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【科普】来自第聂伯河畔的PE2型直流牵引单元

2019-12-25 19:28 作者:宁柳跨越  | 我要投稿

文章作者:西瓜昌真湿基(B站和百度昵称:宁柳跨越)



阅读前之提示

  • 直—直流电传动:指电力机车从直流电气化铁路接触网受流,向直流牵引电动机供给直流电。本文提及的苏联工业铁路PE2型电力机车为直—直流电传动形式。

  • 直—交流电传动:指电力机车从直流电气化铁路接触网受流,经过逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。法国国营铁路CC 1100型电力机车为直—交流电传动形式。

  • 交—直流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流后,向直流牵引电动机供给直流电。苏联工业铁路OPE1A型、OPE1AM型、OPE1B型、OPE2型电力机车为交—直流电传动形式。

  • 交—交流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,无需经过变压—整流—逆变,直接变频后向交流牵引电动机供给交流电。法国国营铁路BB 13000型电力机车及BB 14000型电力机车为交—交流电传动形式。

  • 交—直—交流电传动:指电力机车从交流电气化铁路接触网受流,经过变压—整流—逆变后,向交流牵引电动机供给交流电。白俄罗斯铁路BKG1型电力机车为交—直—交流电传动形式。

  • 双电流制电力机车:本文提及的“双电流制”,是指采用交—直流电以及直—直流电双制式电传动的电力机车。苏联铁道部VL82型电力机车即为双电流制电力机车。

  • 俄罗斯联邦诺沃切尔卡斯克电力机车制造厂在本文均简称“NEVZ”⑴,乌克兰第聂伯罗彼得罗夫斯克电力机车制造厂简称“DEVZ”⑵。

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  • 由于笔者精力和能力限制,在整理资料时恐有错漏,也请诸位读者纠正指教,谢谢合作!



概述

PE2型牵引单元是DEVZ从1967年起为苏联国内工业铁路制造的直流牵引单元,本型牵引单元由一节工业电力机车和两节装有牵引电动机的电动自卸车组成。

应当注意的是,不要把PE2型直流牵引单元与DEVZ制造的OPE2型、OPE1A型及OPE1B型交流牵引单元混为一谈。

与两节电动自卸车重联运行的PE2M-258号牵引单元,配属于乌兹别克斯坦塔什干州阿尔玛利克铜矿



背景

1957年7月,车里雅宾斯克州科尔金斯基煤矿制造了一节VS-50型四轴自卸车。当这节自卸车与一台IV-KP1型电力机车重联运行成为牵引单元时,机车的黏着重量与列车总重量的比率几乎翻了一番。这使得机车能够在陡峭的坡道上运行,从而降低了运用成本。这组牵引单元成为苏联境内第一组牵引单元。

1964年,东德黑尼格斯多夫“汉斯·拜姆勒”电力机车厂生产了两组安装继电器和电动自卸车的EL2型电力机车牵引单元。继电器不仅用于控制机车本身的牵引电动机,而且还安装在与电力机车重联的电动自卸车上的四个电动机。这种牵引单元可以用相对便宜的方式使推力加倍并获得第三经济速度。



PE2型(ПЭ2)

1967年底,DEVZ根据其以往的工业电力机车设计,制造了第一组适用于3000伏直流电气化铁路的PE2型牵引单元。1968年到1969年间,DEVZ制造了20组PE2型牵引单元,全数交付位于哈萨克斯坦北部科斯塔奈州的索克洛夫-萨尔拜斯基煤矿。

与两节电动自卸车重联运行的PE2-007号牵引单元



PE2M型(ПЭ2М)

1968年,DEVZ研制出带有补偿绕组的DT-9N型直流牵引电动机。DT-9N型电动机在设计上考虑了露天矿场的工作条件。利用这种电动机,DEVZ于1968年至1985年间制造了至少452组设计为运用于电压为3000伏或者是1500伏直流、最大坡度为千分之60的露天矿电气化铁路的PE2M型牵引单元。

PE2型与PE2M型牵引单元的控制方式彼此略有不同。差异是由于电器的位置和安装发生了一些变化,电力机车和电动自卸车的转向架可以互换。

单独运行的PE2M-243号牵引单元,配属于俄罗斯联邦摩尔曼斯克州奥列涅哥尔斯克铁矿



PE2U型(ПЭ2У)

DEVZ在OPE1A型牵引单元的设计基础上,于1985年制造了一组实验性的PE2U型牵引单元,这里的“U”意指增强——与PE2M单元的主要区别在于15分钟模式和小时模式下各自的输出功率和牵引力略有增加。牵引单元配备了NB-511型直流牵引电动机。

自1986年至今,DEVZ制造了至少175组的PE2U型牵引单元。目前可确认最大号的PE2U型牵引单元是2019年1月制造出厂、并交付于乌克兰第聂伯罗波得罗夫斯克州马克西马金属有限责任公司的PE2U-175号牵引单元。

与两节电动自卸车重联运行的PE2M-089号牵引单元,配属于乌兹别克斯坦塔什干州阿尔玛利克铜矿



技术设计

  • 总体

PE2型牵引单元设计为运用于电压为3000伏或者是1500伏直流、最大坡度为千分之60的露天矿电气化铁路。牵引单元以电力机车为控制基础,电动自卸车不仅是动力车辆,亦可以用于装卸矿石。

PE2型牵引单元的电力机车部分内部布置:1-电动压缩机;2-电气设备;3、7-起动制动电阻;4-侧受电弓;5-司机控制台;6-车顶受电弓

PE2型牵引单元的司机室不对称地放置在电力机车部分的中间,其比车体的其他部分宽。每节车厢的二系弹簧悬挂装置设置在转向架与车体之间。

PE2型牵引单元的电动自卸车尺寸图


  • 司机控制器

在电力机车部分使用了KME-5D型司机控制器。该司机控制器的换向手柄有“前制”、“前进“、“0”、“后退”、“后制”5个手柄位置,用来改变机车的牵引、制动、前进、后退等工况;而控制手柄有37个级位。


  • 电气设备

在PE2型牵引单元的电力机车部分安装了两个电动压缩机(TL110A型电动压缩机和KT-6El型压缩机)和DK-604V型电动发电机。整个牵引单元有六个由NB101M型电动机驱动的牵引电动机冷却风扇,以及六个由ETV-20M2型电动机驱动的起动和制动电阻(13.7千瓦、200伏、80安、2.950转/分钟)。


  • 转向架

牵引单元的车轮直径为1250毫米。牵引电动机的齿轮传动是双向、刚性、螺旋形,齿轮比为17:88 = 1:5.176。

无动力过轨运输时的PE2U-169号牵引单元,注意电力机车部分以两台货车转向架支撑电力机车车体

在一节电力机车与两节电动自卸车重联运行、且砂箱储砂量为2/3的情况下,PE2型牵引单元整备重量为368±11吨,其中电力机车为120±3.6吨,每节电动自卸车空重为79±3.7吨,在最高载重为45吨时的整备重量为124±3.7吨。因此,PE2型牵引单元在无动力过轨运输时,电力机车转向架放置在随行的一节平车上,以两台货车转向架支撑电力机车车体。

无动力过轨运输时的PE2U-170号牵引单元电力机车部分特写



技术数据

PE2型、PE2M型及PE2U型牵引单元的技术数据



后记

距1967年第一组PE2型牵引单元出厂至今已有50多年,但考虑到工矿电力机车换代周期比较长、技术含量不高的情况,PE2型以及改进型PE2M型、PE2U型牵引单元在很大程度上满足苏联各加盟国工矿铁路对于直流牵引单元的需求。和NEVZ制OPE1型以及DEVZ制OPE1A型交流牵引单元一样,这些幸存至今的直流牵引单元见证了苏联时期的繁华,也见证了苏联解体后的跌宕沉浮。

谨以本文纪念苏联解体28周年!

从左至右为PE2M-387、PE2U-144、PE2U-145、PE2U-085和PE2U-161号牵引单元,配属于乌兹别克斯坦塔什干州阿尔玛利克铜矿



注释

⑴俄语:Новочеркасский ЭлектроВозостроительный Завод。

⑵俄语:Днепровский электровозостроительный завод;乌克兰语:Дніпровський електровозобудівний завод。



参考

  • 《List of the vehicles — ПЭ2, ПЭ2М — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=240

  • 《List of the vehicles — PE2U — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=383

  • 《ПЕ2У  - ГП "Днепровский электровозостроительный завод"》:http://devs.com.ua/ru/produktsiya/promyshlennye-tyagovye-agregaty/pe2u.html

  • 《Тяговые агрегаты ПЭ2》,Ye·R·阿伯拉莫夫,《Электроподвижной состав Отечественных железных дорог》,第510页~第512页;原作者为V·A·拉科夫,《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》第422页~425页

  • 《Тяговые агрегаты ПЭ2М》,Ye·R·阿伯拉莫夫,《Электроподвижной состав Отечественных железных дорог》,第512页~第515页;原作者为V·A·拉科夫,《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》第422页~425页,以及《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》第197页~200页

  • 《Тяговые агрегаты ПЭ2У》,Ye·R·阿伯拉莫夫,《Электроподвижной состав Отечественных железных дорог》,第515页~第516页;原作者为V·A·拉科夫,《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》第200页


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