Электровоз ВЛ80Р
Электровозы ВЛ80Т и ВЛ80С с реостатным торможением не возвращают в контактную сеть электрическую энергию, вырабатываемую при движении поездов по спуску или во время снижения скорости, что существенно снижает их эффективность, особенно при работе на участках с тяжелым профилем пути. Поэтому по техническим требованиям, разработанным Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), ВЭлНИИ и НЭВЗом на базе электровозов ВЛ80Т были созданы электровозы ВЛ80Р с рекуперативным торможением. Сначала строились опытные электровозы, затем они стали выпускаться небольшими партиями. Строились электровозы ВЛ80Р и в течение всего периода 1976—1985 гг.
Электровозы ВЛ80Р имеют одинаковые с электровозами ВЛ80Т и ВЛ80С тележки, тяговые электродвигатели, мотор-вентиляторы, главный выключатель, тормозное оборудование. Изменения кузова обусловлены лишь приспособлением его для установки нового оборудования: трансформатора, преобразовательных установок, аппаратуры управления этими установками, контроллеров машиниста.
Трансформаторы и преобразовательные установки с использованием управляемых полупроводниковых вентилей — тиристоров специально спроектированы для этих электровозов. С помощью преобразовательной установки на тяговом режиме без переключения силовых цепей осуществляется выпрямление тока и плавное регулирование напряжения на зажимах тяговых электродвигателей, что улучшает тяговые свойства электровоза, а на тормозном режиме постоянный ток, вырабатываемый тяговыми электродвигателями, преобразуется в установке в переменный частотой 50 Гц. Этот, ток питает тяговые обмотки трансформатора, первичная обмотка которого становится вторичной и возвращает электрическую энергию в контактную сеть для других потребителей
На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-5000/25АМ, имеющий сетевую обмотку (номинальная мощность 4777 кВ- А), две тяговые, обмотку собственных нужд и обмотку для питания цепей возбуждения тяговых электродвигателей в режиме торможения. Последней обмотки на трансформаторах ОДЦЭ-5000/25Б электровозов ВЛ80Т и ВЛ80С нет. Тяговая обмотка выполнена с двумя промежуточными выводами; номинальное напряжение на крайних выводах при холостом ходе-1230 В, выпрямленный ток 1750 А. Номинальное напряжение, которое может быть снято с выводов обмотки собственных нужд при холостом ходе, 231, 410 и 641 В, номинальный ток 520 А. Номинальный ток обмотки возбуждения 720 А. Масса трансформатора 7800 кг..
Расположение оборудования на секции электровоза ВЛ80Р:
1 – фазорасщепитель; 2, 3 – панели аппаратов цепи управления; 4 – выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП); 5 – вентилятор-пылеотделитель для охлаждения ВИП; 6 – панель синхронизации системы управления; 7 – тяговый трансформатор; 8 – сглаживающий реактор; 9 – мотор-компрессор; 10 – панель аппаратов вспомогательных цепей; 11 – балластные резисторы; 12 – блок управления ВИП; 12 – радиостанция.
На электровозе размещены четыре выпрямительно-инверторных преобразователя ВИП-2200 М (по одному на два тяговых электродвигателя). Преобразователь имеет восемь плеч и работает по схеме однофазного регулируемого моста. Каждое плечо состоит из семи параллельных цепей; два плеча содержат в каждой цепи по два последовательно включенных тиристора, остальные шесть—по три. В преобразователе использованы тиристоры Т2-320 14— 15 классов. Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей при рекуперативном торможении питаются выпрямленным током от выпрямительной установки возбуждения (ВУВ-758), имеющей два плеча с нулевым выводом; пределы регулирования напряжения установки от 0 до 130 В; продолжительный ток 850 А. Управление преобразовательными установками осуществляют электронные блоки управления БУВИП-80. На электровозе отсутствует главный контроллер.
Контроллер машиниста КМЭ-80, помимо реверсивной рукоятки, имеет главную в виде штурвала и тормозную рукоятки. Валы главного и тормозного переключателей связаны с сельсинами, обеспечивающими плавное регулирование напряжения.
Для охлаждения тяговых электродвигателей и индуктивных шунтов служат центробежные вентиляторы ЦВП64-14 № 8, 2; для охлаждения преобразователя и обдувки воздухом радиаторов системы охлаждения тяговых трансформаторов и сглаживающих реакторов — вентиляторы ЦВП64-14 № 6, 7; для охлаждения балластных резисторов и выпрямительных установок возбуждения — вентиляторы ЦВ-19 № 7, 6. Приводятся все вентиляторы электродвигателями АЭ-92-4.
Тяговые параметры электровоза ВЛ80Р такие же, как и у ВЛ80Т и ВЛ80С. Тормозное усилие во время рекуперации при скорости 50 км/ч 358 кН (36 тс); при 80 км/ч 226 кН (23 тс); при конструкционной скорости 110 км/ч 49 кН (5 тс). Масса электровоза с ⅔ запаса песка 192 т.
Если конструкция трансформаторов ОДЦЭ-5000/25АМ в процессе выпуска электровозов ВЛ80Р почти не менялась, то системы управления преобразовательными установками подвергались значительным изменениям. После блоков управления БУВИП-80 применялись установки БУВИП-100 (с электровоза № 1565), БУВИП-113 (с электровоза № 1769) и БУВИП-133 (с электровоза № 1802), в новых блоках ставились более совершенные электронные элементы, в том числе микроэлектронные. При ремонте на заводах и в депо на части электровозов блоки БУВИП-80 и БУВИП-100 заменялись блоками БУВИП-113 и БУВИП-133.
На трех электровозах в преобразователях были применены тиристоры Т2-353-800, используемые для преобразователей ВИП-4000 электровозов ВЛ85.
Электровоз ВЛ80Р-1549 был экспонатом на выставке «Электро-77» в Москве. Электровоз ВЛ80Р-1718, выпущенный НЭВЗом в конце 1982 г., стал десятитысячным локомотивом этого завода.
Электровозы ВЛ80Р поступали для эксплуатации на тяжелые по профилю пути участки Красноярской, Восточно-Сибирской, Дальневосточной железных дорог, а также в депо Батайск Северо-Кавказской дороги, находящееся недалеко от НЭВЗа (что позволяло заводу наблюдать за работой этих локомотивов и проводить различные испытания).