Устройство электровозов

Электровозы имеют сложное механическое и электрическое оборудование.

К механическому оборудованию электровозов постоянного и переменного тока относятся: кузов, тележки с колесными парами и буксами, зубчатые передачи, рессорное подвешивание, ударно-тяговые и тормозные устройства и пескоподача.

Кузов электровоза предназначен для размещения электрического оборудования, вспомогательных машин и компрессора. По концам кузова односекционного электровоза расположены кабины управления. В двухсекционных электровозах имеется одна кабина в каждой секции.

На электровозах с кузовами несущей конструкции (ВЛ10, ВЛ10У; ВЛ80к и др.) тяговое усилие передается на автосцепку через раму кузова, а на электровозах, где кузов не имеет тяговой нагрузки (ВЛ8), — через рамы тележек и хребтовую балку кузова.

Тележки электровозов (литые или сварные) соединяются с рамой кузова с помощью пятника и шкворня.

Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (восьми-и двенадцатиосные электровозы).

Рамы тележек через рессоры и буксы с подшипниками связаны с колесными парами. На оси колесной пары (рис. 7.2) имеются зубчатые колеса, которыми она соединена с валом тягового двигателя.

Ðèñ. 7.2. Êîëåñíàÿ ïàðà: 1 — êîðïóñ áóêñû; 2 — áàíäàæ; 3 — çóá÷àòîå êîëåñî;

4 — îñü; 5 — êîëåñíûé öåíòð

К электрическому оборудованию электровозов постоянного тока относятся токоприемники (рис.7.3), тяговые электродвигатели, вспомогательные машины, аппараты управления, предназначенные для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения электровоза, электрического торможения, защиты оборудования от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания.

Ðèñ. 7.3. Îáùèé âèä òîêîïðèåìíèêà âîñüìèîñíîãî ýëåêòðîâîçà ïîñòîÿííîãî òîêà:

1 — ïîëîçû; 2 — ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð; 3 — èçîëÿòîð;

4 — îñíîâàíèå; 5 — ïîäíèìàþùàÿñÿ ïðóæèíà; 6 — îïóñêàþùàÿ ïðóæèíà

Ðèñ. 7.4. Êàáèíà ìàøèíèñòà ýëåêòðîâîçà ïîñòîÿííîãî òîêà: 1 — ñèäåíüå ïîìîùíèêà ìàøèíèñòà; 2— øòóðâàë ðó÷íîãî òîðìîçà;

3 — ñêîðîñòåìåð; 4 — êðàí ìàøèíèñòà;

5 — ïàíåëü èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ;

6 — ïàíåëü âêëþ÷åíèÿ

ñèãíàëîâ è ïåñî÷íèöû;

7 — ïàíåëü ïîìîùíèêà ìàøèíèñòà;

8 — êîíòðîëëåð ìàøèíèñòà;

9 — ýëåêòðè÷åñêèå ïå÷è

Ðèñ. 7.5. Êàáèíà ìàøèíèñòà ýëåêòðîâîçà ïåðåìåííîãî òîêà:

1 — ðó÷íîé òîðìîç;

2 — ýëåêòðè÷åñêèå ïå÷è;

3 — êíîïî÷íûé âûêëþ÷àòåëü;

4 — ïàíåëü ñ ïðèáîðàìè;

5 — ýëåêòðè÷åñêàÿ ïëèòêà;

6 — ñêîðîñòåìåð; 7 — ïàíåëü ñ ïðèáîðàìè è ñèãíàëüíûìè ëàìïàìè; 8 — êðàí âñïîìàãàòåëüíîãî òîðìîçà;

9 — êðàí ìàøèíèñòà;

10 — êíîïî÷íûå âûêëþ÷àòåëè;

11 — êîíòðîëëåð ìàøèíèñòà;

12 — ñèäåíüå ìàøèíèñòà

Скорость движения электровоза зависит от схемы соединения тяговых двигателей. При последовательном соединении двигателей шестиосного электровоза (рис. 7.6) напряжение контактной сети 3000 В будет поровну разделено между всеми двигателями и составит 500 В. При последовательно-параллельном соединении двигатели соединяются в две параллельные цепи по три двигателя в каждой. В этом случае к каждому двигателю будет подводиться напряжение 1000 В. При параллельном соединении в трех параллельных цепях включено по два двигателя, и, следовательно, каждый двигатель будет иметь напряжение 1500 В.

Поскольку частота вращения тягового двигателя зависит от напряжения, то наименьшая скорость электровоза будет при последовательном, а наибольшая — при параллельном соединении двигателей.

На электровозах переменного тока электрическое оборудование отличается от электровозов постоянного тока. На них установлены тяговые трансформаторы, которые понижают напряжение до номинального. Затем ток преобразуется в постоянный в кремниевых выпрямителях и поступает на тяговые двигатели постоянного тока.

Ðèñ. 7.6. Ñõåìû ïîñëåäîâàòåëüíîãî (à), ïîñëåäîâàòåëüíî-ïàðàëëåëüíîãî (á) è ïàðàëëåëüíîãî (â) ñîåäèíåíèÿ òÿãîâûõ äâèãàòåëåé; 1—6 — ýëåêòðîäâèãàòåëè; 1'—6' — îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ;

R — ðåçèñòîðû

Характерной особенностью электровозов переменного тока является то, что их тяговые двигатели работают на постоянном токе и имеют постоянное параллельное соединение. Это значительно повышает коэффициент сцепления электровоза.

Вспомогательные машины электровоза имеют привод от асинхронных двигателей трехфазного тока напряжением 380 В. Для питания этих двигателей установлен асинхронный расщепитель фаз. В расщепителе отбираемый от низковольтной обмотки тягового трансформатора однофазный ток «расщепляется» в трехфазный.

На электровозах переменного тока скорость движения регулируется специальным переключателем — главным контроллером. Этот аппарат переключает под нагрузкой ступени вторичной обмотки тягового трансформатора, изменяя напряжение на зажимах тяговых двигателей. Такая система регулирования называется безреостатной.

Расположение основного оборудования в кузове электровозов постоянного и переменного тока показано на (рис. 7.7 и рис. 7.8).

Ðèñ. 7.7. Ðàñïîëîæåíèå îáîðóäîâàíèÿ íà ýëåêòðîâîçå ÂË10: 1 — ïóëüò óïðàâëåíèÿ; 2 — êðåñëî ìàøèíèñòà; 3 — áûñòðîäåéñòâóþùèé âûêëþ÷àòåëü; 4, 5 — áàëêè èíäóêòèâíûõ øóíòîâ è ðåçèñòîðîâ; 6, 8 — áëîêè ïóñêîâûõ ðåçèñòîðîâ è îñëàáëåíèÿ âîçáóæäåíèÿ; 7 — òîêîïðèåìíèê;

9 — ìîòîð–âåíòèëÿòîð; 10 — ìîòîð–êîìïðåññîð; 11 — êóçîâ âòîðîé ñåêöèè ýëåêòðîâîçà;

12 — òÿãîâûé ýëåêòðîäâèãàòåëü; 13 — êîëåñíàÿ ïàðà

Ðèñ. 7.8. Ðàñïîëîæåíèå îáîðóäîâàíèÿ â êóçîâå ýëåêòðîâîçà ïåðåìåííîãî òîêà: 1 — ïóëüò óïðàâëåíèÿ; 2 — êàáèíà ìàøèíèñòà; 3 — òîêîïðèåìíèê; 4 — àïïàðàòû óïðàâëåíèÿ;

5, 7 — âûïðÿìèòåëüíûå óñòàíîâêè; 6 — òðàíñôîðìàòîð ñ ïåðåêëþ÷àòåëåì ñòóïåíåé; 8 — áëîê ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ; 9 — ðàñïðåäåëèòåëüíûé ùèò; 10 — ìîòîð–êîìïðåññîð;

11 — ìåæñåêöèîííîå ñîåäèíåíèå