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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
전기 기관차. 발명과 생산의 역사
전기 기관차는 견인 변전소에서 공급되는 접촉 네트워크를 통해 외부 전력망의 전기로 구동되는 견인 모터에 의해 구동되는 비자율 기관차입니다. 1803세기 초까지 석탄과 광석은 주철 레일을 따라 광산과 광산에서 운송되었습니다. 짐을 싣고 빈 마차를 말들이 옮겼습니다. 최초의 기관차는 증기 기관차였습니다. 레일 위를 달리는 최초의 증기 기관차는 1814년 영국인 R. Trevithick에 의해 광산의 레일 트랙 중 하나를 위해 제작되었습니다. 그 뒤를 이어 다른 발명가들이 증기기관차를 만들었지만 이 증기기관차는 실용화되지 못했다. 가장 성공적인 것은 1829년에 지어진 J. Stephenson의 증기 기관차였습니다. 1834년 Stephenson의 "로켓" 증기 기관차는 리버풀-맨체스터 철도를 위한 최고의 기관차 디자인을 선택하는 것이 목적인 Wrenhill 대회에서 다른 디자이너의 증기 기관차를 이겼습니다. J. Stephenson은 철도 운송의 창시자가 되었습니다. XNUMX세기에 증기 기관차는 많은 국가에서 건설되었습니다. 러시아에서 최초의 증기 기관차는 XNUMX년 아버지와 아들 E.A.에 의해 만들어졌습니다. 그리고 나. 체레파노프.
최초의 전기 기관차는 1890년대 중반 미국에서 만들어졌습니다. 견인 변전소에서 에너지를 공급받는 직류 전기 기관차였습니다. 소련에서는 1926년 최초의 전기 기관차인 1933년에 다중 장치 전기 열차가 있는 최초의 전기 철도 노선이 등장했습니다. 시간이 지남에 따라 전기 및 디젤 견인은 우리나라의 거의 모든 고속도로에서 증기를 대체했습니다. 철도는 대규모 발전소에서 전기를 받습니다. 그들로부터의 XNUMX상 고전압 전류는 변전소에 공급되고 그곳에서 견인에 필요한 전류로 변환됩니다. 소련 철도 교외 구간의 전기화 초기에는 견인 변전소가 선로 위에 매달린 구리 접촉선에 1500V의 직류를 공급했으며 첫 번째 주요 구간에서는 3000V의 직류를 사용했습니다. 철도의 경우 증가된 전압(1960kV)의 1970Hz 주파수로 단상 교류를 적용합니다. 이를 통해 직류와 같이 50-25km가 아니라 20-30km, 즉 수를 절반 또는 60으로 줄이고 변전소를 더 간단하고 저렴하게 만들기 위해 견인 변전소를 건설 할 수있었습니다. 전압을 높이면 많은 구리가 필요한 접점 와이어의 단면을 줄일 수 있습니다. 이것은 접촉 네트워크의 비용을 줄입니다. 전기 기관차의 지붕에는 팬터그래프가 고정되어 접점 와이어에 눌러져 전기 기관차의 견인 모터에 전류를 전달합니다. 엔진은 전기 기관차의 각 차축 아래에 있습니다. 국내 최초의 전기 기관차는 6개의 엔진을 의미하는 2개의 6축 보기에 8개의 축을 배치했습니다. 나중에 4개의 XNUMX축 대차에 XNUMX개의 축과 엔진이 있는 더 강력한 전기 기관차가 생산되기 시작했습니다. 기어 시스템의 도움으로 각 엔진은 "해당" 휠셋을 회전시켜 전기 기관차를 움직입니다. 팬터그래프를 통해 트랙션 모터로 전달되고 작업을 수행한 전류는 부분적으로 두 번째 와이어 역할을 하는 레일로 들어간 다음 흡입 와이어를 통해 트랙션 변전소로 돌아갑니다. 전기 기관차의 가장 큰 장점은 경제성입니다. 내리막길을 운전하는 동안 모터는 전류를 생성하는 역할을 하여 네트워크로 다시 흐릅니다. 이 모드를 회생 제동(라틴어 "recuperatio" - "백 수신")이라고 합니다. 전기 기관차의 효율은 88-90%에 이릅니다. 전기 기관차의 몸체는 마차와 비슷합니다. 양쪽 끝에 제어 캐빈이 있습니다. 이를 통해 기관차는 어느 방향으로든 이동할 수 있습니다. 운전자는 한 객실에서 다른 객실로 이동하기만 하면 됩니다. XNUMX축 전기 기관차는 닫힌 통로로 서로 연결된 두 개의 몸체를 가지고 있습니다. 전기 기관차의 몸체에는 저항 상자, 접촉기, 스위치 및 모터 발전기, 압축기, 팬 등 모든 종류의 보조 기계와 같은 전기 장비가 있습니다.
이제 교류 단상 전류 (공급 전압 - 25kV 및 주파수 - 50Hz) 및 직류 (전압 - 3kV)의 전기 기관차가 러시아에서 운영됩니다. 이들은 VL 시리즈 및 체코슬로바키아 여객 시리즈 ChS의 강력한 국산 화물 기관차입니다. 4kW 용량의 ChS5100 시리즈의 여객용 전기 기관차는 최대 시속 160km의 속도를, VL85 시리즈의 전기 기관차는 10020kW(최대 시속 110km)의 속도로 발전합니다. VL85는 세계에서 가장 강력한 전기 기관차입니다. 그는 BAM에게 자신의 탄생을 빚지고 있습니다. 바이칼-아무르 간선의 성공적인 운영을 위해서는 강력하고 안정적인 전기 기관차가 필요했습니다. 전문가들은 새로운 AC 화물 전기 기관차에 대한 몇 가지 옵션을 제안했습니다. 다음은 Oleg Kurikhin이 "Technology - Youth"잡지에 쓴 내용입니다. "일부는 8축 섹션만 생산하고 열차의 무게와 선로 프로파일에 따라 12, 16, 2축 기관차를 구성할 것을 제안했습니다. -동일한 기계 두 대를 만들었습니다. 그러나 항상 가능한 것은 아니었습니다. 기차와 기관차의 무게를 최적으로 결합하기 위해 때로는 후자의 초과 동력으로 인해 운송 비용이 증가했습니다. 다른 사람들에 따르면 이러한 전기 기관차 외에도 6축 보기가 있는 8축 섹션이 만들어졌어야 했습니다. 그런 다음 동일한 유형의 트랙션 모터, 기어박스 및 제어 시스템을 사용하여 10, 12, 14, 16, 18 및 XNUMX축 기계를 구성하여 특정 조건에 적용할 수 있습니다. 두 경우 모두 섹션은 단일 캐빈으로 계획되었지만 일부 전문가는 4축 및 6축 이중 캐빈을 선호했습니다. 그런데도 결국 12축 기관차로 중장비 화물열차와 험난한 도로에 힘을 쏟았다"고 말했다.
전기 기관차의 하부 구조에 대한 이론적인 연구는 국내에서 매우 새로운 방식으로 연구 설계 및 전기 기관차 공학 기술 연구소(VELNII)와 로스토프나도누 철도 엔지니어 연구소(RIIZhT)에서 수행되었습니다. 결과적으로 우리는 12축 전기 기관차를 설계하기로 결정했습니다. 이 전기 기관차는 두 섹션 각각이 개별 전기 구동 장치가 있는 2개의 XNUMX축 대차에 위치했습니다. 무거운 열차를 운전할 때 새 기관차는 연간 200 루블 이상의 경제적 효과를 제공해야했습니다 (1980 년 비율). 이는 공식 "주요 전기 기관차 유형"에 미래 기계를 포함시키는 기초가되었습니다. . Novocherkassk Electric Locomotive Plant에서 계산의 실험적 검증을 위해 기관차 모델이 만들어졌으며 1981년 XNUMX월-XNUMX월에 트랙의 다양한 속도와 섹션에서 테스트되어 주행 장치의 고품질을 확인했습니다. VL85 전기 기관차의 설계는 VELNII 부국장 V.Ya가 수행했습니다. 스베르들로프. 1983년 5000월, 첫 번째 샘플이 여름에 만들어졌습니다. 85km의 실험 주행 후 VL001-XNUMX은 테스트를 위해 철도부에 제출되었으며 매우 성공적으로 종료되었습니다. Kurikhin은 "VL85의 기계적 부분은 이러한 방식으로 수행되어 차체가 축 지지대가 있는 XNUMX축 보기에 장착되었으며 향후 트랙션 모터의 지지 프레임 서스펜션에 장착될 수 있습니다. 자동 커플러로 연결된 몸체 프레임은 최대 XNUMX톤의 종방향 힘을 고려하여 설계되었습니다.XNUMX개의 XNUMX차 권선(대차 수에 따라)이 있는 변압기에 장착된 섹션에서 자체 변환기를 통해 부하 XNUMX개의 트랙션 모터가 병렬로 연결되어 있으며 레이아웃, 차체 및 트랙션 모터의 환기, 제어 시스템, 기관차 자체의 요구에 맞는 에너지 소비 감소에 많은 관심을 기울였습니다. 국내 최초로 마이크로 프로세서 및 기타 마이크로 전자공학을 기반으로 구축된 VL85에 자동화 제어 시스템(ACS)이 설치되어 주어진 견인 전류로 열차를 원하는 속도로 원활하게 가속할 수 있었습니다. 모터. 이후 ACS는 평지에서는 일정한 속력을 유지하고 내리막에서는 전기제동을 실시했다. 또한 그녀는 회복, 완전한 정지까지의 제동, 이중 추력으로 힘의 분배를 제어했습니다. 그녀 덕분에 가속도를 80%, 열차의 감속도를 1,2% 높일 수 있었습니다. VL19R과 비교하여 새 기관차의 에너지 소비는 29분의 XNUMX 이상 감소했으며 접촉 네트워크로의 복귀는 회복 모드에서 거의 XNUMX배 증가했습니다. 자동 제어 시스템은 XNUMX-XNUMXkV 범위 내에서 공급 전압의 변동으로 기관차의 안정적인 작동을 보장했습니다. 그리고 여기에 VL85 전기 기관차의 기술 데이터가 있습니다. 커플링 무게 - 288톤. 치수: 길이 - 45미터, 너비 - 3,16미터, 높이 - 5,19미터. 시간당 49,1km의 속도로 시간당 모드의 견인력 - 74톤. 먼저 Novocherkassk 공장의 링에서 두 전기 기관차를 테스트 한 다음 VL85-001 트랙에 대한 역학 및 충격을 North 백인 도로에서 테스트했으며 VL85-002의 견인력 및 에너지 특성을 VNIIZhT 실험에서 테스트했습니다. Shcherbinka의 반지. 그런 다음 기관차는 Belorechenskaya-Maykop, Mariinsk-Krasnoyarsk-Taishet, Abakan-Taishet-Lena 라인에서 시험 운영을 위해 인도되었습니다. 국가 위원회는 그것들을 최고 품질 범주로 간주하고 NEVZ가 1985년에 XNUMX대의 그러한 기계를 생산하고 내년에 대량 생산을 시작할 것을 권장했습니다. 세 번째 기관차를 시작으로 최고의 NB-514 견인 모터가 사용되기 시작했으며 현대화가 계속되었습니다. 1995년 272월까지 이 전기 기관차 중 XNUMX대가 생산되었습니다. 그들은 South Ural, Krasnoyarsk, East Siberian 및 Baikal-Amur 본선의 레일에 진입했습니다. 불행히도 최근 몇 년 동안 교통량이 크게 감소했으며 강력한 VL85는 종종 상당한 양의 부하로 작동하여 철도로 상품을 배달하는 비용이 크게 증가합니다. 종종 그렇듯이, 나는 1970년대에 6-2인승 열차에 가장 적합한 4개의 5축 보기가 있는 65축 80캐빈 AC 전기 기관차의 생산을 제안한 전문가의 권고를 활용해야 했습니다. 천 톤. 철도부는 VL85로 지정된 그러한 기관차를 주문했습니다. VLXNUMX 및 VLXNUMX와 함께 AC 도로에서 정상적인 화물 회전율을 보장해야 합니다. 저자: Musskiy S.A.
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