СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > xx2

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 18.04.2013, 03:53   #1 (ссылка)
Crow indian
 
Аватар для Admin


Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 42
Сообщений: 28,788
Поблагодарил: 397 раз(а)
Поблагодарили 5851 раз(а)
Фотоальбомы: 2566
Записей в дневнике: 646
Загрузки: 672
Закачек: 274
Репутация: 126089

Тема: [01-2013] Знакомьтесь: электровоз 2ЭС5


Знакомьтесь: электровоз 2ЭС5



Повышение эффективности железнодорожных грузоперевозок в настоящее время невозможно без своевременного обновления действующего парка электроподвижного состава и повышения его технического уровня. Рост мировой экономики, активизация сухопутного сообщения в транспортном коридоре Юго-Восточная Азия — Европа и реальная перспектива Транссибирской магистрали стать важным транспортным связующим звеном между странами Евроазиатских регионов делает вопрос обновления парка электроподвижного состава (ЭПС) для ОАО «РЖД» крайне актуальным. С учетом тяжелых эксплуатационных условий на железных дорогах сибирского и дальневосточного регионов и продолжающегося ежегодного увеличения грузопотока наиболее перспективным видом локомотивов для этих условий могут стать электровозы с асинхронным тяговым приводом.

В мировом опыте железнодорожного машиностроения развитию электровозов с асинхронными тяговыми двигателями (АТД) давно придается приоритетное значение. Благодаря малому удельному расходу активных материалов АТД, по сравнению с коллекторными двигателями, имеют лучшие массогабаритные показатели, требуют меньших затрат на их обслуживание, а высокая жесткость электромеханических характеристик позволяет реализовать большие значения коэффициента сцепления. Совокупность этих факторов позволяет повысить осевую мощность электровоза, обеспечивает лучшие тяговые характеристики, дает возможность снизить затраты на обслуживание и получить ряд других важнейших эксплуатационных преимуществ.

Однако электровозы с асинхронным приводом имеют первоначальную стоимость, существенно превышающую стоимость локомотивов с аналогичной осевой мощностью с коллекторными двигателями постоянного (пульсирующего) тока. Тем не менее, это обстоятельство нисколько не снижает конкурентоспособность локомотивов с асинхронным приводом и абсолютно не сдерживает их использование для обновления действующего парка, принимая во внимание стоимость жизненного цикла различных типов электровозов нового поколения и предшествующих.

Локомотивы с АТД, по сравнению с традиционным для железных дорог России тяговым приводом с зонно-фазовым регулированием коллекторных двигателей, имеют дополнительные силовые преобразовательные устройства, которые обеспечивают получение трехфазного напряжения. Причем, количество этих устройств на тяговой единице, как правило, определяется не предельно возможной величиной единичной мощности этих устройств, а числом тяговыхдвигателей.

Необходимым условием максимального использования сцепного веса подвижного состава является равномерное распределение нагрузок между его тяговыми двигателями. В то же время, высокая жесткость электромеханических характеристик АТД и всегда имеющаяся их неидентичность, а также появляющийся в процессе эксплуатации локомотива неравномерный износ бандажей приводят к тому, что тяговые двигатели нагружаются неодинаково.

Используемые в настоящее время современные тяговые системы устраняют возникающее различие нагрузок АТД. Такие системы основаны на применении для электропитания каждого из двигателей напряжений разных частот, требуют наличия для каждого двигателя индивидуального преобразователя частоты и числа фаз. Именно такие преобразователи (инверторы) впервые применены в России для грузовых электровозов переменного тока на локомотиве 2ЭС5.

ЭЛЕКТРОВОЗ ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ


Магистральный грузовой двухсекционный электровоз пятого поколения 2ЭС5 (по согласованию с ОАО «Российские железные дороги» его назвали «Скиф») выпущен на Новочеркасском электровозостроительном заводе (НЭВЗ, входит в состав ЗАО «Трансмашхолдинг»), Локомотив предназначен для вождения грузовых поездов на железных дорогах колеи 1520 мм, электрифицированных на переменном токе напряжением 25 кВ промышленной частоты 50 Гц.

Наличие в тяговой системе электровоза 2ЭС5 индивидуальных преобразователей для питания тяговых двигателей вызывает индивидуальную реакцию каждого из двигателей на изменение внешних условий работы хотя бы одного из них. Это снижает вероятность возникновения боксования, а при его появлении обеспечивает быстрое гашение.

Таким образом, асинхронный тяговый привод с индивидуальными инверторами напряжения и поосным регулированием позволяет улучшить тяговые характеристики, снизить энергопотребление и затраты на техническое обслуживание. Электровоз 2ЭС5 разработан совместно ЗАО «Трансмашхолдинг» и французским машиностроительным концерном «Alstom» на базе совместного инжинирингового центра «ТРТранс», расположенного в России. Центр создан на паритетных началах Трансмашхолдингом и «Alstom Transport».

Электровоз 2ЭС5 отличается высокими технико-экономически-ми показателями. Параметры, указанные в техническом задании на разработку локомотива, были сформулированы заказчиком электровоза ОАО «РЖД» на основании планов Компании по реализации грузоперевозок на ближайшую перспективу с учетом тенденций ежегодного роста грузооборота. По некоторым комплектующим, например, таким как система управления электровоза 2ЭС5, в техническое задание на локомотив включены требования по его оснащению новейшими устройствами с учетом последних мировых достижений в области электроники, машиностроения и других высокотехнологических отраслей.

В конструкцию заложены существенно увеличенные по сравнению с локомотивами предыдущих поколений межремонтные пробеги. Это позволяет значительно сократить затраты на обслуживание локомотивов и существенно повысить эффективность управления парком.

Механическая тяговая передача первого класса подвески обеспечивает снижение динамических воздействий на путь и все узлы и детали электровоза. Противоюзная защита позволяет сократить тормозной путь при неблагоприятных погодных условиях и высокой скорости движения, снижает интенсивность износа колес. Безбандажные (цельнокатаные) колеса с ресурсом не менее

1 млн. км также дают возможность увеличить пробег электровоза между крупными видами ремонтов.

Модульная кабина управления с автоматическим климат-контролем, соответствующая всем современным нормам, включая санитарные, эргономические и нормы безопасности, позволяет обеспечить локомотивной бригаде комфортные и безопасные условия труда и сократить цикл сборки электровоза.

Используется новая, полностью интегрированная микропроцессорная система управления и диагностики. Основные техникоэкономические параметры электровоза 2ЭС5 приведены в табл. 1.

Новая машина значительно превосходит по тягово-энергетиче-ским характеристикам локомотивы более раннего производства, что позволяет на ряде полигонов эксплуатации использовать электровоз 2ЭС5 (две секции) вместо трехсекционных сцепов серийных электровозов.

Особенности конструкции электровоза:

> в качестве тяговых используются асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором;

> питание АТД осуществляется от регулируемых статических преобразователей напряжения и частоты, входящих в состав тяговой системы, разработанной компанией «Alstom» (рис. 1);

> вспомогательный привод реализован с возможностью регулирования производительности трехфазных нагрузок благодаря использованию вспомогательного преобразователя компании «Alstom» (рис. 2);

> электровоз оборудован системой автоведения, управления распределенной тягой, системой управления поездом повышенного веса и длины, а также другими электронными системами, управляемыми центральной системой управления электровоза (верхнего уровня) по интерфейсу (рис. 3);

> применена тележка, которая имеет низкое расположение наклонной тяги, моторно-осевые подшипники качения, тормозные блоки с композиционными колодками, цельнокатаные колеса, систему смазки гребней с подачей смазки на каждое колесо, тяговый привод первого класса с односторонней передачей вращающего момента. Передача силы тяги и торможения от тележек к кузову осуществляется цельными наклонными тягами. Тяга расположена по продольной оси электровоза и устанавливается на одной концевой балке рамы тележки. Моторно-редукторный блок одной стороной опирается на колесную пару, а другой крепится на раме с помощью подвески, на концах которой имеются упругие втулки для относительного перемещения между колесной парой и рамой (рис. 4);

> модульный пневматический и электрический монтаж;

> модульная кабина.

Электровоз состоит из двух секций. Каждая секция имеет кабину управления и комплект оборудования, обеспечивающий работу одного локомотива, а также работу по системе многих единиц в составе двух электровозов или в составе трех секций.

ТЯГОВАЯ СИСТЕМА


Основу тяговой системы каждой секции электровоза 2ЭС5 составляют тяговый трансформатор с четырьмя тяговыми обмотками, два тяговых преобразователя, каждый из которых имеет два независимых канала питания тяговых двигателей тележки. Схема тяговой системы электровоза представлена на рис. 1. Тяговый трансформатор содержит сетевую обмотку (СО), четыре тяговые обмотки Т01 — Т04 и обмотку фильтра (ФО), предназначенную для подавления радиопомех.


К выходу каждой тяговой обмотки подключен входной преобразователь — стабилизатор напряжения. К выходу входного преобразователя (звену постоянного напряжения) подключен инвертор напряжения для питания тягового двигателя М. К звену постоянного напряжения каналов преобразователей для питания второго и третьего тяговых двигателей подключены вспомогательные преобразователи ВП1 и ВП2. Элементная база преобразователя — силовые биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) с жидкостно-воздушной системой охлаждения.

К выходным зажимам каждого инвертора АИН подключены статорные обмотки одного из тяговых двигателей М. При переходе из тягового режима в режим рекуперативного торможения и при обратных переходах никаких переключений в силовой схеме не производится. Тяговые двигатели переводятся в генераторный режим путем понижения основной частоты напряжения относительно синхронной частоты, соответствующей данной скорости движения. При этом инверторы переходят в режим трехфазного выпрямителя.

При рекуперативном торможении сетевые преобразователи за счет изменения алгоритма управления переводятся в инверторный режим, и поток энергии из промежуточного контура направляется к тяговому трансформатору и далее в контактную сеть.

Защита силовых цепей преобразователя и тяговых электродвигателей от коротких замыканий, токов перегрузки и от замыканий на «землю» выполнена с помощью аппаратно-программных средств преобразователя, подчиняющихся системе управления, при срабатывании которых отключается ГВ QF1.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ПРИВОД


Система питания собственных нужд выполнена на базе двухканального статического преобразователя U4. Преобразователь первого канала питания подключен к звену постоянного напряжения второго тягового преобразователя. Преобразователь второго канала подключен к звену постоянного напряжения третьего тягового преобразователя. Нагрузки первого канала имеют постоянную (фиксированную) частоту вращения 50 Гц. Потребителями второго канала являются нагрузки с регулируемой частотой вращения: двигатели мотор-вентиляторов, вентиляторы наддува в кузов и жидкостные насосы охлаждения тяговых преобразователей.

Напряжение звена постоянного напряжения тяговых преобразователей U1 и U2 через инверторы напряжения ВП1 и ВП2 вспомогательного преобразователя U4, разделительные трансформаторы Т1.6 и Т1.7 преобразуется в трехфазное напряжение 380 В.

В случае неисправности какого-либо из преобразователей ВП1 (ВП2) линейный контактор KM SCV11 (KMSCV12) отключается, а контактор резервирования KM SCV22 включается. После этого все нагрузки переходят в режим работы с постоянной частотой питающего напряжения 50 Гц. Оставшийся в работе преобразователь ВП2 (ВП1) питает все нагрузки.

ТЯГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ


На электровозе применен тяговый асинхронный двигатель 6 FRA 4567 G. Он предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой от статического преобразователя, в механическую, передаваемую с вала тягового двигателя на колесную пару электровоза. Техническая характеристика двигателя представлена в табл. 2.

Тяговый двигатель выполнен для опорно-осевого подвешивания и представляет собой шестиполюсный двигатель переменного трехфазного тока с короткозамкнутым ротором и независимой системой вентиляции. Охлаждающий воздух подается в тяговый двигатель со стороны редуктора через вентиляционный люк и выходит из тягового двигателя со стороны, противоположной редуктору через вентиляционные отверстия, закрытые сеткой.

Статор. Механическая сборка выполняется с помощью восьми продольных пластин, которые расположены вокруг магнитной цепи, приварены к концевым пластинам и также приварены снаружи вдоль всей магнитной цепи. Механическая прочность обеспечивается за счет снятия напряжений (прокаливание при температуре примерно 600 ’С). Данное решение позволяет обеспечить жесткую конструкцию двигателя.


Ротор. Состоит из листов магнитной стали толщиной 0,5 мм, изолированных друг от друга, с низким коэффициентом электрических потерь. Листы собраны на валу под действием высокой температуры и зажаты между двумя концевыми пластинами. Изоляция обеспечивается за счет фосфатирования после вырезки и снятия заусенцев или путем использования предварительно изолированных стальных листов.

Клетка ротора выполнена из медных стержней и колец, соединенных с помощью высокочастотной индукционной пайки твердым припоем. Конечная форма придается стержням непосредственно на последней стадии изготовления. Кольца штампуются необходимого размера и подвергаются тепловой обработке для обеспечения конечных механических характеристик. Двигатель динамически сбалансирован.

Подшипники. Подшипник роликового типа установлен с противоположной стороны редуктора. Подшипник заправляется консистентной смазкой с высокими температурными показателями. Еще одним новшеством является то, что для смазывания подшипника предусмотрено специальное смазывающее устройство, позволяющее периодически добавлять смазку, не снимая двигатель. Подшипник со стороны редуктора, являющийся частью конструкции двигателя, также является роликовым и смазывается веществом редуктора.

Коробка выводов. Электрические силовые соединения выполняются с помощью водонепроницаемой соединительной коробки. Подсоединение и разъединение проводов, без съема двигателя, выполняется с помощью разъединительного устройства, предполагающего предварительный разогрев соединенных частей, под кузовом локомотива.


СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ


Система управления (см. рис. 3) построена с использованием многоуровневых сетевых интерфейсов, объединяющих подсистемы электровоза 2ЭС5 в единый управляющий комплекс. В качестве межсекционной шины используется шина WTB, а в качестве внутрисекционной — шина MVB. По шине MVB происходит основной обмен сообщениями: внутри секции между дублированным блоком управления электровозом (БУЭ), блоком индикации (БИ) и блоком дискретного ввода (БДВ) в кабине машиниста, блоками управления оборудованием (БУО) и блоками управления тяговыми (БУТП) и вспомогательным преобразователем (БУВП) в кузове электровоза.

Блоки БДВ и БУО, кроме дискретных входов и выходов, содержат в своем составе преобразователи интерфейса шины MVB, соответственно, в CAN, LIN и CANOpen интерфейсы. Данные интерфейсы используются для связи с органами управления, вспомогательным оборудованием электровоза и системами автоведения, торможения и безопасности движения. Для этих систем в целях повышения надежности предусмотрена отдельная дублированная CAN-шина. В состав системы управления входит такой сетевой интерфейс, как Ethernet, предназначенный для сбора диагностических сообщений, поступающих с различного оборудования электровоза, и для передачи информации с системы видеонаблюдения.

По шине WTB передается информация, необходимая для управления сцепом электровоза из нескольких секций. Модуль тормозного оборудования (МТО) ведущей секции имеет возможность обмена информацией с МТО в ведомых секциях с помощью выделенной дублированной CAN-шины. Секции связаны между собой также и с помощью сети Ethernet.

Таким образом, архитектура системы управления электровоза 2ЭС5 обладает высокой скоростью обмена информацией между управляющими устройствами и надежностью. Чтобы обеспечить надежную эксплуатацию в климатических зонах РФ, проведен комплекс работ по адаптации электронных компонентов к работе в зимних условиях.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Тележка (см. рис. 4) имеет общую конструкцию с тележкой электровоза Prima 4200/6000, хорошо зарекомендовавшей себя за продолжительный период эксплуатации на железных дорогах Китая, Европы и Северной Африки. Пневматический монтаж тележки (трубопроводы) выполнен из нержавеющей стали.

При разработке электровоза 2ЭС5 существенно расширено, по сравнению с ранее реализованными проектами подвижного состава, применение математического моделирования на стадии проектирования. В частности, выполнено моделирование тепловых процессов кабины и кузова при различных температурах наружного воздуха, а также проведен комплексный расчет прочности кузова.

Моделирование тепловых процессов позволило без транспортирования электровоза в район эксплуатации с экстремальными значениями температуры окружающего воздуха выполнить оценку работоспособности оборудования, расположенного в кузове. В то же время это дало выигрыш по срокам проектирования и исключило возможные конструктивные недочеты.

Расчет прочности кузова позволил оптимизировать конструкцию несущих элементов кузова, исключить необоснованный расход материалов при сохранении необходимых запасов по прочности. Указанные работы способствовали оптимизации конструкции электровоза.

В электровозе 2ЭС5 реализованы последние технические достижения мировых отраслей машиностроения и информатики в части конструкции, дизайна, энергосбережения и информационных технологий на транспорте. Локомотив способен удовлетворить растущие потребности ОАО «РЖД» в сегменте грузовых перевозок переменного тока. В ближайшей перспективе будет дан старт следующим, не менее масштабным проектам Трансмашхолдинга по созданию локомотивов и электропоездов.

А.В. МАРЧЕНКО, заместитель генерального директора — директор филиала ООО «ТРТранс» в г. Новочеркасске,
К.П. СОЛТУС, ведущий конструктор ООО «ТРТранс»
Фото А.В. Омельченко
__________________
Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

Последний раз редактировалось Admin; 14.10.2013 в 15:48.
Admin вне форума   Ответить с цитированием 12
Поблагодарили:
Данный пост получил благодарности от пользователей
Старый 30.08.2015, 08:36   #2 (ссылка)
Робот
 
Аватар для СЦБот


Регистрация: 05.05.2009
Сообщений: 2,401
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 73 раз(а)
Фотоальбомы: 0
Загрузки: 0
Закачек: 0
Репутация: 0

Тема: Тема перенесена


Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin
СЦБот вне форума   Ответить с цитированием 0
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
[Видео] Электровоз ЭП10 — двухсистемный пассажирский электровоз Андрей13 Машинисту электровоза 7 17.03.2017 10:27
=Телеграмма= № 363А от 15 марта 2013 г. - Два грубых нарушения безопасности движения поездов с проездами запрещающих показаний выходных светофоров в марте 2013 года Admin Документы Дирекции тяги ОАО "РЖД" 0 20.03.2013 11:25
Знакомьтесь: тепловоз ТЭП70А Admin xx2 0 25.09.2011 13:08
Знакомьтесь: тепловоз ТЭРА1 Admin xx2 0 08.07.2011 21:30
[Гудок] [6 июня 2011] Серийный «асинхронник». ОАО «РЖД» покупает 200 электровозов 2ЭС5 Admin Газета "Гудок" 0 19.06.2011 07:46

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
2es5, трансмашхолдинг


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 16:26.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4