CityElefant

Popis elektrického vozu ř. 471

1. Užití
2. Stručný popis
3. Hlavní technická data
4. Řídící obvod
vinutí. Trakční střídač je kapacitním filtrem rozdělen na dvě části v serii po 1500 V jmenovitého napětí. Z každé části se napájí po jednom vinutí obou motorů. Z tohoto důvodu je potřeba, aby všechna kola v jednom podvozku měla stejný průměr, jako u mechanicky propojených dvojkolí. Je vybaven pneumatickou brzdou, elektrodynamickou s brzděním rekuperačním, v případě vzrůstu napětí na vstupním filtru nad 3600 V pak odporovým, magnetickou brzdou s permanentními magnety, ruční brzdou, padákem a kotvou. Řízení je mikroprocesorové. Vůz má též zdroj 540 Vss pro vlastní spotřebu a napájení nejvýše dvou dalších vozů.

Elektrický vůz 471 je určen pro provoz na tratích ČD s rozchodem 1435 mm elektrifikovaných stejnosměrným systémem 3 kV jako hnací vozidlo jednotek pro příměstskou dopravu. Jednotku tvoří s řídícím vozem ř. 971 a případně jedním vloženým vozem ř. 071. Vybavení umožňuje provoz nejvýše čtyř spojených třívozových jednotek.

Elektrický vůz je určen pro použití ve středoevropském klimatickém prostředí v teplotách –30 st.C až +40 st.C při relativní vlhkosti vzduchu do 90% při teplotě 20 st.C.

Elektrický vůz je hnacím vozidlem patrových elektrických jednotek. Má oddíly 1. a 2. třídy. Pohon je proveden asynchronními trakčními motory s vlastní ventilací, napájenými z napěťových střídačů. Trakční motory jsou zapojeny do dvojité hvězdy, tedy každý motor má dvě odděleně napájená

 

Rozdělení prostorů:

Půdorysně je prostor rozdělen na tři části – střední dvoupodlažní část a části nad podvozky. Ve střední části se nahoře nachází oddíl 1. třídy s 23 sedadly pro cestující a WC. Naproti WC je ještě skříň VN se stykači a pojistkami topení. Ve spodní části se nalézá oddíl 2. třídy s 31 sedadlem, prostorem pro přepravu bicyklů, kočárků a invalidních vozíků. Na obou stranách tohoto oddílu jsou nástupní prostor

Ze zadního nástupního prostoru vedou schody do horního oddílu a do zadní části vozu, kde je umístěno 5 sedadel 2. třídy a dále pokračuje podle pravé bočnice chodbička k mezivozovému přechodu a dveřím do zadní strojovny.

Na WC u předního nástupního prostoru navazuje prostor přední strojovny – za dveřmi se nacházejí schody. Strojovna je cestujícím nepřístupná, avšak přístupná při zdviženém sběrači. Na strojovnu navazuje stanoviště strojvedoucího.

Zařízení zadní strojovny:

K orientaci poslouží ulička směrem k přednímu čelu vozu. Za dveřmi se u levé bočnice nacházejí panely pneumatických přístrojů a brzdy, nad nimi pomocné vzduchojemy a pod nimi rozvaděč s příslušenstvím. Na podlaze se nachází pomocný kompresor a za ním o něco výše rozvaděč brzdy s příslušenstvím. Narazíme na zábranu upozorňující na prostor vysokého napětí. Za ní se po pravé straně nachází skříň se šroubovým kompresorem proti n

Zařízení přední strojovny:

Po levé straně strojovny vede ulička na stanoviště strojvedoucího. Její pravou stranu tvoří skříň měničů trakce, primárního měniče a měniče brzdy. Za ní se nachází brzdový odporník. U stěny WC je elektricky ovládaný brzdič a nad WC se nalézá vodní hospodářství s čerpadlem, žebřík pro nouzové opuštění oddílu 1. třídy a hydraulické pumpy pro zdvižení magnetické brzdy. Nad tím je umístěn klimatizační agregát.

Stanoviště stroj

Strojvedoucí sedí přibližně v podélné ose vozidla. V pultě má osazenu klávesnici automatického vedení vlaku (AVV), hlavní jízdní páku, která zároveň ovládá i pneumatickou brzdu, ovladač přídavné a magnetické brzdy, ovladače dveří, směru, přepínač režimu jízdy, dálkových světel, ovladač spřáhla atd. Ve “svislé” části pultu je umístěn displej s dotykovým ovládáním, kde se zobrazují údaje pro jízdu vlaku a poruchy, dále pak diagnostika automatického vedení vlaku, pohonu, informačního systému, poruch

, a to pro jakýkoli vůz v soupravě. Dále je zde zobrazovač elektronického rychloměru, ovládací deska radiostanice, kontrolka dveří, manometry. Vpravo vedle pultu je ventil záchranné brzdy a vlevo ovládání plošiny a dveří. Na oknech jsou vzduchem vyklápěná zrcátka. V zadní stěně se nalézá především řídící počítač, dále rychloměr, VZ a některé další přístroje.

Rozchod	1435 mm
Obrys vozu	UIC 505-1 s rozšířením v horní části
Max. rychlost	140 km/h
Min. poloměr oblouku	120 m, 90 m za zvláštních opatření
Délka přes styčné roviny spřáhel	26 400 mm
Šířka vozu	2 820 mm
Výška nad TK	4 635 mm
Počet sedadel	36 + 23 1. tř.
Míst k stání	65
Hmotnost prázdného vozu	62,7 t
Hmotnost plně obsazeného	73 t
Vodojemy	1x 400 l
Napěťová sou stava	3 kV ss
Trvalý výkon	2000 kW
Rychlost při trvalém výkonu	70,4 km/h
Max. tažná síla	180 kN
Max. rozjezd. proud 1 fáze	268 A
Výkon EDB	1700 kW
Baterie	24 V – 300 Ah
Vlakový zabezpečovač	LS 90f
Rychloměr	LTE 11.101 – Metra Blansko

 

y

Každý vůz je vybaven řídícím počítačem. Tento počítač komunikuje s počítači ostatních vozů pomocí dvou WTB linek. Komunikace uvnitř vozu se používají převážně CAN. Komunikace strojvedoucího s vozidlem se děje prostřednictvím dotykového displeje v pultě, klávesnice AVV a samozřejmě dalších ovládačů, z nichž se informace většinou také přenáší komunikací CAN. Každý z obou měničů má vlastní řídící počítač, který komunikuje s vozovým počítačem, který mu zejména předává požadavek velikosti tahu kladného nebo z

áporného. Jízda jednotky se děje ve třech režimech: abezpečovačem, případně zadávané strojvedoucím, a jeho zastavení v obvyklém místě. Podrobněji je popsán v části věnované ř. 470. sou vsazena v pryžových profilech.

Trakční podvozky jsou dvounápravové s rámem svařované konstrukce, dvojitým vypružením a hydraulickým tlumením. Primární vypružení je tvořeno ocelovými šroubovými pružinami, sekundární vypružení vzduchovými pružinami membránového typu. Podvozky jsou vybaveny kotoučovými brzdami s brzdovými kotouči na discích kol. Přední podvozek má přední nápravu vybavenou mazáním okolků, zadní podvozek je vybaven ruční brzdou působící na obě nápravy a magnetickou brzdou s permanent

Hlavní údaje:

rozvor	2600 mm
hmotnost s mg brzdou/bez mg brzdy	12,8 / 12,0 t
průměr kol nových / opotřebených	920 / 854 mm
průměr náprav	150 mm
nápravová ložiska	válečková, dvouřadá
materiál kola	R8T

Rám podvozku je tvořen dvěma podélníky se sníženou střední částí, příčníkem a dvěma trubkovými čelníky. Středem příčníku prochází otočný čep, na kterém je připojen přímovod k přenosu podélných sil. V příčném směru vymezují pohyb pryžové narážky. Dvojkolí je vedeno ojničkami. Na k

Skříň vozu spočívá na 4 vzduchových membránových pružinách. Pod každou z pružin je pryžokovový sloupek nouzového vypružení. Vypružení je regulováno na stálou výšku skříně nad rámem podvozku regulačním ventilem, kterým je opatřena každá z pružin. Pro případ zachování bezpečnosti proti vykolejení je vždy mez

aždé ložiskové skříni se nacházejí dvě šroubovité pružiny, uvnitř pružiny vzdálenější od středu podvozku se nachází hydraulický tlumič. Převodovka je dvoustupňová. Vstupní hřídel tvoří přímo kuželový konec hřídele tr. motoru. Předlohový a výstupní hřídel jsou ve kříni uloženy oboustranně. Výstupní hřídel je dutý a skrz něj prochází náprava. Je zakončen unašečem, na který je připojen pomocí 4 párů lamel dutý hřídel. Ten je na svém druhém konci stejně spojen s nápravou. Převodovka s trakčním motorem tvoří pevný celek a tento je pomocí silentbloků připojeno k rámu podvozku. Většina kabeláže povozku je svedena do svorkovnice na předním čelníku, vzduchové potrubí je připojeno na zadním čelníku. i pružinami v podvozku umístěn přepouštěcí ventil, který nedovolí rozdíl tlaků vyšší, než 2 bary. Ve svislém i příčném směru jsou pohyby skříně vůči rámu podvozku tlumeny dvojicí hydraulických tlumičů, vrtivé pohyby podvozku jsou tlumeny podélnými tlumiči.

Základní parametry:

Označení	ML4144K/6
Výrobce	Škoda TM
Trvalý výkon	500 kW
Jmenovité sdružené napětí	1130 V
Jmenovitý fázový proud	2x 160 A
Otáčky jmenovité / max.	1992 / 3975 za min
Chlazení	vlastní
Hmotnost	1150 kg
Uložen í	v rámu podvozku
Přenos kroutícího momentu	dutý hřídel
Převod	1:4.732

 

Typ	1NSP1
Výrobce	Škoda DOP
Obsah:	- 2x 3-fázový napěťový trakční střídač – 12x IGBT 1200 A, 3300 V, oba v serii - pulsní měnič EDB - primární měnič – 4x IGBT 800 A, 3300 V - transformátor pom. pohonů YJLW 9W – 205 kVA, 400 Hz - usměrňovač sítě pom. pohonů 540 Vss - vyhlazovací tlumivka pom. pohonů 324 A, 4 mH - sekundární střídač motoru kompresoru - sek. střídač ventilátoru brzd. odporníku – 2x IGBT 1200 A, 3300 V
Výstupní napětí tr. střídače	2x 3f 0 – 1130 V; 0 – 200 Hz
Jmenovitý proud tr. střídače výstupní	405 A
Jmenovitý proud EDB	495 A
Trvalý výkon prim. měniče	145 kVA

 

Zadní strojovna:

Typ	2NSP1
Výrobce	Škoda DOP
Obsah:	- 2x 3-fázový napěťový trakční střídač – 12x IGBT 1200 A, 3300 V, oba v serii - tlumivka hlavního filtru 700 A, 4,5 mH
Výstupní napětí tr. střídače	2x 3f 0 – 1130 V; 0 – 200 Hz
Jmenovitý proud tr. střídače výstupní	405 A

 

Označení	SE120.1 LOK
Výrobce	Atmos
Příkon	22 kW
Výkon	120 m3/h
Přetlak	10 bar
Poj. ventil	12.5 bar
Hmotnost	320 kg

 

Vozidlo je vybaveno samočinnou brzdou, přímočinnou, doplňkovou a parkovací. Samočinná brzda je ovládána elektrickým brzdičem DAKO BSE. Brzdič je řízen hlavní jízdní pákou na stanovišti strojvedoucího anebo zařízením automatického vedení vlaku. Dále jsou na hlavním potrubí připojeny záklopky záchranné brzdy, vypouštěcí ventil rychlobrzdy v pultě a ventil VZ. Vozi

dlo je vybaveno rozvaděčem DAKO BV1 Dm8” s přídavným ventilem DAKO DSV umožňujícím regulaci podle zatížení.. Přímočinná brzda je ovládána elektrickým ovladačem, který slouží i pro zajištění magnetickou brzdou. Doplňková brzda doplňuje účinek EDB při vysoké rychlosti a při poklesu rychlosti vozidla tak, aby požadovaný záporný poměrný tah zůstal zachován. Parkovací brzda přivede při zastavení vozidla vzduch o tlaku 2 bary přes elektropneumatické ventily do brzdových válců.

 

ípadě závady prim. měniče), baterie 24 V, vodiče řízení a WTB komunikační linky.

471.001 se nesnese se 471.003

Příčiny tohoto jevu byly dvě. Jednak SW byl snad upraven z metra, takže počet vozů v jednotce zůstal omezen na pět. Poté, co se toto podařilo odstranit, zjistilo se, že jednotky spolupracují na místě, ale běda, chce-li se, aby jely. Vzápětí zasahoval nadproud hlavního vypínače. Proč ale s dvojkou může jezdit 1 i 3, ale spolu nikoli? I tady se našla příčina. Dvojka měla osoustružená kola na jiný průměr. Když se ale spojily jednotky se stejnými koly, do

Výbuchy IGBT + poruchy trakčních motorů

Dosud nebyly zcela odstraněny. Příčiny jsou různé. Řídící počítač měniče umožňoval v určitém případě otevření obou tranzistorů jedné fáze do zkratu. Další příčinou byly poruchy isolace trakčních motorů. Zejména v místech připojení kabelů docházelo vlivem tepelně-mechanického namáhání ke vzniku trhlinek v isolaci. Pokud zde došlo ke vzlíná

Na vysvětlenou: IGBT modul není jeden velký tranzistor, ale obsahuje mnoho polovodičových přechodů v serii ve třech paralelních větvích. Tyto přechody mohou odcházet postupně, až zbytek již neudrží potřebné napětí a prvek exploduje. Isolační stav stejnosměrného motoru postačí i tři megaohmy. U asynchronního motoru pokles pod 100 MOhm signalisuje poruchu isolace.

Bude provedena rekonstrukce, takže chladící vzduch bude nasáván od výfuku trakčních měničů.

cházelo k rozkmitání napětí na filtrech a zásahům nadproudů. Toto se odstranilo přidáním tlumícího odporníku před vstupní tlumivku.ní znečištěné vody, došlo ke snížení isolačního stavu a tím pravděpodobně i k opakovanému poškození IGBT, neboť ochrany zřejmě nedokázaly dostatečně rychle zasáhnout. Motor má vlastní chlazení a vzduch se násává z prostoru kol, takže zvířený déšť a železné piliny udělají své.

Skluzy

Strojvedoucí si stále častěji stěžovali, že jednotka nejede, že se klouže. Poměr adhezní k celkové váze jednotky je zde skutečně mnohem horší, než u řad 451 a 452. Příčina ale nakonec ve většině případů byla jinde. Na motorech jsou v místě sání vzduchu snímače otáček. Tato čidla

se ukázala jako nepříliš spolehlivá, otázka je, nakolik je to vada konstrukce a několik prostředí, ve kterém pracují. Pokud ukazují chybný údaj, počítač měniče to vyhodnotí jako skluz a snižuje trakční výkon.

VZ

Rušení VZ bylo objeveno až po nějakém čase. Mělo to několik příčin – VZ bylo obecně málo spolehlivé i na ostatních lokomotivách a strojvedoucí měli spoustu jiných starostí, aby vůbec dojeli. Pak si toho ale začli všímat (možná také proto, že zrovna chodili k přezkouškám) a proto se tento jev začal v

Voda

V zimě docházelo k vypouštění vody kvůli rychlému poklesu teploty v neizolované strojovně a hrozbě zamrznutí. Vodní hospodářství bylo přesunuto nad WC a dodatečně zaisolováno.

íce sledovat. Bylo zjištěno, že ztráty přenosu návěstí a prosvěcování jiných návěstích znaků se objevují při rychlostech 35-70 km/h při poměrném výkonu nad 40 procent. Poté, co byly jednotky odstaveny z provozu, se tímto problémem začal výrobce zabývat, což trvalo asi tři čtvrtě roku. Byly vyzkoušeny různé úpravy vedení kabelů, otočení snímačů, aby byly dále od motorů. Každé z dílčích opatření snížilo úroveň rušení asi o 60 procent, všechna dohromady taky o 60 procent. Ta příroda! V současné době je rušení téměř odstraněné, pokud dojde ke zhasnutí, není tak dlouhé, aby bylo nutno obsloužit tlačítko. Zbývá ještě vymyšlení nové vstupní karty, která lépe odliší efektivní signál od rušení.

Komunikace

Při spojení tří jednotek již nastávaly potíže. Komunikace byla zesílena tak, aby vozidlo splňovalo zadání technických podmínek.

Magnetická brzda

Občas se nepřestaví permanentní magnety a uniká vzduch z řídící jednotky. Závada byla konečně předvedena i zástupcům výrobce a ten hledá řešení

Zatékání

Na všech jednotkách byla asi třikrát přetmelována okna. Konečně už snad do nich neteče. Zato v některých informačních tabulích je dost vlhko.

Informační systém

Vychází z asi 10 let starého zadání. Odbor osobní přepravy (O 16) zatím nevyvíjí žádný tlak, snad se podaří dohodnout se s Ropidem a O 16. co tam má být, a následně s Metrou a Unicontrolsem, co a kdy je možné udělat. Čelní informační panel prý před lety zavrhl O 16.

Uvolňování brzdových kotoučů na motorových vozech

Nevhodné pojistné kroužky systému ségrovky byly nahrazeny šroubovanými. Taktéž následek přenosu kroutícího momentu na malém průměru náboje – pružné kolíky se omačkávají.

Vakuové WC

Snad bude od 23. jednotky. Předtím zřejmě nikoho nenapadlo, že by tam mohlo být.

Na vozidle jsou použita spřáhla DELLNER. Na straně stanoviště strojvedoucího je automatické spřáhlo prakticky konstrukčně shodné se spřáhly Scharfenberg. Zajišťuje i propojení vzduchových potrubí. Svorkovnice po stranách propojují zasouvacími konektory 540 Vss (zapojeno pouze v př

Poloautomatické spřáhlo na zadním čele propojuje totéž, spojuje se dvěma šrouby s matkami zajištěnými závlačkami. Styčná plocha je opatřena naváděcím otvorem a trnem.

Obě spřáhla jsou vybavena plynohydraulickou tlumící patronou, která tlumí jak běžné rázy, tak při vlastní deformaci i náráz větší.

Začátky provozu a významnější data jsou v rubrice Novinky. Zde jsou popsány některé z problémů provázející počátky provozu.

ními magnety.y s dvoukřídlými dveřmi a s nástupní hranou ve výši 550 mm nad TK. Směrem ke stanovišti strojvedoucího navazuje ještě WC přizpůsobené pro cestující na vozíku. Přilehlý nástupní prostor je také vybaven dvěma zdvihacími plošinami s nosností 250 kg. Podlaha spodního oddílu je ve výšce 475 mm nad TK, horního 2560 mm nad TK. Podlaha částí nad podvozky je ve výši 1280 mm nad TK.í u okna blok hlavního vypínače. Jeho komora se téměř dotýká stropu, pod ním jsou ještě umístěny nabíjecí odpory filtru, rychlá ochrana filtru, ruční uzemňovač a další přístroje. Za touto sestavou se dole nalézá stykač K 35 (odpojuje VN obvody např. při stažení sběrače, aby se neničil podstatně složitější a dražší hlavní vypínač) a přepojovače pro napájení 3 kV z kabelu. V úrovni hlavního vypínače je nad chodbičkou výlez na střechu. Po pravé straně pak trakční měnič zadního podvozku. Nad koncem uličky se nachází regulační jednotka sběrače (přítlak řízen tlakem vzduchu ve vlnovci) a vlevo u zadní stěny kondenzátory filtru a radiostanice. Na střeše nad zadní strojovnou pak nalezneme polopantografový sběrač proudu, odrušovací tlumivku a kondenzátory, bleskojistku a pod krytem u zadního čela tři 150-litrové vzduchojemy.vedoucího

• manuálním, kdy strojvedoucí přímo zadává požadovaný tah,
• regulace rychlosti, kdy je předvolena rychlost a případně strojvedoucím omezen maximální tah a výkon,
• režim automatického vedení vlaku, který ovšem vyžaduje osazení magnetických informačních bodů příslušném traťovém úseku a zanesení mapy tratě a jízdních řádů vlaků do vozového počítače. Tento systém umožňuje jízdu vlaku optimální rychlostí pro dodržení GVD s ohledem na návěsti přenášené vlakovým z

1. Skříň vozu
2. Podvozky
3. Vypružení skříně
4. Trakční motor
5. Trakční střídače

   Přední strojovna:

6. Šroubový kompresor
7. Brzda vzduchová
8. Spřáhla
9. Provoz, zkušenosti, závady a změny

je lehké svařované konstrukce integrální stavby z hliníkových velkoplošných protlačovaných profilů. Čelní stěna kabiny strojvedoucího je tvořena samonosnou sendvičovou konstrukcí z laminátu a vytvrzovací pěny. Na koncích vozu je skříň opatřena narážkami, které slouží k ochraně automatického spřáhla a k nakolejování vozidla. Před pultem je konstrukce svařená z hliníkových profilů a plechů pro bezpečnost obsluhy. Nátěr je proveden polyuretanem. Čelní sklo je vrstvené vlepené, vyhřívané, ostatní skla j