В статье проводится анализ тягово-энергетических показателей электровозов 3ЭС5к, которые были приобретены АО «Узбекистон темир йуллари». Рассматриваются особенности схемы питания двигателя, проводится сравнительный анализ с электровозом ВЛ80с.
Ключевые слова: электровоз, Ермак, 3ЭС5к, тяговые характеристики, поосное регулирование, рекуперация, кортес.
С ноября 2018 года, в рамках программы обновления локомотивного парка Узбекистана, начались поставки электровозов серии 3ЭС5К Ермак (Рис.1). Учитывая то что механическая часть локомотива в большинстве схожа с электровозами серии ВЛ-80, а опыт ремонта и обслуживания электрических двигателей с коллекторнощеточным аппаратом на предприятиях компании имеется, данный электровоз имеет хорошие перспективы для того чтобы себя проявить.
Рис. 1. Электровоз серии Ермак (3ЭС5К) (Версия для Узбекистана)
В данной статье проводится сравнительный анализ двух грузовых электровозов Новочеркасского электровозостроительного завода. Это 3ЭС5к и ВЛ80с.
Хорошими противобуксовочными и противоюзными свойствами обладает групповая схема питания тяговых двигателей с индивидуальным (поосным) регулированием возбуждения каждого ТЭД по сравнению с индивидуальным регулированием напряжения на якорных обмотках и групповом питании обмоток возбуждения ТЭД [5]. Поэтому энергетическая эффективность Ермака должна быть лучше.
Для анализа электровоза используется программный комплекс Кортэс. Так как электровоз Ермак новый, то необходимо создать его модель в данной программе и внести характеристики (Рис. 2.)
Рис. 2. Тяговая характеристика модели электровоза Ермак в программе Кортэс
С учетом того, что основное отличие 3ЭС5К от предшественника заключается в импульсной полупроводниковой системе управления и возможности осуществлять рекуперативное торможение, модель электровоза учитывает и электрическое торможение.
Для создания в программной среде Кортес электровоза использовались паспортные данные из документации к новым электровозам и открытых источников. Микропроцессорная система автоматического управления осуществляет управление выпрямительно-инверторными преобразователями, регулирование тока ТЭД и скорости движения электровоза, что должно повилять в лучшую сторону в плане эффективности реализации тяги по сравнению с контакторной системой в электровозах серии ВЛ.
Участки железных дорог в Узбекистане на 70 % пролегают через холмисто-равнинные местности. С учетом того, что через Узбекистан проходит большой транзитный грузовой поток, увеличение числа грузовых локомотивов — это естественный и необходимый шаг. Одним из этапов введения в эксплуатацию любого типа тягового подвижного состава целесообразно считать анализ тягово-энергетических показателей на эксплуатируемых железных дорогах 3 .
Для расчета тягово-энергетических показателей был взят произвольный участок длиною 156 км. По своему профилю он близок к участкам холмисто-равнинной местности Узбекистана 4 . Результаты тягового расчета приведены на рис 3 и в таблице 1.
Таблица 1
|
Перегон |
Длина,км |
Время, мин |
Время п током, мин |
Расход, кВтч |
|
Западная — оп Семёново |
6.1 |
6.8 |
3.8 |
534.3 |
|
оп Семёново — Багрово |
6.9 |
5.8 |
2.4 |
235.7 |
|
Багрово — оп Яновский |
7.2 |
5.9 |
2.5 |
356.4 |
|
оп Яновский — Обручево |
4.7 |
3.9 |
0.1 |
23.4 |
|
Обручево — Григорьевск |
14.2 |
12.7 |
9.6 |
1031.0 |
|
Григорьевск — Семякино |
10.8 |
9.0 |
3.8 |
471.0 |
|
Семякино — Зарудницкий |
16.6 |
16.0 |
9.4 |
713.8 |
|
Зарудницкий — Петровска |
8.5 |
6.9 |
5.5 |
819.1 |
|
Петровская — Ремзавод |
10.3 |
8.2 |
4.6 |
593.3 |
|
Степаново — Масловка |
13.7 |
12.8 |
4.6 |
452.7 |
|
Масловка — Крепаново |
15.9 |
13.4 |
4.8 |
556.8 |
|
Крепаново — Верхнегорск |
8.2 |
6.9 |
5.9 |
879.1 |
|
Верхнегорск — Кудрявцев |
2.8 |
2.4 |
0.6 |
103.2 |
|
Кудрявцево — Воронец |
5.2 |
4.7 |
0.4 |
23.9 |
|
Воронец — Заречный |
6.9 |
5.5 |
3.1 |
107.1 |
|
Заречный |
3.5 |
2.7 |
2.3 |
2.2 |
|
Заречный — Харитоново |
7.5 |
5.9 |
3.4 |
341.4 |
|
Харитоново — Нижние Пол |
3.9 |
3.1 |
1.2 |
141.7 |
|
Нижние Полянки — Восточная |
2.9 |
3.4 |
0.1 |
18.3 |
|
Восточная |
155.9 |
135.8 |
67.9 |
7404.7 |
Рис. 3. Получившиеся графики при расчете в программе кортэс с учетом рекуперации
Итоговые суммарные результаты расчетов приведены в Таблице 2.
Таблица 2
|
Локомотив |
Масса поезда |
Время хода, мин полное/под током |
Расход энергии кВт*ч/кВАч |
|
3ЭС5К |
3988 |
135,8 /67,9 |
7404,7/9457,8 |
|
ВВ80с |
3988 |
136,8/60 |
8343,7/10173,5 |
Из результатов расчета видно, что предшественник имея контакторную систему управления затрачивает на 11.3 % электроэнергии больше Ермака и при этом 11.9 % от затраченной энергии рекуперировал обратно в контактную сеть. Представленные результаты указывают на достаточно хорошую энергетическую эффективность электровоза, что в последствии позволяет говорить о том, что электровоз Ермак достойная замена предшественнику и у него есть все шансы повторить успех ВЛ-80, который осуществлял грузовые перевозки по железным дорогам Узбекистана более 50 лет.
Литература:
- И. А. Осинцев, А. А. Логинов «Устройство эксплуатация и ремонт Электровозов серии 2ЭС5К»: учебное пособие. -М.:ОАО «РЖД»,2014.-465с.
- И. П. Викулов, Т. М. У. Назирханов, Д. О. Раджибаев «Анализ тягово — энергетических характеристик электровоза ВЛ80С на новом горном участке Ангрен — Пап». В сборнике: прорывные технологии электрического транспорта. Материалы Девятого П78 Международного симпозиума «Элтранс-2017» («Eltrans-2017»), посвященного 130-летию основания Г. К. Мерчингом электротехнической школы в России., 2019 г., С. 91–96.
- Д. О. Раджибаев «Применение электровозов с четырехквадрантным преобразователем на железных дорог Республики Узбекистан» диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Петербургский государственный университет путей сообщения. Санкт-Петербург, 2011.
- Д. О. Раджибаев, И. М. Мирзохидова «Оценка тягового качества профиля пути участка Каттакурган — Навои на Узбекской железной дороги». В сборнике: Интеллектуальная энергетика на транспорте и в промышленности. Материалы всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием. 2018. С. 209–215.
- Статья в интернет ресурсе tmholding.livejournal.com, ««Ермаки» с поосным регулированием силы тяги» https://tmholding.livejournal.com/2671.html
