Электропоезд ЭН3: опытный продукт НЭВЗа
Новочеркасский электровозостроительный завод (НЭВЗ) — ведущее предприятие по производству локомотивов для железных дорог Советского союза, и современной России, НЭВЗ занял одну из ключевых ролей, произведя электровозы серии ВЛ (Владимир Ленин), а после ЭП и другие. С развалом великой державы транспортные потоки на железной дороге резко сократились, образовался явный избыток различных электровозов, перевозивших ранее грузовые и пассажирские поезда по союзным республикам. Потребность в электровозостроении полностью пропала на ближайшие годы, в условиях нового капитализма НЭВЗ вполне ждала судьба многих «великих» заводов, разоренных и проданных за «три копейки». У руководства Министерства путей сообщения (ныне РЖД) все таки хватило «административного ресурса» завод сохранить, передав на него заказы по производству электропоездов.
История создания электропоезда ЭН3
Кратко я уже коснулся предыстории, связанной с заводом-изготовителем нашего электропоезда ЭН3. А если говорить об истории самого поезда, то к предпосылкам его появления можно отнести самую настоящую потерю для нашей страны латвийского предприятия (Рижский вагоностроительный завод), которое обеспечивало основную потребность советского железнодорожного транспорта в электропоездах. Была создана государственная программа развития пригородных пассажирских перевозок, с финансированием разумеется, и в 1992-м году были приняты меры по «спасению» ситуации с электропоездами. Здесь как раз подвернулся НЭВЗ, и хотя это совсем не его профиль — строить электрички, очевидно у государства была заинтересованность в поддержке предприятия. Однако НЭВЗ не в одиночку должен был выполнять полный цикл работ по воплощению совершенно новой разработки, ему помогали Демиховский машиностроительный завод и Торжокский вагоностроительный завод, все предприятия очень известные в железнодорожном мире.
Начало выпуска
В угоду скорости производства, конструкцию электрооборудования решили делать полностью аналогичной, с таковой на электровозе ВЛ80. Самой главной задачей являлось создание схемы схемы управления асинхронными тяговыми двигателями, то есть планировалось полностью уйти от коллекторных двигателей постоянного или пульсирующего тока, имеющих важные узлы с трением, подвергающихся постоянному износу, а также имеющих ряд ограничений по реализации рекуперативного торможения, к асинхронным двигателям переменного тока. Скорость вращения ротора такого электродвигателя зависит от частоты питающего напряжения. Соответственно нужно было решать вопрос с тиристорной схемой регулирования ТЭД. И в 1996-м году был реализован промежуточный проект электропоезда — ЭН1, макетная секция которого прошла испытания на кольце ВНИИЖТ. В этой секции был реализован асинхронный тяговый привод. Полученные экспериментальные данные послужили базой для создания электропоезда ЭН3, а проект ЭН1 был закрыт.
В 1999-м году новый опытный электропоезд ЭН3 был создан. В поезде реализована схема с тиристорным управлением асинхронными ТЭД, а также доведена до ума система рекуперативного торможения, для экономии 30% электроэнергии.
Технические особенности
Электропоезд имеет уникальную компоновку из двух пятивагонных сцепленных составов. При этом каждый состав является самостоятельной подвижной единицей, и в них присутствуют по два ГОЛовных вагона. Всего из пяти вагонов МОТорных было только два, а между ними находился ПРИЦЕПной вагон (ГОЛ+МОТ+ПРИЦЕП+МОТ+ГОЛ). Также вагоны двух составов можно было сцеплять в различные комбинации, в том числе с разным количеством моторных вагонов на поезд.
Тяговые электродвигатели
В моторных вагонах применялся, как уже говорилось ранее, асинхронный тяговый привод, который позволял развивать номинальную мощность при движении на любой скорости, даже предельной конструктивной. Стало возможным унифицировать тяговые узлы для электропоездов постоянного и переменного токов, при этом выиграв в массе, ведь асинхронный двигатель гораздо легче коллекторного, и в нем меньше дорогой меди, а также получив снижение сложности в обслуживании, которое требовалось гораздо реже и в меньшем объеме. И эти плюсы компенсируют все минусы, связанные со сложным устройством преобразователей электрической энергии, и сниженным из-за двойного преобразования тока КПД.
ТЭД питались напрямую от тиристорного преобразователя и соединялись друг с другом параллельно. Сама силовая схема состояла из тягового трансформатора, выпрямительно-инверторного преобразователя (об этих устройствах на нашем портале есть замечательная статья) и инвертора тока. Регулирование скорости вращения ТЭД соответственно осуществлялось изменением частоты питающего напряжения и его величины.
Технические характеристики
| Род тока и напряжение в контактной сети | однофазный переменный 50 Гц, 25 кВ |
|---|---|
| Число вагонов в составе | 5—10 |
| Количество дверей в вагоне | 2×2 |
| Число сидячих мест | 500 (пригородный, 5 вагонов) 426 (пригородный с люкс-баром) |
| Пассажировместимость | 1378 (пригородный, 5 вагонов) |
| Длина вагона | 22 111 мм (головного), 22 056 мм (промежуточного) |
| Ширина | 3527 мм |
| Высота | 4263 мм |
| Масса тары | 264,3 т (5-вагонный состав) |
| Выходная мощность |
часовая: 2800 кВт длительная: 2400 кВт |
| Мощность ТЭД |
часовая: 350 кВт длительная: 300 кВт |
| Конструкционная скорость | 130 км/ч |
| Ускорение | до 60 км/ч: 0,72 м/с² |
| Торможение | с 80 км/ч: 0,72 м/с² |
| Тормозная система | пневматическая, электрическая |
| Системы безопасности | АЛСН, ТСБКМ |
Вагоны и салон
Зарубежные производители задали своеобразный тренд на обтекаемые формы в конструкциях поездов, шёл век скоростного движения, и даже высокоскоростного — 300 км/час для французского поезда TGV стали реальностью. Такой тренд постепенно проник и в отечественное машиностроение, электропоезд ЭН3 имел как раз обтекаемую форму без выступов, а лобовое стекло было выполнено по триплексной технологии, обезопасившей локомотивную бригаду от попадания камней и прочих прелестей капитализма (как пример имели место закиданные камнями поезда Сапсан). Прожектор установлен посреди кабины, это с одной стороны улучшает видимость железнодорожного полотна, но с другой ухудшает видимость контактной сети, а это важно.
Пассажирский салон был разделен на три секции с перегородками между ними — два тамбура и основная зона с тепло и шумо -изоляцией. Некоторые внутренние облицовочные элементы перешли из авиации, стены из таких панелей используют в самолетах из-за противопожарных свойств. Вообще все материалы облицовки были подобраны с учетом их возможности противостоять горению. Только про горючие свойства мягких диванов для пассажиров, которыми оборудованы все вагоны, нигде не упоминается. Система отопления полностью электрическая, ее части (калорифер, воздуховоды) установлены под сиденьями и по боковым стенкам возле сидений, именно на эти воздуховоды пассажиры, сидящие возле окон, особенно молодежь, любят ставить ноги. Еще в вагонах были установлены современные электронные табло, на которые могла выводится различная информация.
Чем все закончилось
Работы успешно начали, построили электропоезд и … закончили работы. Деньги закончились… Электропоезд какое-то время простоял на задворках НЭВЗа, и больше о нем никто не слышал.