Электровоз ЭП1

Электровоз ЭП1 (Электровоз Пассажирский, тип 1) — первый российский магистральный электровоз переменного тока с осевой формулой 2₀−2₀−2₀. Электровоз серийно выпускается Новочеркасским электровозостроительным заводом(НЭВЗ) с 1998 года. Электровоз предназначен для вождения пассажирских поездов на участках переменного тока с максимальной скоростью 140 км/ч, и средней скоростью 80 км/ч. Всего выпущено 619 электровозов всех модификаций на август 2009 года.

История

Предпосылки к появлению

В середине на российских железных дорогах постоянно росли пассажиропотоки. На участках переменного тока вождение пассажирских поездов тогда чешскими электровозами ЧС4 и ЧС4^т, а также специально модернизированными для этой цели электровозами ВЛ60П и ВЛ60ПК. Были также и электровозы ЧС8, однако приписаны они только к депо Россошь Юго-Восточной железной дороги и всего их было не более 100 машин. Электровозы ЧС4 и ЧС4т начинали устаревать.

ЭП1-077, Саратов

ЭП1-019 и ЭП1П-010, депо Красноярск

Преобразователь частоты и числа фаз, слева шкаф МСУД

С целью заменить ЧС4 и ЧС4т, а также снять с пассажирской службы ВЛ60, было принято решение о создание нового пассажирского электровоза.

Создание и выпуск нового электровоза

Новый электровоз разрабатывался заводом НЭВЗ на основе грузопассажирского электровоза ВЛ65, который был ближе всех к пассажирской службе. Первая такая машина была выпущена в 1998 году. Он был очень похож на ВЛ65, но имел следующие от него отличия:

• установка новых ТЭД НБ-520 с опорно-рамным подвешиванием вместо старых НБ-514 с опорно-осевым подвешиванием
• установка преобразователя частоты и числа фаз (ПЧФ), позволяющего переводить вспомогательные машины в режим низкой скорости путем питания их трехфазным током напряжением 40 В и частотой 16,7 Гц
• установка микропроцессорной системы управления и диагностики (МСУД)

Электровоз ЭП1 — первый серийный электровоз Новочеркасского завода с МСУД. Микропроцессорная система обеспечивает контроль основного оборудования и некоторых реле, управляет выпрямительно-инверторными преобразователями, питающими тяговые двигатели. Позволяет управлять электровозом в четырех режимах:

• «Авторегулирование» — полуавтоматический режим, при котором машинист с помощью штурвала контроллера задает максимальный требуемый ток, а с помощью рукоятки задатчика скорости устанавливает необходимую скорость. Электровоз разгоняется до установленной скорости и поддерживает ее на ровных участках и подъемах в автоматическом режиме, за счет плавного регулирования напряжения на тяговых двигателях с помощью тиристоров ВИП(автоматически регулируется нагрузка на тяговых двигателях)

  «Ручное регулирование» — применяется как аварийный режим управления. В этом режиме, машинист штурвалом контроллера дает прямую команду МСУД на открытие тиристоров ВИП, угол открытия тиристоров в этом случае, а значит и нагрузка тяговых двигателей, будет зависить только от угла на который повернут штурвал контроллера машиниста. Автоматический разгон и поддержание скорости в этом режиме отсутствует(нагрузка на тяговых двигателях регулируется вручную).Положение рукоятки задатчика скорости никакого значения не имеет.

  «Автоведение» — режим автоматического ведения поезда, основной составляющей которого, является кассета с данными, на которой записаны профиль пути, разрешенные скорости, расположение светофоров, станций, расписание следования поезда, временные ограничения скорости и т. д. В этом режиме движения, электровозом и поездом управляет МСУД, используя информацию из кассеты и текущую информацию КЛУБ.В зависимости от конкретной поездной ситуации, в автоматическом режиме собирается режим тяги или рекуперативного торможения, определяется и поддерживается скорость необходимая для соблюдения расписания движения поезда, применяются электропневматические или пневматические тормоза поезда и т. д.(поезд ведет автоматика) Машинист в этом случае, перед отправление нажимает кнопку включающую этот режим, а при движении выполняет контрольные функции. В случае если машинист самостоятельно передвинет штурвал контроллера или переместит ручку тормозного крана, система автоматически перейдет в режим «Советчик», о чем сообщит визуальной и звуковой информацией.

  «Советчик»- режим управления который использует функции «Авторегулирования» и частично «Автоведения».Для этого режима также необходима кассета с данными. В этом случае машинист управляет электровозом аналогично режиму «Авторегулирование», но на дисплее появляется рекомендательная информация МСУД о наиболее эффективных действиях машиниста в данный момент, в зависимости от текущей ситуации.(МСУД самостоятельно не управляет электровозом, а дает советы).

Для обеспечения работы двигателей вспомогательных машин на низкой или высокой скорости вращения, питание на двигатель каждой машины подается не через один контактор, как обычно, а через два — один подключает двигатель к обмотке собственных нужд и конденсаторам (режим высокой скорости; U=380В,50Гц), второй к ПЧФ (режим низкой скорости вращения;U=40-90В,16,7Гц) Двигатели мотор-компрессоров работают всегда на режиме высокой скорости. Электровозы до ЭП1-029 включительно имели двигатели компрессоров НВА-55, такие же, как у мотор-вентиляторов, с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, с ЭП1-030 они были заменены на НВА-2 с синхронной частотой 750 об/мин.

Модификации

Электровоз ЭП1М

В 2006 году Новочеркасский электровозостроительный завод представил новый, модернизированный электровоз. Он получил обозначение ЭП1М(М расшифровывается как модернизированный). От ЭП1 модернизированный электровоз отличается новой кабиной, предназначенной для электровоза 2ЭС5К. В кабину встроена система микроклимата, которой не было в предыдущих электровозах. Также кабина имеет новый современный пульт управления, который позволяет управлять электровозом «в одно лицо», то есть без помощника машиниста, хотя данный способ управления почти не используется.

В электровозе ЭП1М применена система автоведения, позволяющая вести поезд по заданному режиму с учетом параметров путевой структуры и установлен асимметричный токоприемник ТАсС-10-02, обеспечивающий стабильные характеристики токосъема. Всего выпущено 213 электровозов ЭП1М на август 2009 года.

Кабина ЭП1М

ЭП1М на выставке

Электровоз ЭП1П

Магистральный пассажирский шестиосный односекционный электровоз переменного тока ЭП1П изготовлен на базе электровоза ЭП1 и предназначен для эксплуатации в условиях российского Приморья. ЭП1П может водить состав по участку с подъемами в 9 ‰ со скоростью 70 км/ч или перевозить грузы массой 1400 т.

ЭП1П отличается от ЭП1 увеличенной мощностью (которая достигается изменением передаточного числа зубчатой передачи) и изменениями программного обеспечения. Конструкция локомотива позволяет водить не только пассажирские, но и грузовые поезда относительно небольшой массы. Кабина ЭП1П такая же, как у ЭП1М.

Локомотив предназначен для вождения поездов по участкам с большим уклоном в условиях высокой влажности, которая ухудшает сцепление колес локомотива с рельсами (подобные климатические условия характерны для Приморья). На таких участках для вождения поездов из 24 вагонов требуется 2 серийных электровоза ЭП1, работающих по системе многих единиц, которые сможет заменить 1 локомотив ЭП1П.. Всего выпущено 22 таких локомотивов на август 2009 года.

Технические характеристики

• Номинальное напряжение — 25 кВ, 50 Гц
• Формула ходовой части — 2₀−2₀−2₀
• Масса сцепная электровоза с 0,67 запаса песка — 132 т
• Нагрузка от колесной пары на рельсы — не более 22 тс
• Мощность в часовом режиме на валах тяговых электродвигателей — 4700 кВт
• Мощность в продолжительном режиме на валах тяговых электродвигателей — 4400 кВт
• Сила тяги в часовом режиме — 23,4 тс
• Сила тяги в продолжительном режиме — не менее 21,4 тс
• Скорость в часовом режиме — не менее 70 км/ч
• Скорость в продолжительном режиме — не менее 72 км/ч
• Конструкционная скорость — 140 км/ч
• Подвеска тяговых электродвигателей — опорно-рамная

Эксплуатация

Электровозы поступают для эксплуатации на Западно-Сибирскую, Дальневосточную, Октябрьскую, Красноярскую, Приволжскую, Восточно-Сибирскую, Забайкальскую, Северо-Кавказскую, Юго-Восточную и Горьковскую дороги. Наибольший парк электровозов ЭП1 в депо Красноярск Красноярской железной дороги и в депо Саратов-2 Приволжской железной дороги.

В депо Саратов-2 электровозами ЭП1 и ЭП1М полностью заменили старые машины ЧС4 и ЧС4Т, в депо Россошь и Кавказская — много единиц ЧС4Т. На Октябрьской, Красноярской, Восточно-Сибирской и других дорогах за счет появления новых электровозов высвободились из пассажирской работы старые ВЛ60 и ВЛ80. ЭП1П поступают только на восточные дороги, например, в депо Иркутск. ЭП1П-009 и ЭП1П-010 в августе и сентябре 2008 года работали в депо Красноярск, но были переданы в Иркутск.