Электровоз ВЛ8В: один род тока, но два напряжения
В 60-х годах в Советском Союзе две трети электрифицированных железных дорог работали на постоянном токе. Несмотря на широкое распространение и некоторые достоинства система постоянного тока из-за низкого напряжения требовала сооружения дополнительных промежуточных тяговых подстанций и больших финансовых затрат на усиление устройств энергоснабжения на грузонапряженных участках. Поэтому по мере возможностей некоторые участки с постоянным током переоборудовались на систему переменного тока. Но это переоборудование требовало дорогостоящих работ по переделке устройств связи и автоблокировки, а также полную замену парка электровозов.
Одновременно проводились исследования по повышению напряжения в контактной сети постоянного тока до 6000 Вольт, на что потребовалось-бы гораздо меньше финансовых вложений, это позволяло сохранить практически все существующее оборудование системы электроснабжения. Но применение для тяги поездов постоянного тока напряжением 6000 Вольт требовало замены на электровозах и электропоездах контактно-реостатного управления на импульсно-тиристорные преобразователи. Также учитывалось, что данные преобразователи позволят плавно регулировать напряжение, подводимое к тяговым электродвигателям и осуществлять рекуперативное торможение на всех диапазонах скоростей. Сказано – сделано, специалистами Московского энергетического института и конструкторским бюро по электровозам Совета народного хозяйства Грузинской ССР в 1964 году на базе электровоза постоянного тока ВЛ8, был разработан проект восьмиосного электровоза постоянного тока, который работал при номинальном напряжении 3000 и 6000 Вольт.
В 1966 году Тбилисский электровозостроительный завод переоборудовал серийный электровоз ВЛ8 под данную систему двух величин рабочего напряжения. Локомотив получил обозначение: ВЛ8В-001. При работе электровоза от сети напряжением 3000 Вольт все его тяговые параметры сохранялись. При работе от сети напряжением 6000 Вольт подключалась преобразовательная установка. Эта установка проектировалась с 12 тиратронами и инверторным трансформатором. Работала эта система так – постоянный ток высокого (6000 Вольт) напряжения преобразовывался в трехфазный ток повышенной частоты, который далее трансформировался в ток более низкого напряжения, выпрямлялся и питал тяговые электродвигатели.
Электровоз ВЛ8В представлял из себя следующую конструкцию – на обоих секциях устанавливались преобразовательные установки, но на одной секции эта установка монтировалась с тиратронами, а на другой устанавливалась с использованием тиристоров. На данной секции был установлен частотный статический преобразователь постоянного тока в постоянный ток регулируемого напряжения. Такие преобразователи имели шесть фаз, в каждой из которых устанавливались реакторы, конденсаторы, тиристоры и диоды. В общем получилась довольно интересная конструкция и самое главное – ВЛ8В первый в мире электровоз постоянного тока, рассчитанный на напряжение 6000 Вольт. Но первый свой пробег протяженностью 5 км данный электровоз совершил при напряжении 3000 Вольт в декабре 1966 года, на путях Закавказской железной дороги и работала секция с тиратронными преобразователями. В период с 1967 по 1969 год локомотив совершал опытные поездки под обоими напряжениями на различных участках этой магистрали. После проведенных испытаний электровоз был дооснащен оборудованием для рекуперативного торможения, которое впоследствии было испытано. В 1969 году секция с тиратронным преобразователем была переделана на тиристорный, как другая секция.
Но система электрификации постоянным током напряжением 6000 Вольт не нашла дальнейшего применения и электровоз ВЛ8В до 1973 года трудился на вывозной работе под обычным напряжением в 3000 Вольт.