| ET2A Model 62-4160A | |
|---|---|
| Tren electric ET2A-001 cu un vagon suplimentar | |
| Productie | |
| Ani de construcție | 1999 |
| Țara de construcție | Rusia |
| Producător | TorVZ |
| Formații construite | unu |
| Mașini construite | patru |
| Numerotare | 001 |
| Detalii tehnice | |
| Tipul serviciului | pasager (suburban) |
| Tipul actual de colecție | superioară ( semipantograf ) |
| Tipul de curent și tensiune în rețeaua de contact | constanta, 3000 V |
| Numărul de vagoane din tren |
4 (prototip); 10 (compoziția principală conform proiectului) |
| Compoziţie |
Pg+2Mp+Pg (prototip); 2Pg + 5Mp + 3Pp (principal, conform proiectului) |
| Formula axială |
autoturisme Pg, Pp: 2-2; vagon Mp: 2 0 -2 0 |
| Numărul de uși din mașină | 2×2 |
| număr de locuri |
vagon Pg: 74; vagon Mn: 104; vagon Pp: 100 t |
| Lungimea vagonului | 19 600 mm (pe corp) |
| Lăţime | 3522 mm |
| Înălţime | 4253 mm |
| Diametrul roții |
într-un cerc de osii de tracțiune: 1050 mm; axe de rulare: 950 mm |
| Latimea benzii | 1520 mm |
| Greutatea tară |
vagon Pg: 43,9 t; vagon Mn: 61,1 t; vagon Pp: 40,5 t |
| putere de iesire | 3040 kW (pe oră, pentru un prototip) |
| tip TED | DTA-380-6UHL1 |
| putere TED | 380 kW (pe oră) |
| Viteza de proiectare | 130 km/h |
| Viteza maxima de serviciu | 120 km/h |
| Începeți accelerația |
0,8 m/s² (medie, până la 60 km/h) [la 1] |
| Accelerație de decelerație |
0,7 m/s² (medie, de la 80 km/h) [la 1] |
| Frânare electrică | recuperator-reostatic |
| Sistem de tracțiune | acţionare a tiristoarelor asincrone |
| Sistem de franare | pneumatice, electrice |
| Exploatare | |
| In operatie | neoperate |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
ET2A ( Tren electric Torzhoksky al 2-lea tip, Acționare sincronă A , denumirea fabricii 62-4160A ) este un tren electric suburban de curent continuu experimental cu motoare de tracțiune asincrone .
Dezvoltarea trenului electric s-a realizat din 1994 la instrucțiunile Căilor Ferate de mare viteză RAO , convenite cu Ministerul Căilor Ferate . Trenul a fost construit în 1999 la uzina Torzhok Carage Building într-un singur exemplar în compoziția a două capete și două vagoane cu motor și a fost testat până în 2002 . O trăsătură caracteristică a trenului electric a fost caracteristicile tehnice mai mari în comparație cu analogii, o eficiență energetică mai mare și capacitatea de a funcționa ca parte a vagoanelor electrice de serie ale acelei vremuri. Trenul electric nu a trecut testele de certificare și nu a fost pus în funcțiune [1] [2] .
Dezvoltarea unui motor de tracțiune asincron a fost aleasă ca prioritate pentru dezvoltarea echipamentelor pentru material rulant din mai multe motive: atât operaționale (reducerea pierderilor de energie la viteze mici, îmbunătățirea caracteristicilor de tracțiune la viteze mari, asigurarea unei recuperări fiabile a energiei pe întreaga durată ). intervalul de viteză, reducerea costurilor cu forța de muncă pentru întreținerea motoarelor de tracțiune) și producția (reducerea consumului de materiale și a intensității forței de muncă la fabricarea materialului rulant și, ca urmare, a costului de producție cu 25 ... 30% față de analogii echipați cu motoare colectoare ) avantaje [3] .
Dezvoltarea motoarelor electrice asincrone de tracțiune a fost realizată la instrucțiunile RAO „VSM”, convenite cu Ministerul Căilor Ferate , din 1994 la Biroul Central de Proiectare al Ingineriei Transporturilor ( Tver ) și OJSC „Sila” ( Sankt Petersburg ) . . Dezvoltarea unui mecanism de tracțiune asincron a fost realizată de un laborator special creat la RAO VSM sub îndrumarea dr. dr. S. N. Vasil'eva. Crearea unui tren electric suburban ET2A, împreună cu crearea unui tren electric de mare viteză Sokol-250 , a fost o prioritate pentru căile ferate de mare viteză RAO în ceea ce privește dezvoltarea materialului rulant promițător [4] .
Au fost efectuate teste de echipamente noi pe machete special create. Testele convertorului tiristor au fost efectuate pe un stand experimental creat pe teritoriul Sila SA, apoi pe un tren -machetă transformat la incendiul St. Trenul a mai fost instalat: un filtru de intrare, un întrerupător cu lățime de impuls, două invertoare de curent autonome , bobine de invertor, patru motoare de tracțiune asincrone, un dulap de sistem de control și sursele sale de alimentare; din trenul de stoc s-au folosit comutatorul cu eliberare rapidă și contactoarele de linie . Pentru a simplifica accesul la echipament, acesta din urmă a fost amplasat în cabina autoturismului, unde a fost instalat un sistem de răcire forțată cu aer [1] .
Testele unui model de tren electric au avut loc pe tronsonul Sankt Petersburg - Luga din 1996 până în 1999 . Pe parcursul cercetării au fost elaborați algoritmii de funcționare a convertoarelor, s-a studiat corectitudinea soluțiilor tehnice alese. Inițial, cercetările au fost efectuate în direcția utilizării motoarelor de tracțiune cu șase faze și a invertoarelor corespunzătoare . A fost fabricat un set adecvat de motoare, însă, pe baza rezultatelor cercetărilor din 1996, pentru a simplifica proiectarea convertorului, s-a decis trecerea la o versiune trifazată. Designul și parametrii convertoarelor au fost, de asemenea, modificați de mai multe ori. În perioada 1997-1998 s -au elaborat metode de protecție și control al motorului de tracțiune și s-au studiat procesele electromagnetice și termice în convertoarele de putere. O mașină neconvertită a fost folosită ca rezervă în cazul unei defecțiuni a modelului. Kilometrajul trenului în timpul testelor a fost de peste 70.000 km [1] .
După testarea cu succes a trenului prototip, Torzhok Carriage Works a început să producă trenul electric experimental ET2A. La baza creării trenului electric ET2A a fost proiectarea trenului electric ET2 , produs de fabrică din 1993 [1] . Un prototip de tren electric (ET2A-001) a fost prezentat conducerii Ministerului Căilor Ferate la 28 iulie 1999 [5] . Lucrările complete la ET2A-001 au fost finalizate în septembrie același an. Compoziția trenului a inclus două capete de remorcă (Pg) și două vagoane intermediare cu motor (Mp) [1] .
În octombrie 1999, după lucrări de ajustare, a început o alergare experimentală de 5.000 km fără pasageri pe tronsonul Sankt Petersburg-Baltiysky - Luga . În perioada iunie 1999 până în iunie 2002, trenul electric ET2A-001 a parcurs peste 110.000 km pe tronsoanele St. Petersburg-Baltiysky - Oranienbaum , St. Petersburg-Baltiysky - Luga. După finalizarea sa, trenul electric a fost trimis la inelul experimental VNIIZhT pentru teste de acceptare. Era planificat ca producția în serie a noului tren electric să înceapă în 2002 , iar în trimestrul III al anului 2002 să intre în funcțiune pe calea ferată Oktyabrskaya și să înlocuiască seria ET2 [2] ; cu toate acestea, trenul electric nu a fost pus în funcțiune, deoarece în timpul testelor de recepție au fost făcute o serie de comentarii la echipamentele și acționările electrice (inclusiv numeroase cazuri de defecțiune a tiristoarelor și diodelor invertoarelor de curent autonome), ceea ce nu a permis recomandarea acestora pentru implementare în serie [1] [6] .
Noi soluții tehnice pentru ET2A au fost parțial aplicate în proiectarea trenurilor electrice ET2M . După testare, trenul electric a fost demontat [1] .
Trenul electric nu avea voie să circule cu călători și a rămas într-un singur exemplar [1] [7] [8] . Mai târziu, vagonul principal al trenului electric a fost folosit ca laborator pe Inelul Experimental VNIIZhT împreună cu vagoanele experimentale ale trenului electric ET4E , apoi a fost trimis la uzina de producție. Începând cu 2015, una dintre mașinile principale se afla la baza de rezervă Torzhok [9] .
Pentru ET2A, conform proiectului, compoziția de zece mașini 2Gp + 5Mp + 3Pp este indicată ca principală; în același timp, trenurile ar putea fi asamblate dintr-un număr impar de vagoane (adică, în cazul general, din secțiile contabile M + P și/sau M + 2P) [10] . ET2A-001 a fost construit într-o configurație cu patru mașini (2Gp + 2Mp) [1] .
Sistemul de numerotare pentru trenurile și vagoanele ET2A corespunde în general celui sovietic, adoptat pentru trenurile electrice RVZ , precum și pentru trenurile electrice în serie TorVZ ( ET2 ). Singura compoziție a ET2A a primit un număr de ortografie din trei cifre (001). Marcajul pe partea frontală a mașinilor de cap este realizat în formatul ET2A 001 (fără a specifica numărul mașinii). Marcarea din fabrică se face pe partea inferioară a peretelui frontal al cabinei, puțin deasupra cuplajului automat; tipul de tren este marcat în stânga, iar numărul este în dreapta cuplajului automat. Fiecare vagon al trenului și-a primit numărul într-un format de cinci cifre, unde primele trei cifre sunt numărul trenului, ultimele două sunt numărul vagonului pentru set. Marcarea cu numerele vagoanelor se face la nivelul ferestrelor de-a lungul marginilor laterale ale vagoanelor și se distinge prin adăugarea a două cifre la capătul aceluiași format. În același timp, mașinile cu motor au primit numerele pare 02 și 04, mașinile principale - numere impare 01 și 09 (de exemplu, ET2A-00109 - mașina principală; ET2A-00104 - o mașină cu motor etc.). Marcarea cu aceste numere se aplică pe două rânduri fără cratima (în prima linie - numele, în a doua - un număr de cinci cifre) [1] [9] [11] .
Parametri de proiectare pentru un tren electric cu zece vagoane ET2A (compoziție 2Pg + 5Mp + 3Pp) [10] :
Parametrii practici ai unui tren cu patru vagoane (compoziție Pg + 2Mp + Pg) [12] [13] :
Motoarele electrice de tracțiune (TED) instalate pe trenul electric sunt de tip asincron trifazat DTA-380-6UHL1 (putere orară 380 kW, putere continuă 350 kW). Suspensie TED - cadru-suport. Tensiunea nominală pe înfășurările motorului este de 1150 V. Greutatea motorului nu depășește 1500 kg. Sistemul de alimentare a motorului de tracțiune se bazează pe invertoare de curent autonome . Întrerupătoarele cu tiristoare de impuls sunt utilizate ca convertoare de intrare. Convertoarele semiconductoare de intrare și de ieșire sunt asamblate pe tiristoare cu o singură funcționare și conțin dispozitive de comutare forțată a condensatorului . Convertizoarele de putere sunt controlate de un sistem de control cu microprocesor bazat pe un microcontroler Siemens [1] [10] [14] .
Echipamentul electric de tracțiune al unui tren electric include un filtru de intrare , un convertor de lățime a impulsului de intrare, limitatoare de tensiune tiristoare, invertoare de curent autonome (AIT), precum și dispozitive de protecție și echipamente de comutare. Motoarele de tracțiune ale fiecărui boghiu sunt conectate în perechi în paralel și sunt alimentate de propriul lor invertor de curent independent. Invertoarele fiecărui cărucior sunt conectate în serie și conectate la convertorul de intrare prin bobine de netezire . Echipamentul electric pentru tren a fost dezvoltat la TsNII TEP . Producătorul de echipamente electrice de tracțiune a fost Sila OJSC, producătorul de echipamente electrice auxiliare a fost Uzina de construcție de mașini electrice din Riga . Un convertor rotativ de tip 1PV.005 [1] [10] este instalat pe trenul electric pentru echipamente auxiliare .
Trenul electric este echipat cu colectoare de curent asimetrice ( semipantografe ) și comutatoare de mare viteză fabricate de Sécheron (Elveția). În același timp, pentru prima dată pe materialul rulant rusesc, a fost folosită o antrenare electrică a pantografelor [1] .
Sistemul de control cu microprocesor al sistemului de tracțiune, utilizat pe trenul electric, vă permite să controlați toți parametrii echipamentului electric. Sistemul de control al trenului a fost dezvoltat la KB Impulse (Sankt Petersburg). Echipamentul cu microprocesor la nivelul trenului asigură funcționarea sistemului informațional, precum și transmiterea semnalelor de control, a mesajelor de diagnosticare și a anunțurilor prin radioul trenului. Trenul este echipat și cu echipamente de detectare și stingere a incendiilor [1] .
Lucrul în modul de tracțiuneDupă ridicarea colectorului de curent , energia din rețeaua de contact este furnizată la linia de înaltă tensiune situată pe acoperișul mașinii; apoi, prin filtrul RFI și prin deconectatorul principal, până la comutatorul de eliberare rapidă . Pentru a proteja circuitele de putere de supratensiunile atmosferice și de comutare, descărcătoarele sunt incluse în circuit. Pentru a elimina supratensiunile care apar atunci când comutatorul de mare viteză este oprit, în circuit este utilizată o diodă de șunt pentru a crea un circuit pentru evacuarea energiei acumulate de reactorul filtrului de intrare. Când curentul de intrare depășește valoarea admisă (măsurată de un senzor special), contactorul electropneumatic deconectează circuitul de alimentare de la rețeaua de contacte. Contactoarele sunt manevrate cu rezistențe pentru a preîncărca condensatorii filtrului de intrare după ce întrerupătorul rapid este restaurat. Circuitul de putere este împământat folosind un dispozitiv corespunzător pe circuitul de cale [15] .
Fiecare AIT alimentează două motoare de tracțiune conectate în perechi în paralel; Sunt furnizate filtre de netezire pentru a reduce ondularea curentului de intrare a fiecărui invertor . AIT distribuie curentul pe fazele motoarelor de tracțiune cu o frecvență calculată de sistemul de control cu microprocesor în funcție de semnalele senzorilor de turație a rotorului și de tensiunea de pe înfășurările statorului . În intervalul de viteză al trenului electric de 0…60 km/h, sistemul de control realizează constanta cuplului; în acest caz, tensiunea furnizată înfășurărilor statorului crește direct proporțional cu viteza de mișcare. La viteze peste 60 km/h, sistemul de control realizează constanța puterii pe arborele motorului de tracțiune, pentru care tensiunea pe înfășurările statorului se menține constantă, iar alunecarea absolută crește direct proporțional cu viteza de deplasare [16] .
Lucrul în modul de frânareÎn modul de frânare electrodinamică , pentru magnetizarea motoarelor de tracțiune, motorul preia energie din rețeaua de contact , iar pe rotor se creează o alunecare negativă a câmpului magnetic . Când câmpul magnetic crește atât de mult încât motorul poate furniza energie rețelei de contact, începe frânarea regenerativă . În modul inițial de frânare electrodinamică , necesar pentru magnetizarea motoarelor de tracțiune, motorul preia energie din rețeaua de contact . Sistemul de control al microprocesorului creează o alunecare negativă a câmpului magnetic pe rotorul TED (viteza de rotație a rotorului TED este mai mare decât frecvența de comutare a tiristoarelor AIT). Motoarele electrice de tracțiune încep să funcționeze în modul generator, generând un curent trifazat, preluat din înfășurările statorului și transformat de AIT în unul rectificat . După începerea generării de energie a TED, sistemul de control cu microprocesor implementează comutarea tiristorului, care creează condițiile pentru deblocarea diodelor de frânare. Timpul de intrare în recuperare înainte de începerea generației actuale a TED este de 0,8 ... 1,9 s, în funcție de viteza la începutul frânării. Schema asigură returnarea energiei în rețea până la o viteză de 15 km/h. Datorită recuperării energiei, randamentul motorului de tracțiune este de până la 30% [16] .
Boghiurile electrice ale trenurilor au fost fabricate de uzina Tikhvin Transmash [1] . Baza boghiului auto este de 2600 mm, greutatea este de 13,3 tone. Pe boghiuri sunt instalate cutii de viteze de tracțiune cu un raport de transmisie de 3,95. Diametrul bandajului setului de roți motorizat în cercul de patinaj fără uzură este de 1050 mm. Pe fiecare boghiu de mașină sunt instalate două motoare de tracțiune. Baza boghiului mașinii remorcii este de 2400 mm, greutatea este de 6,6 tone.Diametrul anvelopei setului de roți nemotorizat în cercul de rulare fără uzură este de 950 mm [10] .
Caroseriile autovehiculelor au un design neschimbat în comparație cu caroserii mașinilor ET2 , cu excepția cabinelor mașinilor de conducere. Aici, pentru a asigura siguranța echipajelor de locomotivă, s-a folosit o cabină de șofer din materiale compozite de tip capsulă cu peretele frontal mai neted [1] . Pentru a îmbunătăți condițiile de lucru ale echipajelor de locomotivă pe trenul electric, este planificată instalarea unui aparat de aer condiționat , un nou scaun de șofer de design, vibrațiile și zgomotul sunt reduse în interiorul cabinei [17] . Designul invariabil al pasajelor între vagoane și compatibilitatea circuitelor de comandă ar face posibilă funcționarea noului tren electric în aceeași compoziție cu vagoanele trenurilor în serie de atunci ( ET2 și compatibil cu acesta) [1] .
| Trenurile electrice ale fabricii de transporturi Torzhok | |
|---|---|
| Trenuri electrice de curent continuu | |
| Trenuri diesel-electrice DC | |
| ↑ *numai mașini de cap pentrusecțiunile electrice ER2/ER2R/ER2Tproduse deRVZ | |
| Trenuri electrice și motoare electrice ale URSS și spațiului post-sovietic [~ 1] | |
|---|---|
| Trenuri electrice de curent continuu |
|
| Trenuri electrice de curent alternativ | |
| Trenuri electrice cu alimentare dublă | |
| Trenuri electrice cu ecartament îngust | |
| Trenuri pseudo-electrice de tracțiune electrică | |