Что такое электровоз и как он устроен
Электровоз представляет собой разновидность локомотива, в котором для создания тяги используются электрические двигатели. В отличие от тепловозов, энергия для работы поступает из внешней контактной сети, хотя в отдельных случаях могут применяться бортовые аккумуляторы. Конструктивно любой электровоз можно разделить на две основные части: электрическое оборудование и механическую базу.
Механическая часть: основа локомотива
Механическая часть включает в себя цельнометаллический кузов, который опирается на две или более тележки. Тележка — это сложный узел, представляющий собой стальную раму, установленную на колесных парах с буксами. В ее конструкцию входит рессорное подвешивание, тяговая передача, тормозная система, а также размещаются сами тяговые электродвигатели. Существует два основных типа подвешивания двигателей: опорно-рамное (применяется на скоростных моделях, развивающих более 120 км/ч) и опорно-осевое (характерно для грузовых электровозов). Внутри кузова, помимо ходовой части, располагается автосцепка и различное вспомогательное оборудование.
Электрическое и вспомогательное оборудование
Сердцем электровоза является его электрическое оснащение. Оно включает в себя тяговые электродвигатели (как правило, постоянного тока), вспомогательные машины, низковольтные приборы, а также комплекс пускорегулирующей и защитной аппаратуры. Для сбора тока с контактной сети используется токоприемник. На электровозах переменного тока ключевым элементом становится тяговый трансформатор. Отдельно стоит отметить пневматическую систему, в которую входят компрессор, тормозные приборы и резервуары для сжатого воздуха, питающего как тормоза, так и систему управления.
Принципы управления и торможения
Управление мощностью и скоростью на электровозах постоянного тока традиционно осуществляется путем переключения двигателей с последовательного на параллельное соединение и использованием пускового реостата. На электровозах переменного тока применяются более сложные системы регулирования — как низковольтные, так и высоковольтные. Для эффективного замедления и контроля скорости на спусках многие современные электровозы оснащаются системами рекуперативного или реостатного электрического торможения.
История и классификация электровозов
Первый отечественный электровоз был создан в 1932 году в результате совместной работы Коломенского и Московского заводов. Сегодняшние модели классифицируются по нескольким ключевым признакам. По своему назначению они делятся на магистральные (пассажирские, грузовые, грузопассажирские), маневровые, промышленные и рудничные. По роду используемого тока различают электровозы постоянного тока, переменного тока и двухсистемные (комбинированные). Для вождения особо тяжелых составов часто применяется сцепка из нескольких локомотивов, управляемых по системе многих единиц из одной кабины.
Современные достижения и перспективы
Российский железнодорожный парк включает в себя одни из самых мощных электровозов в мире, отдельные модели которых развивают мощность до 8400 кВт и способны разгоняться до скоростей свыше 200 км/ч. Основные векторы дальнейшего развития конструкций направлены на постоянное увеличение мощности, внедрение новых материалов, а также совершенствование систем управления и регулирования для повышения эффективности и надежности.