Рудничный конденсаторный электровоз

До недавнего времени для электровозной откатки в рудных и угольных шахтах применяли исключительно систему постоянного тока. Эта система требует сооружения специальных тяговых подстанций для преобразования переменного тока в постоянный, что связано с дополнительными капиталовложениями и эксплуатационными расходами, а также снижением надежности откатки. Применение для этой цели электровозов переменного тока нормальной частоты, которые могли бы питаться от общей сети, не нуждаясь в преобразовательных устройствах, затруднялось тем, что электровозы однофазного тока нормальной частоты были неприемлемы для рудничной откатки вследствие сложности устройства и громоздкости оборудования.

В настоящее время эта проблема решена применением новой системы тяги посредством электровозов с конденсаторными асинхронными двигателями. Тяговые двигатели конденсаторного электровоза представляют собой двухфазные асинхронные двигатели. Одна фаза обмотки статора — главная — питается непосредственно от сети и ток в этой фазе отстает во времени от напряжения вследствие индуктивности обмотки. Другая фаза — конденсаторная — питается тем же напряжением, что и главная фаза, но через конденсаторы, включенные с ней последовательно. Конденсаторы подобраны так, что их емкостное действие преобладает над индуктивным действием обмотки двигателя. Поэтому в конденсаторной фазе ток опережает напряжение во времени.

Таким образом, создается сдвиг около 90° между токами обеих обмоток, и следовательно двигатель питается двухфазной системой токов, получаемой от однофазного напряжения. Эта двухфазная система токов, протекая через двухфазный двигатель, создает в нем вращающееся магнитное поле, вследствие чего на валу двигателя развивается вращающий момент. Использовать конденсаторные двигатели для, электрической тяги предложил в 1934 г. академик В. С. Кулебакип. На основе этого предложения 1935 г. Кафедра электрической тяги Московского энергетического института разработала, первый проект конденсаторного электровоза, что позволило проанализировать особенности и свойства этой новой системы тяги.

До 1943 г. работы по конденсаторной тяге носили характер предварительных теоретических исследований и лабораторных испытаний. За этот период было выполнено несколько технических проектов и построено несколько опытных конденсаторных электровозов. Один из них был построен для лесовозной ветки инж. В. А. Терехиным а другой — для наземной откатки угля. Однако эти электровозы проработали всего лишь несколько месяцев, так как при их создании не были учтены в достаточной мере особенности работы конденсаторных двигателей в условиях электрической тяги. Так, например, в электровозе инж. В. А. Терехина из-за неудачных характеристик тяговых двигателей пришлось применить фрикционную муфту сцепления, коробку скоростей и механическое спаривание осей.

В 1944 г. Московский энергетический институт им. В. М. Молотова совместно с Министерством угольной промышленности и заводом «Динамо» возобновил свои работы по конденсаторной тяге для создания рудничного конденсаторного электровоза. На основе теоретических и лабораторных исследований в 1946 г. на заводе «Динамо» был смонтирован первый опытный рудничный конденсаторный электровоз типа П-ТР-2К. Этот электровоз был испытан в 1947 г. в шахте № 5-5-бис треста Красноармейскуголь в Донбассе.

С учетом опыта эксплуатации электровоза П-ТР-2К была запроектирована и построена первая партия рудничных конденсаторных электровозов типа КЭ-1. Механическую часть электровоза проектировал Гипроуглемаш, электрообрудование проектировал и изготовил завод «Динамо» им. Кирова, механическую часть и монтаж электрооборудования выполнил Торецкий завод им. Ворошилова Весной 1949 г. 25 электровозов КЭ-1 поступили на шахты Подмосковного и Донецкого бассейнов. 24 июня 1949 г. была переведена на откатку конденсаторными электровозами шахта № 28 треста Сталиногорскуголь комбината Москвауголь. С лета 1949 г. электровозы первого выпуска работают на семи шахтах комбинатов Москвауголь, Тулауголь, Сталиноуголь, Артемуголь и Ростов уголь.

Записи горного дела