來自西伯利亞的八爺——VL80型電力機(jī)車

前言
中國和蘇聯(lián)之間關(guān)系經(jīng)歷了曲折的發(fā)展歷程,在1950年代中蘇關(guān)系處于友好合作時(shí)期,蘇聯(lián)曾經(jīng)向中國提供VL60型電力機(jī)車的設(shè)計(jì)資料和生產(chǎn)技術(shù),令中國于1958年成功試制了第一代國產(chǎn)干線電力機(jī)車——6Y1型電力機(jī)車(即后來的韶山1型電力機(jī)車)。從1960年代開始,中蘇關(guān)系逐步惡化;1970年代兩國關(guān)系基本處于僵冷、對(duì)峙的局面。踏入1980年代,中蘇關(guān)系實(shí)現(xiàn)正常化,中蘇經(jīng)貿(mào)關(guān)系也開始恢復(fù),并于1982年展開貿(mào)易蹉商。
1985年7月,中蘇雙方簽訂了《1986~1990年長期貿(mào)易協(xié)定》這項(xiàng)在中蘇兩國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易關(guān)系發(fā)展史上第一個(gè)長期貿(mào)易協(xié)定。根據(jù)此項(xiàng)協(xié)定,雙方簽訂了每年換貨和付款的議定書,雙方貿(mào)易額在蘇聯(lián)第十二個(gè)五年計(jì)劃期間要增長到120億盧布,其中包括蘇聯(lián)將向中國出口電力機(jī)車、鐵路貨車、汽車、飛機(jī)、動(dòng)力設(shè)備等商品,而中國則向蘇聯(lián)出口食品、輕工業(yè)產(chǎn)品予以交換。
1985年8月,中國鐵路機(jī)車車輛工業(yè)總公司派出技術(shù)條件談判代表團(tuán)赴蘇聯(lián),與全蘇動(dòng)力機(jī)械進(jìn)出口公司、諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠及全蘇電力機(jī)車研究與設(shè)計(jì)院就電力機(jī)車的技術(shù)條件進(jìn)行初步協(xié)商。至1986年5月,雙方確定了機(jī)車技術(shù)條件,并正式簽訂了100臺(tái)8G型電力機(jī)車的生產(chǎn)合同;合同規(guī)定蘇聯(lián)于1987年底開始交付第一臺(tái)機(jī)車,至1990年底交付完畢。在8G型機(jī)車型號(hào)中,“8”代表八軸,而“G”代表硅半導(dǎo)體整流。

由于8G型機(jī)車是根據(jù)《中蘇長期貿(mào)易協(xié)定》按照換貨貿(mào)易形式引進(jìn),在技術(shù)條件方面中方并沒有太多選擇;且鑒于蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)的電力機(jī)車技術(shù)水平,8G型機(jī)車并不包含技術(shù)引進(jìn)內(nèi)容,主要要求是耐用、可靠,以滿足當(dāng)時(shí)中國鐵路貨運(yùn)的實(shí)際需要。因此,與同時(shí)期經(jīng)過國際招標(biāo)、按照“技貿(mào)結(jié)合”形式引進(jìn)的8K、6K型機(jī)車相比,8G型機(jī)車的技術(shù)水平相對(duì)落后,是以蘇聯(lián)于1979年開始批量生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定的VL80S型電力機(jī)車為原型,根據(jù)中國的實(shí)際使用要求進(jìn)行改進(jìn),很大程度上仍保留了蘇聯(lián)電力機(jī)車的傳統(tǒng)技術(shù),例如調(diào)壓電路仍然采用低壓側(cè)調(diào)壓開關(guān)、有級(jí)調(diào)壓、過渡電抗器級(jí)位轉(zhuǎn)換等,與中國早期的韶山1型電力機(jī)車類似,技術(shù)水平仍然停留在1970年代;但8G型機(jī)車的牽引特性仍然比早期的韶山4型電力機(jī)車好,且機(jī)車按中國要求采用質(zhì)量更好的機(jī)、電部件,其可靠程度相對(duì)較高。
本文所介紹的主角,正是8G型電力機(jī)車的技術(shù)原型機(jī)車——VL80型電力機(jī)車。

背景
1950年代初,蘇聯(lián)在第五個(gè)五年計(jì)劃期間,開始了大規(guī)模的電氣化鐵路建設(shè)計(jì)劃,并決定在更多鐵路采用交流供電制式。1956年,在莫斯科召開的蘇共第二十次代表大會(huì)上,蘇聯(lián)正式通過了大規(guī)模過渡到電力及內(nèi)燃牽引的決定,決定在15年內(nèi)建造40,000公里的電氣化鐵路。1957年底,諾廠成功研制了新一代的N6O型六軸交流電力機(jī)車(即后來的VL60型電力機(jī)車)。

1958年10月,蘇聯(lián)交通部決定對(duì)西伯利亞鐵路的馬林斯克—克拉斯諾亞爾斯克—濟(jì)馬區(qū)段改造為交流電氣化鐵路,并批準(zhǔn)N6O型電力機(jī)車投入批量生產(chǎn)。為了滿足交流電氣化鐵路的貨運(yùn)需要,蘇聯(lián)鐵路還需要一種新型大功率干線貨運(yùn)電力機(jī)車。為此,諾廠開始在VL60型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上,開發(fā)研制雙節(jié)八軸的大功率交流電力機(jī)車。
1958年底,工廠開始進(jìn)行的機(jī)車的施工設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)性能指標(biāo)優(yōu)于最初設(shè)定的技術(shù)指標(biāo),小時(shí)功率為6200千瓦,持續(xù)牽引力達(dá)到44,000公斤。新機(jī)車被定型為N8O型電力機(jī)車(Н8О),其中“N”代表諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠,“8”代表八軸機(jī)車,“O”代表單相交流電。
研制和生產(chǎn)
VL80V(N8O)
1961年9月,諾廠試制了首臺(tái)原型車(N8O-001),到同年年底又試制了兩臺(tái)機(jī)車(N8O-002、003)。這種機(jī)車由兩節(jié)完全相同的四軸機(jī)車連接而成,每節(jié)機(jī)車上安裝一臺(tái)主變壓器和引燃管整流器。值得注意的是,N8O型電力機(jī)車采用了與VL62型電力機(jī)車相同的變壓器高壓側(cè)調(diào)壓開關(guān)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制,而非VL60型電力機(jī)車的低壓側(cè)調(diào)壓。機(jī)車采用НБ-413型牽引電動(dòng)機(jī),額定電壓為950伏特。機(jī)車構(gòu)造速度為110公里/小時(shí),小時(shí)功率為6200千瓦,持續(xù)功率為5560千瓦。小時(shí)牽引力為44,100公斤,小時(shí)制持續(xù)速度為50公里/小時(shí),持續(xù)牽引力為38,300公斤,持續(xù)制持續(xù)速度為51.9公里/小時(shí)。

1961年11月至12月,N8O-001號(hào)機(jī)車在全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院的環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地,以及外高加索鐵路局管內(nèi)哈舒里至阿哈爾達(dá)巴區(qū)段進(jìn)行了牽引性能和動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)。自1963年1月起,N8O型電力機(jī)車根據(jù)蘇聯(lián)交通部的指示改稱為VL80V型電力機(jī)車(ВЛ80В),“V”代表高壓側(cè)調(diào)壓(Высоковольтного регулирования)。完成試驗(yàn)后,三臺(tái)VL80V型電力機(jī)車(VL80V-001~003)配屬北高加索鐵路局巴泰斯克機(jī)務(wù)段,但由于當(dāng)時(shí)高壓側(cè)調(diào)壓的一些可靠性問題,這些機(jī)車較少投入實(shí)際運(yùn)用。
VL80(N81)
1962年下半年,諾廠試制了兩臺(tái)N81型電力機(jī)車(N81-001、002),至1963年起改稱為VL80型電力機(jī)車(VL80-004~005)。與最初的N8O型電力機(jī)車相比,N81型電力機(jī)車的司機(jī)室外觀與VL60型電力機(jī)車完全相同,并改用了與VL60型電力機(jī)車相同的變壓器低壓側(cè)調(diào)壓方式,而引燃管整流器則仍然與N8O型電力機(jī)車一致。N81型電力機(jī)車采用了功率更大的НБ-414А型牽引電動(dòng)機(jī),額定電壓為950伏特。機(jī)車構(gòu)造速度為110公里/小時(shí),小時(shí)功率為6400千瓦,持續(xù)功率為5760千瓦。小時(shí)牽引力為47,900公斤,小時(shí)制持續(xù)速度為47.8公里/小時(shí),持續(xù)牽引力為41,100公斤,持續(xù)制持續(xù)速度為50.1公里/小時(shí)。

1962年12月,VL80-005號(hào)機(jī)車的其中一節(jié)在全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院的環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地進(jìn)行了牽引性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示НБ-414А型牽引電動(dòng)機(jī)的性能未如理想。而另外一節(jié)機(jī)車則在諾廠的環(huán)形鐵道進(jìn)行試驗(yàn)。1963年初,VL80-005號(hào)機(jī)車通過了全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院主持的車體及轉(zhuǎn)向架強(qiáng)度試驗(yàn),而VL80-004號(hào)機(jī)車則通過了正線運(yùn)行試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,諾廠對(duì)НБ-414А型牽引電動(dòng)機(jī)的換向器、電樞線圈、電刷等部件作出了改良,并改稱為НБ-414Б型牽引電動(dòng)機(jī)。1963年,諾廠開始小批量生產(chǎn)VL80型電力機(jī)車,至1964年停產(chǎn)共生產(chǎn)了21臺(tái)。1969年,所有早期生產(chǎn)的VL80型機(jī)車均進(jìn)行了改造,以硅整流器取代了引燃管整流器,因而改稱為VL80K型電力機(jī)車。
VL80K
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,大功率半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)和應(yīng)用漸趨成熟。1960年代初,蘇聯(lián)開始研制采用硅整流器取代引燃管的交流電力機(jī)車。繼VL62型電力機(jī)車及VL60K型電力機(jī)車之后,諾廠于1963年成功研制了首臺(tái)采用硅整流器的VL80K型電力機(jī)車(ВЛ80К)。

1964年3月至4月,VL80K-015號(hào)電力機(jī)車在全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院的環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地完成了牽引性能試驗(yàn),隨后配屬東西伯利亞鐵路局投入運(yùn)用考核。同年6月,VL80K型電力機(jī)車開始投入大批量生產(chǎn)。至1971年停產(chǎn)為止,諾廠共生產(chǎn)了695臺(tái)VL80K型電力機(jī)車。VL80K型電力機(jī)車主要配屬到北高加索鐵路局和東西伯利亞鐵路局,很快成為了蘇聯(lián)交流電氣化鐵路的主力貨運(yùn)機(jī)車,并顯示出良好的經(jīng)濟(jì)效益。

VL80K型電力機(jī)車是交—直流電傳動(dòng)的干線貨運(yùn)電力機(jī)車。每節(jié)機(jī)車安裝一臺(tái)額定容量為4630千伏安的ОЦР-5000/25В型主變壓器,以及兩臺(tái)ВУК-4000型硅整流器,每臺(tái)整流器向一個(gè)轉(zhuǎn)向架上兩臺(tái)并聯(lián)的牽引電動(dòng)機(jī)供電。硅整流器采用橋式整流電路,每一橋臂有十二個(gè)并聯(lián)支路,每個(gè)支路由八個(gè)串聯(lián)連接的ВКД-200-4型二極管組成,每臺(tái)整流器使用384個(gè)二極管。機(jī)車采用低壓調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行有級(jí)調(diào)壓,具有33個(gè)調(diào)壓級(jí)位以及3個(gè)磁場削弱級(jí)。為了使調(diào)壓時(shí)不斷開電路和限制繞組短路電流,機(jī)車采用了過渡電抗器進(jìn)行級(jí)位轉(zhuǎn)換。但過渡電抗器亦帶來經(jīng)濟(jì)運(yùn)行級(jí)少和調(diào)壓開關(guān)開斷電流大等缺點(diǎn),機(jī)車只有9個(gè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行級(jí)。
VL80T
由于VL80K型電力機(jī)車并沒有動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能,列車僅依靠踏面制動(dòng)來減速,造成了較大的閘瓦損耗。為了提高機(jī)車的平均運(yùn)行速度和牽引噸位,諾廠與全蘇電力機(jī)車研究與設(shè)計(jì)院和莫斯科動(dòng)力工程學(xué)院合作,在VL80K型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上,于1967年研制了具有電阻制動(dòng)的VL80T型電力機(jī)車(ВЛ80Т)。1967年至1980年,諾廠共生產(chǎn)了1072臺(tái)VL80T型電力機(jī)車。

該型機(jī)車的機(jī)械部分與VL80K型電力機(jī)車相同,而主電路系統(tǒng)除了電阻制動(dòng)部分之外也大致相同,另外還安裝了最佳制動(dòng)力自動(dòng)控制系統(tǒng)(СОАРТ)。為了增加搖枕懸掛轉(zhuǎn)向架的使用經(jīng)驗(yàn),首兩臺(tái)VL80T型電力機(jī)車(VL80T-158、159)安裝了與VL80K-037號(hào)機(jī)車相同的轉(zhuǎn)向架。在電阻制動(dòng)模式下,牽引電動(dòng)機(jī)電樞繞組與牽引供電電路斷開,牽引電動(dòng)機(jī)變?yōu)樗麆?lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),勵(lì)磁電流由晶閘管控制器調(diào)節(jié),使機(jī)車能在較大速度范圍內(nèi)均勻地調(diào)節(jié)制動(dòng)力,而牽引電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的電能供給制動(dòng)電阻。自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠使列車在下坡道上按設(shè)定速度運(yùn)行,并自動(dòng)分配電阻制動(dòng)和空氣制動(dòng)的制動(dòng)力。
VL60R
1967年,諾廠、諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車科學(xué)研究所、全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院在VL80T型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上,合作研制了帶有再生制動(dòng)的VL80R型電力機(jī)車(ВЛ80Р),這也是蘇聯(lián)第一種晶閘管相控電力機(jī)車。首臺(tái)機(jī)車(VL80R-300)在全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院的環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地完成了牽引性能試驗(yàn)后,配屬北高加索鐵路局巴泰斯克機(jī)務(wù)段投入運(yùn)用考核,試驗(yàn)結(jié)果顯示再生制動(dòng)的電能回收率可達(dá)到10.3%,當(dāng)機(jī)車速度為50公里/小時(shí)可產(chǎn)生約37噸的制動(dòng)力。該機(jī)車的車體、轉(zhuǎn)向架、牽引電動(dòng)機(jī)和輔助機(jī)械裝置與VL80K型電力機(jī)車保持一致,但機(jī)車主電路則有較大變化。
機(jī)車采用了晶閘管不等分三段全控橋相控整流電路,在牽引模式下晶閘管變流器實(shí)現(xiàn)機(jī)車的平滑調(diào)壓;而在再生制動(dòng)模式下,晶閘管變流器將牽引電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的直流電逆變?yōu)?0赫茲單相交流電。每臺(tái)機(jī)車裝有四臺(tái)ВИП-1760型變流器,每臺(tái)變流器采用300個(gè)ТЛ200-6型晶閘管,每臺(tái)機(jī)車使用1200個(gè)晶閘管元件。此外,每節(jié)機(jī)車的主電路保護(hù)系統(tǒng)不再采用電流接觸器,改為采用變壓器室內(nèi)的高速斷路器;而由于采用了再生制動(dòng)的原因,原本位于VL80T型電力機(jī)車車頂上的制動(dòng)電阻帶亦被移除。

根據(jù)VL80R-300號(hào)機(jī)車的試驗(yàn)結(jié)果和使用經(jīng)驗(yàn),諾廠于1969年底試制了另外兩臺(tái)機(jī)車(VL80R-621、622),機(jī)車采用ОДЦЭ-5000/25А型主變壓器和ВИП-2200型晶閘管變流器,每臺(tái)變流器采用260個(gè)ТЛ2-200型晶閘管。1970年,VL80R-621、622號(hào)機(jī)車配屬北高加索鐵路局投入運(yùn)用考核。1973年底,諾廠試制了VL80R-1500號(hào)機(jī)車,該機(jī)車安裝了ОДЦЭ-5000/25型主變壓器及ВИП2-2200М型晶閘管變流器,每臺(tái)變流器采用154個(gè)Т2-320型晶閘管,進(jìn)一步簡化了電路結(jié)構(gòu)。
1974年9月,VL80R-1500號(hào)機(jī)車在北高加索鐵路局完成牽引性能試驗(yàn),并于1974年底至1975年年初在環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地通過驗(yàn)收試驗(yàn)。同年,VL80R型電力機(jī)車開始投入大批量生產(chǎn)。1967年至1986年,諾廠共生產(chǎn)了373臺(tái)VL80R型電力機(jī)車,主要配屬于克拉斯諾亞爾斯克鐵路局、東西伯利亞鐵路局、遠(yuǎn)東鐵路局和北高加索鐵路局使用。該型機(jī)車開啟了蘇聯(lián)晶閘管相控電力機(jī)車的先河,其牽引電路系統(tǒng)亦被后來的VL85、VL65、EP1、E5K型電力機(jī)車所沿用。
VL80S
由于VL80T型電力機(jī)車未設(shè)有多機(jī)重聯(lián)運(yùn)行控制系統(tǒng),不能與另外一臺(tái)VL80T型機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行。而為了滿足重載運(yùn)輸?shù)男枰?,全蘇電力機(jī)車研究與設(shè)計(jì)院于1970年代末為VL80T型電力機(jī)車開發(fā)了重聯(lián)控制系統(tǒng),設(shè)有電氣重聯(lián)控制和空氣制動(dòng)系統(tǒng)重聯(lián)功能,司機(jī)可在其中任何一節(jié)車的司機(jī)室對(duì)兩組機(jī)車進(jìn)行統(tǒng)一控制,并監(jiān)控鄰車的工作情況,可實(shí)現(xiàn)兩組機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行。裝備這種重聯(lián)控制系統(tǒng)的機(jī)車被定型為VL80S型電力機(jī)車(ВЛ80С)。除了重聯(lián)控制和鄰車監(jiān)控系統(tǒng)外,該型機(jī)車的電氣系統(tǒng)和機(jī)械部分與VL80T型電力機(jī)車完全相同。

1980年,VL80S型電力機(jī)車開始投入大批量生產(chǎn)。1982年,諾廠試制了經(jīng)過改良的VL80S-550~552號(hào)機(jī)車,不僅兩組機(jī)車(四節(jié))能夠重聯(lián)運(yùn)行,還能夠組成三節(jié)的機(jī)車組重聯(lián)運(yùn)行,提高了機(jī)車運(yùn)用的靈活性,但唯一的不足是第三節(jié)機(jī)車無法使用電阻制動(dòng),從1983年新造的VL80S-697號(hào)機(jī)車開始均采用了這種設(shè)計(jì)。至1995年停產(chǎn)為止,諾廠共生產(chǎn)了2746臺(tái)VL80S型電力機(jī)車。 而前文所提到的中國從蘇聯(lián)引進(jìn)的一百組8G型電力機(jī)車,就是以VL80S型電力機(jī)車為技術(shù)原型。

VL80SM
1990年,諾廠在VL80S型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上,結(jié)合VL85型電力機(jī)車的部分新技術(shù),研制成VL80SM型電力機(jī)車(ВЛ80СМ)。牽引電動(dòng)機(jī)、硅整流器、牽引變壓器及平波電抗器等部件都采用了當(dāng)時(shí)最新的結(jié)構(gòu),并采用了更為經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)系統(tǒng),降低了功率損耗,因而使該型機(jī)車的效率提高了2%。由于對(duì)機(jī)械部分和電氣部分進(jìn)行了技術(shù)改造,提高了機(jī)車的防空轉(zhuǎn)性能及粘著系數(shù),使機(jī)車的最大牽引力提高了4.4%。此外,VL80SM型電力機(jī)車并采用新設(shè)計(jì)的司機(jī)室,設(shè)有取暖裝置和空調(diào)等設(shè)備。機(jī)車的持續(xù)功率為6520千瓦,持續(xù)牽引力為45,900公斤(450千牛),機(jī)車軸重為24噸。 1990年至1993年,諾廠共生產(chǎn)了4臺(tái)VL80SM型電力機(jī)車(VL80SM-3001~3004),均配屬北高加索鐵路局巴泰斯克機(jī)務(wù)段投入運(yùn)用。

VL80A
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,適合鐵路機(jī)車車輛使用的變頻調(diào)速控制裝置逐步變得實(shí)用化,使交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于鐵路機(jī)車車輛得以成為現(xiàn)實(shí)。蘇聯(lián)從1965年便開始同時(shí)往兩個(gè)方向開展了交流牽引電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的研究工作。全蘇電力機(jī)車研究與設(shè)計(jì)院和諾廠承擔(dān)了這兩種型式電力機(jī)車原型車的研制和試驗(yàn)任務(wù)。
1967年,諾廠在VL80K-238號(hào)機(jī)車的其中一節(jié)機(jī)車上,安裝了牽引變流裝置和異步牽引電動(dòng)機(jī),而另一節(jié)機(jī)車則仍然保持不變,經(jīng)過改造的這組機(jī)車被改稱為VL80A型電力機(jī)車(ВЛ80А),“A”代表采用異步電動(dòng)機(jī)。該原型車采用交—直—交流電傳動(dòng)系統(tǒng),采用了與N8O型電力機(jī)車相似的變壓器高壓側(cè)調(diào)壓,具有32個(gè)調(diào)壓級(jí)。一節(jié)機(jī)車安裝有兩組變流裝置,經(jīng)主變壓器向兩臺(tái)硅整流機(jī)組供電,將單相交流電轉(zhuǎn)換成直流電,然后由兩臺(tái)電流型逆變器轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)節(jié)的三相交流電輸出,每臺(tái)逆變器分別向每個(gè)轉(zhuǎn)向架上的兩臺(tái)異步牽引電動(dòng)機(jī)并聯(lián)供電。機(jī)車采用ЭТА-1200型異步牽引電動(dòng)機(jī),額定功率為1200千瓦,額定頻率為80赫茲,相電壓和電流為693伏特和740安倍,齒輪傳動(dòng)比為19:88(1:4.632)。

根據(jù)VL80A-238號(hào)機(jī)車的研制經(jīng)驗(yàn),諾廠于1971年3月試制了VL80A-751號(hào)機(jī)車。與之前的機(jī)車不同,VL80A-751號(hào)機(jī)車的整流電路采用了變壓器低壓側(cè)有級(jí)調(diào)壓與晶閘管相控調(diào)壓相結(jié)合的級(jí)間相控調(diào)壓方式,利用低壓側(cè)調(diào)壓開關(guān)構(gòu)成七個(gè)大調(diào)壓級(jí),并在每級(jí)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶閘管相控?zé)o級(jí)調(diào)壓,使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)端電壓能夠平滑調(diào)節(jié),改善了機(jī)車的牽引性能。
每節(jié)機(jī)車裝有兩臺(tái)ВИУ 2х1200型整流器,輸出電壓為0~2080伏特,額定電流為1600安倍。交流傳動(dòng)系統(tǒng)采用軸控方式,每臺(tái)整流器分別向兩臺(tái)逆變器獨(dú)立供電,每臺(tái)逆變器對(duì)應(yīng)一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)。機(jī)車采用НБ-602型異步牽引電動(dòng)機(jī),額定功率為1200千瓦,相電壓和電流為750伏特和680安倍,電機(jī)重量為3900公斤。然而,交流傳動(dòng)系統(tǒng)存在較多不足,逆變器由于晶閘管等原因未能實(shí)現(xiàn)全工況運(yùn)用,只能在第五調(diào)壓級(jí)或以下電壓工作,且機(jī)車未設(shè)有再生制動(dòng)。直到1977年底,該機(jī)車才開始在莫斯科鐵路局奧熱列利耶機(jī)務(wù)段進(jìn)行部分牽引試驗(yàn)項(xiàng)目。
VL80B
1967年,諾廠試制了VL80B-216號(hào)機(jī)車(ВЛ80Б-216),其中一節(jié)機(jī)車上安裝了牽引變流裝置和同步牽引電動(dòng)機(jī),而另一節(jié)機(jī)車則仍然和VL80K型機(jī)車保持不變,型號(hào)中的“B”代表采用無刷電動(dòng)機(jī)。該機(jī)車裝用ОДЦЭ-7500/25型主變壓器,和VL80K型機(jī)車的ОЦР-5000/25В型主變壓器相比,其容量和重量分別提高到7500千伏安和9600公斤,次邊繞組輸出電壓調(diào)整為2×208伏特和1020伏特,另外還有勵(lì)磁繞組和輔助繞組。
VL80B-216號(hào)機(jī)車仍然沿用變壓器低壓側(cè)調(diào)壓開關(guān),具有36級(jí)調(diào)壓級(jí),其中18級(jí)為運(yùn)行位。機(jī)車上安裝有四臺(tái)變流器,每臺(tái)變流器對(duì)應(yīng)一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)。每臺(tái)變流器具有12個(gè)橋臂,每個(gè)橋臂由18個(gè)串聯(lián)連接的ВКДУ-150-7型晶閘管組成,一節(jié)機(jī)車共使用864個(gè)晶閘管。機(jī)車采用НБ-600型同步牽引電動(dòng)機(jī),定子繞組由獨(dú)立的晶閘管整流器提供直流勵(lì)磁電源,額定功率為1200千瓦,額定轉(zhuǎn)速為每分鐘1600轉(zhuǎn),額定頻率為80赫茲,相電壓為1280伏特,電機(jī)重量為4200公斤,齒輪傳動(dòng)比為21:88(1:4.19)。 VL80B-216號(hào)機(jī)車于1967年11月4日進(jìn)行首次試運(yùn)行,并進(jìn)行了一系列的調(diào)試和改進(jìn)。當(dāng)機(jī)車在工廠試驗(yàn)環(huán)線上牽引6000噸的列車,最高速度可達(dá)到70公里/小時(shí),牽引電動(dòng)機(jī)的最大過載功率可達(dá)到1700千瓦。1969年,該節(jié)采用交流傳動(dòng)的機(jī)車在環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地進(jìn)行牽引性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示持續(xù)牽引力為22.8噸,最高速度可達(dá)到86公里/小時(shí),但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)變流系統(tǒng)的一些問題。1973年,該機(jī)車被全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院用于進(jìn)行再生制動(dòng)的研究。

VL80V
根據(jù)VL80B-216號(hào)機(jī)車的試驗(yàn)結(jié)果,諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠于1970年試制了VL80V-661號(hào)機(jī)車(ВЛ80В-611)。該機(jī)車的機(jī)械部分和制動(dòng)裝置與VL80T型電力機(jī)車基本相同。壓縮機(jī)及通風(fēng)機(jī)由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),采用電容式相移電路而非旋轉(zhuǎn)式劈相機(jī)供電。交流傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過重新設(shè)計(jì),裝用ОДЦЭ-7500/25А型主變壓器,次邊繞組輸出電壓調(diào)整為3×250伏特和1000伏特,另外還有勵(lì)磁繞組和輔助繞組,變壓器重量為8500公斤。機(jī)車采用ПЧФ-1У型變流器,每臺(tái)變流器由168個(gè)ТЛ2-200型晶閘管組成,額定輸出電壓為1360伏特(140赫茲),短時(shí)間內(nèi)(15分鐘)可輸出1125安倍(2赫茲)的大電流。
機(jī)車采用НБ-601型八極同步牽引電動(dòng)機(jī),額定功率為1025千瓦,額定轉(zhuǎn)速為每分鐘1350轉(zhuǎn),相電壓為650伏特,相電流為628安倍,電機(jī)重量為4100公斤。向逆變電路的供電采用級(jí)間相控調(diào)壓方式從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)壓,利用低壓側(cè)調(diào)壓開關(guān)構(gòu)成七個(gè)大調(diào)壓級(jí),并在每級(jí)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶閘管相控?zé)o級(jí)調(diào)壓。 VL80V-661號(hào)機(jī)車出廠后,在北高加索鐵路局進(jìn)行了逾6000公里的試運(yùn)行,其后返回諾沃切爾卡斯克電力機(jī)車廠作進(jìn)一步改進(jìn)。1971年,該機(jī)車在全蘇鐵道運(yùn)輸科學(xué)研究院的環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地完成了牽引性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示,實(shí)測機(jī)車功率(牽引電動(dòng)機(jī)輸出軸)為7480千瓦,持續(xù)牽引力為46,400千牛,持續(xù)速度為58公里/小時(shí),機(jī)車總效率為84%,功率因數(shù)為0.85。1972年9月,VL80V-661號(hào)機(jī)車配屬巴泰斯克機(jī)務(wù)段投入運(yùn)用考核。1973年,經(jīng)過改造后該機(jī)車增加了再生制動(dòng)功能,并在實(shí)際運(yùn)用中獲得了良好的效果。

1975年底,諾廠又生產(chǎn)了VL80V-1129、1130號(hào)機(jī)車,采用了經(jīng)改良的ПЧФ-1УМ型變流器,每臺(tái)變流器由60個(gè)Т-500-15型晶閘管和16個(gè)ВЛ-200-12型二極管組成。1976年,諾廠在VL80V型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上,試制了采用單電機(jī)轉(zhuǎn)向架的VL83型電力機(jī)車。
現(xiàn)代化改造
從2004年起,俄羅斯鐵路和哈薩克斯坦鐵路的部分VL80T、VL80S型電力機(jī)車在大修時(shí)陸續(xù)由位于貝加爾湖畔的烏蘭烏德機(jī)車車輛修理廠(下文稱“烏廠”)進(jìn)行了現(xiàn)代化改造。這些機(jī)車除了車體結(jié)構(gòu)和晶閘管整流器仍繼續(xù)使用外,其他大部分電氣和控制設(shè)備均被更換,并采用了和2ES5K型電力機(jī)車相似的現(xiàn)代化裝置和設(shè)備布置。這些經(jīng)過改造的機(jī)車分別被改稱為VL80TK、VL80SK型電力機(jī)車(ВЛ80ТК、ВЛ80СК)。


值得注意的是,1071、1105、1108、1407、1311、1354、1409、1947這8組在烏廠經(jīng)過改造的VL80T型電力機(jī)車被命名為VL80M型電力機(jī)車。

后記
不能否認(rèn)的是,從1961年到今天這將近60年的時(shí)間里,VL80型電力機(jī)車運(yùn)用于蘇聯(lián)境內(nèi)各條25KV交流制電氣化鐵路線,遍布于今日的俄羅斯、烏克蘭、白俄羅斯、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦五國,見證了這五家原蘇聯(lián)加盟共和國鐵路的曲折離奇。
而蘇聯(lián)為滿足當(dāng)時(shí)中國鐵路貨運(yùn)的實(shí)際需要,而以VL80S型電力機(jī)車為基礎(chǔ)向中國出口這一百組8G型電力機(jī)車,但8G型電力機(jī)車卻不只見證了中國鐵路的發(fā)展,同時(shí)也見證了中國電力機(jī)車從滿足于自身運(yùn)用到出口國外這一大發(fā)展——白俄羅斯、哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦這三家有VL80型電力機(jī)車配屬的原蘇聯(lián)加盟國鐵路,如今皆配備有來自于中國的電力機(jī)車。

當(dāng)諾廠為蘇聯(lián)鐵路提供VL80S型電力機(jī)車以及向中國鐵路出口8G型電力時(shí),蘇聯(lián)漸漸地茍延殘喘。盡管有人說“蘇聯(lián)的命運(yùn),應(yīng)該說在其發(fā)展過程中就已注定”,不過我們不能否認(rèn)蘇聯(lián)在人類發(fā)展進(jìn)程中做出的巨大貢獻(xiàn),必將在歷史長河中光耀萬古。蘇聯(lián)在方方面面所留下的影響和遺產(chǎn),時(shí)至今日仍在強(qiáng)烈且深刻地影響著我們。
“并不是所有人,都理解支持我們的建設(shè),但并不能否認(rèn)他的偉大。我們的戰(zhàn)士,神圣的信仰,永遠(yuǎn)都不會(huì)磨滅?!?br/>
——謹(jǐn)以此文紀(jì)念中國與蘇聯(lián)建交69周年。
技術(shù)數(shù)據(jù)
(下表以VL80K型電力機(jī)車為例)

參考
https://ru.wikipedia.org/wiki/ВЛ80
https://ru.wikipedia.org/wiki/8G