Электропоезда

Скоростной электропоезд ЭР200

«Скоростной электропоезд ЭР200
1-05-2015 2 449 0

Уменьшить время хода пассажирских поездов между Москвой и Ленинградом, связанными самой прямой в Советском Союзе линией, наиболее подходящей для

Уменьшить время хода пассажирских поездов между Москвой и Ленинградом, связанными самой прямой в Советском Союзе линией, наиболее подходящей для перевода на скоростное движение, было решено путем создания не только скоростных электровозов ЧС200 (см. введение), но и моторвагонного электропоезда постоянного тока напряжением 3000 В. Так как линия Москва—Ленинград требовала снижения скорости на ряде мест, то моторвагонная тяга, позволяющая получать наибольшие ускорения, могла обеспечить более высокую среднюю скорость по сравнению с электровозной тягой при одной и той же максимальной скорости, которая была принята равной 200 км/ч.

Подготовительные работы по созданию моторвагонного электропоезда для линии Москва—Ленинград начались в 1965 г. Впервые в отечественной практике электровагоностроения было решено изготовить для скоростного электропоезда кузова из легких алюминиевых сплавов, позволяющих значительно снизить вес вагонов и за счет этого уменьшить воздействие поезда на путь, а также сократить расход электроэнергии на тягу.

Для получения необходимого опыта по проектированию и изготовлению кузовов из алюминиевых сплавов в 1966—1967 гг. на Рижском вагоностроительном заводе был построен кузов головного электровагона, который подвергся различным испытаниям на прочность. Этот электровагон получил обозначение серии ЭР23 (заводское обозначение 62-116).

В 1969 г. Рижский вагоностроительный завод завершил проектирование скоростного четырнадцативагонного электропоезда. Первоначально намечалось построить электропоезд, состоящий только из моторных электровагонов, но затем при разработке проекта было принято решение два головных вагона с постами управления сделать прицепными, а остальные двенадцать — моторными. Причиной этого была необходимость иметь колесные пары, свободно катящиеся по пути и приводящие в действие датчики скоростемеров, т. е. колесные пары, не имеющие проскальзывания при тяге и торможении.

Постройка электропоезда осуществлялась Рижским вагоностроительным заводом в 1973—1974 гг. Основное тяговое электрооборудование поставил Рижский электромашиностроительный завод, отдельные аппараты и узлы для нового электропоезда разрабатывались в пятидесяти различных конструкторских бюро страны и изготовлялись на многих заводах.

Новый электропоезд получил обозначение серии ЭР200, что означало: электропоезд рижский, максимальная скорость 200 км/ч. Заводское обозначение электропоезда было 62-110, его головных вагонов (№ 101 и 103) — 62-111, моторных вагонов, оборудованных токоприемниками (№ 112, 122, 132, 142, 152, 162), — 62-112, а моторных вагонов без токоприемников (N2 114, 124, 134, 144, 154, 164) — 62-114. Каждая пара моторных вагонов (112—114, 122—124, 132—134 и т. д.) представляла собой секцию, имевшую общую силовую цепь тяговых электродвигателей.

Кузова электровагонов были выполнены из алюминиевых сплавов — прессованных профилей и гофрированных листов (сплавы АМГ 5, АМГ 6 и 1915). Форма головных частей головных вагонов выбиралась из расчета минимального аэродинамического сопротивления движению. Нижние части кузова были снабжены фальшбортами, закрывавшими подвагонное оборудование. Двери электропоезда открывались вручную проводниками, выходы были оборудованы для высоких платформ, в пассажирских помещениях были установлены кресла авиационного типа с откидными спинками. Длина кузова моторного и головного вагонов составляла 26000 мм, ширина — 3130 мм. Головные вагоны со стороны кабин машиниста имели автосцепки СА-3.

Между собой вагоны в поезде соединялись при помощи автосцепки жесткого типа системы Шар-фенберг, разработанной в Германии. В отличие от вагонов метрополитена на таких автосцепках не предусматривалась установка пневматических и электрических междувагонных соединений. Крепление автосцепок системы Шарфенберг к раме кузова электровагона осуществлялось аналогично креплению автосцепок СА-3.

Рамы тележек были сварные, имели вид замкнутого контура и состояли из продольных и поперечных балок коробчатого сечения. Тележки вагонов имели двухступенчатое рессорное подвешивание. На каждую буксу рама тележки опиралась через две цилиндрические пружины, установленные на подбуксовых балансирах. Буксы были бесчелюстные, связь между ними и рамой тележки обеспечивали упругие поводки с шарнирами, оборудованными резино-металлическими втулками. В качестве центрального подвешивания использовались пневматические рессоры диафрагменного типа (по две на тележку). Подрессорный брус служил одновременно дополнительным резервуаром воздуха для пневматических рессор. По его концам были установлены регуляторы положения кузова, автоматически регулировавшие его высоту при изменении статического прогиба рессор. Суммарный статический прогиб рессорного подвешивания электровагонов составлял 110—140 мм (проект предусматривал 195 мм, из них 150 мм должны были приходиться на центральное подвешивание).

Основные размеры головного вагона ЭР200
Основные размеры головного вагона ЭР200
Основные размеры моторного вагона ЭР200
Основные размеры моторного вагона ЭР200
Тяговые электродвигатели моторных вагонов были установлены на раме тележки. Каждый из них через резино-кордную муфту и одноступенчатый редуктор приводил во вращение свою колесную пару. Колеса были цельнокатаные, диаметр новых колес равнялся 950 мм. Передаточное число редуктора составляло 61:26 — 2,346. Колесная база тележки равнялась 2500 мм, общая колесная база вагона — 21300 мм.

Электропоезд имел реостатный электрический тормоз, дисковые (кроме первой оси передней тележки головного вагона) с электрическим и электропневматическим управлением и магниторельсовые тормоза. На головных вагонах были установлены краны машиниста № 394, на всех вагонах имелись электровоздухораспределители № 371. Магниторельсовые тормоза состояли из двух башмаков, подвешенных на каждой тележке; катушки электромагнитов двух башмаков включались последовательно и питались постоянным током напряжением 110 В.

При создании тягового пуско-тормозного электрооборудования электропоезда были использованы результаты исследований, проведенных в 1967— 1972 гг. сначала на опытной секции серии ЭР2И, а затем на опытном электровагоне ЭР22и-104 с межступенчатым реостатно-импульсным регулированием частоты вращения тяговых электродвигателей.

На каждом моторном вагоне были установлены четыре тяговых электродвигателя 1.ДТ.001, представлявших собой четырехполюсные машины с добавочными полюсами; остов электродвигателя имел цилиндрическую форму, обмотка якоря была петлевая. При напряжении на выводах 750 В и возбуждении 50 % тяговый электродвигатель имел следующие основные параметры:

Режим Мощность, кВт Ток, А Частота вращения якоря, об/мин
Часовой 240 360 1740
Продолжительный 215 320 1840
Расчетный пусковой ток электродвигателя был 350 А, масса его равняласть 1320 кг.

На электропоезде были установлены шесть токоприемников ТС-1М. Защита тяговых электродвигателей осуществлялась быстродействующими выключателями 1.ВВ.001 и реле перегрузки, ранее примененными на электропоезде ЭР22.

Силовые цепи двух моторных вагонов секции были объединены в общую силовую цепь. Четыре тяговых электродвигателя каждого моторного вагона были постоянно соединены последовательно. В начале пуска последовательно соединялись все восемь тяговых электродвигателей двухвагонной секции. Пуск осуществлялся путем вывода из цепи этих электродвигателей пуско-тормозных резисторов 1.БС.012 с помощью силового (реостатного) контроллера 1.КС-008, имевшего электропневматический привод проф. Л. Н. Решетова и 18 силовых кулачковых контакторных элементов (по девять на каждую группу из четырех тяговых электродвигателей). Переход с последовательного на параллельное соединение групп тяговых электродвигателей выполнялся при помощи электропневматического мостового контактора ПКУ-1.59. Как на последовательном, так и на параллельном соединении тяговых электродвигателей имелось пять пусковых ступеней, получение которых обеспечивали десять контакторных элементов силового контроллера. Между этими ступенями импульсный тиристорный регулятор обеспечивал плавное изменение напряжения. Возбуждение тяговых электродвигателей также изменялось плавно тем же тиристорным регулятором. Переключение данного регулятора из режима плавного межступенчатого регулирования напряжения в режим ослабления возбуждения тяговых электродвигателей осуществлялось остальными восемью контакторными элементами силового контроллера. Эти же контакторные элементы работали и в тормозном режиме.

Первоначально тиристорные регуляторы для каждой группы тяговых электродвигателей имели три ветви с тремя последовательно включенными тиристорами Т-150-8-Б-1, являвшимися в зависимости от позиции силового контроллера либо главными, либо вспомогательными тиристорами этих регуляторов. Для их запирания применялись коммутирующие тиристоры ТЛ-150-8-Б (по три последовательно на каждую группу тяговых электродвигателей). Кроме того, в каждой такой группе имелись два защитных тиристора ТЛ-150-8-Б. Всего на моторном электровагоне с токоприемниками было 28 тиристоров. Новые тиристорные регуляторы с тиристорами типа Т160-9-463, были установлены в 1977 г.

Использование импульсного регулирования на электропоезде серии ЭР200 позволило уменьшить вес его тягового электрооборудования. Минимальное возбуждение тяговых электродвигателей составляло 28 %. При их параллельном соединении плавное регулирование возбуждения от 100 до 28 % начиналось со скорости 105—110 км/ч и заканчивалось при скорости 175—180 км/ч. Дальнейшее повышение скорости происходило за счет работы по автоматической характеристике при минимальном возбуждении.

Включение и отключение тяговых электродвигателей в режиме тяги осуществлялось двумя электропневматическими линейными контакторами ПКУ-2.123, изменение направления вращения тяговых электродвигателей — реверсором 1.П.003. Тормозной режим начинался при переключении тормозного переключателя 1 .П.002. Различные переключения в цепи тяговых электродвигателей производились двумя переходно-тормозными электропневматическими контакторами ПКУ-2.123. Включение и отключение регулирования возбуждения осуществлялось двумя электропневматическими контакторами ПКУ-1.58.

Главная рукоятка контроллера машиниста 1.КУ.017, помимо нулевого положения, имела пять положений для режима тяги (маневровое и четыре ходовых) и четыре положения для торможения. На маневровом положении силовой (реостатный) контроллер находился на 1-й позиции, при этом пусковые резисторы были полностью введены в цепь последовательно соединенных тяговых электродвигателей, имевших 100 % возбуждения. На 1-м ходовом положении силовой контроллер доходил до 9-й позиции, при которой пусковые резисторы оказывались полностью выведенными из цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, имевших 100 % возбуждения. На 2- м ходовом положении силовой контроллер оставался на 9-й позиции, при этом происходило импульсное ослабление возбуждения тяговых электродвигателей, соединенных последовательно. На 3 - м ходовом положении силовой контроллер проходил 11-ю позицию, на которой осуществлялся переход с последовательного на параллельное соединение тяговых электродвигателей, возбуждение их усиливалось до полного (100 %), в цепь вводились пусковые резисторы. Затем силовой контроллер доходил до 18-й позиции, на которой пусковые резисторы оказывались полностью выведенными из цепи параллельно соединенных тяговых электродвигателей, имевших 100 % возбуждения. На 4-м ходовом положении реостатный контроллер оставался на 18-й позиции, при этом происходило импульсное ослабление возбуждения тяговых электродвигателей, соединенных параллельно.

На 1-м тормозном положении рукоятки контроллера машиниста происходило электрическое торможение электропоезда с пониженным тормозным усилием, на 2-м — с нормальным тормозным усилием, на 3-м к электрическому торможению с нормальным усилием добавлялось электропневматическое торможение при скорости ниже 2 км/ч; на 4-м происходило то же, что и на 3-м, но добавлялось действие магниторельсового тормоза. В тормозном режиме на 1-й позиции силового контроллера происходило импульсное ослабление возбуждения тяговых электродвигателей, а на остальных его позициях производилось межступенчатое импульсное регулирование сопротивлений пуско-тормозных резисторов.

При скорости выше 50 км/ч предусматривалась возможность управления электропоездом автоматическим устройством (автомашинистом).

Электропоезд серии ЭР200 имел многозначную автоматическую локомотивную сигнализацию.

На головных (№ 101 и 103) и моторных (№ 114, 124, 134, 144, 154, 164) вагонах электропоезда были установлены преобразователь 1.ПВ.004, мотор-компрессор и аккумуляторная батарея. Преобразователь состоял из электродвигателя постоянного тока напряжением 3000 В, номинальной мощностью 87 кВт (ток 35 А) и генератора трехфазного тока напряжением 236 В, мощностью 75 кВт (ток 265 А, частота вращения вала 1500 об/мин). Компрессор ЭК-7В приводился во вращение электродвигателем 548А трехфазного тока напряжением 220 В, мощностью 5 кВт (ток 29 А). Для питания цепей управления и подзаряда аккумуляторных батарей на этих вагонах, как и на вагонах электропоезда серии ЭР22М, имелся двухмашинный преобразователь трехфазного тока в постоянный ток напряжением 110 В. Преобразователь работал совместно с выпрямительной установкой, выполненной по схеме трехфазного моста.

На каждом вагоне электропоезда были установлены два трехфазных электродвигателя для привода вентиляторов системы вентиляции пассажирских помещений.

Моторные вагоны электропоезда серии ЭР200 имели по 64 места для сидения, головные — по 24 места. Кроме того, в каждом головном вагоне располагался буфет-бар. Фактическая масса головного вагона равнялась 48,5 т, моторного без токоприемника — 56,3 т, моторного с токоприемником — 58,2 т

При напряжении в контактной сети 3000 В и 50 %-ном возбуждении тяговых электродвигателей моторный электровагон имел следующие тяговые параметры:

Режим Сила тяги, кг Скорость, км/ч
Часовой 2460 140
Продолжительный 2090 148
Общая мощность всех тяговых электродвигателей электропоезда при часовом режиме составляла 11520 кВт, мощность реостатного тормоза — 14400 кВт.

Первая обкатка электропоезда в составе двух головных (№ 101, 103) и четырех моторных (№ 112, 114, 122, 124) вагонов состоялась на участке Рига—Саулкрасти Прибалтийской дороги в январе 1974 г. При обкатке 17 апреля 1974 г. была достигнута скорость 160 км/ч.

После обкаток шестивагонного электропоезда, заводской наладки и поколесного взвешивания он был отправлен для испытаний на участок Белореченская—Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. Перед испытаниями электропоезд прошел соответствующую подготовку, был загружен мерным грузом и оборудован измерительными приборами. Испытания проводились ВНИИЖТом совместно с РФ ВНИИВ, ВНИИВ и Рижским вагоностроительным заводом. В процессе испытаний максимальная скорость электропоезда постепенно увеличивалась; в декабре 1974 г. она была доведена до 206 км/ч.

В период с начала 1975 г. до марта 1984 г. на электропоезде производились конструктивные изменения, необходимость которых была выявлена по результатам испытаний. Основными из них являлись: замена пневморессор центрального подвешивания вагонов новыми пневморессорами конструкции ВНИИВ с резино-кордными оболочками 580 х 170 мм (при этом статический прогиб рессорного подвешивания головного вагона составил 188 мм, а моторного — 207 мм); замена пружин и резино-металлических блоков поводков буксовой ступени подвешивания, трущихся пар опорных скользунов тормозных дисков; усиление кузовных кронштейнов; перепланировка внутренних помещений головных вагонов, в том числе и буфет-баров; перенос пуско-тормозных резисторов из-под кузова на крышу; замена релейно-импульсной системы межступенчатого регулирования напряжения широтно-импульсной с постоянной частотой 400 Гц (для более благоприятного воздействия на устройства сигнализации, централизации и блокировки); установка электронных противоюзных устройств; применение несколько измененных мостового и переходных электропневматических контакторов.

В августе—октябре 1975 г. ВНИИЖТ провел динамические, тягово-энергетические и тормозные испытания электропоезда, а также исследования токосъема на высоких скоростях движения. После этих испытаний первый электропоезд серии ЭР200 поступил в депо Ленинград-Пассажирский-Москов-ский Октябрьской железной дороги. В этом депо был произведен подъемочный ремонт электропоезда до начала его регулярной эксплуатации с пассажирами. Из-за многочисленных конструктивных ошибок в системе "Автомашинист" ее за время испытаний так и не удалось довести до рабочего состояния, и она была демонтирована.

Регулярная эксплуатация первого электропоезда серии ЭР200 началась 1 марта 1984 г., а последняя (1254-я) его поездка состоялась 15 сентября 1995 г. За указанный период не было отменено ни одной графиковой поездки.

Вас заинтересуют так же следующие новости

Больше интересного

Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
ИЛИ ЧЕРЕЗ СОЦ. СЕТЬ