【技术】俄罗斯联邦高速客运电力机车的探索——EP200型电力机车
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2019年05月26日 16点05分 1
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文章作者:西瓜昌真湿基(B站和百度昵称:宁柳跨越)
这些机车是为将来研制的,但是对俄罗斯铁路而言,这样的将来又有多久?
提示
交—直流电传动:本文定义是指电力机车从25千伏50赫兹交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流后,向直流牵引电机供给直流电。苏联VL80型电力机车以及在此基础上出口至中国的8G型电力机车均为交—直流电传动形式。
交—直—交流电传动:本文定义是指电力机车从25千伏50赫兹交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流—逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。本文提及的俄罗斯联邦EP200型电力机车,以及中国和谐1D型电力机车均为交—直—交流电传动形式。
直—直流电传动:本文定义是指电力机车从3千伏直流电气化铁路接触网受流,向直流牵引电动机供给直流电。苏联ChS200型、ChS6型、VL10型、VL11型以及VL15型电力机车均为直—直流电传动形式。
直—交流电传动:本文定义是指电力机车从3千伏直流电气化铁路接触网受流,经过逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。俄罗斯联邦2ES10型电力机车为直—交流电传动形式。
双电流制电传动:本文定义是指采用交—直—交流电以及直—交流电双制式电传动的电力机车。俄罗斯联邦EP10型和EP20型电力机车为双电流制电传动形式。
俄罗斯联邦科洛姆纳工厂简称“科厂”,诺沃切尔卡斯克电力机车厂简称“诺厂”。
2019年05月26日 16点05分 2
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宁柳跨越- 楼主
概述
EP200型电力机车⑴,是俄罗斯联邦铁路的干线客运电力机车车型之一,亦是一款试验性质的交流传动电力机车,适用于25千伏工频单相交流制的电气化铁路,由科厂在TEP80型内燃机车的基础上,于1996年研制。
2019年05月26日 16点05分 3
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宁柳跨越- 楼主
背景
随着电力电子技术的发展,适合铁路机车车辆使用的变频调速控制装置逐步变得实用化,使交流电动机应用于铁路机车车辆得以成为现实。苏联从1965年便开始同时往两个方向开展了交流牵引电动机传动系统的研究工作。
诺厂于1969年到1971年间研制出使用异步牵引电动机和轴控驱动技术交流传动系统的VL80A型电力机车⑵,但由于当时异步牵引电动机的变频控制技术尚未成熟,苏联的异步牵引电动机研究工作一度停滞。1980年代初,随着半导体技术的进步,诺厂恢复异步牵引电动机的研制,并与芬兰Strömberg公司合作研制出采用异步牵引电动机的双节十二轴大功率货运电力机车——VL86F型⑶。
与此同时,为了满足苏联铁路客运的发展需要,科厂按照苏联铁道部的要求,先后开发研制了TEP70、TEP75型快速客运内燃机车。其中TEP70型机车是苏联第一种单机功率达到4000马力并投入批量生产的内燃机车,而TEP75型机车也是苏联第一种单机功率6000马力的客运内燃机车。两者在结构上均具有最大程度的统一化。然而,由于TEP75型机车装用一台20气缸的1D49型柴油机,轴重达到24.5吨,高速运行时轮轨作用力过大,因而未批准投入批量生产。
1988年,科厂研制出采用八轴设计的TEP80型内燃机车。TEP80型机车大量应用了TEP70、TEP75型机车在设计、运用、试验及改进过程中获得的经验和成果,并采用了两组均衡梁式四轴转向架。在TEP80型内燃机车上的测试证明,均衡梁式四轴转向架动力学性能优异,不仅在直线区段上高速运行时具有较高的稳定性,在曲线上亦能大大减少对钢轨的横向作用力,因此这种转向架结构为接下来研制的EP200型电力机车所沿用。
2019年05月26日 16点05分 4
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宁柳跨越- 楼主
制造与测试
EP200型电力机车主要电气设备由全俄电力机车研究与设计院设计,并由诺厂制造牵引电动机,Transformator公司制造主变压器,而科厂制造机车的机械结构部分。1996年,两台EP200型机车于科厂制造完成出厂。
这两台EP200型机车出厂后,在莫斯科州谢尔宾卡全苏铁道运输科学研究院环形铁路试验基地(以下简称“谢尔宾卡环铁”)进行了长时间的测试,之后返回科厂进行改进以消除测试中发现的不足。2004年,EP200-0001号机车配属于莫斯科铁路局维亚济马机务段,但很快就回到了科厂封存直到2009年。
(测试中的EP200-002号机车)
其后,EP200-002号机车也配属于莫斯科铁路局维亚济马机务段,并在维亚济马到斯摩棱斯克区间牵引斯摩棱斯克到莫斯科的旅客列车。然而机车的整体可靠性仍然非常不令人满意,因此这些测试以ChS4T型电力机车为补机进行,并由技术专家陪同。
EP200-0001号机车于2009年7月被转移到位于莫斯科市里加站旧址的莫斯科铁路博物馆静态展示。而EP200-002号机车送往谢尔宾卡环铁封存至今。
(静态展示的EP200-0001号机车)
2019年05月26日 16点05分 5
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技术设计
EP200型电力机车为单节八轴的交—直—交流电传动电力机车,转向架结构与TEP80型内燃机车相同,机车轴式为(Bo+Bo)-(Bo+Bo),采用晶闸管逆变器、三相交流同步牵引电动机,牵引电动机采用架悬式全悬挂安装方式。机车最高运行速度为200公里/小时,走行部构造速度为250公里/小时,机车功率为8180千瓦,电制动采用再生制动,机车并设有列车供电系统,能够向列车提供3000伏直流电源。
(EP200型机车的尺寸图)
2019年05月26日 16点05分 6
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宁柳跨越- 楼主
转向架
EP200型机车走行部采用两组四轴转向架。与TEP80型机车一样,EP200型机车既没有采用TEM7、ChME5型调车机车的中间构架式四轴转向架,也没有沿用TE136、2TE126型货运机车的下纵向牵引梁式四轴转向架,而是采用了新颖的均衡梁式四轴转向架⑹。每台四轴转向架均以两台二轴转向架为基础,车轮直径为1220毫米。
在每台二轴转向架中,两个轮对采用带球面轴箱轴承的纵向均衡梁联结,两轴距离为1.85米,均衡梁的中部通过弹簧支柱与四轴侧架相连,从而取消了二轴转向架构架。来自车体的垂直载荷直接传到均衡梁上,侧向负荷是经过弹簧支柱传递。两台无构架式二轴转向架采用带弹簧支柱的大型侧架连接起来,从而构成一台四轴转向架。在这种结构中,轮对实际上只能沿转向架的纵轴相对于转向架侧架垂向移动,转向架固定轴距达到6.2米,二轴转向架的均衡梁连接可以使机车通过曲线时所产生的横向作用力进行重新分配,同时也使各个轮对之间的垂直载荷作均衡分配,以减少轴重转移。
(EP200-0001号机车侧面图)
2019年05月26日 16点05分 7
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宁柳跨越- 楼主
转向架的一系悬挂装置采用由螺旋弹簧及橡胶垫的独立悬挂结构,均衡梁及侧架之间并装有垂向油压减震器,一系悬挂的静挠度为70.5毫米;而二系悬挂装置为转向架侧架上每侧五个的高柔度螺旋圆弹簧,静挠度为113毫米,车体和转向架之间亦设有垂向油压减振器。为了满足机车高速运行时动力学性能要求,机车采用了轮对空心轴式牵引电动机全悬挂,将牵引电动机全部重量悬挂在转向架构架上,牵引电动机的扭矩通过单侧牵引齿轮、弹性橡胶元件、空心轴套等部件,从而驱动轮对,常规的牵引齿轮传动比为3.12。基础制动装置采用双侧闸瓦踏面制动。
在TEP80型内燃机车上的测试证明,均衡梁式四轴转向架动力学性能优异,不仅在直线区段上高速运行时具有较高的稳定性,在曲线上亦能大大减少对钢轨的横向作用力,因此这种转向架结构后来也被EP200型电力机车所沿用。
2019年05月26日 16点05分 8
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宁柳跨越- 楼主
简评
作为俄罗斯联邦对高速客运电力机车的探索,EP200型电力机车虽然因为技术上的问题没有量产⑺,但诺厂此后选择与阿尔斯通合作,推出采用双电流制电传动的EP20型电力机车。而EP20型机车的成功推出,一定程度上应对了俄罗斯铁路对双电流制干线客运电力机车的需求,然其66台的产量却也是俄罗斯铁路内外交困的一个缩影。
这些机车是为将来研制的,但是对俄罗斯铁路而言,这样的将来又有多久?
2019年05月26日 16点05分 9
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宁柳跨越- 楼主
注释
⑴俄语:ЭП200。
⑵略
⑶略
⑷略
⑸略
⑹苏联专利证书号:СССР N 1664634, кл. 61 F 5/00, 1991.
⑺同期诺厂与德国-瑞士Adtranz跨国公司合作研制的双电流制电传动EP10型电力机车,也由于设计缺陷的原因,到2006年停产时只制造了12台。
2019年05月26日 16点05分 11
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宁柳跨越- 楼主
全文完!
2019年05月26日 16点05分 12
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再进化一下感觉跟8B差不多了[汗]
2019年05月27日 01点05分 13
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单节八轴有点猛[捂嘴笑]不过毛子的机车轴功率普遍低,轴功率高点的都是引进欧洲技术(2ЭС10西门子,ЭП20阿尔斯痛)
2019年05月27日 08点05分 14
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[乖][乖]
2019年05月27日 14点05分 15
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毛子的设计牛,头顶有空间,但就要把顶灯放到鼻子那个位置。加上下安装的雨刷,活脱脱的看腰线以上的脸装反了[哈哈]
2019年06月01日 02点06分 16
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