Тяговые генераторы переменного тока

С появлением более мощных дизелей возникла необходимость применения тяговых генераторов большей мощности. Однако тяговые генераторы постоянного тока, рассчитанные на большую мощность, выходили за рамки допустимых значений по габаритам и массе. В этой связи на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока нашли применение генераторы переменного тока (табл. 10.8), которые в сочетании с выпрямительной установкой заменили тяговые генераторы постоянного тока.

Рассмотрим конструкцию тягового генератора переменного тока на примере ГС501А, представляющего собой синхронную электрическую машину защищенного исполнения с явно выраженными 12 полюсами на роторе, с независимым возбуждением и при-

Таблица 10.8

Электрическая машина	Серия тепловоза	Возбуждение	Мощность, кВт	Масса, кг
ГС504А	ТЭП70, ТЭ120	Независимое	2800	6000
ГС501А	2ТЭ116, ТЭ114, ТЭ109	Независимое	2190	6000
ГС515	ТЭМ7	Независимое	1400	5200
Тяговый агрегат А714: тяговый генератор	2ТЭ121, 2ТЭ116А	Независимое	2800	8200
вспомогательный генератор		С самовозбуждением	630	—

нудительной вентиляцией. Он состоит из статора, ротора, подшипникового щита, подшипника (рис. 10.13).

Статор состоит из корпуса 2, сердечника 3 и обмотки 4. Корпус статора сварен из стальных листов. К корпусу статора параллельно его оси с двух сторон привариваются опорные лапы для установки генератора на поддизельную раму. Перпендикулярно лапам для повышения их жесткости приварены к корпусу стальные ребра с проушинами, предназначенными для подъема и транспортировки тягового генератора. В верхней части корпуса приварены кронштейны, служащие опорами для установки на генераторе синхронного возбудителя и стартер генератора.

Сердечник статора набран из штампованных сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, которые стягиваются при помощи шпилек и нажимных шайб 5. Сердечник имеет 144 паза 18 и 120 вентиляционных каналов 17. Обмотка статора двухслойная, волновая, стержневая. Обмотка выполнена из медного изолированного провода. Секция обмотки прямоугольной формы, соответствующей форме паза сердечника, выполнена из девяти уложенных друг на друга широкой стороной медных проводников (рис. 10.14). Лобовые части обмотки крепятся к корпусу статора с помощью пластмассовых обмоткодержателей. Выводы обмотки статора 9 (см. рис. 10.13) припаиваются к шинам. Статор имеет шесть фазных выводов, два нулевых и два вывода обмотки возбуждения.

Подшипниковый щит 1 (см. рис. 10.13), представляющий собой сварную конструкцию, крепится к корпусу статора болтами. В щите имеется ступица 12, обеспечивающая возможность замены роликоподшипника без снятия щита с генератора и без съема генератора с тепловоза.

Крышки 13 подшипникового узла стягиваются болтами. Во внутренней полости подшипникового щита на изогнутых ребрах, с помощью четырех изоляторов, закреплены две подвески, на каждой из которых установлены три радиальных латунных щеткодержателя 75. Устройство щеткодержателя аналогично конструкции щеткодержателя тягового генератора ГП311Б. В щеткодержатель устанавливаются щетки марки ЭГ-4, снабженные резиновым амортизатором.

Ротор состоит из вала 10, корпуса 16, сердечника, полюсов, контактных колец 14. Корпус ротора генератора сварной. С одного конца цилиндрическая часть корпуса имеет стальную втулку, на

diesel_164

Рис. 10.13. Синхронный тяговый генератор

1 — подшипниковый щит; 2 — корпус статора; 3 — сердечник статора; 4 — полюса ротора; 9 — выводы; 10 — вал; 11 — сферический роликоподшипник; 12 —

щеткодержатель со щеткой; 16 — корпус ротора; 17 —

которую монтируют контактные кольца и запрессовывают вал. Контактные кольца, изготовленные из специальной антикоррозионной стали, напрессовываются на корпус ротора в горячем состоянии и изолированы от него. С противоположной стороны корпус ротора имеет фланец для соединения с коленчатым валом дизеля. На корпус ротора напрессовывается сердечник, состоящий из пакета стальных листов толщиной 2 мм. В листах сердечника вьпитам-пованы пазы в форме «ласточкина хвоста», в которые крепят клиньями полюсы. Полюс состоит из сердечника и обмотки. Сердечник полюса ротора набран из листовой стали, спрессован и стянут четырьмя стальными шпильками. Катушки полюсов ротора 8

diesel_165

ГС501А (продольный и поперечный разрезы):

обмотка статора; 5 — нажимная шайба; 6 — ребро; 7 — кольцо; 8 — катушка ступица подшипника; 13 — крышка подшипника; 14 — контактные кольца; 75 — вентиляционный канал; 18 — паз; 19 — демпферная обмотка

diesel_166

Рис. 10.14. Расположение обмотки статора в пазу: 1 — клин; 2, 3 — изоляционные прокладки; 4 — медь

выполнены из медной ленты. Между витками меди проложена изоляция. Катушка пропитана в сборе с сердечником полюса в эпоксидном компаунде и имеет изоляцию класса Р. В пазы полюсных наконечников встроена демпферная обмотка 19, состоящая из медных стержней, соединенных между собой по торцам короткозамы-кающими сегментами. Эта обмотка снижает перенапряжение на фазах в динамических режимах работы генератора.

Подшипник 11 ротора самоустанавливающийся, двухрядный со сферическими роликами.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой электрическая машина, на чем основан принцип ее действия?

2. Какие существуют типы электрических машин?

3. Какие материалы применяются в электрических машинах?

4. Как происходит передача тока от щетки к коллектору и обратно? Каковы причины искрения под щеткой?

5. Как оценить качество коммутации?

6. Каковы условия эксплуатации тяговых электрических машин?

7. Каковы наиболее характерные неисправности электрических машин и способы их устранения?

8. Каково назначение и устройство основных сборочных единиц тяговых электродвигателей?

9. Каково назначение и устройство основных сборочных единиц тяговых генераторов постоянного тока?

10. Каково назначение и устройство основных сборочных единиц тяговых генераторов переменного тока?

Глава 11

УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН