Электровоз ВЛ84

Результаты испытаний электровоза ВЛ81 были использованы при создании новых опытных двухсекционных восьмиосных грузовых электровозов переменного тока ВЛ84. Так как техническими требованиями на эти электровозы предусматривалось исполнение их для работы в условиях холодного климата Байкало-Амурской магистрали (исполнение ХЛ), то они часто назывались электровозами для БАМа.

У электровоза ВЛ84 несколько удлинен кузов по сравнению с его предшественниками, что, в частности, позволило увеличить размеры кабин машиниста, установить оборудование для кондиционирования воздуха. Кузова секций опираются на двухосные тележки через люльки; рамы тележек опираются на колесные пары через цилиндрические пружины, параллельно которым включены гидравлические демпферы. Общий статический прогиб рессорной системы составляет 120 мм. Буксы бесчелюстные. Тяговое и тормозное усилия от тележки к кузову передаются через наклонные тяги. Вращающий момент от тяговых электродвигателей установленных на рамах тележек, передается с помощью одностороннего прямозубого редуктора; большое зубчатое колесо соединено с полым валом упругой резинокордной муфтой или поводками, а полый вал такими же элементами соединен с колесным центром, т. е. конструкция привода аналогична принятой на электровозе ВЛ81. Такая схема привода была впервые применена на построенном в 1976 г. пассажирском тепловозе ТЭП75.

Изготовление для электровозов ВЛ84 двух вариантов привода сделано с целью выбора на основании исследований и опытной эксплуатации наиболее совершенной конструкции. Диаметр колес при новых бандажах 1350 мм; передаточное число редуктора 72:23=3,13; модуль зубчатых колес 13.

Боковой вид секции электровоза ВЛ84.

Механические тормоза выполнены с двусторонним нажатием колодок на колеса. Каждая колесная пара имеет свой тормозной цилиндр диаметром 10".

На каждой секции электровоза установлен трансформатор ОДЦЭ-5300/25-78 ХЛ-2, имеющий сетевую обмотку номинальной мощностью 5590 кВ А (напряжение 25 кВ), две группы тяговых обмоток, состоящие из шести секций, каждая из которых рассчитана на номинальный выпрямленный ток 1950 А и напряжение холостого хода 435 В, обмотку собственных нужд для питания вспомогательных машин (номинальная мощность 223 кВ А, напряжение холостого хода 232, 406, 638 В, номинальный ток 550 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей 2X261 В, 750 А. Охлаждение трансформатора масляное с принудительной циркуляцией масла и его воздушным охлаждением в радиаторах.

От каждой группы из трех тяговых обмоток напряжение, плавно регулируемое с помощью последовательно соединенных трех полууправляемых мостов, подается на зажимы двух параллельно включенных тяговых электродвигателей. Ранее такая схема была применена на электровозах Srl, изготовлявшихся НЭВЗом для железных дорог Финляндии. Три полупроводниковых моста смонтированы в одной выпрямительной установке (всего на электровозе четыре установки). Каждое управляемое плечо моста состоит из шести параллельно включенных тиристоров; в неуправляемых плечах моста включены параллельно по пять диодов В2-1600. Выпрямительная установка рассчитана на номинальный ток 2Х 1600 А.

Электровозы имеют независимое возбуждение тяговых электродвигателей в режиме тяги и реостатного торможения. При этом обмотки всех восьми электродвигателей включаются последовательно и получают питание через управляемую выпрямительную установку, выполненную по двухполупериодиой схеме с нулевым выводом. В каждом из двух плеч установки включено параллельно по четыре тиристора Т-1000. При реостатном торможении якоря электродвигателей подключаются к индивидуальным тормозным резисторам. Первоначально в соответствии с техническими требованиями электровозы ВЛ84 предполагалось изготовить с рекуперативным торможением, но в дальнейшем применили реостатное торможение.

На электровозе установлены восемь шестиполюсных тяговых электродвигателей НБ-507 несколько измененной конструкции. В отличие от электродвигателей электровоза ВЛ81 их номинальное напряжение повышено до 1050 В, расход охлаждающего воздуха составляет 95 м3/мин, на 17 мм увеличена длина централи. Поэтому изменились и основные параметры электродвигателей.

Масса электродвигателя 4600 кг, минимальное возбуждение 42 %. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку, главную и рукоятку скорости. Положения реверсивной рукоятки: О — нулевое, Т — тяга (вперед — назад), Р — реостатное торможение (вперед — назад). Главная рукоятка имеет положения: БВ — быстрое выключение главного выключателя, О — нулевое, П — позиции- сбора схемы управления линейными контакторами цепи тяговых электродвигателей, 1—25 позиции регулирования тока в тяговом режиме и тормозного усилия в режиме реостатного торможения. Рукоятка скорости с позициями 1—25 позволяет регулировать скорость электровоза.

Электровозы рассчитаны на работу по системе многих единиц.

В качестве фазорасщепителей, а также привода компрессоров и вентиляторов тяговых электродвигателей на опытных электровозах установлены асинхронные электродвигатели АЭ-92-4; для привода вентиляторов, охлаждающих тормозные резисторы, служат электродвигатели постоянного тока НБ-107, питаемые от секций этих резисторов. Ранее такие электродвигатели были применены на электровозах ВЛ82М (см. ниже).

Основные тяговые параметры электровозов ВЛ84 при среднеизношенных бандажах:

Коэффициент полезного действия электровоза при продолжительном режиме 0,86, коэффициент мощности 0,86. Мощность тормозных резисторов 6800 кВт, тормозное усилие при скорости 80 км/ч 324 кН (33 000 кгс), при конструкционной скорости 120 км/ч 137 кН (14 000 кгс). Фактическая масса электровоза 206— 207 т (по техническим условиям 200±4 т).

Разработкой электровоза ВЛ84 руководил главный конструктор проекта, заместитель директора ВЭлНИИ, лауреат Государственной премии В. Я. Свердлов.

Электровозы ВЛ84 в 1980 г. прошли тягово-энергетические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа (ВЛ84-001), а также динамические и по воздействию на путь на участке Белореченская — Армавир (ВЛ84-002). Затем электровозы поступили для эксплуатации в депо Батайск Северо-Кавказской железной дороги.