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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Elektrische Lokomotive. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Eine Elektrolokomotive ist eine nicht autonome Lokomotive, die von darauf installierten Fahrmotoren angetrieben wird und über ein Kontaktnetz, das von Umspannwerken (seltener auch von Bordbatterien) gespeist wird, mit Strom aus einem externen Stromnetz versorgt wird. Bis Anfang des 1803. Jahrhunderts wurden Kohle und Erz auf gusseisernen Schienen aus Gruben und Bergwerken transportiert. Beladene und leere Wagen wurden von Pferden bewegt. Die ersten Lokomotiven waren Dampflokomotiven. Die erste Eisenbahnlokomotive wurde 1814 von dem Engländer R. Trevithick für eines der Gleise im Bergwerk gebaut. Nach ihm wurden Dampflokomotiven von anderen Erfindern gebaut, aber diese Dampflokomotiven fanden keine breite praktische Anwendung. Am erfolgreichsten war die 1829 gebaute Dampflokomotive von J. Stephenson. 1834 schlug Stephensons Dampflokomotive „Rocket“ die Dampflokomotiven anderer Konstrukteure bei einem Wettbewerb in Wrenhill, dessen Ziel es war, das beste Lokomotivdesign für die Liverpool-Manchester-Eisenbahn auszuwählen. J. Stephenson wurde der Begründer des Schienenverkehrs. Im XNUMX. Jahrhundert wurden in vielen Ländern Dampflokomotiven gebaut. In Russland wurde die erste Dampflokomotive XNUMX von Vater und Sohn E.A. und ich. Cherepanovs.
Die erste elektrische Lokomotive wurde Mitte der 1890er Jahre in den Vereinigten Staaten gebaut. Es war eine Gleichstrom-Elektrolokomotive, die Energie von Traktionsunterstationen erhielt. In der UdSSR erschien 1926 die erste elektrifizierte Eisenbahnstrecke mit mehrteiligen Elektrozügen, die ersten Elektrolokomotiven - 1933. Im Laufe der Zeit ersetzten Elektro- und Dieseltraktion Dampf von fast allen zahlreichen Autobahnen unseres Landes. Die Bahn bezieht Strom aus großen Kraftwerken. Der daraus gewonnene dreiphasige Hochspannungsstrom wird Umspannwerken zugeführt und dort in den für die Traktion benötigten Strom umgewandelt. In den Anfangsjahren der Elektrifizierung von Vorortabschnitten der Eisenbahnen der UdSSR lieferten Umspannwerke einen Gleichstrom von 1500 V an einen über dem Gleis aufgehängten Kupferfahrdraht, und in den ersten Hauptabschnitten wurde ein Gleichstrom von 3000 V verwendet Eisenbahnen, legen Sie einphasigen Wechselstrom mit einer Frequenz von 1960 Hz erhöhter Spannung (1970 kV) an. Dies ermöglichte es, Umspannwerke nicht wie bei Gleichstrom nach 50 bis 25 Kilometern, sondern nach 20 bis 30 Kilometern zu bauen, dh ihre Anzahl um die Hälfte oder drei zu reduzieren, und die Umspannwerke einfacher und billiger zu machen. Durch eine erhöhte Spannung können Sie den Querschnitt des Fahrdrahts verringern, was viel Kupfer erfordert. Dies verringert die Kosten des Kontaktnetzes. Auf dem Dach der Elektrolokomotive sind Stromabnehmer - Stromabnehmer befestigt, die gegen den Fahrdraht gedrückt werden und elektrischen Strom an die Fahrmotoren der Elektrolokomotive übertragen. Die Motoren befinden sich unter dem Aufbau der Elektrolokomotive an jeder ihrer Achsen. Die ersten einheimischen Elektrolokomotiven hatten 6 Achsen in 2 dreiachsigen Drehgestellen, also 6 Motoren. Später wurden leistungsstärkere Elektrolokomotiven mit 8 Achsen in 4 zweiachsigen Drehgestellen und mit Motoren hergestellt. Jeder Motor dreht mit Hilfe eines Getriebes „sein“ Radpaar und setzt damit die E-Lok in Bewegung. Der Strom, der durch den Stromabnehmer zu den Fahrmotoren geleitet und in ihnen gearbeitet hat, fließt teilweise in die Schienen, die als zweiter Draht dienen, und kehrt dann durch die Saugdrähte zum Umspannwerk zurück. Der große Vorteil einer Elektrolokomotive ist ihre Wirtschaftlichkeit. Während der Bergabfahrt arbeiten seine Motoren als Generatoren für elektrischen Strom, der ins Netz zurückfließt. Dieser Modus wird als regeneratives Bremsen (vom lateinischen Wort "recuperatio" - "Rückempfang") bezeichnet. Der Wirkungsgrad einer Elektrolokomotive erreicht 88-90 Prozent. Der Aufbau einer Elektrolokomotive ähnelt einem Waggon. An beiden Enden befinden sich Steuerkabinen. Dadurch kann die Lokomotive in jede Richtung fahren – der Fahrer muss nur von einer Kabine zur anderen wechseln. Achtachsige Elektrolokomotiven haben zwei Karosserien, die durch einen geschlossenen Laufsteg miteinander verbunden sind. Der Körper der Lokomotive enthält elektrische Ausrüstung - Widerstandskästen, Schütze, Schalter sowie alle Arten von Hilfsmaschinen - Motorgeneratoren, Kompressoren, Lüfter usw.
Jetzt werden in Russland elektrische Lokomotiven mit einphasigem Wechselstrom (Versorgungsspannung - 25 kV und Frequenz - 50 Hz) sowie Gleichstrom (Spannung - 3 kV) betrieben. Dies sind leistungsstarke Güterzuglokomotiven der VL-Serie und der tschechoslowakischen Personenzug-Serie ChS aus heimischer Produktion. Eine elektrische Personenlokomotive der Serie ChS4 mit einer Leistung von 5100 kW entwickelt eine Geschwindigkeit von bis zu 160 Stundenkilometern und eine elektrische Lokomotive der Serie VL85 mit einer Leistung von 10020 kW - bis zu 110 Stundenkilometern. VL85 ist die stärkste elektrische Lokomotive der Welt. Seine Geburt verdankt er der BAM. Für den erfolgreichen Betrieb der Baikal-Amur-Magistrale war eine leistungsstarke und zuverlässige Elektrolokomotive erforderlich. Experten haben mehrere Optionen für neue AC-Güterzug-Elektrolokomotiven vorgeschlagen. Folgendes schreibt Oleg Kurikhin in der Zeitschrift "Technology - Youth": „Einige schlugen vor, nur vierachsige Sektionen zu produzieren und je nach Gewicht der Züge und Gleisprofil 8-, 12- und 16-achsige Lokomotiven herzustellen – zwei gleiche Maschinen.Aber es war nicht immer möglich um das Gewicht des Zuges und der Lokomotive optimal zu kombinieren, und manchmal stiegen aufgrund der überschüssigen Leistung der letzteren die Transportkosten. Anderen zufolge hätten neben diesen Elektrolokomotiven auch 6-achsige Sektionen mit zweiachsigen Drehgestellen hergestellt werden sollen. Dann wäre es mit dem gleichen Typ von Fahrmotoren, Getrieben und Steuersystemen möglich, 8-, 10-, 12-, 14-, 16- und 18-achsige Maschinen zusammenzustellen und sie an spezifische Bedingungen anzupassen. In beiden Fällen waren die Abschnitte als Einzelkabine geplant, obwohl einige Experten für 4- und 6-achsige Doppelkabinen waren. Und doch konzentrierten sich die Bemühungen am Ende auf eine 12-achsige Lokomotive für schwere Güterzüge und Straßen mit schwierigem Profil.“
Theoretische Studien des für die einheimische Praxis so neuen Fahrgestells für Elektrolokomotiven wurden am Forschungsinstitut für Design und Technologie des Elektrolokomotivenbaus (VELNII) und am Rostow am Don-Institut für Eisenbahningenieure (RIIZhT) durchgeführt. Daher entschieden wir uns, eine 12-achsige Elektrolokomotive zu konstruieren, bei der sich jede der beiden Sektionen auf drei 2-achsigen Drehgestellen mit individuellem Elektroantrieb befand. Beim Fahren schwerer Züge sollte die neue Lokomotive einen wirtschaftlichen Effekt von mehr als 200 Rubel pro Jahr (in Höhe von 1980) erzielen, was die Grundlage für die Aufnahme der zukünftigen Maschine in den offiziellen "Typ der Hauptelektrolokomotiven" bildete. . Zur experimentellen Überprüfung der Berechnungen im Werk für Elektrolokomotiven in Novocherkassk wurde ein Lokomotivmodell hergestellt, das von August bis September 1981 bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Streckenabschnitten getestet wurde und die hohe Qualität des Fahrwerks bestätigte. Das Design der Elektrolokomotive VL85 wurde vom stellvertretenden Direktor von VELNII V.Ya. Swerdlow. Im Mai 1983 wurde das erste Muster gebaut, im Sommer das zweite. Nach einer Versuchsfahrt von 5000 Kilometern wurde VL85-001 dem Eisenbahnministerium zur Erprobung vorgelegt, die recht erfolgreich endete. „Der mechanische Teil des VL85 wurde so ausgeführt“, schreibt Kurikhin, „dass die Karosserie auf zweiachsigen Drehgestellen mit einer Stützachse und in Zukunft auf einem Stützrahmen mit Aufhängung von Fahrmotoren, den Abschnitten, montiert wurde wurden durch eine automatische Kupplung verbunden, der Karosserierahmen wurde unter Berücksichtigung der Längskraft von bis zu dreihundert Tonnen ausgelegt.In Abschnitten montiert auf einem Transformator mit drei Sekundärwicklungen (entsprechend der Anzahl der Drehgestelle), geladen durch eigene Konverter mit zwei parallel geschaltete Fahrmotoren. Viel Aufmerksamkeit wurde dem Layout, der Belüftung des Aufbaus und der Fahrmotoren, dem Steuerungssystem und der Reduzierung des Energieverbrauchs für den Eigenbedarf der Lokomotive geschenkt. " Zum ersten Mal in der heimischen Praxis wurde auf der VL85 ein automatisiertes Steuerungssystem (ACS) installiert, das auf der Basis von Mikroprozessoren und anderer Mikroelektronik aufgebaut war und es ermöglichte, den Zug mit einem bestimmten Traktionsstrom sanft auf die erforderliche Geschwindigkeit zu beschleunigen Motoren. Danach hielt das ACS auf ebener Strecke eine konstante Geschwindigkeit und führte bei Abfahrten eine elektrische Bremsung durch. Außerdem kontrollierte sie die Bergung, das Abbremsen bis zum Stillstand, die Kraftverteilung mit doppeltem Schub. Dank ihr war es möglich, die Beschleunigung um sechs Prozent und die Verzögerung des Zuges um zehn Prozent zu erhöhen. Im Vergleich zur VL80R ist der Energieverbrauch der neuen Lokomotive um mehr als ein Drittel gesunken und ihre Rückführung ins Kontaktnetz im Rekuperationsmodus um fast das 1,2-fache gestiegen. Das automatisierte Steuersystem gewährleistete einen zuverlässigen Betrieb der Lokomotive bei Schwankungen der Versorgungsspannung im Bereich von 19-29 kV. Und hier noch einige technische Daten der Elektrolokomotive VL85. Kupplungsgewicht - 288 Tonnen. Abmessungen: Länge - 45 Meter, Breite - 3,16 Meter, Höhe - 5,19 Meter. Zugkraft im Stundenmodus bei einer Geschwindigkeit von 49,1 Stundenkilometern - 74 Tonnen. Zuerst wurden beide Elektrolokomotiven auf dem Ring des Werks Novocherkassk getestet, dann wurden Dynamik und Auswirkungen auf die VL85-001-Strecke auf der nordkaukasischen Straße getestet und die Traktions- und Energieeigenschaften von VL85-002 wurden auf dem VNIIZhT-Experiment getestet Ring in Shcherbinka. Anschließend wurden die Lokomotiven für den Probebetrieb auf den Strecken Belorechenskaya - Maykop, Mariinsk - Krasnojarsk - Taishet, Abakan - Taishet - Lena übergeben. Die Staatskommission stufte sie in die höchste Qualitätskategorie ein und empfahl NEVZ, 1985 fünf solcher Maschinen herzustellen und im nächsten Jahr mit der Massenproduktion zu beginnen. Ab der dritten Lokomotive wurden die besten NB-514-Fahrmotoren eingesetzt und die Modernisierung fortgesetzt. Bis Januar 1995 wurden 272 dieser Elektrolokomotiven produziert. Sie betraten die Schienen der Hauptstrecken Südural, Krasnojarsk, Ostsibirien und Baikal-Amur. Leider ist das Verkehrsaufkommen in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen, leistungsstarke VL85 arbeiten oft mit ziemlicher Unterlast, was die Kosten für die Lieferung von Gütern auf der Schiene erheblich erhöht. Wie so oft musste ich die Empfehlungen von Spezialisten nutzen, die in den 1970er Jahren vorschlugen, 6-achsige Wechselstrom-Elektrolokomotiven mit zwei Kabinen und drei 2-achsigen Drehgestellen herzustellen, die am besten für Züge von 4-5 Tonnen geeignet sind. Das Eisenbahnministerium bestellte eine solche Lokomotive mit der Bezeichnung VL65. In Kombination mit VL80 und VL85 sollen sie den normalen Frachtumschlag auf AC-Straßen gewährleisten. Autor: Musskiy S.A.
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