Na zahtev SNTFC "CFR Calatori" SA za povećanje pouzdanosti električnih lokomotiva EC Bo-Bo 3400 kW, povećanja kvaliteta komprimovanog vazduha i pouzdanosti instalacije za proizvodnju vazduha, odnosno za poboljšanje uslova upravljanja i komfora mašinovođe, izvršeno je veći broj modernizacija.

• Sistem kontinualne regulacije napona na vučnim motorima niskog napona korišćenjem polukomandne mostove ekonomično montiranih sa podignutim energetskim parametrima
• Statički pretvarači napona i frekvencije za napajanje pomoćnog pogona
• Informativni sistem monitoringa, funkcionisanja i upravljanja režima vuče-kočenja
• Vijčani kompresor za proizvodnju komprimovanog vazduha
• Kontroler tipa mansa za zadavanje kontinualne brzine i vučne struje
• Sistem zaštite od klizanja i blokiranja osovine visoke performance
• Modernizovani komandni pult
• Pokretni termopan bočni prozori
• Sistem za klimatizaciju kabina mašinovođe
• Otpornici za kočenje sa galvanskim odvajanjem
• Posebno isključenje svakog vučnog motora u slučaju kvara
• Punjač akumulatorskih baterija sa ograničenim punjenjem baterija u zavisnosti od struje, napona i temperature okolnog vazduha
• Rad u automatskom režimu sa zadatom brzinom i strujom
• Konstrukcije modulara
• Prednosti:
  • povećanje vučne snage
  • povećanje pouzdanosti u eksploataciji
  • ptimalizacija režima vožnje i rada vučne opreme
  • smanjenje specifične potrošnje energije
  • pojednostavljenje šema vuče i upravljanja
  • smanjenje vremena preko brzih elemenata tipa softwer
  • poboljšanje uslova upravljanja za osoblje
  • povećanje stepena raspoloživosti lokomotive
  • proširenje ciklusa kontrolnih pregleda i redovnih opravaka
• Sistem kontinualne regulacije napona na vučnim motorima koristi polukomandne mostove, sa povišenim energetskim parametrima kojim se izbacuje komutator tipa birač
  • obezbeđuje smanjenje trošova održavanja i povećanje veka trajanja izbacivanjem birača
  • optimalzacija režima vuče vožnjom konstantnom brzinom propisana od saobraćajnih sekcija kontinualnom regulacijom broja obrtaja vučnih motora
  • regulacija ubrzanja i usporenja proporcionalno opterećenju i kontrole klizanja
  • optimalizacija radnih parametara vučne opreme
  • smanjenje specifične potrošnje energije
  • rad sa povećanim faktorom snage bez upotrebe harmoničnih filtera
  • dozvoljava isključenje bilo kojeg motora u slučaju kvara
  • dozvoljava kompletno isključenje otpornika za kočenje za svaki motor posebno u slučaju spoja sa masom
  • dozvoljava povećanje vučne snage zahvaljujući korišćenom sistema regulacije
  • smanjenje broja operacija rukovanja za upravljanje lokomotivom korišćenjem kontrolera tipa mansa i rad u automatskom vučnom režimu sa zadatom brzinom i strujom
• Informativni sistem sa mikrokontrolerom sa monitoringom rada lokomotive i komande režima vuče - kočenja, sa funkcijom zaštite, diagnoze, memorisanja, signalizacije na displaj u boji u obe upravljačnice, odnosno, zvučnim upozorenjem mašinovođe u slučaju pojave režima defekta, uz mogućnost ponovnog aktiviranja sistema iz upravljačnice:
  • to je fleksibilni sistem koji dozvoljava spajanje sa drugom postojećom numeričkom opremom na lokomotivi ili onih koji su naknadno ugrađeni u pogledu prenosa memorisanih informacija prema drugom numeričkom opremom radi komparativne analize, skladištenja, štampanja u pogledu izrade statistike tipova defekata, režima rada i dijagnoze
  • dozvoljava zvučno upozorenje i jasno informisanje mašinovođe u pogledu događaja vezanih za rad lokomkotive, operacija rukovanja koje treba izvršiti, uz dobijanje povećanog stepena bezbednosti kod upravljanja lokomotivom
  • mogućnost dijagnosticiranja i simuliranja kod stavljanja u rad
  • pojednostavljenje komandnih šema smanjenjem broja releja i kontaktora
  • smanjenje vremena operacija
  • konstrukcije modula po dobro utvrđenoj jerarhiji i funkcijama sa višestrukim mogućnostima konfiguracije
  • prikazivanje se vrši u uskom vizualnom polju, što dozvoljava mašinovođi da prati, da interpretira i da reaguje odgovarajuće, bez puno napora
  • prikazivanje se vrši na grafičkom displeju, sa ručnom i automatskom regulacijom intenziteta svetlosti u zavisnosti od spoljnog osvetljenja, čime se dobija veći stepen komfora
• Instalacija za proizvodnju komprimovanog vazduha koristi vijčani kompresor koji dobija pogo nod asinhronog elektromotora sa rotorom u kratkom spoju koji se napaja od statičkog pretvarača napona I frekvencije. Startovanje motora se vrši povećanjem pod nagibom napona i frekvencije dobijene od statičkog pretvarača:
  • povećanje pouzdanosti I stepena iskorišćenja korišćenjem vijčanog kompresora
  • tihi rad
  • smanjuje se količina ulja u izduvnom vazduhu i ukupna potrošnja ulja, uz povećanje kvaliteta izduvnog vazduha
  • protok vazduha je konstantan u prisustvu nekih većih varijacija napona napajanja
  • eliminiše se strujni šok kod startovanja elektromotora za aktiviranje korišćenjem statičkog pretvarača
• Sistem statičkih pretvarača za napajanje pomoćnog pogona, koristi ispravljače sa jediničnim faktorom snage i sinhronizovanim komandama:
  • frekvencija za moduliranje ispravljača iz sistema se višestruko povećava u zavisnosti od broja sinhronizovanih pretvarača
  • eliminiše se fenomen "bacanja" u mreži za napajanje
  • startovanje elektromotora vrši se bez mehaničkih i strujnih šokova
  • održava se broj obrtaja elektromotora u uslovima velike promene napona u mreži
  • smanjuje se potrošnja energije korelacijom snage ventilacije u zavisnosti od struje vučnih motora
  • implementacija sistema na lokomotivi ne zahteva konstruktivne modifikacije krova ili poda u smislu stvaranja uslova za hlađenje statičkih pretvarača napona i frekvencije. Ovi se hlade vazduhom iz unutršnjosti locomotive, tako da sistem ima visok stepen iskorišćenja energije
  • koriste se elektromotori normalne klase izolacije zahvaljujući smanjenog napona u odnosu na masu
• Visoko kvalitetan sistem protivklizne zaštite i blokade osovina, ugradnjom jednog davača sa histerezisom na kučištu svakog reduktora, koji daje informaciju vezanu za broj obrtaja koji rezultira iz promene reluktance sklopa davač-zupci malog zupčanika:
  • povećanje perioda između dva uzastopna struganja točkova, s obzirom da na sistem nema uticaja različit prečnik bandaža, zahvaljujući sistemu automatskog kalibriranja
  • informacija za realnu brzinu lokomotive ima povećanu rezoluciju i ne zavisi od režima klizanja
  • optimalno korišćenje vučne sile u zavisnosti od koeficijenta athezije preko komande koja dozvpljava održavanje vučne sile na visokom nivou u slučaju klizanja, koristeći više nivoa klizanja u zavisnosti od brzine lokomotive
  • mogćnost indentifikacije motora koji proklizava i intervencija
  • implementacija davača broja obrtaja ne zahteva preradu poklopaca osovinskih kučišta i ne ograničava broj četkica uzemljenja
  • povećana pouzdanost zato što davači broja obrtaja nemaju sopstvene elemente u pokretu
  • povećanje perioda između dva uzastopna struganja točkova, s obzirom da na sistem nema uticaja različit prečnik bandaža, zahvaljujući sistemu automatskog kalibriranja
  • informacija za realnu brzinu lokomotive ima povećanu rezoluciju i ne zavisi od režima klizanja
• Sistem klimatizacije kabine mašinovođe je ostvaren instalacijom klima uređaja tip Collemen i grejanje sa elementima pozitivnog koeficijenta temperature, sa samozaštitom, tip PTC, modernizovan upravljački pult realizovan iz ABS, sa uvoznom opremom, sa bočnim pokretnim termopan prozorima, ergonometriskom stolicom, grafički i zvučni sistem upozorenja, sa automatskim režimom za održavanje brzine i struje za vuču ili kočenje:
  • poboljšanje uslova klimatskog komfora za mašinovođu na lokomotivi
  • smanjenje zamora i stresa za vreme vožnje locomotive

Izabrana tehnička rešenja za stavljanje u primenu koncepcije modernizacije

---

Radovi na modernizaciji su nametnuli preradu režima rada, električnih tokova i razmeštaj opreme iz strukture lokomotive.

Za napajanje vučnih motora varijabilnim jednosmernim naponom, koriste se poluupravljački ispravljački mostovi, redno vezani sa povišenim energetskim parametrima. Lokomotiva je opremljena sa dva poluupravljena ispravljača, svaki od njih napaja po jednu grupu vučnih motora.

Jedan poluupravljani ispravljač za vuču tip RST 2 x 1250 /1250 je namenjen da napaja varijabilnim naponom jednu grupu vučnih motora sa rednom pobudom, stim da je grupa motora sačinjena od dva motora tipa LJE - 108 redno vezanih.

Poluupravljani ispravljači za vuču RST - 2 x 1250/1250 pretvaraju naizmenični napon iz sekundarnih namotaja za vuču glavnog transformatora locomotive u jednosmerni napon koji se može regulisati, rednim vezivanjem dvostrukog poluupravljačkog mosta u ekonomskoj montaži (RST 2 x 625 /1250 PDME) sa jednim običnim poluupravljačkog mosta ( RST 1250/1250 PS) stvarajući funkcionalni ekvivalent sa četiri stepena napona.

Prelaz iz režima vuče u režim električnog kočenja predviđa redno vezivanje pobuda vučnih motora i napajanje istih samo od jednog poluupravljačkog mosta, tako da svaki vučni motor radi u generatorskom režimu sa posebnom pobudom sa odvajanjem energije na svojim otpornikom za kočenje.

Konstruktivno, poluupravljački ispravljači su koncipirani u obliku blokova sa istim gabaritom i isti sistem hlađenja kao I klasični diodni ispravljač.

Red. broj	Tehničke karakteristike	RST 2 x 625/1250 PDME Dvostruki most	RST 1250/1250 PS Jednostruki most
1.	Nominalni napon napajanja	2 x 625 Vns	1250 Vns
2.	Nominalna frekvencija	50 Hz	50 Hz
3.	Ispravljeni napon u praznom hodu	0 - 900 Vjs	0 - 900 Vjs
4.	Ispravljeni napon pod opterećenjem	0 - 985 Vjs	0 - 985 Vjs
5.	Nominalna ispravljena struja	1300 Ajs	1300 Ajs
6	Struja preopterećenja - 5 min	1715 Ajs	1715 Ajs

 

Namotaji prigušnica vezane su po dve redno i predviđene su sa sondama za temperaturu sa dva praga.

Blok aparati su modifikovani tako da dozvoljavaju isključenje bilo kojeg vučnog motora, odnosno otpornika za kočenje tog motora. U blokovima su ugrađeni davači struje, napona, odnosno osigurači napajanja za mostove ispravljača iz sastava bloka.

Za napajanje pomoćnog pogona koriste se 4 statička invertora napona i frekvencije, sa jediničnim faktorom snage, ugrađenih sa jedne i druge strane otpornika za električno kočenje. Ovi se napajaju od utičnice od 403 V glavnog transformatora preko toplivih ultrarapidnih osigurača ugrađenih u komori visokog napona glavnog transformatora.

Pomoćni pogon je podeljen u sledećim grupama snage:

• Vazdušni vijčani kompresor 1 x 30 kW
• Prinudna ventilacija VM 8 x 5.5 kW
• Ventilacija otpornika za kočenje 4 x 5.5 kW
• Ventilacija glavnog transformatora i uljne pumpe 1 x 7.5 kW + 1 x 1.5 kW

Sklopovi snage su predviđeni sa reduktantnim sistemom napajanja tako da invertor za otpornike električnog kočenja može zameniti bilo kojeg neispravnog invertora.

Rad pomoćnog pogona se upravlja i nadzire od centralnog računara u zavisnosti od stanja zaštitnih elemenata napona u kontaktnoj mreži, glavnog prekidača, srednje struje vučnih motora itd.

Izvor vazduha predstavlja vazdušni vijčani kompresor od 3,2 m3/min., pogonjen od asinhronog elektromotora sa rotorom u kratkom spoju.

Ventilavija vučnih motora upravlja se u zavisnosti od srednje struje na vučnim motorima u dva stepena ventilacije radi smanjenja buke, prepoznavanje stepena ventilacije ostvaruje se preko pritisnih releja, po dva za svaki blok.

Ventilacija glavnog transformatora i uljne pumpe upravljaju se automatski kod uključenja glavnog prekidača i radi permanentno dok je lokomotiva priključena na kontaktni vod.

Elektronska oprema komande I regulacije fizički je realizovana sa jedinstvenim sistemom ugrađen u metalni okvir, sa odvojenim karticama, grupisanih na funkcionalnim modulima (vuča, kočenje, monitoring, diagnoze, klizanja, izvora itd.) predviđenih sa čeonim optičkim indikatorima (LED diode) koje pokazuju stanje i sopstvene režime rada.

To obezbeđuje izvršavanje svih potrebnih komandi rada locomotive u režimu vuče ili električnog kočenja, sa mogućnošću rada u specifičnim klimatskim uslovima, imajući pre svega sledeće funkcije:

• komanda paljenja tiristora
• regulacija brzine u automatskom režimu preko regulatora napona, struje i brzine
• ograničavanje struja vuče i kočenja
• zaštita kod prekoračenja zadate brzine, zadate struje, kratkog spoja i prenapona

Sa funkcionalne tačke gledišta elektronsku opremu sačinjeva:

Elektronski sistem komande i regulacije locomotive koji realizuje automatsku regulaciju brzine u automatskom režimu i koji radi sa konstatntnom brzinom jednakoj sa zadatom i na zadatu struju ograničava maksimalnu vrednost rotorske struje i napona, pobudne stuje, dozvoljava odabir režima rada, nadzire poštovanje šeme od kontaktora I menjača smera vožnje u skladu sa pozicijom kontrolera i zadatog načina rada.

Elektronski sistem u pogledu funkcije signalizacije, memorisanja, dijagnoze monitoringa režima vuče-kočenja, rada pomoćnog pogona, zaštita, stanja raznih aparata iz električne šeme locomotive (komutatora isključenja, releja, kontaktora, automatskih osigurača, elektromagnetnih glavnih prekidača) napona i struje za svaki vučni motor, broj obrtaja VM, električnih veličina pomoćnog pogona i komande ispravljačkih mostova preko optičkih vlakana u zavisnosti od zadate struje i brzine, stanja zagrejanosti glavnog transformatora i glavne prigušnice, stanja ventilacije, razlike broja obrtaja osovina, u smeru smanjenja, blokade ili povećanja napona VM sa promenljivim nagibom u zavisnosti od režima rada locomotive, imajući kao osnov jedan sistem sa mikrokontrolerom i memorisanu soft logiku.

Ovaj sitem prima digitalne i analogne informacije koje definišu režim rada locomotive, prerađuje ove signale i redom šalje prema jedinici za prikazivanje iz dve kabine upravljačnice, koje su realizovane sa displejom u boji sa promenljivim intenzitetom osvetljenja i zvučnim modulima.

Skidanjem podataka preko posebnog nosača za prenos velike brzine (USB) i jednog programa za interpretaciju memorisanih podataka, može da se prati vremenska promena, u grafičkom obliku, svih veličina pre nastanka događaja, odnosno mogu se sačiniti statistike po tipovima kvara, grafici itd.

Sistem zaštite kod klizanja i blokiranja osovina motora, prerađuje poslate podatke od davača broja obrtaja koji su ugrađeni na svakom reduktoru i upravlja sa smanjenjem ili ograničenjem napona na grupi motora osovine koja proklizava sa određenom vrednošću u zavisnosti od brzine locomotive, od stepena proklizavanja itd.

U slučaju blokiranja jedne osovine, komanduje se otkočivanje obrtnog postolja gde se nalazi osovina kod koje se pojavio fenomen blokiranja i naglo dolazi do smanjenja sile električnog kočenja locomotive.

Održavanje i opravke

Glavna oprema, koja čini predmet modernizacije, sastavljena je od elektronskih elemenata sa statičkom komutacijom, koja ne zahteva održavanje.

Proizvodi imaju mogućnost opravke, s obzirom da se lako opravljaju zahvaljujući modularnoj konstrukciji, što dovodi do smanjenja vremena imobilizacije u slučaju pojave kvara.

U pogledu održavanja i opravke locomotive, primenom navedenog sistema modernizacije, veoma se smanjuju vremena potrebna za otkrivanje i otklanjanje defekata, zahvaljujući trenutnom prikazivanju na displeju u kabini, havarije koja se pojavila.

Na osnovu akumuliranog iskustva na železnici, kod sličnih tiristorizovanih locomotiva, sa opisanom i realizovanom u SC PROMAT SRL korišćenjem motora iz porodice LJE 108, ciklusi planiranih kontrolnih pregleda se proširuju na 92 dana sa imobilizacijom od 8 sati, zbog kontrolnog pregleda, a godišnje kod ovih pregleda se dodaje ultrazvučna kontrola osovina i zamena četkica vučnih motora.

Potrošnja energije

Uticaj na bezbednost saobraćaja i transporta na zdravlje ljudi i na čovek:

• Karakteristike pruge i uslovi saobraćaja
  • Širina koloseka - prema STAS 4397-75: 1435 mm
  • Minimalni prečnik upisivanje u krivini:
    • U depou: 90 m
    • Kod skretnice: 170 m
    • Na otvorenoj pruzi: 250 m
  • Maksimalna vrednost nadvišenja: 150 mm
• Konstruktivne i funkcionalne karakteristike
  • Tip EC / EC1
  • Raspored osovina: Bo-Bo
  • Dužina preko odbojnika: 15890 mm
  • Širina sanduka: 3100mm
  • Visina gornje ivice pantografa u spuštenom stanju od GIŠ-a : 4650mm
  • Prečnik novog točka: 1250mm
  • Prečnik poluistrošenog točka: 1210mm
  • Ukupna težina:
    • sa električnom kočnicom: 80t
    • bez električne kočnice: 78t
  • Osovinsko opterećenje:
    • sa električnom kočnicom 21t
    • bez električne kočnice: 20t
  • Nominalna snaga, prema UIC: 4000kW
  • Vučna sila Fo
    • jednočasovna 19,2 tf, za EC i 14,3 tf, za EC1
    • trajna 17,9 tf, za EC i 13,3 tf, za EC1
  • Prenosni odnos 73/20, za. EC i 104/38, za EC
  • Glavni transformator: tip MLR 5500 modifikovan
  • Vučni motori tip LJE 108, sa rednom pobudom
  • Br. stepena slabljenja polja 3
  • Otpornik za kočenje 0,42ohm

---