Электровоз К

Поезда - Зарубежные электровозы

По техническим условиям электровозы должны были иметь полную массу в рабочем состоянии вместе с балластом 138 т ±2% и нагрузку от колесной пары на рельсы 23 те ±2%; масса балласта — не менее 8 т.

До заказа этих электровозов фирма Сименс-Шуккерт в 1957 г. оборудовала для Мюнхенской дороги кремниевыми выпрямителями опытный маневровый электровоз Е80 мощностью 800 кВт.

Первый из заказанных для СССР электровозов с кремниевыми выпрямителями К-01 в марте 1961 г. поступил для испытаний на электрифицированный участок железных дорог ФРГ в Сааре.

Чтобы создать полную нагрузку на различное оборудование при условии ограничения по прочности винтовой сцепки, электровоз водил поезда массой 2000 т с тремя выключенными тяговыми электродвигателями (одной тележкой).

Электровозы серии К начали поступать в Советский Союз со второй половины 1961 г.

Кузов электровоза серии К был выполнен сварным, цельнонесущей конструкции. Он опирался на две трехосные тележки через восемь боковых опор со скользунами и пружинами. Тяговое и тормозное усилия на раму кузова передавались от каждой тележки через шкворень, жестко укрепленный в раме кузова. В поперечном направлении по отношению к шкворням тележки могли перемещаться на 20 мм в каждую сторону. При отклонении тележек от продольной оси пути начинали действовать пружины возвращающего устройства. Рама тележки сварной конструкции состояла из элементов коробчатого сечения и тонких стальных листов. Тележки были связаны между собой шарнирным устройством с возвращающими пружинами; через это устройство передавались вертикальные силы от одной тележки к другой.

Бесчелюстные буксы колесных пар соединялись с рамой тележки резино-металлическими блоками. В каждой буксе находилось два сферических двухрядных подшипника. Диаметр шеек осей равнялся 180 мм. Центры колесных пар были дисковые. Передача вращающего момента от тяговых электродвигателей была двусторонняя, косозубая, эластичная (зубчатые колеса были снабжены цилиндрическими пружинами).

Электровоз имел шесть тяговых электродвигателей GB317/23/B с опорно-осевым подвешиванием. Тяговые электродвигатели были шестиполюсные с последовательным возбуждением и компенсационной обмоткой. Конструкция последней не препятствовала снятию катушек главных полюсов. Сердечники добавочных полюсов были набраны из листовой стали (шихтованные).

При номинальном напряжении выпрямленного тока 1100 В тяговые электродвигатели имели следующие параметры: „ Мощность, т л Частота вращения Вт якоря, об/мин Часовой........... 825 785 845 Продолжительный.... 725 685 870

Максимальная частота вращения якоря равнялась 1810 об/мин, масса тягового электродвигателя — 4040 кг.

Тяговые электродвигатели имели полное возбуждение 96%. Кроме того, можно было получать для регулировки скорости четыре ступени ослабленного возбуждения —73,55, 41 и 35%.

Напряжение на зажимах тяговых электродвигатeлей регулировалось на стороне высшего напряжения переключателем с круговым селектором и контакторами мгновенного действия (с так называемыми прыгающими контактами), у которых отсутствовали привычные устройства дугогашения. Выводы от обмотки автотрансформатора, как и на электровозах серии Ф, были подведены к контактам, располагавшимся по окружности сектора. От обмотки автотрансформатора питалась первичная обмотка тягового (главного) трансформатора.

Трансформатор с обмотками автотрансформатора, тягового трансформатора и вспомогательными обмотками был выполнен трехстержневым с удвоением магнитного потока в среднем стержне. Подобные трансформаторы конструкции фирмы Сименс-Шуккерт получили распространение на электровозах железных дорог ФРГ. Номинальная мощность трансформатора при напряжении 25 кВ и частоте 50 Гц равнялась 5900 кВ • А, мощность вспомогательной обмотки — 300 кВ • А при напряжении 250 В, мощность обмотки, питавшей цепь возбуждения при реостатном торможении, — 30 кВ • А. При напряжении на первичной стороне тягового трансформатора 25 кВ напряжение на всех шести вторичных тяговых обмотках при холостом ходе составляло 1390 В.

Обмотка автотрансформатора имела 40 выводов (39 ступеней регулирования).

Масса трансформатора была 11,34 т (1,65 кг/кВ • А), из них 2,17 т приходились на масло. На электровозах серии К каждый тяговый электродвигатель питался от собственной вторичной обмотки трансформатора через кремниевый выпрямитель. Этот выпрямитель был выполнен в виде цилиндра и располагался перед каналом для подвода охлаждающего воздуха к тяговому электродвигателю. Воздух от вентилятора, проходя через выпрямитель, охлаждал его, а затем поступал к тяговым электродвигателям. Кремниевые вентили выпрямителя были собраны в четыре группы, соединенные между собой по мостовой схеме. В каждую группу (плечо) входило 16 вентилей SSi-150.2 (L0360), соединенных в параллельные ветви по четыре последовательно включенных вентиля в каждой. Параллельно каждому ряду вентилей была подключена цепь, состоявшая из последовательно соединенных резистора и конденсатора.

Выпрямитель был рассчитан на номинальное подводимое напряжение 1530 В, выпрямленное напряжение 1360 В и номинальный выпрямленный ток 1100 А. Кремниевый вентиль L0360 был выполнен на номинальный ток 210Аи обратное напряжение до 600 В.

Защита блоков выпрямитель — тяговый электродвигатель осуществлялась быстродействующими разъединителями, которые отключали эти блоки в непроводящий полупериод. Команда на отключение разъединителей подавалась специальными аппаратами, основу которых составляли транзисторные схемы практически мгновенного действия (электронные реле — триггеры). Защита срабатывала при коротких замыканиях в цепи тяговых электродвигателей и в случае пробоя одного из вентилей выпрямительной установки.

Кроме выпрямителей в силовых цепях тяговых электродвигателей, на электровозе имелась выпрямительная установка для питания цепей вспомогательных машин с номинальным напряжением 248 В. Эта установка была выполнена на максимальное напряжение выпрямленного тока 380 В и рассчитана на номинальный выпрямленный ток 700 А. Плечи выпрямительной установки были соединены по мостовой схеме, в каждое плечо входили два вентиля, соединенных параллельно. Выпрямительная установка охлаждалась воздушным потоком, создававшимся вентилятором системы масляного холодильника.

Электровозы были оборудованы реостатным торможением с четырьмя ступенями регулирования. Якори тяговых электродвигателей при торможении соединялись по два последовательно, а обмотки возбуждения всех электродвигателей — последовательно. Питание обмоток возбуждения осуществлялось от специальной вторичной обмотки трансформатора через кремниевый выпрямитель. Ток возбуждения и ток якоря проходили вместе по так называемым соединительным резисторам, благодаря чему достигалась автоматичность регулирования тормозного усилия. Такая система электрического торможения была ранее применена на электровозе Е320.21 с кремниевыми выпрямителям, построенном в 1960 г. для Геллентальского участка железных дорог ФРГ. Мощность реостатного торможения составляла 2000 кВт, максимальная тормозная сипа при реостатном торможении и скорости 30—60 км/ч достигала 16000 кгс, при скорости ниже 20 км/ч тормозная сила резко падала.

Расщепитель фаз, не отличающийся по мнению западногерманских фирм высокими пусковыми качествами, на электровозах серии К отсутствовал.

Для привода вспомогательных машин были применены двигатели постоянного тока, питавшиеся через кремниевые выпрямители. Для зарядки аккумуляторной батареи и питания цепей управления и освещения использовался статический преобразователь.

Первые испытания электровозов серии К проходили на участке Ожерелье — Павелец Московской дороги. В 1962 г. электровозы поступили в депо Кавказская для эксплуатации на участке Батайск — Кавказская Северо-Кавказской дороги.

Электровоз К-02 в августе—октябре 1961 г. прошел тягово-энергетические испытания на участке Ожерелье—Павелец, а в ноябре 1961 г. —на экспериментальном кольце ВНИИЖТа. При испытаниях было установлено, что коэффициент мощности электровоза при номинальном режиме равнялся 0,86, а коэффициент полезного действия — 0,83. В ходе испытаний, а также последующей эксплуатации электровозов выявились неудовлетворительная коммутация электродвигателей вспомогательных машин и большая запыленность машинного помещения.

При диаметре колес 1250 мм и передаточном числе тягового редуктора 74:18 = 4,11 электровоз серии К при часовом режиме развивал силу тяги 36500 кгс и скорость 48,4 км/ч, при продолжительном режиме — соответственно 31200 кгс и 49,9 км/ч. Максимальная скорость электровоза равнялась 100 км/ч, сила тяги при этой скорости — 12400 кгс.

Раннее списание электровозов серии К было обусловлено теми же причинами, что и у электровозов серии Ф: износ оборудования, нехватка запасных частей для его восстановления. На 1 января 1976 г. в инвентарном парке МПС оставалось только 7 электровозов этой серии. В августе того же года в депо Кавказская еще находились электровозы № 02, 09, 11, 13, 17 (списаны до 1978 г.); электровоз № 04 был отдан НЭВЗу.