного токоприемника может устанавливаться на различном электроподвижном составе с изменением только верхнего узла (полоз и каретка).

Подвижные части асимметричных токоприемников - несущий рычаг, верхние рамы, синхротяга кареток и сами плунжерные каретки выполнены из алюминиевого сплава АМГ-6, что позволяет снизить приведенную массу аппарата. Вес асимметричного токоприемника составляет 125 или 137 кг в зависимости от типоисполнения. Для сравнения: серийный пятизвенный токоприемник легкого типа Л-1У1 весит 270 кг.

- микропроцессорная система управления движением (МСУД-Н) обеспечивает ручное и автоматическое управление электровозом, диагностику работы основного оборудования, противобоксовочную и противоюзную защиту, а также управление электровозом из одной кабины по системе многих единиц в составе трёх секций и двух электровозов.

В режиме автоматического управления обеспечивается разгон электровоза до заданной скорости с заданной и автоматически поддерживаемой величиной тока якоря и последующим автоматическим поддержанием заданной скорости.

Функции диагностики заключаются в контроле, индикации и сохранении в па­мяти основных параметров движения (режим работы, заданные и фактические скорость движения и величина тока якоря, фактический ток возбуждения в рекуперации) и со­стоянии оборудования (сбор схемы, срабатывание защит и прочее).

При введении в программное обеспечение МСУД-Н необходимых исходных данных (данные блок участков, параметры поезда, ограничения и др.), в режиме автове­дения может обеспечиваться наиболее экономичное ведение поезда с индикацией на дисплее основных параметров автоведения: время отправления, прибытия; текущая ко­ордината; расстояние до светофора и до ограничения; текущее и следующее ограниче­ние скорости и др.

- система вспомогательных машин выполняется по конденсаторной схеме без фазорасщепителя с автоматическим двухступенчатым регулированием частоты враще­ния вентиляторов, охлаждающих тяговое оборудование. Регулирование осуществляется в зависимости от нагрузки оборудования и обеспечивает снижение затрат электроэнер­гии на собственные нужды электровоза ориентировочно в 2 раза.

Компоновка оборудования и монтаж:

- применяется блочно-агрегатная компоновка оборудования на электровозе, обеспечивающая удобство и снижение трудоёмкости при изготовлении и ремонте;

- в электрическом монтаже используются провода типа ППСТВМ повышенной нагревостойкости, увеличенным на 30% сроком службы и, не распространяющие горение.

- в низковольтном монтаже используются безрезьбовые клеммные рейки фирмы «WAGO», значительно снижающие трудоёмкость при изготовлении и ремонте.

Система вентиляции:

- реализация комплекса мероприятий по совершенствованию тягового оборудования, направленных на снижение расходов охлаждающего воздуха, позволила почти вдвое сократить количество вентиляторов и затраты мощности на систему вентиляции;

- в системе охлаждения тягового оборудования применена эффективная очистка воздуха от капельной влаги, пыли и снега. Используются новые вентиляторы-воздухоочистители, позволяющие отказаться от применения фильтров контактного действия.

Безопасность и сан. гигиена:

- применяются современные системы безопасности движения КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ и др.;

- применяется система автоматической пожарной сигнализации и аэрозольного пожаротушения, обеспечивающая работу в ручном и автоматическом режимах с передачей сигнала о пожаре по радиоканалу;

- новая конструкция кабины управления обеспечивает выполнение всех требований безопасности и сан. гигиены. Предполагается использовать комбинированную конструкцию оболочки кабины (наружная стеклопластовая маска, устанавливаемая на металлический каркас). Применяются новые экологически безопасные термоэлектрические кондиционеры.

Основные параметры электровоза


^ Наименование параметров

Нормы

Номинальное напряжение, В

25000

Частота, Гц

50

Формула ходовой части

2(20-20)

Колея, мм

1520(1524)

Нагрузка от оси на рельсы, кН(тс)

235±5(24,0±0,5)

Мощность часового режима на валах

тяговых двигателей, кВт, не менее

6560

Сила тяги часового режима, кН (тс), не менее

464(47,3)

Скорость часового режима, км/ч, не менее

49,9

Мощность продолжительного режима

на валах тяговых двигателей, кВт, не менее

6120

Сила тяги продолжительного режима, кН (тс), не менее

423(43,1)

Скорость продолжительного режима, км/ч, не менее

51,0

Максимальная скорость в эксплуатации, км/ч

110

Коэффициент мощности в продолжительном режиме

0,84

КПД в продолжительном режиме, не менее

0,85

Масса электровоза с 0,67 запаса песка, т

192±4

Электрическое торможение

Рекуперативное

Тормозные усилия, развиваемые электровозом при скорости:




- до 50км/ч, кН (тс)

450(45,9)

- до 80км/ч, кН (тс)

300(30,6)

- до 90км/ч, кН (тс)

250(25,5)

Номинальная длина электровоза по осям автосцепок, мм

35004

Примечание - Параметры электровоза указанны при номинальном напряжении на токоприемнике 25 кВ и среднеизношенных бандажах колесных пар (диаметр по кругу катания 1205 мм).

Эксплуатационные показатели

Назначенный срок службы электровоза - 30 лет.


Дальнейшие этапы совершенствования.

В процессе выпуска электровозов 2ЭС5К планируется реализация ряда мероприятий, направленных на дальнейшее совершенствование технико-экономических па­раметров и повышение потребительских качеств.

Электрооборудование:

- отработка схемотехнических решений и внедрение устройств компенсации реактивной энергии (КРМ – компенсаторов реактивной мощности), позволяющих повысить коэффициент мощности электровоза;

- разработка и освоение производства вакуумного выключателя (25 кВ) с целью увеличения срока службы и снижения затрат на ремонт;

- расширение функций микропроцессорной системы управления при одновременном уменьшении количества промежуточных реле и расширения объёма диагности­ки с целью снижения затрат по обслуживанию и ремонту;

- разработка и освоение производства трудногорючих проводов электрического монтажа с ресурсом до капитального ремонта;

Механическая часть

- замена люлечного подвешивания пружинами типа «флексикойл»;

- замена моторно-осевых подшипников скольжения подшипниками качения;

- замена поглощающего аппарата Ш-2-В-90 на 73ZW «Эластомер» с улучшенными характеристиками энергопоглащения (энергопоглощение при статическом сжатии почти в три раза выше, чем у Ш-2-В-90;

- разработка и внедрение нового винтового компрессора и устройства осушки сжатого воздуха.