История электропоездов. 1961-1991 гг.

Первые опыты с внедрением системы тяги переменного тока

С 30-х годов проводились исследования по созданию системы тяги однофазного переменного тока. В 1934 г. Б. Н. Тихменев перешел на московский завод «Динамо», где сначала работал конструктором, а затем руководителем группы по проектированию первого опытного электровоза переменного тока серии ОР22-01 с управляемым ртутным выпрямителем. Борис Николаевич возглавлял работы по проектированию, монтажу и наладке этого электровоза.

Б.Н. Тихменев, безусловно, обладал даром технического предвидения, каким-то особым чутьем угадывая ход развития техники. Наиболее ярким примером этого служит выбор им в середине 30-х годов для первого электровоза переменного тока статического (тогда еще очень ненадежного — ртутного), а не электромашинного преобразователя, как на том настаивало большинство специалистов. Трансформатор, статический преобразователь, тяговые двигатели постоянного тока, асинхронные вспомогательные машины - такую структуру имеют тысячи электровозов во всем мире. Электровоз ОР22, несмотря на соответствующий времени уровень развития техники, фактически стал прототипом и образцом для всех последующих локомотивов этого рода тока.

В 1936 году было электрифицировано экспериментальное кольцо на подмосковной станции Щербинка, была предусмотрена возможность подавать в контактную сеть электроэнергию постоянного тока напряжением от 750 до 4000 В, а также переменного тока частотой 50 Гц напряжением от 19 до 30 кВ. Испытательный полигон в Щербинке стал основным местом проведения исследований по созданию новой системы электрической тяги.

В 1939-1940 годах первый опытный электровоз переменного тока ОР22-01 был изготовлен. Электровоз рассчитан на номинальное напряжение 22 кВ частотой 50 Гц. Электровоз стал основным объектом для научных исследований, в процессе работ он многократно модернизировался.

После войны Б.Н. Тихменев стал начальником технического отдела Главэлектромашпрома Министерства электротехнической промышленности. Здесь он активно занимался организаторской и конструкторской работой по созданию новых электровозов, поездов метро, пригородных электропоездов и трамваев. В этот период он не прекращал научную деятельность. В 1956 г. Борис Николаевич перешел на работу во ВНИИЖТ на должность руководителя вновь созданной лаборатории переменного тока в отделении электрификации железных дорог.

Внедрение результатов комплексной научной работы состоялось 29 декабря 1955 года, когда был открыт электрифицированный на переменном токе напряжением 22 кВ частотой 50 Гц первый в мире магистральный участок между станциями Ожерелье и Павелец длиной 137 км. Исследования продолжались и после запуска участка в опытную эксплуатацию. В 1959 году было принято решение повысить номинальное напряжение в тяговой сети до 25 кВ. Это напряжение стало стандартным на многие годы для электрификации железных дорог на переменном токе в СССР и других странах.

Опытная эксплуатация на участке Ожерелье – Павелец показала огромные резервы новой системы тяги для наращивания пропускных способностей железных дорог и неоспоримые преимущества перед другими системами тяги: постоянного тока 3000 В, постоянного тока повышенного напряжения и переменного тока напряжением 15 кВ частотой 16 2/3 Гц.

Борис Николаевич оказал колоссальное влияние на развитие электрификации железных дорог, что выразилось в принятии оптимальных технических решений и внедрении их в наиболее целесообразной последовательности. Делом всей его жизни были разработка и внедрение системы тяги переменного тока.

С открытия движения с электровозами на участке Чернореченская - Красноярск - Клюквенная протяженностью 270 км в 1959 году началась серийная электрификация магистральных дорог по системе переменного тока 25 кВ 50 Гц. В 1960 году на переменном токе уже было электрифицировано 980 км линий, в 1961 - 460 км, в 1962 - 1300 км, в 1963 - 1250 км...

Электрификация Трансиба на переменном токе дала возможность значительно повысить пропускные способности направления, выросли скорости движения и масса грузовых поездов. Учитывая, что в зону электрификации попали крупные промышленные центры, встала задача организации пригородного движения электропоездами.

Электрификация пригородных участков по системе тяги переменного тока напряжением 25 кВ (1961-1991)

В период 1959-1961 гг. были построены 4 опытных десятивагонных электропоездов ЭР7 с игнитронными выпрямительными установками. Однако было очевидно, что необходимо ограничить применение ртути в электрооборудовании для пригородных электропоездов, поэтому важной задачей стало создание выпрямителей с применением полупроводниковых материалов.

Исследования, проведенные в ЦНИИ МПС, позволили создать первые кремниевые силовые диоды и выпрямительные установки для электропоездов. Эксперименты на моторных вагонах электропоездов ЭР7, которые получили обозначение ЭР7К, проводились на экспериментаьном кольце в 1961 году. Положительные результаты позволили принять решение о серийном внедрении полупроводниковых выпрямителей.

С 1962 года переоборудованные электропоезда ЭР7К эксплуатировались в Горьковском пригородном узле, к тому времени уже переведенном на переменный ток.

С начала 70-х годов электрификация ж.д. СССР проводится преимущественно на переменном токе, к 1991 году протяженность дорог, электрифицированных на переменном токе, составила 27,4 тыс. км, практически сравнявшись с протяженностью полигона постоянного тока.

На переменном токе были электрифицированы пригородные узлы городов Горький, Киев, Минск, Ростов-на-Дону, Красноярск, Таллин, Вильнюс, Одесса, Краснодар, Ташкент, Барнаул, Хабаровск, Владивосток.