Электрические машины

/ Тепловоз М62 / Электрические машины

Тяговый генератор

Тяговый генератор типа ГП-312 должен обеспечивать продолжительную работу при номинальной частоте вращения в диапазоне от продолжительного тока до максимального напряжения. При этом он должен потреблять всю свободную мощность дизеля.

Техническая характеристика генератора ГП-312

Электрическая, машина постоянного тока генератор ГП-312 (рис. 80) имеет десять главных и добавочных полюсов (рис. 81). На главных полюсах размещены независимая обмотка возбуждения и пусковая обмотка. Независимая обмотка возбуждения создает основной магнитный поток и используется для регулирования напряжения генератора в зависимости от величины тока, потребляемого тяговыми электродвигателями. В каждый момент напряжение генератора автоматически устанавливается в соответствии со свободной мощностью дизеля и потребляемом электродвигателями токе. Обмотка независимого возбуждения генератора питается от якоря возбудителя В-600 двухмашинного агрегата А-706А. В качестве якорной обмотки применяется двухходовая петлевая ступенчатая-обмотка с уравнительными соединениями (рис. 82).

Обмотка якоря позволяет применять стеклобандаж для закрепления ее на якоре без ухудшения коммутации. Опыт эксплуатации показывает, что применение стеклобандажа на якорях повышает надежность работы генераторов.

Следует отметить, что двухходовые обмотки (несимметричные двухходовые обмотки в большей степени) склонны к созданию на поверхности коллектора разной по интенсивности расцветки коллекторных пластин. При этом возможны чередования двух темных и одной светлой или одной светлой и одной темной коллекторных пластин. Чередующаяся расцветка коллекторных пластин при наличии глянцевой политуры не является причиной для тревог. Но если поверхность коллекторных пластин становится матовой, то неизбежно появятся подга-ры коллекторных пластин. Во избежание глубокого выгорания меди коллекторных пластин при появлении даже незначительного подгара рекомендуется коллектор шлифовать.

Чередующееся потемнение вызывается прохождением через соседние пластины тока разной величины. Причины протекания разного по величине тока в параллельных ветвях обмотки могут быть как эксплуатационного характера, так и по вине изготовителя генератора.

Избежать при эксплуатации чередующегося подгара коллекторных пластин можно, если будут обеспечены: симметричная установка полюсов в магнитной системе; равномерная установка щеток по окружности коллектора; равномерное расположение коллекторных пластин по окружности; стабильность рабочей поверхности коллектора; нажатие на щетку в рекомендуемых пределах; чистота поверхности коллектора и периодическая протирка его салфеткой, смоченной в чистом бензине. Не должно быть также нарушений паяных соединений обмотки якоря с петушками.

На генераторах ГП-312 применены щеткодержатели с постоянным нажатием на щетки независимо от их высоты, в пределах допускаемого износа,

Магнитная система генератора состоит из станины и полюсов. Станина выполнена из листовой стали с малым содержанием углерода. По окружности станины болтами закреплены 10 главных и 10 добавочных полюсов. Каждый добавочный полюс представляет собой сплошной'сердечник и катушку, закрепленную на нем немагнитными уголками. Кроме того, на полюсе имеются изоляционные прессованные рамки, пружинные элементы и стальная накладка. Изоляция добавочных полюсов - класса В. Сердечник главного полюса собран из тонкой холоднокатаной электротехнической стали. Катушка главного полюса имеет изоляцию класса Н и состоит из обмотки независимого возбуждения и пусковой обмотки, предназначенной только для пуска дизеля.

Рис. 80. Тяговый

1--подшипник; 2 - крышка подшипника; 3 - ступица; 4 - устройство для смазки подшипни держателей; 7 - щеткодержатель; 8 - крышка; 9 - станина; 10-полюс главный; - полюс

Один конец вала якоря соединен через пластинчатую муфту с дизелем, а к другому концу со стороны коллектора подсоединен через полужесткую муфту компрессор. Корпус якоря выполнен в виде бочки. На его наружной поверхности размещен шихтованный сердечник.

Коллектор якоря арочного типа. Коллекторная медь легирована небольшим количеством серебра. Каждая коллекторная пластина соединена с катушкой якоря при помощи ленточной меди-«гибкого петушка». Якорь динамически балансируют. Некоторые данные обмоток полюсов и якоря тягового генератора приведены в табл. 6.

Тяговый генератор имеет один сферический самоустанавливающийся двухрядный роликовый подшипник, который расположен со стороны коллектора. Для удобства смены подшипника имеется съемная ступица, которая при необходимости может быть, как и подшипник, заменена без полной разборки генератора. Генератор охлаждается от отдельного вентилятора. Вал вентилятора приводится в движение от дизеля через передний распределительный редуктор и карданную передачу. Охлаждающий воздух подается в генератор со стороны коллектора и продувается вдоль генератора через магнитную систему и якорь. Падение статического напора внутри генератора 75 мм вод. ст. В генератор ГП-312: генератор подается воздух, ка; 5 -щит подшипниковый; 6 - траверса щетко- ЗЭбИраеМЫИ СНЭруЖИ ЧЄ-

добавочный 12 - патрубок; 13 - якорь рЄ3 фИЛЬТр. В СЛуЧае пыльных или снежных бурь, а также при сильном дожде охлаждающий воздух следует забирать из кузова, использовав переключающее устройство, имеющееся на тепловозе. Необходимо учитывать, что с воздухом со стороны коллектора засасывается щеточная пыль, поэтому очень важно своевременно продувать сухим, чистым сжатым воздухом поверхности за петушками. Попадание в генератор масла или дизельного топлива должно исключаться, а при его обнаружении внутри генератора следует промыть чистым бензином все замасленные поверхности.

Таблица 6

Схема внутренних электрических соединений генератора ГП-312
Рис. 81. Схема внутренних электрических соединений генератора ГП-312: ^ а яя - обмотка якоря; Я, ЯЯ - обмотка независимого возбуждения; ДП ЯЯ - обмотка добавочных полюсов; Я, ДП - пусковые обмотки; Я. К - начало и конец обмоток полюсов
Схема соединения обмотки якоря генератора ГП-312
Схема соединения обмотки якоря генератора ГП-312

Двухмашинный агрегат

Вспомогательный генератор типа ВГТ 2751120 и возбудитель типа В-600 образуют двухмашинный агрегат типа А-706А (рис. 86). Вспомогательный генератор служит для питания цепей собственных нужд и подзаряда аккумуляторной батареи. Возбудитель питает независимую обмотку тягового генератора. Вспомогательный генератор обеспечивает номинальную мощность на всех позициях штурвала контроллера машиниста, при этом напряжение поддерживается 75 В регулятором напряжения. На 1-й позиции (минимальная частота вращения вала дизеля) вспомогательный генератор наиболее нагружен в тепловом отношении, поэтому производительность вентилятора определяете^ этим режимом и должна обеспечивать допустимый перегрев обмоток и его частей. При максимальной рабочей частоте вращения вала дизеля вспомогательный генератор наиболее напряжен в коммутационном отношении.

Таблица 8-

В числителе для щеток ЭГ-14, а в знаменателе ЭГ-i

Возбудитель должен обеспечить длительную работу тягового генератора в рабочем диапазоне внешней характеристики генератора. Номинальная мощность возбудителя выбирается равной или большей мощности, требуемой для возбуждения тягового генератора в точке максимального напряжения. Технические характеристики возбудителя и вспомогательного генератора приведены в табл. 8.

Схема внутренних соединений обмоток вспомогательного генератора изображена на рис. 87, а возбудителя - на рис. 88. Полярность полюсов и полярность щеток на коллекторе показана для обозначенных на рисунках направлений протекания тока и направления вращения. Соединение обмоток полюсов - последовательное. Вспомогательный генератор и возбудитель представляют собой шестиполюсные машины постоянного тока. Если главных полюсов на каждой из машин установлено шесть, то добавочных на возбудителе - четыре, а на вспомогательном генераторе - пять. Вентилятор охлаждающего воздуха отлит из алюминиевого сплава и закреплен болтами на ступице. Потоки охлаждающего воздуха поступают через нижние коллекторные люки возбудителя и вспомогательного генератора, проходят двумя параллельными струями между полюсами и через якорь и выбрасываются наружу через вентиляционные люки.

Рис. 86. Двухмашинный агрегат А-706А
Рис. 82. Схема соединения обмотки якоря генератора ГП-312

Двухмашинный агрегат

Вспомогательный генератор типа ВГТ 2751120 и возбудитель типа В-600 образуют двухмашинный агрегат типа А-706А (рис. 86). Вспомогательный генератор служит для питания цепей собственных нужд и подзаряда аккумуляторной батареи. Возбудитель питает независимую обмотку тягового генератора. Вспомогательный генератор обеспечивает номинальную мощность на всех позициях штурвала контроллера машиниста, при этом напряжение поддерживается 75 В регулятором напряжения. На 1-й позиции (минимальная частота вращения вала дизеля) вспомогательный генератор наиболее нагружен в тепловом отношении, поэтому производительность вентилятора определяете^ этим режимом и должна обеспечивать допустимый перегрев обмоток и его частей. При максимальной рабочей частоте вращения вала дизеля вспомогательный генератор наиболее напряжен в коммутационном отношении.

Таблица 8-

В числителе для щеток ЭГ-14, а в знаменателе ЭГ-i

Возбудитель должен обеспечить длительную работу тягового генератора в рабочем диапазоне внешней характеристики генератора. Номинальная мощность возбудителя выбирается равной или большей мощности, требуемой для возбуждения тягового генератора в точке максимального напряжения. Технические характеристики возбудителя и вспомогательного генератора приведены в табл. 8.

Схема внутренних соединений обмоток вспомогательного генератора изображена на рис. 87, а возбудителя - на рис. 88. Полярность полюсов и полярность щеток на коллекторе показана для обозначенных на рисунках направлений протекания тока и направления вращения. Соединение обмоток полюсов - последовательное. Вспомогательный генератор и возбудитель представляют собой шестиполюсные машины постоянного тока. Если главных полюсов на каждой из машин установлено шесть, то добавочных на возбудителе - четыре, а на вспомогательном генераторе - пять. Вентилятор охлаждающего воздуха отлит из алюминиевого сплава и закреплен болтами на ступице. Потоки охлаждающего воздуха поступают через нижние коллекторные люки возбудителя и вспомогательного генератора, проходят двумя параллельными струями между полюсами и через якорь и выбрасываются наружу через вентиляционные люки.

Рис. 86. Двухмашинный агрегат А-706А:

I, 10 - крышки коллекторных люков; 2 - сердечник якоря; 3 - магнитопровод (станина) возбудителя; 4 - главный полюс возбудителя; 5 - вентилятор; 6 - магнитопровод (станина) вспомогательного генератора; 7 - главный полюс вспомогательного генератора; 8 - бандаж якоря; 9 - щеткодержатель коллектора;, 11 - щеткодержатель контактных колец; 12 - контактное кольцо; 13 - подшипниковый узел

Якоря возбудителя и вспомогательного генератора собраны на общем валу. Число коллекторных пластин, число пазов, размеры паза, длина сердечников, размеры обмотки якорей обеих машин одинаковы. Сердечники якорей набраны из выштампованных листов электротехнической стали, имеющих пазы и вентиляционные каналы. Листы спрессованы между нажимной шайбой и корпусом коллектора. Коллекторы изготовлены на прессованной пластмассе. Втулка коллектора вспомогательного генератора удлинена и на ней размещены два контактных кольца, соединенных с двумя коллекторными . пластинами, расположенными на расстоянии полюсного деления. Контактные кольца выполнены из бронзы и служат для отбора небольшой мощности переменного тока для питания приборов термокомплекта дизеля.

Схема внутренних электрических соединений вспомогательного генератора ВГТ 2751120 (вид со стороны коллектора)
Рис. 87. Схема внутренних электрических соединений вспомогательного генератора ВГТ 2751120 (вид со стороны коллектора):

Ш1, Ш2 - обмоткн параллельного возбуждения; Я1, ЯЇ - обмоткн якоря

Схема внутренних электрич* ких соединений возбудителей В-600 (ви со стороны коллектора)
Рис. 88. Схема внутренних электрич* ких соединений возбудителей В-600 (ви со стороны коллектора):

Я1, Н2 - обмотка независимого возбужденн НЗ, Н4 - обмотка размагничивающая; Я Я2 - обмотка якоря

Таблица 9

* Для вспомогательного генератора.

Обмотка якоря выполнена с изоляцией класса В. В пазовой и лобовой частях она удерживается стальным проволочным бандажом. Якорь динамически отбалансирован грузами со стороны обоих коллекторов. Подшипниковые узлы - капсульного типа. Капсула прикреплена к станине при помощи кольца и болтов. Шарикоподшипник со стороны привода является упорным п его внутреннее и наружное кольца зажаты крышками капсул. Наружное кольцо шарикоподшипника со стороны свободного конца вала имеет возможность свободно перемещаться в капсуле в осевом направлении. Это компенсирует изменения по длине агрегата, а также позволяет исключить влияние допусков на работу шарикоподшипника.

Для токосъема служат шесть щеткодержателей, равномерно закрепленных на пластмассовой траверсе. Траверса перемещается в тангенциальном направлении при установке нейтрали и жестко прикреплена болтами к бобышкам станины. Пластмассовая траверса является одновременно изолятором между щеткодержателями разной полярности и корпусом агрегата. Щеткодержатели закреплены на траверсе болтами, а радиально расположенные отверстия в траверсе позволяют регулировать зазор между коллектором и корпусом щеткодержателя по мере износа коллектора.

Корпус агрегата состоит из магнитопроводов (станин) возбудителя и вспомогательного генератора. Станины возбудителя и вспомогательного генератора выполнены из стали с низким содержанием углерода и соединены посередине. На станинах закреплены главные и добавочные полюсы. Добавочные полюсы возбудителя и вспомогательного генератора одинаковы по конструкции и взаимозаменяемы. Сердечник добавочного полюса отлит из стали с малым содержанием углерода. На сердечник насажена катушка и залита эпоксидным компаундом (изоляция класса «В»).

Сердечники главных полюсов набраны из штампованных листов определенной конфигурации, стянутых заклепками. Листы полюсов не покрыты лаком. Для полюсов агрегата применяется обычная малоуглеродистая сталь толщиной 2 мм. На главных полюсах расположены катушки с изоляцией класса В, причем на главных полюсах вспомогательного генератора размещена одна обмотка параллельного возбуждения, а на главных полюсах возбудителя - независимая обмотка возбуждения и обмотка управления. Катушки главных полюсов уплотнены по высоте пружинными рамками, которые размещены между катушкой и башмаками полюсов. Пружинные рамки на полюсах предохраняют изоляцию от истирания при возможных ослаблениях катушек из-за усадок изоляции. Основные технические данные обмоток полюсов и якоря возбудителя и вспомогательного генератора приведены в табл. 9.

Синхронный подвозбудитель ВС-652

Подвозбудитель ВС-652 (рис. 89) предназначен для питания переменным напряжением тахометрического блока, рабочих цепей магнитного усилителя и трансформаторов в системе возбуждения возбудителя тягового генератора. Подвозбудитель представляет собой однофазную синхронную электрическую машину обращенного типа с четырьмя полюсами, т. е. с вращающимся якорем и неподвижным индуктором.

Схема соединений обмоток подвозбудителя ВС-652 показана на рис. 90.

Синхронный подвозбудитель ВС-652
Рис. 89. Синхронный подвозбудитель ВС-652: 1 - вал: 2- подшипник; 3 - масленка; 4-подшипниковый щит; 5 - вентилятор; 6' - обмотка якоря; 7 - катушка индуктора; 8 - магнитопровод индуктора; 9 -• корпус; 10 - контактные кольца; 11 - щеткодержатель; 12 - траверса; 13 - клеммная коробка

Техническая характеристика возбудителя ВС-652

Корпус подвозбудителя (рис. 89) представляет собой цилиндрическую трубу с вырезами под смотровые люки. В него запрессован магни-топровод из высоколегированной электротехнической стали, к которому болтами прикреплены сердечники полюсов, выполненные сплошными из малоуглеродистой стали. Катушки полюсов многослойные, изоляция класса В.

Подвозбудитель имеет встроенный центробежный вентилятор, закрепленный на контактном кольце синхронного генератора. Охлаждающий воздух проходит через отверстия подшипникового щита, затем между катушками и якорем и выбрасывается со стороны вала. Контактные кольца подвозбудителя выполнены на пластмассовом корпусе и крепятся на валу с помощью рифленой поверхности и шпонки. Обмотки якоря всыпные, многовитковые, изоляция класса В. Подшипниковые узлы имеют шарикоподшипники, смазка к которым подается через шариковые масленки. Щеткодержатели расположены на пластмассовой траверсе. По мере износа контактных колец щеткодержатели могут передвигаться для получения минимального зазорамежду корпусом щеткодержателя и поверхностью контактных колец.

Таблица 10

Данные обмоток полюсов и якоря приведены в табл. 10.

Формирование характеристики тягового генератора | Тепловоз 2М62 |