Техника - молодёжи 1994-12, страница 19
ВОСЬМИОСНЫЙ, НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ I з о о го со В феврале 1956 года был принят Генеральный план электрификации железных дорог. За полтора десятилетия предстояло модернизировать 40 тыс. км магистралей, связывавших почти 60 крупных промышленных центров. Однако темпы электрификации определялись не только сооружением специфических объектов, но и поставками локомотивов. Поэтому в том же году МПС выдало Новочеркасскому электровозостроительному заводу (НЭВЗ) технические задания одновременно на 6- и 8-осные машины переменного тока. Анализ тогдашнего локомотивного парка и учет роста грузооборота показали, что в первую очередь нужны 8-осные, 2-секционные электровозы. Важное значение имел и способ управления их тягой. При высоковольтном регулировании к пантографу подключается автотрансформатор с отводами, к ним — первичная обмотка силового трансформатора, а вторичная, через выпрямители,— к тяговым электродвигателям. При низковольтном первичная обмотка силового трансформатора подсоединяется к пантографу, вторичная же состоит из секций, от сочетания которых зависит величина напряжения, подаваемого через выпрямители на моторы тележек. В обоих случаях изменяется одна и та же мощность, но в первом коммутируется высоковольтная слаботочная цепь (до 25 кВ и 150 А), во втором — низковольтная сильноточная (до 1 кВ и 4 А). При высоковольтном способе проще схема локомотива, но требуется более совершенная технология изготовления коммутационной аппаратуры, при низковольтном схема сложнее, зато технология проще. Да, было над чем подумать заказчику (МПС), стороннику высоковольтного варианта, и исполнителю (НЭВЗ), предлагавшему низковольтный. Летом 1958 года на НЭВЗе завершили эскизный проект, в сентябре его защитили на научно-техничес-ком совете МПС. Предусматривалось на каждой секции установить трансформатор и 8 игнитронов; было 5 вариантов экипажной части. Поскольку МПС по-прежнему настаивало на высоковольтном регулировании тяги, конструкторы пошли на это, зато другое его предложение — 4-осные секции с двумя кабинами — отклонили, опасаясь превысить заданный вес машины. Первый новочеркасский 8-осный однофазный электровоз переменного тока Н80 построили в сентябре 1961 года, а в конце года еще два. Кузовы секций сварили из гнутых профилей и рам, через пружины они опирались на 2-осные тележки, которые поворачивались вокруг вертикальных шкворней. Возвратный механизм совмещал продольные оси кузова и тележек. Для лучшего использования сцепного веса крайние колесные пары оборудовали пневматическими домкратами. Тяговые электродвигатели НБ-413 с опорно-осевой подвеской расположили между осями тележек, для уменьшения воздействия на путь рамы последних связали упругим сочленением. Поскольку регулирование тяги осуществлялось изменением высокого напряжения, к названию этих машин добавили букву "в", а при переименовании локомотивов в 1963 году обозначили ВЛ80В. В 1962 года на НЭВЗе построили два 8-осных Н81, уже с низковольтным регулированием (спустя год их назвали ВЛ80-004 и ВЛ80-005), и все последующие выпускали только такими. В очередном, пятнадцатом по счету, локомотиве применили кремниевые выпрямители и обозначили ВЛ80к-015. Весной 1964 года новинку испытали на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС и с № 026 локомотивы ВЛ80К производили до конца 1971 года. Постоянное совершенствование сделало их весьма надежными. ВЛ80К использовали на всей сети переменного тока, длина которой к 1965 году превысила 5 тыс. км. Особенно заметно они превосходили другие машины на трудных участках Тайшет — Лена и Мариинск — Зима. ВЛ80К водили тяжелые составы на высоких скоростях, поэтому торможение требовало больших усилий, что сказывалось на сроке службы тормозных колодок электровозов и вагонов. ...Еще в 1967 году на НЭВЗе, по проекту Всесоюзного электровозного НИИ (ВЭлНИИ) и Московского энергетического института (МЭИ), локомотивы № 158 и 159 оснастили системой оптимального автоматического регулирования тормозной силы (СОАРТ) — при снижении скорости тяговые моторы работали как генераторы, вырабатываемая ими энергия рассеивалась на тормозных реостатах, и они нагревались. СОАРТ на спусках поддерживала заданную скорость и при необходимости силу торможения. Локомотивы назвали ВЛ80Т, в 1969 году новочеркасцы изготовили пять таких же, а через год приступили к серийному производству. В 1971 году, начиная с электровоза № 917, машинам этой серии присвоили государственный Знак качества и увеличили гарантированный пробег до 299 тыс. км. Их отправляли на Восточно-Сибирскую и Забайкальскую дороги. И в том же 1967 году, по техническим требованиям ВНИИЖТ, ВЭлНИИ и НЭВЗ, на базе ВЛ80Т сделали опытный ВЛ80Р-300 с рекуперативным торможением. В нем применили новый трансформатор, выпрямительные диоды заменили управляемыми вентилями — тиристорами, во вторичной обмотке убрали отводы, разработали другую систему управления и вспомогательное оборудование. Новый электровоз плавно, но значительно быстрее разгонялся за счет бесступенчатого изменения тока тяговых электродвигателей. При торможении они действовали как генераторы постоянного тока — специальная электросхема управляла моментом открытия соответствующего тиристора в зависимости от фазы напряжения на контактном проводе, и вырабатываемая ими энергия поступала в контактную сеть. После испытаний локомотив трудился на участке Иловайская — Ба-тайск — Лихая, при этом из затраченной на тягу энергии в сеть возвращалось более 10%. В дальнейшем агрегаты и электрическую схему совершенствовали на машинах № 621 и 622, изготовленных в 1969 году, и на № 1500, выпущенной в 1973 году. В последующие 13 лет локомотивы ВЛ80 производили серийно и направляли на участки с трудным профилем пути Красноярской, Восточно-Сибирской, Дальневосточной и Северо-Кавказской дорог. В результате попутной модернизации доля возвращаемой энергии составляла уже 12%, а к.п.д. длительного режима достигал 84% — очень высокие показатели для грузовых электровозов переменного тока. Но для вождения тяжеловесных составов по участкам с трудным профилем потребовались более мощные локомотивы. Проще всего было бы прибегнуть к двойной тяге, но ВЛ80Т не имели необходимых приспособлений. В 1979 году во ВЭлНИИ доработали их схему, и по ней НЭВЗ сделал две машины, обозначенные ВЛ80С. Они успешно выдержали испытания, и с 1980 года их строили серийно. В 1983 году построили усовершенствованный вариант — стало возможным сцеплять по 2, 3 и даже 4 секции, но во втором случае третья не участвовала в процессе рекуперативного торможения. ВЛ80 всех модификаций составили эпоху в отечественном локомотивостроении. Сегодня тысячи таких машин обеспечивают заметную часть грузооборота на российских магистралях переменного тока. ш Олег КУРИХИН, кандидат технических наук |
