Основная характеристика ТЭД и ГГ.
Общие сведения о тепловозах.
Классификация тепловозов.
1) По роду службы:
Грузовые
Пассажирские
Маневровые
Промышленного транспорта
2)По числу секций:
Односекционные
Двухсекционные
Трёхсекционные
Четырёхсекционные
3)По типу передач:
Механическая
Гидромеханическая
Гидравлическая
Электрическая
4)По типу экипажной части:
Сочлененные тележки
Не сочлененные тележки
Челюстные
Без челюстные
5) По типу привода колёсных пар:
Индивидуальный
Групповой
6) По числу осей:
Двух осевой локомотив
Трех осевой локомотив
Четырёх осевой локомотив
Шести осевой локомотив
Восьми осевой локомотив
7)По ширине колеи
1520 мм
от 600 мм до 1100 мм
Осевая формула характеризует число, расположения и назначения осей локомотива.
Осевая формула 2ТЭ10М 2(30-30) или 30-30+30-30, расшифровывается:
2 – количество секций
3 – количество осей в тележке
0 – индивидуальный привод колёсных пар от ТЭД
«-» - тележки не соединены между собой
Осевая формула ТЭП70 30-30
Осевая формула ТЭМ7 (20+20) - (20+20)
Осевая формула ТГМ1 0 – 3 – 0
0-бегунковых осей нет
3-кол-во ведущих осей
0-поддерживающих осей нет
Служебный вес тепловоза – вес тепловоза с бригадой, полным запасом воды, и масла, и 2\3 запаса топлива и песка.
Сцепной вес – это вес кол. пар и вес локомотива, участвующий в создании силы тяги.
Для серии ТЭ10 сцепной вес=служебному весу.
Общие сведения о передаче.
|
|
|
Для приведения тепловоза в движение необходимо специальное устройство которое называется передачей. Передача приспосабливает работу дизеля к условиям работы тепловоза.
А) Тепловозы с механической передаче используют коробку скоростей для передачи энергии дизеля к кол. парам.
Б) Тепловозы с гидромеханической передачей используют коробку скоростей и гидроаппараты для передачи энергии дизеля к кол. парам.
В) Тепловозы с гидропередачей используют только гидроаппараты (гидромуфта и гидротрансформатор) для передачи энергии дизеля к кол. парам.
Г) Тепловозы с эл. Передачей используют тяговый (главный) генератор для выработки тока и передачи его к ТЭД.
Эл. Передача бывает трёх видов:
1) Передача постоянно-постоянного тока.
ГГ и ТЭД – машины постоянного тока. Передача проста по конструкции, имеет высокий КПД. Макс. Мощность в секции 3000 лс.
2) Передача переменно-постоянного тока.
ГГ- синхронный генератор переменного тока. ТЭД- эл. Машина постоянного тока. Передача более надёжная, малые эксплуатационные затраты, но использование ВУ снижает КПД передачи. Максимальная мощность секции 6000 лс.
3) Передача переменно-переменного тока.
ГГ и ТЭД – машины переменного тока. Для работы передачи требуется одновременное регулирование напряжения и частоты переменного тока. Максимальная мощность секции бесконечна.
|
|
|
Общие сведения об эл. машинах.
Классификация эл. машин.
Эл. машины тепловозов делятся на основные и вспомогательные.
К основным эл.машинам относят:
1) ГГ – служит для преобразования механической энергии дизеля в электрическую, а также для запуск дизеля.
2) ТЭД - преобразует эл. энергию ГГ в механическую энергию вращения кол. пар.
К вспомогательным машинам относят:
1) ВГ – служит для питания цепей управления, освещения, заряда АБ, обмотки возбуждения СПВ и размагничивающей обмотки возбудителя при работающем дизеле.
2) В – служит для питания независимой обмотке возбуждения ГГ при работающем дизеле.
3) СПВ – служит для питания распределительного трансформатора, амплистата возбуждения, селективного узла, намагничивающие обмотке возбудителя при работающем дизеле.
4) МН – служит для подачи масла из картера к кол. валам дизеля в момент запуска дизеля. Работает только при запуске дизеля.
5) ТН – служит для подачи топлива в топливную систему и создания давления 1,5-2,0 Ат в топливной системе работает с момента запуска дизеля.
|
|
|
6) Эл. двигатели вентиляторов кузова – служат для создания нормальных условий работы л/б и экономии топлива.
7) Эл. двигатель калорифера - служит для поддержания нормальной температуры в кабине управления.
8) АБ – служит для питания Ц.У., освещения, возбуждения при не работающем ВГ. В период запуска дизеля питает ГГ.
Требования предъявляемые к эл. машинам.
1) Должны развивать макс. Мощность при миним. габаритах и массе.
2) Должны быть виброустойчивы, не чувствительны к толчкам, ударам.
3) Должны надёжно работать при перепаде воздуха от –50 до +400С.
4) Должны надёжно работать в условиях сильной запылённости, загазованности, выпадении росы и т. д.
5) Должны надёжно работать при резком повышении температуры за 2-3 часа на 20 - 300С.
Особенности изготовления эл. машин.
1) Якорные обмотки пропитывают в термореактивном лаке и запекают.
2) Открытые поверхности обмоток и других деталей покрывают электроизоляционной эмалью.
3) Лобовые части обмоток якоря (не токопроводящие) крепят с помощью бандажей (стекло бандажная лента или проволока).
4) Сердечники якорей и главных полюсов набирают из отдельных листов для снижения вихревых токов.
5) Применяют тугоплавкие и вибростойкие припои.
|
|
|
6) Применяют подшипники, рассчитанные на перепад от –60 до
+ 1200С.
Принцип работы эл. машин.
Принцип работы генератора состоит в следующем:
Если рамку помещённую м/у магнитными полюсами начать вращать, то при пересечении рамкой магнитного поля полюсов в них будет наводится э.д.с. Если к рамке подсоединить коллектор с щётками или контактные кольца, то можно снимать пульсирующий эл. ток.
Принцип работы эл. двигателя состоит в следующем:
Если рамку поместить м/у магнитными полюсами и подать на рамку эл. ток, то взаимодействие эл. тока и магнитного поля вызовет поворот рамки на угол a. Если на рамку подать эл. ток постоянно, то рамка начнёт вращаться преобразуя эл. энергию в механическую вращательную.
ГГ и ТЭД являются обратимыми машинами, т.е. могут работать как в режиме генератора так и в режиме двигателя.
Реакция якоря эл. машин постоянного тока.
При работе эл. машины без нагрузки на х.х., её магнитное поле распределяется симметрично относительно оси полюсов.
При работе эл. машины под нагрузкой, вокруг обмотки якоря образуется магнитное поле, ось которого параллельна горизонтальной оси якоря.
Взаимодействие магнитодвижущей силы якоря с магнитным полем машин и искажение силовых линий называется реакция якоря эл. машины.
В результате реакции якоря частота магнитных линий становиться максильной под правой частью северного и левой частью южного полюса, т.е. основной магнитный поток поворачивается на некоторый угол.
Линия проходящая через максимальный магнитный поток эл. машины (с 0 индуктивностью) называется физической нейтралью.
Чем больше нагрузка на эл. машину, тем больше угол м/у физической и геометрической нейтралью. Щетки располагаются на физической нейтрале.
Если машина работает в режиме ГГ необходимо сдвигать щётки по направлению вращения якоря (для ликвидации реакции якоря).
Если машина работает в режиме ТЭД необходимо сдвигать щётки в направление противоположному вращению якоря.
Методы борьбы с реакцией якоря.
Реакция якоря вызывает искрение под щетками, т.е. ухудшает коммутацию. Поэтому необходимо устранять или уменьшать реакцию якоря.
Для устранения реакции якоря принимают:
1. Добавочные полюса
2. Компенсационную обмотку
3. Увеличивают воздушный зазор под полюсами
Д.П. – применяются у ГГ, ТЭД, ВГ, В. Служат для равномерного распределения магнитного потока и автоматической компенсации реакции якоря при любой нагрузке эл. машины. Соединяются последовательно с якорной обмоткой.
Компенсационная обмотка – укладывается на поверхности полюсного башмака всех главных полюсов. Работает аналогично Д.П.
Увеличение воздушного зазора под Г.П. (особенно по краям) значительно ослабляет реакцию якоря, но требует увеличение м.д.с., а следовательно габаритов и массы эл. машины.
Коммутация эл. машин.
Коммутация – процесс перехода щетки с одной коллекторной пластины на другую и явление сопровождающие это.
Время коммутации 0,001 – 0,003сек, это время когда виток обмотки якоря замкнут накоротко.
В первый момент времени щётка перекрывает одну коллекторную пластину. Ток в ветвях обмотки якоря одинаков.
Во второй момент времени, щётка замыкает накоротко виток обмотки якоря. В витке величина тока якоря уменьшается до 0. Падение величины тока с значения Iя 1/2 до 0 вызовет эдс самоиндукции. Эдс самоиндукции создаёт ток коммутации. Ток коммутации вызывает искрение.
В третий период времени, щетка перекроет другую коллекторную пластину. В витке обмотки якоря ток начнёт возрастать со значения 0 до величины Iя 1/2 вызывая ток коммутации и искрения.
Эдс коммутации не должно превышать 8 – 9 В для ТЭД и 8В для ГГ.
Напряжение коллектора UГГкол. сред = 14 – 16В; UТЭДкол сред = не более 20В.
Причины вызывающие коммутацию.
1) Механические – нарушение эл. контакта м/у щетками и коллектором (слабое нажатие щёток на коллектор, биение коллектора, загрязнение коллектора и т.д.)
2) Потенциальные - появление искрения м/у соседними коллекторными пластинами из – за увеличения напряжения м/у коллекторными пластинами при перегрузках (буксование, тяжёлый поезд).
3) Коммутационные – физический прогресс при переходе щётки с одной коллекторной пластины на другую.
Классы коммутации.
1 – отсутствие искрения под щётками (тёмная коммутация)
11/4 – слабое точечное искрение под небольшой частью щётки.
11/2 – слабое искрение под большой частью щётки
2 – искрение под всем краем щётки. Допускается при кратковременных перегрузках.
3 – значительное (сильное) искрение под всем краем щётки с наличием крупных вылетающих искр.
При коммутации 11/2 есть следы нагара на щётках и коллекторе. Нагар устраняется протиранием коллектора и щёток бензином.
При коммутации 3 возможно разрушение щёток, пластины коллектора могут быть оплавлены (иметь цвета побежалости), возможно нарушение геометрической формы коллектора.
Меры борьбы с коммутацией.
1) Применение добавочных полюсов, включенных последовательно с обмоткой якоря.
2) Применение щёток с повышенным сопротивлением (размерные) для уменьшения тока коммутации.
3) Заменять сколотые и изношенные щётки.
4) Удалять с коллектора заусенцы, подтёки, царапины.
5) Содержать коллектор в чистоте.
Принципы регулирования скорости вращения эл. машин.
Регулировка скорости вращения эл. машин осуществляется тремя методами.
1) Изменением магнитного потока
2) Изменение напряжения подаваемого к эл. машинам
3) Изменения сопротивления в цепи якоря.
Это определяется по формуле - 
где;
U – напряжение на зажимах эл. машин
I – ток в цепи якоря
SR – сумарное сопротивление в цепи якоря
Ce – магнитная постоянная
Ф – магнитный поток эл. машин
На тепловозах малой мощности регулировку напряжения ТЭД и частоты вращения осуществляют путём переключения схемы соединения ТЭД с последовательного на параллельное.
На магистральных тепловозах регулировка напряжения ТЭД и частоты вращения осуществляется за счет изменения (ослабление и увеличение) магнитного потока главных полюсов. Для этого параллельно обмотке главных полюсов подключают сопротивление СШ1 – СШ6 с помощью контактов ВШ1 и ВШ2.
Способы возбуждения эл. машин.
Эл. машины по способу возбуждения делятся на: эл.машины с независимым возбуждением и эл. машины с самовозбуждением.
Независимое возбуждение.
Ток в обмотку возбуждения поступает от постороннего источника питания и не зависит от величины нагрузки. С ростом нагрузки напряжение немного падает из – за регулировочного действия реакции якоря (ГГ, В)
 |
Самовозбуждение эл. машин делятся на:
Параллельное возбуждение эл. машин.
С ростом нагрузки напряжение снижается до величины Iк.з. Величина напряжения определяется остаточной ЭДС. (ВГ;МН;ВК;МК.)
 |
Последовательное возбуждение эл. машин.
С ростом нагрузки возрастает напряжение, т.к Iнагр = Iвозб. Ток нагрузки насыщает якорь и при максимальном насыщение из – за реакции якоря напряжение упадет до 0, а ток будет равен току к.з (1-6 ТЭД).
Смешанное соединение эл. машин.
С ростом нагрузки происходит резкое падение напряжения и тока. (ТН имеет две обмотки последовательную и параллельную)
 |
Смешанное возбуждение ГГ применяют:
1) на тепловозах малой мощности
2) в дизель-поездах
3) в автомотрисах
На тепловозах серии ТЭ10 используют независимое возбуждение ГГ.
Мощность эл. машин ограничивается:
1) температурой нагрева обмоток
2) температурой нагрева коллектора
3) эл. потерями возникающими при прохождении тока по обмоткам полюсов, якоря, коллектору (вихревые токи)
4) магнитные потери возникают из-за гистерезиса и вихревых токов
5) механические потери возникают за счет сил трения
КПД ГГ 0,94-0,96; КПД ТЭД 0,90-0,94.
Изоляционные материалы эл. машин.
Используют для изоляции токоведущих частей м/у собой и от корпуса.
Опытным путём установлено, что перегрев изоляции на 80С снижает срок службы изоляции в двое из – за теплового старения.
Тепловое старение вызывает усушку, улетучивание компонентов изоляции. Она становиться твердой и хрупкой.
Изоляционные материалы делятся на 5 классов:
1) А – материалы из шёлка, хлопка, целлюлоза. (85оС)
2) Е – ситетические пленки. (115 оС)
3) В – материалы на основе слюды, асбеста с органическими связующими. (130 оС)
4) F – материалы на основе слюды, асбеста с синтетическими связующими (155 оС)
5) Н – материал на основе слюды, асбеста, стекловолокна с кремний органическими связующими (180 оС)
Нагрев и вентиляция эл. машин.
При работе машины, в начале происходит резкий нагрев изоляции, а затем температура медленно подымается до расчётного значения. В режиме холостого хода происходит охлаждение изоляции. Нагрев зависит от профиля пути и массы поезда, определяется индивидуально для каждого депо.
Вентиляция эл. машин делится на независимую (принудительную) и само вентиляцию.
Независимая вентиляция применяется для вентиляции ГГ и ТЭД. Вентиляция производится спец. вентилятором.
Достоинство – подаётся большое количество охлаждающего воздуха.
Недостаток – дополнительные затраты на оборудование.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.
Главный генератор ГП311Б.
Назначение ГП311Б.
Служит для преобразования механической энергии дизеля в электрическую.
Кратковременно в период пуска работает как ТЭД с последовательным возбуждением.
Крепится на поддизельной раме, приводится в движение от кол. вала (нижнего) через пластинчатую муфту.
Дополнение А.И. Вольдек «Эл. машины» Энергия 1974 Ленингр.Отд.
Преобразование энергии в эл. машинах осуществляется посредством магнитного поля. Такие машины называют индуктивными. Преобразование энергии посредствам эл. поля - индуктивные машины.
Потери в эл. машинах – перемагничивание ферромагнитных сердечников, прохождением тока через проводники, трением в подшипниках и об воздух и тд.
Наибольшая допускаемая мощность нагрузки определяется главным образом допустимым уровнем её нагреванием, а также механической прочностью отдельных частей машины, условиями токосъёма на скользящих контактах и тд.
Полезная мощность на которую рассчитана эл. машина, называется номинальной. Все другие величины, которые характеризуют работу машины при этой мощности называется номинальными (Uном; Iном; об/мин; КПД; +cosj (переменный ток)).
Для двигателя Рном – мощность на валу ТЭД; для ГГ – на выходных зажимах.
Наиболее употребляемое напряжение номинальное:
А) для постоянного тока ТЭД 110В; 220В; 440В.
Б) для ГГ постоянного тока → 115В; 230В; 460В.
В) для ТЭД переменного тока и первичных обмоток трансформаторов → 220В; 380В; 660В; 3; 6; 10кВ.
Г) для ГГ и вторичных обмоток → 230В; 400В; 690В и 3,15; 6,3; 10,5; 21кВ (для вторичных обмоток трансформаторов также 3,3; 6,6; 11 и 22 кВ).
Е) при высоком напряжении для первичных обмоток трансформаторов являются: 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750кВ.
Ё) для вторичных обмоток: 38,5; 121; 165; 242; 347; 525; 787 кВ.
По мощности машины делят:
1) До 0,5 кВт-машины весьма малой мощности или микромашины.
2) 0,5-20 кВт-машины малой мощности.
3) 20-250кВт-машины средней мощности.
4) Более 250 кВт-машины большой мощности.
Материалы эл. машин делят:
1) Конструктивные.
2) Активные.
3) Изоляционные.
Конструктивные материалы – для изготовления валов, станины подшипниковых щитов, крепежа. Используют: сталь, чугун, цветные металлы и их сплавы, пластмассы.
Активные материалы делят на проводниковые и магнитные. Изготовляют обмотки и сердечники магнитопроводов.
Изоляционные материалы – для изоляции обмоток; листов электротехнической стали.
Проводниковые материалы: электротехническая медь и рафинированный алюминий. Могут использоваться медные и алюминиевые сплавы. Медные сплавы используют для изготовления вспомогательных токоведущих частей: контактные кольца, болты и т.д.
Магнитные материалы: листовая электротехническая сталь, листовая конструкционная сталь, литая сталь и чугун (чугун используют относительно редко).
Для уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи в её состав входит кремний.
Сталь изготовляют горячей прокаткой и холоднокатаной. Холоднокатаная текстурованная сталь имеет более высокие магнитные свойства.
Э310 – расшифровка:
Э – эл. техническая сталь
Первая цифра – степень легирования кремня
1 – слаболегированная
2 – среднелегированная
3 – повышено легированная
4 – высоколегированная
Вторая цифра – гарантированные свойства стали
1 – нормальные потери при 50Гц
2 – пониженные потери при 50Гц
3 – низкие удельные потери при 50ГЦ
4 – нормальные удельные потери при 400Гц
5 – нормальная магнитная проницаемость в полях с напряженность <1А/м
6 – повышенная магнитная проницаемость в полях с напряжённостью <1А/м
7 – нормальная магнитная проницаемость в полях с напряжённостью от 10 до 100 А/м
8 – повышенная магнитная проницаемость в полях с напряжённостью от 10 до 100 А/м
Третий цифра – 0 означает, что сталь холодно катаная текстурованная.
С увеличением содержания кремния возрастает хрупкость стали ® высоколегированная сталь применяется для трансформаторов и мощных генераторов переменного тока.
При частоте до 100Гц – электротехническая сталь толщиной 0,5мм (иногда 0,35мм). Чем выше частота, тем тоньше сталь.
Ширина листа 240 – 1000мм
Длина листа 1500 – 2000мм
Потери на вихревые токи зависит от квадрата индукции, а потери на гистерезис от индукции степени, близкой к 2 ® потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты, а гистерезис – 1 степени частоты.
При частоте 50Гц и толщине листов 0,35 - 0,5мм потери на гистерезис превышают потери на вихревые токи в несколько раз.
При штамповке возникает наклёп листов, при сборке в пакеты возможно замыкание листов по краям из-за появления при штамповке грата и заусенцев последовательно увеличиваются потери в стали до 1,5 – 4 раз.
Из – за наличия между листами стали изоляции, их волнистости и неоднородности по толщине не весь объём пакета заполнен сталью. При толщине листов 0,5мм rc=0,93; при толщине 0,35мм rc=0,90.
К изоляционным материалам предъявляют следующие требования:
1) По возможности высокая эл. прочность
2) По возможности высокая механическая прочность
3) По возможности высокая нагревостойкость
4) По возможности высокая тепло проводимость
5) Малая гигроскопичность.
Важно, чтобы изоляция была по возможности тонкой, т.к. увеличение толщины изоляции снижает мощность эл. машин (т.к. падает коэффициент заполнения паза проводниковым материалом).
Изоляционные материалы делят:
А)Твёрдый
Б)жидкий
В)газообразные
Газообразные- воздух и водород, они охлаждают эл. машину и диэлектрик.
Жидкие- специальные сорта масла в трансформаторе.
Твёрдые делятся на:
1) Естественные органические волокнистые материалы – хлопчатая бумага, шёлк, материала на основе древесной целлюлозы.
2) Не органические материалы – слюда, стекловолокно, асбест.
3) Различные синтетические материалы в виде смол, плёнок из листового материала и т.д.
4) Различные эмали, лаки, компаунды, на основе природных и синтетических материалов.
Эмали применятся для изоляции проводов, и в качестве покровной изоляции.
Лаки используют для склейки сложной изоляции и для пропитки обмоток, а также для нанесения покровного защитного слоя на изоляцию.
Двух или трёхкратной пропиткой обмоток лаками, чередуемой с просушками, достигается заполнение пор 6 изоляции, что повышает теплопроводность и эл. прочность изоляции, уменьшает её гигроскопичность и скрепляет элементы изоляции в механическом отношении.
Пропитка изоляции служит той же цели, как и пропитка лаками. Разница заключается только в том, что компаунды не имеют летучих растворителей, а представляют собой весьма консистентную массу, которая при нагревании размягчается, сжижается и способна под давлением приникать в поры изоляции. В виду отсутствия растворителей заполнение пор при компаундировании получается более плотным.
ГОСТ 2582-81 предусматривает пять классов изоляции:
А – включает в себя волокнистые материалы из хлопчатой бумаги, целлюлозы, и шёлка, пропитанных жидким электроизоляционными материалами или погружённые в них, изоляцию эмаль проводов на основе масляных и полиамидиорезольных лаков (капрон), полиамидные пленки, бутил каучуковые и др. материалы, а также пропитанное дерево и древесно-слоистые пластики. Пропитывающими веществами для данного класса изоляции являются трансформаторное масло, масленые и асфальтовые лаки и др. вещества с соответствующий нагревостойкостью. К данному классу относятся различные лакоткани, ленты, элекротех. картон, гетинакс, текстолит применяют в машинах мощностью до 100кВт и выше, а также трансформаторостроении.
Е – относится изоляция и эл. изоляция на основе поливинилацеталевых (винифлекс, метавин), полиуретановых эпоксидных, полиэфирных (лавсан) смол и других синтетических материалов с аналогичной нагревостойкостью применяют в машинах малой и средней мощностью.
В – объединяет изоляционные материалы на основе неорганических диэлектриков (слюда, асбест, стекловолокно) и клеящих, пропиточных и покровных лаков и смол повышенной нагревостойкости органического происхождения, причём содержание органических веществ не должно превышать 50%. Сюда относятся материалы на основе тонкой щипаной слюды (микаленты, микафолий, миканит), а также слюдинитовые материалы в основе которых лежит непрерывная слюдяная лента из пластинок слюды размерами до нескольких мм и толщиной несколько микрон. К классу В относят различные синтетические материалы: полиэфирные смолы на основе фталевого ангидрида, полихлортрифторэтилен (фторопласт - 3), некоторые полиуретановые смолы, пластмассы с неорганическим заполнителем. Применяют в машинах средней и большой мощности.
F – Включает в себя материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, но с применением органических лаков и смол, модифицированных кремнийорганический полиорганосилоксановыми и др. смолами с высокой нагревостойкостью или же с применением др. синтетических смол с соответствующей нагревостойкостью (полиэфирные смолы на основе изо- и терефталевой кислот и др.). Изоляция этого класса не должна содержать хлопчатой бумаги, целлюлозы и шёлка.
Н – изоляция на основе слюды, стекловолокна и асбеста в сочетание с кремнийорганическими (полиорганосилоксановыми), полиорганометаллоксановыми и другими нагревостойкими смолами с применением таких смол изготовляются миканиты, стекло микафолий, стекломиколенты, стеклослюдениты, стеклолакоткани, стеклотекстолиты. А также материалы на основе политетрафторэтилена (фторопласт - 4). Материалы класса Н применяются для эл. машин работающих в очень тяжёлых условиях (горная и металлургическая промышленность, транспортные установки и пр.)
P.S. Класс С (по новому ГОСТу нет) слюда, кварц, стекловолокно, фарфор и др. керамические материалы, применяемые без органических связующих или с органическим связующими.
Под воздействием тепла вибраций и других физико – механических факторов происходит старение изоляции т.е. постепенное потеря ею механической прочности и изолирующих свойств.
Эл. щётки делят на две группы:
1) Угольно графитные, графитные и электрографитные.
2) Металлографитные
Щетки 1 группы изготовляют из сажи, измельчёного природного графита и антрацита с каменно угольной смолой в качестве связующей. Заготовки щёток подвергают обжигу, режим которого определяет структурную форму графита в щётках. При высоких температурах углерод переходит в графит, этот процесс называют графитированием.
Щётки 2 группы содержат также металлы (медь, бронза, серебро)
| Класс щеток | Марка щётки | Номинальная плотность тока А/см2 | Макс. Окружная скорость м/сек2 | Удельное нажатие н/см3 | Переход падения U на пару щёток, В | Коэф–т трения | Характер коммутации при котором рекомендуется применение щёток |
| Угольно - графитовые | УГ4 | 7 | 12 | 2-2,5 | 1,6-2,6 | 0,25 | Несколько затрудненная |
| Графитовые | Г8 | 11 | 25 | 2-3 | 1,5-2,3 | 0,25 | Нормально |
| Эл. графитовые | ЭГ4 | 12 | 40 | 1,5-2 | 1,6-2,4 | 0,20 | Нормально |
| Эл. графитовые | ЭГ8 | 10 | 40 | 2-4 | 1,9-2,9 | 0,25 | Самая затрудненная |
| Эл. графитовые | ЭГ12 | 10-11 | 40 | 2-3 | 2,5-3,5 | 0,25 | Затрудненная |
| Эл. графитовые | ЭГ84 | 9 | 45 | 2-3 | 2,5-3,5 | 0,25 | Самая затрудненная |
| Медно графитовые | МГ2 | 20 | 20 | 1,8-2,3 | 0,3-0,7 | 0,20 | Самая лёгкая |
Неподвижная часть машины, называемая индуктором, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому крепится полюса. Назначение индуктора – создание в машине основного магнитного потока.
Вращающаяся часть машины состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря и коллектора. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Концы обмотки якоря припаяны к медным пластинам коллектора. Н коллектор налегают щётки с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.
Основной магнитный поток создает обмотка возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током.
Генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразует переменный ток в обмотке якоря в постоянный ток внешней цепи.
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотки якоря и работает как механический инвертор.
В двигателе ЭДС якоря направлена против тока и приложенного к зажимам якоря напряжения, поэтому ЭДС якоря ТЭД называется против ЭДС.
В генераторе ДОПЕЧАТАТЬ
При изменение направления тока в обмотке якоря ТЭД переходит в режим ГГ.
Механическая мощность ГГ за вычетом механических и магнитных потерь превращается эл. Мощность в обмотки якоря, а эл. Мощность за вычетом потерь в этой обмотке выдается во внешнею цепь.
В ТЭД эл. Мощность, подводимая к якорю из внешней цепи, частично расходуется на потери в обмотке якоря, а остальная часть этой мощности превращается в мощность электромагнитного поля и последнее – механическую мощность, которая за вычетом потерь на трение и потерь в стали якоря передается к колёсным парам.
Дополнительные полюса применяются при мощности эл. Машин более 0,5кВт.
Вентиляционные распорки приклепываются или привариваются.
Обмотка якоря должна удовлетворять:
1) Должна быть рассчитана на номинальную мощность.
2) Иметь эл., механическую, термическую прочность, обеспечивающую 15 – 20 лет работы.
3) Должна обеспечить нормальный токосъём
4) Расход материала при максимальном КПД – минимально
5) Технология изготовления должна быть простой
Основной элемент каждой обмотки является секция, которая состоит из одного или некоторого количества последовательно соединенных витков и присоединена к коллекторным пластинам.
Для удобства монтажа обмотки выполняют двухслойными. В каждом позу обмотка располагается в два слоя: одна сторона каждой секции – верхнем слое одного паза а другая – в нижнем слое другого паза.
Когда одна часть секции имеет большую ширину, а другая – меньшую, то такая обмотка называется ступенчатой и улучшает токосъём, но она сложнее и дороже.
Для того чтобы разгрузить щётки от уравнительных токов и дать этим токам возможность замыкания внутри самой обмотки, обмотка снабжается с уравнительными соединениями или уравнительными. Уравнители соединяют внутри обмотки точки, которые теоретически имеют равные потенциалы.
Уравнители первого рода – это когда уравнительный ток не будет протекать через щётки. Сечение уравнителя 20 – 50% от сечения витка обмотки якоря.
Уравнители второго рода – выравнивают нагрузки между разными ходами сложной обмотки, т.е. они соединяют параллельно разные ходы обмоток до или помимо щеточного контакта.
Уравнители третьего рода – их задача сводится к тому, чтобы при вращение коллектора щётка замыкала накоротко не все секцию, а сначала одну её половину и затем другую.
В генераторе физическая нейтраль повёрнута в сторону вращения якоря, а в двигателе - в обратную сторону.
При прохождение тока через слой щёточного контакта возникает явление электролиза. В результате электролиза на коллекторе образуется блестящая плёнка окислов меди, имеющая различную окраску (розовую, коричневую, коричневую, фиолетовую, сине стальную) и называемую политурой. Политура увеличивает, переходное соединение щёточного контакта ограничивает тем самым величину тока короткого замыкания секций и улучшает коммутацию.
Наличие хорошей политуры на коллекторе является признаком хорошей коммутацией. Зеркало щётки при хорошей коммутации имеет также блестящею поверхность.
Причины искрения делят на механические и электромагнитные.
Механические причины искрения большей частью связаны с нарушением контакта между щётками и коллектором. Такие нарушения вызываются:
1) неровностью поверхности коллектора
2) плохой пришлифовкой щёток к коллектору
3) боем коллектора. Если он превышает 0,2 – 0,3мм
4) выступанием отдельных коллекторных пластин
5) выступанием миканита м/у коллекторными пластинами
6) заданием щёток в щёткодержателях (тугая посадка)
7) вибрацией щёток (не жесткость токосъёмного аппарата плохая балансировка машин, свободное расположение щёток в щёткодержателях с зазором более 0,2-0,3мм, большое расстояние м/у обоймой щеткодержателя и коллектором – более 2-3мм и тд.)
8) неравномерный натяг щёточных пружин
Электромагнитный причины искрения на щетках связаны с характером протекания эл. магнитных процессов в коммутируемых секциях.
Потенциальное искрение вызывается накоплением угольной пыли и грязи в канавках м/у соседними пластинами, либо при возникновение больших напряжений м/у соседними пластинами. Это искрение может привести к круговому огню.
Круговой огонь представляет собой короткое замыкание якоря машины через эл. дугу на поверхность коллектора.
За главным полюсом данной полярности по направлению вращения якоря в режиме генератора должен следовать добавочный полюс противоположной полярности, а в режиме двигателя добавочный полюс той же полярности.
Для уменьшения рассеивания магнитного потока добавочных полюсов применяют немагнитные прокладки.
Щётки двигают для улучшения коммутации при мощности до нескольких сотен ватт.
Потери мощности из-за:
1) механических потерь
2) магнитных или потерь в стали
3) электрические потери
Механические потери:
1) в подшипниках 2) трение щеток о коллектор или контактные кольца; 3)вентиляционные
Магнитные потери – потери на гистерезис и вихревые токи ( из – за перемагничивания сердечников активной стали)
Электрические потери - Рэл = I2R при t=750С
Добавочные потери
Добавочные потери – потери при перегрузках
Скорость вращения ТЭД можно регулировать:
1)Изучение магнитного потока или тока возбуждения
2)Последовательно в цепь включают реостат
3)Изменение напряжения цепи якоря
| Тип | Рн, кВт | hн % | Вес, кг | Тип | Рн, кВт | hн % | Вес, кг |
| П11 | 0,30 | 65,0 | 18 | П62 | 14 | 86,5 | 195 |
| П12 | 0,45 | 70,5 | 23 | П71 | 19 | 84,5 | 260 |
| П21 | 0,7 | 73,5 | 35 | П72 | 25 | 86,0 | 300 |
| П22 | 1,0 | 77,0 | 41 | П81 | 32 | 86,0 | 340 |
| П31 | 1,5 | 78,5 | 53 | П82 | 42 | 88,0 | 405 |
| П32 | 2,2 | 83,5 | 62 | П91 | 55 | 87,0 | 560 |
| П41 | 3,2 | 79,0 | 72 | П92 | 75 | 89,5 | 660 |
| П42 | 4,2 | 80,5 | 88 | П101 | 100 | 89,5 | 830 |
| П51 | 6,0 | 82,5 | 105 | П102 | 125 | 90,0 | 950 |
| П52 | 8,0 | 84,5 | 127 | П111 | 160 | 90,0 | 1150 |
| П61 | 11,0 | 84,0 | 163 | П112 | 200 | 91,0 | 1340 |
| При nн=1500об/мин | |||||||
ГП 311 Б – это 10 полюсная машина постоянного тока с независим возбуждением. Для возбуждения применён возбудитель В – 600. схема регулирования позволяет использовать всю свободную мощность ГГ.
Особенности изготовления ГП 311Б.
1) Для повышения механической и электрической прочности обмотки якоря пропитывают в термореактивном лаке и запекают.
2) Открытые поверхности обмоток и других деталей пропитывают электроизоляционной эмалью.
3) Лобовые части обмоток якоря крепят бандажами из высокопрочной и теплостойкой лентой, пропитанной термореактивным лаком.
4) Сердечники якорей и главных полюсов набирают из отдельных листов электротехнической стали.
5) Коллектор изготовляют с высокой точностью по окружности, для надёжного токосъёма.
6) Используют тугоплавкие, вибростойкие, серебро содержащие и латунные припои.
7) Применяют специальные подшипники рассчитанные на перепад от –600С до +1200С.
Магнитная система ГП311Б
Состоит из: станины, ГП и ДП полюсов и меж катушечных соединений .
Станина или магнитопровод изготовлено из стали Ст3. К станине приварены: снизу две лапы для крепления на под дизельной раме с отверстиями под выжимные болты, а с верху приварены подставки для крепления редуктора охлаждения ГГ. На тепловозах 2ТЭ10У и 2ТЭ10Ут подставки не используют, так как изменена система воздуха снабжения ГГ. По окружности к станине крепится 10ГП и 10ДП.
ГП (10шт) – служат для создания основного магнитного потока. Сердечник главного полюса набран из отдельных листов электротехнической стали Э310 толщиной 1мм. Листы стянуты между собой заклёпками. В них выштампованны отверстия под заклёпки, под болты и под стальной стержень. Стержень имеет 3 отверстия с резьбой для крепления к станине. Для снижения магнитных и электрических потерь листы покрыты изоляционным лаком. На сердечник крепят изоляционный каркас, и на него наматывают две обмотки: пусковую и независимую (зазор 5мм). Между пусковой обмоткой (3 витка) и независимой обмоткой (105 витков) расположена изоляционная текстолитовая шайба. Витки пусковой обмотки изолируют друг от друга с помощью асбестовой бумаги и стеклянной ленты, а независимую кремний органическим лаком и электроизоляционной эмалью ГФ. Класс изоляции Н и F.
ДП (10шт) – служат для уменьшения реакции якоря и улучшения коммутации.
Сердечники сплошные из стали Ст3. К сердечнику крепятся (приклёпаны) латунные или дюралюминиевые уголки для крепления обмоток и снижения рассеивания магнитного потока. В нем есть два отверстия с резьбой для крепления к станине. М/у станиной и сердечником добавочного полюса уложены стальные прокладки для регулирования воздушного зазора при настройке коммутации. А м/у сердечником полюса и прокладками уложено не магнитная текстолитовая прокладка, для разделения воздушного зазора на две части, что уменьшает рассеивания магнитного потока и улучшает коммутацию. На сердечник наматывают 6 витков. М/у витками уложены стеклотекстолитовые прокладки (два слоя микаленты и слой стеклоленты). Для предотвращения перемещения витков при усыхания изоляции и других деформациях м/у станиной и полюсом укладывают пружинную рамку из ленточной стали. Класс изоляции В и F.
Якорь ГП 311Б.
Служит для размещения якорной обмотки коллектора.
Состоит из: корпуса, обмотки и коллектора.
Корпус якоря пустотелый, бочкообразный, к нему с двух сторон приварены фланцы. Задний для привода от нижнего колен. Вала, а передний для крепления вала на коллекторе. К корпусу приварены 10 рёбер жёсткости на которых крепятся сердечник якоря.
Вал якоря выполнен укороченным для облегчения веса и лучшего охлаждения. Вал приводит в действие передний распределительный редуктор, а также на него опирается подшипниковый щит.
Сердечник якоря набран из отдельных листов. Для облегчения сборки и улучшения вентиляции сердечник набран из 8 пакетов. Для образования вентиляционных каналов используют специальные листы с распорками. Каждый лист имеет 155 пазов для обмотки, круглые отверстия для стяжных шпилек и прямоугольные для клиновых шпонок. Клиновые шпонки крепят поверх рёбер жёсткости. С двух сторон сердечник стягивается двумя обмоткодержателями, на которые наматывается бандаж. Толщина листа 0,5 мм.
Обмотка якоря петлевая двухходовая, т.е. на якоре одновременно уложены две простые петлевые обмотки. Одна обмотка соединяет нечётные коллекторные пластины, а др. чётные. Шаг обмотки по коллектору два, т.е. 1 и 3 коллекторная пластина или 2 и 4.
Обмотка состоит из секций, в которые укладываются пазы якоря. Для улучшения охлаждения обмотки и равномерного распределения в пазу, она выполнена из отдельных, элементарных проводников (3 медных стержня). В пазу сверху располагается деревянный клин, под ним уплотнительные прокладки, далее верхняя ветвь обмотки из 5 элементарных проводников, затем дистанционная прокладка, нижняя ветвь катушки и защитная изоляционная прокладка. Кроме этого паз выстлан плёночной стеклотканью (для изоляции). Каждый проводник изолирован слоем слюдянистой ленты, а все 6 тремя слоями стекло слюдянистой ленты, сверху ещё слой стеклянной ленты. После укладки обмотки в пазах якоря, её пропитывают в изоляционном лаке и запекают.
Лобовые части обмотки крепят бандажом из стекло бандажной ленты пропитанной термореактивным лаком с усилием 400мПа.
Обмотка выполнена ступенчатой, т.е. одна из секций в каждой катушке имеет увеличенный на единицу шаг по пазам (т.е. одна секция из первого паза пойдёт не в 16, а 17 паз), что позволило применить стекло бандаж.
Концы секций припаивают к петушкам, а ступенчатые секции соединяют м/у собой с помощью гильз и серебросодержащим припоем. Такой тип обмотки снижает напряжение м/у коллекторными пластинами в 2 раза.
Для улучшения коммутации используют уравнительные соединения которые соединяют коллекторные пластины, пластины имеющие теоретически равный потенциал и защищают щётки от протекания по ним уравнительных токов. Шаг 1 – 94 по коллектору. Класс изоляции якоря F.
Коллектор.
Коллектор служит для выпрямления переменной ЭДС (т.е. является механическим преобразователем переменного тока или пульсирующего в постоянный ток) и для съёма тока.
Назначение коллектора и щёток – изменять напряжение тока в проводниках обмотки якоря при их переходе из зоны магнитного полюса одной полярности в зону полюса др. полярности.
Коллектор состоит из 465 пластин трапециевидной формы с присадкой серебра или кадмия 0,07 – 0,14%, что увеличивает срок службы пластин вдвое (улучшается токосъём). Пластины имеют вырез в виде ласточкиного хвоста. С помощью переднего и заднего нажимного конуса стянуты в арку с помощью 18 легированных термообработанных шпилек. Коллекторные пластины изолированы друга от друга коллекторным миканитом толщиной 1 мм, от нажимных конусов формовочным миканитом толщиной 2 мм, т.к. диаметр коллектора (850 мм, а длина рабочей части 370 мм) значительно меньше диаметра якоря, но соединение якорной обмотки с коллектором происходит с помощью петушков.
Петушки – это полоски из меди которые одним концом припаиваются к коллектору тугоплавким припоем, а ко второму концу припаивают обмотку якоря. М/у петушками устанавливают пластмассовые прокладки для предохранения от замыкания при пайки, в эксплуатации при загрязнение и для прохода охлаждающего воздуха. К петушкам также припаивается уравнительные соединения. Собранный коллектор напрессовывают на передний фланец якоря. Место пасадки обмотки держателя и петушков уплотняют шнуром (асбестовым) и промазывают густыми цинковыми белилами, для защиты от влаги. После сборки с якорем коллектор обтачивают и шлифуют, после этого производят продорожку коллектора на токарном или спец станке или приспособлением. Во время продорожки стачивают коллекторный миканит. Глубина дорожки от 0,7 до 1,0мм. (брак 0,7мм). После продорожки снимают фаски для устранения заусенцев и предотвращения затягивания меди в канавки.
Из-за особенностей якорной обмотки (петлевая, двухходовая, несимметричная, ступенчатая) коллекторные пластины имеют разную окраску. Чередование двух темной, одной светлой или одной тёмной и одной светлой пластиной является нормальной при наличие глянцевой политуры. Если поверхность становиться матовой то неизбежен подгар коллекторных пластин.
После обточки коллектора производят балансировку якоря с помощью грузиков на переднем нажимном корпусе и болтами на заднем обмоткодержателе.
Подшипниковый щит ГП311Б.
Подшипниковый щит удерживает и центрирует якорь и закрывает внутренние части ГГ со стороны коллектора.
Выполнен сварным каркасным из ребер и колец в центральной части закреплена ступица для замены подшипника без снятия его с тепловоза. Конусная часть подшипникового щита закрыта быстросъемными люками для осмотра коллектора а торцевая щитами.
Подшипниковый щит крепиться к станине с помощью болтов. Подшипник роликовый двухрядный смазка ЖРО.
Для удобства обслуживания щеток и щеткодержателей в подшипниковый встроена поворотная траверса. На траверсе, через изоляторы, крепятся 10 алюминиевых брикетов с 9 щетками на каждом (старые ГГ 18 щеток) для поворота траверсы применена зубчатая передача. Для фиксации траверсы используют штифты.
Щеткодержатель снабжён рулонной лентой для обеспечения постоянного нажатия щетки 0,8 – 1,2 кг на коллектор. Для длительного срока применяют резиновые амортизаторы. Для уменьшения коммутации щётки выполняют резиновыми, что увеличивает их сопротивление.
Применяются щётки ЭГ14 2(12,5´32´64)мм или старые ЭГ74 12,5´32´65/60мм. Минимальная 25мм.
Зазор между щеткодержателем и коллектором 2-3мм, что регулируется болтом щеткодержателя. Старые щеткодержатели имеют две позиции под углом 300С для набегающей щетки и 100Сдля сбегающей.
Щетки имеют медные шунты которые соединяются с двумя медными полукольцами «+» и «-» от которых ток идёт к ТЭД.
Патрубок охлаждающего воздуха.
Служит для передачи охлаждающего воздуха и закрывает внутренние части ГГ со стороны дизеля. Выполнен разъёмным из тонко листовой стали.
Вентиляция ГП311Б.
Охлаждающий воздух проходит:
1) Через якорь и зазоры м/у сердечником, т.е. охлаждает якорную обмотку и частично магнитную систему.
2) Через якорь и выходит м/у петушками охлаждая якорь.
3) М/у якорем и полюсами охлаждает магнитную систему.
Воздух выходит через два отверстия в подшипниковом щите
Тяговый электродвигатель ЭД118.
Назначение ТЭД.
Служат для привода кол. пар через тяговые редукторы и обеспечивает движение тепловоза преобразуя эл. энергию ГГ в механическую.
К ТЭД предъявляются жёсткие требования, т.к. их нельзя осмотреть во время работы.
На тепловозах серии ТЭ10 применяют:
1) ЭД107А – до 1975г 2ТЭ10Л и 2Т.
2) ЭД118А – 2ТЭ10В; 2ТЭ10М. У них увеличен класс изоляции полюсов и якоря применена польстерная смазка МОП.
3) ЭД118Б – 2ТЭ10М. Применён шестерёнчатый насос для смазки МОП и увеличена скорость вращения якоря и вес.
4) ЭД118БУ – 2ТЭ10У; 2ТЭ10Ут.
ЭД118БМ (БМУ)
Магнитная система ТЭД.
Состоит из: остова, главных и добавочных полюсов и межкатушечных соединений.
Остов восьмигранной формы литой с приливами для МОП и кронштейнами (носиками) для крепления к раме тележки. Над носиками расположены предохранительные приливы (в случае поломки траверсы), а также есть приливы с резьбой (бонки) для крепления кожуха тяговой передачи. Со стороны коллектора имеется отверстие для подачи охлаждающего воздуха, а также 4 кронштейна для крепления щеток. Воздух выходит через 3 отверстия с противоположной стороны закрытые сетками и щетками. Кроме этого со стороны коллектора есть 3 люка верхний (быстросъёмный), боковой и нижний для осмотра коллектора. В торцах остова выполнены круглые горловины, закрываемые двумя подшипниковыми щитами.
Главные полюса (4 шт.) создают основной магнитный поток который взаимодействуя с током якорной обмотки, создаёт на валу якоря ТЭД вращающий момент, передаваемый через редуктор кол. паре. ГП располагаются по вертикальной и горизонтальной оси. Сердечник набран из отдельных листов стали Ст2 толщиной 2мм, стянутых заклепками. В листах выштамповано отверстие под стальной стержень с 3 отверстиями. К остову ГП крепятся 3 болтами. Головки болтов заливают кварцкомпаудом для герметизации ТЭД. Листы сердечника имеют полукруглую форму, для улучшения распределения магнитного потока. На сердечник надевают спец фланец, а на фланец крепят катушку. Катушка состоит из двух полукатушек с 11 и 8 витками на мотаных из шиной меди на ребро. Такая намотка улучшает охлаждение полюсов и лучше заполняет межкатушечное пространство. Витки изолированы м/у собой асбестовой бумагой, а м/у слоями прокладки из текстолита. Для предотвращения перемещения катушки при ударах, вибрации, усыхания изоляции м/у фланцем и сердечником размещена пружинная рамка. Для защиты изоляции катушки, м/у остовом и катушкой устанавливают металлическую прокладку 1мм. Зазор м/у ГП и остовом 18мм.
Класс изоляции F.
ДП (4шт) служат для уменьшения реакции якоря и улучшения коммутации. ДП расположено под углом 450 к осям.
Сердечник отлит из стали Ст3. к сердечнику прикреплены дюралюминиевые или латунные наконечники (уголки) для крепления катушки. Сердечник имеет 3 отверстия с резьбой под болты, головки болтов заливают кварцкампаудом. На сердечник надевают спец. Фланец, а фланец наматывают на катушку. Катушка состоит из 17витков шинной меди. Витки изолированы асбестовой бумагой. Пружинная рамка размещается м/у остовом и катушкой. Пружинная рамка отделена от катушки текстолитовой прокладкой. М/у сердечником и остовом поставлены немагнитные (дюралюминиевые) прокладки для увеличения воздушного зазора, в магнитной цепи, что уменьшает рассеивание магнитного потока и влияние на коммутацию вихревых токов. Зазор между ДП и остовом 10мм.
Класс изоляции F.
Межкатушечные соединения ГП – выполнены гибкими шинами, а
ДП - спец проводами. Для уменьшения нагрузки на выводы полюсов м/у катушечные соединения крепят к корпусу, через резиновые амортизаторы. К силовой цепи крепят 4 гибкими проводами ПКФТ (не боятся масла, солярки, не горят, морозостойкие), которые крепятся к корпусу зажимами (клицами) из древесноследюнистого пластиком или полиэтилена или дерева.
Якорь ТЭД.
Состоит из: вала, сердечника, нажимных шайб и коллектора.
Вал служит для передачи вращающего момента на кол. пару и монтажа элементов якоря. Изготовлен из высококачественной, лигированой стали с термообработкой. Вал опирается на два однорядных роликовых подшипников, расположенных в подшипниковых щитах. Один конец вала выполнен конусным для посадки шестерни тягового редуктора. Для облегчения монтажа демонтажа имеется канавка и отверстие для передачи масла к шестерни.
Сердечник из листов эл. технической стали Э130 толщиной 0,5мм, лакированные с двух сторон, а крайние листы имеют толщину 1 мм. Листы набирают по массе 363 кг. Лист имеет 54 паза и 2 ряда вентиляционных отверстия 32 шт. диаметром 27 мм. Листы прессуют с усилием 1100-1200 кН (110-120тонн). Сердечник с двух сторон стянут двумя нажимными шайбами. Переднюю шайбу нагревают до 1600С и напрессовывают с усилием 70-80 тонн. Задняя шайба (со стороны шестерни) открытого типа, что улучшает охлаждение якорной обмотки. Нажимные шайбы отлиты из стали.
Обмотка якоря простая петлевая. Шаг обмотки по пазам 1-14, а по коллектору 1-2. Катушка состоит из 4 элементарных одновитковых секций. Каждая секция состоит из трёх || проводников расположенных по высоте паза, а четыре витка по ширине паза, т.е. горизонтальная укладка. Разделение секции на 3 параллельных провода сделано для уменьшения вихревых токов. В пазу располагается клин, уплотнительная изоляционная прокладка, верхняя ветвь секции, нижняя ветвь секции и защитная изоляционная прокладка. Паз выстлан стеклотканью, а каждый проводник изолирован слоем стеклослюдянистой и слоем стеклянной ленты.
Лобовые части обмоток крепят стеклобандажной лентой с усилием 130 кг. Стеклобандаж не разрушается при круговом огне.
Под лобовыми частями обмотки находятся уравнительные соединения.
Диаметр якоря равен 493 мм.
Класс изоляции F.
Коллектор состоит из 216 пластин выполненных из твёрдотянутой меди легированной кадмием или серебром. Пластины штампуются вместе с петушками и имеют вырезы в виде ласточкиного хвоста. Пластины стянуты в арку 12 болтами за втулку коллектора и нажимной конус. Коллекторные пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом толщиной 1,2 мм, а от корпуса формовочным толщиной 2 мм и фторопластовым цилиндром. Диаметр коллектора 400 мм.
Петушки имеют прорезь для впаивания концов секции обмотки якоря, а в каждый четвёртый петушок впаивают уравнительные соединения.
Коллектор балансируют грузиками закрепляемыми в специальных канавках в нажимном конусе и коллекторной втулке.
Глубина дорожки 1,0-1,5 мм брак 0,5 мм.
Подшипниковый щит ТЭД.
Отлиты из стали, имеет внутрению и наружнию крышку, лабиринтные уплотнения, камеры для сбора отроботаной смазки ЖРО. Внутрения крышка позвлляет заменить подшипник без демонтожа ТЭД. В подшипниковом щите со стороны коллектора установлен опорно-упорный роликовый подшипник воспринимающий усилие направленные в доль вала якоря. Подшипниковый щит со стороны шестерни имеет опорный роликовый подшипник и дренажный (атмосферный) канал для защиты от поподания ЖРО внутрь ТЭД.
Щёткодержатель ТЭД.
Их 4 штуки, в каждом по три разрезные щетки ЭГ61 2 (12,5´40´60)мм минимум 23мм. Щеткодержатель имеет латунный корпус рулонной пружинной и изолированным пальцем. Ось пружины имеет отверстие для регулировки пружины. Щёткодержатель крепится в корпусе в спец. кронштейнах. Нажатие 4,2 – 4,8 кг.
Вентиляция ТЭД.
Независимая от переднего и заднего редуктора. Воздух попадает на коллектор и далее:
1) проходит м/у якорем и полюсами, охлаждая магнитную систему
2) проходит через вентиляционные отверстия в сердечнике якоря, охлаждая якорную обмотку.
Основная характеристика ТЭД и ГГ.
| № | Параметры. | ГП311Б | ЭД118 А/Б | |
| 1 | Мощность, кВт | 2000 | 305 | |
| 2 | Скорость вращения якоря, об/мин | 850 | 580min, 2290/2280max | |
| 3 | Номинальный ток, А | 4320 | 720 476 U=min U=max | |
| 4 | Напряжение, при длительном токе, В | 700 | 700 | |
| 5 | Диаметр якоря, мм | 1200 | 493 | |
| 6 | Диаметр коллектора, мм | 850 | 400 | |
| 7 | Число коллекторных пластин, шт | 465 | 216 | |
| 8 | Число ГП, шт | 10 | 4 | |
| 9 | Число ДП, шт | 10 | 4 | |
| 10 | Зазор м/у ГП и якорем, мм | 5 | 18 | |
| 11 | Зазор м/у ДП и якорем, мм | 13.5 | 10 | |
| 12 | Смазка МОП | - | Польстер/принуд | |
| 13 | Марка щёток | ЭГ-14 | ЭГ-61 | |
| 14 | Минимальная высота щётки, мм | 25 | 23 | |
| 15 | Нажатие на щетку, кг | 0,8-1,2 | 4,5-4,8 | |
| 16 | Количество щёток, шт | 90 | 12 | |
| 17 | Диаметр коллектора, мм | 852-809 ¯807 | 402-382 ¯380 | |
| 18 | Биение коллектора, мм | 0,0-0,09 0,09 | 0,0-0,08 0,12 | |
| 19 | Глубина выработки коллектора, мм | 0,0-0,2 0,2 | 0,0-0,3 0,3 | |
| 20 | Зазор м/у щетко-ем и коллектором, мм | 2,0-3,0 0,3¯0,2 | 2,0-4,0 4,0 | |
| 21 | Высота щётки, мм | 64-25 ¯25 | 60-23 ¯23 | |
|
22 |
Зазок щётки в гнезде: | По ширине, мм | 0,05-0,15 0,6 | 0,08-0,60,8 |
| По толщине, мм | 0,05-0,220,3 | 0,05-0,35 0,4 | ||
| 23 | Давление на щётку, кг | 0,8-1,2 1,2¯0,6 | 4,2-4,85¯4 | |
| 24 | Глубина продорожки. Мм | 0,7-1,0¯0,7 | 1,0-1,5¯0,5 | |
|
25 |
Зазор м/у полюсами: | ГП, мм | 4,2-5,5 | 18¯17,9 |
| ДП, мм | 13,5 | 9,5-10,5¯9,5 | ||
| 26 | Расстояние м/у носиками ТЭД, мм | - | 305-312316 | |
| 27 | Масса, кг | 3100/3350 | 8900 | |
Двух машинный агрегат А – 706Б.
Состоит из двух эл. машин постоянного тока В и ВГ собранных на одном валу. В600 и ВГТ 125/75.
Назначение двух машинного агрегата.
В 600 служит для питания только независимой обмотки возбуждения ГГ.
ВГ служит для питания цепей управления, освещения, заряда АБ, обмотки возбуждения СПВ и размагничивающей обмотки В.
Техническая характеристика.
| № | Параметр | В - 600 | ВГТ275/120 |
| 1 | Мощность, кВт | 20,6 | 12 |
| 2 | Напряжение, В | 165 | 75 |
| 3 | Ток, А | 125 | 160 |
| 4 | Частота вращения якоря, об/мин | 850-1800 | |
| 5 | Марка щётки | ЭГ14 | ЭГ14 |
| 6 | Минимальная высота щётки, мм | 28 | 25 |
| 7 | Максимальная высота щётки, мм | 40 | 40 |
| 8 | Нажатие щётки на коллектор, кг | 1,1-2,0 | 1,1-2,0 |
| 9 | Возбуждение | Независим. | Парал. |
| 10 | Количество ГП | 6 | 6 |
| 11 | Количество ДП | 4 | 5 |
| 12 | Масса, кг | 660 | |
Магнитная система А-706Б.
Состоит из: остова, ГП и ДП, межкатушечных соединений.
Остов ВГ и В литой из малоуглеродистой стали, состоит из двух корпусов соединённых посередине болтами СТ3.
ГП 6 шт по конструкции одинаковые, но отличаются обмотками. Сердечник набран из отдельных листов толщиной 2 мм и стянутых заклёпками. В сердечнике 2 отверстия с резьбой для крепления к остову.
ГП В-600 имеют 2 обмотки:
1) Независимая (намагничивающая) 188 витков.
2) Размагничивающая обмотка 140 витков.
ГП ВГ имеют только параллельную обмотку возбуждения 450 витков.
Для предотвращения перемещения катушки применены пружинные рамки м/у катушкой и полюсным башмаком. Изоляционные рамки (гетинакс м/у остовом и сердечником ГП).
Класс изоляции ГП F.
ДП (5 шт ВГ и 4 шт В) взаимозаменяемые. Сердечники отлиты из низкоуглеродистой стали и имеют 2 отверстия с резьбой под болты. Катушка имеет 17 витков. Обмотки залиты компаудом.
Класс изоляции ДП В.
Якорь А-706Б.
На одном валу насажены 2 коллектора и 2 якорные обмотки. Якорь опирается на 2 шариковых подшипника. По середине вала закреплено вентиляционное колесо.
Сердечник якоря набран из отдельных листов эл. технической стали. Лист имеет 44 паза и вентиляционные отверстия. Листы сердечника спрессованы м/у нажимной шайбой и корпусом коллектора.
Коллектор состоит из133 пластин закреплённых на пластмассовой втулке (изоляция Н). Количество коллекторных пластин одинаково для В и ВГ. На старых А-706Б (до 1980г.) втулка коллектора ВГ была более длинной и на ней крепились два контактных кольца для питания р/ст переменным током.
Обмотка якоря волновая двухслойная. Крепится с помощью проволочных бандажей.
Якорь балансируют грузиками со стороны обоих коллекторов.
Класс изоляции якоря F.
Подшипниковый щит А-706Б.
Образован рёбрами приваренными к станине. Сверху подшипниковый щит закрыт кожухом, для защиты коллектора. Сам подшипник (шариковый) установлен в капсуле. Смазка ЖРО добавляется через маслёнки. Наружное кольцо подшипника со стороны свободного конца вала может перемещаться в капсуле в осевом направлении для облегчения монтажа.
Щёткодержатель А-706Б.
Щёткодержатели (6 шт.) крепятся на пластмассовой траверсе. Траверса крепится болтами к подшипниковому щиту. Щёткодержатели закреплены на траверсе болтами. Марка щёток ЭГ14 12,5´44´40 мм. Нажатие 1,1-2 кг минимальная высота В-600 28 мм; ВГ 25 мм.
Вентиляция А-706Б.
Вентилятор алюминиевый воздух поступает через нижние части подшипниковых щитов и проходит:1) м/у якорем и полюсами и 2) через якорь. Наружу воздух выходит через выпускные отверстия в середине агрегата.
Н1; Н2 – намагничивающая обмотка В.
Н3; Н4 – размагничивающая обмотка В.
Электродвигатели серии П.
Назначение электродвигателей серии П.
П 41 – эл. двигатель МН (параллельное возбуждение).
П 21 – эл. двигатель ТН (смешанное возбуждение).
П 11 – эл. двигатель МК и ВК (параллельное возбуждение).
По конструкции аналогичны отличаются только мощностью. Рассмотрим двигатели на примере эл. двигателя П 21.
Техническая характеристика эл. двигателя П.
| № | Параметр | П 11(МК) | П 11(ВК) | П 21(ТН) | П 41(МН) |
| 1 | Мощность, кВт | 0,5 | 0,2 | 0,5 | 4,2 |
| 2 | Напряжение, В | 75 | 75 | 75 | 64 |
| 3 | Ток, А | 9,9 | 4,2 | 9,6 | 84 |
| 4 | Количество ГП | 2 | 2 | 2 | 4 |
| 5 | Количество ДП | 1 | 1 | 1 | 4 |
| 6 | Число витков ГП | 1900 | 1250 | 2600 | 450 |
| 7 | Число витков ДП | 120 | 178 | 155 | 17 |
| 8 | Марка щётки | ЭГ4 | ЭГ4 | ЭГ4 | ЭГ4 |
| 9 | Нажатие на щётку, кг | 0,2-0,25 | 0,2-0,25 | 0,2-0,25 | 0,3-0,45 |
| 10 | Min высота щётки, мм | 16 | 16 | 17 | - |
| 11 | Частота вращения, об/мин | 2860 | 1740 | 1350 | 2200 |
| 12 | Класс изоляции | В | В | В | В |
| 13 | Масса, кг | 18,5 | 18,5 | 35 | 75 |
Магнитная система П 21.
Остов изготовлен стальной цельнотянутой трубы, к которой приварены лапы. С двух сторон болтами крепятся подшипниковые щиты.
Сердечники ГП и ДП выполнены из листов эл. технической стали. Ближе к якорю намотана параллельная обмотка, а сверху намотана последовательная обмотка. Обмотки разделены м/у собой изоляционной шайбой. Катушки крепятся металлическими рамками. Изоляционный каркас из стеклотекстолита.
Якорь П 12.
Вал опирается на 2 шариковых, однорядных подшипника. На валу закреплено вентиляционное колесо.
Сердечник якоря набран из отдельных листов эл. технической стали. Сердечник якоря имеет 18 пазов, в которые уложены 44 проводника. Пазы якоря выполнены косыми для снижения вихревых токов. Сердечник крепится обмоткодержателями и стопорным кольцом одетым на вал в горячем состоянии.
Обмотка петлевая, всыпная имеет 2 параллельные ветви. Крепится в пазах деревянными клиньями и проволочными бандажами.
Коллектор набран из 72 пластин (для двигателя П 11 – 56 коллекторных пластин) закреплённых на пластмассовой втулке. Втулка напрессована на вал.
Подшипниковый щит П 21.
Выполнен литым, имеет отверстия для забора и выброса воздуха. В них расположены шарикоподшипники, с маслёнкой для добавления ЖРО. К остову крепятся болтами.
Щёткодержатель П 21.
Крепится на метраверсе к переднему подшипниковому щиту. В щёткодержателе 2 щётки ЭГ4. Нажатие на щётку регулируется перестановкой хвостовика пружины на различные насечки щёткодержателя.
Вентиляция П 21.
Воздух засасывается со стороны коллектора, обдувает коллектор, охлаждает якорь и магнитную систему и выбрасывается вентиляционным колесом из заднего подшипникого щита.
Синхронный подвозбудитель ВС-652.
Назначение СПВ.
Служит для питания переменным током распределительного тр-ра, тохоблока, амплистата возбуждения, ТПТ, ТПН.
СВП может приводится в движение:
1) Резиновым рукавом от промежуточного редуктора.
2) Пружинным рукавом от промежуточного редуктора.
3) Ремнями от промежуточного редуктора (кардана).
4) Ремнями от заднего распределительного редуктора.
Техническая характеристика СПВ.
| № | Параметры | СПВ |
| 1 | Мощность, кВт | 1,1 |
| 2 | Напряжение, В | 110 |
| 3 | Ток, А | 10 |
| 4 | Частота тока, Гц | 45-133 |
| 5 | Марка щёток | ЭГ-8 |
| 6 | Min высота щётки, мм | 20 |
| 7 | Нажатие щётки, кг | 0,32-0,34 |
| 8 | Частота вращения, об/мин | 4000 |
| 9 | Масса, кг | 68 |
Конструкция СПВ.
СПВ – это однофазная машина обращённого типа, т.е. с вращающимся якорем и неподвижным индуктором с 4 полюсами.
Корпус СПВ – это с отверстиями под смотровые люки. В него запрессован магнитопровод из листов эл. технической стали к которому крепятся полюса.
Полюса (4шт) литые имеют два отверстия под болты. На них 285 витков и заливают компаундом.
Вал опирается на два шариковых однорядных подшипника. На валу на пластмассовой втулке закреплены два контактных кольца для токосъёма. Также крепится: Вентиляционное колесо и сердечник.
Сердечник ротора набран из отдельных листов, крепится двумя втулками. Сердечник имеет 14 пазов в которых уложены 192 витка.
Обмотка ротора всыпная, многовитковая. Класс изоляции якоря В.
Подшипниковые щиты литые, крепятся к корпусу болтами, имеют отверстия для прохода воздуха.
Щёткодержатели расположены на пластмассовой траверсе которая крепится на подшипниковом щите. Щёткодержатели могут перемещаться по высоте.
Воздух через отверстия в подшипниковом щите проходит охлаждая контактные кольца, якорь, полюса и выбрасывается вентилятором через отверстия в заднем подшипниковом щите.
Uспв 1 поз – 8 ± 2 В;Uспв 4 поз – 22 ± 3 В.
Характерные неисправности эл. машин.
Неисправности в эксплуатации определяют:
1) Внешним осмотром.
2) Наблюдением за работой эл. машин.
3) По показанию приборов.
4) По срабатыванию защитных устройств.
Механические неисправности.
1. Ослабление болтовых соединений определяем остукиванием, а покачиванием от руки - крепление щёткодержателей; щёточных шунтов; межполюсных соединений; кабелей; собират. шин. При постоянном ослаблении болтов необходимо проверить:
а) зазоры в МОП
б) состояние шестерён тягового редуктора
в) наличие балансировочных грузиков якоря
г) соосность вала ГГ с дизелем или соосность двухмашинного агрегата
2. Обрыв лап остова ГГ и двухмашинный агрегат в местах сварки
Причины: а) увеличенная вибрация под остовом
б) биение якоря.
3.Обрыв и размотка бандажа якоря
Признаки: а) поджоги бандажа
б) оплавление якоря
в) ослабление крепления витков якорной обмотки,
появление выпучин.
Причины: а) некачественное крепление бандажа
б) пережог бандажа припоем, при перебросах тока
в) межвитковые и корпусные замыкания якорной обмотки
под бандажом
г) перегрев якоря
д) обрыв бандажа при боксовании кол. Пар
4. Ослабление затяжки и деформация коллектора.
Признак: Пластины выпучиваются, подгорают.
Причина: перегрев коллектора.
5. Разрушение якорных подшипников.
Определяется по скрежету, ударам, появлению дыма.
Начальные признаки: а) неровная работа и сотрясение подшипника
при остановке якоря.
б) смещение лабиринтного кольца и подтёки
смазки
в) ненормальный нагрев подшипника
Причины: а) неправильный монтаж
б) проворот внутреннего кольца
в) нарушение режима смазки
г) заклинивание роликов
д) перекос якоря (нарушена центровка)
е) нарушение балансировки якоря
6. Перегрев МОП.
Причины: а) недостаток смазки.
б) обводнение смазки
в) перекос кол. Пары.
г) неисправен польстер
Электромеханические неисправности.
1. повреждение меж катушечных соединений.
Причины: а) ослабление крепления
б) обрыв меж полюсных соединений
в) плохой контакт
2. повреждение коллектора и щёток.
Признаки: а) отсутствие глянцевой пленки
б) появление следов побежалости
в) появление капелек припоя из петушков
г) следы подгара и переброса
д) запавшие и выпученные пластины
е) ненормальное искрение
Причины искрения.
1) Неравномерное распределение тока под щётками.
Причины: а) перегрузки уравнительных соединений и коллекторных пластин.
б) ослабление или потеря контакта в меж полюсных
соединениях или в собирательной шине.
в) смещение щёток, перекос
г) перегрузка машин
д) установка на одном коллекторе щёток разных марок или
с неодинаковым нажатием.
е) уменьшение ширины коллекторных пластин (сняты
большие фаски).
2) Вибрация щеток.
Причины: а) нарушение геометрической формы коллектора.
б)ослабление крепления щёткодержателя.
в) нарушение балансировки якоря
г) недостаточное нажатие щетки
3) Загрязнение коллектора.
Причины: а) скапливается графитовая медная пыль в дорожках
б) на коллекторе оседают масленые пары
Круговой огонь – это короткое замыкание якоря машины через эл. дугу на поверхность коллектора.
Причины возникновения кругового огня.
1) наличие большой силы тока, способной образовывать дугу.
2) Наличие высокого напряжения между коллекторными пластинами достаточного для поддержания эл. дуги.
3) Пробой изоляции.
Признаки: а) срабатывает РЗ
б) появляется дым и запах.
Причины: а) механические повреждения изоляции
б) попадание влаги, масла на изоляцию
4) перегрев коллектора.
Признаки: а) запах горелого лака
б) появление синевы на краях пластин
в) следы припоя на внутренней части остова
Причины: а) недостаток воздуха
б) загрязнение охлаждаемой поверхности
При подозрение на круговой огонь ГГ, откл. «ОМ1 – ОМ6» и набрать позиции. Появление искрения красного цвета указывает на замкнутые пластины или на выгорание изоляции м/у пластинами.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 330; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!