【铁道科普】从“板砖”到“螃蟹”——VL65型电力机车和EP1型电力机车(下篇)

本文作者:西瓜昌真湿基(B站和百度昵称:宁柳跨越)
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设计
VL65型机车设计运用于1520毫米轨距、接触网电压为25千伏50赫兹的交流电的条件下牵引旅客列车或者是货运列车。如有必要,两台VL65型机车可以重联运行以牵引长途货运列车——两台重联状态的VL65型机车的功率相当于一组两节设计的VL85型机车,但由于轴重、齿轮比以及牵引力不及VL85型机车,两台VL65型机车的重联运行是不切实际的。

而作为VL65型机车的衍生产品,EP1型机车采用了新型牵引电动机和VVVF三相交流辅助电源、牵引电机以全悬挂取代了半悬挂,并以微机控制取代了电子控制。

EP1M型机车和EP1P型机车设计运用于1520毫米轨距、接触网电压为19到29千伏的交流电、室外温度为-50至45摄氏度、海拔高度可达1200米的条件下可牵引不超过24节编组的旅客列车;而EP1P型机车通过改变齿轮比将牵引力增加了16.5%,使其能够在连续长度15至20千米、坡度18‰及以上的困难区段牵引总重为1400吨的列车,但是最高运行速度降低至120千米/每小时。

车体
VL65型机车和EP1型机车车体采用半承载厢式结构,并在侧墙设有圆窗和冷却格栅以及使用加强筋提高强度,总风缸设在车顶。
VL65型机车和EP1型机车的司机室采用金属板焊接而成,并且具有扁平形状;而EP1M型机车和EP1P型机车的司机室由塑料制成并且具有流线型设计。

转向架
与VL85型机车一样,VL65型机车和EP1型机车采用两系弹簧的Bo-Bo-Bo轴式,轴箱采用拉杆式定位,通过内外圆弹簧和油压减振器与转向架构架连接。VL65型机车两端转向架与车体之间采用常规悬挂,中间转向架与车体之间采用虎克式悬挂;而EP1型机车两端转向架与车体之间采用摇篮式悬挂,中间转向架与车体之间采用四根弹性摆动压缩套杆作为二系悬挂,油压减振器的位置也不同。
受电弓
VL65型机车和EP1型机车均采用双臂受电弓,其中EP1型机车使用L1U1-01型双臂受电弓,而EP1M型机车则使用TASS-10-01型单臂受电弓。

变压设备
在VL65型机车和EP1型机车中,ONDTSE-5700/25-U2型变压器用于将从接触网输入的高压电降压为不同的电压,以输送到VIP-5600UKhL2型晶闸管整流-逆变转换器、供电柜等设备,以及在再生制动时将牵引电动机的电压转换为接触网或其他列车系统的电压。变压器安装在高压电力机车室的中间,由一个电源绕组(额定功率为6583千伏安,电压为25千伏)、两组牵引绕组(每组三个部分,额定电流为1970安,电压为1260伏)、辅助绕组(电压为405伏和225伏,额定电流为600 安)、用于驱动牵引电机的绕组(额定电流为650安,电压为270伏)和加热绕组(功率为1200千伏安,电压为3147伏)组成。变压器采用强制油冷却重量为9800千克。
VIP-5600UKhL2型晶闸管整流-逆变转换器用于将变压器牵引绕组提供的交流50赫兹频率转换为直流输送给NB-514型牵引电动机(或者是NB-520V型牵引电动机),并在牵引模式下平稳调节牵引电机的供电电压,以及在再生制动模式下将直流转换为50赫兹单相交流电并平稳调节变频器的EMF值。机车配备有两个变流器,每个变流器连接到每组变压器牵引绕组,并为三个并联的牵引电动机提供动力。每个转换器由一个电源单元,一个电源单元和一个诊断单元组成,并由BUVIP-030单元控制。

牵引电动机
VL65型机车使用六个NB-514型牵引电动机,每台转向架两个牵引电动机。NB-514型牵引电动机是一种采用连续励磁和独立的强制通风系统的六极补偿脉动的直流电动机,冷却空气从牵引电动机冷却风扇进入牵引电动机,并通过电动机外罩的槽孔离开。电动机的质量为4288千克,输入电压为1000伏。在小时模式下,其输出功率为850千瓦,电流为905安,转速为905转/每分钟,效率为94.1%;而在持续模式下,其输出功率为795千瓦,电流为843安,转速为925转/每分钟,效率为94.3%。
而EP1型机车,则使用六个NB-520V型牵引电动机,每台转向架两个牵引电动机。NB-520V型牵引电动机是一种采用顺序励磁和独立的强制通风系统的六极补偿脉动的直流电动机,冷却空气从牵引电动机冷却风扇进入牵引电动机,并通过电动机外罩的槽孔离开。电动机的质量为3500千克,输入电压为1000伏,最大转速为2020转/每分钟。在小时模式下,其输出功率为800千瓦,电流为845安,转速为1030转/每分钟,效率为94.5%;而在持续模式下,其输出功率为750千瓦,电流为795安,转速为1050转/每分钟,效率为94.6%。
辅助电气设备
VL65型机车使用具有短路转子的NVA-55型三相异步电动机驱动辅助设备(变压器冷却风扇,压缩机和油泵等),且辅助电路使用电容器作为电源。
EP1型机车使用具有短路转子的NVA-22型和NVA-55型三相异步电动机驱动辅助设备。与VL65型机车和早期电力机车不同的是,EP1型机车的辅助电路通过辅助绕组或PChF-136辅助变换装置作为电源,可以在机车所需的冷却空气量减少的同时,降低电机风扇运行速度。
微机系统
EP1型机车的微机系统用于控制、管理、诊断机车各个设备,并为司机提供“自动调节”(半自动模式)、“手动调节”(紧急控制模式)、“自动驾驶”(自动列车运行模式)和“参考驾驶”(使用“自动调节”和部分“自动驾驶”功能的控制模式)四种模式。
后记
作为一款过渡性质的产品,VL65型机车虽然在技术上还是沿用苏联时期的老本,但却成功填补了新组建的俄罗斯联邦铁路客运电力机车的空白;而诺厂在VL65型机车的基础上推出的EP1型机车,成功实现替换日渐老化的VL60PK型电力机车和ChS4(T)型电力机车这一目标。

随着交流传动时代的到来,诺厂在制造EP1型机车的同时,也先后向德国Adtranz与法国阿尔斯通合作,先后推出同样采用Bo-Bo-Bo轴式但采用交—直—交流电以及直—交流电双制式传动的EP10型机车和EP20型机车。然而受国内资金有限,国外经济封锁的窘迫局面,俄罗斯铁路不得不放缓客运电力机车交流传动化的步伐,继续生产直流传动机车以维持正常运转,这也是一种无奈吧。


注释
⑴俄语:Н6О。后改称VL60型电力机车。
⑵诺厂于1973年到1985年间分批向芬兰铁路交付110台干线客运用途的Sr1型电力机车。

⑶俄语:Владимир Ленин, тип 65。其中第二个数字“5”表示机车设计类似于VL85型电力机车。
⑷VL65型电力机车也因此成为VL系列电力机车中最后新推出的机车车型。
⑸此外,按照俄罗斯铁路电力机车车型代号命名规则,“E”(Э - Электровоз)用于货运电力机车车型代号;如果电力机车是两节或两节以上重联设计,则在“E”之后加“S”(С - Секционный)。
⑹其中第二个“P”表示滨海边疆区(Приморский край)的首字母。
参考
《ВЛ65 — Википедия》:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%9B65
《ЭП1 — Википедия》:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%9F1
《ПАССАЖИРСКИЙ ЭЛЕКТРОВОЗ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ЭП1М — Новочеркасский электровозостроительный завод》:https://www.nevz.com/ep1m.php
《ПАССАЖИРСКИЙ ЭЛЕКТРОВОЗ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ЭП1П — Новочеркасский электровозостроительный завод》:https://www.nevz.com/ep1p.php
《List of the vehicles — VL65 — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=28
《List of the vehicles — EP1, EP1M — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=29
《List of the vehicles — EP1P — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=30
