Электропоезд С (по терминологии на время выпуска — моторвагонная секция С) — ряд серий электропоездов постоянного тока различных модификаций, строившихся и эксплуатировавшихся в СССР с 1929 года. Буква С в обозначении говорит о том, что электропоезда создавались для работы на Северных железных дорогах.
Первые серии (для контактной сети 1500 В) В середине 1920-х годов в связи с возросшим объёмом перевозок на участках Москва — Мытищи, Москва — Ожерелье, Москва — Пушкино и Мытищи — Щёлково встал вопрос об их электрификации и переводе на моторвагонную тягу. Предполагалось электрифицировать дорогу с использованием системы постоянного тока напряжением 1500 В. Выбор этой системы тока был продиктован следующими обстоятельствами:
для однофазного тока необходимо было бы устанавливать трансформаторы в моторные вагоны, что привело бы к их утяжелению и удорожанию производства. Кроме того, тяговые электродвигатели (ТЭД) постоянного тока более приспособлены к режиму с частыми пусками, что важно для пригородного движения; по сравнению с напряжением 600—800 В для контактной сети требовалось значительно меньше меди; на тот момент не рассчитывали на постройку надёжного электрооборудования для сети напряжением 3000 В.
В июле 1929 года были закончены работы по электрификации участка Москва — Мытищи Северной железной дороги. С 3 августа 1929 года на нём открылось пробное движение электропоездов. В 1930 году на моторвагонную тягу были переведены участки Мытищи — Болшево (1 марта), Мытищи — Пушкино (1 июля), Болшево — Щёлково (1 октября) и Пушкино — Правда (1 ноября).
Плюсами введения моторвагонной тяги стали экономия топлива, уменьшение числа необходимых паровозов и вагонов для обслуживания пассажирских линий и ускорение движения (например, путь от Москвы до Мытищ стал преодолеваться за 32 минуты вместо 1 часа при движении на паровой тяге).
Первоначально электропоезда состояли из одной-двух моторвагонных секций, однако с ростом пассажиропотока число секций возросло до трёх (9 вагонов). Часть вагонов могла отцепляться на промежуточных станциях с целью повышения экономичности перевозок.
С 1933 по 1945 год на моторвагонное обслуживание было переведено множество участков железных дорог, как пригородных, так и междугородных, таких как Ленинград — Ораниенбаум (Ленинград — Лигово (март 1933 г.), Лигово — Новый Петергоф (6 сентября 1933 г.), Новый Петергоф — Ораниенбаум (25 декабря 1933 г.)), Ленинград — Гатчина (Ленинград — Лигово (март 1933 г.), Лигово — Красное Село — Гатчина (август 1938 г.)), Москва — Подольск (1939 г.), Москва — Нахабино (1945 г.), Минеральные воды — Кисловодск (1936 г.), Москва — Обираловка (1933 г.), Реутов — Балашиха (1934 г.), Москва — Раменское (до Люберец в 1933 году, до Быкова в 1934 году, до Раменского в 1935 году), Москва — Кунцево (1943 г.) и многие другие.
C
В 1929 году было построено девять трёхвагонных секций для обслуживания участка Москва — Мытищи. Механическая часть вагонов изготавливалась Мытищинским вагоностроительным заводом, тяговые электродвигатели — заводом «Динамо», электрооборудование — английской фирмой Метрополитен Виккерс. Первоначально вагоны получили обозначение ЭМ (электромоторный) и Э (просто электровагон). С 1936 года серия стала обозначаться C, так как поезда эксплуатировались на Северных железных дорогах и использовали электрооборудование фирмы Виккерс.
Каждая секция C состояла из моторного вагона и двух прицепных, один из которых имел багажное отделение. Каждый вагон, как моторный, так и прицепной, имел с одного из торцов кабину машиниста.
Вагоны были шире, чем пассажирские (3480 мм против 3100 мм), что увеличивало их вместимость — в одном ряду размещалось 6 сидений. Для ускорения посадки пассажиров двери вагонов были двойные и достаточно широкие, без ступенек (то есть предназначались только для эксплуатации на участках с высокими платформами).
Для подключения к контактной сети на крыше каждого моторного вагона устанавливались два токоприёмника типа пантограф (рабочий и резервный), а также переключатель пантографов.
Моторный вагон имел четыре тяговых электродвигателя (ТЭД) типа ДП-150 производства завода «Динамо». Параметры ТЭД: мощность (часовая/продолжительная) — 150/110 кВт; скорость (в часовом режиме/конструкционная) — 45/85 км/ч; частота вращения якоря — 860/970 об./мин.; передаточное число к колёсной паре — 70:19. Для регулирования скорости движения поезда использовалось изменение напряжения на тяговых электродвигателях путём их включения последовательно или параллельно друг другу, а также ослабление возбуждения ТЭД. Каждые два тяговых двигателя были постоянно включены последовательно, образуя группу тяговых двигателей; моторный вагон имел 2 таких группы двигателей. Эти группы двигателей можно было включать последовательно (при этом напряжение на каждом двигателе составляло 375 В) либо параллельно. На параллельном соединении тяговые двигатели образовывали две параллельные ветви по 2 последовательных двигателя в каждой; при этом напряжение на каждом двигателе составляло 750 В. На параллельном соединении было возможно применение ослабления возбуждения двигателей. Для этого отключалась часть витков обмоток возбуждения ТЭД (35,5 % витков).
С целью ограничения тока при включении двигателей, а также при изменении схемы их соединения, в цепь двигателя вводился пусковой реостат. Вывод реостата (реостатный пуск моторных вагонов) осуществлялся автоматически при помощи реле ускорения. Как только ток двигателей снижался до допустимого, реле ускорения разрешало вывод части реостатов.
Включение тяговых двигателей, переключение их соединений и вывод пускового реостата выполнялись 19 индивидуальными электропневматическими контакторами. Изменение направления вращения тяговых двигателей осуществлялось путём изменения направления тока в их обмотках возбуждения с помощью реверсора —двухпозиционного переключателя барабанно-пальцевого типа с электропневматическим приводом. Управление контакторами и реверсорами осуществлялось с помощью электрических сигналов низкого напряжения (50 В), поступавших от контроллера машиниста в кабине машиниста.
От перегрузок и коротких замыканий тяговые двигатели защищались с помощью реле максимального тока, отключавшим линейные контакторы, а также главным предохранителем, установленным на крыше моторного вагона. При повреждении одного из тяговых двигателей предусматривалась возможность отключения неисправной группы тяговых двигателей; в этом случае моторный вагон продолжал движение на двух двигателях, оставшихся в работе.
Контроллер машиниста был установлен в кабине машиниста каждого вагона. Первоначально в тамбуре моторного вагона, противоположном кабине машиниста, также устанавливали контроллер и тормозной кран. Контроллер машиниста был барабанно-пальцевой конструкции и имел 2 рукоятки — съёмную реверсивную и главную. Реверсивная рукоятка имела 5 положений: нулевое, 2 положения «Вперёд» (для режимов автоматического и ручного пуска) и 2 положения «Назад» (для этих же режимов). Главная рукоятка имела 7 положений: нулевое, 4 рабочих (1—4), а также положения «2-А» и «3-А». В положении 0 тяговые двигатели были обесточены. В положении 1 тяговые двигатели каждого моторного вагона соединялись последовательно и подключались к контактной сети через полностью введенный пусковой реостат. В положении 2 пусковой реостат в несколько этапов (ступеней) автоматически выводился из цепи двигателей; после вывода реостата напряжение на каждом двигателе составляло 375 В. В положении 3 обе группы тяговых двигателей каждого моторного вагона включались параллельно друг другу; для ограничения тока в цепь каждой группы вводился пусковой реостат. Далее пусковой реостат снова автоматически выводился из цепи двигателей; после его вывода напряжение на каждом двигателе составляло 750 В. В положении 4 на параллельном соединении тяговых двигателей включалось ослабление возбуждения двигателей. Положения «2-А» и «3-А» использовались в режиме ручного пуска для фиксации ступеней пускового реостата. Во время движения машинист должен был держать главную рукоятку контроллера нажатой, в противном случае она поднималась и отключала питание цепей управления, а также выпускала воздух из тормозной магистрали, вызывая остановку поезда.
Цепи управления и освещения каждой секции питались постоянным током напряжением 50 В от мотор-генератора (динамотора) типа MB-1500/50 фирмы Виккерс, преобразующим постоянное напряжение 1500 В контактной сети в постоянное напряжение 50 В. При опущенных токоприёмниках цепи управления и освещения питались от аккумуляторной батареи. Батарея и мотор-генератор находились под кузовом каждого моторного вагона.
Для получения сжатого воздуха секции C имели мотор-компрессоры — сначала компрессоры СМ-28 системы Вестингауза, а затем — отечественные компрессоры Э-400 с электродвигателями ЭК-15/1. В качестве электродвигателей компрессоров использовались коллекторные двигатели постоянного тока, питавшиеся напряжением 1500 В от контактной сети.
Всего за период с 1929 по 1934 год было выпущено 33 моторвагонных секции серии C.
В начале 1941 года один из моторных вагонов этой серии (№ 014) был оборудован вторым постом управления, устройствами для ручного пуска и был превращён в вагон-локомотив, предназначавшийся для почтово-багажных поездов пригородного движения.
Слабым местом моторных вагонов серии C оказались тяговые двигатели, в которых использовалась хлопчатобумажная изоляция проводников обмотки якоря. В дальнейшем её заменили полуслюдяной изоляцией.
C
Возросшие потребности электрифицированных железных дорог призваны были удовлетворить электропоезда новой серии, строившиеся с 1932 года всё теми же заводами «Динамо» и Мытищинским вагоностроительным. Серия получила обозначение C, что свидетельствовало о том, что вместо импортного электрооборудования фирмы Виккерс новые моторвагонные секции оснащались электрооборудованием, производимым заводом «Динамо» по техническим материалам компании Дженерал Электрик.
Первая трёхвагонная секция с моторным вагоном C−031 поступила на участок Москва — Обираловка, открытый для движения электропоездов 8 марта 1933 года.
Основным отличием вагонов данной серии от серии C являлось именно электрооборудование.
Начиная с 1935 года вместо тяговых электродвигателей (ТЭД) ДП-150 использовались более мощные конструктивно улучшенные ТЭД ДПИ-150. Моторный вагон C при часовом режиме ТЭД развивал скорость 46,8 км/ч (мощность — 665 кВт). Конструкционная скорость была определена равной 85 км/ч. Масса моторного вагона без пассажиров составляла 58,9 т, прицепного — 37,5—38,3 т (в зависимости от наличия багажного отделения).
В ходе выпуска в конструкцию вагонов вносился ряд изменений, таких как: оборудование автосцепкой СА-3; переход на ТЭД ДПИ-152 (его характеристики не изменились по сравнению с ДПИ-150); групповые контроллеры, обеспечивавшие более плавный разгон поезда; оборудование мягкими диванами.
Всего с 1932 по 1941 год было выпущено 232 моторвагонных секции серии C. При эксплуатации электросекций были выявлены отдельные недостатки, однако в целом серия была признана удачной.
Так же, как и вагоны серии C, часть моторных вагонов серии C переоборудовалась в вагоны-локомотивы. В частности в 1943 году вагон C15 Баку-Сабунчинской линии был переделан на Тбилисском паровозо-вагоноремонтном заводе в вагон-электровоз и получил обозначение C15. В дальнейшем он водил составы массой до 300 т.