Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Детские железные дороги СССР; История и современность

Детские железные дороги СССР – История и современность

Тепловозы ТУ1 и ТУ2

В начале 50-х годов на Калужском машиностроительном заводе началась разработка нового узкоколейного тепловоза, предназначенного главным образом для работы на узкоколейных железных дорогах Министерства путей сообщения, а также на магистральных узкоколейных дорогах лесной и торфяной промышленности с большим грузооборотом.

В 1954 году был изготовлен опытный образец тепловоза. Первоначально он обозначался в заводской документации как (мотовоз с электропередачей узкоколейный тип первый). на момент сдачи приёмочной комиссии был переименован в ТУ1, что более точно отражало к категории мотовозов (локомотивов мощностью с механической передачей) его отнести нельзя было никак. Более того, его можно даже считать первым в СССР узкоколейным тепловозом в классическом понимании.

Было построено два тепловоза и первый из которых был передан для испытаний на Шатурский полигон ЦНИИ МПС. Испытания показали полную непригодность машины к серийному выпуску. подобранных параметров противокомпаундных обмоток главного генератора, оказалось невозможным полностью использовать мощность дизеля и достичь расчетных тяговых характеристик. Так, зачастую тепловоз мог стронуть груженый состав лишь на высших позициях контроллера.

Для устранения выявленных недостатков, примененный на ТУ1 типовой главный генератор был заменен новым, разработанным специально для этого тепловоза. По некоторым данным, незначительной модернизации подверглась также тормозная система тепловоза. Размещенная возле самого пола дизельного помещения, а потому неудобная в обслуживании высоковольтная камера была существенно увеличена в размерах и перемещена на боковую стенку тепловоза за кабиной машиниста. Для этого пришлось ликвидировать одно окно в дизельном помещении между окном кабины и холодильной секцией со стороны помощника наиболее заметное внешнее отличие тепловозов ТУ1 от более поздних ТУ2.

В таком виде осенью 1955 года начался серийный выпуск тепловоза под маркой ТУ2 на Калужском машиностроительном заводе (ныне АО «Ремпутьмаш»).

Ввиду невозможности использования ТУ1-001 для вождения полновесных поездов, он был передан на Малую Юго-Западную ж.д. (Киевскую ДЖД), где при очередном заводском ремонте был модернизирован по типу ТУ2 и эксплуатировался до 1992 года. Осенью 1999 года тепловоз был списан и порезан в металлолом.

Второй же тепловоз – ТУ1-002 – с 1957 года до начала 1970-х годов успешно работал на Ташкентской ДЖД, после чего тоже был списан и порезан в металлолом.

ТУ2 представляет собой грузопассажирский тепловоз с электропередачей постоянного тока. Кузов вагонной компоновки с двумя кабинами машиниста, опирается на две двухосные тележки (осевая формула

Тепловоз может работать двойной тягой по системе многих единиц (СМЕТ), когда управление обоими тепловозами ведется с одного поста, одним машинистом.

Удачная конструкция дизеля 1Д12, разработанного на базе танкового дизеля Барнаульского машиностроительного завода (ныне ОАО «Барнаултрансмаш») обеспечила высокие эксплуатационные характеристики тепловоза. Но, к сожалению, качество сборки дизелей, выпущенных разными заводами очень сильно различалось. Поэтому от эксплуатационников очень часто можно услышать весьма нелестные отзывы об этом дизеле. Тем не менее, модификации этого дизеля ставились на многие другие типы узкоколейных тепловозов и применяются до сих пор на различной технике.

С небольшими изменениями тепловозы ТУ2 строились вплоть до 1958 года. За это время было построено около трехсот машин. (Самый большой из известных нам Этот тепловоз долгое время работал на Рижской ДЖД.)

Тепловозы ТУ2 больше других узкоколейных тепловозов были похожи на магистральные локомотивы «больших» железных дорог, а кроме того имели очень большую нагрузку на ось, делавшую невозможной их эксплуатацию на многих узкоколейках страны. Именно поэтому множество тепловозов ТУ2 было передано на детские железные дороги.

Читайте так же:
Тепловоз действие электрического тока

При этом не редкими были и передачи тепловозов с одной ДЖД на другую. Весьма показательна в этом смысле история тепловоза до сих пор вводящая в заблуждение многих любителей узкоколейных железных дорог.

В 1970 году тепловоз ТУ2-001, работавший на Хабаровской ДЖД, был отправлен на ремонт в депо приписки Хабаровск. По окончании ремонта депо получило распоряжение передать один тепловоз с Хабаровской ДЖД на Свободненскую. Поскольку тепловоз в тот момент все еще находился в депо, и его передача требовала меньше всего затрат, именно этот тепловоз и был отправлен в Свободный.

Поскольку передача произошла помимо воли руководства Хабаровской ДЖД, между двумя дорогами возникло своего рода соперничество за право обладания исторической машиной. По этой причине один из тепловозов Хабаровской ДЖД был перенумерован и получил номер 001 (его истинный номер нам, к сожлению, не известен). Теперь можно видеть два разных тепловоза с одним и тем же номером, что вызывает путаницу в среде любителей узкоколейных железных дорог.

В настоящее время возраст тепловозов приближается к ресурс их практически исчерпан и они постепенно вытесняются из локомотивных хозяйств более новыми тепловозами ТУ7, ТУ7А постройки Камбарского машино­строительного завода.

Кроме того, в этой статье следует упомянуть мотовоз ТУ2м, выпускавшийся примерно в то же время Камбарским машино­строительным заводом. Несмотря на похожие обозначения, ТУ2 и ТУ2м были принципиально разными локомотивами. Подробнее о мотовозе ТУ2м можно прочитать в отдельной статье.

© Copyright Дмитрий Сутягин, 2000–2015
При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна
Использование материалов РГАКФД и ЦГАКФФД без согласия правообладателя запрещено

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЗОВ НА ПЕРЕМЕННО-ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

Электропередачи тепловозов на переменно-постоянном токе. М., «Транспорт», 1978. 149 с.
Авт.: И. К. Колесник, Т. Ф. Кузнецов, В.И. Липовка, В. С. Марченко, Ю. М. Милованов, Г. А. Михневич.

В книге рассмотрены принципы действия, устройства и особенности настройки силовых схем передач, систем автоматического регулирования и защиты, систем электродинамического тормоза тепловозов, способы повышения использования сцепного веса тепловоза, энергоснабжения вагонов пассажирского поезда.

1. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПЕРЕДАЧ МОЩНОСТИ

Передачи мощности в автономных локомотивах преобразуют заданные вращающий момент и частоту вращения вала силовой установки в переменные величины вращающего момента и частоты вращения колесной пары. В процессе развития тепловозной тяги предлагались и исследовались многочисленные системы передач, однако практическое применение нашли только электрическая, гидравлическая и механическая.
Выбор типа передачи в значительной степени определяется мощностью силовой установки, а также назначением и условиями работы локомотива. Механические передачи отличаются относительной простотой конструкции, малой удельной массой, высоким коэффициентом полезного действия (к. п. д.). Однако с увеличением передаваемой мощности возникают серьезные трудности в изготовлении передач, так как при этом ухудшается отвод тепла от муфт сцепления при трогании с места и разгоне поезда, увеличиваются толчки в поезде из-за резкого изменения силы тяги при переключении ступеней скорости, осложняется обеспечение прочности элементов и падает надежность и долговечность работы деталей передачи. Кроме того, при механической передаче невозможно обеспечить полное использование мощности силовой установки в широком диапазоне скоростей движения, что для мощных локомотивов имеет первостепенное значение.
Опытом отечественного и зарубежного локомотивостроения установлена целесообразность применения механических передач при мощностях, не превышающих 300 л. с. Область работы их ограничена автомотрисами и дизель-поездами малой мощности с небольшим количеством вагонов.
Гидравлические передачи отличаются низкой удельной массой и компактностью, позволяют сократить расход цветных металлов до 2,0 — 2,5 кг/кВт, уменьшается также расход черного металла. Удельная масса тепловозов с этим видом передачи колеблется в пре­делах 25 — 50 кг/кВт в зависимости от мощности и других факторов.
В принципе гидропередача может быть выполнена для любых мощностей, однако при повышении передаваемой силы тяги увеличиваются трудности выполнения карданных валов между коробками передач и осевыми редукторами, ухудшаются условия их работы. При длительном разгоне тяжелых поездов, а также на крутых затяжных подъемах возникают большие потери в гидротрансформаторе, вызывающие сложности создания систем охлаждения. Существенным недостатком гидравлических передач является то, что при одинаковых условиях эксплуатации и конструкции дизелей тепловозы с гидропередачей расходуют топлива на 4 — 6% больше по сравнению с тепловозами, оборудованными электрической передачей.
В мировой практике тепловозостроения сложилось представление о рациональности использования этого вида передачи только для тепловозов малой и средней мощности, выполняющих маневровую и легкую поездную работу. Только ФРГ, имеющая значительные успехи в этой области, считает целесообразным применять гидропередачи для тепловозов практически любой мощности, однако, начиная с 1963 г., и она возобновила производство тепловозов с электрической передачей.
В Англии опыт эксплуатации магистральных тепловозов с гидропередачей не дал положительных результатов. При сравнении тепловозов с различными видами передач было установлено, что гидравлические передачи магистральных локомотивов недостаточно надежны в эксплуатации в основном из-за дефектов изготовления. Расходы на ремонт их также оказались выше, чем у электрических. Для маневровой службы британские железные дороги заказывают тепловозы с обоими видами передач.
США и Франция, ранее традиционно применявшие только тепловозы с электрической передачей, для накопления опыта простроили и ввели в опытную эксплуатацию мощные тепловозы с гидропередачей. Так, в США в опытной эксплуатации с 1963 г. находятся 24 тепловоза мощностью 4000 л. с. с гидравлической передачей.
В Японии, несмотря на преимущественное применение электрической тяги, для маневровой и легкой поездной работы применяются тепловозы с гидропередачей.
На советских железных дорогах область применения гидравлических передач в основном ограничена маневровыми локомотивами малой (300 — 500 л. с.) и средней (750 — 1200 л. с.) мощности. Опыт эксплуатации построенных ранее магистральных тепловозов не дал положительных результатов.
Несмотря на высокую стоимость, значительную массу, потребление большого количества дефицитных материалов около 80% мирового парка составляют тепловозы с электропередачей на постоянном токе. Такое исключительное распространение постоянного тока в тяговом электроприводе объясняется в основном высокой приспособленностью электродвигателя постоянного тока к условиям тяги, что в свою очередь обеспечивает полную автоматизацию регулирования передачи при помощи относительно несложных устройств.
В течение послевоенного периода развитие этого типа передач шло по пути совершенствования применяемых электрических машин, систем их регулирования, увеличения мощности и надежности работы при снижении удельных масс, габаритов, стоимости.

Читайте так же:
Теплоотражающий костюм пожарного ток 200

Глава I. Электрические передачи тепловозов и перспективы их развития
1. Области применения различных типов передач мощности
2. Передачи переменно-постоянного тока
3. Передачи переменного тока
Глава II. Система выпрямления переменного тока
1. Общая характеристика системы
2. Режимы работы трехфазного выпрямительного моста
3. Особенности работы шестифазной системы синхронный генератор—выпрямительная установка (СГ—ВУ)
4. Выбор типа и числа вентилей тепловозной выпрямительной установки
Глава III. Аварийные режимы и устройства защиты силовой цепи
1. Общая характеристика аварийных режимов
2. Внешние короткие замыкания
3. Внутренние короткие замыкания и замыкания на землю
4. Устройства защиты силовой цепи и требования к ним
5. Электрические схемы уст­ройств защиты
Глава IV. Система автоматического регулирования тягового генератора
1. Назначение и основные принципы автоматического регулирования тягового генератора
2. Система автоматического регулирования тяговых генераторов
3. Структурная схема САР тягового генератора
4. Селективный узел
5. Погрешности регулирования, обусловленные селективным узлом
6. Силовая схема возбуждения
7. Блок управления
8. Датчики системы автоматического регулирования
9. Прочие узлы системы автоматического регулирования
10. Настройка САР тягового генератора
11. Особенности САР тягового генератора тепловозов с источником электроснабжения поезда
12. Расчет селективного узла
13. Расчет силовой схемы возбуждении
Глава V. Система электрического торможения
1. Назначение электрического торможения
2. Силовая схема электрического тормоза
3. Характеристики электрического тормоза и их расчет
4. Система автоматического регулирования
5. Особенности настройки САР электрического торможения
Глава VI. Системы повышения использования сцепного веса
1. Влияние электропередачи на тяговые свойства тепловоза
2. Система формирования жестких динамических характеристик генератора
3. Система защиты от боксования
Список литературы

Электропередача постоянного тока тепловоза 1


13. Структурная и принципиальная схемы тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Читайте так же:
Постоянный электрический ток количество теплоты

Принципиальная схема тяговой электропередачи тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Для передачи мощности от дизеля к колесным парам и регулирования тяговой мощности на тепловозе применяется электропередача постоянного тока. Принципиальная схема тяговой электропередачи (рис. 80) каждой секции одинакова.

Тяговой генератор Г постоянного тока с независимым возбуждением питает шесть параллельно соединенных тяговых электродвигателей 1—6 последовательного возбуждения. Электромеханические характеристики электродвигателей последовательного возбуждения в рабочем диапазоне скоростей имеют вид гиперболы, что позволяет осуществить автоматическое регулирование возбуждения тягового генератора при помощи сравнительно несложных и надежных в эксплуатации электрических аппаратов. Тяговые электродвигатели включаются поездными контакторами П1—П6.

Для увеличения диапазона использования полной мощности тяговых электродвигателей применяются две ступени ослабления возбуждения. Контакторы ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2 включают резисторы ослабления возбуждения СШ1, СШ2 параллельно обмоткам возбуждения ОБ электродвигателей 1—6. Сигналы для срабатывания контакторов ВШ1, ВШ2 пос-тупают от реле ослабления возбуждения РП1, РП2, катушки напряжения которых включены через регулировочные резисторы СРПН1, СРПН2 на напряжение тягового генератора, а токовые — через резисторы СРПТ параллельно обмоткам добавочных полюсов тягового генератора.

Направление движения тепловоза изменяется путем изменения направления тока в обмотках возбуждения ОВ тяговых электродвигателей при помощи электропневматического переключателя ПР (реверсора). Система возбуждения тягового генератора совместно с объединенным регулятором дизеля обеспечивает автоматическое поддержание постоянства мощности в рабочем диапазоне внешней характеристики, ограничение тока и напряжения генератора.

Независимая обмотка возбуждения тягового генератора питается от возбудителя постоянного тока В Возбудитель имеет две обмотки возбуждения: независимую и размагничивающую. Независимая обмотка включена на выпрямленное напряжение амплистата АВ (магнитного усилителя). В амплиста-те осуществляется алгебраическое суммирование и усиление сигналов задания и обратной связи. Сигнал задания, пропорциональный частоте вращения вала дизеля, поступает в обмотку задания 03 амплистата от бесконтактного тахометрического блока ТБ, питающегося от синхронного подвозбудителя СПВ. Дополнительный сигнал задания поступает в регулировочную обмотку ОР от индуктивного датчика ИД через выпрямительный мост. Сигналы обратной связи по напряжению и току тягового генератора поступают в селективный узел от трансформатора постоянного напряжения ТПН и трансформаторов постоянного тока ТПТ. В селективном узле формируется результирующий сигнал обратной связи, поступающий в обмотку управления ОУ амплистата.

Комплексное противобоксовочное устройство тепловоза обеспечивает получение динамических жестких характеристик генератора, т. е. неизменность его напряжения при боксовании одной или нескольких колесных пар, а также своевременное обнаружение боксования и его прекращения с наименьшими потерями силы тяги тепловоза. Уравнительные соединения ПВ1—ПВЗ предназначены для улучшения противобоксовочных свойств тепловоза и представляют собой полупроводниковые диоды, включенные попарно между обмотками возбуждения тяговых электродвигателей. При боксовании одного из электродвигателей в его обмотку возбуждения поступает дополнительный ток от небоксующего двигателя, что повышает жесткость характеристики боксующего двигателя и стабилизирует режим боксования, не давая ему перерасти в «разносное».
Для устойчивости электропередачи в переходных режимах сигнал по напряжению возбудителя через стабилизирующий трансформатор поступает в стабилизирующую обмотку ОС амплистата. Для устойчивости электропередачи с уравнительными соединениями (при боксовании) дополнительно введена отрицательная обратная связь по уравнительному току. Размагничивающая обмотка возбудителя, питающаяся напряжением постоянного тока, служит для аварийного возбуждения возбудителя при выходе из строя элементов системы автоматического регулирования тягового генератора и компенсирует напряжение холостого хода амплистата. Трансформаторы постоянного тока и напряжения, рабочие обмотки амплистата, индуктивный датчик питаются от синхронного подвозбудителя через распределительный трансформатор ТР.

Читайте так же:
Тест по теме тепловое действие тока

Рис. 80. Принципиальная схема тяговой электропередачи:
1—6—двигатели тяговые; Г—генератор тяговый; РБ1—РБЗ—реле боксования; ЯР—реверсор; ОВ—обмотка возбуждения двигателей тяговых; ОД—обмотка добавочных полюсов двигателей тяговых; СШ1, CU12—резистор ослабления возбуждения; ВШ1, В1112— групповые контакторы ослабления возбуждения; П1— П6—контакторы поездные; РП1, РП2—реле ослабления озбуждеиия; РПЗ—реле ограничения максимальной скорости; СРПШ, СФПН2. СРПНЗ— резисторы в цепи катушек напряжения РП1, РП2, РПЗ; В—возбудитель; СПВ—синхронный подвозбудитель; ТР—трансформатор распределительный; СРПТ1, СРПТ2—резисторы в цепи токовых катушек РП1, РП2, РПЗ; ТБ— блок тахо- метрический; АВ—амплистат; ИД—индуктивный датчик; ТПП—трансформатор постоянного напряжения; ТПТ1—ТПТ4—трансформаторы постоянного тока; СУ—узел селективный; СТ—трансформатор стабилизирующий; БВ1, БВ2— выпрямителя; СБТ, СТН, СОУ, СОЗ, СОР—резисторы; ПВ1, ПВ2, ПВЗ—выпрямительные блоки уравнительных соединений; БДС—блок сравнения

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электрическая передача — постоянный ток

Электрическая передача постоянного тока даже с двигателем с жесткой характеристикой ( шунтовым) не является кинематическим соединением, так как не обеспечивает пропорционального поворота генератора и двигателя. Электрическая передача переменнного тока может служить кинематическим соединением только в случае синхронных генератора и двигателя. Вследствие возможности выпадения из синхронизма этот случай имеет очень ограниченное применение. [1]

Электрическая передача постоянного тока состоит из тягового генератора Г, приводимого во вращение валом дизеля Д, тяговых электродвигателей /, 2, расположенных на движущих колесных парах тепловоза, системы возбуждения генератора СВГ ( рис. 1.2, а), а также ряда вспомогательных машин и аппаратов, не указанных на рисунке. Электрическая передача позволяет автоматически приспосабливаться к условиям движения поезда. Сила тяги, создаваемая тяговыми электродвигателями, увеличивается при возрастании сопротивления движению и уменьшении скорости и, наоборот, уменьшается при падении сопротивления движению и увеличении скорости. [3]

В электрических передачах постоянного тока изменение угловой скорости и крутящего момента электродвигателя производится регулированием тока возбуждения. При этом применяют схемы с параллельным, последовательным и смешанным включением обмоток возбуждения электромашин. В электрических передачах переменного тока эта же задача решается введением преобразователей частоты питания электродвигателей. Регулируемые электропередачи сложны и обладают большой массой. Поэтому чаще применяют более простые и дешевые нерегулируемые электропередачи переменного тока, хотя по своим характеристикам они близки к механическим передачам. [4]

На тепловозах с электрической передачей постоянного тока применяют электрический пуск дизеля. Для этого на главных полюсах тяговых генераторов укладывают, кроме обмотки независимого возбуждения, пусковую обмотку, получающую питание от аккумуляторной батареи только во время пуска дизеля. При пуске тяговый генератор работает в режиме двигателя с последовательным возбуждением и приводит во вращение коленчатый вал дизеля. В передачах переменно-постоянного или переменного тока для пуска дизеля используют стартер-генераторы. [5]

Читайте так же:
Электрическим током называется тепловое движение молекул вещества хаотичное движение

На тепловозах с электрической передачей постоянного тока применяют электрический пуск дизеля. Для этого на главных полюсах тяговых генераторов укладывают, кроме обмотки независимого возбуждения, пусковую обмотку, получающую питание от аккумуляторной батареи только во время пуска дизеля. При пуске тяговый генератор работает в режиме двигателя с последовательным возбуждением и приводит во вращение коленчатый вал дизеля. В передачах переменно-постоянного или переменного тока для пуска дизеля используют стартер-генераторы. Ведутся работы по использованию синхронных генераторов для пуска дизеля. [6]

На тепловозах и газотурбовозах с электрической передачей постоянного тока возбудитель служит для питания обмотки возбуждения главного генератора. [8]

Для рассмотренных условий наиболее приемлемой оказывается электрическая передача постоянного тока . Из рассмотрения табл. 3 видно, что все газотурбовозы, имеющие одновальную ГТУ, выполнены с электрической передачей постоянного тока. Недостатком этой передачи является большой вес и высокая стоимость электрических машин постоянного тока. [9]

Ко вторым, которые называются непрозрачными, относятся электрические передачи постоянного тока , с системой Г — Д и комбинированные передачи с гидропреобразователями, дизель-электрические и дизель-пневматические. [10]

Таким образом, применение газотурбинной установки на локомотиве позволяет: повысить мощность секции до 6000 — 8000 л. с.; снизить стоимость строительства и ремонтные расходы; эффективно использовать в качестве топлива дешевые низкосортные продукты переработки сернистых и парафинистых нефтей восточных месторождений; резко сократить потребность в смазочных материалах; отказаться от дорогостоящей электрической передачи постоянного тока ; снизить вес локомотива и расход цветных металлов. [11]

Работа передачи автономного локомотива осуществляется автоматически. Управление работой электрической передачи постоянного тока состоит в автоматическом регулировании работы двигатель-генераторной установки и регулировании работы тяговых электродвигателей с целью наиболее полного использования мощности первичного двигателя при переменном режиме работы локомотива. Управление гидравлической и гидромеханической передачей состоит в обеспечении автоматического перехода с одной ступени передачи, соответствующей определенному режиму работы, на другую. [12]

Секционная мощность тепловозов, работающих на железных дорогах СССР за послевоенные годы, увеличилась с 736 до 2210 кВт, но для ряда направлений уже сейчас требуется большая мощность. Создание более мощных тепловозов с электрической передачей постоянного тока вызывает много затруднений, главное из которых — неудовлетворительная коммутация тяговых генераторов постоянного тока. Практически тяговые генераторы постоянного тока при частоте вращения 1000 об / мин и номинальной мощности 2000 кВт с устойчивой коммутацией нельзя разместить в отведенные габаритные размеры для них на тепловозе. Поэтому применяют передачу переменно-постоянного тока, в которой вместо генератора постоянного тока устанавливается синхронный генератор и выпрямительная установка. Тяговые синхронные генераторы сокращают затраты меди и высоколегированной электротехнической стали, практически снимают ограничение по частоте вращения. Синхронные генераторы более надежны в работе и требуют меньшего ухода в эксплуатации из-за отсутствия щеточно-коллекторного аппарата. [13]

Секционная мощность тепловозов за послевоенные годы увеличилась с 736 до 2210 кВт, но для ряда направлений железных дорог уже сейчас требуется большая мощность. Создание более мощных тепловозов с электрической передачей постоянного тока вызывает много затруднений, главным из которых является неудовлетворительная коммутация тяговых генераторов постоянного тока. [14]

Для рассмотренных условий наиболее приемлемой оказывается электрическая передача постоянного тока. Из рассмотрения табл. 3 видно, что все газотурбовозы, имеющие одновальную ГТУ, выполнены с электрической передачей постоянного тока . Недостатком этой передачи является большой вес и высокая стоимость электрических машин постоянного тока. [15]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector