Электровозы бесконтактные переменного тока повышенной частоты

Бесконтактные электровозы переменного тока повышенной частоты предназначаются для откатки по магистральным выработкам шахт, опасных по газу или пыли, где разрешена эксплуатация локомотивов повышенной надежности.

Бесконтактный электровоз переменного тока повышенной частоты В 14 на колею 900 мм, имеет следующие основные параметры.

Техническая характеристика электровоза В 14

ПОКАЗАТЕЛИ

Масса, т …………………………………………………………………………. Параметры часового режима: скорость, км/ч …………………………………………………………………. сила тяги, Н …………………………………………………………………… Тяговый электродвигатель: тип ………………. ……………………………………………………… мощность часового режима, кВт ……………………………… номинальное напряжение, В …………………………………. ток часовой, А …………………………………………………. частота вращения при часовом режиме нагрузки, об/мин …. суммарная мощность электродвигателей, кВт …………………. Основные размеры, мм: длина………………………………………………………………………………. ширина……………………………………………………………………………. высота по приемному устройству……………………………………. Жесткая база, мм……………………………………………………………… Клиренс, мм……………………………………………………………………… Минимальный радиус вписывания, м……………………………….

14 10,5 17800 ДРТ23.5 23,5 185 148 1030 47 5600 1350 1670 1655 100 15

Электровоз В 14 выполнен с двумя постами управления, расположенными по концам машины. Кабины машиниста имеют полузакрытое исполнение. Энергоприемник образует верхнее перекрытие кабины, ветровое стекло защищает машиниста от встречного потока воздуха.

Электровоз состоит из двух составных частей: приемно-силовой и ходовой. Аппаратура приемно-силовой части (приемно-силового контура) закреплена в опорно-рамной конструкции, которая устанавливается на ходовой части и образует надрамное строение локомотива.

Ходовая часть (привод, гидравлическая тормозная и песочная системыи др.)унифицирована с аккумуляторным электровозом АРП14.

Принцип действия электровоза основан на передаче энергии от тяговой сети к локомотиву без электрического контакта за счет электромагнитнойиндукции. Генератор высокой частоты (5000 Гц) питает высокочастотный кабель, уложенный между рельсами или подвешенный над путями. Энергоприемник электровоза состоит из ферромагнитного сердечника и нескольких витков медных жил. Тяговая сеть и энергоприемник локомотива образуют трансформатор, первичной обмоткой которого является тяговая сеть, а вторичной-энергоприемник.

Наведенная в энергоприемнике э. д. с. высокой частоты выпрямляется кремниевыми вентилями и подводится к двигателям постоянного тока. Управление тяговыми электродвигателями, осуществляется посредством тиристорной аппаратуры типа ТЭРА.

Рис. 5. Электровоз переменного тока повышенной частоты В 14:

1 - кабина машиниста; 2 - аппаратура управления; 3 - энергоприемник; 4 - рессорное подвешивание; 5 - рама энергоприемника; 6 - ящик конденсаторов; 7 - маховик ручного тормоза; 8 - фара.

Рис. 6 Схема питания высокочастотного электровоза

1 - линейный изолированный кабель; 2 - высокочастотный генератор; 3 - энергоприемник; 4 - выпрямитель; 5 - тяговые электродвигатели; 6 - конденсаторы (компенсируют индуктивность сети).

Приемно-силовой контур настроен в резонанс на частоту 5000 Гц. Настройка осуществляется специальными конденсаторами КСПР - 0,5-5У5.

Тяговая линия прокладывается вдоль откаточного пути и представляет собой систему двух параллельных проводников, подвешенных в горизонтальной плоскости на высоте 1,8 м от уровня головки рельсов. Расстояние между кабелями 400 мм. Зазор в свету между кабелями тяговой лини и энергоприемником 100 м.

В качестве проводников используется специальный изолированный кабель КШСЛ90. С целью уменьшения наводок в посторонних проводниках (кабелях, трубопроводах и т.п.) проводники тяговой линии транспонируются (перекрещиваются) с одинаковым шагом (90-140 м). Для снижения высокого реактивного сопротивления в линию включаются компенсирующие конденсаторы КСПР - 0,5-5У5. Линия обтекается стабилизированным током 150 А. Ток в линии автоматически поддерживается постоянным, независимо от числа работающих электровозов и их нагрузки.

Преобразовательная подстанция служит для преобразования тока промышленной частоты 50 Гц в ток частотой 5000 Гц и комплектуется тиристорным преобразователем частоты ТПЧ250-5У5 мощностью 250 кВт. Подстанция обеспечивает стабилизацию тока в линии, имеет минимальную и максимальную токовые защиты со стороны нагрузки.

Достоинства: При одинаковой массе с аккумуляторными электровозами электровозы переменного тока повышенной частоты имеют более высокую производительность, так как снимаемое с питающей линии напряжение всегда неизменно и не зависит от расстояния между электровозом и преобразовательной подстанцией. В связи с этим их применение особо предпочтительно в выработках большой протяженности, с большими грузопотоками и завышенным профилем пути.

Преимуществами этих электровозов по сравнению с контактными являются отсутствие блуждающих токов, искрения при съеме энергии и истирания токосъемника и энергоподводящей сети, а также исключение опасности электротравматизма при случайном касании проводников питающей сети.

Инерционные локомотивы

Инерционные локомотивы (гировозы) предназначены для откатки вагонеток по вентиляционным выработкам сверхкатегорных шахт, а также по выработкам шахт, опасных по внезапным выбросам угля или газа или по суфлярным выделениям метана. Для движения их используется кинетическая энергия вращающегося маховика.

Гировоз Г6 представляет собой двухосную машину с рамой наружного типа. Обе колесные пары являются ведущими. Конструкция гировозов Г6 четырех типоразмеров аналогична, отличаются они только шириной колеи. Все их основные узлы за исключением рамы унифицированы и взаимозаменяемы.

В передней части рамы размещена кабина машиниста. Внутри кабины установлены сиденье машиниста, аппаратура и рукоятки управления, звонок и т.п. К торцам рамы крепятся сцепные устройства, представляющие собой буфер с пазами и штыревой сцепкой для сцепления вагонеток с гировозом. Для смягчения ударов между буферами и лобовыми листами установлены двусторонние резиновые прокладки.

В средней части рамы размещены маховик в сборе с корпусом, двухступенчатый редуктор и тормозная система.

Рис. 7 Гировоз. 1 - маховик; 2 - пневмодвигатель; 3-рукоять управления.

Для раскручивания (зарядки) маховика (массой 1,5-3т с частотой вращения 500 с^-1) используется пневматический двигатель, питающийся от воздушной магистрали сжатым воздухом давлением не менее 0,4 МПа. Редуктор соединен с пневмодвигателем при помощи промежуточного вала и системы эластичных муфт. Раскручивание маховика осуществляется через зубчатую передачу от пневмодвигателя, подключаемого периодически к пневмосети, проложенной вдоль откаточной выработки. Передача энергии от вращающегося маховика к колесным парам осуществляется через многоступенчатую понижающую зубчатую и цепные передачи.

Подключение маховика во время зарядки, при движении локомотива и отключение на стоянках осуществляется конусной муфтой от рукоятки управления. Включение на режим зарядки или движения производится двумя зубчатыми муфтами, а реверсирование движения локомотива - двумя многодисковыми фрикционными муфтами.

Эксплуатационные качества гировозов в значительной степени зависят от продолжительности зарядки (число зарядок в смену составляет четыре - шесть). Продолжительность зарядки маховика до 3000 мин^-1 в значительной степени зависит от давления в сети сжатого воздуха и составляет от 6 (подзарядка) до 25 мин (полная зарядка при низком давлении). Разрядка маховика ниже 25% от номинальной нерациональна, так как при этом скорость движения поезда очень небольшая и, кроме того, при глубокой разрядке маховика ухудшаются энергетические показатели последующей полной зарядки. Энергии закрученного маховика достаточно для движения состава массой 20т на расстояние до 1 км по горизонтальному пути.

Контроль за частотой вращения маховика осуществляется тахометром ТХ-1. Тахометр приводится в действие червячно-винтовой передачей, состоящей из шестизаходного червяка, закрепленного на верхнем конусе вала маховика, вал - шестерни и соединительного валика, заключенного в предохранительную втулку. Тахометр заключен в стальной кожух. Одному делению на шкале тахометра соответствует 200 об/мин маховика.

Технические характеристики гировозов Г6 Дружковского машиностроительного завода

	Г6-550; Г6-575	Г6-600	Г6-900
Масса, т Сила тяги, кН Максимальная сила тяги, кН Пробег, не менее м Средняя скорость, км/ч: на первой передаче на второй передаче Максимальная частота вращения маховика, мин-1 Время зарядки гировоза при раскручивании маховика до максимальной скорости, мин Основные размеры, мм: длина по буферам ширина высота жесткая база Тип источника энергии	5,7 5,0 1,9 1,85 3000 16 3620 1020 1430 900 маховик разгоняемый пневмодвигателем 1К30МФ	5,7 2,4 11,16 1000 1,9 1,85 3000 16 3620 1020 1430 900 маховик разгоняемый пневмодвигателем 1К30МФ	5,9 2,4 11,56 1000 6,8 6,7 3000 16 3620 1030 1430 900 маховик разгоняемый пневмодвигателем 1К30МФ

Гировозы оборудованы эластичной подвеской. Подвеска безбалансирная на чегырех витых цилиндрических пружинах.

Тормозная система состоит из четырехколодочного механического тормоза с ручным (от маховика, расположенного в кабине машиниста) приводом на оба полуската. Тормозная система снабжена также храповым устройством для предотвращения самопроизвольного растормаживания на стоянках.

Для освещения пути применяются головные светильники СГД5, аккумуляторные батареи которых периодически подзаряжаются в ламповой на поверхности шахты.

Преимущества гировоза: взрывобезопасность, отсутствие преобразовательных подстанций, аккумуляторного хозяйства и контактной сети.

Дизелевозы

Рудничные дизелевозы изготовляются в нормальном и взрывобезопасном исполнениях и поэтому могут применяться в условиях, опасных по газу или пыли. Важными преимуществами дизелевозов перед другими подземными локомотивами являются автономность работы, отсутствие вспомогательных зарядных и преобразовательных установок, меньшая чувствительность к толчкам и перегрузкам. Однако дизелевозы конструктивно сложны и требуют квалифицированного и систематического ухода.

Дизельгидравлический шахтный напочвенный локомотив представляет собой буксирное транспортное средство, предназначенное для горизонтальной рельсовой транспортировки людей и грузов в шахтах с наличием угольной пыли и метана.

Дизелевоз состоит из трех частей: двух кабин и промежуточной секции - машинного отделения. Конструкция кабин обеспечивает водителю все удобства, хороший обзор рельсового пути, защищает его от травм и позволяет выходить в обе стороны. Обе кабины, оснащенные управляющими, контрольными и защитными приборами, можно снять при перевозке дизелевоза под землю.

Силовой единицей является четырехтактный дизельный двигатель с водяным охлаждением и косвенным впрыском топлива. Двигатель заводится с помощью пневматического стартера низкого давления. Передачу мощности от ДВС к осям ходовых колес обеспечивает гидравлическая система передачи с автоматической регулировкой мощности через взаимно соединенные механические коробки передач, расположенные на осях. Гидравлическая системапередачи обеспечивает плавное трогание с места с возможностью использования максимального крутящего момента, плавное изменение выходных параметров дизелевоза при постоянных входных параметрах ДВС, выгодные динамические свойства, полную защиту ДВС от перегрузок и действенное торможение дизелевоза.

При эксплуатации дизелевозов необходимо применять устройства для очистки выхлопных газов и усиленную вентиляцию откаточных выработок. В связи с этим дизелевозы снабжаются сложными устройствами для очистки, разжижения и охлаждения выхлопных газов, а для обеспечения взрывобезопасности - искрогасителями со стороны выхлопной и всасывающей труб. Охлаждение выхлопных газов осуществляется водой, впрыскиваемой в выхлопную трубу, а очистка и обезвреживание - в промывочной камере с раствором сульфата натрия или гидрохинона, улавливающего углекислый газ и альдегиды. Наибольшую опасность представляют собой окись углерода и окислы азота. Для снижения их содержания в выхлопных газах для двигателей дизелевозов применяют бедную горючую смесь (дизелевозы работают на смеси с избытком воздуха, отношение количества воздуха по весу к количеству топлива составляет примерно 20: 1) и специальные поглотители. Установлено, что для проветривания выработок на каждый киловатт мощности двигателя дизелевоза требуется дополнительно примерно 5-6 м³/мин воздуха. Дизелевозы изготовляются со сцепным весом30 - 200 кН и мощностью двигателя 5 - 30 кВт. В экономическом отношении дизелевозы значительно выгоднее электровозов.

Недостатки машин с дизельным приводом: конструктивая сложность, необходимость тщательного и квалифицированного ухода, загрязнение рудничной атмосферы окисью углерода и окислами азота и необходимость усиленной вентиляции откаточных выработок.

Техническая характеристика дизелевозов ЗАО «Кузбасспромсервис-М»

Показатели	Ед.изм.	DH-35 D.0	DH - 70 D.2	DH-100 D.0
Сила тяги мах	кН	19	27,2	38
Номинальная мощность	кВ	26,5	53	73,5
Колея	мм	450-900	450-900	450-900
Скорость плавная	км/ч	0-18	0-18	0-18
Длина	мм	4530	5500	5900
Ширина	мм	900	980	1150
Высота от головки рельса	мм	1500	1680	1650
Масса	т	7	10	14,5