Трудно переоценить значение "электричек", как называют их
пассажиры, пользующиеся услугами пригородных электропоездов.
Ежегодно миллионы людей совершают поездки на электропоездах. Только
железнодорожный узел столицы перевозит за год в пригородном
сообщении более полумиллиарда пассажиров.
Начало внедрению электрической тяги на железных дорогах положила,
как уже отмечалось, электрификация пригородного участка Баку -
Сабунчи - Сураханы, предназначенного для перевозки рабочих
нефтепромыслов. Для этого участка вагоны построил Мытищинский
вагоностроительный завод, а тяговые двигатели - завод "Динамо" им.
С. М. Кирова.
Для следующего пригородного электрифицированного участка Москва -
Мытищи (1929 г.) моторвагонные секции также создавал Мытищинский
завод, а тяговые двигатели для них - завод "Динамо". Секция состояла
из моторного вагона в сцепе с двумя прицепными (по обе стороны от
моторного); управление ею осуществлялось из кабин, расположенных по
концам обоих прицепных вагонов. Моторные вагоны получили обозначение
Св.
В 1932-1941 гг. Мытищинский завод и завод "Динамо" выпускали трех-вагонные секции Сд. С 1947 г. Рижский вагоностроительный завод
(РВЗ) начал выпускать трехвагонные секции Ср.
Электрическое оборудование для них также поставлял завод "Динамо"
им. С. М. Кирова. Так как в то время электрифицированные дороги
постоянного тока работали с напряжением в контактной сети 1500 и
3000 В, секции могли работать на двух напряжениях. С 1949 г. все
оборудование для секций изготовлялось Рижским вагоностроительным и
Рижским электротехническим (РЭЗ) заводами.
В связи с тем что новые участки железных дорог электрифицировались
только на напряжение 3000 В и на это же напряжение стали переводить
участки 1500 В, необходимость в постройке секций Ср отпала. С 1952
г. РВЗ и РЭЗ стали выпускать трехвагонные секции С на 3000 В. Из них
формировались электропоезда в составе девяти или шести вагонов.
Однако эти секции имели невысокое ускорение (один из наиболее важных
параметров в пригородном движении с частыми остановками) и низкую
конструкционную скорость (85 км/ч).
Устранить эти недостатки можно было, увеличив число моторных вагонов
в поезде. В 1957 г. рижские заводы совместно с заводом "Динамо" им.
С. М. Кирова выпустили первые десятивагонные электропоезда серии ЭР1
с пятью моторными вагонами, прекратив постройку секций С .
Максимальная скорость электропоезда ЭР1 повысилась до 130 км/ч,
пусковое ускорение возросло до 0,6 м/с2. В состав
электрооборудования вошли машины и аппараты более совершенной
конструкции.
С 1962 г. Рижский и Калининский вагоностроительные заводы начали
выпуск электропоездов ЭР2. В отличие от ЭР1 они имели удлиненные
наружные раздвижные двери для возможности посадки и высадки
пассажиров на остановках с низкими и высокими платформами.
В 1964-1968 гг. была выпущена партия электропоездов ЭР22,
оборудованных рекуперативно-реостатным торможением. Конструкционная
скорость такого поезда осталась на уровне 130 км/ч, поскольку
повышать ее для условий пригородного движения нецелесообразно, зато
пусковое ускорение возросло до 0,7 м/с2. Однако эксплуатация этих
электропоездов выявила и ряд недостатков, связанных с температурной
нестабильностью характеристик системы регулирования торможения в
эксплуатации и ограниченностью диапазона применения рекуперативного
торможения, особенно при повышении напряжения в контактной сети. Эти
недостатки вызывали повышенный износ коллекторов тяговых двигателей
и значительное количество круговых огней. В связи с этим постройка
электропоездов ЭР22 была прекращена.
В постоянной эксплуатации с 1984 г. находится электропоезд ЭР200 для
междугородного пассажирского сообщения, способный развивать скорость
до 200 км/ч. Он состоит из 12 моторных вагонов, имеющих 48 тяговых
двигателей, и двух прицепных головных вагонов.
В связи с начавшейся электрификацией железных дорог по системе
переменного тока в июле 1959 г. РВЗ выпустил первую двухвагонную
секцию, состоящую из моторного и прицепного вагонов. После
всесторонних испытаний заводами РВЗ, РЭЗ совместно с Калининским
вагоностроительным и другими заводами был выпущен первый
десятивагонный электропоезд переменного тока ЭР7 с ртутными
выпрямителями. Затем на этих поездах ртутные выпрямители, как и на
электровозах, заменили кремниевыми (ЭР7К).
Опыт эксплуатации электропоездов ЭР7К был учтен при постройке
электропоездов ЭР9, серийный выпуск которых начался в 1962 г.
Электропоездам, у которых выпрямительные установки стали располагать
под вагонами, было присвоено обозначение ЭР9П. В настоящее время
освоен выпуск новых модификаций электропоезда переменного тока -
ЭР9М и ЭР9Е, имеющих модернизированное оборудование, улучшенную
механическую часть и повышенные комфортные условия для пассажиров.
Выпускаемые электропоезда как постоянного, так и переменного тока
из-за отсутствия на них электрического торможения уже не
удовлетворяют современным требованиям. В связи с этим создан опытный
электропоезд ЭР29 (переменного тока) с вагонами длиной 21,5 м и
двумя-тремя входными дверьми; конструкционная скорость его 130 км/ч.
Электропоезд ЭР29 является первым из перспективных электропоездов,
пусконаладочные испытания которых начались весной 1986 г.
Предусмотрены следующие основные режимы его работы: пуск и
регулирование скорости в тяговом режиме путем импульсно-фазового
регулирования напряжения тяговых двигателей; служебное
рекуперативное торможение со скорости 120 км/ч до скорости 5-10 км/ч
и последующее автоматическое замещение его на электропневматическое(
Импульсно-фазовый преобразователь выполняет функции управляемого
выпрямителя в режиме тяги и инвертирует постоянный ток в однофазный
переменный промышленной частоты с одновременным регулированием
выходного напряжения в режиме рекуперации. Безреостатный пуск и
применение рекуперации для торможения электропоезда позволят за рейс
экономить 30-40% электроэнергии по сравнению с расходуемой
эксплуатируемыми поездами.
Рис. 131. Схема формирования электропоездов
ЭР2 и ЭР9
Ведутся испытания системы рекуперативно-реостатного торможения на
электропоезде ЭР2Р (он создан на базе серийного ЭР2), имеющем длину
вагона 19,6 м. Результаты этих испытаний предусматривается
использовать при создании электропоездов ЭРЗО с вагонами
унифицированной конструкции длиной 21,5 м. На них будет осуществлен
новый принцип плавного импульсного регулирования в режимах тяги и
рекуперативного торможения: тиристорно-импульсный преобразователь
напряжения должен будет обеспечить безреостатный пуск и
рекуперативно-реостатное торможение от конструкционной скорости до
полной остановки поезда с автоматическим распределением энергии
между контактной сетью и реостатами в зависимости от наличия
потребителей этой энергии.
Пока же на отечественных дорогах, электрифицированных по системе
постоянного тока, эксплуатируются в основном электропоезда ЭР2, а на
дорогах переменного тока - ЭР9 различных модификаций. Электропоезда
формируются из секций. В каждую секцию входит моторный (М),
прицепной (П) или головной (Г) вагоны (рис. 131). Поезд формируется
по схеме: (Г+М)+ (П + + М) + (П+М)+ (П+М)+ (М+Г). Исключая секции
П+М, можно уменьшить число вагонов до четырех или, добавив секцию,
увеличить до 12 (в частности, возросший поток пригородных пассажиров
на отдельных направлениях Московского узла определил необходимость
применения двенадцативагонных поездов). В любом варианте
электропоезд содержит два головных вагона, а количество моторных
равно половине общего числа вагонов. В дальнейшем при описании будем
считать, что электропоезд состоит из десяти вагонов.
Конструкционная скорость электропоездов ЭР2 и ЭР9 равна 130 км/ч, в
десятивагонном поезде 20 тяговых двигателей. Пусковое ускорение
серийных электропоездов составляет 0,6 м/с2, следовательно, поезд
может развить скорость до 100 км/ч за время (при
равномерно ускоренном его движении) .
