Подвижной состав • Отечественные локомотивы • Электропоезда

Контактно-аккумуляторные трехвагонные секции

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.
01.05.15
Комментариев 1
Обсудить
Просмотров
2 700

Оцените изложенный материал


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.
Обсудить
Просмотров
2 700
Подпишись на нашу рассылку лучших статей о технике
Подписалось
10
Комментарии (1)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Войти через: