Анализ тяговых показателей электровоза «Ермак» (3ЭС5к)

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

Рис. 3. Получившиеся графики при расчете в программе кортэс с учетом рекуперации

Итоговые суммарные результаты расчетов приведены в Таблице 2.

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:

1. И. А. Осинцев, А. А. Логинов «Устройство эксплуатация и ремонт Электровозов серии 2ЭС5К»: учебное пособие. -М.:ОАО «РЖД»,2014.-465с.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Статья в интернет ресурсе tmholding.livejournal.com, ««Ермаки» с поосным регулированием силы тяги» https://tmholding.livejournal.com/2671.html