Электровоз

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Электровоз
Электровоз серии ЧС6 во главе поезда Мурманск - Санкт-Петербург на Ладожском вокзале
Привод

электродвигатель

Период

со второй половины XIX века

Скорость

до 357 км/ч[1][2]

Область применения

железная дорога

Инфраструктура

рельсовый путь, контактная сеть

Электрово́з — неавтономный локомотив, приводимый в движение установленными на нем тяговыми электродвигателями, питаемыми электроэнергией из внешней электросети через контактную сеть, соединенные с тяговыми подстанциями (реже также от бортовых аккумуляторов[3]).

Классификация[править | править вики-текст]

При классификации электровозов можно выделить следующие признаки[4]

Экспериментальный электровоз на железной дороге Pennsylvania Railroad

По роду службы — пассажирские (например, ЧС2, ЧС4, ЧС7, ЧС8), грузовые (например, ВЛ10, ВЛ15, ВЛ80, ВЛ85), маневровые (ВЛ41, ВЛ26) и промышленные (например, ЕЛ21, ЭК14). Из последней группы часто выделяют шахтные электровозы, то есть предназначенные для перевозки различных грузов по подземным рельсовым путям.

По роду тока питания. В России на магистральных железных дорогах используются 2 типа: переменного тока — 25 кВ, 50 Гц (например, ВЛ80, ЧС4, ВЛ85, ЧС8, ВЛ41) и постоянного тока — 3 кВ (например, ВЛ10, ЧС2, ЧС7, ВЛ15, ВЛ26)[3]. Кроме того, для эксплуатации на участках как постоянного, так и переменного тока выпускаются двухсистемные электровозы (например, ВЛ82, ЭП10, ЭП20), для эксплуатации в карьерах и рудниках выпускаются электровозы постоянного тока с напряжением питания 1500 В, 550 В, 250 В, переменного тока 10 кВ, а также с питанием от аккумуляторов. В других странах мира, в зависимости от принятых стандартов в системе питания электрифицированных железных дорог, применяются электровозы с другими системами питания, например, переменного тока напряжением 15 кВ, 16 2/3 Гц. Если электровоз питается от собственной аккумуляторной батареи, то он называется аккумуляторным.

Существуют также бесконтактные электровозы (наименее распространены). Вдоль путей прокладывается токоведущая шина, в которую подаётся ток высокой частоты, а на электровозе устанавливается катушка, в которой он индуцируется.

По типу тягового привода. В России применяется следующая классификация электровозов[5][6]:

  • Тяговый привод 1-го класса: опорно-осевое подвешивание тягового электродвигателя. Двигатель через моторно-осевые подшипники опирается на ось колёсной пары, за счёт жёсткой связи очень прост редуктор. На оси двигателя и колёсной пары насажены зубчатые колёса, централь между которыми поддерживается моторно-осевыми подшипниками.

Для данной конструктивной схемы характерны большие разрушающие нагрузки на двигатель, и в настоящее время считается устаревшей. Однако в России до сих пор такая конструктивная схема применяется на грузовых электровозах (главным образом выпущенных в советские время).

  • Тяговый привод 2-го класса: опорно-рамный двигатель и опорно-осевой редуктор.

Типичен для пассажирских электровозов. Двигатель в данной конструктивной схеме обрессорен и соединён с редуктором посредством муфты. Это обеспечивает плавность хода и долговечность двигателя.

  • Тяговый привод 3-го класса: опорно-рамные двигатель и редуктор. Редуктор связан с колёсной парой муфтой. Из серийных электровозов, построенных в СССР и России, такое подвешивание имеют только пассажирские локомотивы Коломенского завода — электровозы ЭП2К и ЭП200.
Электровоз Е 630 на Ferrovie Nord Milano

По типу передачи вращающего момента с тяговых двигателей на колёсные пары различают электровозы с групповым (например, ВЛ40, ВЛ83) и индивидуальным приводом.

Также важнейшим признаком является тип тяговых электродвигателей:

  • Коллекторные электродвигатели. Сложны в изготовлении и обслуживании, так как имеют коллектор (фактически такой двигатель — постоянно работающий переключатель со скользящими контактами), но просты в управлении.
  • Асинхронные двигатели. Двигатель конструктивно очень прост, легко переносит механические перегрузки, но требует для своего питания трёхфазного переменного тока. Это, в свою очередь, требует либо подвода к электровозу трёхфазного тока, как сделано на некоторых железных дорогах Италии, либо выработки его на локомотиве с помощью машинных преобразователей (устаревшее и нетехнологичное решение, практически нивелирующее преимущества асинхронных двигателей перед коллекторными) или статических преобразователей. Последнее решение как наиболее технологичное применяется на многих современных локомотивах.

По наличию и типу электрического торможения — с рекуперативным, реостатным торможением, их сочетанием или вовсе отсутствием электрического тормоза.

По числу секций — одно-, двух-, трёх- и четырёхсекционные. Некоторые серии электровозов предусматривают возможность объединения двух, трёх или четырёх секций электровозов для работы по СМЕ.

Конструкция[править | править вики-текст]

Электровоз ВЛ80Т

Электровоз состоит из механической части, электрического и пневматического оборудования. Особенности конструкции определяются его мощностью, максимальной скоростью и другими условиями эксплуатации, для которых проектируется электровоз[3].

Механическую часть электровоза составляют: кузов, тележки, рессорное подвешивание, тормозная рычажная передача[3].

Тележка включает в себя раму, колёсные пары, тяговые двигатели, буксы и элементы тяговой передачи — редукторы.

Кузов электровоза (секции электровоза) опирается через опоры на двух- или трёхосные тележки. Под каждой секцией электровоза тележек может быть две двух- или трёхосных или три двухосных (ВЛ85, ЭП1). Тележки через систему рессорного подвешивания и буксы опираются на колёсные пары. Тележки оборудуются тормозной рычажной передачей (если тормоза не дисковые) и тормозными цилиндрами[3].

Двигатели, приводящие электровоз в движение, называют тяговыми электродвигателями (ТЭД). Тяговые двигатели могут работать также и в режиме генератора. Это свойство используется для электрического торможения. Если электроэнергия, вырабатываемая при вращении ТЭД, гасится на тормозных реостатах, это называется реостатным торможением. Если электроэнергия возвращается в контактную сеть, то такое торможение называется рекуперативным.

Электровоз ЧС4т
Пульт управления электровоза ЧС7

Колёсные пары приводятся во вращение тяговыми двигателями через тяговую передачу[3]. Тяговая передача состоит из: одной или двух шестерней, напрессованных на вал тягового двигателя, одного или двух зубчатых колёс, напрессованных на колёсную пару (на ось или же на специальный прилив в подступичной части колёсного центра). На некоторых сериях электровозов (например, ЧС2, ЧС4, ЭП1) в тяговую передачу также входит карданный привод. Имеются варианты исполнения тяговой передачи: с односторонним расположением прямозубой тяговой передачи и карданным валом (ЧС4), с односторонним расположением шевронной тяговой передачи и карданным валом (ЭП1), с двусторонним расположением косозубой тяговой передачи (ВЛ80). На всех эксплуатирующихся в России электровозах применяется индивидуальный тяговый привод, при котором каждая колёсная пара вращается своим ТЭД. Характеристики опытного электровоза с групповым приводом — моноприводом, — построенного в СССР (ВЛ83), оказались хуже характеристик электровозов с индивидуальным приводом, что и обусловило отказ от схемы с моноприводом[7].

В кузове электровоза размещаются: кабины машиниста, коммутационное оборудование, вспомогательные электрические машины, компрессор и пневматическое оборудование. Всё оборудование электровоза, находящееся под напряжением, опасным для жизни человека, размещается в высоковольтной камере (ВВК) или в закрытых шкафах. Для предотвращения доступа человека в ВВК или шкафы предусмотрена система электромагнитных или пневматических блокировок.

Коммутационное оборудование электровоза состоит из индивидуальных и групповых контакторов, служащих для выполнения переключений в силовой цепи электровоза и цепях вспомогательных машин.

Для обеспечения токосъёма с контактной сети используются токоприёмники, устанавливаемые на крыше электровоза[3].

Машинное отделение ЧС4
Машинное отделение ДЭ1

Регулирование мощности и скорости движения (и тягового усилия) электровоза производится путём изменения напряжения на якоре и коэффициента возбуждения на коллекторных ТЭД или изменением частоты и напряжения питающего тока на асинхронных ТЭД. Регулирование напряжения выполняется несколькими способами. На электровозах постоянного тока — путём переключения групп тяговых двигателей с последовательного соединения (все ТЭД электровоза соединяются последовательно, напряжение на один ТЭД восьмиосного электровоза — 375 В при напряжении в контактной сети 3 кВ) на последовательно-параллельное (2 группы по 4 ТЭД, соединённых последовательно, напряжение на один ТЭД — 750 В), на параллельное (4 группы по 2 ТЭД, соединённых последовательно, напряжение на один ТЭД — 1500 В), при этом для получения промежуточных значений напряжения на ТЭД в цепь включаются группы реостатов, что позволяет получить ступени регулирования в 40—60 В. На электровозах переменного тока — путём переключения выводов вторичной обмотки трансформатора (электровозы ВЛ60, ВЛ80 (кроме ВЛ80р)), путём переключения выводов первичной обмотки трансформатора (электровозы ЧС4, ЧС4Т, ЧС8), путём плавного регулирования напряжения с помощью ВИП (выпрямительно-инверторного преобразователя) (электровозы ВЛ80р, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, 2ЭС5К).

Электровоз с вагонами соединяется при помощи автосцепного устройства или винтовой упряжью, в зависимости от региона где он эксплуатируется[8][9]. На электровозах с сочленёнными тележками (ВЛ8) автосцепка размещается на крайних поперечных балках тележек. На электровозах, имеющих несочленённые тележки, автосцепка устанавливается в раме кузова.

История электровоза[править | править вики-текст]

Электровоз Сименса

Попытки использовать электрическую энергию для механической работы предпринимались с начала XIX века. Опыты Б. С. Якоби, проведённые в 1834 году с собранным им электродвигателем, оснащённым вращающимся якорем, имели важное значение для создания автономных видов электрической тяги. Одновременно в США, Германии, Франции проводились опыты по перемещению макетов экипажей с помощью электрических двигателей. В 1838 году Р. Дэвидсон совершил опытные поездки с двухосной тележкой массой 5 тонн на участке железной дороги Глазго — Эдинбург. В 1845 году профессор Паж выдвигает предложение по созданию электрической железной дороги длиной 7,5 км на участке Вашингтон — Бладенсбург. При первых поездках опытный электровоз достиг скорости 30 км/ч.

В 1879 году на Германской промышленной выставке демонстрировался электровоз мощностью 3 л. с., созданный немецким инженером Вернером фон Сименсом. Локомотив использовался для катания посетителей по территории выставки. Скорость составляла 6,5 км/ч, локомотив питался от третьего рельса постоянным током напряжением 160 В[10].

В декабре 1879 года Вильям Хаммер начал работать помощником в лаборатории Томаса Эдисона и участвовал в экспериментах по созданию электровоза.

Локомотив «Ампер», 1883

Важный вклад в создание электровоза внёс американский изобретатель Лео Дафт (Leo Daft)[11]. В 1883 году он построил свой первый электровоз «Ампер» (Ampère). Эта машина имела массу в две тонны и могла тянуть десять тонн с максимальной скоростью 9 миль в час (16,7 км/ч), а мощность составляла 25 л. с. — значительный прогресс по сравнению с самым первым электровозом Сименса. После «Ампера» Дафт построил локомотивы «Вольта» (Volta) и «Пачинотти» (Pacinotti). Позднее Дафт занялся электрификацией трёхмильного участка балтиморской конки, однако данный опыт к успеху не привёл, так как система с питанием от третьего рельса оказалась слишком опасной для условий города и очень капризной в эксплуатации.

Тем не менее электрическая тяга оказалась очень эффективной, и уже к 1900 году во многих странах появляются электрические локомотивы, пассажирские вагоны с тяговыми двигателями (прототип электропоездов) и трамваи.

В октябре 1903 года поезд, в составе которого был моторный вагон производства компании Сименс, развил скорость 210 км/ч на участке между Мариенфельде и Цоссеном в районе Берлина.

Узкоколейный электровоз ведёт поезд в горной местности. Германия, 1931 год

Первой в мире была электрифицирована железная дорога Балтимор — Огайо протяжённостью 115 км. На ней электроэнергия подводилась к электровозу по третьему рельсу. Напряжение постоянного тока в третьем рельсе было 650 В. Во Франции и Англии в 20-х годах XX столетия электрифицировали дороги на постоянном токе напряжением 1200 и 1500 В, в настоящее время только 1500 вольт во Франции и 750 вольт с питанием через контактный рельс на юге Англии. В Бельгии было принято постоянное напряжение 3000 В.

История электровоза в России[править | править вики-текст]

Электровоз Cc

Нехватка в СССР паровозного парка в 1920-е годы, электрификация страны по плану ГОЭЛРО и наличие в стране трудных по профилю участков заставили всерьёз заняться проектированием и строительством электровозов. Первым участком, электрифицированным в СССР, был Баку — Сабунчи, но там электрификация строилась под пригородное движение[12]. Вторым участком стал Сурамский перевал (Хашури — Зестафони). Этот участок Поти-Тифлисской железной дороги был построен в 1872 году, имел первоначально подъёмы до 46 ‰ (то есть на километр пути приходилось 46 метров подъёма), в 1890 году были проведены работы по смягчению профиля участка до 29 ‰.

Работы по электрификации Сурамского перевального участка были начаты в 1928 году, тогда же НКПС начал искать возможность размещения заказа на электровозы для этого участка. Были получены предложения от 6 иностранных фирм. НКПС свой выбор остановил на предложениях Дженерал Электрик (США) и Tecnomasio Italiano-Brown-Boweri (Италия). С этими фирмами и был заключён контракт на поставку электровозов. Дженерал Электрик должна была поставить 8 электровозов, из них 2 с установленными ТЭД, а на 6 других ТЭД производства московского завода «Динамо» должны были установить уже в СССР. Итальянской фирме было заказано 7 электровозов.

В 1932 году построенные в США электровозы прибыли в депо Хашури, где получили обозначение серии С10. 2 августа 1932 года прошла первая обкатка магистрального электровоза на участке Хашури — Лихи. 16 августа 1932 года состоялось торжественное открытие электрифицированного участка — пассажирский поезд провёл электровоз С10-03. После этого была начата штатная эксплуатация электровозов с поездами.

В 1929 году на заводе «Динамо» и Коломенском заводе началась подготовка производства электрического оборудования и механической части электровозов. К 1 мая 1932 года завод «Динамо» выпустил два первых тяговых электродвигателя ДПЭ3-340 (Динамо, Постоянного тока, Электровозный, 340 — мощность часового режима в кВт). В августе 1932 года с Коломенского завода поступила механическая часть электровоза. Собранный электровоз получил серию Сс (Сурамский Советский) и был обкатан в ноябре 1932 года на Северных железных дорогах.

Электровоз ВЛ19

С 15 марта 1932 года начато рабочее проектирование электровоза постоянного тока, впоследствии получившего серию ВЛ19. 6 ноября 1932 года первый отечественный электровоз был выпущен и также поступил для испытаний на Сурамский участок. Электровоз серии ВЛ22 начали проектировать в первой половине 1938 года, а уже в сентябре 1938 года первый электровоз этой модели был выпущен. Великая Отечественная война прервала выпуск электровозов, но уже в июне 1944 года завод «Динамо» начал сборку последнего своего электровоза ВЛ22-184. После этого электровозы начал строить Новочеркасский электровозостроительный завод, созданный на месте разрушенного в годы войны паровозостроительного завода. Первый новочеркасский электровоз — ВЛ22-185 — был выпущен в июне 1946 года.

В марте 1953 года был выпущен первый спроектированный НЭВЗом электровоз — Н8 (Новочеркасский восьмиосный). С января 1963 года данная серия получает обозначение ВЛ8 (буквы ВЛ в названии всех серий электровозов — от инициалов Ленина). Всего было выпущено 1715 ед. электровозов этой модели. Эта модель стала первой по-настоящему массовой.

Электровоз постоянного тока ВЛ10

В 1954 году НЭВЗ изготавливает по своему проекту два опытных электровоза переменного тока, первоначально получивших обозначение НО (Новочеркасский Однофазный), — с января 1963 года название этой модели было заменено на ВЛ61. Электровозы, которых было построено в 19541958 годах 12 ед., поступают для эксплуатации на участок Ожерелье — Павелец Московско-Курско-Донбасской железной дороги, работы по электрификации которого на переменном токе были проведены в 19551956 годах.

На XX съезде КПСС было принято решение о начале массового внедрения на советских железных дорогах тепловозной и электровозной видов тяги, а также о прекращении строительства паровозов. В том же году крупнейшие в СССР паровозостроительные заводы, Коломенский и Ворошиловградский, выпустили свои последние паровозы — пассажирский П36-251 и грузовой ЛВ-522 соответственно. Вместо них указанные заводы перешли на выпуск тепловозов ТЭ3[13].


Однако дефицит электровозов продолжал ощущаться. В связи с этим на 1956 год, наряду с приобретением тепловозов в Австрии, было запланировано приобретение в Чехословакии двух магистральных электровозов (фактически они были поставлены в 1957 году)[14].

Постановлением Совета министров СССР № 1106 от 3 октября 1958 года на сети железных дорог СССР было начата электрификация на переменном токе. За 1959—1960 год новая система была введена на линиях протяжённостью 1220 км[15].

В начале 1959 года прошёл внеочередной XXI съезд КПСС. Решениями съезда было намечено проведение коренной технической реконструкции железнодорожного транспорта путём замены паровозов экономичными локомотивами — электровозами и тепловозами[3]. В этой связи в СССР были интенсифицированы разработки новых моделей электровозов, увеличивались производственные мощности для их серийного выпуска.

В 1961 году Тбилисский электровозостроительный завод (ТЭВЗ) выпустил первый электровоз Т8 по своему проекту. По доработанному в результате испытаний проекту в 1962 году завод изготовил второй электровоз этой модели. В 1963 году электровозы получают новое обозначение — ВЛ10. Электровозы ВЛ10 строились в Новочеркасске (19691976) и Тбилиси (19611977), — всего выпущено 1799 электровозов. Механическую часть для первых 20 ВЛ10, собиравшихся в Тбилиси, изготовил Луганский завод, а для всех других ВЛ10 изготавливал НЭВЗ.

Электровозы железных дорог СССР и России[править | править вики-текст]

Электровоз ВЛ60пк
Пассажирский электровоз Škoda ЧС2
Электровоз ВЛ-23

В СССР массово выпускались грузовые электровозы:

Кроме того, в СССР импортировались пассажирские электровозы из Чехословакии:

  • постоянного тока: ЧС1 (102 штуки, годы выпуска 1957—1960), ЧС2 (944 шт., 1963—1973), ЧС2м (2 шт., 1965), ЧС2т (119 шт., 1972—1976), ЧС3 (87 шт., 1961), ЧС200 (12 шт., 1974—1979), ЧС6 (30 шт., 1979—1981), ЧС7 (291 шт., 1981—2000)
  • переменного тока: ЧС4 (230 штук, годы выпуска 1965—1972), ЧС4т (510 шт., 1971—1986), ЧС8 (82 шт., 1983—1989);

Из Франции:

  • переменного тока: Ф (50 шт., годы выпуска 1959—1960);

И из Германии:

  • переменного тока: К (20 шт., годы выпуска 1959—1961, эксплуатировались в депо Батайск Северо-Кавказской ЖД до 1976 г.)

В настоящее время в России серийно выпускаются грузовые и пассажирские электровозы как постоянного (пассажирские ЭП2К; грузовые 2ЭС4К, 2ЭС6, 2ЭС10), так и переменного тока (пассажирские ЭП1М, ЭП1П; грузовые 2ЭС5К, 3ЭС5К, Э5К). Выпущена партия двухсистемных пассажирских электровозов ЭП10 (12 единиц), продолжается выпуск пассажирских двухсистемных электровозов ЭП20. Официальные результаты опытной эксплуатации ЭП10 не опубликованы, однако существует ряд негативных мнений в СМИ[16][17][18]. Кроме большого ряда недоработок, свойственного для опытных электровозов, причиной частой отставки от эксплуатации послужили выходы из строя тяговых электродвигателей.

Ведётся производство магистрального грузовых электровозов переменного тока 2ЭС5 и 2ЭС7 в рамках программы создания электровозов нового поколения. Второй проект - двухсистемный пассажирский ЭП20 - уже закончен и пошёл в серию.

Список всех серийных электровозов:

ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ15, ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23, ВЛ60, ВЛ80, ВЛ82, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, ЭП2К, ЭП10, ЭП20, Э5К, 2ЭС4К, 2ЭС5, 2ЭС5К, 2ЭС6, 2ЭС7, 2ЭС10, 2ЭС20, 3ЭС5К, ЧС1, ЧС2, ЧС3, ЧС4, ЧС6, ЧС7, ЧС8, ЧС200.

Список опытных и малосерийных электровозов:

ВЛ12, ВЛ40, ВЛ61, ВЛ62, ВЛ81, ВЛ83, ВЛ84, ЧС5, KZ4A, ЭП200.

Электровозы узкой колеи[править | править вики-текст]

В СССР также выпускались и эксплуатировались электровозы, предназначенные для эксплуатации на железных дорогах узкой колеи.

Для работы на электрифицированных УЖД были разработаны и выпускались электровозы узкой колеи. Основным производителем таких электровозов был Днепропетровский электровозостроительный завод, для торфяной промышленности электровозы и электротепловозы выпускал Демиховский завод в г.Орехово-Зуево, некоторое количество электровозов для УЖД было приобретено за рубежом, в частности в Чехословакии.

Хронологически производство и эксплуатацию электровозов для узкой колеи в СССР можно разделить на два периода: довоенный и послевоенный. Довоенный период был связан в основном с импортом узкоколейных электровозов (заводов Балдвин, AEG, Маффей-Шварцкопф) и созданием опытных образцов в СССР (завод «Динамо»). Послевоенный связан с началом массового серийного производства таких локомотивов (К-10, К-14, П-КО-1, ЭТу-4, ЭКоу-4, ЭД-16, ЭД-18, ЭЛ-1, ЭЛ-2I0-КП, II-КП-2А/2Б, II-КП-3А, ТЭУ-1, ПЭУ1, ПЭУ2, ЧС11).

Электровозы других стран мира[править | править вики-текст]

Северная Америка[править | править вики-текст]

Электровоз AEM-7

США были пионерами в электровозостроении и электрификации железных дорог, и в 20—30-х гг. XX века являлись страной с самым развитым производством электровозов. Основной компанией-производителем американских электровозов была Дженерал Электрик. Но дальнейшее развитие и совершенствование дизелестроения, и особенности эксплуатации железных дорог США, приостановили дальнейшее развитие электровозов и электрификации в США. В результате производство электровозов сошло на нет, ибо импорт электровозов из-за рубежа был более рентабельным (по причине ограниченной потребности в них), нежели налаживание собственного производства.

В результате с 1970-х гг. практически все вновь поступающие в эксплуатацию электровозы — импортные, и только небольшая часть МВПС (моторовагонного подвижного состава), производилась в самих США и зачастую по иностранным лицензиям. Основным поставщиком новых электровозов в США за это время стала шведская компания ASEA (ныне являющаяся подразделением канадской компании Bombardier). По её же лицензии производилась большая часть электроподвижного состава в США.

В Канаде производителем электровозов является компания Bombardier.

Европа[править | править вики-текст]

Двухсекционный электровоз ET40 (производство Škoda Works) на PKP

Производителями электровозов в Европе являются корпорации Alstom, ADtranz, Bombardier, Škoda, Siemens AG (например, BR 185, E44, E64  (нем.)). Производство электровозов осуществляется в Германии, Франции, Италии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Испании, Великобритании, Турции, Чехии, Польше. На Европу приходится большая часть всех электрифицированных железных дорог в мире, соответственно в Европе же электровозостроение получило наибольшее развитие. Производство электровозов в Европе покрывает не только внутриевропейские потребности в данных типах локомотивов, но и составляют большую часть всего общемирового экспорта электровозов.

На электрифицированных железных дорогах Европы вследствие присутствия разных видов электрификации используются электровозы различных систем питания и напряжения: Нидерланды — 1500 В, Бельгия, Италия, Польша, Россия — 3000 В, Испания, Великобритания — 750 и 1500 В.

Украина[править | править вики-текст]

В 1995 году по заказу Государственной администрации железнодорожного транспорта Украины на базе Днепропетровского электровозостроительного завода (ныне НПК «Электровозостроение») выпущен первый украинский электровоз постоянного тока серии ДЭ1. Локомотив предназначен для вождения грузовых поездов. Электровоз ДЭ1 — двухсекционный. Мощность электровоза — 6250 кВт, конструкционная скорость — 110 км/ч. Всего до 2008 года выпущено 40 электровозов данного типа, которые эксплуатируются на Приднепровской железной дороге (депо Нижнеднепровск-Узел) и Донецкой железной дороге (депо Красный Лиман)[19], постепенно вытесняя электровозы серии ВЛ8. Производство локомотивов продолжается. В 2001 году электровоз ДЭ1-008 проходил испытания на горных магистралях Львовской железной дороги. Однако ввиду сложностей его эксплуатации в горных условиях локомотив был передан на Донецкую дорогу. На данный момент два опытных образца электровоза — ДЭ1-001 и ДЭ1-002 — списаны. Одна секция электровоза ДЭ1-002 сохранена для экспозиции музея железнодорожной техники.

В 2002 году НПК «Электровозостроение» выпустил первый электровоз переменного тока с асинхронным приводом серии ДС3, предназначенный для вождения пассажирских поездов, конструкционная скорость локомотива 160 км/ч[20]. Разработка локомотива осуществлялась совместно с немецкой фирмой Siemens. Электровозы серии ДС3 призваны заменить локомотивы чешского производства ЧС4, ЧС8, отработавшие в большей части свой ресурс.

Луганским тепловозостроительным заводом выпускается грузовой электровоз 2ЭЛ5. Данный электровоз способен развивать скорость до 120 км/ч и отличается экономичным расходом электроэнергии[21]. Фактически этот электровоз — импортированный 2ЭС5К, на который установлен иной блок кабины.

Азия[править | править вики-текст]

Электровозы в странах Азии производятся в Японии, Корее, Индии, Китае и КНДР. (На железных дорогах прочих азиатских странах электротяга широкого распространения не получила.) Кроме указанных стран, электрическая тяга получила развитие в Казахстане, Узбекистане, Иране, но собственного производства ЭПС в этих странах нет. Например, Казахстан значительную часть электровозов импортирует из Франции[источник не указан 600 дней].

Япония[править | править вики-текст]

Электрифицированные железные дороги получили широкое распространение в Японии. Хотя используются такие дороги в основном для пассажирских перевозок с помощью высокоскоростных поездов Синкансэн, имеет место и грузовое движение на электрической тяге. В Японии электровозы производят концерны: Hitachi, Mitsubishi и Toshiba Electric.

Китай[править | править вики-текст]

На 1995 год в Китае лишь 88,5 % от объёма перевозок было выполнено тепловозами и электровозами, 11,5 % всё ещё составляют перевозки, выполненные паровозами[22]. Производством электровозов в Китае занимается корпорация LORIC (завод расположен в Чжучжоу).

На 1999 год выпускались: SS3 с фазовым регулированием напряжения на тяговых двигателях, SS4 — двухсекционные восьмиосные для вождения тяжёлых составов (также с фазовым регулированием напряжения на тяговых двигателях), SS6B с двухсегментным бесступенчатым фазовым регулированием напряжения на тяговых двигателях и SS7 с таким же регулированием напряжения и тремя двухосными тележками для работы на линиях с большим числом кривых малого радиуса.

Пассажирские электровозы SS6 и SS8, разработанные в 1990-х годах, имеют опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей и тяговую передачу с полым валом.

Все выпускаемые в Китае электровозы в соответствии с принятой на китайских электрифицированных железных дорогах системой тягового электроснабжения рассчитаны на питание от сети переменного тока напряжением 25 кВ и частотой 50/60 Гц.

В 2004 году Китай начал поставку партии из 12 электровозов в Узбекистан. В Казахстан были отправлены 3 экспериментальных универсальных электровозов KZ4A. В 2008 году Китаем отправлено в Казахстан ещё 2 электровоза серии KZ4A.

Казахстан[править | править вики-текст]

В 20102011 году планируется создание сборочного производства электровозов на площадях Атбасарского электровозоремонтного завода. Сейчас[когда?] на этом заводе модернизируют электровоз ВЛ80 путём полной замены старой контакторной группы на электронно-импульсную, люлечного подвешивания кузова на пружины «ФЛЕКСИКОЙЛ», поршневого компрессора КТ6 на винтовой «КНОР-БРЕМЗЕ», устанавливают новые: современный главный выключатель и токосъёмные полупантографы, устанавливают схему поосного регулирования тяги, переводят ТЭДы НБ418 с F-изоляции на H-изоляцию, улучшают дизайн кабины внешне и внутри, оснащают её климатической установкой и так далее. Кроме того, на базе 1 грузового электровоза ВЛ80 собирают 2 отдельных универсальных электровоза ВЛ40У. 4 декабря 2012 года в Астане АО "Национальная компания «Қазақстан темір жолы» совместно с компанией ЗАО «Трансмашхолдинг» и компанией Alstom Transport запустило электровозостроительный завод. Завод будет выпускать электровозы KZ8A, разработанный компанией Alstom Transport.[23]

Другие страны[править | править вики-текст]

Австралия[править | править вики-текст]

Начиная с 1919 года начата электрификация на пригородных участках. Первым был электрифицирован на постоянном токе 1500 В участок железной дороги вблизи Мельбурна. По той же системе был электрифицирован участок вблизи Сиднея в 1926 году. Значительно позднее, в 1979 году на переменном токе 25 кВ были электрифицированы пригородные участки Брисбена и Перта.

В 1980-е годы была электрифицирована на переменном токе также часть линий, задействованных для грузовых перевозок (главным образом для перевозки угля). Для перевозок использовались четырёхосные электровозы Victorian Railways E class  (англ.) и Victorian Railways L class  (англ.).

Из общей протяжённости железных дорог континента 41 300 км электрифицированы на 2000 год всего 2540 км или всего 6,1 %[24].

Новая Зеландия[править | править вики-текст]

По лицензии английской компании English Electric было освоено производство электровозов в Новой Зеландии, позднее электровозостроение в Новой Зеландии развивалось на основе кооперации с иностранными компаниями, в основном с британскими, австралийскими и японскими.

Африка[править | править вики-текст]

Электрификация получила слабое развитие на железных дорогах африканского континента. Единственная африканская страна с большой протяжённостью электрифицированных железных дорог — Южно-Африканская Республика.

Кроме ЮАР, электрифицированные железные дороги имеются в Намибии, Зимбабве, Замбии, Заире, Марокко, Тунисе, Алжире, Египте. Но, не считая Марокко, на электрифицированных железных дорогах вышеуказанных стран объём перевозок незначителен по сравнению с тепловозной тягой.

Промышленное производство электровозов имеется в ЮАР, мелкосерийное производство электровозов по иностранным лицензиям налажено и в Зимбабве.

Преимущества и недостатки электровозов[править | править вики-текст]

Как и другим типам локомотивов, электровозам присущи как преимущества, так и недостатки.

Преимущества:

  • Электровоз — экологически чистый локомотив. Сам по себе электровоз не создаёт выбросов в атмосферу, как это делают тепловоз и особенно паровоз. По причине «чистоты» массовое применение электровозов началось именно на тоннельно-перевальных участках, где паровозный дым существенно затруднял работу. И даже с учётом загрязнений от ТЭС, которые вырабатывают электроэнергию для тяговых подстанций, электровоз значительно чище тепловозов.
  • Электровоз при тех же габаритах, массе и технологическом уровне имеет значительно большую мощность, чем тепловоз или паровоз.
  • Высокий КПД. Даже с учётом КПД электростанций и энергосетей полнота использования теплоты сгораемого топлива в системе «ТЭЦ — энергосистема — электровоз» выше, чем для тепловоза, а тем более для паровоза. При питании электровозов от ГЭС, АЭС, ГеоТЭС, гелиоэлектростанций КПД ещё выше.
  • Конструкция электровоза, особенно современного, с электронным управлением тяговыми двигателями, проще конструкции тепловоза.
  • Среди всех локомотивов электровозы характеризуются наиболее простым управлением (кроме электровозов постоянного тока с РКСУ, где необходимо выдерживать ходовые позиции) и лучше всего поддаются автоматизации.

Недостатки:

  • Для эксплуатации электровозов требуется сложная инфраструктура: контактная сеть, тяговые подстанции — по этой причине электровозы экономически выгодно использовать только в качестве магистральных локомотивов на железных дорогах с большим трафиком. (Маневровые электровозы рентабельно использовать только на крупных электрифицированных станциях.)
  • Повышенная электрическая опасность как самого электровоза, так и электрифицированных железнодорожных путей.
  • Повышенная, как и у тепловозов с электротрансмиссией, металлоёмкость электрооборудования. Особенно это относится к электровозам переменного тока.
  • Сложность постановки в депо — требуется маневровый локомотив. В зданиях депо, по соображениям безопасности, часто отсутствует контактный провод — это ещё одна причина, по которой электровоз целесообразно использовать только в качестве магистрального локомотива.

Производители электровозов[править | править вики-текст]

Заводы, ремонтирующие электровозы[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Locomotive smashes world record at 357 km/h  (англ.)
  2. Demonstrator 1216 050: becoming the world record holder  (англ.)
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 Сидоров Н. И., Прудыус А. С. Как устроен и работает электровоз. — М.: Трансжелдориздат, 1959.
  4. Раков В. А., Пономаренко П. К. Общее описание электровоза // Электровоз. — 1955. — С. 5—6.
  5. Железнодорожный транспорт: Энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — 559 с.: ил. (стр. 472—474)
  6. Классификации тяговых приводов по динамическим свойствам для задач проектирования рельсовых экипажей
  7. В. А. Раков. Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976—1985. — М.: Транспорт, 1990. — С. 18—20.
  8. Автосцепные устройства нового поколения для пассажирского подвижного состава. «Вестник ВНИИЖТ» № 6 / 2002
  9. Большая Советская энциклопедия. Гл. ред. Б. А. Введенский, 2-е изд. Т. 8. Вибрафон — Волово. 1951. 648 стр., илл.; 50 л. илл. и карт. (стр. 137—138)
  10. Сотников Е. А. Железные дороги мира их XIX в XXI век. М.: Транспорт, 1993. — 200 с. (стр. 40—41)
  11. The Daft Electric Railway  (англ.)
  12. История железнодорожного транспорта. Электровозы
  13. Раков В. А. Введение. Последние паровозы // Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955. — Москва: Транспорт, 1999. — С. 9—10. — ISBN 5-277-02012-8
  14. Из отчёта Главного управления материально-технического обеспечения МПС СССР в МПС о реализации плана импортных поставок подвижного состава железнодорожному транспорту СССР за 1957 г. // Железнодорожный транспорт СССР 1956—1970 гг. (сборник документов) М.: Эрга. 550 с.
  15. Докладная записка Министерства путей сообщения СССР и Министерства транспортного строительства СССР в Совет министров СССР об организации защиты линий связи в связи с широким внедрением на железных дорогах электрической тяги по системе переменного тока // Железнодорожный транспорт СССР 1956—1970 гг. (сборник документов) М.: Эрга. 550 с.
  16. Д. Чернов. ЭП10 — выкидыш завода НЭВЗ // журнал «Локотранс»
  17. Александр Шугаев. Локомотивы вернули изготовителям // газета «Гудок», 20.02.2007 (недоступная ссылка — историякопия)
  18. Несоблюдение государственных стандартов — уголовное преступление // газета «Гудок», 02.03.2007 (недоступная ссылка — историякопия)
  19. http://trainclub.ru/view_catalog/de1/ ДЭ1 — Электровозы, Магистральные — Trainclub.ru
  20. http://pharaon.at.ua/index/0-66 Pharaon@UA — Электровоз ДС3
  21. http://www.citynews.net.ua/6/5129_1.html В Луганске презентован грузовой электровоз «2ЭЛ5»
  22. «Подвижной состав железных дорог Китая». Журнал «Железные дороги мира» № 6 / 1999
  23. В Казахстане запустили электровозостроительный завод
  24. Железная дорога на Австралийском континенте