что находится на крыше электровоза и электропоезда
Тормозные реостаты — устройства на крышах электропоездов?
Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 07.04.2021
Может быть вы замечали, как от устройств, расположенных на крышах моторных вагонов электропоездов, называемых тормозными реостатами, сразу после остановки поезда идет дым?
Тормозные реостаты
Эти устройства (тормозные реостаты) представляют они собой электрическое сопротивление или резистор. На электропоезде полно всяких элементов электрических схем, но этот элемент отвечает за торможение состава на скорости.
Именно по этому электрички и поезда метрополитена до малой скорости тормозят двигателями, а на скорости 5 км/час уже зажимают пневматический тормоз.
Как работает торможение двигателем и причем здесь резисторы на крыше? Если электропоезд едет по инерции, значит его двигатели вращаются и их можно использовать в качестве генераторов электрической энергии. В принципе любой электродвигатель можно использовать как генератор. Для этого необходимо переключить с двигателя электрическую цепь на нагрузку. По закону Ома, чем меньше электрическое сопротивление тем больше электрический ток, он то нам и нужен. Для увеличения этого самого тока необходима такая нагрузка, которая обладает меньшим сопротивлением. По ней пройдёт очень большой ток, который будет эту самую нагрузку разогревать, а на валу электродвигателя будет создан тормозящий момент, который будет стремиться заблокировать вал и не позволить ему вращаться. И этот момент тем больше, чем больше сила тока в нагрузке.
Говоря простым языком, для торможения электродвигатели подключаются к тормозным реостатам на крыше электропоезда, и энергия движения переходит в электрическую энергию, которая рассеивается в виде тепла на этих самых реостатах, отсюда и дым.
Что за оборудование расположено на крыше электрички?
Опубликовано 17.01.2020 · Обновлено 04.02.2021
Огромное количество людей в нашей стране являются пассажирами пригородного железнодорожного движения. Я и сам помню времена, когда со станции Крюково ездил до Ленинградского вокзала на заполненных «до отказа» электропоездах в молодости. В общем среди всех этих людей есть много любознательных, которым просто не дают покоя мысли об этих дымящих после каждой остановки электрички штуках на крыше, похожих на радиаторы отопления, или а что за «рога» торчат на вагонах через один? Я решил сгруппировать подобные вопросы в один — что за оборудование расположено на крыше электропоезда?
Оборудование на крыше электропоезда
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/01/electropoezd_krysha-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/01/electropoezd_krysha.jpg» width=»1000″ height=»667″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/01/electropoezd_krysha.jpg» alt=»Оборудование на крыше электропоезда | Оборудование на крыше электропоезда | Движение24″class=»wp-image-3568″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/01/electropoezd_krysha-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/01/electropoezd_krysha-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/01/electropoezd_krysha.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Оборудование на крыше электропоезда | Движение24″ />
Электропоезда имеют два типа вагонов (мы сейчас говорим о среднестатистическом варианте), от этого собственно и зависит оборудование, располагаемое на крыше. Первый тип вагонов просто пассажирский, в нем совсем мало отличий от обычного вагона, разве что подвагонное оборудование выдает его предназначение. Крыша таких вагонов нам не интересна. А вот второй тип — это моторный вагон или моторвагон. В нём как раз и заложены все аппараты, непосредственно преобразующие электрическую энергию в механическое вращение колесных пар. На крыше таких вагонов в обязательном порядке расположен токоприемник, это место так любимое детишками-зацеперами, они как бабочки-пятиминутки. Смысл токоприемника всецело заложен в названии, это как вилка, которая подключается к электросети. Токоприемник прикасается к высоковольтному проводу и создается электрическая цепь, причем вторым контактом в цепи являются рельсы.
Помимо токоприемника по всей крыше рассыпаны так называемые тормозные реостаты, которые очень напоминают маленькие радиаторы отопления. Данные элементы электрической схемы применяются для торможения электропоезда. Да, именно электрическое торможение двигателем применяется на электропоездах, ведь у них такой цикл разгон-торможение, что никаких тормозных колодок не напасешься. По сути своей тормозной реостат это обычный резистор, или иначе электрическое сопротивление. Контакты электродвигателей, которые соединены с колесными парами вагона, замыкаются на данные сопротивления, и двигатели начинают работать как генераторы, нагревая реостаты порой до красна. Отсюда и дым, который можно наблюдать в момент остановки состава. Теперь логически понятно почему реостаты расположены на крыше и занимают такую большую площадь — это необходимо для их быстрого охлаждения, иначе они просто перегреются и сгорят. Двигатели отдают энергию на разогрев реостатов, а энергия забирается у движущегося состава. Таким образом поезд начинает довольно быстро останавливаться.
Если остались вопросы, оставляйте их в комментариях, обязательно найдем ответ!
Непростое устройство токоприёмника (пантографа)
Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 01.11.2021
Сегодня мы разберем один небольшой такой вопросик, что это за штуки на крыше электровозов и электропоездов и почему их иногда так много?
Токоприемник на электропопезде
Так вот «эти штуки» называются токоприемники или иногда на профессиональном сленге пантографы. Предназначены они для передачи с помощью скользящего контакта электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электровоза. Вот и всего-то делов.
Но на самом деле это очень важные и не простые устройства. Разберем кратенько без всяких замудреностей как он устроен и работает.
пантограф
Токоприемник это довольно легкая конструкция размещающаяся на небольшой раме и включает в себя подвижные рамы-полые трубы, которые несут так называемые каретки а на каретках располагается само контактное устройство-полоз, в пазах которого находятся угольные вставки, все это устройство поднимается и опускается подъемно-опускающим механизмом.
Токоприемник электровоза
Подъемно-опускающий механизм включает в себя пневматический цилиндр, подъемные и опускающие пружины. Все токоприемники поднимаются сжатым воздухом и удерживаются в поднятом положении подъемными пружинами а при опускании токоприемника воздух из цилиндра выходит в атмосферу и посредством опускающих пружин через тяги и шарнирные связи усилие подъемных пружин нейтрализуется и токоприемник опускается.
Во время движения полоз токоприемника, поддерживаемый каретками скользит по контактному проводу угольными вставками и происходит токосъем.
Вся работа токоприемников управляется с пульта машиниста соответствующими кнопками. На односекционных электровозах располагается два токоприемника с обоих концов на крыше электровоза.
Электровоз
На двухсекционных электровозах на каждой секции располагается по одному токоприемнику ближе к кабине. Во время движения в поднятом состоянии находится задний токоприемник а передний опущен, это все не просто так и определено правилами эксплуатации электровозов, если впереди машинист увидит неисправность контактной сети, такое бывает не так уж и редко, он успеет опустить задний токоприемник и не повредить токоприемники.
Но бывают ситуации когда необходимо следовать на двух поднятых токоприемниках, например когда на контактной сети образуется наледь.
Больше токоприемников мы видим на электропоездах. Конструкция их точно такая-же как и на электровозах, но дело вот в чем. Состав электропоезда включает в себя 10 и более вагонов, так как электропоезд двигается сам, то он имеет в своем составе моторные и прицепные вагоны. Как правило эти вагоны чередуются через один. Моторный вагон имеет тяговые электродвигатели, которые через систему электроаппаратов и снабжают электроэнергией токоприемники, поэтому так много токоприемников на крыше электропоезда. Управление токоприемниками на электропоездах осуществляется точно также как и на электровозах с пульта машиниста. Вот в целом и все.
Устройство электровоза (Часть 1)
Опубликовано 10.06.2020 · Обновлено 04.02.2021
А вообще, зададимся вопросом, что такое электровоз? Тепловоз мы с вами в предыдущих моих статьях немножко изучили, теперь пришло время познакомиться с электровозом, этим славным представителем семьи локомотивов.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg» width=»1024″ height=»683″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg» alt=»Электровоз ВЛ10 | Электровоз ВЛ10 | Движение24″class=»wp-image-3451″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/159784.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Электровоз ВЛ10 | Движение24″ /> Электровоз ВЛ10
Что такое электровоз и как он работает
Электровоз – очень мощная машина и эту мощность можно повышать существенно, чего не скажешь про тепловоз. Практически все железные дороги нашей страны уже электрифицированы, поэтому электровоз является главным в семье локомотивов. Итак, электровоз — это локомотив, который работает, используя электрический ток, получая его от контактной сети, через контактный провод, поэтому требует для своей работы большой инфраструктуры: контактная сеть, тяговые подстанции и т.д., но он хорошо выигрывает в мощности, скорости и является более экономичным в своей эксплуатации. На наших железных дорогах применяется для питания электровозов две системы тока: постоянный и переменный. Напряжение в контактной сети постоянного тока составляет — 3000 Вольт, а в контактной сети переменного тока – 25000 Вольт.
Контактная сеть
Исходя из этого на железных дорогах эксплуатируются электровозы двух родов тока: постоянного и переменного, есть и представители, совмещающие в своей конструкции обе системы, так называемые, электровозы двойного питания, про них я ниже расскажу. Давайте рассмотрим, что общего в конструкциях электровозов.
Тяговые электродвигатели
Немного освежим в памяти основы электротехники. Если в магнитное поле мы поместим какой-нибудь проводник (рамку) и начнем ее вращать, то в этой самой рамке будет возникать электрический ток, таким образом мы получаем генератор. А если по этой рамке пропустить ток, то получится электродвигатель. Из законов физики известно, что вокруг проводника с током создается магнитное поле – теперь эти оба магнитных потока складываются и вращают рамку с током. В этом и заключается принцип работы всех электродвигателей.
Более подробно это выглядит так: все тяговые электродвигатели (ТЭД) электровозов сложные электрические машины, постоянными магнитами наша промышленность просто не сможет снабдить все электромашины, поэтому магнитный поток, необходимый для вращения якоря, создается в проводниках, путем пропуска по ним электрического тока, это называется – обмотка возбуждения и располагается она в остове электродвигателя по всей его окружности. Эта обмотка включает в себя главные полюса, добавочные полюса и компенсационную обмотку. Якорь тягового электродвигателя состоит из сердечника, коллектора и обмотки, которая укладывается в пазы сердечника. Величина тока в обмотке возбуждения и в обмотке якоря регулируется, соответственно обороты якоря и мощность электродвигателя.
Существует режим реостатного и рекуперативного торможения, то есть, ток от якоря тягового электродвигателя (ТЭД) отключается и якорь вращается в магнитном поле обмотки возбуждения, а это уже генератор. В генераторах возникает сила, называемая противо ЭДС, эта сила всегда направлена против вращения якоря, и она довольно большая. Поэтому в режиме реостатного или рекуперативного торможения электровоз тормозит всеми своими ТЭД, без применения автоматических тормозов, что очень эффективно на затяжных спусках и обеспечивает плавность ведения грузовых и пассажирских поездов. Вот на эти ТЭД и работают все системы электровоза.
Практически на всех электровозах обоих систем тока применяются тяговые электродвигатели постоянного тока. Это коллекторные двигатели со щеточным аппаратом, по которому подается ток на якорь двигателя. Велись активные разработки по применению на электровозах асинхронных тяговых электродвигателей переменного тока, что значительно удешевит стоимость локомотива и уменьшит его вес, но возникали трудности с системами управления этими двигателями. В настоящее время эта проблема решена и уже эксплуатируется парк электровозов с асинхронными ТЭД.
Тележки
Итак, общее в электровозах – тяговые электродвигатели постоянного тока, которые устанавливаются в тележках. Тележка представляет собой рамную конструкцию, на раме которой и крепятся ТЭД. Существует два вида подвески ТЭД: опорно-осевая и опорно-рамная.
Тележка электровоза 2ЭС6 Синара
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-300×185.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg» width=»1000″ height=»616″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg» alt=»Тележка электровоза 2ЭС6 Синара | Тележка электровоза 2ЭС6 Синара | Движение24″class=»wp-image-11868″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-300×185.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-768×473.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Тележка электровоза 2ЭС6 Синара | Движение24″ /> Тележка электровоза 2ЭС6 Синара
Опорно-осевая подвеска ТЭД
В первом случае ось колесной пары закрепляется в пазах двигателя и закрывается крышками, в которых находится смазочный материал: косы из специального материала, смазывающиеся маслом (польстер). Вся эта конструкция называется – моторно-осевой подшипник. На концах оси колесной пары (с одной или с обоих сторон) напрессованы тяговые шестерни, которые входят в зацепление с шестернями, расположенными на якоре электродвигателя. Этот тяговый редуктор закрывается кожухом. Другой конец тягового электродвигателя закрепляется за балку на раме тележки.
Опорно-рамная подвеска ТЭД
Во втором случае, ТЭД крепится к раме тележки, а ось колесной пары с напрессованной на ней тяговой шестерней закреплена с шестерней ТЭД в специальном редукторе, эта схема не требует установки моторно-осевых подшипников и постоянного контроля за уровнем смазки в них.
Как передается тяговое усилие от колесных пар к автосцепкам?
На концах осей колесных пар расположены буксовые узлы. На всех современных электровозах применяются бесчелюстные (поводковые) буксы. Ведь вращающий момент и тяговое усилие от ТЭД и соответственно колесной пары необходимо передать на раму электровоза, а через нее на весь состав. Поэтому тележки имеют, так называемые, приливы, именно к этим приливам через резинометаллические поводки и закреплены буксы. Сами тележки установлены на шкворнях на раме кузова и могут свободно перемещаться в соответствии с профилем пути. Таким образом все необходимые тяговые усилия передаются на раму кузова, на ней с обоих сторон установлены автоматические сцепки, которые соединяются с автосцепками вагонов и вперед, поехали!
Оборудование электровоза
Электровозы обоих систем имеют, как правило, унифицированный кузов, в котором размещено все оборудование. Пассажирские электровозы имеют свои особенности по конструкции кузова.
Токоприемник
На крышах электровозов располагаются токоприемники – это трубчатая конструкция, на самом верху которой закрепляется, через каретку, полоз токоприемника, в полозе устанавливаются угольные или угольно-керамические вставки, которые и скользят по контактному проводу, передавая ток на токоприемник и далее на силовые цепи.
Могут применятся и другие материалы, вместо угольных вставок. На токоприемниках электровозов постоянного тока устанавливается, как правило, два полоза, для улучшения токосъема. Токоприемник поднимается при подаче воздуха из цепей управления в пневматический цилиндр, преодолевая усилие возвратных пружин. При опускании токоприемника воздух из цилиндра выходит в атмосферу и возвратные пружины опускают токоприемник на крышу. Неисправный токоприемник может быть отключен от силовой цепи ручным разъединителем.
Вспомогательные машины
Надо отметить, что воздух для любого электровоза – это очень важный элемент в его работе. Без воздуха не поднимешь токоприемник, не подключишь силовые контакты и т.д. На всех электровозах существуют вспомогательные компрессоры, которые могут накачать давление в цепях управления до величины, необходимой для поднятия токоприемника.
Электровозы обоих систем тока имеют электрические мотор-вентиляторы для охлаждения ТЭД и других устройств, мотор-компрессоры для накачивания воздуха в главные резервуары локомотива, а оттуда во все системы электровоза и автоматические тормоза поезда.
Машинное отделение электровоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» width=»1024″ height=»716″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» alt=»Машинное отделение электровоза | Машинное отделение электровоза | Движение24″class=»wp-image-1030″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-768×537.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1.jpg 1098w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Машинное отделение электровоза | Движение24″ /> Машинное отделение электровоза
Все электровозы управляются через контроллеры (разных конструкций) из кабины машиниста и оснащены всем необходимым оборудованием для ведения поезда (прожекторы, краны машиниста-усл. №395 и усл. №254, КВ и УКВ радиостанции, буферные фонари, санузлы и т.д.). На крышах электровозов, помимо упомянутых выше токоприемников, располагаются жалюзи вентиляторов, антенны, изоляторы, шунты, токопроводящие шины и другое оборудование. На пассажирских электровозах установлены системы отопления пассажирских вагонов (3000 В).
Какие бывают электровозы
Грузовые электровозы работают обычно в двухсекционном или трехсекционном исполнении, могут соединяться и два двухсекционных электровоза. Все межсекционные соединения производятся кабелями (жоксами), электровозы управляются с одного пульта, это называется – по системе многих единиц.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508-300×199.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508-1024×678.jpg» width=»1024″ height=»678″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508-1024×678.jpg» alt=»электровоз 2ЭВ120 | электровоз 2ЭВ120 | Движение24″id=»2478″ data-full-url=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/nash-chudo-yudo-elektrovoz-2ev120-ot-kompanii-bombardie/attachment/160508/» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508-300×199.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508-768×509.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/09/160508.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»электровоз 2ЭВ120 | Движение24″ />
В настоящее время строятся электровозы в трехсекционном и четырехсекционном исполнении, с возможностью прохода во все секции при движении, промежуточные секции уже не имеют кабин управления и называются – бустерными. Вот в целом и сходства электровозов двух систем тока. А различия рассмотрим в следующих статьях: электровозы постоянного тока, переменного тока, двойного питания.
Расположение оборудования на крыше
На съемных крышках крышевых монтажных люков каждой секции электровоза установлены токоприемник 2 (рис. 291), разрядник 5, разъединитель высоковольтный 6, воздушный высоковольтный выключатель 7, главный ввод с трансформатором тока 9, дроссель 4 и фильтр 8 для защиты от радиопомех, жалюзи И для выброса в атмосферу охлаждающего воздуха от блоков тормозных резисторов, змеевик 12 для охлаждения сжатого воздуха, главные резервуары 13. Для выхода обслуживающего персонала из кузова на крышу предусмотрен люк с крышкой 10.
На крыше только первой секции устанавливается антенна радиостанции КВ-днапазона 17 и предусматривается на корпусе прожектора стойка 1 для установки антенны радиостанции УКВ-диапазона. Различие в расположении оборудования на крыше первой и второй секций состоит еще и в том, что на второй секции между крышкой 10 и разъединителем 6 установлен еще один такой же разъединитель.
Рис. 291. Расположение оборудования па крыше
Для исключения поломки изоляторов по причине различного теплового расширения деталей шин и крышек люков на шинах предусмотрены температурные компенсаторы 16 и гибкие шунты 15. По этой же причине подсоединение аппаратов к шинам, как правило, производится гибкими шунтами или проводами.
Токоприемник 2 установлен на изоляторах 3. Для обеспечения нормальной работы токоприемника не допускается наличие зазора хотя бы под одной из опорных поверхностей рамы токоприемника. Устранение зазоров производится дистанционными шайбами до затяжки болтов, крепящих раму токоприемника к изоляторам.
Антенна радиостанции КВ-диапазона представляет собой медную проволоку, натянутую между двумя стойками с помощью натяжных болтов. Провисание антенны в середине под действием подвешенного груза массой 2 кг должно быть в пределах (40 ± 5) мм.
Воздушный высоковольтный выключатель 7, разъединители 6, главный ввод с трансформатором тока 9 установлены на уплотнитель-ных прокладках с промазыванием сопрягаемых поверхностей невысыхающей пастой. Все съемные крышки монтажных люков, на которых установлены аппараты, заземлены на кузов гибкими шинами.