Elektrisk lokomotiv

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 4. juni 2022; checks kræver 9 redigeringer .

Et elektrisk lokomotiv  er et ikke-autonomt lokomotiv drevet af trækmotorer installeret på det , drevet af eksterne kilder til elektricitet gennem traktionstransformatorstationer via et kontaktnetværk (i nogle tilfælde fra batterier om bord [1] ).

Klassifikation

Ved klassificering af elektriske lokomotiver kan der skelnes mellem følgende egenskaber [2] :

• Efter type service  - passager (f.eks. ChS2 , ChS4 , ChS7 , ChS8 , EP1 , EP20 ), fragt (for eksempel VL10 , VL15 , VL80 , VL85 , 2ES6 , E5K , 2ES10 ), fragt-passager (i Europa type elektriske lokomotiver er udbredt, i det post-sovjetiske rum, disse er normalt modifikationer af fragt elektriske lokomotiver med en elektro-pneumatisk bremse og udstyr til elektrisk opvarmning af toget, eller passagerlokomotiver med et reduceret gearforhold), rangering ( VL41 , VL26 ) og industrielle (for eksempel EL21 , EK14 ). Mine elektriske lokomotiver skelnes ofte fra sidstnævnte gruppe , det vil sige designet til at transportere forskellige varer langs underjordiske jernbanespor.

Forskellen mellem typerne af elektriske lokomotiver efter type service er karakteriseret ved trækkraft og designhastighed. Passagerelektromotiver har en lavere trækkraft og en høj bevægelseshastighed, mens godslokomotiver har en større trækkraft og en reduceret bevægelseshastighed. I nogle serier af elektriske lokomotiver blev dette opnået ved at ændre gearets udvekslingsforhold. Rangerende elektriske lokomotiver har normalt mindre effekt, og de fleste af dem er forsynet med en ekstra strømkilde - et batteri eller en dieselgenerator - til bevægelse langs ikke-elektrificerede spor [3] .

• Efter type mad :
  • kontakt - den mest almindelige type elektriske lokomotiver, der modtager strøm gennem en strømaftager fra et kontaktnetværk placeret langs sporene ( kontaktledning eller skinne ). Disse elektriske lokomotiver adskiller sig igen i typen af ​​strømaftagere og placeringen af ​​kontaktnetværket. Den mest almindelige type strømopsamling på alle jernbaner, undtagen undergrundsbanen, er den øvre strømopsamling med en strømaftager af strømaftagertypen . På en række industrielle linjer, hvor det er umuligt at hænge kontaktledningen ovenfra (for eksempel på grund af behovet for at hælde belastninger), bruges den øvre side- eller sidestrømopsamling, i dette tilfælde er strømaftagerne oftest i form af stænger eller skinner. I de fleste undergrundsbaner og på nogle bybaner bruges en lavere side eller en lavere inter-rail strømopsamling, i dette tilfælde bruges en kontaktskinne som et kontaktnet, og en skinnestrømaftager er installeret på det elektriske lokomotiv , normalt i i form af en udskridning.
  • genopladelig - har ikke strømaftagere og får kun strøm fra deres eget genopladelige batteri , genopladet på stationer eller i et depot. Sådanne elektriske lokomotiver bruges hovedsageligt i miner og industribaner, hvor strømførende dele ikke kan bruges eller er farlige på grund af driftsforhold, og nogle gange som rangerlokomotiver (f.eks. LAM elektriske lokomotiver ).
  • kontakt-akkumulator  - udstyret med strømaftagere og batterier og kan fungere både fra kontaktnettet, samtidig med at genoplade batterierne, og fra deres egne batterier, når de rejser på en ikke-elektrificeret strækning. De bruges hovedsageligt i miner og som rangerlokomotiver samt til serviceformål i nogle undergrundsbaner.
  • ikke-kontakt - den mindst almindelige type elektriske lokomotiver, der hovedsageligt bruges i miner. En induktionsbus lægges langs sporene, ind i hvilken der tilføres en højfrekvent strøm, og på grund af elektromagnetisk induktion skabes et vekslende magnetfelt omkring den, og en spole er installeret på det elektriske lokomotiv, hvori trækstrømmen motorer induceres af dette felt.

• Af arten af ​​forsyningsstrømmen  - elektriske lokomotiver af jævnstrøm , hvor forsyningsspændingen leveres til traktionsudstyr, og vekselstrøm , hvor den reduceres og ensrettes, før den leveres til traktionsudstyr. Elektriske lokomotiver af hver type strøm er opdelt i mange klasser afhængigt af spændingens størrelse, og i tilfælde af vekselstrøm - frekvens. For eksempel bruges to typer i Rusland på hovedbanebaner: vekselstrøm - 25 kV, 50 Hz (for eksempel VL80 , ChS4 , VL85 , ChS8 , VL41 , E5K , EP1 , 2ES5 ) og jævnstrøm - 3 kV (for eksempel VL10 , ChS2 , ChS7 , VL15 , VL26 , 2ES6 , EP2K , 2ES4K ) [1] . I andre lande i verden, afhængigt af de accepterede standarder i strømforsyningssystemet for elektrificerede jernbaner , bruges elektriske lokomotiver med andre kraftsystemer, for eksempel vekselstrøm med en spænding på 15 kV, 16 2/3 Hz. Til drift i områder med forskellige typer elektrificering er der multi-system (to-, tre- og fire-system) elektriske lokomotiver (for eksempel bruges to-system elektriske lokomotiver VL82 , EP10 , EP20 i Rusland ). Til drift i industrivirksomheder, i stenbrud og miner produceres elektriske lokomotiver med andre typer elektrificering, for eksempel i Rusland bruges DC-elektriske lokomotiver med en forsyningsspænding på 1500 V, 550 V, 250 V, AC 10 kV. Der er også trefasede AC elektriske lokomotiver, der drives af et trefaset kontaktnetværk og bruges hovedsageligt i industrielle virksomheder (sådanne elektriske lokomotiver er ikke meget brugt på offentlige jernbaner på grund af kompleksiteten af ​​kontaktnettet). Forskellen i den påførte strøm og spænding bestemmer primært forskellen i designet af trækkraftomformere og kredsløbsdiagrammet, og påvirker også typen af ​​trækmotorer, der anvendes, hjælpemaskiner og enheder [4] .
• I henhold til traktionsmotorkontrolsystemet :
  • Rheostat-kontaktor kontrolsystem . Motorstrømmen ændres ved mekanisk kobling i strømkredsløbet. På sovjetfremstillede elektriske lokomotiver med et sådant system udføres omskiftning af en gruppeafbryder med et pneumatisk eller elektrisk drev. På russisk fremstillede elektriske lokomotiver begyndte en forbedret version af RKSU at blive brugt, hvor omskiftning udføres af uafhængige elektronisk styrede kontaktorer, også nogle gange allokeret til et separat, kontaktor-transistor kontrolsystem . Det enkleste og billigste styresystem, som dog har en række alvorlige ulemper, såsom evnen til kun at drive kollektortraktionsmotorer, umuligheden af ​​en jævn ændring i motoreffekten (betydningen af ​​denne ulempe kan reduceres betydeligt ved brug uafhængig excitation af TED'en fra en elektronisk konverter), høje energitab i rheostater (reduceret i moderne elektriske lokomotiver med uafhængig excitation af TED, se 2ES6 ).
  • Tyristor-puls kontrolsystem . Motorstrømmen pulseres ved hjælp af tyristorer, hvilket eliminerer start-bremse-reostater og giver jævn effektkontrol. På alle serielle sovjetiske og russiske elektriske lokomotiver med TISU ( VL80R , VL85 , VL65 , EP1 , E5K ) er dette system lavet i form af ensretter-inverter-omformere (VIP), der regulerer spændingen i henhold til zonefaseskemaet, vha . leverer strøm fra forskellige udtag på traktionstransformatoren ( zone) og åbner tyristorer til en vis vinkel på sinusoiden af ​​indgangsspændingen (faseregulering).
  • Drev med variabel frekvens . Funktionsprincippet ligner på mange måder TISU, det bruges til at drive vekselstrømsmotorer (oftest trefasede asynkrone). Den bruger i sin sammensætning invertere, der modulerer vekselstrøm til TED og regulerer effekt ved at ændre frekvensen og varigheden af ​​impulser under dannelsen af ​​en tilnærmelse af en sinusoid. Når det elektriske lokomotiv kører på vekselstrøm, drives inverterne af en ensretter eller VIP, når de kører på jævnstrøm, fra indgangsfilteret. Ved kørsel med tændte elmotorer, især ved acceleration og bremsning, udsender elektriske lokomotiver en karakteristisk fløjt af varierende frekvens. Alle russiske serielle elektriske lokomotiver af denne type ( EP10 , EP20 , 2ES10 , 2ES5 ) bruger udenlandsk fremstillede trækkraftomformere som en del af drevet, med undtagelse af NPM2 industrielt lokomotiv , dog er der udsigt til at bruge en helt indenlandsk asynkron kørsel på el-lokomotiver.
• Efter type trækmotorer .
  • Med samlemotorer . De er svære at vedligeholde og betjene, da de har en solfanger (faktisk er en solfanger en konstant arbejdende tungt belastet mekanisk kontakt med skydekontakter), og når det elektriske lokomotiv drives af jævnstrøm, kræver de voluminøse ballastreostater, der reducere effektiviteten. På AC-elektriske lokomotiver er styringen meget enklere og mere økonomisk på grund af koblingssektioner af hovedtransformatoren. Denne type drev, med udviklingen af ​​kraftfuld kraftelektronik, begyndte gradvist at gå ud af drift, men i Rusland er nogle serier af elektriske lokomotiver med et samlerdrev stadig masseproducerede, hovedsagelig på grund af de lave omkostninger og god beherskelse af denne type drev.
  • med asynkronmotorer . Motoren er strukturelt meget enkel, tåler let mekaniske overbelastninger, men kræver trefaset vekselstrøm til strømforsyning. Dette kræver til gengæld enten en trefaset strømforsyning til det elektriske lokomotiv direkte, som det sker på nogle jernbaner i Italien , eller dets generering på lokomotivet ved hjælp af statiske (på moderne og avancerede maskiner) eller maskinkonvertere (en forældet og lavteknologisk løsning, der praktisk talt eliminerer fordelene ved asynkronmotorer før kollektor).
  • Med ventilmotorer . Kombiner nogle af fordelene ved begge tidligere typer. Eksempelvis har fraværet af en opsamler en positiv effekt på holdbarheden og vedligeholdelsesvenligheden, samtidig med at billigere ikke-aflåselige tyristorer kan bruges i et trækdrev. Synkronmotorer er imidlertid ringere end asynkrone med hensyn til enkelhed og produktionsomkostninger, da der enten skal bruges kraftige permanente magneter på dem, eller de har stadig en glidekontakt til at levere jævnstrøm til rotoren, hvilket reducerer pålideligheden af elektrisk maskine. Denne type drev havde især det russiske elektriske lokomotiv EP200 , som ikke gik i serie.
• Efter type trækkraft (traktionsdrev). I Rusland bruges følgende klassifikation af elektriske lokomotiver [5] [6] :
  • Trækdrev af 1. klasse: støtte-aksial ("sporvogn", selvom det blev meget brugt på sporvogne indtil begyndelsen af ​​30'erne af det XX århundrede, og nu bruges det ekstremt sjældent) affjedring af trækmotoren . Motoren, gennem motoraksiale lejer, hviler på hjulsættets aksel; på grund af den stive forbindelse er gearkassen meget enkel. Gearhjul er monteret på motorens og hjulsættets akse, det centrale mellem dem er understøttet af motoraksiale lejer.
    Dette designskema er kendetegnet ved store ødelæggende belastninger på motoren, men det anses stadig for acceptabelt for elektriske fragtlokomotiver, især for elektriske lokomotiver med asynkronmotorer, der er mere modstandsdygtige over for dynamiske belastninger. I dag, i Rusland, bruges en sådan designordning på al fragt og nogle elektriske lokomotiver for passagerer og fragt. Moderne hjulmotorenheder med trækkraft af første klasse har normalt et motoraksialt rulleleje.
  • Trækdrev af 2. klasse: støtterammemotor og støtteaksial gearkasse. Typisk for elektriske passagerlokomotiver. Motoren i dette designskema er fjederbelastet og forbundet til gearkassen ved hjælp af en kobling. Dette giver en reduktion af påvirkningen på banen og på motoren.
  • Trækdrev af 3. klasse: støtterammemotor og gearkasse. Gearkassen er forbundet med hjulsættet ved hjælp af en hul kardanaksel og kobling(er). Dette eliminerer fuldstændigt ikke kun motoren, men også gearkassen fra den uaffjedrede masse. Af de serielle elektriske lokomotiver bygget i USSR og Rusland er det kun elektriske passagerlokomotiver EP2K og EP20 , produceret på henholdsvis Kolomensky- og Novocherkassk- fabrikkerne , der har en sådan suspension .
• I henhold til typen af ​​drejningsmomentoverførsel fra traktionsmotorer til hjulsæt skelnes der mellem elektriske lokomotiver med en gruppe (for eksempel VL40 , VL83 ) og et individuelt drev. Individuelt drev forstås som en sådan transmission, hvor drejningsmomentet overføres til hvert drivhjulspar fra en enkelt- eller dobbelttraktionsmotor. Et gruppedrev forstås som en sådan transmission, hvor drejningsmomentet fra en eller to traktionsmotorer overføres til en gruppe af drivende hjulsæt, der er forbundet med hinanden af ​​tvillinger eller et gear. Moderne elektriske lokomotiver har som regel et individuelt drev, som er mere bekvemt både i drift og ved reparation [7] .
• Ved tilstedeværelsen og typen af ​​elektrisk bremsning  - med regenerativ , reostatisk bremsning, deres kombination eller slet ingen elektrisk bremsning.

• Ifølge antallet af sektioner  - en-, to-, tre- og fire-sektion. Nogle serier af elektriske lokomotiver giver mulighed for at kombinere to, tre eller fire sektioner af elektriske lokomotiver for at arbejde på CME .
• I henhold til den aksiale formel  er elektriske lokomotiver opdelt efter antallet og placeringen af ​​drivende og understøttende (løber) hjulsæt. Antallet og placeringen af ​​hjulsæt af hver type er normalt angivet med numeriske formler. I disse formler er en enkeltakslet vogn angivet med tallet 1, en 2-akslet vogn - med tallet 2, efterfulgt af en bindestreg (-) og en digital betegnelse for antallet af drivende hjulsæt, der er placeret i hver kørebogie. Hvis bogierne er leddelte, sætter de et plustegn (+) mellem tallene, der angiver antallet af hjulsæt. I slutningen af ​​formlen er antallet af hjulsæt i den bagerste trolley angivet. Hvis el-lokomotivet ikke har støtteaksler, så sættes tallet 0 i begyndelsen og slutningen af ​​formlen.. Ved brug af individuelt drev på et el-lokomotiv er den digitale betegnelse af antallet af drivende hjulsæt meget ofte. suppleret med indekset 0 . På russiske jernbaner med normal sporvidde, elektriske lokomotiver med fireakslede (to toakslede bogier med en akselformel 0-2 0 -2 0 -0), seksakslede (to treakslede bogier med en akselformel 0-3 0 +3 0 -0 eller 0-3 0 −3 0 —0 eller tre to-akslede bogier med akselformel 0—2 0 —0—2 0 —2 0 —0) og otte-akslede sektioner (to leddelte fire- aksellastbiler med akselformel 0—2 0 +2 0 —2 0 +2 0 -0). I el-lokomotiver med flere sektioner har bogier mellem forskellige sektioner som udgangspunkt ikke en ledforbindelse, og uafhængige bogier anvendes oftest, dog findes der også to-sektioner elektriske lokomotiver med bogier leddelt mellem sektioner (aksial formel - 0- 2 0 +2 0 +2 0 +2 0 - 0), for eksempel VL8 [8] . På smalsporede jernbaner er der elektriske lokomotiver med enkeltakslede bogier (aksial formel - 0-1 0 -1 0 -0) eller en stiv base (aksial formel - 0-2 0 -0).

Konstruktion

Et elektrisk lokomotiv består af en mekanisk del, elektrisk og pneumatisk udstyr. Designegenskaber bestemmes af dets effekt , maksimale hastighed og andre driftsforhold, som det elektriske lokomotiv er designet til [1] .

Mekanisk

Den mekaniske del af et elektrisk lokomotiv består af: et karrosseri og dets understøtninger, stød-trækanordninger, bogier , fjederophæng og bremseudstyr [1] [9] .

El-lokomotivets krop (del af el-lokomotivet) hviler på bogierne gennem understøtningerne. Under hver sektion af det elektriske lokomotiv kan der være to to-, tre- eller fireakslede eller tre toakslede bogier ( VL85 , EP1 ). En elektrisk lokomotivbogie omfatter en ramme, hjulsæt, trækmotorer, akselkasser , bremseudstyr og træktransmissionselementer - gearkasser. Bogiens ramme hviler på hjulsættene gennem et system af fjederophæng og akselkasser.

Bogierne bruges til at rumme hjulsæt og trækmotorer, til at absorbere og overføre belastninger fra kroppens vægt og til at overføre træk- og bremsekræfter. For at lette monteringen af ​​et elektrisk lokomotiv i buede sektioner af sporet har bogierne normalt ikke mere end tre hjulsæt, og de fireakslede bogier er som regel lavet leddelte. I de første elektriske lokomotiver var bogierne forbundet med hinanden ved hjælp af et særligt led, hvorigennem træk- og bremsekræfter overføres fra en bogie til en anden og til stød-trækanordninger. I efterfølgende typer elektriske lokomotiver overføres træk- og bremsekræfter fra bogierne gennem karrosseriet, hvorpå stød-trækanordningerne er fastgjort [10] . Bogier er udstyret med et bremseled (hvis bremserne ikke er skivebremser ) og bremsecylindre [1] .

Hjulsættene påtager sig vægten af ​​alle dele af det elektriske lokomotiv gennem aksellejesamlinger, som sikrer deres vedhæftning til skinnerne. Hjulsættene drives af elektriske trækmotorer, som de er permanent forbundet til via et gear. Under hjulsættenes rotation skabes der på grund af deres vedhæftning til skinnerne en trækkraft, som overføres fra hjulsættene til det elektriske lokomotivs bogier og fra dem, enten direkte eller gennem understøtningerne og hovedrammen på karosseriet, eller gennem understøtningerne og det bærende legeme - til stød-trækanordningerne (autokobler ) og gennem det til toget koblet til det elektriske lokomotiv [9] .

Træktransmission - mellemliggende mekaniske anordninger, der sikrer overførsel af drejningsmoment fra trækmotorer til hjulsæt. Hjulpar drives af trækmotorer gennem et trækdrev [1] . Reduktionstraktionsdrev består af: et eller to parallelle gear presset på traktionsmotorakslen , et eller to (henholdsvis) gear presset på hjulsættet (på akslen eller på et specielt tidevand i hjulets midternav). På nogle serier af elektriske lokomotiver (f.eks. ChS2, ChS4, EP1) omfatter trækkraften også et kardandrev . Træktransmissionsmuligheder er tilgængelige: med et ensidet arrangement af en cylindrisk traktionstransmission og en kardanaksel ( ChS4 ), med et ensidet arrangement af en chevron traktionstransmission og en kardanaksel ( EP1 ), med et tosidet arrangement af en spiralformet træktransmission ( VL80 ). Alle elektriske lokomotiver, der drives i Rusland, bruger et individuelt trækdrev, hvor hvert hjulpar roterer med sin egen TED. Egenskaberne ved et eksperimentelt elektrisk lokomotiv med et gruppedrev - et monodrev - bygget i USSR ( VL83 ), viste sig at være værre end egenskaberne ved elektriske lokomotiver med et individuelt drev, hvilket førte til afvisningen af ​​ordningen med en enkelt drev [11] .

Det elektriske lokomotivs krop består af en ramme, side- og endevægge, førerkabiner, stel- og tagelementer og er designet til at rumme elektriske og pneumatiske deleanordninger samt lokomotivbesætningens kontrolstationer. Mainline elektriske lokomotiver har som udgangspunkt et karrosseri af vogntype, hvor førerkabinerne er placeret i enderne og danner et enkelt rum med maskinrummet, mens ranger- og industrilokomotiver ofte er udstyret med et karosseri af kalechetypen med en kontrolkabine placeret i midten og to emhætter i kanterne, hvori udstyret er placeret. Enkeltsektions el-lokomotiver har som regel to symmetrisk placerede styrekabiner i enderne, ranger- og industrilokomotiver har ofte kun én styrekabine, forskudt fra kanten til midten. For todelte elektriske lokomotiver har hovedsektionerne kun kabine i enderne på den ene side, og på den modsatte side er der en endevæg med krydsovergang. For tre- og firedelte elektriske lokomotiver er mellemsektioner koblet mellem hovederne uden styrekabiner med krydsovergange i begge ender.

Det elektriske lokomotivs krop rummer: førerkabiner , koblingsudstyr, elektriske hjælpemaskiner, kompressor og pneumatisk udstyr. Alt udstyr i det elektriske lokomotiv, som er under spænding farligt for menneskeliv, placeres i et højspændingskammer (VVK) eller i lukkede skabe. For at forhindre menneskers adgang til IHC eller kabinetter er der tilvejebragt et system af elektromagnetiske eller pneumatiske låse [12] .

Et elektrisk lokomotiv med vogne forbindes ved hjælp af en automatisk kobling eller en skruesele , afhængigt af det område, hvor det køres [13] [14] . På elektriske lokomotiver med leddelte bogier (VL8) er den automatiske kobling placeret på bogiernes yderste tværgående bjælker. På elektriske lokomotiver med ikke leddelte bogier er den automatiske kobling monteret i karrosseriet.

Elektrisk

Den elektriske del af det elektriske lokomotiv omfatter trækmotorer, strøm- og spændingsomformere, anordninger, der forbinder motorer og hjælpemaskiner til spænding og regulerer deres drift, styreanordninger, hjælpemaskiner, strømførende udstyr, samt lysanordninger, elektrisk lokomotivopvarmning og elektriske måleinstrumenter [12] .

Strømførende udstyr

Strømførende materiel, anbragt på det elektriske lokomotivs tag eller hætter, tjener til at forbinde det elektriske lokomotivs elektriske anordninger til kontaktnettet, hvorigennem det elektriske lokomotiv modtager energi til sin drift, og til at levere strøm til det elektriske apparat. af lokomotivet [12] . For at sikre strømaftagningen fra kontaktnettet anvendes strømaftagere installeret på el-lokomotivets tag [1] . For at overføre energi fra strømaftageren til elektriske apparater anvendes strømførende stænger og bøsninger. Der er også installeret forskellige koblingsanordninger på taget af det elektriske lokomotiv, såsom hovedluftafbrydere (tjener til at slukke for kredsløbet på AC elektriske lokomotiver), strømtypeafbrydere (på elektriske lokomotiver med flere systemer) og afbrydere til at afbryde fejlstrøm. samlere fra det elektriske kredsløb.

I det elektriske lokomotivsystem går strømmen fra kontaktnettet gennem strømaftageren, derefter gennem de strømførende dæk, beskyttelsesanordninger og hovedindgangen tilføres omskiftnings-, omstillings- og reguleringsanordningerne, derefter kommer den ind i traktionsmotorerne eller hjælpemaskiner, hvorefter den passerer gennem særlige elektriske forbindelser til hjulsættene og passerer langs sporkredsen [12] .

Elektriske energiomformere

Elektriske energiomformere bruges til at konvertere strømtypen og sænke indgangsspændingen på kontaktnettet til de krævede værdier, før de føres til traktionsmotorer, hjælpemaskiner og andre elektriske lokomotivkredsløb. På AC elektriske lokomotiver er der installeret en træktransformator for at sænke den indgående højspænding, samt en ensretter og udjævningsreaktorer for at konvertere input AC til DC. For at drive hjælpemaskiner kan der installeres statiske spændings- og strømomformere. På elektriske lokomotiver med asynkront drev af begge strømtyper er der installeret trækkraftinvertere, som omdanner jævnstrøm til vekselstrøm af reguleret spænding og frekvens, der leveres til trækmotorer.

• El-lokomotivtransformer med beskyttelsesdæksel fjernet

• Diode ensretter enhed af elektrisk lokomotiv VL80S

• Frekvens- og faseomformer til hjælpekredsløb til elektrisk lokomotiv EP1M

Koblings- og kontroludstyr

Et elektrisk lokomotivs koblingsudstyr består af individuelle og gruppekontaktorer , som bruges til at udføre kobling i det elektriske lokomotivs strømkreds og i hjælpemaskinernes kredsløb. Omskiftningsanordninger giver: medtagelse af traktionsmotorer og elektriske maskiner i drift og deres nedlukning, indstil den nødvendige retning og hastighed for omdrejning af traktionsmotorerne [12] . Fjernbetjeningsanordninger, der er installeret i førerhuset, aktiverer ved hjælp af førerens betjeningsfunktion koblingsanordningernes styredrev og regulerer derved driften af ​​motorer og hjælpemaskiner [9] .

Reguleringen af ​​kraften og hastigheden af ​​bevægelse (og trækkraft) af det elektriske lokomotiv udføres ved at ændre spændingen ved ankeret og excitationskoefficienten på kollektor-TED'erne eller ved at ændre frekvensen og spændingen af ​​forsyningsstrømmen på de asynkrone TED'er . Spændingsregulering udføres på flere måder:

• på DC elektriske lokomotiver - ved at skifte grupper af trækmotorer fra en seriel forbindelse (alle TEM'er i et elektrisk lokomotiv er serieforbundne, spændingen pr. TEM af et otte-akslet elektrisk lokomotiv er 375 V ved en spænding i kontaktnettet på 3 kV) til serie-parallel (2 grupper af 4 TEM'er forbundet i serie, spænding pr. TED - 750 V), til parallel (4 grupper af 2 TED'er forbundet i serie, spænding pr. TED - 1500 V), mens for at opnå mellemliggende spændingsværdier​​på TED, er grupper af rheostater inkluderet i kredsløbet , som giver dig mulighed for at få trinregulering på 40-60 V, men samtidig fører til tab af en del af elektriciteten der omdannes til varme på reostaterne og frigives til atmosfæren.
• på AC elektriske lokomotiver - ved at skifte udgangene fra transformatorens sekundære vikling (elektriske lokomotiver VL60, VL80 (undtagen VL80 r )), ved at skifte udgange fra transformatorens primærvikling (elektriske lokomotiver ChS4, ChS4T, ChS8), ved jævn spændingsregulering ved hjælp af VIP ( ensretter - inverter konverter ) (elektriske lokomotiver VL80r , VL85, VL65, EP1, 2ES5K).
• på elektriske lokomotiver med asynkront trækkraft - ved at konvertere jævnstrøm til vekselstrøm med justerbar frekvens og spænding, moduleret på traktionsinvertere. Denne ordning kan bruges på elektriske lokomotiver med både jævn- og vekselstrøm; på sidstnævnte bruges den med ensretter-inverter-omformere, der udfører den primære konvertering af input AC til DC.

Skift af kontroltrin udføres enten manuelt, ved at dreje håndtaget på førerens controller, eller automatisk i moderne modeller med et mikroprocessorstyringssystem (baseret på hastigheden og den maksimale strøm af TED indstillet af føreren).

• Gruppe-rheostatkontakt, motorafbryder og omskifter til DC-elektromotiv VL23

• Oprulningstrinskontakt af AC elektrisk lokomotiv ChS4t transformer

• Styreelektronikenhed i elektrisk lokomotiv 2EV120 med asynkront trækdrev

Trækmotorer

De motorer, der driver et elektrisk lokomotiv, kaldes trækmotorer (TED). Trækmotorer kan også fungere i generatortilstand. Denne egenskab bruges til elektrisk bremsning . Hvis den elektricitet, der genereres under rotationen af ​​TED'en, slukkes på bremsereostaterne, kaldes dette reostatisk bremsning. Hvis elektricitet returneres til kontaktnettet, kaldes en sådan bremsning regenerativ .

• På de første elektriske lokomotiver var trækmotorer meget omfangsrige, placeret inde i karosseriet og satte flere hjulsæt i gang. På billedet - bogie og trækmotor i det elektriske lokomotiv EP242

• På moderne elektriske lokomotiver er trækmotorer placeret på bogier og driver et individuelt hjulpar gennem en gearkasse. På billedet - motoren til det elektriske lokomotiv 181, taget fra hjulsættet

Hjælpemaskiner

Hjælpemaskiner (ventilatorer, kompressorer, fasedelere) bruges til at producere trykluft, der bruges under driften af ​​automatiske bremser og til at drive de elektriske lokomotivanordninger, til at levere luft, der køler traktionsmotorerne under deres drift, til at generere lavspændingselektricitet at styre det elektriske lokomotiv [12] .

• Motor-kompressor og transformer køleenhed i elektrisk lokomotiv ChS4 . Til højre er ventilatormotoren.

• Motorkompressor og motorgenerator i elektrisk lokomotiv VL10

Pneumatisk udstyr

Den pneumatiske del af det elektriske lokomotiv består af en kompressorenhed, tanke, rørledninger, pneumatiske drev af anordninger, automatiske bremseanordninger og nogle specielle anordninger [15] .

Det elektriske lokomotivs historie

Forsøg på at bruge elektrisk energi til mekanisk arbejde har været gjort siden begyndelsen af ​​det 19. århundrede. B. S. Jacobis eksperimenter , udført i 1834 med en elektrisk motor samlet af ham, udstyret med et roterende anker, var vigtige for skabelsen af ​​autonome typer elektrisk trækkraft. Samtidig blev der udført eksperimenter i USA , Tyskland og Frankrig for at flytte mock-up besætninger ved hjælp af elektriske motorer. I 1838 foretog R. Davidson eksperimentelle ture med en to-akslet vogn, der vejede 5 tons, på jernbanestrækningen Glasgow  - Edinburgh . I 1845 fremsætter professor Page et forslag om at skabe en elektrisk jernbane på 7,5 km lang på strækningen Washington  -Bladensburg. Under de første ture nåede et erfarent elektrisk lokomotiv en hastighed på 30 km/t .

I 1875, på jernbanen nær Sestroretsk, lancerede Fjodor Apollonovich Pirotsky første gang elektriske jernbanevogne. Fem år senere, den 22. august (3. september) 1880, blev en vogn med elmotor og drevet gennem skinnerne søsat i byen, men den kunne ikke modstå presset fra hestens ejere. .

I 1879 blev der på den tyske industriudstilling demonstreret et elektrisk lokomotiv med en kapacitet på 3 liter. s., skabt af den tyske ingeniør Werner von Siemens . Lokomotivet blev brugt til at ride besøgende rundt på udstillingsområdet. Hastigheden var 6,5 km/t, lokomotivet blev fodret fra den tredje skinne med en jævnstrøm på 160 V [16] .

I december 1879 begyndte William Hammer at arbejde som assistent i Thomas Edisons laboratorium og deltog i eksperimenter for at skabe et elektrisk lokomotiv. .

I 1881 kørte den første elektriske sporvogn, bygget af Siemens & Halske, på jernbanen mellem Berlin og Lichterfeld, først ved hjælp af en to-skinnet strømforsyningsordning, derefter ved hjælp af en luftledning. .

Et vigtigt bidrag til skabelsen af ​​det elektriske lokomotiv blev ydet af den amerikanske opfinder Leo Daft ( engelsk  Leo Daft ) [17] . I 1883 byggede han sit første elektriske lokomotiv, Ampère. Denne maskine havde en masse på to tons og kunne trække ti tons med en maksimal hastighed på 9 miles i timen (16,7 km/t), og effekten var 25 hk. Med. — en væsentlig forbedring i forhold til det allerførste Siemens elektriske lokomotiv. Efter Ampere byggede Daft lokomotiverne Volta og Pacinotti. Senere tog Daft fat på elektrificeringen af ​​en tre-mils sektion af Baltimore hestetrukne sporvogn, men denne oplevelse førte ikke til succes, da det tredje-skinne-drevne system viste sig at være for farligt for byforholdene og meget lunefuldt til operere. .

Ikke desto mindre viste den elektriske trækkraft sig at være meget effektiv, og i 1900 dukkede elektriske lokomotiver, personvogne med trækmotorer (prototype af elektriske tog ) og sporvogne op i mange lande. .

I oktober 1903 nåede et tog, som omfattede en motorvogn fremstillet af Siemens , en hastighed på 210 km/t på strækningen mellem Marienfelde og Zossen i Berlin -området .

Verdens første 6 kilometer lange sektion af Baltimore-Ohio Railroad blev elektrificeret i 1895. På den blev der leveret elektricitet til det elektriske lokomotiv langs den tredje skinne . DC-spændingen i den tredje skinne var 650 V. Den første jernbanelinje, der blev elektrificeret i hele sin længde (106 km) dukkede op i Italien i 1902.

I Frankrig og England i 1920'erne blev vejene elektrificeret ved 1200 og 1500 V jævnstrøm, i øjeblikket kun 1500 volt i Frankrig og 750 volt drevet gennem en kontaktskinne i det sydlige England. I Belgien blev en jævnstrøm på 3000 V vedtaget. .

Historien om det elektriske lokomotiv i Rusland

Den 16. juni 1913 fandt den højtidelige lægning af den første elektriske jernbane i Rusland sted nær Strelna station. Linjen skulle starte ved Narva-portene i Sankt Petersborg og slutte i landsbyen Krasnaya Gorka ud over Oranienbaum . Et aktieselskab blev oprettet med en kapital på 8 millioner rubler [18] .

Manglen på en lokomotivflåde i USSR i 1920'erne, elektrificeringen af ​​landet i henhold til GOELRO-planen og tilstedeværelsen i landet af sektioner, der var vanskelige med hensyn til profil, tvang os til seriøst at engagere os i design og konstruktion af elektriske lokomotiver. Den første sektion, der blev elektrificeret i USSR, var Baku-Sabunchi , men der blev der bygget elektrificering til forstadstrafik [19] [20] .

Den 26. august 1929 passerede det første elektriske tog langs den elektrificerede del af ruten fra Moskva til Mytishchi [20] .

Næste afsnit var Surami-passet (Khashuri - Zestaponi). Denne sektion af Poti-Tiflis-jernbanen blev bygget i 1872 , havde oprindeligt højder på op til 46 ‰ (det vil sige, der var 46 højdemeter pr. kilometer), i 1890 blev der arbejdet på at blødgøre strækningens profil til 29 ‰.

Arbejdet med elektrificeringen af ​​Suramsky-passets sektion begyndte i 1928 , samtidig begyndte NKPS at lede efter muligheden for at afgive en ordre på elektriske lokomotiver til denne sektion. Der er modtaget tilbud fra 6 udenlandske firmaer. NKPS valgte forslagene fra General Electric ( USA ) og Tecnomasio Italiano-Brown-Boweri ( Italien ). Med disse firmaer blev der indgået en kontrakt om levering af elektriske lokomotiver. General Electric skulle levere 8 elektriske lokomotiver, 2 af dem med TED'er installeret, og 6 andre TED'er fremstillet af Moskva Dynamo -fabrikken skulle installeres allerede i USSR. Et italiensk firma fik bestilt 7 elektriske lokomotiver.

I 1932 ankom amerikansk-byggede elektriske lokomotiver til Khashuri-depotet , hvor de modtog C10-seriens betegnelse. Den 2. august 1932 fandt den første indkøring af det elektriske hovedlokomotiv sted på Khashuri-Likhi sektionen. Den 16. august 1932 fandt den store åbning af den elektrificerede strækning sted - et passagertog blev ført af et elektrisk lokomotiv C10-03. Herefter startede man regelmæssig drift af elektriske lokomotiver med tog.

I 1929 begyndte forberedelserne til produktion af elektrisk udstyr og den mekaniske del af elektriske lokomotiver på Dynamo-værket og Kolomna-værket . Inden den 1. maj 1932 producerede Dynamo-anlægget de to første trækmotorer DPE3-340 (Dynamo, DC, Elektrovozny, 340 - timeeffekt i kW). I august 1932 ankom den mekaniske del af det elektriske lokomotiv fra Kolomna-værket. Det samlede elektriske lokomotiv modtog Ss -serien (sovjetiske Suram) og blev testet i november 1932 på Northern Railways .

Den 15. marts 1932 begyndte arbejdsdesignet af et DC elektrisk lokomotiv, som senere modtog VL19 -serien . Den 6. november 1932 blev det første elektriske hjemlige lokomotiv produceret og blev også indskrevet til test på Suramsky-stedet. VL22- ellokomotivet begyndte at blive designet i første halvdel af 1938 , og allerede i september 1938 blev det første elektriske lokomotiv af denne model produceret. Den store patriotiske krig afbrød produktionen af ​​elektriske lokomotiver, men allerede i juni 1944 begyndte Dynamo-fabrikken at samle sit sidste elektriske lokomotiv VL22-184. Derefter begyndte elektriske lokomotiver at bygge Novocherkassk Electric Locomotive Plant , skabt på stedet for et damplokomotivanlæg ødelagt under krigen. Det første Novocherkassk elektriske lokomotiv - VL22-185 - blev frigivet i juni 1946 .

Elektrificeringen af ​​jernbaner begynder ved nogle jernbaneknudepunkter i USSR.

I marts 1953 blev det første elektriske lokomotiv designet af NEVZ produceret - N8 (Novocherkassk otte-akslet). Siden januar 1963 er denne serie blevet betegnet VL8 (bogstaverne VL i navnet på alle serier af elektriske lokomotiver er fra Lenins initialer ). I alt blev der produceret 1715 enheder. elektriske lokomotiver af denne model. Denne model var den første virkelige masse.

I 1954 fremstillede NEVZ to eksperimentelle AC elektriske lokomotiver i henhold til sit eget design, som oprindeligt fik betegnelsen NO (Novocherkassk Single-Phase), - siden januar 1963 blev navnet på denne model erstattet af VL61. Elektriske lokomotiver, som blev bygget i 1954 - 1958 , 12 enheder, kommer til drift ved Ozherelye  - Pavelets sektionen af ​​Moskva-Kursk-Donbass Railway , hvis elektrificering på vekselstrøm blev udført i 1955 - 1956 .

På CPSU's XX kongres blev det besluttet at starte masseintroduktionen af ​​diesel- og elektriske lokomotivtyper af trækkraft på sovjetiske jernbaner , samt at stoppe konstruktionen af ​​damplokomotiver . Samme år producerede de største damplokomotivfabrikker i USSR, Kolomna og Voroshilovgradsky , deres sidste damplokomotiver - henholdsvis passager P36-251 og fragt LV-522 . I stedet gik disse fabrikker over til produktion af diesellokomotiver TE3 [21] .

Manglen på elektriske lokomotiver kunne dog fortsat mærkes. I denne forbindelse var det i 1956, sammen med købet af diesellokomotiver i Østrig , planlagt at købe to elektriske hovedlokomotiver i Tjekkoslovakiet (faktisk blev de leveret i 1957) [22] .

Ved dekret fra Ministerrådet for USSR nr. 1106 af 3. oktober 1958 blev elektrificering på vekselstrøm påbegyndt på USSR jernbanenet. I løbet af 1959-1960 blev et nyt system indført på strækninger med en længde på 1220 km [23] .

I begyndelsen af ​​1959 blev der afholdt en ekstraordinær XXI kongres for CPSU . Ved kongressens beslutninger var det planlagt at gennemføre en radikal teknisk ombygning af jernbanetransporten ved at erstatte damplokomotiver med økonomiske lokomotiver  - elektriske lokomotiver og diesellokomotiver [1] . I denne henseende blev udviklingen af ​​nye modeller af elektriske lokomotiver intensiveret i USSR, og produktionskapaciteten blev øget til deres serieproduktion.

I 1961 producerede Tbilisi Electric Locomotive Plant (TEVZ) det første T8 elektriske lokomotiv efter sit eget design. I 1961 fremstillede fabrikken det andet elektriske lokomotiv af denne model i henhold til projektet, der blev afsluttet som et resultat af tests. I 1963 fik elektriske lokomotiver en ny betegnelse - VL10 . Elektriske lokomotiver VL10 blev bygget i Novocherkassk ( 1969 - 1976 ) og Tbilisi ( 1961 - 1977 ), - i alt blev der produceret 1799 elektriske lokomotiver. Den mekaniske del til de første 20 VL10'ere samlet i Tbilisi blev fremstillet af Lugansk-fabrikken , og til alle andre VL10'ere blev den fremstillet af NEVZ.

Elektriske lokomotiver af jernbanerne i det tidligere USSR

 

De vigtigste elektriske fragtlokomotiver i
USSR og Rusland

Fragt elektriske lokomotiver blev massivt produceret i USSR :

• jævnstrøm (3 kV) : VL19 , VL22 , VL22m , VL23 , VL8 , VL10 , VL11 , VL15 ;
• vekselstrøm (25 kV): VL60 , VL80 k , VL80 t , VL80 r , VL80 s , VL85 ;
• dobbelt strømforsyning (3/25 kV): VL82 , VL82 m .

 

De vigtigste elektriske lokomotiver for passagerer i
USSR og Rusland

Derudover blev elektriske passagerlokomotiver fra Tjekkoslovakiet importeret til USSR :

• jævnstrøm: ChS1 (102 stk., produktionsår 1957-1960), ChS2 (944 stk., 1963-1973), ChS2 m (2 stk., 1965), ChS2 t (119 stk., 1972-1976), ChS3 ( 87 stk. , 1961), ChS200 (12 stykker, 1974-1979), ChS6 (30 stykker, 1979-1981), ChS7 (291 stykker, 1981-2000)
• vekselstrøm: ChS4 (230 stk., produktionsår 1965-1972), ChS4 t (510 stk., 1971-1986), ChS8 (82 stk., 1983-1989);

Fra Frankrig :

• vekselstrøm: F (50 stk., produktionsår 1959-1960);

Og fra Tyskland :

• vekselstrøm: K (20 stk., produktionsår 1959-1961, drevet på Bataysk-depotet ved Nordkaukasus-jernbanen indtil 1976)

I øjeblikket masseproduceres fragt- og passagerlokomotiver af både jævnstrøm (passager EP2K ; fragt 2ES4K , 2ES6 , 2ES10 ) og AC (passager EP1M, EP1P ; last 2ES5K, 3ES5K, E5K ) i Rusland . Der er produceret et parti to-system-passager-ellokomotiver EP10 (12 enheder), produktionen af ​​passager-to-system-ellokomotiver EP20 fortsætter . De officielle resultater af prøvedriften af ​​EP10 er ikke blevet offentliggjort, men der er en række negative udtalelser i medierne [24] [25] [26] . Ud over et stort antal mangler, der er karakteristiske for eksperimentelle elektriske lokomotiver, var årsagen til den hyppige tilbagetrækning fra drift svigt af traktionsmotorer.

Produktionen af ​​2ES5 og 2ES7 AC mainline fragt elektriske lokomotiver er i gang som en del af et program for at skabe en ny generation af elektriske lokomotiver. Fra 2018 er det i stedet for 2ES5 planlagt at producere et elektrisk lokomotiv 2ES5S, som er en analog af 2ES5K i mekanisk henseende og 2ES5 i elektrisk henseende, men med brug af elektrisk udstyr til husholdninger. Det andet projekt - en to-system passager EP20  - er allerede afsluttet og gik i serie.

Liste over alle serielle elektriske lokomotiver:

VL8 , VL10 , VL11 , VL15 , VL19 , VL22 , VL23 , VL60 , VL80 , VL82 , VL85 , VL65 , EP1 , EP2K , EP10 , EP20 , EC5 ES2 , EC5 ES2 , EC5 ES2 , EC5 ES2 , EC5 ES2 , E5K 2 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5, 3ES5 , 3ES5 , 3ES5 , 3ES5 , 2ES20 . ChS1 , ChS2 , ChS3 , ChS4 ChS , ChS 0 , ChS 0 , ChS 0

Liste over erfarne og små elektriske lokomotiver:

VL12 , VL40 , VL61 , VL62 , VL81 , VL83 , VL84 , VL86f , ChS5 , KZ4A , EP200 , 2ES5S , 3ES5C ,

Smalsporede elektriske lokomotiver

 

De vigtigste smalsporede elektriske lokomotiver i
USSR og Rusland

USSR producerede og drev også elektriske lokomotiver designet til brug på smalsporede jernbaner .

Smalsporede elektriske lokomotiver blev udviklet og produceret til drift på elektrificerede jernbaner. Hovedproducenten af ​​sådanne elektriske lokomotiver var Dnepropetrovsk Electric Lokomotiv Plant , til tørveindustrien blev elektriske lokomotiver og elektriske diesellokomotiver produceret af Demikhov-fabrikken i byen Orekhovo-Zuyevo, et vist antal elektriske lokomotiver til UZhD blev købt i udlandet , især i Tjekkoslovakiet .

Kronologisk kan produktionen og driften af ​​smalsporede elektriske lokomotiver i USSR opdeles i to perioder: før- og efterkrigstiden. Førkrigstiden var hovedsageligt forbundet med import af smalsporede elektriske lokomotiver ( Baldwin , AEG , Maffei-Schwarzkopf-værker) og skabelsen af ​​prototyper i USSR (Dynamo-anlæg). Efterkrigstiden er forbundet med starten på masseproduktion af sådanne lokomotiver (K-10, K-14, P-KO-1, ETU-4, EKou-4, ED-16, ED-18, EL-1 EL-2IO-KP, II-KP-2A/2B, II-KP-3A, TEU-1, PEU1 , PEU2 , ChS11 ).

Ukraine

I 1995 blev det første ukrainske elektriske lokomotiv med jævnstrøm i DE1-serien fremstillet efter ordre fra Ukraines statsadministration for jernbanetransport på grundlag af Dnepropetrovsk Electric Locomotive Plant (nu NPK Elektrovozostroenie). Lokomotivet er designet til at køre godstog. El-lokomotiv DE1  - todelt. Effekten af ​​det elektriske lokomotiv er 6250 kW, designhastigheden er 110 km/t. I alt blev der indtil 2008 produceret 40 elektriske lokomotiver af denne type, som drives på Pridneprovskaya-jernbanen (Nizhnedneprovsk-Uzel-depotet) og Donetsk-jernbanen (Krasny Liman-depotet) [27] , der gradvist erstatter elektriske lokomotiver i VL8 -serien . Lokomotivproduktionen fortsætter. I 2001 blev DE1-008 elektriske lokomotiv testet på bjergmotorvejene på Lviv-jernbanen. På grund af vanskelighederne ved dets drift under bjergrige forhold blev lokomotivet imidlertid overført til Donetsk-vejen. I øjeblikket er to prototyper af det elektriske lokomotiv - DE1-001 og DE1-002 - blevet taget ud af drift. En sektion af elektrolokomotivet DE1-002 er blevet bevaret til udstillingen af ​​Museum of Railway Engineering.

I 2002 producerede NPK Elektrovozostroyeniye det første AC elektriske lokomotiv med et asynkront drev i DS3 -serien , designet til at køre passagertog, lokomotivets designhastighed er 160 km/t [28] . Udviklingen af ​​lokomotivet blev udført i fællesskab med det tyske firma Siemens. Elektriske lokomotiver i DS3-serien er designet til at erstatte de tjekkisk-fremstillede lokomotiver ChS4 , ChS8 , som har brugt det meste af deres liv.

Lugansk Diesel Lokomotiv Plant producerede et fragt elektrisk lokomotiv 2EL5 . Dette elektriske lokomotiv er i stand til at køre op til 120 km/t og er kendetegnet ved et økonomisk strømforbrug [29] . Faktisk er dette elektriske lokomotiv en importeret 2ES5K , hvorpå der er installeret en anden kabineblok. På grund af lukningen af ​​fabrikken i Lugansk produceres den i øjeblikket ikke.

Kasakhstan

I 2010-2011 er det planlagt at skabe et samleanlæg til elektriske lokomotiver i lokalerne til Atbasar Electric Locomotive Repair Plant . Nu[ hvornår? ] på dette anlæg moderniseres det elektriske lokomotiv VL80 ved fuldstændig at udskifte den gamle kontaktorgruppe med en elektron-impuls, vuggeophæng af karosseriet på FLEXICOIL fjedre, en KT6 stempelkompressor på en skrue KNOR-BREMZE, installere nye: en moderne hovedafbryder og strømopsamlende semi-strømaftagere, installation af et kredsløbs aksial traktionskontrol, overføre TED'er NB418 fra F-isolering til H-isolering, forbedre designet af kabinen udvendigt og indvendigt, udstyre det med et klimakontrolsystem, og snart. Derudover er der på basis af 1 fragt-ellokomotiv VL80 samlet 2 separate universal-ellokomotiver VL40U . Den 4. december 2012 i Astana JSC lancerede "National Company "Kasakhstan Temir Zholy" sammen med CJSC " Transmashholding " og Alstom Transport et elektrisk lokomotivanlæg. Anlægget producerer elektriske lokomotiver KZ8A , udviklet af Alstom Transport [30] .

Elektriske lokomotiver fra andre lande i verden

Nordamerika

USA var pionerer inden for elektrisk lokomotivbygning og elektrificering af jernbaner , og i 20-30'erne. XX århundrede var landet med den mest udviklede produktion af elektriske lokomotiver. Hovedproducenten af ​​amerikanske elektriske lokomotiver var General Electric . Men den videre udvikling og forbedring af dieselteknik og de særlige forhold ved driften af ​​amerikanske jernbaner suspenderede den videre udvikling af elektriske lokomotiver og elektrificering i USA. Som følge heraf kom produktionen af ​​elektriske lokomotiver til intet, da importen af ​​elektriske lokomotiver fra udlandet var mere rentabel (på grund af den begrænsede efterspørgsel efter dem) end etablering af egen produktion.

Som et resultat, siden 1970'erne næsten alle nyligt idriftsatte elektriske lokomotiver importeres, og kun en lille del af MVTS (multi-unit rolling materiel) blev produceret i selve USA og ofte under udenlandske licenser. Hovedleverandøren af ​​nye elektriske lokomotiver til USA i denne tid var det svenske firma ASEA (nu en afdeling af det canadiske firma Bombardier ). Under sin egen licens blev det meste af det elektriske rullende materiel i USA produceret.

I Canada fremstilles elektriske lokomotiver af Bombardier .

Europa

Elektriske lokomotivproducenter i Europa er selskaber Alstom , ADtranz , Bombardier , Škoda , Siemens AG (f.eks. BR 185 , E44 , E64 . Elektriske lokomotiver fremstilles i Tyskland, Frankrig, Italien, Schweiz, Østrig, Sverige, Spanien, Storbritannien, Tyrkiet, Tjekkiet, Polen Europa står for flest af alle elektrificerede jernbaner i verden, henholdsvis i Europa har ellokomotivindustrien fået den største udvikling.Produktionen af ​​elektriske lokomotiver i Europa dækker ikke kun intraeuropæiske behov for disse lokomotivtyper, men udgør også det meste af hele den globale eksport af elektriske lokomotiver.

På elektrificerede jernbaner i Europa, på grund af tilstedeværelsen af ​​forskellige typer elektrificering, anvendes elektriske lokomotiver med forskellige kraftsystemer og spændinger: Holland  - 1500 V, Belgien , Italien , Polen , Rusland, Spanien - 3000 V, Storbritannien  - 750 V.

Asien

Elektriske lokomotiver i asiatiske lande fremstilles i Japan , Sydkorea , Indien , Kina og Nordkorea . (På jernbanerne i andre asiatiske lande har elektrisk trækkraft ikke fået stor udbredelse.) Ud over disse lande er der udviklet elektrisk trækkraft i Kasakhstan , Usbekistan, Iran, men der er ingen egen produktion af XPS i disse lande. For eksempel importerer Kasakhstan en betydelig del af elektriske lokomotiver fra Frankrig. .

Japan

Elektrificerede jernbaner er blevet udbredt i Japan . Selvom sådanne veje primært bruges til passagertransport med højhastighedstog fra Shinkansen , er der også elektrisk godstrafik. I Japan produceres elektriske lokomotiver af virksomheder: Hitachi , Kawasaki , Mitsubishi og Toshiba Electric .

Kina

I 1995 , i Kina , blev kun 88,5% af trafikken udført af diesellokomotiver og elektriske lokomotiver, 11,5% er stadig trafik udført af damplokomotiver [31] . Produktionen af ​​elektriske lokomotiver i Kina varetages af LORIC-selskabet (fabrikken ligger i Zhuzhou ).

For 1999 blev følgende produceret: SS 3 med fasespændingsregulering på trækmotorer, SS 4  - todelt otteakslet til kørsel med tunge tog (også med fasespændingsregulering på trækmotorer), SS 6B med to-segment trinløs fase spændingsregulering på trækmotorer og SS 7 med samme spændingsregulering og tre to-akslede bogier til arbejde på strækninger med et stort antal små radiuskurver.

Passager elektriske lokomotiver SS 6 og SS 8 , udviklet i 1990'erne , har en støtteramme-ophængning af trækmotorer og en træktransmission med hulaksel.

Alle elektriske lokomotiver produceret i Kina, i overensstemmelse med trækkraftforsyningssystemet, der er vedtaget af de kinesiske elektrificerede jernbaner, er designet til strømforsyning fra AC-netværket med en spænding på 25 kV og en frekvens på 50/60 Hz.

I 2004 begyndte Kina at levere et parti på 12 elektriske lokomotiver til Usbekistan . 3 eksperimentelle universelle elektriske lokomotiver KZ4A blev sendt til Kasakhstan . I 2008 sendte Kina yderligere 2 elektriske lokomotiver af KZ4A -serien til Kasakhstan .

Australien

Begyndende i 1919 begyndte elektrificeringen i forstæder. Den første sektion af jernbanen nær Melbourne blev elektrificeret ved 1500 V jævnstrøm . Det samme system blev brugt til at elektrificere en sektion nær Sydney i 1926. Meget senere, i 1979, blev forstadssektioner af Brisbane og Perth elektrificeret med 25 kV vekselstrøm .

I 1980'erne blev en del af de strækninger, der blev brugt til godstrafik (hovedsagelig til transport af kul), også elektrificeret på vekselstrøm. Fire-akslede elektriske lokomotiver Victorian Railways E class og Victorian Railways L class blev brugt til transport .

Af den samlede længde af kontinentets jernbaner blev 41.300 km, kun 2.540 km eller kun 6,1 % elektrificeret i 2000 [32] .

New Zealand

Under licens fra det engelske firma English Electric blev produktionen af ​​elektriske lokomotiver i New Zealand mestret , senere udviklet elektrisk lokomotivbygning i New Zealand på grundlag af samarbejde med udenlandske virksomheder, hovedsageligt britiske, australske og japanske.

Afrika

Elektrificeringen har fået dårlig udvikling på jernbanerne på det afrikanske kontinent. Det eneste afrikanske land med en lang strækning af elektrificerede jernbaner er Republikken Sydafrika .

Ud over Sydafrika er der elektrificerede jernbaner i Namibia, Zimbabwe, Zambia, Zaire, Marokko , Tunesien , Algeriet og Egypten. Men bortset fra Marokko, på de elektrificerede jernbaner i ovennævnte lande, er trafikmængden ubetydelig sammenlignet med dieseltrækkraft.

Industriel produktion af elektriske lokomotiver er tilgængelig i Sydafrika, mindre produktion af elektriske lokomotiver under udenlandske licenser er også etableret i Zimbabwe.

Fordele og ulemper ved elektriske lokomotiver

Som andre typer lokomotiver har elektriske lokomotiver både fordele og ulemper.

Fordele:

• Et elektrisk lokomotiv er et miljøvenligt lokomotiv. I sig selv skaber et elektrisk lokomotiv ikke emissioner til atmosfæren, ligesom et diesellokomotiv og især et damplokomotiv gør . På grund af "renligheden" begyndte massebrugen af ​​elektriske lokomotiver netop ved tunnelpassage-strækningerne, hvor lokomotivrøgen hæmmede arbejdet betydeligt. Og selv under hensyntagen til forurening fra termiske kraftværker , der genererer elektricitet til traktionsstationer, er et elektrisk lokomotiv meget renere end diesellokomotiver.
• Et elektrisk lokomotiv med samme dimensioner, vægt og teknologiske niveau har en væsentlig større effekt end et diesellokomotiv, og endnu mere et damplokomotiv. For eksempel har et to-sektions tolvakslet elektrisk lokomotiv VL85 en effekt på 10.000 kW, og et diesellokomotiv 2TE116 svarende til det i masse og antal aksler  er kun 4.500 kW.
• Høj effektivitet . Selv under hensyntagen til effektiviteten af ​​kraftværker og kraftnetværk er fuldstændigheden af ​​brugen af ​​varmen fra brændbart brændstof i systemet "CHP - kraftsystem - elektrisk lokomotiv" højere end for et diesellokomotiv, og endnu mere for en damplokomotiv. Når man driver elektriske lokomotiver fra vandkraftværker , atomkraftværker , geotermiske kraftværker , solkraftværker, er effektiviteten endnu højere.
• Designet af et elektrisk lokomotiv, især et moderne med elektronisk styrede trækmotorer, er enklere end et diesellokomotiv.
• Et elektrisk lokomotiv bærer ikke enheder, der lagrer en betydelig mængde energi, af denne grund er det meget mindre brandfarligt og eksplosivt end et diesellokomotiv (med brændstoftanke med stor kapacitet) og især et damplokomotiv med en eksplosiv kedel .
• Blandt alle lokomotiver er elektriske lokomotiver kendetegnet ved den enkleste styring (bortset fra de gamle DC elektriske lokomotiver med første generation RKSU , hvor det er nødvendigt at opretholde kørepositioner) og er bedst modtagelige for automatisering. Af denne grund blev automatiske togstyringssystemer først brugt på elektriske lokomotiver.
• Høje hastigheder er opnåelige, hastighedsrekorden (pr. september 2006) er 357 km/t [33] .
• Udstyret elektrisk lokomotiv er klar til en tur umiddelbart efter at have løftet strømaftageren på et hvilket som helst tidspunkt af året. Lokomotivet har brug for en lang procedure for at starte og varme dieselmotoren op, især om vinteren, og klargøring af et koldt lokomotiv til den første flyvning tager omkring 8 timer.

Fejl:

• Driften af ​​elektriske lokomotiver kræver en kompleks infrastruktur: et kontaktnetværk, traktionsstationer - af denne grund er det økonomisk rentabelt kun at bruge elektriske lokomotiver som hovedlokomotiver på jernbaner med tung trafik. (Rende elektriske lokomotiver er omkostningseffektive kun at bruge på store elektrificerede stationer.)
• Øget elektrisk fare ved både selve det elektriske lokomotiv og elektrificerede jernbanespor. Især ved brug af højspændings AC-elektrificering.
• Øget, som i diesellokomotiver med elektrisk transmission, metalforbrug af elektrisk udstyr. Dette gælder især for AC- ellokomotiver med træktransformator og gamle elektriske lokomotiver med RKSU. I moderne elektriske lokomotiver reduceres metalforbruget markant.
• Elektriske lokomotiver, især kraftige, er stærke kilder til elektromagnetisk interferens og skaber en meget ujævn belastning på forsyningsnettet.
• Effekten af ​​et VL80 elektrisk lokomotiv kan sammenlignes med den strøm, der forbruges af cirka 1.500 lejligheder. Derfor forværrer brugen af ​​elektrisk lokomotiv trækkraft væsentligt kvaliteten af ​​strømforsyningen til bosættelser, der fødes fra den samme kraftledning med jernbanen: der er strømmangel, der er betydelige udsving i netværksspændingen.
• Trækkraftstationernes og kontaktnettets begrænsede strømressource tillader ikke at øge mængden af ​​trafik i området på elektrisk trækkraft, selvom sporinfrastrukturen og signalsystemerne tillader det. På elektrificerede strækninger med stor trafik skal nogle tog derfor køres med diesellokomotiver, for eksempel på den østlige del af den transsibiriske jernbane , hvor traktionsstationer er placeret ganske sjældent.
• Kompleksiteten ved placering i remisen - et rangerlokomotiv er påkrævet. I remisebygninger er der af sikkerhedsmæssige årsager ofte ingen køreledning - det er endnu en grund til, at det tilrådes kun at bruge et elektrisk lokomotiv som hovedlokomotiv.

Producenter af elektriske lokomotiver

• Moskva-anlæg "Dynamo" i USSR  - produktion af elektriske lokomotiver fra 1929 til 1944 
• Novocherkassk Electric Locomotive Plant Russia (NEVZ) - serieproduktion af elektriske lokomotiver siden 1946 
• Tbilisi Electric Locomotive Plant of the USSR (TEVZ) - serieproduktion af elektriske lokomotiver siden 1957 
• Kolomna Diesel Locomotive Plant Russia (KZ) - produktion af elektriske lokomotiver fra 1929 til 1944 , 1996 og siden 2006 
• Ural Railway Engineering Plant Russia (UZZhM) - serieproduktion af DC elektriske lokomotiver fra godstransport siden 2006 
• Engels Lokomotivfabrik Rusland  - produktion af elektriske lokomotiver siden 2015 
• Dnepropetrovsk Electric Locomotive Plant Ukraine (DEVZ, siden 2000  - NPK Elektrovozostroenie) - produktion af industrielle og rangerende elektriske lokomotiver i USSR og konstruktion af elektriske lokomotiver i Ukraine ( DE1 , DS3 ) 
• Voroshilovgrad Diesel Lokomotiv Plant Ukraine 
• Pilsen plante dem. V. I. Lenin Tjekkoslovakiet 
• Electro-Motive Diesel USA 
• Siemens AG Tyskland 
• Alstom Frankrig 
• Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Sverige 
• Astana Electric Locomotive Assembly Plant Kasakhstan  - serieproduktion af elektriske lokomotiver KZ4AT, KZ8A på vekselstrøm siden 2013 

Fabrikker, der reparerer elektriske lokomotiver

• Zaporozhye elektrisk lokomotiv reparationsanlæg
• Lviv lokomotivreparationsanlæg
• Novosibirsk elektrisk lokomotiv reparationsanlæg
• Orenburg lokomotivreparationsanlæg
• Rostov elektrisk lokomotiv reparationsanlæg
• Jekaterinburg elektriske lokomotivreparationsanlæg (Sverdlovsk)
• Ulan-Ude Lokomotiv Autoværksted
• Ussuriysk Lokomotivreparationsanlæg
• Tjeljabinsk reparation af elektriske lokomotiver
• Yaroslavl elektrisk lokomotiv reparationsanlæg
• Atbasar elektrisk lokomotiv reparationsanlæg

Se også

• Kontakt-batteri elektrisk lokomotiv
• Liste over lokomotiver og MVPS fra USSR og Rusland
• Lokomotiv
• Lokomotiv
• Termisk elektrisk lokomotiv

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Sidorov N.I., Prudius A.S. Sådan fungerer et elektrisk lokomotiv. — M .: Transzheldorizdat, 1959.
2. ↑ Rakov V.A. , Ponomarenko P.K. Generel beskrivelse af el-lokomotivet //​Ellokomotiv. - 1955. - S. 5-6.
3. ↑ Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. otte.
4. ↑ Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 7.
5. ↑ Jernbanetransport: Encyclopedia / Konarev N.S .. - M. , 1994. - S. 472-474. — 559 s.
6. ↑ Izmerov O.V. Klassifikationer af traktionsdrev i henhold til dynamiske egenskaber for problemerne med at designe jernbanekøretøjer . Traction Drive History . Hentet: 14. juli 2018. (ubestemt)
7. ↑ Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 7, 8.
8. ↑ Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 8, 9.
9. ↑ 1 2 3 Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 5.
10. ↑ Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 5, 6.
11. ↑ Rakov V.A. Lokomotiver og rullende materiel med flere enheder fra Sovjetunionens jernbaner 1976-1985. - M . : Transport , 1990. - S. 18-20.
12. ↑ 1 2 3 4 5 6 Indretning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 6.
13. ↑ Ny generation af automatiske koblinger til passagermateriel: magasin. - 2002. - Nr. 6 .
14. ↑ Store sovjetiske encyklopædi. / Vvedensky B.A .. - 2. udg. - 1951. - T. 8. Vibrafon - Volovo. - S. 137-138. — 648 s.
15. ↑ Anordning og reparation af DC elektriske lokomotiver, 1959 , s. 6, 7.
16. ↑ Sotnikov E. A. Verdens jernbaner fra det 19. til det 21. århundrede. - M. , 1993. - S. 40-41. - 200 sek.
17. ↑ Daft Electric  Railway . Fabrikant og Bygmester (December 1883). Hentet: 14. juli 2018.
18. ↑ Bogmærke for den 1. elektriske vej // Bulletin of the Trans-Baikal Railway: journal. - 1913. - 17. august ( nr. 33 ). - S. 4 .
19. ↑ Jernbanetransportens historie. Elektriske lokomotiver . Jernbanehistorie . Hentet 14. juli 2018. Arkiveret fra originalen 30. april 2008. (ubestemt)
20. ↑ 1 2 Hvordan et elektrisk lokomotiv fungerer og fungerer, 1988 , s. 17.
21. ↑ Rakov V.A. Introduktion. De sidste damplokomotiver // Lokomotiver for indenlandske jernbaner 1845-1955. - M . : Transport , 1999. - S. 9-10. — ISBN 5-277-02012-8 .
22. ↑ Fra rapporten fra hovedafdelingen for logistik under ministeriet for jernbaner i USSR til ministeriet for jernbaner om gennemførelsen af ​​planen for importleverancer af rullende materiel til jernbanetransport i USSR for 1957 // Jernbanetransport af USSR 1956-1970. (samling af dokumenter). - M . : Erga. - 550 sek.
23. ↑ Memorandum fra Ministeriet for Jernbaner i USSR og Ministeriet for Transportkonstruktion i USSR til USSR's Ministerråd om tilrettelæggelse af beskyttelse af kommunikationslinjer i forbindelse med den udbredte indførelse af elektrisk trækkraft på jernbanerne ved hjælp af en vekslende nuværende system // Jernbanetransport i USSR 1956-1970. (samling af dokumenter). - M . : Erga. - 550 sek.
24. ↑ Chernov. D. EP10 - abort af NEVZ-anlægget  // Lokotrans: journal. Arkiveret fra originalen den 26. marts 2010.
25. ↑ Shugaev A. Lokomotiver returneret til fabrikanterne . Forlaget Gudok (20. februar 2007). Hentet 14. juli 2018. Arkiveret fra originalen 1. juni 2011. (ubestemt)
26. ↑ Manglende overholdelse af statslige standarder er en strafbar handling . Forlaget Gudok (2. marts 2007). Hentet 5. januar 2018. Arkiveret fra originalen 1. juni 2011. (ubestemt)
27. ↑ DE1 - Elektriske lokomotiver, Trunk  . Trainclub.ru _ Hentet: 14. juli 2018. (ubestemt)
28. ↑ El-lokomotiv DS3 . Pharaon@ua . Hentet: 14. juli 2018. (ubestemt)
29. ↑ Fragt elektrisk lokomotiv "2EL5" præsenteret i Lugansk . CityNews (27. januar 2006). Hentet: 14. juli 2018. (ubestemt)
30. ↑ Elektrisk lokomotivbyggeri lanceret i Kasakhstan . Meta.kz (4. december 2012). Hentet: 14. juli 2018. (ubestemt)
31. ↑ Rullende materiel af kinesiske jernbaner // Verdens jernbaner . - 1999. - Nr. 6 .
32. ↑ Jernbane på det australske kontinent . Jernbane Ternopil . Hentet: 14. juli 2018. (ubestemt)
33. ↑ Demonstrator 1216 050 : bliver verdensrekordholder  . skinnefarve . Hentet: 14. juli 2018.

Litteratur

• Sidorov N. I., Sidorova N. N. Hvordan et elektrisk lokomotiv er indrettet og fungerer. - M . : Transport, 1988. - 223 s. — 70.000 eksemplarer.  — ISBN 5-277-00191-3 .
• Vitevsky I. V., Chernyavsky S. N. Installation og reparation af jævnstrøms elektriske lokomotiver. - M . : Transzheldorizdat, 1959. - 495 s.
• Kalinin VK, Mikhailov NM, Khlebnikov VN Elektrisk rullende materiel af jernbaner. - M . : Transport, 1972. - 536 s.
• Kostyukovsky M.A. Ledelse af et elektrisk tog og dets vedligeholdelse. - M . : Transport, 1980. - 208 s.
• Baranov B.K., Kalinin V.K., Kartser M.A. De vigtigste elektriske lokomotiver. Elektriske enheder og kredsløb. - M . : Mashinostroenie, 1969. - 367 s.
• Bocharov V. I., Popov V. I., Tushkanov V. I. Hoved AC elektriske lokomotiver. - M . : Transport, 1976. - 480 s.
• Osipov S.I. Grundlæggende om elektrisk og dieseltrækkraft. - M . : Transport, 1985. - 408 s.
• Rozenfeld V. E., Isaev I. P., Sidorov N. N. Teori om elektrisk trækkraft. - M . : Transport, 1983. - 328 s.

Elektriske lokomotiver fra USSR og det post-sovjetiske rum [~ 1]
Bagagerum	jævnstrøm FRA C C S I PB21 SC VL19 VL22 VL22 M A [~2] VL8 VL23 CHS1 CHS2 EO CHS3 VL10 CHS2 T VL12 CHS200 VL11 ET42 CHS6 CHS7 VL15 E13 DE1 4E1 EP2K 2ES4K 4E10 2ES6 2ES8 2EL4 2ES10 2ES10S 3ES4K 6E1 [~3] 8E1 [~3] vekselstrøm OP22 VL61 VL60 F Til VL60P H8O VL80 VL81 VL62 CHS4 VL40 Sr1 ChS4 T VL83 VL84 CHS8 VL85 VL86 F 8G VL65 EP1 EP200 DS3 E5K 2ES5K 3ES5K 4ES5K KZ4A O'ZY VL40 U VL40 M VL40 S 2EL5 2ES5 2ES5S 3ES5S KZ8A BCG1 2ES7 KZ4At BCG2 AZ8A dobbelt strømforsyning CHS5 [~2] DS4 [~3] VL82 EP10 EP20 2ES20 [~ 3] 2EV120 2ECr12 [~ 3] AZ4A
Rangering	T01 D100 VL41 EGM D94 VL26 ETG LAM LGM1 TEM9H
Industriel	EP PÅ SO (V-KP-2) II-KP1 IV-KP PE150 II-KP4 13E1 21E 26E EL1 EL2 OPE1 OPE1A OPE1B OPE2 EL10 EL20 EL21 E1 E2 EC14 EC15 NPM2 PE2 NP1 PE3T TEV-5 TEV-10 TEV-15 TEV-20 TEV-25 TEV-30 TEV-35 TEV-40 T20 T30 11Т125 11Т186 Robot KR-50 TEM-8 [~4] TEM-10 [~4] TEM-12 [~4]
Smalsporet	VL4 [~ 3] ChS11 PES1 PES2 K-10 ARP5T ARP8T
↑ Elektriske lokomotiver drevet og/eller udviklet i USSR og dets tidligere republikker. ↑ 1 2 De blev bygget efter ordre fra USSR, men kom ikke ind i de sovjetiske jernbaner. ↑ 1 2 3 4 5 6 Urealiserede lokomotivprojekter. ↑ 1 2 3 Elbilskubbere; ikke at forveksle med TEM-lokomotiver.

Typer af lokomotiver
Atomovoz gasturbine lokomotiv Gyrovoz Diesellokomotiv åndsvandrer impulsoria lokomotiv lastbilmobil Lokomotiv Rangering Militær Artikuleret Halssystemer tank lokomotiv ildfri "Gå" dampturbine lokomotiv elektrisk damplokomotiv jet lokomotiv Lokomotiv Rangering Varme damplokomotiv cykloperede elektrisk lokomotiv Industriel Minebatteri Træk enhed "Krokodille" Elektrisk damplokomotiv Elektrisk lokomotiv
Lille skrift i parentes angiver specifikke varianter af de respektive lokomotivtyper