文章作者：西瓜昌真湿基（B站和百度昵称：宁柳跨越）

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• 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。法国国营铁路2D2 5500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。本文提及的苏联铁道部VL61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。本文提及的苏联铁道部VL61D型电力机车即为双电流制电力机车。

• 苏联铁道部在本文均简称“MPS”⑴；俄罗斯联邦诺沃切尔卡斯克电力机车制造厂简称“NEVZ”⑵。

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概述

VL61型电力机车⑶，1963年之前称N-O型电力机车⑷，是MPS的第一代交—直流电传动电力机车，适用于供电制式为20／25千伏50赫兹单相交流电的电气化铁路，由NEVZ设计制造，1954年至1957年间共生产了12台。

背景

在电气化铁路使用高压交流电，使降低接触网中的电流强度成为可能，从而有可能增加电力机车的功率而不必担心传输损耗，并减少了接触线中的能量损失，节省接触网的材料。1933年4月，MPS决定在莫斯科铁路局管内试验20千伏50赫兹单相交流电气化铁路。

1938年10月，在科洛姆纳工厂的协助下，迪纳摩工厂成功试制了苏联首台交流电力机车——OR22型电力机车。由于1941年苏德战争的爆发，OR22型电力机车的研究和改进工作中断，并将其分解为直流电力机车的零件。由于多种技术原因，OR22型电力机车被证明不适合运行，但其测试证实了制造这种机车的前景。

20世纪50年代初期，单阳极的汞弧型整流管——水冷引燃管整流器的应用，使得改进整流装置在电力机车上的放置和冷却方式成为可能。与此同时，MPS对莫斯科-库尔斯-顿巴斯铁路局⑸管内的奥热列利耶站——小图拉站区间线路改造为20千伏50赫兹单相交流电气化铁路⑹。

NEVZ在1952年至1954年期间设计了新型六轴货运交流电力机车。机车的设计由工厂总工程师B·V·苏斯洛夫主导，B·N·蒂赫梅涅夫、V·A·斯捷科利希科夫以及B·A·图什卡诺夫等设计师参与。为了加快设计和生产，新型电力机车使用了VL22M型电力机车的转向架、牵引电动机和其他设备，而司机室则放弃了VL22M型电力机车的两端露天通过台设计，并且在很大程度上与VL8型电力机车及VL23型电力机车统一。

制造与重命名

新型电力机车被定型为N-O型。1954年至1957年间，NEVZ共生产了12台N-O型电力机车。最初，所有的N-O型电力机车的设计额定电压均为20千伏50赫兹单相交流电，并于1959年进行了现代化改造，以便于在25千伏50赫兹单相交流电的电压下运行。

然而由于尼基塔·谢尔盖耶维奇·赫鲁晓夫当局有意隐瞒1962年6月爆发的新切尔卡斯克事件，N-O型电力机车于1963年3月更名为VL61型电力机车。改造为双电流制VL61D型电力机车后，大写字母“D”标记在连字符上方。

运用

N-O型/VL61型电力机车最初在莫斯科-库尔斯-顿巴斯铁路局管内的奥热列利耶站——小图拉站区间线路运用。1957年，NEVZ完成了将NO型电力机车改造为双电流制电力机车的设计方案，而MPS准备将N-O型电力机车调往东西伯利亚铁路局集马站⑺——克拉斯诺亚尔斯克铁路局马林斯克站⑻区间线路测试机车在不同电压下的工作情况。

然而在1963年，北高加索铁路局管内的矿水城站——基斯洛沃茨克站区间线路由战争爆发前就已设置好的1500伏直流电受流电压改造为3000伏直流电，而非直接改造为25千伏50赫兹单相交流电气化铁路⑼。由于这段线路仅64千米，北高加索铁路局决定不将矿水城站设置为变压站，而是配备双电流制电力机车于这段线路。

1963年底，VL61-004号机车被转换为双电流制电力机车，并被定型为VL61D型。1964年，扎波罗热电力机车修理厂将剩余的VL61型电力机车改造为VL61D型电力机车。这些机车抵达矿水城机务段后，取代了以前在那里运用过的VL19型电力机车。并开始同时牵引货运列车和客运列车，而重载货运列车则相互重联或与VL19型电力机车重联牵引。

由于技术过时、货运列车重量增加以及在重联牵引时带来的不便，1972年至1980年间，所有VL61D型机车都被功率更大的VL82型机车取代并退役，平均工作了20年到22年之间。

技术设计

• 总体

VL61型电力机车是干线客货运通用的六轴交流电力机车。机车采用了与VL23型电力机车相似的非承载式车体，车体各项载荷全部由底架承担，车体侧墙和顶盖不参与承载。机车的两端各有一个司机室，设有大面积的玻璃前窗。

机车走行部为两台三轴转向架。两台转向架之间设有弹性齿轮联接装置，以提高机车的小半径曲线通过性能。机车轮径为1200毫米，轴重为22吨，整备重量为132吨，最高运行速度为85千米/小时，持续速度为40千米/小时。

• 传动概况

在未改造为双电流制电力机车前，VL61型电力机车是交—直流电传动的交流电力机车。改造为双电流制电力机车后，接触网上的25千伏50赫兹单相交流电或者是3000伏直流电通过DJ-5K型受电弓、VOV-25型主断路器引入机车，电能经OCR-2400/25型牵引变压器降压，通过IVS-300/5型引燃管整流器整流后，供给两台转向架上分两组并联连接的六台DPE-400P型直流牵引电动机，从而使牵引电动机产生转矩并驱动轮对。

• 变压器

在20千伏50赫兹交流模式运用时，VL61型电力机车中部安装一台OCR-2400/20型牵引变压器；1959年改造为25千伏50赫兹交流模式运用后，VL61型电力机车中部安装一台OCR-2400/25型牵引变压器。

这两款变压器是莫斯科变压器制造厂生产的单相变压器，其共同点为采用油循环冷却系统，额定容量为2400千伏安；但前者的输入电压为20千伏，后者的输入电压为25千伏。两款牵引变压器均设计有三个次边绕组，包括两个向整流器供电的牵引绕组，输出电压为2×2150伏；另外一个是向辅助电路供电的辅助绕组，输出电压为380伏。变压器的重量为6500公斤，其中冷却油占1675公斤。

• 整流器

VL61型电力机车初期使用IVS-200/5型引燃管整流器为整流装置。IVS-200/5型引燃管整流器由全苏列宁电工技术研究院研制，额定电流为200安培（小时制），最大反向电压为5200伏，采用水循环冷却。但是，IVS-200/5型引燃管整流器在运行中并不可靠，后由IVS-300/5型引燃管整流器代替。IVS-300/5型引燃管整流器在额定电流为300安培（小时制）。改造为VL61D型电力机车后，则安装了额定电流为500安培（小时制）的IVS-500/5型引燃管整流器。

在每台机车上安装了8个引燃管整流器，每4个引燃管整流器分为2组，以对转向架之一的发动机的电流进行整流。每2对引燃管整流器被安装在它们的整流柜中，并形成了一个具有中点的整流器，为牵引电动机供电，引燃管整流器被成对并联地点燃。一个点火器的质量为240千克，即它们的总重量等于1920千克（电力机车OP22-01的汞整流器的质量为2吨）。

为了点燃前两台电力机车中的引燃管整流器，最初使用了晶闸管。在1955年制造003号机车时，NEVZ用了由变压器、扼流圈、电容器和硒阀组成的电磁系统取代了晶闸管，而后续制造的电力机车都是采用这种方案生产的。

随着电力电子技术的发展，大功率半导体器件的生产和应用渐趋成熟。20世纪60年代初，苏联开始研制采用硅整流器取代引燃管的交流电力机车。1962年11月，NEVZ成功研制了采用硅整流器和高压侧调压开关的VL62型电力机车，以及采用硅整流器和低压侧调压开关的VL60k型电力机车。在新的电力机车上安装硅整流器的同时，之前生产的机车也在后来大修时陆续改用硅整流器。因此VL61D型电力机车亦在20世纪60年代末改用硅整流器。

• 牵引电动机

VL61型电力机车采用DPE-400P型直流串励电动机，是在VL19M、VL22型电力机车所使用的DPE-400B型牵引电动机基础上改良而成，额定电压为1650伏，小时功率为425千瓦，持续功率为335千瓦。

• 控制和照明电路

VL61型电力机车的控制和照明电路由40NK-100型碱性蓄电池或PN-28.5型电流发生器提供50伏的直流电压。

• 再生制动系统（在VL61-012号机车的运用）

在全苏铁道运输科学研究院的建议下，VL61-012号机车配备了再生制动。其中，引燃管整流器以逆变器模式运行。电力机车的电路图由NEVZ于1957年3月完成。VL61-012号机车使用了各种自动制动控制系统，并于1963年至1964年进行了测试。

为了控制电制动，在驾驶室中另外安装了TK-OP型制动开关。在继电器电压不平衡的情况下，使用可调电阻和电感器控制绕组来控制电制动。

最初，只有三台牵引电动机以再生制动模式工作，但是在1959年，对机车进行了现代化改造，之后所有六台牵引电动机都可以再生制动模式工作。牵引电动机的励磁绕组从最靠近零端子的变压器牵引绕组级通过双电-气接触器馈电，该接触器为饱和扼流圈、硅整流器、制动开关和换向器的触点供电。为了保护牵引电动机在再生制动期间免受短路电流的影响，安装了一个与牵引电动机串联的BVP-3A型快速动作断路器。

• 改造为双电流制前的调速控制

VL61型电力机车采用变压器低压侧调压开关进行调速控制，通过改变牵引变压器次边低压绕组抽头的接法来调节牵引电动机的端电压，从而实现机车的速度调节。和高压侧调压方法相比，低压侧调压无需在牵引变压器设置调压绕组，因此大大减轻了其重量。为了减少次边牵引绕组的抽头数量和增加调压级数，调压电路设有绕组转换开关，调压开关采用电空接触器控制。

司机控制器调速手柄设有33级调压级，其中9级为经济运行位。除此之外，还可以对牵引电动机实施一级磁场削弱（百分之50），作为恒功区的辅助调速手段。

• 改造为双电流制后的调速控制

改造为双电流制的VL61D型电力机车后，机车的原始司机控制器、控制牵引变压器次边低压绕组调压开关的电空接触器，以及用于驱动辅助设备的交流感应电动机被拆下，取而代之的是VL8型电力机车司机控制器、高速断路器、启动电阻、用于驱动辅助机器的直流电动机，以及VL22M型电力机车上使用的其他电气设备。牵引电动机的电源电路按VL22M型电力机车标准改造，并增加了在交流模式运行时的保护元件。

司机控制器调速手柄设有36级调压级，其中16级、27级和36级为经济运行位，分别对应于串联、串-并联、并联。

然而，由于牵引变压器不再参与调速控制，并且部分能量在电阻中被消耗，因此VL61D型电力机车在交流模式运行时的效率很低。

机车保存

只有两台VL61D型电力机车被保存：

• VL61D-005号机车：1980年退役后，送往位于莫斯科州卡希拉市的莫斯科铁路局奥热列利耶调车机务段，改号为N-O-001号⑽，以纪念碑的形式静态展示。

• VL61D-012号机车：1980年退役后，送往位于克拉斯诺达尔边疆区图阿普谢市的北高加索铁路局图阿普谢机务段，充当VL8型电力机车模拟驾驶器⑾。21世纪初图阿普谢机务段不再配属VL8型电力机车后，VL61D-012号机车于2003年被送至位于罗斯托夫州顿河畔罗斯托夫市的北高加索铁路博物馆静态展示。

点评

尽管VL61型电力机车只有12台，但其传奇的经历，却标志着苏联交流电力机车以及双电流制电力机车的运用史自此正式开始。而NEVZ在VL61型电力机车基础上经过大量试验和改进后，于1957年正式定型为VL60型电力机车，并投入批量生产。

注释

⑴俄语：Министерство Путей Сообщения СССР。

⑵俄语：Новочеркасский ЭлектроВозостроительный Завод。

⑶俄语：ВЛ61。

⑷俄语：Н-О，大意为新切尔卡斯克制单相电力机车。

⑸俄语：Московско-Курско-Донбасская железная дорога。1953年到1959年期间存在的苏联铁路局。

⑹后期升级到25千伏50赫兹单相交流电气化铁路。198*9年，乌祖诺沃——雷布诺耶区间线路改造为3000伏直流电气化铁路，奥热列利耶——乌祖诺沃区间线路改造为3000伏直流电气化铁路，乌祖诺沃——小图拉区间线路仍保持25千伏50赫兹单相交流电气化铁路。

⑺1956年伊尔库茨克水电站建成后，东西伯利亚铁路局管内的集马站——伊尔库茨克客运站——斯柳江卡站区间线路改造为3000伏直流电气化铁路。1995年，这段区间线路改造为25千伏50赫兹单相交流电气化铁路，集马站和斯柳江卡站自此不再成为变压站。

⑻马林斯克站往新西伯利亚站方向为3000伏直流电气化铁路，往克拉斯诺亚尔斯克客运站方向为25千伏50赫兹单相交流电气化铁路。

⑼2006年，北高加索铁路局将矿水城站——基斯洛沃茨克站区间线路改造为25千伏50赫兹单相交流电气化铁路。

⑽奥热列利耶调车机务段原计划展示VL61D-001号机车，但VL61D-001号机车由于各种原因未能被选中。此外，VL61D-001号~VL61D-004号机车两端正面均有加强筋，VL61D-005号机车以及后续制造的机车两端正面均无加强筋。

⑾当时VL61D-012号机车的副灯被卸下，并在原机车车号牌安装位置悬挂了标有“ТРЕНАЖЕР—ВЛ8”（“VL8型电力机车模拟驾驶器”）字样的标志牌。

参考

• 《List of the vehicles — VL61 (NO) — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=576

• 《ЭЛЕКТРОВОЗЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СЕРИИ Н-О》，Ye·R·阿伯拉莫夫，《Электроподвижной состав Отечественных железных дорог》，第142页~第147页；原作者为V·A·拉科夫，《Локомотивы Отечественных железных дорог 1945-1955 гг.》，第429页~第432页，以及《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》，第66页~第69页

• 《ЭЛЕКТРОВОЗЫ СЕРИИ ВЛ61д》，Ye·R·阿伯拉莫夫，《Электроподвижной состав Отечественных железных дорог》，第252页~第253页；原作者为V·A·拉科夫，《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》，第128页~第130页