Тяговые электродвигатели

/ Литература / Устройство и ремонт тепловозов / Тяговые электродвигатели

Тяговые электродвигатели предназначены для передачи вращательного момента к колесным парам. Тепловозы с электрической передачей имеют индивидуальный привод колесных пар, т. е. каждая колесная пара приводится во вращение отдельным тяговым электродвигателем.

Вращающий момент от тягового электродвигателя к колесной паре при индивидуальном приводе передается при помощи одноступенчатого тягового редуктора, состоящего из двух цилиндрических шестерен: ведущей на валу двигателя и ведомой на оси колесной пары. На тепловозах из-за ограниченных габаритов для размещения тягового электродвигателя применяется односторонняя, несимметричная относительно оси тепловоза прямозубая передача.

Таблица 10.6

Тип тягового электродвигателя

Серия тепловоза

Номинальная мощность, кВт

Тип подвески

Масса, кг

ЭДТ104

ТЭ10, 2ТЭ10

307

Опорно-осевая

2850

ЭД107

ТЭП10, 2ТЭ10Л

305

Опорно-осевая

3100

ЭД108А

ТЭП60, 2ТЭП60

305

Опорно-рамная

3350

ЭД118А

ТЭМ2, ТЭМ2М

105

Опорно-осевая

3100

М62, 2М62

192

Опорно-осевая

3100

2ТЭ10М, ЗТЭЮМ, 2ТЭ116

305

Опорно-осевая

3100

ЭД120А

ТЭМ7

135

Опорно-осевая

3000

ЭД121А

ТЭП70

413

Опорно-рамная

2950

Тяговые электродвигатели выполняются в основном с опорно-осевым подвешиванием, но на пассажирских тепловозах они имеют опорно-рамную подвеску. Основные типы применяемых тяговых электродвигателей приведены в табл. 10.6.

Практически на всех тепловозах тяговые электродвигатели имеют независимую нагнетательную вентиляцию с групповой подачей воздуха (по тележкам) и свободным выбросом нагретого воздуха в атмосферу.

Забор воздуха обычно происходит снаружи тепловоза через простейшие сетчатые фильтры или решетки. Расход воздуха можно регулировать (сезонно) перепуском части потока. Недостатком используемой «открытой» системы охлаждения является практически полная бесконтрольность температуры и чистоты охлаждающего воздуха. Однако относительное единообразие схем вентиляции тяговых электродвигателей тепловозов объясняется многолетним опытом электровозостроения, где охлаждение двигателей осуществлено по аналогичным схемам.

На рис. 10.2 представлен тяговый электродвигатель ЭД118А. Его магнитная система состоит из остова с полюсами, имеющими катушки.

235

Остов 5 (см. рис. 10.2) изготавливают из низкоуглеродистой стали. Он представляет собой в поперечном сечении неправильный восьмиугольник. Остов исполняет роль магнитного сердечника и механической основы всей конструкции электродвигателя. С торцов остов имеет расточки для подшипниковых щитов. Подвеска электродвигателя к раме тележки осуществляется при помощи опорных приливов 29 (носиков), между которыми помещена траверса подвески. Малые приливы 24 служат для предохранения двигателя от попадания на путь при поломке опорных приливов или траверсных пружин. С другой стороны на остове расположены лапы для сочленения с корпусом моторно-осевого подшипника. В верхней части остова, со стороны коллектора, имеется вентиляционное отверстие, соединенное с вентиляционным каналом брезентовым рукавом. Охлаждающий воздух выбрасывается через выпускные отверстия 8. Для осмотра коллектора и щеток остов имеет три люка, закрываемые крышками: верхний, нижний и боковой. Для вывода кабелей в остове предусмотрены четыре отверстия, защищенных от проникновения влаги резиновыми втулками. Кабельные выводы 25 крепятся к остову зажимами 26.

Главные полюсы создают основной магнитный поток в машине. Состоят они из сердечника 15 и катушки 16. Сердечник для уменьшения вихревых потоков набирается из штампованных листов низкоуглеродистой стали, скрепленных заклепками 28. Катушки главных полюсов намотаны из меди прямоугольного сечения в виде двух полюсных шайб. Витки катушек изолированы друг от друга асбестовой электроизоляционной бумагой. Катушки главных полюсов соединены между собой изолированными шинами из медной ленты. Изоляция катушек главных полюсов электродвигателя ЭД118А класса Б.

Добавочные полюсы обеспечивают нормальную коммутацию. Сердечник добавочного полюса 4 изготавливают сплошным из листовой стали. Катушка добавочного полюса 3 выполнена из шинной меди, намотанной на ребро. Между витками катушки установлены изоляционные прокладки. Наружная поверхность средних

Рис. 10.2. Тяговый электродвигатель ЭД118А (продольный и поперечный разрезы): 1 - вентиляционные отверстия; 2 - уравнительные соединения; 3 - катушка добавочного полюса; 4 - сердечник добавочного полюса; 5 - остов; 6 - сердечник якоря; 7 - обмотка якоря; 8 - выпускные отверстия; 9 - дренажное отверстие; 10 - лабиринтное кольцо; 11 - вал; 12, 19 - якорные подшипники; 13 - стеклотекстолитовый клин; 14 - крышки моторно-осевого подшипника; 15 - сердечник главного полюса; 16 - катушка главного полюса; 17 - вкладыш моторно-осевого подшипника; 18 - труба подачи смазки; 20 - подшипниковые щиты; 21 - коллектор; 22 - корпус щеткодержателя; 23 - кронштейн; 24, 29 - опорные и предохранительные приливы; 25 - выводной кабель; 26 - зажимы; 27 - смазочный фитиль; 28 - заклепка витков, кроме трех-четырех крайних, не изолируется, а от корпуса они изолируются для охлаждения добавочного полюса прокладками из асбестовой электроизоляционной бумаги. Катушки добавочных полюсов соединены гибкими проводами.

Якорь тягового электродвигателя состоит из следующих частей: вала 11, сердечника 6, нажимных шайб, коллектора 21 и обмотки 7. Якорь опирается на два роликовых подшипника 19 и 12, установленных в подшипниковых щитах 20. Вал якоря изготовлен из легированной стали. Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Шихтовка сердечника обязательна, так как перемещающееся относительно него вращающееся магнитное поле стремится индуктировать вихревые токи. Каждый лист сердечника имеет 54 паза и два ряда вентиляционных отверстий в количестве 32 шт. По торцам сердечник удерживается на валу двумя нажимными шайбами, которые одновременно являются и обмоткодержателями. Обмотка якоря петлевая, с уравнительными соединениями 2.

Рис. 10.3. Обмотка якоря тягового электродвигателя ЭД118А: а - схема: 1-216 - коллекторные пластины; 1, 14 - пазы сердечника; У - уравнительные соединения; 6 - разрез паза: 1 - клин; 2 - прокладка под клин и на дно паза; 3 - медь; 4 - прокладка между катушками; 5 - изоляция от

корпуса На рис. 10.3, а представлена схема обмотки якоря тягового электродвигателя ЭД118А. Катушка обмотки (рис. 10.3, б) состоит из четырех расположенных по ширине паза секций, каждая из которых состоит из трех проводников, расположенных по высоте паза. В пазу изолированная катушка удерживается стеклотекстоли-товым клином. На дно паза и под клин укладываются прокладки из стеклотекстолита. В задних лобовых частях обмотки между секциями устанавливаются изоляционные прокладки; обмотка якоря удерживается стеклобандажами.

Коллектор тягового электродвигателя состоит из втулки, нажимного конуса, коллекторных пластин (ламелей), двух изоляционных манжет, изоляционного цилиндра и стяжных болтов. Пластины коллектора штампуются из меди, легированной кадмием или серебром. В нижней части они имеют форму ласточкина хвоста, позволяющего прочно скрепить коллектор. Коллекторные пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом, а от конуса - миканитовым цилиндром и манжетами.

В подшипниковый щит 20 (см. рис. 10.2) со стороны коллектора устанавливается роликовый опорно-упорный подшипник, который воспринимает радиальные и осевые нагрузки. Снаружи подшипник закрыт крышкой, в которой для предотвращения попа-

Рис. 10.4. Щеточный аппарат тягового электродвигателя ЭД118А: а - щеткодержатель; б - щетка; 1 - корпус щеткодержателя; 2 - стальная пружина; 3 - палец щеткодержателя; 4 - изолятор; 5 - втулка; 6 - наконечник; 7 - шунт; 8 - щетка; 9 - амортизатор

дания смазки на якорь имеется лабиринтное уплотнение. Подшипниковый щит крепится к остову болтами с пружинными шайбами. В подшипниковый щит со стороны шестерни устанавливается опорный роликовый подшипник, который отличается от опорно-упорного отсутствием бурта во внутренней обойме. Попадание смазки из подшипника внутрь тягового электродвигателя предотвращается лабиринтным уплотнением. Кроме того, с внутренней стороны предусмотрено дренажное отверстие 9 (воздушный канал). Снаружи подшипник закрыт крышкой, имеющей лабиринтное кольцо 10, предотвращающее утечку смазки из подшипника. К кронштейнам 23 тягового электродвигателя крепятся четыре щеткодержателя 22.

Щеткодержатели электродвигателя (рис. 10.4) установлены напротив главных полюсов. Щеткодержатель имеет литой латунный корпус, укрепленный в кронштейне, вваренном в торцевую стенку остова. Два стальных пальца, запрессованных в корпус, служат для крепления щеткодержателя в кронштейне. Пальцы изо-

Рис. 10.5. Моторно-осевой подшипник тягового электродвигателя ЭД118А: 1, 2 - оси; 3 - фиксатор; 4 - поплавок; 5 - втулка; 6 - крышка; 7 - пробка; 8 - крышка моторно-осевого подшипника; 9 - пружина; 10 - рычаг; 11 - пластинчатая пружина; 12 - корпус; 13 - скоба; 14 - коробка; 15 - пакет польстерный; 16 - болт; 17 - постель моторно-осевого подшипника; 18 -

вкладыш лированы твердым изоляционным слоем, на который надеты изоляторы из пресс-материала. В корпусе щеткодержателя имеются два гнезда для щеток. В первое гнездо вставляется одна разрезная щетка, а во второе - две. Каждая разрезная щетка имеет резиновый амортизатор, предназначенный поглощать небольшие удары и толчки, не допуская отрыва щеток от коллектора. Нажатие щеток на коллектор осуществляется стальными пружинами, при этом один конец пружины упирается в резиновый амортизатор щетки, а второй входит в паз втулки. Регулировка нажатия осуществляется поворотом и фиксацией втулки на оси.

Моторно-осевой подшипник (рис. 10.5) состоит из двух вкладышей, постели - расточки в остове тягового электродвигателя, крышки и болтов крепления крышки.

Вкладыши моторно-осевых подшипников изготавливают из бронзы. Крышка подшипника является резервуаром для смазки, которая попадает к подшипнику при помощи двух войлочных польстерных пакетов, закрепленных скобами в коробке, которая может перемещаться в корпусе, опираясь на четыре пластинчатые пружины. Коробка с польстерными пакетами прижимается через отверстие во вкладыше моторно-осевого подшипника к шейке пружиной. Рычаг с пружиной закреплены осями на корпусе, расположенном на нижней части ванны крышки моторно-осевого подшипника. Ванна имеет отстойник, куда сливается кон-

Рис. 10.6. Кожух зубчатой передачи: 1 - верхняя часть кожуха; 2 - скобы; 3 - ребра жесткости; 4, 9, 11 - бонки; 5 - полукольцо отбойное; б - прокладки; 7 - болты; 8 - накладки уплотнитель-ные; 10 - уплотнение; 12 - нижняя часть кожуха; 13 - горловина для заливки

масла денсат, который через пробку сливают наружу. Количество смазки на пробке определяют по уровню поплавка.

Вращающий момент от тягового электродвигателя на ось колесной пары передается при помощи ведущей шестерни, напрессованной на вал якоря и ведомого зубчатого колеса, напрессованного на ось колесной пары. Ведущая шестерня и ведомое зубчатое колесо закрыты кожухом (рис. 10.6), состоящим из двух частей (нижней и верхней), соединенных болтами.

⇐ | Общие сведения | | Устройство и ремонт тепловозов | | Тяговые генераторы постоянного тока | ⇒