Тяговые генераторы постоянного тока
Тяговые генераторы постоянного тока
Соединение тяговых
генераторов с дизелями. Тяговые
генераторы предназначены для
Соединения генераторов с дизелями могут быть выполнены двумя способами. Станины генераторов тепловозов ТЭМ2, ТЭМ1, ТЭ1 и ТЭ2 жестко соединены с картерами дизелей, а корпуса якорей генераторов - с коленчатыми валами. Кроме того, станины генераторов опираются на поддизельную раму через приваренные лапы. Такая конструкция имеет минимальные габаритные размеры по длине и обеспечивает хорошую жесткость.
На более мощных тепловозах применен другой способ соединения. Станина генератора опирается лапами на поддизельную раму, а корпус или вал якоря генератора через полужесткую муфту соединен с коленчатым валом дизеля.
Охлаждение тяговых генераторов. Тяговые генераторы тепловозов ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ1, ТЭМ2 и ТЭЗ имеют защищенное исполнение, с самовентиляцией. Подача воздуха для охлаждения генераторов осуществляется центробежным вентилятором, прикрепленным к корпусу якоря со стороны дизеля. В этих генераторах используется осевая система подачи воздуха, при которой охлаждающий воздух проходит в осевом направлении по каналам сердечника якоря и межполюсным расстояниям.
В генераторах большой мощности (более 1200 кВт) воздух для охлаждения поступает из атмосферы через фильтры, а в период дождей, снежных или пылевых бурь воздух следует забирать из
ТаблицаЗ.1
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания. 1. Все тяговые генераторы постоянного тока с независимым возбуждением.
2. К. п. д. максимальный 04- 1)4.5%.
кузова. Генераторы, устанавливаемые на тепловозах мощностью 2210 кВт, имеют независимую систему охлаждения, при которой используется быстроходный и высоконаиорный вентилятор с подачей до 1500 ма/ч с приводом от дизеля.
Резкое повышение
количества охлаждающего воздуха (на 250
%) для генераторов мощностью 2000 кВт
по сравнению с генератором
Т а б л и ц а 3.2
|
В связи с
ростом секционной мощности тепловозов
резко возросла потребность в
воздухе, охлаждающем электрические
машины, выпрямительную установку, высоковольтные
камеры и отсеки аккумуляторной батареи.
Для обеспечения более удобной
компоновки агрегатов, воздуховодов большого
сечения, уменьшения массы оборудования
и мощности, затрачиваемой на привод
вентиляторов, применяется система
централизованного
Главный воздуховод
размещается в раме кузова, от которого
имеются ответвления к
Тяговый генератор ГП-ЗПБ. Наиболее типичен по конструкции для генераторов постоянного тока генератор ГП-ЗПБ. Основные узлы генератора (рис. 3.1): магнитная система, подшипниковый щит, патрубок для подвода охлаждающего воздуха, якорь.
Магнитная система включает в себя станину, главные и добавочные полюсы. Кольцевой магнитопровод станины изготовлен из толстолистового стального проката с малым содержанием углерода. К станине приварены две лапы, которыми она опирается на подди-
Рис. 3.1. Тяговый генератор ГП-311Б: /- вил; 2 коллектор; 3 подшипниковый шит; 4- щеткодержатель; 5 — поворотная траверса; в. 7- катушка и сердечник главного полюса; #—станина; 9, 10 — сердечник и катушка тобапочного полюса; //- обмотка якоря; 12 сердечник якоря; 13 — диафрагма; 14- корпус якоря; 15- входной патрубок; 16— диски; /7—клиновые шпонки; 18 штифт для фиксации тига со станиной; 19 - крышки; 20- барабан; 21— продольные ребра;
22- шпильки; 23 стерженьзельную раму. В каждой лапе имеются четыре отверстия для крепящих болтов и два отверстия с резьбой для отжимных болтов.
Главные полюсы
служат для создания основного магнитного
потока. Полюс имеет сердечник
и катушку. Сердечник 7 собран из листов
холоднокатаной электротехнической стали
Э-310 толщиной 1 мм. Листы сердечника
изолированы друг от друга лаком,
спрессованы и стянуты
Главные полюсы имеют две катушки независимого возбуждения и пусковую (рис. 3.2, а). Катушки намотаны на каркас 6, имеющий отогнутые бурты, удерживающие рамки / и 3, изготовленные из прочной и теплостойкой пластмассы. Изоляция каркаса состоит из четырех слоев гибкого стекломиканита на кремнийорганическом лаке и одного слоя стеклоленты. Пусковая обмотка 5 расположена у полюсного башмака, затем установлена стеклотекстолитовая изоляционная шайба 2, поверх которой намотана обмотка независимого возбуждения 4. Такое расположение катушек обеспечивает хороший отвод тепла.
Витки пусковой катушки изолированы асбестовой электроизоляционной бумагой, пропитанной в лаке ЭФ-3; сверху катушка покрыта стеклянной лентой, пропитанной тем же лаком, затем катушку пропитывают в кремнийорганическом лаке К-47 окунанием.
В процессе намотки
каждый слой катушки независимого возбуждения
промазывают
Рис. 3.2. Главный полюс: Рис. 3.3. Добавочный по а— катушка: б -- схема намотки катушек; люс н — начало; к — конецполюсов генераторов МПТ-10/49 и МПТ-120/55А отличаются отсутствием пусковой обмотки и изоляцией витков обмотки независимого возбуждения. Витки изолированы асбестовой бумагой на клеящем лаке.
Из 10 катушек главных полюсов генератора 5 имеют перекрещенные выводы, а 5-- открытые (рис. 3.2, б). Это сделано для чередования полярности полюсов и упрощения конструкции соединительных шин.
Добавочные полюсы состоят из сердечников и катушек (рис. 3.3). Сердечник 6" изготовлен из стали марки СтЗ. Часть сердечника, обращенная к якорю, сужена, к ней приклепаны латунные или дюралюминиевые угольники 5, служащие для крепления катушек и уменьшения рассеивания магнитного потока. На угольнике расположена изоляционная рамка 4.
Сердечник полюса изолирован от катушки 3 опрессованным и спеченным миканитом или стеклотканью на эпоксидной смоле. Катушка полюса состоит из шести витков. Крайние витки изолированы двумя слоями микаленты и одним слоем стеклоленты. Между витками уложены стеклотекстолитовые прокладки. Готовую катушку покрывают эмалью ГФ-92.
Между стальной накладкой / и сердечником помещена текстолитовая прокладка 2, создающая второй зазор (см. рис. 2.12, б). Полюс в сборе пропитывают в термореактивном лаке и запекают. Между станиной и полюсом укладывают пружинную рамку из ленточной стали для предотвращения перемещения катушки на сердечнике из-за усыхания изоляции и других деформаций. Между сердечником полюса и станиной помещен набор из шести стальных прокладок (общей толщиной 3 мм), служащих для регулирования воздушного зазора под добавочным полюсом при настройке коммутации.
Подшипниковый щит 3 (см. рис. 3.1) тяговых генераторов воспринимает большие усилия. Чтобы не допускать вибрации и смещения щеткодержателей, щит выполнен сварным, каркасной конструкции с выемной ступицей. Это позволяет заменить подшипник без снятия генератора с тепловоза. Для облегчения обслуживания щеткодержателей и смены щеток в щите размещена поворотная траверса 5, представляющая собой сварное кольцо с посадочным и зубчатым венцами и десятью U-образными накладками, к которым через изоляторы прикреплены дюралюминиевые бракеты (кронштейны). Fia каждом бракете укреплено по девять щеткодержателей со щетками и токособирательные шины. Траверсу в положении, соответствующем нейтрали, фиксируют стопорными болтами. Траверса поворачивается вращением вала поворотного устройства. Для расположения щеток на геометрической нейтрали подшипниковые щиты других тяговых генераторов без поворотной траверсы имеют овальные отверстия под болты крепления, позволяющие поворачивать щит.
Патрубок 15 для подвода охлаждающего воздуха к генератору выполнен сварным из тонколистовой стали и имеет разъемы но вертикальной и горизонтальной осям. Он также является щитом, закрывающим детали генератора со стороны привода.
Схема соединений
обмоток магнитной системы
Якорь тягового генератора состоит из вала, корпуса (остова), сердечника, обмотки, коллектора и деталей крепления (см. рис. 3.1). Якоря тепловозных генераторов изготовляют с укороченным валом, т. е. применяют так называемую безвольную конструкцию, что
Рис. 3.4. Схема соединений обмоток магнитной системы генератора (вил со стороныколлектора):
Я1, Я2 и НІ, Н2 - начало н конец обмотки якоря и независимого возбуждения; /// — начало пусковой обмотки; 112, Д2 - конец пусковой обмотки и добавочных полюсов; // и К, НІ и КІ, Н2 и К2— начало и конец катушек полюсов; штриховой линией показаны соединения катушек пусковой обмотки, расположенные со стороны, противоположнойколлектору
позволяет снизить температуру нагревания его обмотки, трудоемкость изготовления и ремонта, а также массу генератора. Для обеспечения свободного подвода воздуха в центральную часть якоря для входа в радиальные каналы корпус имеет ребристую конструкцию и состоит из сварно-литого барабана 20, к которому приварены литые фланцы и десять продольных ребер 21.
Задний фланец используется для соединения через эластичную муфту с коленчатым валом дизеля, передний -- для иапрессовки коллектора. Так как генератор имеет диаметр якоря 120 см, а наибольший размер листа электротехнической стали 100X120 см, то сердечник якоря собирают из пяти штампованных сегментов, стянутых шпильками в осевом направлении между обмоткодержателями.
В радиальном направлении сердечник закреплен встречными клиновыми шпонками 17, закладываемыми в пазы сегментов и ребер. Натяг между сердечником и корпусом создается расклиниванием шпонок при нагретом сердечнике. Для образования радиальных каналов в осевом направлении сердечник разделен вентиляционными распорками на восемь пакетов. Сердечник якоря имеет і55 пазов.
Коллекторы тяговых
электрических машин арочного типа.
Это наиболее сложная сборочная
единица по числу деталей, технологии
изготовления и ремонта. Коллекторные
пластины изготовлены из материала,
обладающего высокой
На генераторах
мощностью 2000 кВт коллекторные пластины
2 соединены с обмоткой якоря с
помощью ленточных гибких петушков
(рис. 3.5), что обусловлено большой
разницей диаметров якоря и коллектора.
Ленточный петушок 3 приварен к коллекторной
пластине тугоплавким медно-фосфористым
припоем. К верхней части петушка
приклепана и припаяна полоска 4, в
которую впаивают концы обмотки
якоря и уравнительных
Рис. 3.5. Коллекторная пластинамежду гибкими петушками установлены пластмассовые прокладки, а торцовая стенка обмоткодержателя изолирована стеклотканью с эпоксидным связующим составом. На генераторах меньшей мощности петушки выполнены из коллекторной меди. Для облегчения коллектора и уменьшения боковой площади пластин в них сделаны отверстия. Пластины изолированы друг от друга прокладками / из коллекторного миканита толщиной 1 мм. Коллекторный миканит — это прессованный и калиброванный по толщине материал, состоящий из листочков щипаной слюды, склееных связующим веществом — естественной смолой (шеллак), искусственной глифта-левой или кремнийорганической смолой. Коллекторный миканит —-более твердый материал, чем медь, и изнашивается медленнее. В связи с этим в эксплуатации изоляцию между пластинами периодически углубляют до 0,7— 1 мм путем фрезерования (продо-раживания), наименьшая глубина в эксплуатации 0,5 мм.
В коллекторе арочного
типа пластины имеют выточки в
форме ласточкина хвоста, в которые
входят конусные части корпуса с
одной стороны и нажимной шайбы
с другой. Пластины стянуты стальными
конусами и 18 шпильками из легированной
стали, термически обработанными для
повышения прочности и
Для правильной работы щеточного аппарата центр окружности коллектора должен точно совпадать с осью его вращения. После обточки коллектора на станке допускается биение поверхности не более 0,03 мм (но индикатору в холодном состоянии). Чтобы исключить деформацию коллектора в эксплуатации, его подвергают динамической формовке, т. е. разгоняют нагретый до 150 °С коллектор до частоты вращения, превышающей на 20 % максимальную эксплуатационную частоту вращения. Разгон повторяют несколько раз. После каждого разгона подтягивают коллекторные болты. Диаметр коллектора 850 мм, длина рабочей части 370 мм.
Обмотки якоря, используемые на тяговых генераторах тепловозов, подразделяются на простые петлевые, сложные петлевые и комбинированные. Якоря тяговых генераторов сравнительно небольшой мощности имеют простые петлевые обмотки с уравнительнымисоединениями. У таких обмоток число параллельных ветвей равно числу полюсов (2а = 2р). Для увеличения числа параллельных ветвей (допустимый ток параллельной ветви 175—200 А) без увеличения числа полюсов в электрических машинах применяют сложные (многоходовые) петлевые обмотки или комбинированные (лягушачьи) обмотки, представляющие собой сочетание двух обмоток — петлевой и сложной волновой. Каждую обмотку рассчитывают на половинную мощность генератора. Тяговые генераторы мощностью 1350 кВт и выше выполняют с двухходовой петлевой или лягушачьей обмоткой якоря.
Первые выпуски
генераторов ГП-311Б имеют
Тяговые- генераторы П1-31 1 Б, изготавливаемые с 1971 г., имеют несимметричную двухходовую ступенчатую петлевую обмотку якоря с полным числом уравнительных соединений первого рода, уложенных со стороны коллектора. Они работают более устойчиво, чем генераторы с «лягушачьей» обмоткой. Ступенчатая двухходовая обмотка позволяет применять стеклобандаж для крепления лобовых частей без ухудшения коммутации. Опыт эксплуатации показал, что использование стек.тобандажей на якорях повышает надежность работы тяговых генераторов. Кроме того, многолетняя практика электромашиностроения доказала, что несимметричные (одна из секций в каждом пазу имеет увеличенный на единицу шаг по пазам) обмотки снижают напряжение между коллекторными пластинами до двух раз.
Шаг по коллектору двухходовой петлевой обмотки равен двум коллекторным делениям, т. е. концы секции впаиваются в петушки через одну коллекторную пластину, следовательно, две отдельные обмотки размещены на якоре и работают параллельно. Так как каждую из обмоток можно рассматривать как простую петлевую обмотку с числом ветвей, равным числу полюсов, то двухходовая обмотка имеет число параллельных ветвей в два раза больше (2а = 2- 2р). Число щеток ставится равным числу полюсов, но ширина каждой щетки должна быть такова, чтобы одновременно могли работать две обмотки. Схема двухходовой несимметричной ступен чатой обмотки якоря генератора ГП-311Б показана на рис. 3.6, а. Катушка петлевой двухходовой обмотки состоит из трех элементарных одновитковых секций (рис. 3.6, б).
Изоляция катушки якорной обмотки от корпуса выполнена тремя слоями стеклослюдянитовой ленты ЛСПЭ-934-ТП и одним слоем стеклянной ленты ЛЭС (вполуперекрышу), кроме того, паз выстлан пленочной стеклотканью. Каждый проводник изолирован одним слоем слюдянитовой ленты ЛС (вполуперекрышу), а все шесть проводников изолированы стеклянной лентой ЛСЭ, пропитанной в лаке КО-916К. После укладки в пазы якоря обмотку пропитывают в изоляционном лаке вакуум-нагнетательным способом и запекают для обеспечения монолитности конструкции. Уравнительные соединения выполнены из меди ПММ размером 1,32x6,3 мм.
Секции с петушками коллектора и разрезные задние головки обмотки соединяют пайкой припоем с содержанием серебра. При динамическом балансировании уравновешивание якоря производят закреплением грузов на конусе коллектора и задней нажимной шайбе (обмоткодержателе) якоря.
Лобовые части обмотки якоря крепят бандажами из стекло-бандажной ленты, пропитанной термореактивным лаком. Ленту накладывают с натяжением до 400 мІІа, которое, как и режим термообработки (запечки) ленты после наложения, контролируется автоматически для получения монолитного высокопрочного бандажа. Обмотка якоря имеет изоляцию класса Р.
Щеткодержатели тяговых генераторов — это токоотводяшее устройство коллектора; они должны обеспечивать постоянное нажатие на тетки по мере их изнашивания, хороню отводить тепло от щеток и быть простыми и удобными для их смены. На всех
Рис. 3.6. Двухходовая петлевая обмотка якоря:
а — схема
катушек и уравнительных
Рис. 3.7. Щеткодержатели: а наклонный:б радиальный;а щетка наклонная; / гайка;2 болт крепления щеткодержателя; Я бракет (кронштейн); 4— рифленая привалочная поверхность корпуса; 5-щетка разрезная; 6' резиновая накладка; 7 наконечник открытого типа; Я—скоба (курок); 9 рычаг; 10, 14 втулки; //, 13 - оси; 12-- пружина; 15 корпус; 16 тетка наклоннаятяговых генераторах раньше применяли щеткодержатели наклонного (реактивного) типа. С 1979 г. на генераторах ГП-311Б устанавливают радиальные щеткодержатели с постоянным нажатием на разрезную щетку. Латунный корпус щеткодержатели наклонного типа (рис. 3.7, а, в) имеет две прорези: с наклоном 30° к радиусу коллектора (для набегающей щетки) и 10° (для сбегающей щетки).
Бракет крепится к щиту или поворотной траверсе двумя изоляционными подвесками, изготовленными из микалекса, армированного специальным болтом с одной стороны и гайкой с другой. Щетки марки ЭГ-74 размером 12,5X32x65/60 мм прижимаются к коллектору спиральными пружинами через курки. Силу нажатия, которая должна быть 8—12 Н, регулируют изменением затяжки пружины.
На тяговых
генераторах устанавливают
Корпус радиального
щеткодержателя имеет одно гнездо (рис.
3.7,6), в которое устанавливается
разрезная щетка с резиновым
амортизатором (накладкой) толщиной 12
мм, имеющим прямоугольный выступ,
входящий в соответствующий паз
на верхнем торце щетки и
Внешние характеристики
генератора для различных позиций
контроллера (рис. 3.8, а) показывают, что
тяговый генератор может
Тяговый генератор
типа МПТ 120/49, устанавливаемый на тепловозах
ТЭ10, конструктивно мало отличается
от генератора ГП-311Б; он имеет параллельно-
Тяговый генератор типа ГП-300Б. Генератор тепловоза ТЭМ2 (рис. 3.9) состоит из тех же основных частей, что и генератор
52
Рис. 3.8. Характеристики генератора: а — внешние при различных позициях контроллера; б - изменение тока генератора /г в зависимости от скорости движения v, и, — напряжение; п« — позиция контроллера; Л/7 — параллельное соединение двигателей; ОГІІ—ОЯ2—то же с ослаблением возбуждения
ГП-311Б, поэтому при описании устройства генератора приведены только его конструктивные особенности.
Корпус якоря генератора одним концом жестко соединен 12 болтами с фланцем коленчатого вала дизеля. Конец укороченного вала поддерживается самоустанавливающимся двухрядным роликовым подшипником, установленным в подшипниковом щите. Осевой разбег подшипника генератора равен 3 мм (для облегчения сборки), в то время как у седьмого коренного подшипника вала дизеля разбег меньше 1 мм. Следовательно, все осевые усилия воспринимаются подшипником дизеля.
Сварная станина 25 генератора изготовлена из толстолистовой стали СтЗ и имеет цилиндрическую форму. Одним концом с центрирующим буртом 24 станина генератора прикреплена непосредственно к большому фланцу картера дизеля. На раму тепловоза генератор опирается лапами 26 (через пружины), приваренными к станине, проушины в верхней части станины служат для подъема генератора. Машина выполнена с самовентиляцией, встроенное вентиляторное колесо закреплено на корпусе якоря. Воздух для охлаждения генератора засасывается вентилятором 21 из капота через отверстия в подшипниковом щите. Со стороны дизеля станина имеет закрытые сетками отверстия для выхода нагретого воздуха. Катушки главного полюса имеют независимую и пусковую обмотки. Непосредственно на каркас катушки уложена пусковая обмотка (см. табл. 3.2), а обмотка независимого возбуждения укладывается поверх пусковой.
53
Обмотка независимого возбуждения имеет девять слоев с различным числом витков. Для упрощения конструкции шин, соединяющих обмотки полюсов, катушки четырех полюсов имеют открытые выводы, а четырех других — перекрещенные.

- Тяговые расчеты
- Тяговые характеристики тепловозов
- Тяговые цепи
- Тяговый привод городского электрического транспорта
- Тяговый расчёт автомобиля(УАЗ-451)
- Тяговый расчет ВАЗ-2106
- Тяговый расчет трактора
- Тюрские племена
- Тюрьма Шпандау
- Тюрьмы в РФ 1991-2014
- Тютчев Федор Иванович 23.11(05.12).1803-15(27).07.1873
- Тютюн алкоголь і наркотики
- Тягло
- Тяговое электроснабжение