Тяговый генератор

/ Тепловозы ТЭП60 и 2ТЭП60 / Тяговый генератор

Тяговый (главный) генератор типа ГП-311В (рис. 91) представляет собой некомпенсированную десятиполюсную машину постоянного тока с независимым возбуждением, закрытого исполнения, с принудительной вентиляцией. Номинальная мощность генератора 2000 кВт, длительный ток 4320 А при напряжении 465 В, максимальный кратковременный ток 6600 А, максимальное напряжение 635 В при токе 3150 А. Коэффициент полезного действия генератора в длительном режиме составляет 93,8%. Генератор выполнен для правого вращения, если смотреть со стороны коллектора.- Вентилятор генератора должен обеспечивать расход воздуха 15 000 м3/ч при номинальной мощности и номинальной частоте вращения генератора 750 об/мин. Воздух нагнетается в генератор со стороны, противоположной коллектору.

Станина 1 генератора цилиндрической формы установлена двумя лапами на поддизельную раму и крепится к ней восемью болтами. К станине крепятся главные полюса 2. Сердечники главных полюсов-шихтуют из штампованных пластин холоднокатаной стали Э310. Толщина пластин 1 мм. Холоднокатаная сталь имеет повышенную магнитную проницаемость вдоль направления проката, что позволяет уменьшить намагничивающую силу обмотки возбуждения и тем самым уменьшить ее габариты и вес. Пластины спрессовывают и стягивают заклепками. В пластинах, из которых изготовлен сердечник главного полюса, выштамповано прямоугольное отверстие, в которое вкладывается стальная полоса с резьбовыми отверстиями для крепления полюса к станине. Воздушный зазор между главным полюсом и якорем под центром полюса составляет 4 мм, а под краем - 14 мм.

На сердечник главного полюса надевается катушка, на каркас которой намотаны обмотка возбуждения и пусковая обмотка. Обмотка возбуждения имеет 105 витков, намотанных проводом ПСД прямоугольного сечения 4,7 X 6,9 мм. Обмотка возбуждения на всех: десяти полюсах соединена последовательно. Сопротивление всей обмотки возбуждения при ^ = 20° С составляет 0,857 Ом.

Пусковая обмотка, состоящая из трех витков медной шины, сечением 6,5 X 28 мм, намотанных на узкое ребро, выполнена в виде отдельной шайбы и расположена у полюсного башмака. Такое выполнение пусковой обмотки улучшает условия ее охлаждения. Пусковая обмотка на всех десяти полюсах соединена последовательно и имеет сопротивление 0,00435 Ом при температуре 20° С. Обмотка возбуждения отделена от пусковой обмотки изоляционной прокладкой. При намотке витки катушки промазывают кремнийорганичес-ким компаундом, а готовую катушку покрывают эмалью ПВ76. Изоляция катушек главных полюсов относится к классу Н. Схема электрических соединений пусковой обмотки и обмотки возбуждения приведена на исполнительной схеме тепловоза.

К станине прикреплены десять добавочных полюсов 3. Сердечник добавочного полюса изготовлен из стали СтЗ. Башмак сердечника добавочного полюса сужен и к нему с двух сторон приклепаны уголки из алюминиевого сплава АЛ2, на которые через гетинаксо-вую рамку опирается обмотка добавочного полюса. Сердечник полюса вместе с уголками покрыт изоляцией. Воздушный зазор между добавочным полюсом и якорем равен 15,5 мм, величина эта уточняется при настройке коммутации генератора. Шесть витков обмотки добавочного полюса намотаны на узкое ребро медным проводом сечением 16 X 25 мм. Крайние витки катушки изолированы, между витками уложены изоляционные прокладки из стеклотекстолита. Верхний торец сердечника перекрыт текстолитовой про-

Генератор ГП-311В
Рис. 91. Генератор ГП-311В
Схема соединения генератора ГП-311В
Рис. 92. Схема соединения генератора ГП-311В

кладкой толщиной 2 мм, которая образует второй зазор. Текстолитовая прокладка прижата к сердечнику полюса стальной полосой, которая в свою очередь прикреплена к сердечнику винтами с потайной головкой. Одновременно с прокладкой крепится и катушка. Весь полюс в сборе пропитывается термореактивным лаком. Изоляция катушки полюса по нагревостойкости относится к классу В. Катушки всех добавочных полюсов соединены в две параллельные группы по пять катушек последовательно в каждой группе. Соединение катушек выполнено медными шинами. Схема соединения приведена на рис. 92. Сопротивление обмотки добавочных полюсов при температуре 20° С равно 0,00865 Ом. Якорь 4 генератора безвальной конструкции имеет остов, состоящий из барабана 5, к которому приварены фланец 11 для соединения с дизелем и подколлекторный фланец 13. В подколлекторный фланец запрессован конец вала 14, который служит для посадки подшипника и передачи мощности тормозному компрессору. К барабану приварены дисковые ребра 12 с отверстиями для прохода воздуха в радиальные каналы сердечника якоря 6. К дисковым ребрам и барабану приварены продольные ребра 7,

Сердечник якоря шихтуется из штампованных сегментов из электротехнической стали Э31П толщиной 0,5 мм, число сегментов по-окружности якоря равно 5.

Сегменты шихтуют на шпильки 8 таким образом, чтобы стыки между сегментами были расположены против середины сегментов предыдущего слоя.

В собранном виде сердечник якоря спрессовывают под прессом. Спрессованный сердечник стягивают двумя обмоткодержателями 9 при помощи шпилек, на которые шихтуется сердечник. Кроме того» обмоткодержатели прикрепляются к дисковым ребрам остова якоря болтами и призонными штифтами, которые предотвращают перемещение обмоткодержателей от действия угловых ускорений при-работе дизель-генератора.

Жесткая связь между сердечником и остовом якоря обеспечивается шпонками, которые закладываются в пазы сердечника якоря и пазы в продольных ребрах остова.

На генераторах ГП-311В до апреля 1968 г. применялась лягушачья обмотка якоря. Однако эксплуатация генераторов показала, что коммутация на них неудовлетворительна. В связи с этим с апреля 1968 г. генераторы ГП-311В выпускаются с петлевой обмоткой 17 якоря.

Двухходовая петлевая обмотка якоря состоит из 155 катушек, которые закладываются в 155 пазов якоря. Центр первого паза совпадает с центром коллекторной пластины. В каждую катушку входят три одновитковые секции. Секции изготовлены из провода ПДА прямоугольного сечения. Каждая секция по высоте разделена на два проводника прямоугольного сечения 6,4 X 2,83 мм. В каждый паз уложено таким образом шесть двойных эффективных проводников.

Шаг обмотки в пазовых делениях уг = 1-> 16117; первый частичный шаг обмотки ух = 46, второй частичный шаг обмотки уг *= 44, шаг по коллектору ук = 2, число параллельных ветвей 2а - 20. Обмотка якоря имеет полное число уравнительных соединений, их 465, расположены уравнительные соединения со стороны коллектора. Шаг уравнительного соединения г/уп = 93. Уравнительные соединения выполнены из медного провода сечением. 1,35 X 6,4 мм.

Сопротивление обмотки якоря при I - 20° С составляет 0,0014 Ом. Изоляция обмотки якоря по нагреваемости относится к классу В. В пазу якоря обмотка крепится текстолитовыми клиньями. Крепление лобовых частей осуществляется бандажом.

Коллектор генератора 16 арочного типа имеет 465 коллекторных пластин, изготовленных из кадмиевой меди. Между коллекторными пластинами проложены прокладки толщиной 1 мм из миканита марки КФШ.

Глубина продорожки миканита 0,7-1 мм. Корпус коллектора и нажимной конус стягиваются шпильками, изготовленными из легированной стали. Изолирующие манжеты коллектора изготовлены из миканита марки ФМГ,

Нагрузочные характеристики генератора ГП-311В
Рис. 93. Нагрузочные характеристики генератора ГП-311В

Для соединения коллектора с обмоткой якоря применены гибкие петушки, изготовленные из неизолированной медной ленты МГМ сечением 2 X 20 мм. Нижним концом путушок при помощи твердого припоя прикрепляется к коллекторной пластине. К верхней части петушка прикрепляется и-об-разная пластина, в которую впаивают концы секций обмотки и уравнительных соединений. Для пайки применяется припой ПОС-61. Для того чтобы предохранить от замыканий верхнюю часть петушков, на нее надевают «наездник» из электрокартона, который разделяет верхние части петушков. Крепится наездник бандажом лобовой части обмотки. В просветы между ленточными петушками проходит охлаждающий воздух. Допустимое биение коллектора в горячем состоянии не должно быть больше 0,06 мм. Если есть разница между биением в горячем и холодном состоянии, то она не должна превышать 0,03 мм.

Со стороны коллектора к станине крепится подшипниковый щит 18 с подшипником 2Н3626К. Подшипник 15 установлен в капсуле, которую можно снять вместе с подшипником, не снимая щита. В щите установлена поворотная траверса 20, состоящая из двух колец, соединенных между собой ребрами по числу полюсов. К ребрам крепятся десять бракетов 21.

В каждом бракете установлено 9 щеткодержателей 19. В одном щеткодержателе установлено по две щетки марки ЭГ-14 с размерами 12,5 X 32 X 65 мм. Нажатие на щетку регулируется в пределах 0,8-1,2 кгс. Зазор между щеткодержателем и коллектором составляет 2-3 мм.

Кольцо поворотной траверсы, прилегающее к подшипниковому щиту, имеет зубчатый венец, который входит в зацепление с шестерней, насаженной на ось в подшипниковом щите. Внешний конец оси обработан под ключ и служит для поворота траверсы. После установки нейтрали при испытаниях генератора траверса фиксируется стопорными болтами. Нагрузочные характеристики генератора представлены на рис. 93.

Со стороны, противоположной коллектору, к станине крепится сварной кожух 10 (см. рис. 91), который является входным патрубком для подвода к генератору охлаждающего кожуха. Сверху к станине приварены кронштейны для крепления вспомогательных машин.

Исполнительная электрическая схема тепловоза | Тепловозы ТЭП60 и 2ТЭП60 | Тяговый электродвигатель