29 января 12:10

Автор: admin Рубрика: Электровозы Комментариев нет

Электровозы ВЛ80 и их модификации

Электровозы ВЛ80

ВЛ80 – серия магистральных грузовых электровозов, предназначенных для работы от контактной сети напряжением 25000 В и промышленной частотой 50 Гц.

Все электровозы данной серии производились Новочеркасским электровозостроительным заводом с 1961 по 1995 годы по проектам, которые создавал Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения (ВЭлНИИ).

Некоторые важные аппараты и комплектующие (главный выключатель, тяговый трансформатор) доставлялись от других производителей, всё остальное производилось непосредственно на заводе (вспомогательные машины, тяговые электродвигатели и вспомогательные машины, механическая часть).

ВЛ80 первых выпусков имели дуговые ртутные выпрямители, которые впоследствии были заменены на кремниевые – такие электровозы получили обозначение ВЛ80^К.

Среди всего модельного ряда Новочеркасского электровозостроительного завода ВЛ80 стал самой массовой серией, а на электрифицированных участках железных дорог СССР – основным грузовым электровозом.

Технические характеристики

Род тока – переменный
Напряжение и частота тока – 25000 В, 50 Гц
Осевая формула — 2(2_O-2_O)
Часовая мощность ТЭД (зависит от модификации) – 8х(610-800) кВт
Длительная мощность ТЭД (зависит от модификации) – 8х(698-720) кВт
Скорость часового режима (зависит от модификации) – 47,8-58,7 км/ч
Скорость длительного режима (зависит от модификации) – 50,1-56 км/ч
Конструкционная скорость – 110 км/ч
Длина – 32480 мм
Высота – 5100 мм

Конструкция

ВЛ80 – двухсекционный электровоз, и именно в такой составности он выпускался заводом. Однако электрическая схема ВЛ80^Спредусматривает возможность синхронной работы по системе многих единиц трех и четырех секций.

На ВЛ80 устанавливались тяговые электродвигатели НБ-418К6, опорно-осевого типа подвешивания. Крутящий момент от тягового электродвигателя колесным парам передается двухсторонней косозубой зубчатой передачей с жестким венцом зубчатого колеса.

Две тележки одной секции одинаковые, двухосные со сварными рамами. В буксах установлены роликовые подшипники, связь букс с рамой тележек обеспечивают поводки с сайлентблоками. Тягово-тормозные усилия с тележки на кузов передаются с помощью шкворней. Диаметр новых колесных пар составляет 1275 – 1290 мм, хотя в паспортные данные электровоза всегда прописывали 1250 мм.

Основное оборудование

На каждой секции электровоза установлено следующее оборудование:

тяговый трансформатор с масляным насосом, который служит для понижения напряжения контактной сети до необходимого для обеспечения работы всех электрических машин и агрегатов;
фазорасщепитель, предназначенный для вырабатывания третьей фазы, обеспечивающей питания двигателей асинхронных машин. Первая и вторая фазы вырабатываются от обмотки собственных нужд тягового трансформатора;
пантограф, обеспечивающий непрерывный скользящий контакт с контактной сетью;
главный выключатель ВОВ-25-М, являющийся на электровозе главным аппаратом защиты от перегрузок, короткого замыкания и других аварийных режимов работы электровоза;
мотор-компрессор обеспечивает электровоз сжатым воздухом. Воздух необходим для работы тормозного оборудования, пневматических аппаратов и блокировок, привода стеклоочистителя, а также для подачи свистка и тифона.
мотор-вентиляторы в количестве 4-х штук. Они предназначены для наддува кузова и охлаждения оборудования. На каждую тележку установлено по одному мотор-вентилятора для охлаждения ТЭД.

Тяговый трансформатор имеет две обмотки: тяговая и обмотка собственных нужд (ОСН). Тяговая обмотка предназначена для питания тяговых электродвигателей, а ОСН питает вспомогательные машины и цепи управления. Напряжение ОСН на холостом ходу составляет 399 В, при номинальной нагрузке – 380 В. Данные показатели предусматривает работу тягового трансформатора при напряжении в контактной сети от 19 до 29 кВ. В случае, если напряжение ниже 19 кВ и выше 29 кВ, то для обеспечения стабилизации напряжения на обмотке собственных нужд имеются два вывода напряжением 210 и 630 В, которые необходимо переключать вручную непосредственно на трансформаторе. Регулировка напряжения на тяговые электродвигатели осуществляется оперативно при управлении электровозом.

Питание цепей управления напряжением 50 В осуществляется трансформатором, регулируемым подмагничиванием шунтов (ТРПШ). Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока после выпрямителя предусмотрены дроссели Д1 и Д3.

Управление электровозом

Регулировка скорости движения электровоза осуществляется путем ступенчатого изменения напряжения, подаваемого на тяговые электродвигатели. За исключением ВЛ80^Р, на всех модификациях и разновидностях ВЛ80 регулировку напряжения, подаваемого на ТЭД путем переключения отпаек тяговой обмотки трансформатора, осуществляет главный электроконтроллер ЭКГ-8Ж.

ЭКГ-8Ж представляет собой групповой переключатель с установленными на него контакторами. 30 из них выполнены без дугогашения, 4 снабжены дугогасительной камерой. За счет этих четырех контакторных элементов имеется возможность бестокового переключения тридцати других. Во время переключения позиций под нагрузкой возможен бросок тока. Поэтому между тяговым трансформатором и электроконтроллером установлен высокоиндуктивный переходной реактор, который гасит коммутационные перегрузки.

Привод электроконтроллера ЭКГ-8Ж осуществляется двигателем мощностью 500 Вт, питание от 50 В. Работа этого двигателя на электровозе сопровождается падением напряжения в цепях управления.

Модификации ВЛ80

ВЛ80^К

За годы производства ВЛ80^К(c 1963 по 1971) было выпущено 695 экземпляров. Электровоз конструктивно продолжает традиции ВЛ60К, однако во многом отличия были значительными. Например, вместо генератора тока управления ДК-405 на ВЛ80^К установлен бесконтактный источник питания, в основе которого трансформатор ТРПШ, а тяговые электродвигатели получили улучшенные характеристики. Пространство от межсекционного перехода до поперечного прохода закрыто шторами и является высоковольтной камерой, а сам проход по машинному отделению предусмотрен вдоль левой стенки кузова.

В высоковольтной камере находятся все вспомогательные машины, за исключением мотор-вентилятора второй тележки.

Для охлаждения тяговых электродвигателей электровозы до 380 номера оснащались двумя центробежными вентиляторами мощностью 40 кВт на каждую секцию. Они засасывали воздух через жалюзи, которые врезались в правую стенку кузова.

Охлаждение выпрямительной установки осуществляют 4 вентилятора мощностью 14 кВт. Забор воздуха происходит через крышевые жалюзи, после чего он направляется в шкаф выпрямительной установки (4 шкафа на секцию).

Расположение остального оборудования в поперечном проходе и в кабине управления ничем не отличается от ВЛ60К.

С номера 380 вместо четырех осевых вентиляторов начали устанавливать два двухколесных центробежных. Это повлекло за собой серьезную перекомпоновку, которая была признана крайне неудачной. Для забора воздуха центробежными вентиляторами понадобилась врезка дополнительных жалюзи как на левой, так и на правой стенках кузова. В результате, форткамеры левых жалюзи пришлось разместить прямо в продольном проходе, что вызвало большие затруднения при смене кабины управления: приходится открывать и закрывать 8 дверей (кабинные, межсекционные и по две двери на каждую форткамеру), либо оставлять их открытыми, что существенно снижает качество вентиляции.

Начиная с 1970 года и далее на всех модификациях ВЛ80 начали устанавливать буферные фонари нового типа. Взамен двух больших фонарей, которые горели как белым, так и красным огнями, появились буферные фонари меньшего размера и буферными фонарями красного цвета, размер которых был еще меньше. Фонари установлены в общую овальную секцию.

Электровоз ВЛ80т

ВЛ80^Т

Всего выпущено 1317 единиц данной модификации. Выпуск осуществлялся с 1967 по 1984 годы.

Первые экземпляры ВЛ80^Тоснащались такими же тележками, как и у ВЛ80^К. Однако в 1975 году начиная с электровоза под номером 1004 взамен боковых опор начали применять систему люлечного подвешивания – на четырех подпружиненных стержнях кузов подвешивается к каждой тележке. Стержни имеют отклонение к центру тележке для большей устойчивости кузова во время относа в сторону.

Применены автоматические выключатели вместо плавких предохранителей.

Незначительно изменена система вентиляции. Форткамеры с левой стороны кузова уменьшены в размерах и перенесены на крышу электровоза – теперь проходу они не мешают.

На ВЛ80^Т установлен реостатный тормоз, для работы которого потребовалась установка следующих элементов:

БУРТ (блок управления реостатным торможением), который устанавливается только в первую секцию. Необходим для управления работой контакторов расширенной зоны торможения и других аппаратов;
выпрямительная установка возбуждения (ВУВ). Во время работы тяговых электродвигателей в режиме генераторов тиристоры, из которых собрана установка, обеспечивают плавную регулировку возбуждения ТЭД;
тормозные резисторы и контакторы переключения сопротивления резисторов;
устройства переключения воздуха. В нормальном режиме мотор-вентиляторы №3 и №4 направляют воздух к выпрямительной установке, маслоохладителям тягового трансформатора и к сглаживающему реактору. В режиме реостатного торможения устройства переключения воздуха переключают его подачу на тормозные резисторы;
тормозные переключатели. В режиме реостатного торможения они обеспечивают отключение тяговых электродвигателей от выпрямительной установки и подключение якорей ТЭД к тормозным резисторам. Одновременно обмотки возбуждения соединяются последовательно и подключаются к выпрямительной установке возбуждения.

Такое серьезное изменение электрической схемы электровоза повлекло за собой изменение расположения оборудования в секциях.

ВЛ80^А/Б

Новочерскасский электровозостроительный завод в 1967 году выпустил экспериментальную версию электровоза с бесколлекторными вентильными тяговыми электродвигателями. Электровоз получил обозначение ВЛ80^Б-216.

В этом же году был выпущен восьмиосный ВЛ80-238. Одна его секция являлась обычным ВЛ80^К, а вторая – ВЛ80^А с асинхронными тяговыми электродвигателями.

По разным причинам ВЛ80^А и ВЛ80^Б решили серийно не выпускать.

ВЛ80^В

Электровоз отличается наличием бесколлекторных синхронных тяговых электродвигателей.

ВЛ80^Р

В 1968 году НЭВЗ собрал опытный образец электровоза ВЛ80^Р-300. Всего за время серийного производства с 1973 по 1986 годы было построено 373 единицы.

Тяговые показатели у ВЛ80^Р сопоставимы с показателями ВЛ80^Т и ВЛ80^С. Однако устойчивость к боксованию у него гораздо лучше, благодаря особому плавному регулированию напряжения на тяговые электродвигатели. Благодаря бесступенчатому плавному нарастанию напряжения электровоз набирает скорость без рывков, что не дает ему преждевременно срываться в боксование.

Бесступенчатое регулирование напряжение стало возможным благодаря применению тиристоров в выпрямительной установке вместо диодов. Также тиристоры позволяют использовать рекуперативное торможение вместо реостатного – они инвертируют постоянный ток, который вырабатывают тяговые электродвигатели в режиме торможения, в переменный, и он через тяговый трансформатор возвращается в контактную сеть.

В компоновке ВЛ80^Р есть небольшие отличия от ВЛ80^С и ВЛ80^Т:

за ненадобностью убраны устройства переключения воздуха и тормозные резисторы. На это место помещены мотор-вентиляторы №3 и №4;
в трансформаторном помещении установлены быстродействующие выключатели вместо линейных контакторов на блоке силовых аппаратов;
в электрической схеме не предусмотрен ЭКГ, на ВЛ80^Р он отсутствует.

Кабина ВЛ80^Р практически полностью соответствует кабине ВЛ80^Т, за исключение пары отличий:

в верхнем углу кабины справа установлены 8 ламп, которые сигнализируют о состоянии всех быстродействующих выключателей обеих секций;
рукоятку контроллера машиниста сменил круглый штурвал.

ВЛ80^С

Этот электровоз по своей сути является тем же ВЛ80^Т, который приспособлен для работы в количестве более, чем двух секций по системе многих единиц с управлением из одной кабины.

Сначала была предусмотрена возможность работы из двух или четырех сцепленных вместе секций, однако в 1982 году были выпущены электровозы под номерами 550, 551 и 552, которые могли работать и с тремя секциями. Далее с номера 697 такая возможность появилась у всех электровозов.

При проведении капитального ремонта старые электровозы этой серии переделали для возможности работы в три секции. Одним из недостатков является невозможность использования реостатного торможения на третьей секции. Некоторые из них были переделаны в бустерные.

Многочисленные изменения, вносившиеся в конструкцию электровоза привели к увеличению его веса. В паспортные данные была внесена новая цифра – 192 тонны.

ВЛ80^СМ

Всего было построено 4 экземпляра данной модификации с 1990 по 1995 годы. Все электровозы приписали к депо Батайск Северо-Кавказской железной дороги.

Основным отличием от электровоза ВЛ80^С была измененная форма прожектора, буферных фонарей и кабины. Внешне электровоз имел сходство с ВЛ85.

Электровозы ВЛ80^СМ в октябре 2016 года были списаны.

Эксплуатация

Электровозы серии ВЛ80 эксплуатируются на всех железных дорогах России, где имеется электрификация переменным током 25 000 В. Кроме России, электровозы активно используются на железных дорогах Узбекистана, Казахстана, Беларуси и Украины. Однако постепенно отдельные единицы попадают под списание, а на смену им приходят новые локомотивы на электротяге.

Документация по электровозам ВЛ80:

Книга электровоз ВЛ80с Руководство по эксплуатации МОСКВА «Транспорт» 1982г.

Книга устройство и работа электровоз ВЛ80с под редакцией А.Ю. Николаева МОСКВА 2006г.

Книга электровоз ВЛ80р Руководство по эксплуатации МОСКВА «Транспорт» 1985г.

Книга электровозы ВЛ80т Руководство по эксплуатации МОСКВА «Транспорт» 1977Г.

Обучающие плакаты ВЛ80с.

Монтажные схемы цепей управления электровоза ВЛ80с.

Электрические схемы ВЛ80с.

Электрические схемы ВЛ80т.

Электрические схемы ВЛ80р.

Пневматическая схема ВЛ80с.

Пневматическая схема ВЛ80р.