Тягу и электрическое торможение электропоезда ЭР200 обеспечивают двухвагонные секции (МТ + М). Тяговые двигатели каждой пары моторных вагонов соединяют в пределах секции либо последовательно (С), либо последовательно-параллельно (СП). Во втором случае, восемь тяговых двигателей секции соединены в две параллельные цепи по четыре двигателя в каждой.
Характеристики тяговых двигателей. Рабочие характеристики секции определяются основными рабочими (электромеханическими) характеристиками тягового двигателя, отнесенными к ободу колес моторного вагона («скорость—ток», «сила тяги—ток» и «к. п. д. — ток»), при полном и ослабленном возбуждении, последовательном и последовательно-параллельном соединении (расчетных напряжениях на коллекторе 375 и 750 В), диаметре колеса 950 мм и передаточном числе 2,35.
В основу приведенных на рис. 9 характеристик тягового двигателя положены данные испытаний на стенде первых выпущенных заводом двигателей 1ДТ-001.
Тяговые и токовые характеристики секции. На основании характеристик тягового двигателя построены тяговые и токовые характеристики двухвагонной секции электропоезда ЭР200 (рис. 10 и 11). Чтобы получить тяговые характеристики всего электропоезда, требуется умножить полученные на рис. 10 и 11 значения силы тяги и тока секции на число тяговых секций в составе поезда (на 3 в восьмивагонном либо на 6 в 14-вагонном поезде). Пусковая сила тяги (огибающая тяговых характеристик) показана на рис. 10 при пусковом токе тягового двигателя 400 А. При данном токе, как было установлено тягово-энергетическими испытаниями, обеспечиваются требуемые тяговые показатели (путь и время разгона до наибольшей скорости, средняя техническая скорость движения на расчетном перегоне) восьмивагонного электропоезда ЭР200 с тремя двухвагонными тяговыми секциями. Для поезда, состоящего из большего числа тяговых секций, пусковой ток следует корректировать в зависимости от фактических условий электропитания. Дело в том, что независимо от суммарной токовой нагрузки контактной сети напряжение на токоприемниках электропоезда не должно быть ниже 2,8 кВ (если пусковой ток тягового двигателя 400 А, суммарная нагрузка контактной сети равна 2,4 кА при восьмивагонном и 4,8 кА при 14-вагонном электропоезде).
Рис. 9. Характеристики тягового электродвигателя 1ДТ-001 на ободе колеса при расчетных напряжениях на коллекторе 750 и 350 В
Рис. 10. Тяговые характеристики секции (МТ+М) электропоезда ЭР200 при Ua = 3000 В, u = 2,35, D =950 мм
Тяговые и тормозные расчеты ведут для нормального заполнения вагонов электропоезда ЭР200 (занято 100% мест для сидения). Во время разгона электропоезда тиристорная система регулирования выполняет плавное бесступенчатое изменение возбуждения тяговых двигателей от ПП до ОП 20% при соединении двигателей С или СП, не фиксируя промежуточные значения возбуждения. На рис. 10 штриховыми линиями показаны огибающие кривые тяговых характеристик при часовом токе тяговых двигателей 360 А и продолжительном 320 А.
Сравним тяговые характеристики высокоскоростного электропоезда ЭР200 с тяговыми характеристиками пригородных электропоездов ЭР2 и ЭР22В, имеющих максимальную скорость движения 130 км/ч, но развивающих в 2 раза большее ускорение при пуске и в 1,5 раза большее среднее ускорение при разгоне до скорости 60 км/ч (рис. 12). Эти электропоезда имеют разные массы, поэтому особенности их тяговых характеристик (сходство или различие) приходится оценивать не по абсолютному значению силы тяги на ободе колес, а по относительному приходящемуся на единицу массы поезда брутто.
Рис. 11. Токовые характеристики секции (МТ+М) электропоезда ЭР200
Из рис. 12 видны специфические тяговые преимущества пригородных электропоездов в диапазоне низких скоростей и междугородного электропоезда ЭР200 в зоне высоких скоростей. Для более полного сопоставления тяговых свойств электропоездов различного назначения следует учитывать также характер кривой сопротивления движению.
Рис. 12. Удельные тяговые характеристики электропоездов:
Рис. 13. Тормозные характеристики секции (МТ+М) электропоезда ЭР200 при реостатном торможении (Iд=400 А, u= 2,35, D=950 мм)
Тормозные характеристики. Из рис. 13 видно, что при торможении от 200 до 114 км/ч в процессе плавного регулирования возбуждения тяговых двигателей от 23 до 65% тормозная сила секции возрастает от 50 до 80,8 кН. Далее до скорости 35 км/ч тормозная сила поддерживается равной 89,2 кН при постоянном возбуждении двигателей (100%) и плавном межступенчатом регулировании сопротивления тормозного реостата. При скорости, равной примерно 35 км/ч, истощающийся электрический тормоз автоматически замещается электропневматическим.
