Синхронный тяговый агрегат АСТГ2-2800/400-1000У2 | 2ТЭ25А (2ТЭ25К)

Агрегат (рис. 3.1) состоит из тягового и вспомогательного синхронных генераторов, скомпонованных в одном корпусе. Роторы тягового и вспомогательного генераторов расположены на одном валу. Основные параметры агрегата приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Параметры агрегата АСТГ2-2800/400-1000У2

Параметр

Тяговый генератор

Вспомогательный генератор

номинальное значение

значение в режиме работы на тепловозах 2ТЭ25А и ТЭ25А

номинальное значение

значение в режиме работы на тепловозах 2ТЭ25А и ТЭ25А

Мощность, кВт

2800

2300

400

400

Линейное напряжение, В

1450

1450

400

400

Ток, А

2x606

2x498

2x490

2x490

Номинальная частота вращения, об/мин

1000

1000

1000

1000

Номинальная частота, Гц

100

100

100

100

кпд, %

95,5

95,5

91,0

91,0

Коэффициент мощности, о.е.

Максимальное выпрямленное значение напряжения, В

0,92

1890

0,92

1890

0,6

0,6

Ток возбуждения в продолжительном режиме (наибольший), А

180

169

120

120

Синхронный тяговый агрегат АСТГ2-2800/400-1000У2
Рис. 3.1. Синхронный тяговый агрегат АСТГ2-2800/400-1000У2: 1 - патрубок для выхода охлаждающего воздуха; 2- подшипник; 3- щеткодержатель; 4- щит подшипниковый; 5, 7- роторы тягового и вспомогательного генераторов; 6, 8- статоры тягового и вспомогательного генераторов; 9- патрубок для входа охлаждающего воздуха; 10 - окна для транспортировки

Агрегат представляет собой две электрические синхронные машины переменного тока, явнополюсные, с независимым возбуждением, независимой вентиляцией, скомпонованные в одном корпусе. Исполнение агрегата защищенное, степень защиты IP 21.

Статор тягового генератора монтируется в корпусе, имеющем опорные лапы для установки агрегата на поддизельной раме в кузове тепловоза.

Корпус статора вспомогательного генератора размещен внутри тягового и фланцем закреплен на его кольце со стороны подшипникового щита.

На одном валу расположены роторы тягового и вспомогательного генераторов. Каждый ротор имеет по двенадцать полюсов.

К корпусу агрегата с помощью крепежа устанавливают подшипниковый шит с отъемной ступицей (кольцо), несущей двухрядный сферический роликовый подшипник. Конструкция обеспечивает возможность замены подшипника без снятия щита с агрегата, а также без разборки и снятия агрегата с тепловоза.

Конструктивной особенностью агрегата является использование только одного щита и подшипника. Второй опорой ротора агрегата является фланец корпуса ротора. Посредством пластинчатой муфты и крепежа фланец соединяется с коленчатым валом дизеля.

К подшипниковому щиту через изоляционные сегменты монтируются 12 щеткодержателей, по 3 над каждым контактным кольцом.

Система вентиляции агрегата устроена так, что на входе поток охлаждающего воздуха разделяется на два, один из которых охлаждает статор тягового генератора, а другой - вспомогательный генератор.

В агрегате подвод охлаждающего воздуха осуществляется через входной патрубок агрегата со стороны дизеля.

Агрегат имеет двадцать выводных концов, предназначенных для подключения агрегата к электрическим цепям тепловоза:

  • - обмотка статора тягового генератора имеет шесть выводов фаз (1U, IV, 1W и 2U, 2V, 2W) и два вывода от нулевых точек (1N и 2N);
  • - обмотка статора вспомогательного генератора для питания энергопотребителей собственных нужд имеет шесть выводов (3U, 3V, 3W и 4U, 4V, 4W) и два вывода от нулевых точек (3N и 4N),

которые расположены на щите подшипниковом слева в средней части;

  • - обмотка ротора тягового генератора имеет два вывода F1 и F2;
  • - обмотка ротора вспомогательного генератора имеет два вывода F3 и F4; выводы ротора расположены на щите подшипниковом справа.

Принципиальная электрическая схема соединения обмоток агрегата показана на рис. 3.2.

В статоре тягового генератора, монтируемого в корпусе агрегата, вырабатывается электроэнергия для питания тяговых двигателей тепловоза, а в статоре вспомогательного генератора, размещенного внутри корпуса тягового генератора и закрепленного на его кольце - для питания цепей возбуждения и собственных нужд тепловоза.

К основным частям статора относятся корпус, сердечник и обмотки.

Корпус статора - основной конструктивный элемент агрегата, в котором монтируется сердечник с обмоткой и вспомогательный статор с сердечником и обмоткой. Кроме статической механической нагрузки от массы сердечников, обмоток и других узлов корпус воспринимает динамические нагрузки от поддизельной рамы, на которой установлен (в частности, вибрационные).

Сердечники шихтуются из электротехнической стали в виде сегментов. По внутреннему контуру листа статора отштампованы пазы для укладки обмотки, в средней части - отверстия с перемычками, образующие в набранном пакете вентиляционные каналы для охлаждающего воздуха. Сегменты набраны на шпильки по скользящей посадке в корпусе статора, спрессованы нажимными шайбами из стального проката.

Для снижения потерь от вихревых токов поверхность листа статора покрыта электроизоляционным лаком. С той же целью равномерно в пакете проложены изолирующие листы из стеклотекстолита.

В пазах статора тягового генератора уложена двухслойная пет-ле-волновая обмотка, катушки обмотки - жесткие, формуются из медного изолированного провода - ПСДКТ-Л. Схема соединения обмотки-две трехфазные звезды, сдвинутые между собой на 30 эл. градусов. Схема выпрямления тока - трехфазная мостовая.

В пазах статора вспомогательного генератора уложена обмотка систем возбуждения и энергопотребителей вспомогательных систем

Рис. 3.2. Электрическая схема соединений обмоток тягового агрегата (а) и вспомогательного генератора (б): 1U, IV, 1W, 2V, 2U, 2W - выводы фаз обмоток статора; IN, 2N - выводы нулевых точек обмоток статора; F1, F2 - начало и конец обмотки возбуждения; Н, К - начало и конец полюсных катушек ротора; 3U, 3V, 3W, 4U, 4V, 4W - выводы фаз обмотки для питания энергопотребителей собственных нужд; 3N, 4N - выводы нулевых точек обмотки для питания энергопотребителей собственных нужд; F3, F4 - начало и конец обмотки возбуждения

тепловоза (двухслойная петле-волновая). Катушки обмотки и схема соединения обмотки - аналогичны тяговому генератору.

Для защиты изоляции катушек от механических повреждений в пазы статора укладываются пазовые гильзы из пленкостеклоткани, на торцах зубцов статора закрепляются изолирующие коронки.

Изоляция катушек обмотки статора агрегата - класса Н, влагостойкая, стойкая к парам масла и дизельного топлива. Изоляция обеспечивает надежную работу генератора при резких перепадах температуры окружающей среды в рабочем и нерабочем состоянии.

В пазах статора обмотка крепится клиньями из стеклотекстолита; лобовые части фиксируются от радиального и тангенциального перемещения бандажными кольцами.

Для контроля за температурой нагрева обмоток статора в пазах каждой фазы статоров тягового и вспомогательного генераторов между катушками устанавливаются термопреобразователи сопротивления.

Роторы вспомогательного и тягового генераторов, расположенные последовательно на одном валу, предназначены для создания вращающихся магнитных полей, при взаимодействии которых с соответствующими обмотками статоров механическая энергия тепловозного дизеля, передаваемая на вал агрегата, преобразуется в электрическую.

Ротор включает в себя следующие основные составные части: корпус, магнитопровод, полюсы, контактные кольца, межполюсные и соединительные шины.

Корпус ротора - сварной, из получаемых газовой резкой деталей, с запрессованным валом. Конструктивно корпус выполняет роль остова, воспринимающего крутящий момент дизеля, на корпусе монтируются все составные части ротора.

Магнитопровод тягового генератора представляет собой набор из двух дисков конструкционной стали, совмещающих втулку, соединяющую полюсы, и сердечники полюсов с отверстиями для крепления башмаков.

Магнитопровод вспомогательного генератора - это втулка из конструкционной стали с отверстиями для крепления полюсов. Магнитопроводы закреплены на корпусе ротора с помощью шпонок, устанавливаемых в пазах корпуса и втулок, и посадки с натягом.

Полюсы ротора проводят основной магнитный поток агрегата по воздушному зазору, а затем по сердечникам статоров. Каждый

полюс состоит из сердечника, башмака и катушки, изолированной от сердечника. Полюсы вспомогательного генератора и каркас с катушкой полюса тягового генератора крепятся на магнитопроводе с помощью крепежных деталей.

Сердечники полюсов вспомогательного генератора набраны из отдельных листов конструкционной стали и вместе с опорными щеками стянуты заклепками под прессом с определенным усилием запрессовки.

Катушки полюсов - однослойные, намотаны на ребро из медной ленты прямоугольного сечения. Междувитковая изоляция полюсных катушек - отдельные прокладки, штампованные по форме витка катушки из изоляционного материала. Три крайних нижних и верхних витка катушки изолированы.

Катушки полюсов тягового генератора до насадки на полюс, устанавливаются в каркас из конструкционной стали, изолированный как и сердечник полюса.

Катушки полюсов вместе с сердечником полюса или каркасом пропитываются в лаке КО-916Квакуум-нагнетательным способом, что исключает любые перемещения катушки относительно сердечника.

Класс изоляции катушек тягового и вспомогательного генераторов Н.

Соединение катушек обеспечивается гибкими межполюсными шинами, которые закреплены на магнитопроводе и корпусе ротора с помощью скоб и крепежных деталей. Начало и конец обмотки возбуждения с помощью вертикально расположенных изолированных шин подсоединены к шпилькам контактных колец, которые обеспечивают непрерывный подвижной контакт с неподвижной частью цепи возбуждения ротора для передачи напряжения возбуждения на вращающийся ротор.

Контактные кольца изготовлены из коррозионностойкой стали и напрессованы на изолированный цилиндр, закрепленный на корпусе ротора с помощью посадки с натягом. В каждом контактном кольце в качестве контактного вывода закреплена токовыводящая шпилька.

Щеткодержатель - конструктивный узел, удерживающий щетку в специальном гнезде и обеспечивающий постоянный контакт щеток с поверхностью контактных колец. Применение в щеткодержателе рулонной пружины обеспечивает постоянное усилие нажатия

на щетку в процессе эксплуатации без подрегулировки независимо от степени износа щетки.

Во избежание смещений закрепленных на траверсе щеткодержателей и для точной установки их относительно рабочей поверхности контактных колец, поверхности щеткодержателей, опирающиеся на соответствующие участки траверсы, имеют специальное рифление одинакового профиля. С помощью крепежа щеткодержатели крепятся по 3 на каждой траверсе, которые закреплены в подшипниковом щите. Для обеспечения хорошего контакта поверхности щеток шлифуются (притираются) к рабочей поверхности контактных колец, а для защиты от ударной и вибрационной нагрузки, которую воспринимает щеткодержатель, щетки снабжаются резиновыми амортизаторами.

Токоведущие провода щеток (жгутики) подпаяны к контактам, подсоединяемым к траверсам.

Кабельные наконечники проводов возбуждения подсоединены также к траверсам. Каждый из двух проводов возбуждения механически закреплен в подшипниковом щите, а их противоположные кабельные наконечники закреплены в клипах на торце щита.

В контакте с рабочей поверхностью каждого контактного кольца находятся по три щетки типа ЭГ-4 (25x32x57).

Подшипниковый щит в агрегате выполняет функцию звена, связывающего ротор со статором, и центрирует ротор относительно продольной оси статора.

Сборка подшипникового щита со статором осуществляется по принципу центрирующего посадочного замка, а именно: с помощью посадки центрирующего выступа внешнего кольца щита на посадочную поверхность корпуса статора. Соединение фиксируется крепежом.

Конструктивно подшипниковый щит представляет собой сварной каркас из колец и ребер, в центральной части на его торце с помощью крепежа монтируется съемная ступица (кольцо).

В генераторе применяется двухрядный сферический роликовый подшипник 30-3626К с расчетным пробегом тепловоза не менее 3000 тыс. км.

Подшипник обеспечивает свободное вращение ротора, а его положение в ступице - осевой разбег ротора при сборке агрегата.

Крышки подшипникового узла с обеих сторон подшипника крепятся к ступице и образуют смазочную камеру. Для предотвращения

вытекания смазки из камеры наружу или внутрь агрегата, а также проникновения в подшипник пыли и влаги применяются лабиринтные уплотнения, образованные насаженными на вал агрегата уплотнительными кольцами и выступами в крышках подшипников.

В процессе эксплуатации смазка в подшипник добавляется шприц-прессом через пресс-масленку, вворачиваемую со смазкоподающей трубкой в ступицу подшипникового щита. Сбор и удаление отработанной смазки осуществляется через специальную камеру, расположенную снизу в наружной крышке подшипника.

Патрубки предназначены для подвода и отвода (выброса) из агрегата охлаждающего воздуха и вместе с каналами для прохождения воздуха образуют вентиляционную систему агрегата. Патрубки представляют собой сварные каркасы из тонколистовой стали, монтируемые на агрегате с помощью крепежа.

Способ охлаждения агрегата - принудительно-нагнетательная вентиляция. В агрегате подвод охлаждающего воздуха осуществляется сверху со стороны дизеля, выход охлаждающего воздуха - вниз со стороны контактных колец.

При работе агрегата в номинальном режиме (мощность тягового генератора 2800 кВт) вентиляторная установка охлаждения агрегата должна обеспечивать расход воздуха 4,5 м3/с при величине перепада напора на агрегате 2000 Па (без учета сопротивления воздуховодов отвода воздуха).

Система кондиционирования воздуха кабины машиниста | Устройство, эксплуатация и ремонт тепловозов серии 2ТЭ25А (2ТЭ25К) | Конструкция и технические характеристики электрооборудования