Подвижной состав • Отечественные локомотивы • Электропоезда

Электропоезд ЭР7

В конце 1960 г. был выпущен первый десятивагонный электропоезд переменного тока ЭР7-01. Моторные и головные вагоны этого электропоезда были построены Рижским вагоностроительным заводом, а промежуточные прицепные — Калининским вагоностроительным заводом. При этом
05.05.15
Комментариев 0
Обсудить
Просмотров
2 116

Оцените изложенный материал


В конце 1960 г. был выпущен первый десятивагонный электропоезд переменного тока ЭР7-01. Моторные и головные вагоны этого электропоезда были построены Рижским вагоностроительным заводом, а промежуточные прицепные — Калининским вагоностроительным заводом. При этом последние, как и промежуточные прицепные вагоны электропоездов серии ЭР1, были поставлены на тележки типа КВЗ-5/Э. Электрооборудование электропоезда ЭР7-01 было изготовлено Рижским электромашиностроительным заводом (тяговые электродвигатели, аппаратура), Московским трансформаторным заводом (трансформаторы), Всесоюзным электротехническим институтом (игнитронные установки). При постройке электропоезда заводы учли опыт создания и испытания первой опытной двухвагонной секции; конструкция кузовов, тележек, кулачковых муфт и редукторов не изменилась.

Под кузовом каждого моторного вагона был установлен главный трансформатор ОЦР-1000/25, такой же, как и на первом опытном вагоне. Трансформатор номинальной мощностью 973 кВхА был, стержневого типа с масляным охлаждением. Он имел четыре обмотки: первичную на 25 кВ, тяговую мощностью 773 кВхА с семью промежуточными регулировочными выводами и напряжением между крайними выводами при холостом ходе 2208 В, обмотку отопления (номинальный ток 350 А, часовой ток 530 А) мощностью 100 кВхА и напряжением 600 В и вспомогательную обмотку мощностью 100 кВхА и напряжением 220 В. Масса трансформатора с маслом составляла 3800 кг, без масла — 3122 кг.

Выпрямительная установка состояла из четырех игнитронов ИС-400/5 с воздушным охлаждением, включенных по мостовой схеме. Игнитроны были рассчитаны на работу с номинальным выпрямленным напряжением 1650 В, максимальное обратное напряжение составляло 5000 В, а средний ток продолжительного режима — 200 А. Игнитроны охлаждапись индивидуальными вентиляторами, имевшими четыре ступени частоты вращения, которая устанавливалась автоматически в зависимости от температуры корпуса игнитрона. Игнитроны размещались в шкафах около торцовых наружных стенок тамбура вагона./p>

Электрические схемы электропоезда ЭР7-01 были выполнены по чертежам Рижского вагоностроительного завода № 32.70.00.000Сх (моторный электровагон), 33.70.00.000Сх (головной прицепной электровагон) и 34.70.00.000Сх (промежуточный прицепной электровагон).

С учетом первых цифр номеров чертежей главных видов электропоезда серии ЭР7 в целом (цифры 31), его промежуточного моторного (32), головного прицепного (33) и промежуточного прицепного (34) электровагонов, электропоезд в целом и его вагоны получили соответственно заводские обозначения 62-31, 62-32, 62-33 и 62-34. При нумерации вагонов этого электропоезда был использован тот же принцип, что и для электропоездов ЭР1 и ЭР6 — добавление к номеру самого электропоезда двузначных номеров: четных (02, 04, 06, 08 и 10) для моторных электровагонов и нечетных (01, 03, 05, 07 и 09) для прицепных. При этом номера 01 и 09 присваивались только головным электровагоном.

Мощность, кВт Ток, А Частота вращения якоря, об/мин Возбуждение, %
180 240 825 90 (усиленное)
200 266 1170 45 (нормальное)
Максимальная частота вращения якоря составляла 2080 об/мин, масса электродвигателя равнялась 2100 кг.

Тяговые электродвигатели были попарно соединены последовательно, образуя группы, которые между собой соединялись параллельно и через общие сглаживающие реакторы присоединялись к выпрямительной установке.

Включение и отключение тяговых электродвигателей осуществлялось с помощью двух сдвоенных электропневматических контакторов — ПК-306Ф и ПК-350В. При этом перед началом их работы должен был включаться электромагнитный контактор КМ-ЗА-2 включения игнитронов.

Изменение напряжения на зажимах тяговых электродвигателей и степени их возбуждения осуществлялось главным контроллером (групповым переключателем) КСП-4Б с восемнадцатью контакторами. Контроллер имел 20 позиций. На 1-й позиции напряжение от одной секции тяговой обмотки через пусковой резистор КФ-104А и игнитроны подавалось на зажимы тяговых электродвигателей, работавших в режиме 60 % возбуждения. На 2-й позиции выводилась часть пускового резистора, а возбуждение усиливалось до 90 %; эта позиция являлась маневровой. На 3-й позиции из цепи полностью выводился пусковой резистор. На позициях с 4-й по 17-ю происходило увеличение напряжения на зажимах тяговых электродвигателей за счет их последовательного подключения к выводам тяговой обмотки, имевшим большее напряжение. На 18-й позиции происходило уменьшение возбуждения до 60 % (оставалось таким и на 19-й), а на 20-й — до 45 %. Ходовыми позициями являлись все четные, так как на них соседние выводы тяговой обмотки не соединялись между собой через делительный реактор.

Контроллер машиниста КМР-5А-1 имел две рукоятки: реверсивную с положениями "Вперед”, 0 и "Назад" и главную с положениями 0, 1 и 2. В 1-м положении замыкались линейные контакторы, а главный контроллер находился на 1-й позиции. При переводе главной рукоятки КМР-5А-1 во 2-е положение главный контроллер под контролем реле ускорения Р-40В начинал переходить на последующие позиции. Остановить ?тот переход на любой четной позиции можно было постановкой главной рукоятки КМР-5А-1 в 1-е положение. При постановке ее в нулевое положение цепь тяговых электродвигателей еще до возвращения главного контроллера разрывалась линейными контакторами.

Часть электрического оборудования моторных электровагонов была расположена внутри вагона, что привело к уменьшению пассажирского помещения и сокращению мест для сидения до 98.

Электродвигатели компрессоров (МТК-31-6), вентилятора трансформатора (АОМ-41-4), насоса трансформатора (АОМ-32-2), вентилятора сглаживающего реактора (АОМ-31-2) и других вспомогательных машин питались трехфазным током напряжением 220 В от расщепителя фаз РФ-1 А. Этот расщепитель отличался от расщепителя РФ-1, установленного на опытной секции, тем, что имел встроенный центробежный вентилятор.

Щелочная аккумуляторная батарея НКН-100 с номинальным напряжением 110 В получала питание через селеновый выпрямитель от обмотки трансформатора с напряжением 220 В. Для поддержания напряжения был применен стабилизатор.

Моторные электровагоны весили по 61,4 т, прицепные — по 36,5 т, головные — по 37,8 т. Число мест для сидения в вагонах составляло соответственно 98, 110 и 88.

Электропоезд имел конструкционную скорость 130 км/ч. Расчетное ускорение до скорости 60 км/ч равнялось 0,6 м/с2, замедление при использовании электропневматических тормозов — 0,8 м/с2.

Электропоезд ЭР7-01 в апреле-мае 1961 г. совершил пробные рейсы на участке Ожерелье—Па-велец, а затем прошел испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа. На основании результатов испытаний институт рекомендовал при выпуске последующих электропоездов серии ЭР7 внести в них ряд изменений, в частности, улучшить защиту силового оборудования, систему питания цепей управлений и зарядки аккумуляторной батареи, амортизацию игнитронов, которые при скорости выше 100 км/ч из-за тряски давали частые пропуски зажигания, а также снять ограничение по нагреву обмоток тяговых двигателей при езде на участке с короткими перегонами.

Параллельно с испытанием электропоезда Рижский электромашиностроительный завод провел стендовые испытания тяговых электродвигателей РТ-51В при работе на пульсирующем токе. Испытания показали, что при коэффициенте пульсации 28 % и возбуждении 45 % мощность часового режима электродвигателя составляла 180 кВт, а продолжительный ток при этой же степени возбуждения и коэффициенте пульсации 30 % был равен 187 А.

В начале 1962 г. были построены еще три электропоезда серии ЭР7, которые вместе с первым электропоездом были направлены для работы в Горький. На электропоездах № 02—04 электрическая схема моторного электровагона была выполнена по новому чертежу Рижского вагоностроительного завода № 32.70.00.001Сх. Электрические схемы остальных вагонов соответствовали прежней конструкторской документации. На этих электропоездах для привода компрессора использовался электродвигатель АОС-72-6, вентилятора главного трансформатора и его насоса — АО-32-2; вентилятора пассажирского помещения — АОМ-32-4, применялась аккумуляторная батарея 90КН-45.

Первое время на всех электропоездах часто нарушалась фазировка системы управления игнитронами, неудовлетворительно работали сами игнитроны, наблюдались и другие дефекты. По мере освоения обслуживающим персоналом новых электропоездов, их работа улучшалась.

Успешная эксплуатация электропоездов серии ЭР7 послужила основанием для прекращения работы по созданию моторных электровагонов с относительно сложными и неудобными для обслуживания коллекторными тяговыми электродвигателями переменного тока Рижского электромашиностроительного завода. Для этих электровагонов завод изготовил лишь несколько десятиполюсных тяговых электродвигателей РТО-1 часовой мощностью 190 кВт (напряжение 173 В, ток 1420 А, частота вращения якоря 1250 об/мин). К постройке электропоездов с коллекторными тяговыми электродвигателями переменного тока, которым уже была присвоена серия ЭР8, промышленность так и не приступила. Все работы по этим электропоездам были прекращены в 1961 г.

Большие преимущества кремниевых выпрямителей по сравнению с ртутными послужили основанием для проведения работ по применению их на моторных электровагонах. В условиях моторвагонной тяги с рассредоточением оборудования вдоль всего поезда такая замена имела даже большее значение, чем на электровозах, где условия обслуживания и режимы работы выпрямительной установки иные.

В мае 1961 г. ВНИИЖТ под руководством доктора технических наук Б. Н. Тихменева совместно с рядом заводов завершил переоборудование моторного электровагона № 102 секции электропоезда ЭР7-01 с заменой игнитронных выпрямителей кремниевыми. На этой секции было сохранено основное электрическое оборудование — трансформатор, тяговые электродвигатели, главный выключатель, вспомогательные машины, а также схема включения тяговых электродвигателей.

Кремниевая выпрямительная установка, располагавшаяся под кузовом вагона, была выполнена по мостовой схеме. Каждое ее плечо состояло из трех параллельных цепей, в каждой цепи имелось двенадцать последовательно включенных вентилей, т. е. всего в плече находилось 36 вентилей. Для равномерного распределения обратного напряжения между последовательно включенными вентилями в непроводящий полупериод параллельно вентилям были включены резисторы. Связь между вентилями одного потенциала осуществлялась также через резисторы.

Для снятия перенапряжений, возникающих в самих вентилях при коммутации тока, параллельно вентилям были включены также цепи, состоявшие из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов. Кремниевые вентили были рассчитаны на выпрямленный ток 200 А и обратное напряжение 400 В.

На переоборудованном моторном электровагоне был выполнен так называемый вентильный переход с одной ступени напряжения на другую, что позволило снять делительный реактор. Для этого в группы вентилей, образующие плечи моста со стороны контакторов главного контроллера, были включены вентильные разветвления — в каждом плече три параллельно соединенные цепи с последовательно включенными двумя вентилями в каждой. Поэтому общее количество вентилей выпрямительной установки моторного электровагона равнялось 156 (4 х 3 х 12 = 144 в плечах и2хЗх2 = 12 в разветвлениях). Чтобы сохранить количество пусковых позиций, в схему были введены контакторы, позволявшие поочередно поднимать напряжение на плечах моста.

Для защиты вентилей от токов короткого замыкания в два плеча моста были включены быстродействующие разъединители, разрывавшие цепь в непроводящий полупериод. Управление этими разъединителями осуществлялось специальной бесконтактной аппаратурой, разработанной ВНИИЖТом. Количество позиций главного контроллера осталось прежним (20), но несколько была изменена развертка кулачков контакторов, использовавшихся при вентильном переходе.

19 мая 1961 г. первая в Советском Союзе моторвагонная секция ЭР7-01 с полупроводниковой выпрямительной установкой сделала несколько кругов по экспериментальному кольцу ВНИИЖТа; в июне после внесения в конструкцию секции некоторых улучшений начались ее испытания.

Положительные результаты испытаний моторного электровагона № 102 с кремниевыми выпрямителями послужили основанием к расширению их применения на моторных электровагонах переменного тока. На Перовском заводе по ремонту электроподвижного состава началось переоборудование на полупроводниковые выпрямительные установки по схеме ВНИИЖТа остальных моторных электровагонов электропоезда ЭР7-01. В 1962—1963 гг. на всех моторных электровагонах электропоездов серии ЭР7 № 01,03 и 04 игнитронные выпрямители были заменены кремниевыми и эти электропоезда етапи обозначаться серией ЭР7К. В 1964 г. ^ электропоезд серии ЭР7К был переоборудован и электропоезд ЭР7-02. Электропоезда серии ЭР7К продолжили работу на Горьковском железнодорожном узле.

В середине 1964 г. ВНИИЖТ оборудовал моторный вагон № 302 электропоезда ЭР7К-03 кремниевыми вентилями с лавинным пробоем. Затем такими вентилями были оборудованы и остальные моторные вагоны этого электропоезда — № 304, 306, 308, а также вагон № 402 электропоезда ЭР7к-04. Лавинные вентили в отличие от обычных при пробое запирающего слоя обратным напряжением пропускают ток по всей поверхности перехода, что сохраняет вентили после пробоя работоспособными и позволяет уменьшить их количество в выпрямительной установке. Вместо ранее использовавшихся в выпрямительных установках моторных электровагонов 156 вентилей на вагонах № 302, 306, 308 и 402 осталось по 84 вентиля, а на электровагоне № 304 — 56 вентилей. На моторных вагонах № 302, 306, 308 плечо каждого моста состояло из трех параллельных цепей, в каждую из которых было включено шесть соединенных последовательно лавинных вентилей (всего 4х3х6 = 72 вентиля в плечах и 2х3х2=12 в разветвлениях). На моторном электровагоне № 402 применялась комбинированная схема, при которой в каждом плече только одна цепочка состояла из лавинных вентилей, общее число их равнялось 28; остальные вентили были типа ВКД-200. В схеме выпрямительных установок опытных электровагонов № 302, 306, 308 и 402 сохранились контуры, состоявшие из делительных резисторов, конденсаторов и резистора, связывавшего параллельно вентили. На моторном электровагоне № 304 эти контуры отсутствовали, а связи были выполнены с помощью глухих перемычек.

Во второй половине 1965 г. опытный электропоезд, в состав которого входили указанные выше моторные вагоны, поступил для эксплуатации на Горьковскую железную дорогу.

Из-за отличий от электровагонов последующих конструкций и отсутствия запасных частей электропоезда серии ЭР7К в 1970—1972 гг. были исключены из инвентаря МПС.
Обсудить
Просмотров
2 116
Подпишись на нашу рассылку лучших статей о технике
Подписалось
17
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Войти через: