Электровоз

Электровоз — это железнодорожный локомотив, приводимый в движение электродвигателями, которые получают энергию от внешнего источника, как правило, контактной сети (воздушной или третьего рельса) или, реже, от аккумуляторов. Электровозы являются одним из основных типов тягового подвижного состава на электрифицированных железных дорогах и предназначены для перевозки пассажирских и грузовых поездов.

Электровозы характеризуются высокой мощностью, эффективностью, низким уровнем выбросов вредных веществ и сравнительно небольшими затратами на обслуживание по сравнению с тепловозами.

Виды

По типу подачи электроэнергии электровозы делятся на:

• Электровозы постоянного тока

• Электровозы переменного тока (однофазного промышленной частоты)

• Электровозы многофазного переменного тока

• Универсальные (двухсистемные и многосистемные) электровозы

Также электровозы различаются по назначению:

• Грузовые

• Пассажирские

• Маневровые

• Универсальные

История создания

Первые упоминания об электровозах относятся к 1830-м годам. Один из первых пригодных к использованию прототипов был создан немецким изобретателем Вернером фон Сименсом в 1879 году. Его демонстрационный электропоезд работал от контактного провода.

В России первый опытный электровоз был создан в 1904 году инженером Романовским. Однако широкое внедрение электровозов в эксплуатацию началось только в 1930-х годах с электрификацией крупных магистралей. После Второй мировой войны развитие электрической тяги ускорилось, и к концу XX века электровозы заняли лидирующие позиции на железных дорогах многих стран.

Типы

Электровозы классифицируются по различным критериям:

• По роду тока: постоянного, переменного, комбинированного

• По числу секций: одно-, двух-, многосекционные

• По тяговой схеме: с прямым приводом, с редукторным приводом, с карданной передачей

• По расположению колесных пар: колесная формула (например, 2(Bo-Bo), Co-Co)

• По способу регулирования тяги: с реостатным, тиристорным, инверторным управлением

Общее устройство

Основные узлы электровоза:

• Пантограф — устройство для подключения к контактной сети

• Главный трансформатор (у электровозов переменного тока)

• Выпрямители и преобразователи — для приведения тока к рабочим параметрам

• Тяговые электродвигатели — установлены на тележках и приводят в движение колесные пары

• Силовая аппаратура и система управления — обеспечивает регулирование тяги, рекуперацию и торможение

• Тормозная система — пневматическая, электрическая, рекуперативная

• Кабина машиниста — место управления электровозом

Классификация

По роду тока:

• Электровозы постоянного тока (3 кВ, 1,5 кВ)

• Электровозы переменного тока (25 кВ, 50 Гц)

• Универсальные (например, 3 кВ DC и 25 кВ AC)

По назначению:

• Пассажирские (более высокие скорости)

• Грузовые (повышенная тяга)

• Маневровые (компактные, с высокой маневренностью)

• Универсальные (могут использоваться для разных задач)

Основные характеристики

• Максимальная скорость: от 80 до 250 км/ч (иногда до 350 км/ч)

• Мощность: от 2 000 до 12 000 кВт

• Напряжение питания: 1,5–3 кВ DC, 15–25 кВ AC

• Тип тягового двигателя: асинхронный, коллекторный, синхронный

• Тяговое усилие при трогании: до 600 кН

• Масса: от 80 до 200 тонн

• Колёсная формула: Bo-Bo, Co-Co, 2(Bo-Bo), 3(Bo-Bo), и др.

Основные производители

Мировые:

• Siemens Mobility (Германия)

• Alstom (Франция)

• Bombardier (Канада/Германия, с 2021 года — часть Alstom)

• Stadler (Швейцария)

• Hitachi Rail (Япония/Италия)

• General Electric (США)

• CRRC (Китай)

Российские:

• ТМХ (Трансмашхолдинг): Новочеркасский электровозостроительный завод (НЭВЗ)

• Уральские локомотивы (совместное предприятие с Siemens)

• Калужский завод «Ремпутьмаш» (маневровые электровозы)

Китайские:

• CRRC Zhuzhou Electric Locomotive Co., Ltd.

• CRRC Dalian

• CRRC Datong

Интересные факты

• Самый мощный серийный электровоз в мире — китайский HXD2 (до 13 000 кВт)

• Самый быстрый — французский TGV POS (установленный рекорд: 574,8 км/ч в 2007 году)

• В СССР был создан уникальный восьмисекционный электровоз ВЛ85 для работы на Байкало-Амурской магистрали

• Электровоз ЭП20 — первый российский двухсистемный пассажирский электровоз с асинхронными двигателями

• Самый лёгкий маневровый электровоз — аккумуляторный модельный образец, созданный для промышленных предприятий, массой менее 25 тонн

• Некоторые современные электровозы оборудованы системами рекуперации энергии, позволяющими возвращать электричество в сеть при торможении

Область применения

Электровозы применяются на электрифицированных железных дорогах для:

• Перевозки пассажиров на междугородних, пригородных и скоростных маршрутах

• Перевозки грузов, в том числе тяжеловесных и длинносоставных поездов

• Маневровых работ в пределах станций, сортировочных узлов и промышленных предприятий

• Специализированных задач (например, транспортировка военной техники, работа в тоннелях, шахтах и на метрополитене — при соответствующей адаптации)

Электровозы являются неотъемлемой частью современной железнодорожной инфраструктуры и используются как в национальных железнодорожных системах, так и в частном секторе.