Наиболее перспективным направлением повышения эффективности электролокомотивов является перевод их тягового электропривода от контактной сети с постоянного тока напряжением 3 кВ на переменный ток напряжением 25 кВ с использованием DC/DCконверторов и DC/AC-инверторов. Кроме того, все больше расширяется сфера применения водородных и электрохимических накопителей электроэнергии в виде соответственно топливных элементов (ТЭ) и аккумуляторных батарей (АБ) с отказом от контактной сети или дизельгенераторов.
В связи с тем, что железнодорожный транспорт является наряду с энергетикой одним из самых устойчивых и консервативных направлений, в работе анализируются структуры и виды существующего тягового электрооборудования ведущих фирм АВВ, Siemens и др., которые отражены в [1–4]. Эти структуры и требования отечественных стандартов и правил, например, отраженных в [5], должны быть учтены при переходе к электролокомотивам на водородной тяге без контактной сети с использованием аккумуляторных батарей (АБ) и топливных элементов (ТЭ), приведенных в [6–9]. Библиографический перечень [10–13] охватывает проблему водородного накопления, вопросы преобразования электроэнергии отражены в [14–18].
Цель настоящей работы состоит в выборе структуры и оценке тяговых характеристик современных электролокомотивов с водородной и гибридной тягой.
Электрооборудование грузового электролокомотива (ЭЛ) BORDLINE CC1500 DC(MS)_3kV разработки фирмы АВВ выполнено в виде компактных конвертеров DC/DC и DC/AC, установленных в шкафу модульной конструкции повышенной надежности и оптимизируемой стоимостью жизненного цикла. Указанный шкаф размещается в кабине машиниста и получает питание от контактной сети 3 кВ через распределительное устройство с выключателями и фильтр, как показано на рис. 1. На рис. 1 представлена структурная схема тягового электропривода ЭЛ BORDLINE CC1500 DC_3kV. На рис. 1 принимаются следующие обозначения: РУ – распределительное устройство; фильтр – в составе дросселя и конденсатора; И1 – тяговый инвертор; К1 – конвертор блока тормозных сопротивлений; К2 – конвертор вспомогательного питания (ВСП).