Электропоезда

Контактно-аккумуляторные трехвагонные секции

«Контактно-аккумуляторные трехвагонные секции
1-05-2015 2 436 1

В целях замены малоэкономичной паровозной тяги, обслуживавшей пригородные поезда на неэлектрифицированных линиях, а также поезда, следовавшие за

В целях замены малоэкономичной паровозной тяги, обслуживавшей пригородные поезда на неэлектрифицированных линиях, а также поезда, следовавшие за пределы электрифицированных участков, инженеры Латвийской железной дороги Н. И. Краснобаев и И. Т. Макаренко в 1957 г. предложили оборудовать трехвагонные секции серии аккумуляторными батареями и пускать составленные из двух таких секций поезда по неэлектрифицированным участкам. В то время еще не строились для пригородного сообщения дизель-поезда и автомотрисы, поэтому даже на линиях, где грузовое и дальнее пассажирское движение переводилось на тепловозную тягу, пригородное движение обслуживалось паровозами либо мало приспособленными для этого вида движения маневровыми тепловозами.

Научно-исследовательским бюро электроподвижного состава ЛИИЖТа совместно с конструкторами Рижского вагоностроительного и Рижского электромашиностроительного заводов был разработан проект оборудования одной опытной секции серии Ср3 аккумуляторными батареями ТЖН-250. Установка аккумуляторных батарей и необходимые переделки в электрических цепях проводились на трехвагонной секции с моторным электровагоном Ср3-1589 в депо Засулаукс (г. Рига). В январе 1959 г. работы были закончены.

На каждом из прицепных злектровагонов были установлены 900 аккумуляторных элементов: 398 элементов располагались в ящиках под кузовом злек-тровагона, 502 элемента — в углах пассажирского помещения (соответственно 126, 126, 125 и 125 элементов на угол). Аккумуляторная батарея весила около 32 т, а вместе с дополнительным оборудованием — 40 т. Масса моторвагонной секции в результате достигла 182,6 т (моторный электровагон стал весить 63,7 т, прицепные — 59,2 и 59,7 т). Элементы аккумуляторной батареи (1800 шт.) были соединены последовательно; при среднем напряжении на элементе 1,05 В запас энергии батареи составлял 475 кВт * ч.

Первоначально аккумуляторная батарея при зарядке включалась последовательно с тяговыми электродвигателями, однако при таком соединении требовался длительный пробег секции в пределах электрифицированных участков для полной зарядки батареи. Поэтому в марте-апреле 1959 г. были произведены некоторые переделки, и аккумуляторная батарея при зарядке стала подключаться непосредственно к контактной сети через небольшой резистор, установленный на крыше моторного электровагона, и одну пару линейных контакторов. Зарядка батареи происходила в течение всего времени нахождения секции под контактной сетью, а не только в период движения поезда под током. Такое включение аккумуляторной батареи при ее зарядке не приводило также к снижению скорости движения электропоезда из-за уменьшения рабочего напряжения на зажимах тяговых электродвигателей.

При движении секции на неэлектрифицированных участках четыре последовательно включенных тяговых электродвигателя получали питание от аккумуляторной батареи.

Испытания секции с комбинированным питанием начались в мае 1959 г. в основном на электрифицированном участке Рига—Кемери и на незлектрифицированном участке Рига—Елгава Латвийской дороги. Отдельные поездки проводились и на других пригородных участках Риги. При средней длине перегона 8—10 км средняя скорость при работе на аккумуляторной батарее составляла 44—48,5 км/ч, а максимальная скорость достигала 60—65 км/ч. Пробег секции после полной зарядки аккумуляторной батареи на неэлектрифицированных участках мог достигать 150—190 км.

Накопив некоторый опыт эксплуатации контактно-аккумуляторного электропоезда, Латвийская железная дорога совместно с Рижским вагоностроительным и Рижским электромашиностроительным заводами в депо Засулаукс оборудовала в 1961 г. аккумуляторными батареями ТЖН-350 две трехвагонные секции с моторными вагонами Ср3 - 1589 и Ср3 - 1590 (с секции Ср3 - 1589 предварительно были сняты аккумуляторные батареи с элементами ТЖН-250). Эти две секции постоянно работали совместно, так как аккумуляторные элементы общим количеством 1872 шт. размещались группами по 468 шт. (конструкторской документацией первоначально предусматривалось 450 шт.) на прицепных электровагонах и были соединены между собой всегда последовательно. Новый контактно-аккумуляторный поезд получил обозначение серии Ср3 А6. На нем, как и на опытной секции, аккумуляторную батарею можно было заряжать от контактной сети не только при движении электропоезда, но и на стоянке. Зарядное устройство с регулированием зарядного тока находилось на одном из моторных электровагонов.

Переоборудование моторвагонных секций серии Ср3 в контактно-аккумуляторный поезд серии Ср3 А6 было выполнено в соответствии с чертежами электрических схем Рижского электромашиностроительного завода № ОТР-354-053 (моторный электровагон с зарядным устройством), ОТР-354-054 (моторный вагон без зарядного устройства), ОТР-354-059, ОТР-354-060 (головной вагон), ОТР-354-061, ОТР-354-062 (промежуточный прицепной вагон).

Аккумуляторные батареи размещались в вентилируемых ящиках, располагавшихся под кузовами прицепных электровагонов. Это потребовало переноса тормозных цилиндров с кузова на тележки.

Электропоезд мог работать в трех режимах:

  1. с питанием тяговых электродвигателей от контактной сети без зарядки аккумуляторной батареи (возбуждение тяговых двигателей 100 %, 72 % и 57 %);
  2. с питанием тяговых электродвигателей от контактной сети с одновременной зарядкой тяговой аккумуляторной батареи (возбуждение 100 %, 72 % и 57 %);
  3. с питанием тяговых электродвигателей от тяговой аккумуляторной батареи (возбуждение 100 %, 72 %, 57 % и 44 %).
Контактно-аккумуляторная трехвагонная секция серии Ср3 А6
Контактно-аккумуляторная трехвагонная секция серии Ср3 А6
При работе от аккумуляторной батареи тяговые электродвигатели обоих моторных электровагонов присоединялись к батарее параллельно. Безопасность обслуживающего персонала обеспечивалась выключающими устройствами (трехпозиционные разъединители), расчленявшими аккумуляторную батарею на группы с напряжением каждой 80—90 В. Включение и отключение тяговых электродвигателей при питании от контактной сети осуществлялось двумя парами линейных контакторов ПК-350Р, а при питании от аккумуляторной батареи — одной из пар, а также специально установленным электропневматическим контактором разряда ПК-350А, ранее примененным на электропоездах серии ЭР1. Защита тяговых двигателей обеспечивалась дифференциальным реле Р-104Б электропоездов серий ЭР.

Общая масса аккумуляторной батареи с дополнительным оборудованием и несущими конструкциями составляла 68 т, масса моторных электровагонов увеличилась до 64 т, прицепных — до 55,5 т.

Помимо вновь установленной на контактно-аккумуляторном поезде тяговой (т. е. питающей тяговые электродвигатели) аккумуляторной батареи, на его моторных электровагонах имелась такая же, как на моторвагонных секциях серии Ср3, аккумуляторная батарея типа 24ЭПМ-80, которая была сохранена при переоборудовании.

В период с февраля по апрель 1962 г. электропоезд Ср3 А6 совершал опытные поездки, а затем с введением летнего графика был включен в нормальную эксплуатацию с обслуживанием пассажиров. Питание тяговых электродвигателей от аккумуляторной батареи осуществлялось при движении электропоезда на неэлектрифицированном участке Рига—Елгава, зарядка аккумуляторов — на участке Рига—Огре.

Из-за недостаточной приспособленности аккумуляторов ТЖН-350 к большим разрядным токам применялся следующий режим разгона поезда: разгон с автоматическим пуском при последовательном соединении тяговых электродвигателей; разгон по автоматической характеристике при том же соединении до скорости 30 км/ч (на это требовалось время 30—60 с и путь 150—300 м); переход на параллельное соединение тяговых электродвигателей при полном возбуждении. Разгон до скорости 50 км/ч продолжался при хорошо заряженной аккумуляторной батарее около 2 мин (поезд проходил за это время путь 950 м), а при разряженной батарее — около 3 мин (путь около 4 км). На длинных перегонах иногда применялось четвертое положение ручки контроллера машиниста, при котором происходило ослабление возбуждения тяговых электродвигателей. В этом случае скорость на площадке достигала 65—75 км/ч.

Напряжение на зажимах аккумуляторной батареи при ее разрядке составляло 1800—2300 В.

Увеличение массы вагонов и относительно низкий коэффициент полезного действия аккумуляторной батареи (0,44—0,45) значительно повысили расход электроэнергии на перевозку пассажиров. На участках, обслуживаемых электропоездами, при одинаковой с ними скорости сообщения контактноаккумуляторному поезду при работе от аккумуляторной батареи потребовалось бы в 2,4—2,5 раза больше электроэнергии, чем обычному электропоезду.

Но так как на участке Рига—Елгава расстояния между остановочными пунктами были больше, чем на электрифицированных участках, а скорости движения ниже, расход электроэнергии на один тонно-километр оказался почти такой же, как у электропоездов.

В 1965 г. Октябрьский вагоноремонтный завод оборудовал для Прибалтийской железной дороги еще один шестивагонный электропоезд, состоявший из двух моторвагонных секций серии Ср3 № 1541, 1655. На этом электропоезде, которому была присвоена серия Ср3 А6М, применялись аккумуляторные батареи ТЖН-400, имевшие более легкие элементы (24 кг вместо 27 кг). Стендовые испытания этих аккумуляторов показали, что они имели более высокие характеристики (напряжение) при разрядке по сравнению с аккумуляторами ТЖН-350. Это дало возможность поднять скорость движения поезда при работе на неэлектрифицированных участках.

Шестивагонный контактно-аккумуляторный электропоезд
Шестивагонный контактно-аккумуляторный электропоезд
В 1966—1967 гг. на Октябрьском вагоноремонтном заводе в Ленинграде для Прибалтийской дороги были смонтированы еще семь контактноаккумуляторных электропоездов (рис. 7.4). Каждый из них состоял из двух трехвагонных секций серии Ср3 (были переоборудованы в соответствии с проектом ПКБ ЦТ № С-170 секции 1535 и 1540, 1622 и 1623, 1469 и 1588, 1467 и 1521, 1505 и 1487, 1522 и 1523, 1699 и 1579), выпущенных Рижским вагоностроительным заводом в 1955—1958 гг.

Под кузовами прицепных электровагонов этих поездов в закрытых ящиках были размещены тяговые щелочные никель-железные аккумуляторы ТЖН-400 общим количеством 1920 шт. (480 элементов на вагон). Масса каждого элемента с электролитом составляла 24 кг, емкость — 400 А * ч. Во время заряда и разряда (питания тяговых электродвигателей) все 1920 элементов соединялись последовательно. При разрядном токе 100 А напряжение на зажимах аккумуляторной батареи равнялось 2200 В. Тяговые электродвигатели при питании их от аккумуляторной батареи соединялись так же, как и при питании от контактной сети, но при их последовательно-параллельном соединении уставка пускового тока снижалась с 170 до 125 А путем нажатия машинистом специальной кнопки. Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей могло достигать 33 %. Заряд аккумуляторной батареи производился от контактной сети через автоматически регулируемые ограничивающие резисторы (три ступени: 0,3; 1,5 и 3,5 Ом).

На контактно-аккумуляторном поезде серии Ср3 А6 от моторвагонных секций серии Ср3 сохранились динамоторы ДК-601Г с генераторами тока управления ДК-405Б. Контактно-аккумуляторные поезда серии Ср3 А6М имели более мощные тяговые аккумуляторные батареи ТЖН-400, для которых требовалась более интенсивная вентиляция. Это обусловило применение динамотора и генератора управления ДК-406В вместе с аккумуляторной батареей низковольтных электрических цепей типа 40КН-100, ранее примененной на электропоездах серии ЭР2.

Масса прицепных электровагонов при постановке на них аккумуляторных батарей увеличилась примерно на 17 т и достигла 56,3 т; масса моторных электровагонов увеличилась на 1,5 т и составила 63,4—64,4 т. Общее число мест для сидения в трехвагонной секции равнялось 321, из них 105 в моторном электровагоне. Максимальная скорость электропоезда составляла 85 км/ч.

В 1966—1970 гг. Прибалтийская железная дорога вела экспериментальные работы по применению на электропоездах серии Срз А6м импульсного регулирования напряжения на выводах тяговых электродвигателей в период пуска при питании от контактной сети и рекуперативного торможения, обеспечивающего подзаряд аккумуляторной батареи (секция Ср3 А6мт). В 1967 г. импульсным регулированием был оборудован моторный электровагон секции № 1535, в 1969 г. — № 1467; оборудование располагалось в пассажирском помещении. На вагоне № 1467 был применен тиристорно-импульсный преобразователь ТИП-900. Пуск тяговых двигателей от него осуществлялся при их постоянном последовательно-параллельном соединении.

В 1968 г. на контактно-аккумуляторном электропоезде Ср3 А6 аккумуляторные элементы ТЖН-350 были заменены на элементы ТЖН-400 и электропоезд получил обозначение серии Ср3 А6м. В связи с малой эффективностью электрического отопления при работе контактно-аккумуляторных электропоездов всех разновидностей от аккумуляторной батареи у них были дополнительно утеплены кузова.

По состоянию на 1 января 1976 г. на Прибалтийской железной дороге находились все 18 трехвагонных секций серии Ср3 А6м.

В 1980—1981 гг. все контактно-аккумуляторные электропоезда как с релейно-контактной, так и с тиристорно-импульсной пусковой аппаратурой были направлены на Донецкую железную дорогу. Там они в течение 1983—1984 гг. были полностью переоборудованы в обыкновенные трехвагонные секции серии Ср3 серийного производства.

Вас заинтересуют так же следующие новости

Больше интересного

Комментарии (1)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
ИЛИ ЧЕРЕЗ СОЦ. СЕТЬ