Франція

На високошвидкісних магістралях Франції експлуатується 3 покоління поїздів TGV, що базуються на прийнятій в 1974 році концепції поїздів постійного складу спряженої конструкції (тобто обпирання кінців суміжних вагонів на спільні візки)при локомотивній тязі с розміщенням тягового електрообладнання на кінцевих вагонах (вагон-підстанція, тяговий вагон або вагон-локомотив).

Спряжена конструкція вагонів в поєднанні з особливостями ходової частини дали можливість зменшити число візків і, як наслідок - маси складу, знизити положення центра ваги (рівень підлоги вагона над рівнем головки рейок склав всього 0, 9 м), забезпечити жорстке з’єднання і знизити рівень вібрацій. Ці технічні рішення обумовили також зниження сил основного опору руху (аеродинамічного, опору від внутрішнього тертя у рухомому складі, а також від взаємодії поїзда та колії) і тим самим забезпечили досягнення високих швидкостей. В результаті були створені умови для підвищення динамічної стійкості поїзда, стабільності ходу при високій швидкості і зменшення динамічних впливів поїзда, що рухається, на колію.

В поїздах TGVSud-Est 1-го покоління в другому ступені ресорного підвішування використовувались сталеві спіральні пружини великих розмірів масою 300 кг с демпферами вертикальних та повздовжніх коливань. При модернізації поїздів 1-го покоління сталеві пружини вторинної підвіски були замінені пневморесорамиSR-10 діафрагмового типу з резервуарами великої ємності, встановленими безпосередньо над оболонками ресор і передаючими на них навантаження від кузова вагона.

Хороші демпфуючі властивості пневморесор у вертикальній та поперечній площинах дозволили відмовитися від демпферів вертикальних та поперечних коливань, а також забезпечити власну частоту коливань підвішування другого ступеня в повністю навантаженому стані – 0, 7 Гц. Але висока гнучкість пневморесор вимагала використання демпфера крену для запобігання надмірного нахилу кузова в кривих і установки демпферів, пов’язуючих вагону в повздовжньому напрямі для усунення повздовжніх коливань кузова.

Гашення коливань виляння візка здійснюється демпферами, що пов'язують кузов вагона і візок в повздовжньому напрямі. Гашення коливань галопування візка здійснюється демпферами, встановленими в первинному ступені підвішування.

В моторних вагонах (тягових вагонах-локомотивах) поїздів TGVвикористовують візки Y230A з Н-подібною рамою і колісною базою 3000 мм. В першому ступені ресорного підвішування в якості пружних елементів використовуються гумометалеві блоки з паралельно включеними гідравлічними гасниками коливань. В другому ступені підвішені пружини типу Flexicoil, встановлені в місцях зниження бокових балок рами.

Синхронні тягові двигуни (рисунок 2.1.1) мають опорно-кузовне підвішування. Потужність тягового двигуна складає 1120 кВт, максимальна частота обертання – 4000 об/хв, маса – 1460 кг. Момент до колісних парпередається двоступеневим проміжним редуктором з передаточним відношенням 1, 16, виконаним заодне з двигуном та вісьовим редуктором. Загальне передаточне відношення приводу складає 2, 1894. Передача обертового моменту до вісьового редуктора здійснюється поперечним розсувним карданним валом, конструкція якого дозволяє компенсувати взаємні переміщення кузова та візка в поперечній площині. Діаметр нових коліс моторного візка складає 920 мм, а зношених – 850 мм.

1 – підшипниковий щит, 2 –струмоз’ємніпальці, 3, 12- магнітопровід статора, 4- обмотка збудження, 5- демпфуюча клітка, 6- обмотка збудження, 7-болт кріплення, 8- щітки, 9- датчик положення, 10- обмотка статора, 11- підшипниковий щит.

Рисунок 2.1 – Схема конструкції синхронного тягового двигуна

Моторні вагони обладнані електричним реостатним та пневматичним гальмом, а на поїздах 3-го покоління - дисковими. Причіпні вагони мають тільки дискові гальма. Тут на кожній колісній парі встановлюються по 2 подвійних кованих диска товщиною 45 мм діаметром 640 мм. Гальмівна накладка складається з циліндричних спечених із заліза ті міді шайб, приварених до несучої пластини, яка кріпиться до тримача замком типу " ластівчаний хвіст". Такий гальмівний диск при гальмуванні на площадці зі швидкості 300 км/год розсіює 13, 5·10⁶Дж.

Типова схем компоновки обладнання головних вагонів поїздів TGV останніх поколінь приведена на рисунку 2.2.

1-вентилятор ТЕД, 2- прохід, 3- компресор, 4, 17- кондиціонер, 5, 6, 12, 13- тягові перетворювачі, 7, 14- блок управління, 8- головний трансформатор, 9-допоміжний перетворювач, 10-блок пневматики, 11-гальмівна резистори, 15- високовольтна апаратура, 16-пантограф, 18- повітророзподільник, 19- RC-дільник, 20-акумулятори, 21-головний трансформатор, 22-пневморезервуар, 23- допоміжний перетворювач.

Рисунок 2.2 - Розміщення обладнання на головному вагоні TGV Thalys PBKA:

Поїзд TGVSud-Est (рисунок 2.3) є поїздом першого покоління. Виходячи з існуючого на той період обладнання та відсутності розвинутої транзисторної техніки, тяговий привід був створений на базі колекторних двигунів пульсуючого струму. Для того щоб забезпечити тягову потужність, необхідну для руху поїзда зі швидкістю 270 км/год, а також для трогання з місця на підйомі 0, 035 при відмові тягового агрегату одного з візків в поїзді TGV Sud-Est використовуються 6 моторних візків, тобто 2 в кожному з головних тягових вагонів, а також по одній крайній в суміжних з ними причепних.

До другого покоління відносяться поїзди TGV Atlantique, TGVReseau та TGVThalysPBA. Відмінною особливістю цих поїздів є використання для системи синхронного тягового двигуна з інвертором струму, що дозволило за рахунок збільшення тягової потужності двигуна в одиниці виконання до 1100 кВт зосередити тягове електрообладнання в двох головних вагонах. Такий привід використовувався з незначними змінами у всіх поїздах TGV другого та третього поколінь (рисунок 2.4).

Рисунок 2.3 - Поїзд TGV Sud-Est

Рисунок 2.4 - Схема електроприводу TGV другого та третього поколінь

Для сполучення між Англією, Францією та Бельгією через тунель під Ла-Маншем використовується поїзд Eurostar.Хоча він і єпоїздом сімейства TGV, але він не відноситься до жодного з перерахованих вище поколінь. Конфігурацією системи тягового приводу він повторює TGV Sud-Est, тільки ту вона виконана на базі асинхронних тягових двигунів. Кожний з кінців вагонів, що примикають до середини поїзда, обладнаний окремим підтримуючим візком, що дозволяє розділити поїзд на 2 частини. Додатково до струмоприймача поїзд обладнаний струмоз'ємним башмаком для живлення від контактної рейки напругою 0, 75 кВ (система живлення в Англії).

Поїзд TGVPOS призначений для експлуатації на залізницях Люксембурга, Німеччини, Швейцарії та Франції. Кожен поїзд сформований з двох головних моторних та восьми проміжних причіпних вагонів.Загальна довжина поїзда 200 м, ширина вагонів 2, 904 м, загальна маса 3, 89 т, маса моторного вагона – 69 т, при потужності електроприводу 9, 6 МВт максимальна швидкість складає 320 км/год. Ці поїзди трисистемні, вони можуть працювати від систем 25 кВ 50Гц, 15 кВ 16, 67 Гц змінного струму та 1, 5 кВ постійного струму. Тяговий привід виконаний на базі асинхронного тягового двигуна.Він включає в себе: моторні модулі, що складаються з тягових двигунів та редукторів, модулі перетворювачів на базі біполярних транзисторів з ізольованим затвором (IGBT) і головний трансформатор. Тяговий привід з асинхронним двигуном більш надійний у порівнянні з синхронним тяговим двигуном, має меншу масу та дозволяє повертати електроенергію рекуперативного гальмування в однофазну контактну мережу. Треба відмітити, що електродинамічне гальмування даного типу вперше застосовується на високошвидкісних поїздах сімейства TGV.Рекуперативне гальмуваннязабезпечує більшу гальмівну потужність, ніж реостатне (1200 кВт на один тяговий двигун проти 900 кВт), та економію електроенергії порядку 2%. Разом з тим очевидно, що реостатне гальмо краще підходить для виконання функцій екстреного гальмування, так як це і ї в поїздах TGV, оскільки забезпечується безпека незалежно від зовнішніх умов (при рекуперації може зникнути напруга в контактній мережі і гальмування обірветься, що не допустимо в екстрених випадках).