Электровоз ВЛ10

Первый электровоз ВЛ10, спроектированный Тбилисским электровозостроительным заводом (ТЭВЗ), был выпущен этим заводом в 1961 г. Строились эти локомотивы Тбилисским заводом по 1977 г. включительно, а Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) в 1969—1976 гг. Механическую часть электровозов ВЛ10 (а также электровозов ВЛ10^У, ВЛ11) для Тбилисского завода изготовлял НЭВЗ. Кузова этих электровозов унифицированы с кузовами электровозов ВЛ80^Т, ВЛ80^С и отличаются от последних конструкцией узлов, связанных с установкой электрического оборудования. Секции электровоза соединены между собой автосцепками.

Тележки электровозов ВЛ10 незначительно отличаются от тележек электровозов ВЛ80^Т в основном из-за больших размеров тяговых электродвигателей, что приводит к увеличению расстояния между осью колесной пары и валом электродвигателя (величины централи). При сохранении числа зубьев у зубчатого колеса колесной пары (88) это обусловливает увеличение количества зубьев у ведущей шестерни с 21 до 23, а следовательно, уменьшение передаточного отношения зубчатого редуктора до 88:23=3,826.

Расположение оборудования на секции электровоза ВЛ10:

1 – пульт управления; 2 – тифон; 3 – индуктивный шунт и резисторы ослабления возбуждения; 4 – токоприемник; 5 – пусковые резисторы; 6 – мотор-вентилятор с генератором тока управления; 7 – мотор-компрессор.

Статический прогиб рессор тележки 54,5 мм, рессор люлечного подвешивания 67 мм, т. е. общий прогиб 121,5 мм.

В каждой секции электровоза со стороны их сочленения расположены машинные помещения, затем идут высоковольтные камеры, небольшие поперечные проходы и кабины машиниста.

На электровозе установлены воздухораспределители № 483.00 и краны машиниста № 394.000.2. В 1976 г. с электровозов ВЛ10-1825 (ТЭВЗ) и ВЛ10-1475 (НЭВЗ) эти краны машиниста были заменены кранами № 395.000.3, выключающими тяговый ток при экстренном торможении и обеспечивающими при скорости выше 10 км/ч автоматическую подачу песка под колеса.

На электровозах ВЛ10 установлены восемь тяговых электродвигателей ТЛ-2К1. Остов электродвигателя цилиндрической формы. На нем укреплены шесть главных, шесть добавочных полюсов и подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками для вала якоря. Обмотка якоря волновая. В пазы наконечников главных полюсов помещены компенсационные обмотки. Изоляция обмоток полюсов класса F, обмоток якоря — класса В (с 1982 г. изоляция секций класса F). Изоляция рассчитана на номинальное напряжение 3000 В.

При напряжении на зажимах 1500 В и расходе охлаждающего воздуха 95 м³/мин тяговые электродвигатели ТЛ-2К1 имеют следующие параметры:

Максимальная частота вращения якоря 1690 об/мин, масса электродвигателя без ведущей шестерни 5000 кг.

На крыше каждой секции электровоза установлен один токоприемник Т-5М1 (П-5), рассчитанный на продолжительный ток 2200 А и наибольшую скорость движения 120 км/ч.

Размыкание и замыкание силовых цепей тяговых электродвигателей под током производятся электропневматическими контакторами ПК различных исполнений, а силовых цепей вспомогательных машин — электромагнитными контакторами МК-310. От токов короткого замыкания в режиме рекуперации тяговые электродвигатели защищает быстродействующий контактор БК-2В.

Переключение тяговых электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное соединение осуществляется двухпозиционным групповым переключателем ПКХ-4Б; с последовательно-параллельного на параллельное— двумя (в каждой секции своим) двухпозиционными переключателями ПКХ-6Г. Эти переключатели имеют по шесть контакторных элементов, кулачковый вал и пневматический привод, управляемый двумя электропневматическими вентилями.

В качестве пусковых, переходных резисторов и резисторов ослабления возбуждения применены элементы из фехралевой ленты. Для защиты силовых цепей от токов короткого замыкания на электровозе установлен быстродействующий выключатель БВП-5, рассчитанный на максимальный разрывной ток 13 600 А, продолжительный ток 1850 А, ток уставки 2000 А.

Для защиты вспомогательных цепей от токов короткого замыкания служит малогабаритный быстродействующий выключатель БВЭ-2, рассчитанный на продолжительный ток 100 А.

Частота вращения якорей тяговых электродвигателей регулируется путем различного их соединения (все восемь последовательно, две параллельные группы по четыре электродвигателя последовательно и четыре параллельные группы по два последовательно). При всех этих соединениях и выведенных из цепи электродвигателей пусковых резисторах возможно получить четыре ступени ослабления возбуждения — 75, 55, 43 и 36 %. При последовательном соединении имеются 15 пусковых (реостатных) позиций; при последовательно-параллельном — 10 и при параллельном — 9.

Так как при последовательном соединении в одну цепь включены все восемь тяговых электродвигателей, а ряд аппаратов в каждой секции не дублирован, то отдельные секции электровоза самостоятельно работать не могут.

Электровоз оборудован рекуперативным торможением, в режиме которого, как и при тяге, якоря тяговых электродвигателей могут соединяться последовательно — С (низкая скорость движения), последовательно-параллельно — СП (средняя скорость и параллельно — П (высокая скорость).

Тяговыми электродвигателями управляют с помощью контроллеров машиниста КМЭ-8, установленных в кабинах машиниста. У контроллера три рукоятки: главная, тормозная и реверсивно-селективная. Главная рукоятка, кроме нулевой, имеет 37 позиций, из которых 16, 27 и 37-я ходовые, а остальные — пусковые.

У тормозной рукоятки 21 позиция: нулевая, 16 тормозных (в одну сторону от нулевой) и четыре позиции ослабления возбуждения (в другую сторону). Реверсивно-селективная рукоятка, кроме нулевой, имеет четыре позиции вперед (М — тяговый режим; П, СП и С — рекуперативное торможение) и такие же четыре назад.

На электровозе установлены два мотор-вентилятора, два мотор-компрессора и рекуперативный агрегат (преобразователь). Каждый мотор-вентилятор состоит из электродвигателя ТЛ-110М и центробежного вентилятора Ц13-50№ 8, подающего воздух для охлаждения тяговых электродвигателей и пусковых сопротивлений. На вал мотор-вентилятора посажен также якорь генератора цепей управления ДК-405К. С октября 1976 г. вместо генераторов ДК-405К устанавливались генераторы НБ-110. Мотор-компрессор состоит из электродвигателя НБ-431П и компрессора КТ-6Эл.

Преобразователь НБ-436В служит для питания обмоток тяговых электродвигателей при рекуперативном торможении. Он состоит из электродвигателя и генератора, имеющих общий вал.

Основные данные вспомогательных машин приведены в табл. 2.

Цепи управления и освещения электровоза питаются постоянным током номинальным напряжением 50 В. При неработающих генераторах тока управления эти цепи питаются от щелочной аккумуляторной батареи 40НК-125.

Основные тяговые параметры электровоза при напряжении в контактном проводе 3000 В:

Конструкционная скорость электровоза 100 км/ч (ограничивается тяговыми электродвигателями; по ходовой части—110 км/ч, как и у электровоза ВЛ80^Т). Масса электровоза с ⅔ запаса песка 184 т, т. е. нагрузка от колесных пар на рельсы 23 тс. Минимальный радиус кривых, проходимых электровозом при скорости не выше 10 км/ч, 125 м.

В 1984—1985 гг. ТЭВЗ изготовил небольшую партию электровозов ВЛ10^Н для норильских промышленных путей. Эти электровозы не имели рекуперативного торможения и отличались от электровозов ВЛ10 отсутствием связанного с этим режимом оборудования.