文章作者：西瓜昌真濕基（B站和百度昵稱：寧柳跨越）

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• 直—直流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，向直流牽引電動(dòng)機(jī)供給直流電。法國國營鐵路BBB 6002號電力機(jī)車為直—直流電傳動(dòng)形式。

• 直—交流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過逆變后，向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。俄羅斯鐵路2ES10型電力機(jī)車為直—交流電傳動(dòng)形式。

• 交—直流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過變壓—整流后，向直流牽引電動(dòng)機(jī)供給直流電。韓國鐵道公社8000型電力機(jī)車為交—直流電傳動(dòng)形式。

• 交—直—交流電傳動(dòng)：指電力機(jī)車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流，經(jīng)過變壓—整流—逆變后，向交流牽引電動(dòng)機(jī)供給交流電。本文提及的俄羅斯鐵路2ES5型電力機(jī)車為交—直—交流電傳動(dòng)形式。

• 雙電流制電力機(jī)車：本文提及的“雙電流制”，是指采用交—直—交流電以及直—交流電雙制式電傳動(dòng)的電力機(jī)車。俄羅斯鐵路EP20型電力機(jī)車即為雙電流制電力機(jī)車。

• 俄羅斯鐵路在本文均簡稱“RZhD”⑴，法國國營鐵路在本文均簡稱“SNCF”⑵；運(yùn)輸機(jī)械控股集團(tuán)簡稱“TMH”⑶，諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠簡稱“NEVZ”⑷。

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概述

“賽艇”⑸2ES5型⑹電力機(jī)車是TMH與法國阿爾斯通公司共同為RZhD開發(fā)的第五代交流干線貨運(yùn)電力機(jī)車。2ES5型電力機(jī)車是基于單一基礎(chǔ)平臺原理制造的俄羅斯新型電力機(jī)車之一，其電氣部分和機(jī)械部分與雙電流制干線客運(yùn)EP20型電力機(jī)車有百分之75的共同點(diǎn)。

2ES5型電力機(jī)車在俄羅斯研發(fā)和生產(chǎn)，所采用的技術(shù)方案使其牽引性能卓越。TMH與阿爾斯通公司平股出資設(shè)立的工程中心——軌道交通技術(shù)公司完成了本型電力機(jī)車的研發(fā)工作。

關(guān)于與2ES5型電力機(jī)車車型代號相近的2ES5K型電力機(jī)車，請參看《【鐵道科普】來自頓河畔的“N截棍”——“葉爾馬克”E5K型電力機(jī)車》一文：

歷史

2011年6月，TMH獲得了為RZhD提供200組2ES5型電力機(jī)車的訂單。2012年，首組試驗(yàn)樣車——2ES5-001號機(jī)車在NEVZ出廠。然而，2014年爆發(fā)的俄羅斯貨幣危機(jī)，以及進(jìn)口部件價(jià)格上漲，導(dǎo)致電力機(jī)車制造成本增高，到2015年2月最后一組機(jī)車——2ES5-005號機(jī)車出廠時(shí)，NEVZ共計(jì)制造了5組2ES5型電力機(jī)車。

運(yùn)用

2014年11月到2015年12月期間，5組2ES5型電力機(jī)車陸續(xù)配屬于東西伯利亞鐵路局維霍列夫卡機(jī)務(wù)段，在運(yùn)行條件最困難的貝阿鐵路泰舍特—塔克西莫區(qū)間（長1447千米）通過了運(yùn)營試驗(yàn)。該段線路控制坡度達(dá)千分之18，所處地區(qū)氣候條件復(fù)雜，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施條件限制較多，因而被稱為俄羅斯鐵路網(wǎng)中最復(fù)雜的線路之一。試驗(yàn)清晰表明：

• 2ES5型電力機(jī)車可牽引6000噸重載列車。

• 在實(shí)際工況下自動(dòng)車鉤受力在額定范圍內(nèi)。

• 沒有觀測到牽引電動(dòng)機(jī)、變流器和牽引變壓器異常過熱和輪對滑行的現(xiàn)象。

• 輪對踏面基圓在試驗(yàn)運(yùn)營結(jié)束后沒有出現(xiàn)損傷。

基于上述數(shù)據(jù)，來自機(jī)車設(shè)計(jì)局、TMH和阿爾斯通公司的專家得出結(jié)論：在貝阿鐵路泰舍特—塔克西莫的電氣化區(qū)間線路上，如采用中間站不摘鉤整備的方式開行總重6000噸的列車，2ES5型電力機(jī)車的運(yùn)營費(fèi)用最低。

2018年春，2ES5型電力機(jī)車與2ES7型電力機(jī)車在高爾基鐵路局管內(nèi)斯維雅什斯克—秋爾列馬區(qū)間線路進(jìn)行測試。這段線路在過去以一組三節(jié)半重聯(lián)運(yùn)用的VL80S型電力機(jī)車推挽牽引貨運(yùn)列車，但隨著這些蘇聯(lián)時(shí)期設(shè)計(jì)的電力機(jī)車正在老化，電力機(jī)車需要更新。

這次測試結(jié)果表明，兩型電力機(jī)車都沒有任何問題地通過烏拉爾山脈，也表現(xiàn)出高可靠性。然而，2ES7型電力機(jī)車在牽引一列重達(dá)8300噸的貨運(yùn)列車時(shí)必須加掛尾部補(bǔ)機(jī)機(jī)車，而2ES5型電力機(jī)車在沒有加掛尾部補(bǔ)機(jī)機(jī)車的情況下能牽引一列重達(dá)9090噸的貨運(yùn)列車——列車開始以57千米/小時(shí)的速度通過最艱難的攀登，并以15千米/小時(shí)的速度通過735千米處；當(dāng)接近秋爾列馬站時(shí)，速度增加到41千米/小時(shí)。異步牽引電動(dòng)機(jī)在這方面發(fā)揮了相當(dāng)大的作用。

目前，5組2ES5型電力機(jī)車均配屬于北高加索鐵路局季馬舍夫斯卡亞機(jī)務(wù)段。

技術(shù)設(shè)計(jì)

• 總體

2ES5型電力機(jī)車為Bo-Bo+Bo-Bo軸式，長為35000毫米，寬為3100毫米，最大重量為200噸。機(jī)車小時(shí)功率為8800千瓦，持續(xù)功率為8400千瓦，小時(shí)牽引力為690千牛，持續(xù)牽引力為536千牛，最高運(yùn)行速度為120千米/小時(shí)。

2ES5型電力機(jī)車由兩節(jié)機(jī)車組成，每節(jié)都有司機(jī)室和整套裝備，可保證一組機(jī)車工作，以及兩組電力機(jī)車重聯(lián)或一組半三節(jié)電力機(jī)車重聯(lián)時(shí)多節(jié)系統(tǒng)的工作。

• 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)采用多級網(wǎng)絡(luò)接口，連接2ES5型電力機(jī)車各子系統(tǒng)成為統(tǒng)一控制系統(tǒng) 。使用WTB總線作為多節(jié)機(jī)車間的總線，而在本節(jié)機(jī)車內(nèi)的總線則使用MVB總線。在控制系統(tǒng)組成中，引入以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)接口，以收集來自電力機(jī)車各種設(shè)備的診斷信息，并通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳遞信息。

沿MVB總線進(jìn)行的主要信息交換是：本節(jié)內(nèi)電力機(jī)車雙重控制模塊間，司機(jī)室內(nèi)的顯示模塊、分線輸入端模塊設(shè)備控制模塊、電力機(jī)車車體內(nèi)牽引變流器控制模塊和輔助變流器控制模塊之間的信息交換；而沿WTB總線可傳遞來自幾節(jié)機(jī)車的控制電力機(jī)車連接的必需信息。

• 牽引系統(tǒng)

2ES5型電力機(jī)車每一節(jié)的牽引系統(tǒng)由1臺帶有4個(gè)牽引繞組的牽引變壓器和2臺牽引變流器組成，每臺牽引變流器具有2臺轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)獨(dú)立供電通道。牽引變壓器包括電源繞組、4 個(gè)牽引繞組TO1～TO4，以及用于抑制無線電干擾的濾波繞組。

• 輔助傳動(dòng)裝置

輔助系統(tǒng)的電源以雙供電通道的靜態(tài)變流器U4為基礎(chǔ)。第一供電通道的變流器與第二個(gè)牽引變流器直流電壓回路連接，第二供電通道變流器與第三個(gè)牽引變流器直流電壓回路連接。第一供電通道負(fù)載具有恒定的60赫茲頻率。第二供電通道的用電設(shè)備是可調(diào)頻率的負(fù)載：電動(dòng)機(jī)—通風(fēng)機(jī)、室內(nèi)增壓通風(fēng)機(jī)，以及牽引變流器的液體冷卻泵。

• 轉(zhuǎn)向架

機(jī)車轉(zhuǎn)向架具有與SNCF之BB 27000型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架相同的一般結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架空氣管路的安裝由不銹鋼制造。牽引力和制動(dòng)力通過固定在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架端梁上的斜拉桿，從轉(zhuǎn)向架傳導(dǎo)至車體。該結(jié)構(gòu)可以降低機(jī)車在牽引工況下輪對松動(dòng)的可能性。

每個(gè)車軸的輪徑為1250毫米，軸重為25噸，整備重量為200噸。

• 牽引電動(dòng)機(jī)

電力機(jī)車采用8臺6 FRA 4567 G型異步牽引電動(dòng)機(jī)。它把從靜態(tài)變流器得到的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并從牽引電動(dòng)機(jī)軸傳遞至電力機(jī)車輪對。

牽引電動(dòng)機(jī)采用軸式懸掛，是六極三相交流電動(dòng)機(jī)，具有鼠籠式轉(zhuǎn)子和獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。冷卻空氣來自牽引電動(dòng)機(jī)齒輪箱一端，經(jīng)過通風(fēng)口，從牽引電動(dòng)機(jī)齒輪箱的相反一端的帶金屬網(wǎng)罩的通風(fēng)孔排出。

在額定電壓為1860伏時(shí)，6 FRA 4567 G型牽引電動(dòng)機(jī)小時(shí)輸出功率為981千瓦，電流為360安，旋轉(zhuǎn)頻率為1038轉(zhuǎn)/分鐘；而在持續(xù)模式時(shí)的輸出功率為949千瓦，電流為350安。牽引電動(dòng)機(jī)重量為2660千克。

點(diǎn)評

按照原計(jì)劃，NEVZ為RZhD提供200組2ES5型電力機(jī)車。由于內(nèi)外形勢變化，NEVZ只制造了5組2ES5型電力機(jī)車。但一如當(dāng)年美國國務(wù)院阻止通用電氣公司向蘇聯(lián)鐵道部交付“小約瑟夫”A型電力機(jī)車對蘇聯(lián)的影響，NEVZ轉(zhuǎn)而采用俄羅斯國產(chǎn)設(shè)備，研制出同樣采用交—直—交流電傳動(dòng)的2ES5S型電力機(jī)車和3ES5S型電力機(jī)車。

“莫聽穿林打葉聲，何妨吟嘯且徐行?！?/p>

注釋

⑴俄語：Российские железные дороги。

⑵法語：Société Nationale des Chemins de fer Fran?ais。

⑶俄語：Трансмашхолдинг；英語：Transmashholding。

⑷俄語：Новочеркасский электровозостроительный завод。

⑸俄語：Скиф。

⑹俄語：2ЭС5。

參考

• 《2ЭС5型貨運(yùn)電力機(jī)車進(jìn)行出廠及驗(yàn)收試驗(yàn)》，譯者田睿，《國外鐵道機(jī)車與動(dòng)車》2013年第6期

• 《2ЭС5型電力機(jī)車介紹》，作者A·V·馬爾臣科等，譯者邢澍，《國外鐵道機(jī)車與動(dòng)車》2014年第2期

• 《2ЭС5型新一代電力機(jī)車在俄羅斯鐵路上的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)》，作者Yu·A·奧爾洛夫和Yu·I·波波夫，譯者梁中奇，《國外鐵道機(jī)車與動(dòng)車》2017年第4期

• 《Новочеркасский электровозостроительный завод》：https://www.nevz.com/2es5.php

• 《2ЭС5》：https://www.tmholding.ru/products/magistralnye_gruzovye_elektrovozy_peremennogo_toka/2es5.html

• 《?Скиф? преодолел Уральский хребет》：https://www.gudok.ru/newspaper/?ID=1422115&archive=2018.06.06

• 《List of the vehicles — 2ES5 — TrainPix》：https://www.trainpix.org/list.php?mid=1071

• 《2ЭС5С-001 — TrainPix》：https://www.trainpix.org/vehicle/128913/#n172621

• 《3ЭС5С-001 — TrainPix》：https://www.trainpix.org/vehicle/140288/#n188933