ТЭ120

Тепловоз ТЭ120 — макетный магистральный грузовой тепловоз с электропередачей. Осевая формула 3_О—3_О. Годы выпуска — 1975. Инвентарный номер — 001.

ТЭ120
Производство
Годы постройки	1975
Технические данные
Осевая формула	3О—3О
Полный служебный вес	132 т
Длина локомотива	27670 мм
Диаметр колёс	1050 мм
Ширина колеи	1520 мм
Тип двигателя	дизельный
Мощность двигателя	2942 кВт
Тип ТЭД	асинхронные
Медиафайлы на Викискладе

История создания

Самым сложным по конструкции является коллекторный тяговый электродвигатель, работающий на однофазном токе нормальной частоты, потом идет коллекторный электродвигатель однофазного тока пониженной частоты, далее пульсирующего тока и затем постоянного тока.

Наиболее простым и требующим минимального ухода в эксплуатации является асинхронный тяговый электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Поэтому у специалистов, занимающихся проектированием и эксплуатацией локомотивов, уже давно возникло желание использовать асинхронные тяговые электродвигатели на электровозах и тепловозах. Достаточно длительный опыт эксплуатации за рубежом асинхронных электродвигателей на электровозах переменного тока с машинными преобразователями или с двухпроводной контактной сетью показал, что такие электродвигатели работают весьма устойчиво. В то же время наличие громоздкого машинного преобразователя (расщепителя фаз) и крайне ограниченные возможности регулирования скорости сдерживали распространение на локомотивах асинхронных тяговых электродвигателей. Развитие электронной техники, позволяющей создать преобразователи для регулирования скорости в широких пределах и свести к минимуму работу по уходу за оборудованием локомотивов и его ремонту, вновь повысили интерес к бесколлекторным машинам. В 1967 г. Новочеркасский электровозостроительный завод построил макетную секцию восьмиосного электровоза переменного тока, а в 1971 г.— восьмиосный электровоз ВЛ80А-751 с асинхронными тяговым электродвигателями. После этого Ворошиловградский тепловозостроительный завод спроектировал и совместно с электротехническими заводами создал макетный шестиосный грузовой тепловоз ТЭ120-001 с асинхронными тяговыми электродвигателями.

Монтаж оборудования на этом тепловозе был закончен в 1975 г., а испытания электрического оборудования начались с января 1976 г.

Конструкция

Кузов и главная рама опытного тепловоза унифицированы с кузовом и главной рамой тепловоза серии 132, представляющего видоизмененный для колеи 1435 мм тепловоз ТЭ109; тележки схожи с бесчелюстными тележками тепловоза серии 130, в них использован также ряд узлов тележек тепловозов 2ТЭ116 и серии 140, изготовляемых для железных дорог ГДР. Основным отличием тележек опытного тепловоза от тележек тепловоза 2ТЭ116 является применение колесно-моторных блоков с опорно-рамной подвеской тяговых электродвигателей, полых валов и резинокордных элементов. Колёсные пары тепловоза имеют диаметр 1050 мм, передаточное число редукторов 75:22=3,41. Длина тепловоза по осям автосцепок 27670 мм.

На тепловозе установлен дизель-генератор 2-9ДГ (см. также тепловозы 2ТЭ116 и ТЭП70), состоящий из дизеля 2-5Д49 (16ЧН 26/26) номинальной мощностью 4000 л.с. (2942 кВт), тягового агрегата А-711 и смонтированного на нём стартер-генератора СТГ-7. Дизель четырёхтактный, 16-цилиндровый, V-образный. Номинальная частота вращения коленчатого вала 1000 об/мин, расход топлива при номинальной мощности 155±8 г/э.л.с. ч. Тяговый агрегат А-711 состоит из синхронного тягового генератора ГС-504А и вспомогательного генератора ГС-507. Генератор ГС-504А мощностью 2800 кВт (напряжение 350/575 В, ток 2X2480/2X1500 А) весит 6500 кг. Совмещение в одном агрегате тягового и вспомогательного генераторов, а также самовозбуждение генератора собственных нужд и возбуждение тягового генератора с использованием генератора собственных нужд осуществлены впервые в отечественном тепловозостроении.

Вырабатываемый тяговым генератором переменный ток (статорные обмотки генератора соединены в две «звезды») частотой 35 — 100 Гц преобразуется выпрямительной установкой УВКТ-5 в постоянный. Эта установка ранее была применена на тепловозах ТЭ109, а затем 2ТЭ116. Постоянный ток с помощью преобразователя частоты ПЧТ-ЗУ2, имеющего шесть автономных инверторов ШИ-1БУ2 (по одному на тяговый электродвигатель) преобразуется в трехфазный регулируемый от 0,4 до 120 Гц частоты. Номинальная мощность преобразователя 6X250 кВт. Асинхронные тяговые электродвигатели ЭД-900 имеют номинальную мощность 380 кВт, номинальный ток 415А, фазное напряжение 380/550 В, частоту вращения ротора 490/2460 об/мин, коэффициент полезного действия в продолжительном режиме 90 %; масса электродвигателя 2390 кг.

Тяговый агрегат А-711 и тяговые электродвигатели изготовлены Харьковским заводом «Электротяжмаш», выпрямительная установка — Таллинским электротехническим заводом. Величина подводимого к тяговым электродвигателям напряжения регулируется возбудителем тягового генератора. Имеются три зоны регулирования тяговых электродвигателей; пусковая, постоянной мощности и ограничения напряжения. Для автоматического регулирования используются изменения тока возбуждения тягового генератора и изменение магнитного потока тяговых электродвигателей. Частота напряжения тяговых электродвигателей регулируется путём введения отрицательной обратной связи по магнитному потоку электродвигателя, а в зоне ограничения напряжения — введением отрицательной обратной связи по напряжению в звене постоянного тока преобразователя частоты.

На тепловозе установлены компрессор ПК-5,25, приводимый электродвигателем, и аккумуляторная батарея 48ТН-450.

Общая масса тепловоза 132 т; расчетная длительная сила тяги при скорости 30 км/ч 255 кН (26 000 кгс); конструкционная скорость 120 км/ч; минимальный радиус проходимых тепловозом кривых 125 м. Запас топлива 6000 кг, песка 450 кг.

Испытания

В декабре 1978 г. тепловоз совершил первую поездку по путям МПС в ходе наладочных испытаний. В 1979 г. ВНИТИ проводил испытания тепловоза в эксплуатационных условиях на участке Ново-Кондрашевская — Старобельск Донецкой железной дороги. Испытания показали, что при скорости 35—100 км/ч коэффициент полезного действия тепловоза составляет 0,29, а КПД передачи при скорости 55—57 км/ч достигает 0,85. Установлено также, что тепловоз при скоростях ниже 35—40 км/ч склонен к боксованию.

На основании результатов испытаний макетного образца тепловоза с асинхронными тяговыми электродвигателями была сделана рекомендация о постройке опытного двухсекционного тепловоза 2ТЭ120.