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闪闪的红星——苏联铁道部VL80K型和VL80T型电力机车

80t电动平车 电动平车 2022-03-11 15:55

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。法国国家铁路BB 8500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。俄罗斯铁路2ES10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VL80K型和VL80T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。法国国家铁路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。苏联铁道部VL80A型和VL80B型电力机车为交—直—交流电传动形式。多电流制电力机车:本文提及的“多电流制”,是指采用交—直—交流电以及直—交流电双制式电传动,但受流电压为两种或两种以上的电力机车。本文提及的法国国家铁路BB 25500型电力机车即为多电流制电力机车。苏联俄罗斯联邦诺沃切尔卡斯克电力机车厂在文中简称“NEVZ”⑴。本文属于正经科普文章,资料及图片来源于相关技术资料,不作为商业使用,如有侵权请及时联系删除之。请大家理性讨论,不要在评论区干些不该干的事!如见有引战性评论,将采取必要措施处置之!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!

资料参考来源

《苏联ВЛ80系列电力机车》,佚名 著,《电力机车技术》1980年11期,第45页~第49页《Электровозы серии ВЛ80 и их разновидности с коллекторными тяговыми электродвигателями》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》,95页~109页《Грузовые электровозы ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р》,V·A·拉科夫 著,《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》,9页~17页

概述

VL80K型电力机车是NEVZ于1963年成功研制并批量生产的一款干线货运电力机车,同时也是VL80型电力机车家族中第一款批量生产的分支车型。

为了提高机车的平均运行速度和牵引吨位,NEVZ与全苏电力机车研究与设计院和莫斯科动力工程学院合作,在VL80K型电力机车的基础上,于1967年研制了具有电阻制动的VL80T型电力机车。

背景

1958年10月,苏联铁道部决定对西伯利亚铁路的马林斯克—克拉斯诺亚尔斯克—济马区段改造为交流电气化铁路。为了满足交流电气化铁路的货运需要,苏联铁道部还需要一种新型大功率干线货运电力机车。为此,NEVZ开始在VL60型电力机车的基础上,开发研制双节八轴的大功率交流电力机车。

1961年9月,NEVZ试制了首组原型车——N8O-001号机车,到同年年底又试制了2组机车——N8O-002号、N8O-003号。N8O型电力机车由两节完全相同的四轴机车连接而成,每节机车上安装一台主变压器和引燃管整流器。值得注意的是,N8O型电力机车采用了与VL62型电力机车相同的变压器高压侧调压开关来实现调速控制,而非VL60型电力机车的低压侧调压。1962年6月诺沃切尔卡斯克事件后,3组N8O型电力机车自1963年1月起改称为VL80V型⑵。但由于当时高压侧调压的一些可靠性问题,这些机车较少投入实际运用。

1962年下半年,NEVZ试制了2组N81型电力机车——N81-001号和N81-002号,后改称为VL80型电力机车——VL80-004号和VL80-005号。与最初的N8O型电力机车相比,N81型电力机车的司机室外观与VL60型电力机车完全相同,并改用了与VL60型电力机车相同的变压器低压侧调压方式,而引燃管整流器则仍然与N8O型电力机车一致。

然而,引燃管整流器的缺点也很明显:液体冷却系统过于笨重,工作温度过低(约35 °C)。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。NEVZ于1961年试制了1台装用硅整流器的VL62型电力机车,与此同时批量生产同样装用硅整流器VL60K型电力机车。

VL80K型(ВЛ80К)

1963年,NEVZ试制了1组装用硅整流器的VL80型电力机车——VL80K-015号机车。VL80K-015号机车安装2台额定容量为4630 KV·A的OCR-5000/25V型主变压器,以及4台采用桥式整流电路的VUK-4000型硅整流器。硅整流器每1段桥臂有12个并联支路,每个支路由8个串联连接的VKD-200-4型二极管组成,每台整流器使用384个二极管。

VL80K-015号机车采用低压调压开关进行有级调压,具有33个调压级位以及3个磁场削弱级。为了使调压时不断开电路和限制绕组短路电流,机车采用了过渡电抗器进行级位转换。但过渡电抗器亦带来经济运行级少和调压开关开断电流大等缺点,机车只有9个经济运行级。

196*4年3月至4月,VL80K-015号机车在全苏铁道运输科学研究院谢尔宾卡环形铁道试验基地完成了牵引性能试验,随后配属东西伯利亚铁路局投入运用考核。同年6月,VL80K型电力机车开始投入大批量生产。

196*4年出厂的VL80K-037号机车试验采用具有摇枕悬挂的转向架,悬挂系统总静挠度增加到131毫米(转向架57.6 mm,摇枕73.4 mm),使机车构造速度进一步提高到120 km/h;从1970年制造出厂的VL80K-625号机车起,VL80K型电力机车每端副灯由2个可以同时发出白光和红光的大副灯,改为2个集合警戒红灯和行车白灯(各1个)的组合式副灯。

至1971年停产为止,NEVZ共生产了695组VL80K型电力机车⑶;而196*4年6月之前小批量生产、并装用引燃管整流器的20组VL80型电力机车,后来在大修过程中陆陆续续改装用硅整流器,成为VL80K型电力机车。

至1976年1月1日,苏联铁道部有715组VL80K型电力机车,分布于北高加索局(92组)、东南局(273组)、伏尔加局(129组),以及东西伯利亚局(221组)。

目前,俄罗斯铁路已无VL80K型电力机车运用;乌克兰铁路尚有VL80K型电力机车运用,分布于西南局、南方局管内交流电气化区段。

VL80T型(ВЛ80Т)

由于VL80K型电力机车并没有动态制动功能,列车仅依靠踏面制动来减速,造成了较大的闸瓦损耗。尽管NEVZ很早就在装用引燃管整流的VL60R型电力机车上试验再生制动,但由于功率因数和可靠性等原因而未被广泛采用。

为了提高机车的平均运行速度和牵引吨位,NEVZ与全苏电力机车研究与设计院和莫斯科动力工程学院合作,在VL80K型电力机车的基础上,于1967年研制了具有电阻制动的2组VL80T型电力机车⑷——VL80T-158号和VL80T-159号。这2组VL80T型机车依然装用NB-418K型牵引电动机、VUK-4000T型硅整流器和其他部件,但由于需要安装制动电阻及其通风系统,机车车体结构略有变化;而为了增加摇枕悬挂转向架的使用经验,这2组VL80T型机车安装了与VL80K-037号机车相同的转向架。

VL80T型电力机车在电阻制动模式下,牵引电动机电枢绕组与牵引供电电路断开,牵引电动机变为他励发电机运转,励磁电流由晶闸管控制器调节,使机车能在较大速度范围内均匀地调节制动力,而牵引电动机所发出的电能供给制动电阻。自动控制系统能够使列车在下坡道上按设定速度运行,并自动分配电阻制动和空气制动的制动力。

1970年,NEVZ试制了了18组VL80T型电力机车——VL80T-702号~VL80T-719号,并于1971年从VL80T-752号机车起开始批量生产。从VL80T-753号机车开始(VL80T-758号机车除外),每组机车两端的组合式副灯安装外罩;而从1975年1月制造出厂的VL80T-1004号电力机车开始,每组机车增加摇枕悬挂。

到1980年停产时,NEVZ共计制造了1072组VL80T型电力机车⑸。苏联解体后,VL80T型电力机车归俄罗斯铁路、哈萨克斯坦国家铁路以及乌克兰铁路所有。

技术数据表

改造:乌克兰铁路VL40U型(ВЛ40У)

苏联解体后,乌克兰铁路继承了其发达的铁路网络,然而由于资金不足,铁路运输设备状况急剧老化,而机车车辆的生产制造也基本处于停滞的状态。在20世纪90年代末,乌克兰铁路开始面临客运电力机车短缺的困难,当原有的VL60PK型电力机车逐步超过服务期限而报废后,乌克兰铁路急需其他机车作为替代。为此,扎波罗热电力机车修理厂和利沃夫机车修理厂于2004年将部分VL80T型电力机车改造为50台⑹单节四轴客运VL40U型电力机车。

VL40U型电力机车仍保持沿用原有的主要电气设备,包括了硅整流器、低压侧调压开关和串励脉流牵引电动机,但拆除了电阻制动装置。两家修理厂改造后的VL40U型机车在车体外观上差异明显,扎波罗热厂仿制了ChS8型电力机车的车体外形,而利沃夫厂则仿制了VL65型电力机车的外形。

VL40U型电力机车在平道表现良好,甚至被用于牵引货运列车;但在坡道牵引15~20节不等编组的旅客列车,反而吃力。结果,乌克兰铁路依然有VL80T型电力机车用于牵引旅客列车。

改造:哈萨克斯坦铁路VL80TK型(ВЛ80ТК)

阿特巴萨尔电力机车修理厂至少将2组VL80T型电力机车进行现代化改造,交付哈萨克斯坦国家铁路。改造后的机车被改称为VL80TK型。

后记

NEVZ于20世纪60年代相继推出的VL80K型和VL80T型电力机车,成为当时苏联铁道部的交流电力机车主力车型。然而,这两款电力机车从设计之初不仅没有再生制动,还没有机车重联运行控制系统,无法实现重联运行。为此,NEVZ于1968年研制并于1974年批量生产采用晶闸管相控和再生制动的VL80R型电力机车;后1979年研制了具有机车重联运行控制系统的VL80S型电力机车。

注释

⑴俄语:Новочеркасский электровозостроительный завод。

⑵“V”代表高压侧调压(высоковольтного регулирования)。

⑶原装VL80K型电力机车车号为:015号、026号~157号、160号~215号、217号~237号、239号~299号、301号~617号、625号~660号、662号~701号,和720号~750号。

⑷“T”代表电阻制动(реостатное торможение)。

⑸VL80T型电力机车车号为:158号~159号、618号~620号、623号~624号、702号~719号、752号~1128号、1131号~1499号,和1801号~2101号。其中,VL80T-158号~VL80T-159号、VL80T-618号~VL80T-620号,以及VL80T-623号~VL80T-624号机车于1973年到1974年间被改造为VL80K型电力机车。

⑹一说80台。

 

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