VL60型電力機車（俄語：ВЛ60），原稱為N6О型電力機車（俄語：Н6О），是蘇聯(lián)鐵路的電力機車車型之一，也是蘇聯(lián)第一種投入批量生產(chǎn)的干線交流電力機車，適用于供電制式為25千伏50赫茲工頻單相交流電的電氣化鐵路，由諾沃切爾卡斯克電力機車廠設計制造，總產(chǎn)量超過2600臺。在1957年至1967年間長達10年的生產(chǎn)過程中，機車廠對機車進行了多項改進，并衍生了一系列車型，包括改變齒輪傳動比的VL60P型客運機車，具有再生制動功能的VL60型機車，以硅整流器取代引燃管整流器的VL60型機車，以及試驗級間相控平滑調壓的VL60型機車等。

1958年，蘇聯(lián)向中國提供了VL60型電力機車的設計資料和生產(chǎn)技術，由株洲機車車輛工廠和湘潭電機廠聯(lián)合仿制，于1958年12月試制了中國第一臺干線電力機車，定型為6Y1型電力機車，即后來的韶山1型電力機車。

外文名

VL60 type electric locomotive

生產(chǎn)年份

1957年—1967年

研制歷程

VL61型012號機車

1950年代初，蘇聯(lián)在第五個五年計劃期間，開始了大規(guī)模的電氣化鐵路建設計劃，并決定在更多鐵路采用交流供電制式。1952年，諾沃切爾卡斯克電力機車廠開始設計一種新型交流電力機車。1954年，該廠試制了首兩臺NO型電力機車，后來改稱為VL61型電力機車。VL61型電力機車是典型的整流器式電力機車，采用交—直流電傳動和引燃管整流器，持續(xù)功率為2,010千瓦。1955年至1956年間，該型電力機車在莫斯科鐵路局管內的20千伏工頻單相交流電氣化鐵路試驗段進行了試驗運行，其主要性能指標均達到了設計要求。1956年，在莫斯科召開的蘇共第二十次代表大會上，正式通過了大規(guī)模過渡到電力及內燃牽引的決定，蘇聯(lián)鐵路決定在15年內建造40,000公里的電氣化鐵路。與此同時，蘇聯(lián)正式停止生產(chǎn)干線蒸汽機車，開始生產(chǎn)功率更大的VL8型直流電力機車和TE3型柴油機車。

1956年，諾沃切爾卡斯克電力機車廠開始在VL61型電力機車的基礎上，開發(fā)研制新一代的大功率交流電力機車，并設定了下列技術指標：適用于20千伏50赫茲單相交流電氣化鐵路，功率等級為4000千瓦，構造速度為110公里/小時，機車重量為138噸，車輪直徑為1250毫米，持續(xù)牽引力為33,000公斤，持續(xù)速度為45公里/小時。經(jīng)過廣泛的討論，諾沃切爾卡斯克電力機車廠于1957年1月開始該項目的技術設計工作，并決定首先試制兩臺實驗機車。新機車被定型為N6O型電力機車（Н6О），其中“N”代表諾沃切爾卡斯克電力機車廠，“6”代表六軸機車，“O”代表單相交流電。

N6O

N6O型001號機車

1957年12月和1958年2月，諾沃切爾卡斯克電力機車廠先后試制了首兩臺原型車。N6O-001、N6O-002號機車安裝了НБ-410型牽引電動機，小時功率為695千瓦，持續(xù)功率為610千瓦。兩臺機車采用了不同的齒輪傳動比，分別為1：4.19（N6O-001）和1：3.74（N6O-002），連續(xù)牽引力為27500公斤和24600公斤，持續(xù)速度分別為47.5公里/小時和53.2公里/小時，最高運行速度為100公里/小時。1958年初，兩臺原型車先后在全蘇鐵道運輸科學研究院的環(huán)形鐵道試驗基地，以及莫斯科鐵路局管內奧熱列利耶至帕韋列茨區(qū)段進行了牽引試驗。而001號機車并赴外高加索鐵路局管內哈舒里至博爾若米區(qū)段進行了動力學性能試驗。[1]

VL60

在圣彼得堡華沙站的十月鐵路博物館內展示的VL60K型065號機車

1958年10月，蘇聯(lián)交通部決定對西伯利亞鐵路的馬林斯克—克拉斯諾亞爾斯克—濟馬區(qū)段改造為交流電氣化鐵路，并批準N6O型電力機車投入批量生產(chǎn)。1959年，蘇聯(lián)決定將交流電氣化鐵路升壓至25千伏，N6O型電力機車亦作出相應改造，更換了變壓器的原邊繞組。同年，根據(jù)首兩臺原型車的試驗結果，諾沃切爾卡斯克電力機車廠試制了第三臺VL60型電力機車，并開始投入批量生產(chǎn)。003號機車的轉向架懸掛裝置、制動裝置均作出了改進，并改用了НБ-412型牽引電動機，齒輪傳動比調整為1：3826。自1963年1月起，諾沃切爾卡斯克電力機車廠迫于在新切爾卡斯克事件后所受到的政治壓力，N6O型電力機車根據(jù)蘇聯(lián)交通部的指示改稱為VL60型電力機車。[1]

VL60型157號機車

1960年代初，VL60型電力機車曾經(jīng)是蘇聯(lián)交流電氣化鐵路的主力電力機車，首先大量配屬克拉斯諾亞爾斯克鐵路局投入服務，后來陸續(xù)配屬到北高加索鐵路局、敖德薩-基希訥烏鐵路局、高爾基鐵路局、遠東鐵路局、東南鐵路局和莫斯科鐵路局。在生產(chǎn)過程中，諾沃切爾卡斯克電力機車廠對VL60型電力機車作出了持續(xù)的改進，包括牽引電路、保護系統(tǒng)、輔助電路、控制電路等方面，以提高機車運用的可靠性。1964年，隨著機車使用時間和運行里程的增加，VL60型電力機車陸續(xù)進入第一個大修周期。在大修期間，所有早期生產(chǎn)的VL60型電力機車都將引燃管為串聯(lián)連接，并繼續(xù)使用ЭКГ-60/20型調壓開關。從1965年第二季度開始，電力機車大修廠開始按照1435號機車的標準化牽引電路，對VL60型電力機車進行改造，包括采用串聯(lián)連接的ИВП-500/5型引燃管、ЭКГ-8А型調壓開關、感應分流器、引燃管過流保護器等等。[1]

VL60P

VL60P型1885號機車

1961年，諾沃切爾卡斯克電力機車廠在N6O型電力機車的基礎上，試制了首臺N6OP型客運電力機車（Н6ОП-001），自1963年1月起改稱為VL60P型電力機車（ВЛ60П）。與VL60型電力機車相比，VL60P型電力機車的總體結構和設備布置并無較大變化，主要特點為改為安裝轉速較高的НБ-415型四極串勵牽引電動機，而非貨運機車所使用的НБ-412М型六極串勵牽引電動機。НБ-415型牽引電動機的額定轉速為1050轉（小時制），電機重量亦減輕到3760公斤，小時功率為650千瓦，持續(xù)功率為 595千瓦，齒輪傳動比為1：3.375。此外，VL60P型電力機車還配備了電空制動機、平波電抗器，機車整備重量由138噸減少至129噸，軸重由23噸降低到21.5噸。機車構造速度為130公里/小時，持續(xù)速度為75.4公里/小時（持續(xù)制），持續(xù)牽引力為16900公斤（持續(xù)制）。

VL60P型電力機車出廠后，曾經(jīng)配屬北高加索鐵路局高加索機務段投入運用考核，但由于線路條件的原因機車最高運行速度限制為100公里/小時，因此無法充分實現(xiàn)其性能特點。1969年，VL60P-001號機車進行了改造，以硅整流器取代了引燃管整流器，因而改稱為VL60-001號機車。

VL60R

VL60K型機車與VL60P型機車在烏蘇里斯克機務段

1962年，諾沃切爾卡斯克電力機車廠、諾沃切爾卡斯克電力機車科學研究所、全蘇鐵道運輸科學研究院合作研制了首兩臺帶有再生制動的VL60型電力機車（ВЛ60）。1962年夏季，VL60-001、VL60-002號機車開始在全蘇鐵道運輸科學研究院的環(huán)形鐵道進行試驗。[1]

VL60型電力機車的總體結構和設備布置仍然和VL60型電力機車保持相同，機車主電路采用ОЦР-5600/25型牽引變壓器、ИВС-300/5型引燃管、РЭД-4000型平波電抗器和НБ-412М型牽引電動機。為了保證逆變器的工作穩(wěn)定性，采用了兩組穩(wěn)壓電阻器，電阻器設置于車頂中部并設有冷卻風扇。機車配備再生制動電子控制系統(tǒng)，通過磁放大器控制牽引電動機勵磁電流調節(jié)制動功率。[1]

1964年至1966年，又生產(chǎn)了一批采用НБ-412К型牽引電動機的VL60型電力機車。諾沃切爾卡斯克電力機車廠共生產(chǎn)了85臺VL60型機車，主要配屬于北高加索鐵路局、東西伯利亞鐵路局使用。其中兩臺機車（2126、2130）在保持牽引主電路基本不變的情況下，實驗性采用晶閘管取代了引燃管，每臺機車使用16個ВКДУ-150型晶閘管。

VL60P

已改用硅整流器的VL60PK型1892號機車

1962年，為了滿足旅客列車的牽引需要，諾沃切爾卡斯克電力機車廠研制了VL60型客運電力機車（ВЛ60）。VL60型電力機車采用НБ-412К型六極串勵牽引電動機，齒輪傳動比為1：2.733，并配備了電空制動機。機車最高運行速度為110公里/小時，持續(xù)速度為73.3公里/小時（小時制）、77.1公里/小時（持續(xù)制）[1]。1964年至1965年間，還生產(chǎn)了一批具有機車供電功能的VL60型電力機車，改裝帶有供電繞組的ОДЦЭ-6000/25П-80型牽引變壓器，能夠向旅客列車的電熱取暖裝置供應3000伏交流電，供電容量為800千伏安。

1962年至1965年間，諾沃切爾卡斯克電力機車廠共生產(chǎn)了301臺VL60型電力機車。此后，根據(jù)蘇聯(lián)交通部的生產(chǎn)計劃，由于諾沃切爾卡斯克電力機車廠需要承擔VL80型電力機車的生產(chǎn)任務，不再生產(chǎn)客運機車。1960年代至1970年間，VL60型客運電力機車在大修時均相繼進行了技術改造，以硅整流器取代了原來的引燃管整流器，經(jīng)過改造的機車改稱為

VL60型電力機車

。[1]

VL60K

經(jīng)過改造的VL60KP型2590號客運機車

隨著電力電子技術的發(fā)展，大功率半導體器件的生產(chǎn)和應用漸趨成熟。1960年代初，蘇聯(lián)開始研制采用硅整流器取代引燃管的交流電力機車。1962年11月，諾沃切爾卡斯克電力機車廠成功研制了采用硅整流器和高壓側調壓開關的VL62型電力機車，以及采用硅整流器和低壓側調壓開關的VL60型電力機車（ВЛ60）。首兩臺VL60型電力機車出廠后，VL60-001號機車隨即在北高加索鐵路局投入運用考核，而VL60-002號機車則赴全蘇鐵道運輸科學研究院的環(huán)形鐵道進行性能試驗。

1963年，諾沃切爾卡斯克電力機車廠開始小批量生產(chǎn)采用НБ-412М型牽引電動機的VL60型電力機車。1965年，工廠正式停產(chǎn)采用引燃管整流器的VL60型電力機車，轉產(chǎn)采用НБ-412К型牽引電動機的VL60型電力機車。至1967年停產(chǎn)為止，諾沃切爾卡斯克電力機車廠共生產(chǎn)了501臺VL60型電力機車。而之前生產(chǎn)的VL60型電力機車也在后來大修時陸續(xù)改用硅整流器，經(jīng)改造后的機車均改稱為VL60型電力機車。除此之外，根據(jù)各鐵路局和機務段的運用需要，部分VL60型電力機車被改造成客運電力機車，齒輪傳動比調整為1：2.733，最高運行速度提高到110公里/小時，經(jīng)改造后的客運機車均改稱為

VL60型電力機車

。[1]

VL60KU

VL60KP型1057號機車

1967年，諾沃切爾卡斯克電力機車廠和全蘇鐵道運輸科學研究院合作研制了首臺采用級間相控平滑調壓的VL60型電力機車（ВЛ60）。機車使用了變壓器低壓側有級調壓與晶閘管相控調壓相結合的調壓方式，由二極管橋式整流電路和晶閘管半控橋式過渡整流電路組成，每臺機車安裝了80個Т-160型晶閘管。利用低壓側調壓開關構成八個大調壓級，并在每級之內實現(xiàn)晶閘管相控無級調壓，使牽引電動機端電壓能夠平滑調節(jié)，有效提高了機車的牽引性能。

VL60-533號機車在全蘇鐵道運輸科學研究院的環(huán)形鐵道完成牽引試驗后，在蘇希尼奇—布良斯克 —科諾托普區(qū)段投入運用考核。1971年至1972年間，烏克蘭的扎波羅熱電力機車廠（ЗЭРЗ）亦將另外10臺VL60型電力機車改造成無級調壓的VL60型電力機車。

VL60KR

VL60KP型1753與1913號機車

1971年至1973年間，諾沃切爾卡斯克電力機車廠在VL60型電力機車的基礎上，進行了有關可控硅相控電力機車的研究和試驗。1974年8月，經(jīng)過改造的VL60-2370號機車開始在全蘇鐵道運輸科學研究院的環(huán)形鐵道進行試驗。這臺機車采用了晶閘管不等分三段全控橋相控整流電路，從而實現(xiàn)機車的無級平滑調壓。由于全控橋式整流電路的特性，機車亦具有再生制動功能。在再生制動工況時牽引電動機變?yōu)樗麆畎l(fā)電機運轉，發(fā)出的電能通過逆變裝置反饋給電網(wǎng)，制動功率通過獨立的晶閘管整流器所提供的勵磁電流來控制。[2]

技術特點

機械結構

車體

VL60型電力機車設備布置圖紙

機車采用全金屬非承載式車體，車體各項載荷全部由底架承擔，車體側墻和頂蓋不參與承載，同時底架亦用來傳遞牽引力和制動力。車鉤安裝在車體底架兩端的牽引梁內，而非像VL61型電力機車那樣直接和轉向架連接。車體長度為19,600毫米，車鉤中心間距為20,800毫米，車體寬度為3,160毫米。車體底架可承受250噸的縱向壓縮力。車體側壁由厚度為2.5毫米的鋼板軋制成形，并設有加強壓根以提高車體剛度。

機車的兩端各有一個司機室，機車中部是變壓器室，司機室和變壓器室之間是機械室，車內設有貫通式雙側內走廊。司機室設有大面積的玻璃前窗，墻壁、地板和天花板內夾層設有聚苯乙烯泡沫塑料隔熱材料。

轉向架

機車走行部為兩臺三軸轉向架，采用“日”字形箱型焊接結構的構架，構架由兩根縱向側梁、枕梁和管型端梁組焊而成。車輪直徑為1250毫米（新輪），采用鍛鋼車軸和有孔輻板輪對，轉向架的設計允許輪對連同牽引電動機一并拆卸和更換。牽引電動機在轉向架上采用抱軸式懸掛、單邊剛性斜齒輪傳動，牽引齒輪傳動比為88：23（VL60K）或82：30（VL60P）。軸箱采用拉桿式定位結構和圓柱滾子軸承。中間輪對留有±15.5毫米的軸向移動量，以減小中間輪對的輪緣磨耗，并提高小半徑曲線通過性能。

轉向架設有二系懸掛裝置，一系懸掛為鋼板彈簧、螺旋彈簧和均衡梁組成，二系懸掛為中央摩擦旁承和搖擺旁承。彈簧懸掛系統(tǒng)總靜撓度為108毫米。每臺轉向架有二個摩擦旁承和二個搖擺旁承，分別各承擔一半的車體重量，牽引力和制動力通過中央支承傳遞，中央支承由鑄鋼構架和兩個錐狀橡膠錐組成。制動裝置采用由制動橫梁和制動拉桿的組合式基礎制動裝置，車輪的兩側都設有閘瓦。

傳動系統(tǒng)

VL60型電力機車是交—直流電傳動的交流電力機車。接觸網(wǎng)上的高壓單相交流電通過受電弓、主斷路器引入機車，電能經(jīng)牽引變壓器降壓，通過整流器整流直流電后，供給兩臺轉向架上六臺并聯(lián)連接的直流牽引電動機，從而使牽引電動機產(chǎn)生轉矩并驅動輪對。

牽引變壓器

機車中部安裝一臺牽引變壓器。N6O型電力機車曾經(jīng)采用ОЦР-5600/20型牽引變壓器，由莫斯科變壓器制造廠研制，額定輸入電壓為20千伏。后來的VL60型電力機車采用了輸入電壓為25千伏的ОЦР-5600/25型（VL60K）或ОЦР5600/25П（VL60P）型牽引變壓器，部分經(jīng)改造后能夠向旅客列車供電的VL60型電力機車改裝ОДЦЭ-6000/25П-80型牽引變壓器。從1960年開始，牽引變壓器改由塔林水銀整流器廠生產(chǎn)。[1]

ОЦР-5600系列牽引變壓器是采用強迫油循環(huán)冷卻的單相變壓器，額定容量為5600千伏安，牽引變壓器有四個繞組包括，高壓輸入繞組、兩個牽引繞組和輔助繞組。輸入繞組的額定功率為5244千瓦。兩個牽引繞組負責向整流器供電，輸出電壓為2×2060伏，額定容量為4942千伏安。而輔助繞組用于向輔助電路供電，輸出電壓為210伏和399伏，額定容量為300千伏安；從第2351號牽引變壓器開始增加630伏的輸出制式，以滿足630伏輔助電機的供電需要。變壓器的重量為12346公斤，其中冷卻油占2840公斤。

整流器

每臺機車裝有兩臺相同的整流器機組。早期的VL60型電力機車采用引燃管整流器，由全蘇列寧電工技術研究院設計、塔林水銀整流器廠和斯塔夫羅波爾整流器廠生產(chǎn)，每臺整流器裝有4個ИВС-300/5型引燃管元件（從005號機車開始增加到6個引燃管），額定電流為300安培（持續(xù)制）/350安培（小時制），最大反向電壓為6500伏，每個引燃管重量為65公斤，采用水循環(huán)冷卻。1963年底，塔林水銀整流器廠成功研制了ИВУ-500/5型引燃管（后來改稱為ИВП-500/5型），可以按300安培額定電流、最大反向電壓6500伏，或者440安培額定電流、最大反向電壓4000伏工作，該型引燃管從1277號機車開始使用。[1]

VL60K型電力機車改為采用ВУК60-4Л型硅整流器，每臺整流器設有二組單相橋式整流電路，每一橋臂有十個并聯(lián)支路，每個支路有五個串聯(lián)連接的二極管。整流器采用ВЛ200-8型雪崩二極管作為整流元件，額定電流為200安培，反向電壓為800伏。整流器額定整流電壓為2500伏，最高反向電壓為4500伏，重量為400公斤。

牽引電動機

N6O-001、N6O-002號機車安裝了НБ-410型牽引電動機，該型電動機是六極串勵直流電動機，額定電壓為1600伏，小時功率為695千瓦，持續(xù)功率為610千瓦，最高轉速為每分鐘2020轉，定子主極采用硅膠絕緣（ВС級絕緣），轉子繞組采用B級絕緣，電機重量為4450公斤。根據(jù)НБ-410型牽引電動機的運行結果，諾沃切爾卡斯克電力機車廠對其進行了重新設計，并定型為НБ-412型牽引電動機，并安裝在003～033號機車上，額定電壓調整為1450伏，小時功率為647千瓦，持續(xù)功率為564千瓦，重量增加到4990公斤。從034號機車開始，改為采用НБ-412М型牽引電動機，定子和轉子采用B級和H級絕緣，最高轉速為每分鐘1650轉，電機重量為5000公斤。[1]

1962年初，成功研制了帶有補償繞組的НБ-412К型牽引電動機，電機主極有10個均勻分布的插槽，并嵌放了每極10匝的補償繞組；而附加極的繞組數(shù)量從21個減少至10個，匝數(shù)減少從34個至19個，從而減少158公斤的銅消耗量；定子和轉子均采用B級絕緣；額定電壓為1600伏，小時功率為775千瓦，最高轉速為每分鐘1845轉。經(jīng)過試驗，補償線圈取得了良好的效果，能有效消除由于電樞反應所引起的氣隙磁場畸變，減小了產(chǎn)生電位差火花和環(huán)火的可能。НБ-412К型牽引電動機從1963年初開始在少數(shù)機車裝車運用，并且從1965年生產(chǎn)的1810號機車開始全面使用。[1]

調壓系統(tǒng)

VL60型電力機車的牽引電路與VL61型電力機車基本相同，采用變壓器低壓側調壓開關進行調速控制，通過改變牽引變壓器次邊低壓繞組抽頭的接法來調節(jié)牽引電動機的端電壓，從而實現(xiàn)機車的速度調節(jié)。和高壓側調壓方法相比，低壓側調壓無需在牽引變壓器設置調壓繞組，因此大大減輕了其重量。為了減少次邊牽引繞組的抽頭數(shù)量和增加調壓級數(shù)，調壓電路設有繞組轉換開關。機車設有33級調壓級，其中9級為經(jīng)濟運行位。除此之外，還可以對牽引電動機實施四級磁場削弱，作為恒功區(qū)的輔助調速手段。與VL61型電力機車不同的是，調壓開關采用了ЭКГ-60型凸輪軸控制調壓開關；從101號機車（1960年）開始采用加裝滅弧室的ЭКГ-60/20型調壓開關；從1435號機車（1964年）開始采用同樣應用于VL80型電力機車的ЭКГ-8А型調壓開關。[1]

輔助系統(tǒng)

VL60型電力機車的輔助電路由牽引變壓器的輔助繞組供電，經(jīng)過НБ-455型旋轉式劈相機將單相交流電轉換成三相交流電，供機車上的輔助機械使用。НБ-455型劈相機由一臺單相交流電動機與一臺三相交流發(fā)電機組合而成，額定輸入電壓為380伏單相交流電，輸出電壓范圍為280～460伏三相交流電，額定轉速為每分鐘1490轉；此外，劈相機還用于驅動一臺ДК-405型直流發(fā)電機，為控制電路、電力照明及蓄電池充電提供50伏直流電。機車的主要電動輔助機械，包括兩臺電動空氣壓縮機、冷卻風機、冷卻油泵等，均采用鼠籠式三相異步電動機，額定工作電壓為380伏。

規(guī)格參數(shù)

技術數(shù)據(jù)（VL60K）

UIC軸式

Co'Co'

軌距

1,520

輪徑

1,250毫米（新輪）

軸重

23噸

軸距

2 × 2,300毫米

通過最小曲線半徑

125米
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