Електровози

Электровозы

.

Днем народження електричної тяги прийнято вважати 31 травня 1879 р., коли на промислової виставці у Берліні демонструвалася перша електрична залізна дорога довжиною 300 м, побудована Вернером Сіменсом. Електровоз, що нагадувало сучасний електрокар, наводився в рух електродвигуном потужністю 9,6 кВт (13 л. з.). Електричний струм напругою 160 У передавався до двигуна по окремому контактному рейку, зворотним дротом служили рейки, якими рухався поїзд — три мініатюрних вагончика зі швидкістю 7 км/год, лави уміщали 18 пассажиров.

В тому самому 1879 р. була внутризаводская лінія електричної залізниці протяжністю майже двом км на текстильної фабриці Дюшен-Фурье м. Брейль мови у Франції. У 1880 р. у Росії Ф. А. Пироцкому вдалося електричним струмом пробудити великий важкий вагон, вмещавший 40 пасажирів. 16 травня 1881 р. було відкрито пасажирське рух на першої міської електричної залізниці Берлін — Лихтерфельд.

Рельсы цього шляху були на естакаді. Трохи пізніше електрична залізна дорога Эльберфельд — Бремен поєднала ряд промислових пунктів Германии.

Первоначально електрична потяг застосовувалася на міських трамвайних лініях й управління промислових підприємствах, особливо у рудниках й у вугільних копальнях. Та незабаром виявилося, що вона вигідна на перевальних і тоннельных ділянках залізниць, соціальній та приміському русі. У 1895 р. США були электрифицированы тунель в Балтиморі і тоннельные підходи до Нью-Йорка. Для цих ліній побудовано електровози потужністю 185 кВТ (50 км/ч).

После першої Першої світової на шлях електрифікації залізниць вступають багато країни. Електрична потяг починає вводитися на магістральних лініях з великою щільністю руху. У Німеччині электрифицируют лінії Гамбург — Альтон, Лейпциг — Галле — Магдебург, гірську шлях у Сілезії, альпійські дороги Австрія. Электрифицирует північні дороги Італія. Приступають до електрифікації Франція, Швейцарія. У Африці з’являється електрифікована залізниця в Конго. У Росії проекти електрифікації залізниць були ще до його першої світової війни. Вже почали електрифікацію лінії. Санкт-Петербург — Ораниенбаум, але завадила її завершити. І лише 1926 р. було відкрито рух електропоїздів між Баку і нефтепромыслом Сабунчи. 16 серпня 1932 р. став до ладу перший магістральний електрифікований ділянку Хашури — Зестафони, проходить через Сурамский перевал на Кавказі. У цьому року у СРСР побудований перший вітчизняний електровоз серії Сс. Вже на 1935 р. у СРСР було електрифіковано 1907 км колій та перебував у експлуатації 84 электровоза.

В час загальна протяжність електричних залізниць в усьому світі досягла 200 тис. км, що становить приблизно 20% загальної їх довжини. Це, як правило, найбільш грузонапряженные лінії, гірські ділянки з крутими вставаннями й численними кривими ділянками шляху, приміські вузли великих міст України з інтенсивним рухом электропоездов.

Техника електричних залізниць під час існування змінилася корінним чином, зберігся лише принцип дії. Застосовується привід осей локомотива від електричних тягових двигунів, що використовують енергію електростанцій. Ця енергія підводиться від електростанцій до залізниці по високовольтним лініях електропередачі, а до электроподвижному складу — з контактної мережі. Зворотної ланцюгом служать рейки і земля.

Применяются три різні системи електричної тяги — постійного струму, змінного струму зниженою частоти та перемінного струму стандартної промислової частоти 50 гц. У першій половині нинішнього століття до Другої світової війни застосовувалися дві перші системи, третя отримала зізнання у 50−60-ті роки, коли почалося інтенсивна розбудова преосвітньої техніки і системам управління приводами. У системі постійного струму до токоприемникам электроподвижного складу підводиться струм напругою 3000 У (у країнах 1500 У і від). Такий струм забезпечують тягові підстанції, у яких перемінний струм високої напруги общепромышленных енергосистем знижується до потрібного значення й випростується потужними напівпровідниковими выпрямителями.

Достоинством системи постійного струму тоді можна було застосування коллекторных двигунів постійного струму, які мають чудовими тяговими і експлуатаційними властивостями. А до її недоліків належить порівняно низька значення напруги в контактної мережі, обмежений допустимим значенням напруги двигунів. Через це по контактним дротах передаються значні струми, викликаючи втрати енергії і утруднюючи процес токосъема в контакті між дротом і токоприемником. Інтенсифікація залізничних перевезень, збільшення маси поїздів привели що на деяких ділянках постійного струму до труднощів харчування електровозів через необхідність збільшення площі поперечного перерізу дротів контактної мережі (підвішування другого посилюючого контактного дроти) і забезпечення ефективності токосъема.

Все ж система постійного струму отримала стала вельми поширеною у багатьох країнах, понад половину електричних ліній працюють за такою системе.

Задача системи тягового електропостачання — забезпечити роботу электроподвижного складу з мінімальними втратами енергії і за можливо менших видатках зведення і обслуговування тягових підстанцій, контактної мережі, ліній електропередач тощо. д.

Стремлением підняти напруження як у контактної сіті й вилучити з системи електричного харчування процес випрямлення струму пояснюється застосування та розвитку у низці країн Європи (ФРН, Швейцарія, Норвегія, Швеція, Австрія) системи змінного струму напругою 15 000 У, має знижену частоту 16,6 гц. У цьому системі на електровози використовують однофазные колекторні двигуни, мають гірші показники, ніж двигуни постійного струму. Ці двигуни що неспроможні працювати на общепромышленной частоті 50 гц, тож і мусять застосовувати знижену частоту. Для вироблення електричного струму такий частоти знадобилося побудувати спеціальні «залізничні «електростанції, які пов’язані з общепромышленными енергосистемами. Лінії електропередач в цій системі однофазные, на підстанціях відбувається лише зниження напруги трансформаторами. На відміну від підстанцій постійного струму у разі не потрібні перетворювачі змінного струму постійно, як яких застосовувалися ненадійні в експлуатації, громіздкі і неекономічні ртутні выпрямители. Але простота конструкції електровозів постійного струму мала вирішальне значення, що визначило її ширше використання. І це зумовило поширення системи постійного струму на залізницях СРСР у перші роки електрифікації. Робота на таких лініях промисловістю поставлялися шестиосные електровози серії Сс (для залізниць з гірським профілем) і ВЛ19 (для рівнинних доріг). У приміському русі використовувалися моторвагонные поїзда серії Се, що складалися вже з моторного і двох причіпних вагонов.

B перші повоєнні роки у багатьох країнах було відновлено інтенсивна електрифікація залізниць. У відновилося виробництво електровозів постійного струму серії ВЛ22. Для приміського руху розробили нові моторвагонные поїзда Порівн, які можуть працювати при напрузі 1500 і 3000 В.

В 50-ті рік було створено потужніший восьмиосный електровоз постійного струму ВЛ8, та був — ВЛ10 і ВЛ11. У цей час у СРСР і Франції розпочато роботи з створенню нової економічнішої системи електричної тяги змінного струму промислової частоти 50 гц з напругою в тягової мережі 25 000 У. У цьому системі тягові підстанції, як й у системі постійного струму, харчуються від общепромышленных високовольтних трифазних мереж. На себе не мають выпрямителей. Трехфазное напруга змінного струму ліній електропередач перетвориться трансформаторами в однофазное напруга контактної мережі 25 000 У, а струм випростується безпосередньо на электроподвижном складі. Легкі, компактні і безпечні персоналу напівпровідникові выпрямители, які прийшли змінюють ртутним, забезпечили пріоритет цією системою. В усьому світі електрифікація залізниць розвивається за системі змінного струму промислової частоты.

Для нових ліній, електрифікованих на перемінному струмі частотою 50 гц, напругою 25 кВ, було створено шестиосные електровози ВЛ60 з ртутними выпрямителями і коллекторными двигунами, та був восьмиосные з напівпровідниковими выпрямителями ВЛ80 і ВЛ80с. Електровози ВЛ60 також були переобладнали на напівпровідникові перетворювачі й одержали позначення серії ВЛ60к .

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.