Тяговые генераторы постоянного тока

/ Литература / Устройство и ремонт тепловозов / Тяговые генераторы постоянного тока

Тяговые генераторы постоянного тока предназначены для пуска дизеля и получения ЭДС в режимах тяги тепловоза. Во время пуска дизеля тяговый генератор работает в режиме электродвигателя с последовательным возбуждением. В табл. 10.7 представлены основные типы генераторов постоянного тока, применяемых на тепловозах.

Особенности и разнообразие систем охлаждения тяговых генераторов вызваны большой мощностью генераторов и их расположением в кузове тепловоза, что ухудшает условия отвода теплоты. К системам охлаждения генераторов предъявляются следующие Таблица 10.7

Тип тягового генератора

Серия тепловоза

Номинальная мощность, кВт

Тип вентиляции

Тип обмотки якоря

Масса, кг

МПТ84/39

ТЭМ1

700

Самовентиляция

Петлевая

4500

МПТ120/49

ТЭ10

2000

Самовентиляция

Лягушачья

9200

ГП300Б

ТЭМ2, ТЭМ2М

780

Самовентиляция

Петлевая

5000

ГП311Б

2ТЭ10М, ЗТЭЮМ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В

2000

Принудительная

Петлевая, ступенчатая

8900

ГП311В

ТЭП60, 2ТЭП60

2000

Принудительная

Петлевая, ступенчатая

9000

ГП312

М62, 2М62

1270

Принудительная

Петлевая, ступенчатая

7400

Рис. 10.7. Тяговый генератор ГП311Б: 1 - щеткодержатель; 2 - поворотная траверса; 3 - уравнительные соединения; 4 - пусковая обмотка; 5- обмотка независимого возбуждения; 6 - станина; 7 - сердечник главного полюса; 8 - сердечник добавочного полюса; 9 - сердечник якоря; 10 - катушка добавочного полюса; /1 - обмотка якоря; 12 - воздухо-подводящий патрубок; 13 - корпус якоря; 14 - щитки; 15 - штифт для фиксации щита со станиной; 16 - вал; 17 - подшипник; 18- коллектор; 19 - щит подшипниковый; 20 - барабан; 21 - продольные ребра; 22 - шпильки

дополнительные требования: температура входящего в генератор воздуха должна максимально приближаться к температуре наружного воздуха; конструкция системы должна исключать попадание во всасывающее устройство нагретого воздуха, выбрасываемого вентилятором; устройство входных отверстий и воздуховодов не должно затруднять охлаждение самовентилируемых генераторов; попадание в генератор с вентилирующим воздухом капельных жидкостей (масла, дизельного топлива) из воздуха машинного помещения тепловоза должно быть исключено.

Тяговые генераторы малой и средней мощности в большинстве своем являются самовентилируемыми. Система самовентиляции по интенсивности охлаждения уступает независимой вентиляции, используемой, например, для тяговых двигателей тех же тепловозов. Однако при самовентиляции не требуется место для отдельного вентилятора и его привода, что очень важно в стесненных условиях машинного помещения тепловоза.

В тяговых генераторах большой мощности и некоторых генераторах средней мощности (например, ГП312) применяется принудительная вентиляция, позволяющая во всех случаях применения обеспечить мощным генераторам нормальные тепловые условия. Принудительная вентиляция бывает двух видов: вытяжная и напорная; последний вариант имеет некоторые эксплуатационные преимущества. Почти все тяговые генераторы тепловозов вентилируются индивидуально. Исключение составляют лишь тяговые генераторы тепловозов с централизованными системами воз-духоснабжения.

Осуществленные системы вентиляции как тяговых генераторов тепловозов, так и тяговых электродвигателей не имеют регулирования расхода воздуха, хотя возможность управления расходом может дать определенные преимущества, особенно на мощных тепловозах.

Рассмотрим устройство тягового генератора постоянного тока на примере генератора ГП311Б (рис. 10.7). Станина б (см. рис. 10.7)

Рис. 10.8. Сердечник главного полюса тягового генератора ГП311Б: 1 - отверстие для крепления полюса; 2 - листы сердечника; 3 - стержень; 4 -

заклепка

Рис. 10.9. Катушка главного полюса тягового генератора ГП311Б: 1, 5 - изоляционные рамки; 2 - об мотка независимого возбуждения; 3 -пусковая обмотка; 4 - каркас; б -изоляционная шайба

служит магнитопроводом. К ней крепятся главные и добавочные полюсы, подшипниковый щит, вентиляционные патрубки. Снаружи к станине приварены две лапы, которыми она опирается на поддизельную раму.

Главные полюсы служат для создания основного магнитного потока. Каждый из них состоит из сердечника и катушки. Сердечник (рис. 10.8) собран из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком, спрессованных и стянутых заклепками. Для равномерного давления на листы сердечника в них имеются прямоугольные отверстия, в которые помещен стальной стержень с резьбовыми отверстиями для крепления полюса к станине. На главных полюсах размещены катушки обмоток независимого возбуждения 5 (см. рис. 10.7), служащие для создания основного магнитного потока при работе генератора и пусковой 4, создающей магнитный поток только при пуске дизеля. Катушка главного полюса представлена на рис. 10.9. Катушки наматываются на каркас с отогнутыми буртами для удержания пластмассовых изоляционных рамок. Каркас изолируется от катушек стек-ломиканитом и стеклолентой, а между катушками независимого возбуждения и пусковой проложена изоляционная шайба 6.

Добавочные полюсы (рис. 10.10) предназначены для улучшения коммутации и частичной компенсации действия реакции якоря. Добавочный полюс состоит из литого стального сердечника 6 и катушки 3. На сердечнике катушка крепится стальной накладкой. Между накладкой и катушкой помещена немагнитная гетинаксовая прокладка для замедления насыщения полюса. С целью регулирования зазора между добавочным

Рис. 10.10. Добавочный полюс тягового генератора ГП311Б: 1 - накладка; 2 - прокладка; 3 - катушка; 4 - изоляционная рамка; 5 - угольники; б - сердечник добавочного полюса полюсом и якорем установлен набор из шести стальных прокладок общей толщиной 3 мм. Между витками катушки полюса помещены стеклотекстолитовые прокладки, крайние витки ее изолированы микалентой и стеклолентой. Обмотка добавочных полюсов всегда соединена последовательно с обмоткой якоря для того, чтобы ее действие соответствовало току нагрузки.

Вал якоря упирается на двухрядный сферический самоустанавливающийся роликовый подшипник 17(см. рис. 10.7).

Подшипниковый щит 19 (см. рис. 10.7) выполнен в виде жесткой сварной конструкции из ребер и колец. Ребра наклонены к оси тягового генератора, что обеспечивает жесткость и легкость конструкции. Передний (подшипниковый) щит служит для установки ступицы подшипника вала якоря.

В собранном тяговом генераторе подшипниковый щит фиксируется призонным штифтом 15. Люки коллекторной камеры закрыты крышками, в двух из которых имеются прозрачные вставки для наблюдения за коллекторно-щеточным узлом во время его работы. Задний щит защищает тяговый генератор от попадания внутрь него загрязнений и посторонних предметов.

Щеткодержатели 1, обеспечивающие постоянное нажатие на щетку в пределах установленных норм без регулировки независимо от износа щетки. Щеточный аппарат тягового генератора ГПЗ11Б показан на рис. 10.11. Корпус щеткодержателя имеет одно гнездо,

Рис. 10.11. Щеточный аппарат тягового генератора ГПЗ И Б: а - радиальный щеткодержатель; б - щетка с постоянным нажатием; 1 - корпус; 2 - ось; 3 - рычаг нажимной; 4 - курок; 5 - скоба; б - втулка; 7 - пружина; 8 - наконечник; 9 - медный шунт; 10 - пластина; 11 - заклепка; 12 -

щетка в которое устанавливается разрезная щетка с резиновым амортизатором.

Якорь тягового генератора состоит из корпуса 13 (см. рис. 10.7), сердечника 9, вала 16, коллектора 18, обмотки 11, деталей крепления. Корпус якоря состоит из стального сварного барабана 20, двух стальных дисков и сварных ребер 21, приваренных к барабану. К торцам барабана приварены литые фланцы: подколлек-торный, в который запрессован укороченный вал, и задний, соединяющий якорь с коленчатым валом дизеля. Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали. Каждый лист набирают из пяти штампованных сегментов и шихтуют их на продольные шпильки 22, проходящие через отверстия в сегментах. Каждый лист сердечника якоря тягового генератора ГП311Б имеет 155 пазов для укладки обмотки. Для вентиляции обмотки якоря в сердечнике создаются радиальные каналы при помощи вентиляционных якорных листов. Для этого сердечник разделяют на пакеты, между которыми прокладывают вентиляционные листы с распорками.

Якорь тягового генератора ГП311Б последних выпусков имеет петлевую ступенчатую двухходовую обмотку и уравнительные соединения 6 со стороны коллектора, предназначенные для уменьшения уравнительных токов, циркулирующих по обмотке якоря через параллельно соединенные щетки. При ступенчатой двуххо-

Рис. 10.12. Разрез паза и схема обмотки якоря тягового генератора ГП311Б: 1 - клин; 2 - прокладка; 3 - проводники; 4 - микалента; 5 - миканитовая прокладка; Уур - шаг уравнительных соединений; 1- 98 - номера пазов обмоток довой обмотке для крепления лобовых частей обмотки якоря применяются бандажи из стеклоленты на эпоксидной смоле.

На рис. 10.12 представлены: схема двухходовой ступенчатой обмотки якоря генератора ГП311Б с шагом по пазам 1-16, 1-17 и по коллектору - 2; разрез паза якоря тягового генератора. В каждую катушку петлевой двухходовой обмотки входят три одновит-ковые секции. Каждая секция по высоте разделена на два проводника прямоугольного сечения. Изоляция катушки якоря осуществляется тремя слоями стеклослюдинитовой ленты и одним слоем стеклянной ленты.

Коллектор 18 (см. рис. 10.7) состоит из корпуса, коллекторных пластин, изоляционных миканитовых пластин, изоляционных манжет, нажимного конуса и стяжных шпилек. Коллекторные пластины изготовлены из кадмиевой меди трапециевидного профиля. Нижние части пластины имеют форму ласточкина хвоста. В выточки пластин входят конусные части корпуса коллектора и нажимной шайбы, стянутые стальными шпильками. Пластины коллектора изолируются друг от друга листовым коллекторным миканитом, а от корпуса коллектора и нажимной шайбы - микани-товыми манжетами. Для соединения коллектора с обмоткой якоря применены гибкие петушки, изготовленные из медной ленты.

Вентиляция тягового генератора - принудительная, осуществляется быстроходным вентилятором, который приводится во вращение от вала дизеля. Охлаждающий воздух подается через задний щит в центральную полость якоря под давлением; оттуда проходит по радиальным каналам между пакетами, охлаждая сердечник и обмотку якоря и выходит через зазор между полюсами и якорем к подшипниковому щиту. От центральной полости якоря вихревой поток воздуха проходит между петушками коллектора, охлаждая его. Часть воздуха из заднего щита проходит также в промежутки между полюсными катушками и охлаждает их.

⇐ | Тяговые электродвигатели | | Устройство и ремонт тепловозов | | Тяговые генераторы переменного тока | ⇒