RailUnion.net

Уже долго и упорно на форуме идёт разработка идеального паровоза, в том числе и обсуждение старых разработок, которые забрасывались из-за незначительных технологических сложностей или недальновидности. Хотелось бы создать и подобную тему по электровозам
Опять же, долго и упорно изучая конструкции разных старых и новых локомотивов и выцепляя из них лучшие элементы. В итоге у меня выдумался лучший, на мой взгляд, вариант электровоза, даже два варианта - для грузовой и пассажирской службы. Это некие гибриды ОР22, ВЛ80Р, ЧС8 и некоторых других машин
Сразу скажу, что мехчасть рассмотрю весьма сжато, а пневматики касаться не буду вообще - по этим вопросам я просвящён слабовато, а в пневматике и выдумать-то особо нечего. Итак, общая компоновочная схема электровозов

Электровозы восьмиосные, двухсекционные. Тележки со сварными рамами, бесчелюстные, с низкоопущенными шкворнями (если уровень того времени позволял создать достаточно компактный шкворень большой длины) - это уменьшит вставание тележки на дыбы при трогании. Буксовый узел по типу ЧС4/ДС3/ДЭ1 - с поводками схемы антипараллерограмм, подбуксовым балансиром (вместо листовой рессоры), но с фрикционным гасителем колебаний. Опоры кузова – пружинные боковые (ВЛ10, ВЛ80К, ТЭП70). Тяговый привод грузового электровоза - двусторонняя косозубая, подвеска ТЭДа маятниковая, без комментариев. Для пассажирского я выбрал наиболее проверенную в наших условиях передачу Шкода с полым якорем и двумя карданными муфтами. Из-за меньшего объёма под размещение ТЭД пассажирского локомотива получится слабее грузового

Система тока. Как ясно из второго абзаца сообщения, я выбрал переменку 25-30 кВ, без особых колебаний. С проблемами низковольтной постоянки мы знакомы - прежде всего это огромный расход меди на КС и сильные падения напряжения. Высоковольтную (хотя бы 15 кВ, иначе рано или поздно напряжение всё равно пришлось бы повышать) постоянку в те годы создать было, на мой взгляд, практически невозможно - проблемы с преобразователями на такие напряжения есть до сих пор, а в те годы, на лампах...

Система регулирования напряжения на двигателях – зонно-фазовая с тремя полумостами на дуговых тиратронах, то есть трёхзонная (с одной отпайкой). Большее число зон потребует и большее число тиратронов, которые и так громоздки, а меньшее число зон просто невозможно… У каждой тележки свои индивидуальные вторичная обмотка трансформатора и выпрямитель. Максимальное напряжение на ТЭД – порядка 800 В. Вариантов самих ТЭД особых нет – четырёхполюсные коллекторные, есть только один вопрос: возможно ли в годы ВЛ19 применение вакуумной пропитки кремнийорганическим лаком? В каком году вообще появился этот лак, какие были технологические сложности его применения?

Однако, меня гложут сомнения насчёт системы регулирования на пассажирской машине – искажения синусоиды в том случае, если все электровозы будут с ЗФР, будут весьма значительны, а обеспечиваемое ЗФР плавное регулирование тягового усилия пассажирскому электровозу не столь нужно, поэтому тут я бы пожертвовал коэффициентом мощности и механической надёжностью и принял для пассажирского варианта регулирование на первичной стороне трансформатора с дополнительной первичной обмоткой, как на ЧС. Выпрямители в этом случае – игинтроны, независимость схемы каждой тележки сохраняется

Если с ЗФР всё не так туманно, то с регулированием на первичной обмотке – нет. Серводвигатель я выбрал тоже системы Шкода как более надёжный, а вот со схемой переключения повозился. Для сокращения числа отпаек трансформатора и сегментов переключателя я ввёл нечётные неходовые позиции, на которых напряжение соседних отпаек делится на переходном реакторе. На первой позиции ПР включается между землёй и первой отпайкой автотрансформатора, напряжение с его средней точки подаётся на первичную обмотку, на второй позиции к первичной обмотке первая отпайка подключена уже напрямую, и т. д.

Схема вспомогательных машин. Тут никакого конденсаторного пуска. На трансформаторе каждой секции – два насос-фазорасщепителя. Почему два? Такой важный узел, обеспечивающий фактически работу всего электровоза, не может оставаться без дублирования, кроме того, от одного ФР можно отбирать весьма ограниченную механическую мощность, в данном случае идущую на перекачку масла. А генераторы управления? Эти прихотливые машины предлагаю заменить ТРПШ с выпрямителем на кенотронах, а учитывая вполне конкретное напряжение, необходимое для нормальной их работы – напряжение в цепях управления принять 110 В, это заодно снизит токи и позволит унифицировать аппараты тепловозов и электровозов

Мотор-венитиляторы в клличестве двух на секцию, осевые с направляющим и спрямляющим аппаратами, по типу ЦВС ТЭП70, ТЭМ7 и вентиляторной установки ЭП200. Двигатели вентиляторов – АДКЗ, восьмиполюсные или, при сложности создания оных, шестиполюсные, с возможностью переключения на высокую скорость шунтировкой части полюсов (в работе остаются 4). В этом смысле, конечно, лучше восьмиполюсные – обеспечивается лучевая симметрия поля после шунтировки полюсов, да и больший разброс скоростей делает переключение эффективнее. К слову, такое регулирование применяется и сейчас на современных зарубежных электровозах. Компрессор V-образный 4-цилиндровый для плавности работы, привод безредукторный от двигателя, унифицированного с двигателем вентиляторов, но с иным ротором для большего скольжения. Работает двигатель компрессора всегда на всех полюсах

Над системой охлаждения думал долго и счастливо, была мысль использовать для охлаждения силовых выпрямителей свежеохлаждённое трансформаторное масло, но потом решил, что, во-первых, такая обширная масляная система будет ненадёжна, во-вторых, использование для охлаждения тиратронов или игнитронов масла пожароопасно, в-третьих, насос-фазорасщепители такую систему прокачать не смогут. В итоге получился почти аналог системы охлаждения ЭП200. Поток от каждого вентилятора разделяется на параллельные – вниз к ТЭД своей тележки, вниз к сглаживающему реактору, вбок (по продольной оси машины) к масляному радиатору тягового трансформатора, вверх к водяному радиатору системы охлаждения силового выпрямителя. Каждый выпрямитель имеет индивидуальный асинхронный водяной мотор-насос

Наконец, коснёмся интерфейса, тут уж от технологий ничего не зависит, всё на совести конструктора. Кабина обязательно должна быть отделена от машинного отделения тамбуром (как на ЧС), задние её стенки – поперечно расположенные песочные бункеры. Естественно, никакого входа прямо с улицы. Пульт по типу пульта ЧС4 последних серий и ЧС4Р – с прямым расположением всех приборов (это удобнее отдельного расположения маномеров на ЧС7 и ЧС8), с освещением расположенными под козырьком лампами и сигнальными лампами под приборами. Манометры для уменьшения их числа двустрелочные. Стрелки амперметров и вольтметров большой ширины – плохая видимость узких стрелок, особенно ночью, создаёт проблемы на некоторых локомотивах, например, в унифицированной кабине тепловозов. Но у унифицированной кабины есть одно достоинство – широкий плоский стол помощника, поэтому блок галетных переключателей уменьшается и перемещается ближе к машинисту

Засим вроде всё. Обсуждаем, критикуем, выдвигатем свои предложения…

Вопрос: а для какого года разработки рассматривается решение?

Как замена Ссм, ВЛ19. Для исключения постоянки и нынешних с ней проблем

Электровозы системы Кандо.

Eagle755 писал(а):Как замена Ссм, ВЛ19. Для исключения постоянки и нынешних с ней проблем

А что, назрела такая необходимость? :blush:

Eagle755 писал(а): Система тока. Как ясно из второго абзаца сообщения, я выбрал переменку 25-30 кВ, без особых колебаний. С проблемами низковольтной постоянки мы знакомы - прежде всего это огромный расход меди на КС и сильные падения напряжения.

Предлагаю грубо прикинуть расход меди на КС.
На постоянном токе складываем медь КС и медь тяговых подстанций.
На переменном - медь КС, медь тяговых подстанций (тут их бесспорно меньше, но они тоже есть), а так же всю трансформаторную медь ВСЕХ переменных электровозов, обслуживающих данный участок. И не только тех, которые тянут в данный момент, но и тех, которые стоят в резерве, запасе, ремонте и списанные. Чем грузонапряженней участок, тем их больше.
Еще, для определения общей выгодности пременки неплохо бы учесть отдельный расход всяких человеко-часов на обслуживание локомотивных трансформаторов.
Так что, сумневаюсь я, что постоянка - это ОГРОМНЫЙ расход меди...

На переменном - медь КС, медь тяговых подстанций (тут их бесспорно меньше, но они тоже есть), а так же всю трансформаторную медь ВСЕХ переменных электровозов, обслуживающих данный участок. И не только тех, которые тянут в данный момент, но и тех, которые стоят в резерве, запасе, ремонте и списанные. Чем грузонапряженней участок, тем их больше

Вроде и ездил под постоянкой, а не знаешь, что провод на постоянке в особо тяжёлые периоды могут чуть ли не раз в месяц менять. На переменке дуги и электроэрозия значительно слабее, а трансформаторная медь работает десятилетиями

Электровозы системы Кандо

Что это? Мой вариант - один в один есть электровоз системы Кандо или как решение проблемы нужны электровозы системы Кандо? Что это за система, в двух словах?

Eagle755 писал(а): Вроде и ездил под постоянкой, а не знаешь, что провод на постоянке в особо тяжёлые периоды могут чуть ли не раз в месяц менять.

Хы, а мужики-то незнают, этож даже не медная жила - золотая. Иван, выясни на досуге, сколько окон требуется для замены одного контактного провода на анкерном участке при отечественных методах монтажа.

Игл, раз в месяц - это редко, никакой провод не выдержит,давай раз в неделю. B)

сколько окон требуется для замены одного контактного провода на анкерном участке при отечественных методах монтажа

Берём цифру с потолка В любом случае, станешь ли ты отрицать, что на постоянке заменяется ощутимо большая масса меди?
Впрочем, мы отклонились от основной темы

Большая, но не ощутимо. Вернемся к теме.

Система регулирования напряжения на двигателях – зонно-фазовая с тремя полумостами на дуговых тиратронах, то есть трёхзонная (с одной отпайкой). Большее число зон потребует и большее число тиратронов, которые и так громоздки, а меньшее число зон просто невозможно…

А система управления - на лампах? Плюс морока со ртутными приборами. Во Франции, например, электровозы с вращающимися преобразователями сдали позиции только после появления кремниевых выпрямителей. При этом французы еще некоторое время сокрушались по поводу значительного снижения коэффициента мощности и возросшего влияния на линии связи (высшие гармоники-с).

А система управления - на лампах? Плюс морока со ртутными приборами. Во Франции, например, электровозы с вращающимися преобразователями сдали позиции только после появления кремниевых выпрямителей

Во Франции мощности всё-таки не такие требовались, как у нас. Или такие же? :mellow:
По какой причине у нас рассматривали в своё время кучу типов электровозов с машинными преобразователями и все отмели?

Намечается очередная тема постоянка vs переменка

На самом деле я только "за", может ещё какие-нибудь "плюсы-минусы" узнаю.

Может и мощность свою роль сыграла. Но только во всем мире надежные электровозы переменного тока пром. частоты появились вслед за появлением силовых кремниевых диодов.
Теперь вопрос касаемо напряжения, почему ты считаешь, что на переменке 25 - 30 кВ с запасом на будущее достаточно, а на постоянке надо иметь минимум 15 кВ?

Теперь вопрос касаемо напряжения, почему ты считаешь, что на переменке 25 - 30 кВ с запасом на будущее достаточно, а на постоянке надо иметь минимум 15 кВ?

15 кВ - разумный минимум при любой системе тока, ИМХО, при меньшем начнут сильно сказываться падения напряжения и будет велик ток. Просто на переменке ничто особо не мешает задирать напряжение выше, а на постоянке есть вполне конкретное ограничение по преобразователям, на 15-то киловольт создать и сейчас нелегко

Но только во всем мире надежные электровозы переменного тока пром. частоты появились вслед за появлением силовых кремниевых диодов

Однако ВЛ60 у нас проездили верой и правдой десять лет... Или когда их там в кремниевые переоборудовали?

Поставим вопрос иначе, а для трамваев и метрополитенов каков разумный минимум?