【科普】閃閃的紅星——蘇聯(lián)鐵道部VL80K型和VL80T型電力機車
文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、頭條、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）
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蘇聯(lián)俄羅斯聯(lián)邦諾沃切爾卡斯克電力機車廠在文中簡稱“NEVZ”⑴。
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資料參考來源
《蘇聯(lián)ВЛ80系列電力機車》，佚名 著，《電力機車技術》1980年11期，第45頁~第49頁
《Электровозы серии ВЛ80 и их разновидности с коллекторными тяговыми электродвигателями》，V·A·拉科夫 著，《Локомотивы Отечественных железных дорог 1956-1975 гг.》，95頁~109頁
《Грузовые электровозы? ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р》，V·A·拉科夫 著，《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985 гг.》，9頁~17頁
《Электровоз ВЛ80к》：https://poezdvl.com/vl80k/index.html
《Электровоз ВЛ80Т》：https://poezdvl.com/vl80t/index.html
概述
VL80K型電力機車是NEVZ于1963年成功研制并批量生產(chǎn)的一款干線貨運電力機車，同時也是VL80型電力機車家族中第一款批量生產(chǎn)的分支車型。
為了提高機車的平均運行速度和牽引噸位，NEVZ與全蘇電力機車研究與設計院和莫斯科動力工程學院合作，在VL80K型電力機車的基礎上，于1967年研制了具有電阻制動的VL80T型電力機車。
背景
1958年10月，蘇聯(lián)鐵道部決定對西伯利亞鐵路的馬林斯克—克拉斯諾亞爾斯克—濟馬區(qū)段改造為交流電氣化鐵路。為了滿足交流電氣化鐵路的貨運需要，蘇聯(lián)鐵道部還需要一種新型大功率干線貨運電力機車。為此，NEVZ開始在VL60型電力機車的基礎上，開發(fā)研制雙節(jié)八軸的大功率交流電力機車。
1961年9月，NEVZ試制了首組原型車——N8O-001號機車，到同年年底又試制了2組機車——N8O-002號、N8O-003號。N8O型電力機車由兩節(jié)完全相同的四軸機車連接而成，每節(jié)機車上安裝一臺主變壓器和引燃管整流器。值得注意的是，N8O型電力機車采用了與VL62型電力機車相同的變壓器高壓側調(diào)壓開關來實現(xiàn)調(diào)速控制，而非VL60型電力機車的低壓側調(diào)壓。1962年6月諾沃切爾卡斯克事件后，3組N8O型電力機車自1963年1月起改稱為VL80V型⑵。但由于當時高壓側調(diào)壓的一些可靠性問題，這些機車較少投入實際運用。
1962年下半年，NEVZ試制了2組N81型電力機車——N81-001號和N81-002號，后改稱為VL80型電力機車——VL80-004號和VL80-005號。與最初的N8O型電力機車相比，N81型電力機車的司機室外觀與VL60型電力機車完全相同，并改用了與VL60型電力機車相同的變壓器低壓側調(diào)壓方式，而引燃管整流器則仍然與N8O型電力機車一致。
然而，引燃管整流器的缺點也很明顯：液體冷卻系統(tǒng)過于笨重，工作溫度過低（約35 °C）。隨著電力電子技術的發(fā)展，大功率半導體器件的生產(chǎn)和應用漸趨成熟。NEVZ于1961年試制了1臺裝用硅整流器的VL62型電力機車，與此同時批量生產(chǎn)同樣裝用硅整流器VL60K型電力機車。
VL80K型（ВЛ80К）
1963年，NEVZ試制了1組裝用硅整流器的VL80型電力機車——VL80K-015號機車。VL80K-015號機車安裝2臺額定容量為4630 KV·A的OCR-5000/25V型主變壓器，以及4臺采用橋式整流電路的VUK-4000型硅整流器。硅整流器每1段橋臂有12個并聯(lián)支路，每個支路由8個串聯(lián)連接的VKD-200-4型二極管組成，每臺整流器使用384個二極管。
VL80K-015號機車采用低壓調(diào)壓開關進行有級調(diào)壓，具有33個調(diào)壓級位以及3個磁場削弱級。為了使調(diào)壓時不斷開電路和限制繞組短路電流，機車采用了過渡電抗器進行級位轉換。但過渡電抗器亦帶來經(jīng)濟運行級少和調(diào)壓開關開斷電流大等缺點，機車只有9個經(jīng)濟運行級。
196*4年3月至4月，VL80K-015號機車在全蘇鐵道運輸科學研究院謝爾賓卡環(huán)形鐵道試驗基地完成了牽引性能試驗，隨后配屬東西伯利亞鐵路局投入運用考核。同年6月，VL80K型電力機車開始投入大批量生產(chǎn)。
196*4年出廠的VL80K-037號機車試驗采用具有搖枕懸掛的轉向架，懸掛系統(tǒng)總靜撓度增加到131毫米（轉向架57.6 mm，搖枕73.4 mm），使機車構造速度進一步提高到120 km/h；從1970年制造出廠的VL80K-625號機車起，VL80K型電力機車每端副燈由2個可以同時發(fā)出白光和紅光的大副燈，改為2個集合警戒紅燈和行車白燈（各1個）的組合式副燈。
至1971年停產(chǎn)為止，NEVZ共生產(chǎn)了695組VL80K型電力機車⑶；而196*4年6月之前小批量生產(chǎn)、并裝用引燃管整流器的20組VL80型電力機車，后來在大修過程中陸陸續(xù)續(xù)改裝用硅整流器，成為VL80K型電力機車。
至1976年1月1日，蘇聯(lián)鐵道部有715組VL80K型電力機車，分布于北高加索局（92組）、東南局（273組）、伏爾加局（129組），以及東西伯利亞局（221組）。目前，俄羅斯鐵路已無VL80K型電力機車運用；烏克蘭鐵路尚有VL80K型電力機車運用，分布于西南局、南方局管內(nèi)交流電氣化區(qū)段。
VL80T型（ВЛ80Т）
由于VL80K型電力機車并沒有動態(tài)制動功能，列車僅依靠踏面制動來減速，造成了較大的閘瓦損耗。盡管NEVZ很早就在裝用引燃管整流的VL60R型電力機車上試驗再生制動，但由于功率因數(shù)和可靠性等原因而未被廣泛采用。
為了提高機車的平均運行速度和牽引噸位，NEVZ與全蘇電力機車研究與設計院和莫斯科動力工程學院合作，在VL80K型電力機車的基礎上，于1967年研制了具有電阻制動的2組VL80T型電力機車⑷——VL80T-158號和VL80T-159號。
這2組VL80T型機車依然裝用NB-418K型牽引電動機、VUK-4000T型硅整流器和其他部件，但由于需要安裝制動電阻及其通風系統(tǒng)，機車車體結構略有變化；而為了增加搖枕懸掛轉向架的使用經(jīng)驗，這2組VL80T型機車安裝了與VL80K-037號機車相同的轉向架。
VL80T型電力機車在電阻制動模式下，牽引電動機電樞繞組與牽引供電電路斷開，牽引電動機變?yōu)樗麆畎l(fā)電機運轉，勵磁電流由晶閘管控制器調(diào)節(jié)，使機車能在較大速度范圍內(nèi)均勻地調(diào)節(jié)制動力，而牽引電動機所發(fā)出的電能供給制動電阻。自動控制系統(tǒng)能夠使列車在下坡道上按設定速度運行，并自動分配電阻制動和空氣制動的制動力。
1970年，NEVZ試制了了18組VL80T型電力機車——VL80T-702號~VL80T-719號，并于1971年從VL80T-752號機車起開始批量生產(chǎn)。從VL80T-753號機車開始（VL80T-758號機車除外），每組機車兩端的組合式副燈安裝外罩；而從1975年1月制造出廠的VL80T-1004號電力機車開始，每組機車增加搖枕懸掛。
到1980年停產(chǎn)時，NEVZ共計制造了1072組VL80T型電力機車⑸。蘇聯(lián)解體后，VL80T型電力機車歸俄羅斯鐵路、哈薩克斯坦國家鐵路以及烏克蘭鐵路所有。
改造：烏克蘭鐵路VL40U型（ВЛ40У）
蘇聯(lián)解體后，烏克蘭鐵路繼承了其發(fā)達的鐵路網(wǎng)絡，然而由于資金不足，鐵路運輸設備狀況急劇老化，而機車車輛的生產(chǎn)制造也基本處于停滯的狀態(tài)。在20世紀90年代末，烏克蘭鐵路開始面臨客運電力機車短缺的困難，當原有的VL60PK型電力機車逐步超過服務期限而報廢后，烏克蘭鐵路急需其他機車作為替代。為此，扎波羅熱電力機車修理廠和利沃夫機車修理廠于2004年將部分VL80T型電力機車改造為50臺⑹單節(jié)四軸客運VL40U型電力機車。
VL40U型電力機車仍保持沿用原有的主要電氣設備，包括了硅整流器、低壓側調(diào)壓開關和串勵脈流牽引電動機，但拆除了電阻制動裝置。兩家修理廠改造后的VL40U型機車在車體外觀上差異明顯，扎波羅熱廠仿制了ChS8型電力機車的車體外形，而利沃夫廠則仿制了VL65型電力機車的外形。
VL40U型電力機車在平道表現(xiàn)良好，甚至被用于牽引貨運列車；但在坡道牽引15~20節(jié)不等編組的旅客列車，反而吃力。結果，烏克蘭鐵路依然有VL80T型電力機車用于牽引旅客列車。
改造：哈薩克斯坦鐵路VL80TK型（ВЛ80ТК）
阿特巴薩爾電力機車修理廠至少將2組VL80T型電力機車進行現(xiàn)代化改造，交付哈薩克斯坦國家鐵路。改造后的機車被改稱為VL80TK型。
技術數(shù)據(jù)表
后記
NEVZ于20世紀60年代相繼推出的VL80K型和VL80T型電力機車，成為當時蘇聯(lián)鐵道部的交流電力機車主力車型。然而，這兩款電力機車從設計之初不僅沒有再生制動，還沒有機車重聯(lián)運行控制系統(tǒng)，無法實現(xiàn)重聯(lián)運行。為此，NEVZ于1968年研制并于1974年批量生產(chǎn)采用晶閘管相控和再生制動的VL80R型電力機車；后1979年研制了具有機車重聯(lián)運行控制系統(tǒng)的VL80S型電力機車。
注釋
⑴俄語：Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑵“V”代表高壓側調(diào)壓（высоковольтного регулирования）。
⑶原裝VL80K型電力機車車號為：015號、026號~157號、160號~215號、217號~237號、239號~299號、301號~617號、625號~660號、662號~701號，和720號~750號。
⑷“T”代表電阻制動（реостатное торможение）。
⑸VL80T型電力機車車號為：158號~159號、618號~620號、623號~624號、702號~719號、752號~1128號、1131號~1499號，和1801號~2101號。其中，VL80T-158號~VL80T-159號、VL80T-618號~VL80T-620號，以及VL80T-623號~VL80T-624號機車于1973年到1974年間被改造為VL80K型電力機車。
⑹一說80臺。
完稿時間：2020年9月23日
A0級發(fā)表時間：2020年9月23日
A1級修改時間：2022年4月22日
