| BR 185 | |
|---|---|
| Čtyřnápravová dvousystémová elektrická lokomotiva německých drah řady BR 185 | |
| Výroba | |
| Země stavby | Německo |
| Továrny | ADtranz |
| Roky výstavby | 2000 -... |
| Celkem postaveno | 400 |
| Technické údaje | |
| Typ proudu a napětí v kontaktní síti |
AC – 15kV/16,67Hz a 25kV/50Hz DC – 1,5kV a 3kV |
| Axiální vzorec | Bo'Bo ' ( 20-2O ) _ |
| Šířka stopy | Evropský rozchod a rozchod 1668 mm [d] |
| Hodinový výkon TED | 5600 kW |
| Nepřetržitý výkon TED | 4200 kW |
| Rychlost návrhu | 140 km/h |
| Vykořisťování | |
| země | |
| Doba | — |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Elektrická lokomotiva BR 185 je čtyřnápravová vícesystémová elektrická lokomotiva německých drah, která je spolu s lokomotivami řad BR 101 , BR 145 , BR 146 , BR 152 a BR 189 nedílnou součástí nový program Deutsche Bahn (DB) pro výrobu a provoz třífázových elektrických lokomotiv s asynchronními motory .
Podle druhu činnosti jsou lokomotivy řady 185 umístěny jako univerzální, to znamená, že je lze použít k pohonu osobních i nákladních vlaků. Zvláštní roli však hraje použití elektrických lokomotiv v dálkové mezistátní nákladní dopravě.
11. července 2000, přesně 3 roky a jeden den po představení elektrické lokomotivy BR 145 v Henningsdorfu, kde sídlí kancelář ADtranz , nyní v Kasselu, v areálu bývalého závodu Henschel, společnosti ADtranz a DB Cargo společně představily Lokomotiva řady 185-003 veřejnosti jako perspektivní masivní výkonná elektrická lokomotiva pro nákladní dopravu. Po testování na třech prototypech (elektrické lokomotivy BR 185-001 až 003), počínaje rokem 2001, vstoupila řada 185 do sériové výroby. Bylo objednáno asi 400 elektrických lokomotiv. ( Pro informaci: původně byla v přibližně stejném množství objednána výroba elektrických lokomotiv BR 145 , které jsou určeny pro provoz na jedno napětí v kontaktní síti (15 kV / 16,67 Hz), ale následně padla volba na dva- systému BR 185, aby bylo možné provádět nákladní dopravu nejen v Německu, Rakousku, Švýcarsku a Švédsku, kde je napětí v kontaktní síti 15 kV / 16,67 Hz, ale také po silnicích Francie, Lucemburska, Dánska , Maďarsko a Česká republika, kde je napětí v kontaktní síti 25 kV / 50 Hz).
Elektrické lokomotivy řady 185 jsou do jisté míry prvními sériovými elektrickými lokomotivami, které společnost ADtranz plně vybavila novým Evropským vlakovým bezpečnostním systémem ( ETCS /ERT-MS). Předtím bylo toto zařízení poprvé instalováno závodem v Kasselu koncem roku 2000 na elektrické lokomotivy BR 101 . Nejprve byl BR 185 schválen pouze na německých silnicích, ale postupně byl povolen i v jiných zemích. V letech 2002-2003 se s přejezdem německé státní hranice lokomotivami řady 185 ještě nepočítalo. Poté daly Dánsko a Švédsko souhlas s BR 185 k práci na jejich železnicích. Systém ETCS umožňuje provoz lokomotiv pod různými typy signalizace používaných v konkrétních zemích. Zároveň se na displeji na konzole řidiče zobrazuje informace o aktuálním alarmu.
Nezbytnou podmínkou pro řízení lokomotivy je implementace dvojího postupu: první ve vztahu k režimům trakčního brzdění, druhý - zajištění shody s normami bezpečnosti provozu ETCS. Proto jsou i na elektrické lokomotivě BR 185 instalovány dva systémy: jeden je tradiční německý, který je povinný k provozu, a druhý je nový, který ještě musí být schválen.
Existují určité pochybnosti o novém systému bezpečnosti provozu, který by měl být před implementací dobře otestován. Sousední země proto nikam nespěchají, aby vpustily na své dálnice „zahraniční hosty“. Některé nevyhovují konstrukcí silové elektrické výzbroje, jiné si stěžují na mechanické problémy (jako např. u elektrických lokomotiv BR 152 ).
Charakteristickým rysem elektrické lokomotivy je přítomnost čtyř sběračů proudu typu polopantograf na střeše namísto dvou, jako u řad 145 a 146, čtyř makrofonů (analogů našich tyfonů - velkoobjemových signálů), rovněž místo dva. Pro umožnění průjezdu elektrické lokomotivy na francouzských tratích, které mají nižší úroveň zavěšení troleje, jsou instalovány proudové kolektory pro odstranění napětí 25 kV pod normální úroveň o 105 mm. Kromě toho došlo ke změně střechy a prvků sání vzduchu z důvodu instalace přídavných zařízení pro provoz na napětí 25 kV a přesunu některých jednotek na střechu z důvodu změny dispozice strojovny (např. , musel být někde umístěn transformátor 25 kV).
Hmotnost elektrické lokomotivy se navíc ve srovnání s jejími protějšky (řada 145 a 146) zvýšila o 4 tuny. Během procesu vydání jsou možné další změny designu.
Ve srovnání s jednosystémovými BR 145 mají 185 velký potenciál a mohou být distribuovány nejen v německé železniční síti jako v Deutsche Bahn, ale také v dalších zemích, jako je Dánsko a Švédsko, kde již nejsou žádné lokomotivní závody jejich vlastní. Ukazuje zájem o sérii 185 Švýcarsko .
Konkurentem řady 185 je řada 182 ( BR 182 ), která je rovněž dvousystémová a používá se především ve středoevropském regionu - Rakousku a Německu.
V procesu sériové výroby se za účelem zlevnění výroby začaly používat podvozky řady 146 pro rychloběžné elektrické lokomotivy řady 185, určené pro rychlost 200 km/h, stejně jako poněkud lehké elektromotory s výkonem nejvýše 5,5 MW. Mnoho součástek bylo zapůjčeno z návrhu experimentální elektrické lokomotivy BR 128 -001 (rok výroby 1994 a navržené firmou ADtranz jako prototyp univerzální elektrické lokomotivy s asynchronními třífázovými motory) o výkonu 6,5 MW. Kromě toho byly výsledky testů převzaty z experimentálního vzorku podobné elektrické lokomotivy, ale již od společnosti Siemens , lokomotiva BR 127-001 .
Náklady na lokomotivu jsou přibližně 2,5 milionu eur (pro velkoodběratele).
Všechny lokomotivy DB jsou ve vlastnictví DB-Railion (dříve DB-Cargo), jsou přiděleny do depa Mannheim a jsou zaměstnány v nákladní dopravě.
V roce 2015 byla na základě řady TRAXX navržena a postavena nákladní elektrická lokomotiva 2EV120 určená pro provoz na železnici o rozchodu 1520 mm v úsecích elektrizovaných ~ 25 kV střídavý proud a 3 kV stejnosměrný proud.
Elektrická lokomotiva je vybavena elektronickými ochrannými a signalizačními systémy Siemens nebo Bombardier , které splňují železniční normy Evropské unie, a také automatickým systémem kontroly brzd a trakce.
Provoz elektrické lokomotivy je možný:
Mechanická část elektrické lokomotivy je tvořena skříní s vybavením v ní umístěným, dvěma ovládacími kabinami na koncích skříně, nosným rámem skříně, na kterém jsou namontovány všechny jednotky a sestavy elektrické lokomotivy, dvěma podvozky s trakční motory a na nich instalovaný trakční pohon, střecha a střešní zařízení.
Rám elektrické lokomotivyRám skříňové elektrické lokomotivy se skládá ze dvou bočních a jednoho středního podélného nosníku , dvou příčných pomocných transformátorových nosníků, dvou nosných příčných nosníků, na kterých spočívá skříň na podvozcích přes sekundární pružinový stupeň, a dále dvě vyrovnávací lišty.
Podvozek elektrického lokomotivyRám podvozku je svařované konstrukce a skládá se ze dvou podélných, jednoho středního příčného a dvou příčných krajních nosníků, přes jeden z nich je pomocí podélné tyče přenášena tažná a brzdná síla na skříň elektrické lokomotivy.
Dvojkolí jsou odlita z jednoho kusu, na koncích jsou výstupky pro ložiskové skříně. Pružinové odpružení je odpružené, dodatečně jsou instalovány hydraulické tlumiče vibrací . Kola jsou vybavena oboustrannými brzdovými kotouči.
Trakční motory a pohonTrakční elektromotory jsou asynchronní třífázové. Trakční pohon - se zavěšením trakčních motorů na nosném rámu a jednostranným uspořádáním převodovky . Převodový poměr - 5,23 (22:115). Motory jsou zavěšeny na rámu podvozku přes výkyvnou kyvadlovou podpěru.
Skříň elektrické lokomotivySkříň elektrické lokomotivy vagónového typu, na jejíchž koncích jsou řídicí kabiny . Po skříni vede koridor, po jehož obou stranách jsou instalovány jednotky a silové zařízení elektrické lokomotivy.
Instalace jednotek a sestav do karoserie se provádí přes odnímatelnou střechu, která se skládá ze tří částí.
Elektrická lokomotiva je zásobována stlačeným vzduchem pro provoz lokomotivních jednotek a brzdových zařízení jedním kompresorem Knorr Bremse AG typu SL-20-5-61. Výkon kompresoru - 144 m 3 /hod. Pro zvedání pantografu při absenci tlaku v hlavním vzduchovém (přívodním) potrubí je na elektrické lokomotivě instalován pomocný kompresor, jehož hřídel otáčí elektromotor, který je zase napájen 110 V baterií .
Stlačený vzduch z kompresoru vstupuje do hlavních nádrží - dvě po 300 litrech a jedna - 180 litrů. Celkový objem nádrží je 780 litrů. K odstranění vlhkosti z hlavních nádrží se používají výfukové ventily , práce na odstranění vlhkosti provádí personál údržby v depu . Suchý vzduch je potřebný pro normální provoz pneumatických zařízení a pro zamezení koroze a znečištění kovových částí.
Kompresor je ovládán tlakovým spínačem. Je nastaven tak, aby zapínal kompresory, když tlak v hlavním potrubí klesne na 8,5 atm. (bar) a vypnutí, když tlak v potrubí dosáhne 10 bar.
Přetlak spouští jeden ze dvou pojistných ventilů nastavených na 10,5 a 12 barů.
Ostatní vzduchojemy a jejich objemy:
Elektrická lokomotiva je vybavena mikroprocesorovým systémem řízení brzd Knorr.
Označení brzdy : KE GPR EmZ (D) (ep), kde
Skládá se z následujících komponent:
Brzdová páka je propojena s potenciometrem , který vysílá signál do čtečky polohy brzdové páky, která zase posílá data do ovládání brzdy. Řídicí zařízení zpracuje přijatý signál a sepne elektropneumatické ventily na brzdovém potrubí, které vypustí nebo pumpují vzduch z (do) potrubí a uvedou do činnosti brzdění (uvolnění brzd) vlaku.
V případě poruchy mikroprocesorového zařízení se aktivuje elektromagnetický stykač a pneumatické ovládání se přepne na brzdy.
Pokles tlaku v brzdovém potrubí vede k činnosti rozdělovače vzduchu a vzduch z brzdového zásobníku se dostává do brzdového válce, jehož tyč přitlačuje brzdové destičky k brzdovým kotoučům na kolech. Dochází k brzdění.
Elektrodynamická brzda je nezávislá a může být použita paralelně s pneumatickou brzdou nebo samostatně. Brzdná síla vzniká zapnutím trakčních motorů v generátorovém režimu s návratem přijímaného proudu do kontaktní sítě . Řízení brzdění se provádí elektronickým seřizovačem brzd přes mikroprocesorové zařízení datové sběrnice .
Přímočinná brzda (lokomoční brzda) ovládá elektropneumatické brzdy elektrické lokomotivy přes rukojeť pomocné brzdy. Funguje pouze v kabině strojvedoucího, odkud je lokomotiva ovládána, ve druhé (ostatní - při práci na systému mnoha jednotek ) je klika v poloze nouzového brzdění a neovlivňuje brzdění.
Při brzdění při otáčení rukojetí brzdy se přeruší napájení elektromagnetického ventilu. Z pomocného vzduchojemu vstupuje vzduch přes redukční ventil , uzavírací ventil přímé brzdy, zpětný ventil do rozdělovače vzduchu a následně do brzdových válců. Dochází k přímému tlaku na brzdové kotouče, odtud název brzdy – přímá. V režimu překrytí je zachována poloha brzdění, při úniku vzduchu z brzdové sítě je doplňován přes rozdělovač vzduchu.
V režimu odbrzdění se zapne magnetický ventil, což způsobí, že rozdělovač vzduchu spustí odbrzdění vypuštěním vzduchu z brzdových válců.
Maximální tlak v brzdovém válci - 3,8 bar (poloha R) a 2,7 bar (poloha P a G)
Německá parkovací brzda zní jako dlouho působící pružinová brzda. Plně uvolněno, když je ve válcích parkovací brzdy tlak vzduchu 4,3 bar. Destičky jsou přitlačovány ke kolům působením pružin ve válcích, přičemž přítomnost tlaku vyrovnává kompresní sílu pružin a odtlačuje brzdové destičky od kol. Ztráta tlaku ve válcích tedy vede k činnosti parkovací brzdy. Brzda se ovládá dvoupolohovým spínačem na zadní stěně kabiny strojvedoucího. Když vzduch uniká z válců parkovací brzdy v pohybu, nouzová brzda vlaku se aktivuje přivedením signálu k ovládání parkovací brzdy do procesoru ovládání brzd elektrické lokomotivy.
Elektrická lokomotiva BR 185 je vícesystémová lokomotiva . Jeho silový obvod zajišťuje provoz trakčních motorů při napětích v kontaktní síti 25 kV při frekvenci 50 Hz a 15 kV - 16,67 Hz.
Sběrač prouduNa střeše elektrické lokomotivy jsou čtyři nebo dva (v závislosti na verzi) sběrače proudu , které umožňují odebírat elektrický proud z kontaktní sítě kteréhokoli z výše uvedených napětí. Různé variace šířky smyku a výšky pantografů umožňují použití této řady elektrických lokomotiv v zemích, které mají národní železniční napájecí systém specifický pro danou zemi.
Spojení sběrače proudu s hlavním vypínačem je provedeno pomocí vysokonapěťového kabelu přes střechu elektrické lokomotivy uvnitř skříně. Pantograf je nastaven tak, aby se automaticky spouštěl, to znamená, že v případě nepřijatelného opotřebení smyku nebo poruchy pantografu se automaticky spustí a vyřadí z provozu.
Svodič napětíPro ochranu před vysokonapěťovými rázy, zkraty a blesky jsou na elektrické lokomotivě instalovány 4 svodiče napětí - tři na střeše elektrické lokomotivy a jeden za hlavním vypínačem. V případě nepřijatelných přepětí nebo úderu blesku přeruší svodiče silový obvod elektrické lokomotivy a ochrání tak elektrické zařízení před poškozením.
Hlavní vypínačHlavní vypínač je unipolární , bezúdržbový vakuový vypínač s pružinovým mechanismem a vakuovou komorou. Napájecí kontakty jsou umístěny ve vakuové komoře . Zapínání a vypínání se provádí pomocí pružin. Pro sepnutí jističe musíte nejprve natlakovat spínací komoru. Na pružinách je magnet , který drží pohyblivý kontakt. Při vypínání je ze spínací komory vypouštěn vzduch pomocí rychloodvzdušňovacího ventilu, přičemž magnet stále drží pohyblivý kontakt a pohybuje jej do zemní polohy . Hlavní vypínač tedy funguje zároveň jako uzemňovač. V uvolněné poloze magnet nedrží pohyblivý kontakt a v silovém obvodu není žádné spojení.
Napěťový transformátor, síťový filtrPři zvednutém pantografu je na vstupu před hlavním vypínačem napěťový transformátor , jehož úkolem je určit napětí kontaktní sítě. Na tento transformátor je připojeno zařízení ochrany elektrického obvodu lokomotivy.
Síťový filtr slouží k odfiltrování rušivých frekvencí, které ruší rádiovou komunikaci a fungování signalizačního systému. Pokud proud překročí povolené hodnoty filtru, hlavní vypínač se automaticky vypne.
Ochrana silových obvodů, trakční transformátor a usměrňovačPro ochranu silových obvodů jsou monitorovány následující údaje:
Pokud některá z výše uvedených kategorií spadá do zóny mimo přípustný rozsah hodnot, dojde k aktivaci hlavního vypínače k vypnutí.
Hlavní transformátor převádí napětí přiváděné přes kontaktní síť na redukované napětí potřebné pro normální provoz lokomotivních jednotek. Všechna sekundární vinutí jsou navinuta na jednom jádru hlavního transformátoru a tvoří dvě větve pro usměrňovače trakčních motorů (jedna na podvozek) a jednu větev pro vlastní potřebu, nutnou pro provoz pomocných strojů elektrické lokomotivy.
Transformátor se skládá z:
| 15 000 V/16,67 Hz | 25 000 V/50 Hz | |
|---|---|---|
| Hlavní | 15 000 V | 25 000 V |
| sekundární trakce | 4×1340V | 4×1340V |
| síťový filtr | 991 B | 1651 B |
| topení | 1004 V | 1496 B |
| Pomocný stroje (první návin) | 348 V | 357 V |
| Pomocný stroje (druhé vinutí) | 201 V | 201 V |
Proudový usměrňovač je nutný k plnění funkcí přeměny příchozího jednofázového proudu jednoho ze dvou systémů přicházejících z kontaktní sítě na třífázový proud pro provoz asynchronních třífázových motorů (správnější by bylo nazvěte to Trakční převodník ) .
Každý usměrňovač se skládá z
Změnou napětí a frekvence pomocí měniče se na vinutí trakčních motorů získá nastavitelné napětí, respektive rychlost otáčení rotorů motorů a následně i rychlost elektrické lokomotivy.
Při elektrickém brzdění řetěz kontaktní síť-transformátor-usměrňovač-střídač-trakční motor pracuje v reverzním režimu, přičemž trakční motor je zapnutý do režimu generátoru třífázového proudu a nakonec se proud vrací do kontaktní sítě. Tento režim se nazývá proudová regenerace .
Na transformátoru, usměrňovačích a měničích jsou teplotní čidla , která mění režim provozu těchto zařízení na šetrnější s poklesem výkonu . Kromě toho jsou na usměrňovači instalovány detektory kouře.
110 V elektrické obvodyPro napájení pomocných strojů se spuštěnými pantografy je lokomotiva vybavena masivní baterií 110 V DC umístěnou pod skříní elektrické lokomotivy mezi podvozky.
Nabíječka baterií přijímá energii ze sekundárního pomocného stroje skupiny 2 hlavního transformátoru, usměrňuje 200 V AC na 110 V DC a nabíjí baterie. Je vybaveno jističem, který vypne nabíječku, když střídavý proud překročí 150 A. Po obnovení ochrany se na displeji technického stavu zařízení na konzole řidiče objeví varovná zpráva, že byla spuštěna ochrana nabíjení baterie z důvodu nadproud.
Napětí, nabíjecí proud a teplota nabíječky a baterie jsou neustále monitorovány speciálním zařízením, navíc je instalováno ochranné relé , které při hlubokém vybití baterii vypne, aby nedošlo k poškození baterie:
V případě poškození nabíječky je možné pokračovat v jízdě, ale odpojí se od baterie maximum možných zařízení, aby se zvýšila životnost baterie, než dojde k aktivaci ochrany proti vybití.
Obnovením ochrany nabíječky a baterie se na displeji na konzole strojvedoucího vydá výstraha a při vypnutí hlavního vypínače z důvodu hlubokého vybití baterie se automaticky aktivuje nucené brzdění vlaku.
Baterie se zapíná automatickým spínačem (nožový spínač). Všechny spotřebiče elektrické energie 110 V mají také ochranné jističe.
K síti 110 V jsou připojena následující zařízení a aktuální spotřebiče:
Trakční motory jsou odvětrávány vzduchem vháněným ventilátory instalovanými v chladicí věži. Studený vzduch se při průchodu věží využívá nejen k chlazení trakčních motorů instalovaných na podvozcích elektrické lokomotivy, ale je i článkem v řetězu chladicího systému hnacího ústrojí elektrické lokomotivy.
Chladicí systém se skládá ze tří cirkulačních okruhů. Dva jsou usměrňovače a jeden je transformátor. Chladivo putuje z čerpadla přes chladicí věž do tepelného výměníku usměrňovače nebo transformátoru a poté zpět do čerpadla.
Jako chladicí kapalina na elektrické lokomotivě je použita polyesterová látka, která je neagresivní, nejedovatá, nerozpustná ve vodě a vysoce hořlavá.
Každý chladicí okruh má své vlastní oběhové čerpadlo . Chladicí čerpadla usměrňovače jsou instalována v příslušných skříních usměrňovače, čerpadla chlazení transformátorů jsou připevněna k transformátoru.
Chladicí věž obsahuje ventilátor poháněný elektromotorem. Ventilátor nasává atmosférický vzduch do věže mřížkami na střeše elektrické lokomotivy.
Každý chladicí okruh usměrňovače má expanzní nádobu s odměrným sklem, expanzní nádoba transformátoru s odměrným sklem je upevněna na chladicí věži č.2.
Dvoustupňová ochrana Buchholz sleduje stav transformátoru z hlediska tvorby plynů v chladicím systému. Na konzole řidiče se na obrazovce rozsvítí upozornění indikující potřebné akce, pokud se rozsvítí alarm, pak se vypne hlavní vypínač a nelze jej znovu zapnout (zamčený stav).
Dva teplotní senzory jsou zobrazeny na konzole řidiče a umožňují ovládat parametry chlazení.
ADtranz nyní převzala společnost Bombardier , která zavedla nové označení pro svou řadu elektrických lokomotiv. Všechny elektrické lokomotivy jsou zahrnuty do konceptu TRAXX (Transnational Railway Applications with eXtreme fleXibility) [4] a řada 185 je zařazena do řady elektrických lokomotiv F 140 AC. Tento typ zahrnuje také modely elektrických lokomotiv: elektrické lokomotivy vyráběné pro švýcarské dráhy , označené jako RE 482 001-034, pro Švédsko - RE 485 001-020, pro Lucembursko - 4001 - 4020, pro německé soukromé dráhy - ME 146-01- 10 , 185-CL 001-009, 185 510-557, dále jednosystémové lokomotivy řady 146 .
Další modernizace lokomotiv vedla ke vzniku nové řady elektrických lokomotiv F 140 AC - F 140 AC2 , které jsou součástí konceptu TRAXX2. Tvar lokomotivy byl mírně vylepšen. Označení elektrické lokomotivy BR 185 bylo rozděleno na BR 185.1 (první typ - TRAXX) a BR 185.2 (druhý typ - TRAXX2). V systému číslování to vypadá takto: BR 185 001-200 - typ TRAXX a BR 185 201-400 - typ TRAXX2. [5]
Elektrická lokomotiva řady 185 na videu:
| Lokomotivy Německa ( klasifikace Deutsche Bahn ) | ||
|---|---|---|
| Parní lokomotivy | ||
| lokomotivy | ||
| Elektrické lokomotivy | ||
| DieselMVPS | ||
| ElektroMVPS | ||
| Lokomotivy polských drah | ||
|---|---|---|
| Parní lokomotivy |
| |
| lokomotivy | ||
| Elektrické lokomotivy | ||