Пассажирский электровоз ЧС4Т

Шестиосный электровоз ЧС4^Т является основным типом пассажирского локомотива для линий, электрифицированных на переменном токе напряжением 25 кВ. Первый опытный электровоз ЧС4^Т был построен чехословацкими заводами Шкода в 1971 г., затем после внесения в конструкцию небольших изменений электровозы ЧС4^Т (заводской тип 62Е) строились этим заводом в 1973—1974, 1977— 1985 гг. и начале двенадцатой пятилетки.

Кузов электровоза состоит из главной рамы, воспринимающей все вертикальные и горизонтальные нагрузки, двух кабин машиниста, боковых стенок и крыши, под которой расположена всасывающая камера системы охлаждения электрооборудования. Главная рама состоит из двух боковых, шкворневых и буферных брусьев и ряда поперечных балок.

Кузов электровоза опирается на две трехосные тележки через упругие боковые опоры (четыре на каждой тележке). Тяговые и тормозные усилия передаются через два шкворня, расположенных на продольной оси электровоза.

Тележки имеют сварные рамы. Буксы снабжены двумя цилиндрическими однорядными роликовыми подшипниками; диаметр шейки колесной пары 180 мм. Буксы соединены с рамой тележки с помощью поводков и резинометаллических блоков как и на электровозах ВЛ80^Т, ВЛ80^С и ряде других грузовых локомотивов.

Рессорное подвешивание тележек состоит из подбуксовых балансиров и цилиндрических пружин; для каждого буксового узла подвешивание самостоятельное (индивидуальное), требующее систематической регулировки. Между подбуксовыми балансирами и рамой тележки установлены масляные амортизаторы. Тележки связаны между собой сочленением, выполненным в виде треугольников, соединенных упругой муфтой. Общий статический прогиб рессорного подвешивания электровоза 140 мм, из них около 100 мм приходится на первую ступень.

На каждой тележке установлены по три тормозных цилиндра диаметром 10". Усилие от штока цилиндра передается на четыре башмака колесной пары (торможение двустороннее); на каждом башмаке укреплены две тормозные колодки. Управление тормозами осуществляется краном машиниста № 395 с помощью. Воздухораспределителя № 292.001 и электровоздухораспределителя № 305; установлен также кран вспомогательного тормоза № 254.

Основные размеры электровоза ЧС4Т

Тяговые электродвигатели установлены на рамах тележек. Внутри якоря электродвигателя размещен карданный привод, соединенный с якорем и шестерней. Последняя вместе с зубчатым колесом колесной пары помещена в кожух и вращается в подшипниках, также укрепленных в кожухе, положение которого фиксируется по отношению к колесной паре роликовым подшипником, посаженным на ось колесной пары. Такая конструкция передачи, получившая название привода системы Шкода, позволяет колесной паре перемещаться относительно тягового электродвигателя при работе рессорного подвешивания.

До электровозов ЧС4^Т такая передача применялась на электровозах ЧСЗ, ЧС2 и ЧС4 чехословацкой постройки.

Передаточное число редуктора 74:28=2,64. Зубчатые колеса насажены на оси колесных пар. Диаметр колес при новых бандажах 1250 мм.

На электровозе установлен трансформатор SL68/3848/51, который имеет обмотку автотрансформатора с 32 ступенями регулирования, первичную тяговую, две вторичные тяговые обмотки, а также обмотки для отопления вагонов поезда, собственных нужд и для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при реостатном торможении.

Трансформатор рассчитан на входную мощность при напряжении 25 кВ 8058 кВ А. Номинальная мощность первичной тяговой обмотки 6850 кВ- А, напряжение на ее зажимах может меняться в пределах от 0 до 25 000 В, при этом напряжение на зажимах вторичных тяговых обмоток при холостом ходе меняется от 0 до 1040 В. Продолжительный ток вторичных тяговых обмоток 3300 А, часовой ток 3420 А. Обмотка отопления состава рассчитана на номинальную мощность 800 кВ- А, номинальное напряжение 3100 В и продолжительный ток 259 А; обмотка собственных нужд — на номинальную мощность 275 кВ- А, номинальное напряжение 354/256/221 В, продолжительный ток 778 А; обмотка идя питания обмоток возбуждения — на номинальную мощность 133 кВ- А, номинальное напряжение 133 В. Трансформатор имеет три стержня. Обмотки и стержни охлаждаются маслом, для циркуляции которого применены два бессальниковых моноблочных центробежных насоса с асинхронными электродвигателями, погруженными в масло. Общая масса трансформатора 11 400 кг, из них на масло приходится 2200 кг.

От каждой вторичной тяговой обмотки через свою выпрямительную установку, собранную по мостовой схеме, питаются три параллельно включенных тяговых электродвигателя. В плечо моста включены параллельно 16 цепей, в каждой из которых по четыре последовательно соединенных кремниевых вентиля D200. Общее количество вентилей в силовой цепи трех тяговых электродвигателей 4-16- 4=256. Вентили рассчитаны на номинальный ток 200 А и обратное напряжение 500 В. Расположены они в двух металлических шкафах. Там же имеются выпрямители для питания вспомогательных машин, выполненные в виде мостов из 32 вентилей; в плече четыре параллельные ветви, в каждой по два последовательно включенных вентиля. Охлаждение вентилей установки воздушное. Для снижения пульсаций выпрямленного тока в цепи тяговых электродвигателей включены сглаживающие реакторы.

Регулирование напряжения осуществляется на стороне высокого напряжения путем переключения выводов обмотки автотрансформатора переключателем ступеней TPPL с электропневматическим приводом. При такой системе контакторы переключателя разрывают цепи с меньшими по величине токами, но изоляция отдельных частей переключателя должна быть рассчитана на полное напряжение контактной сети. С помощью переключателя ступеней возможно получить 32 позиции пуска, на каждой из которых можно работать продолжительно. На ступенях с 26-й по 32-ю возможно получать пять ступеней ослабления возбуждения тяговых электродвигателей — 72; 60; 51; 44 и 40 %.

Защита выпрямительных установок от токов перегрузки и коротких замыканий на тяговых электродвигателях осуществляется главным воздушным выключателем 2DBB-25A, рассчитанным на номинальный ток 400 А, номинальный ток выключения 10 кА и номинальную выключающую мощность 250 MB A.

Тяговые электродвигатели AL-4442nP имеют шесть главных и шесть добавочных полюсов и выполнены без компенсационной обмотки. Электродвигатели рассчитаны на питание пульсирующим током. Основные технические данные электродвигателей при номинальном напряжении 800 В и возбуждении 95,5%:

Максимальное рабочее напряжение на зажимах электродвигателей 900 В; расчетное количество охлаждающего воздуха 9,6 м₃/мин; максимальная частота вращения якоря 1860 об/мин.

Обмотки электродвигателей имеют изоляцию класса Н, допускающую перегрев обмоток полюсных катушек до 180 °С и обмоток якоря до 160 °С. Обмотка якоря петлевая. Масса электродвигателя 2950 кг.

Контроллер машиниста 21КР1 имеет реверсивную рукоятку (положения вперед, нулевое, назад), штурвал для управления переключением ступеней и рукоятку для получения пяти ступеней ослабления возбуждения. Штурвалом можно осуществлять автоматический набор позиций до заданной и набор по одной позиции, фиксировать определенную позицию и сбрасывать позиции автоматически или по одной.

Электрическое торможение производится с помощью крана машиниста (совместно с пневматическим) или отдельного командного аппарата (тормозного контроллера). Возбуждение тяговых электродвигателей при торможении регулируется тиристорным преобразователем, получающим питание от соответствующей обмотки трансформатора.

При реостатном торможении цепь якоря каждого тягового электродвигателя подключается к индивидуальному резистору. Система автоматического регулирования ограничивает использование реостатного торможения по мощности тормозных резисторов, максимальной тормозной силе и току возбуждения.

На электровозе установлены два двухцилиндровых двухступенчатых компрессора K2-Lok2, имеющих при частоте вращения вала 635 об/мин производительность 2,1 м³/с Компрессор приводится через редуктор электродвигателем 11А-2135/4.

Электродвигатели вспомогательных машин коллекторные, питаются пульсирующим током номинального напряжения 220 В. Для привода вентиляторов, охлаждающих тяговые электродвигатели и выпрямительные установки, применены электродвигатели 1А-2732/4; для привода вентиляторов, охлаждающих сглаживающие реакторы и масляные радиаторы трансформатора — 6А-2135/4.

Основные данные приводных электродвигателей:

Номинальное напряжение цепей управления 48 В. Эти цепи питаются от статического преобразователя или от щелочной аккумуляторной батареи НКТ-160 (40 элементов).

При среднеизношенных бандажах (диаметр 1205 мм) электровоз имеет следующие тяговые данные:

Конструкционная скорость электровоза 180 км/ч. Тормозные резисторы рассчитаны на мощность 5000 кВт. Масса электровоза в рабочем состоянии 126 т.

Выпущенный в 1982 г. электровоз ЧС4^Т-517 был двухтысячным электровозом, построенным заводами Шкода для железных дорог Советского Союза.

Торжественная передача этого локомотива была проведена в депо Ильича 30 ноября 1982 г.

В процессе выпуска электровозов ЧС4^Т несколько менялась конструкция отдельных узлов и аппаратов, а также схемы включения некоторых приборов. Наибольшие изменения были внесены в конструкцию трансформатора для повышения надежности его работы. С электровозов, получивших заводское обозначение 62Е2, изменено направление потока охлаждающего масла (было сверху вниз, стало наоборот), усовершенствованы масляные радиаторы; с электровозов 62Е3 усилена изоляция обмоток низкого напряжения, изменены расположение и сечение проводников части катушек обмотки высокого напряжения; с электровозов 62Е4 активная часть трансформатора выполняется выемной.