Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое генератор тепловоза постоянного тока

Назначение и условия работы тягового генератора постоянного тока ГП311

Тяговые генераторы предназначены для преобразования механической энергии дизеля в электрическую питанию тяговых двигателей непосредственно или через выпрямительную установку. Тяговые генераторы постоянного тока используются (кратковременно) также для пуска дизеля, работая в режиме электродвигателя с питанием от аккумуляторной батареи. Устройство тяговых генераторов имеет ряд особенностей, связаных как с номинальной мощностью (и габаритными размерами) их, так и с системой охлаждения.

На тепловозах разных серий установлены тяговые генераторы с различными характеристиками . Конструктивно основные элементы генераторов постоянного тока одинаковы, поэтому здесь подробно описан ремонт генератора ГП-311 , установленного на тепловозах типа ТЭ10.

К основным частям генераторов постоянного тока относятся станина, полюсы, якорь с коллектором и узлом щеткодержателей, подшипниковые щиты, вентилятор. Станина генератора с укрепленными на ней главными и добавочными полюсами с соединительными проводами является магнитопроводом. В станину установлен подшипниковый щит, в который впрессована сменная ступица Якорь вращается в двурядном сферическом подшипнике. Между шинами уложены’ изоляционные прокладки для предотвращения от перетирания изоляции при взаимном перемещении. Места эти утягивают лентой или шнуром

Для предотвращения вытекания смазки на валу якоря с обеих сторон от подшипника установлены лабиринтные кольца и крышки соответственно с внутренней и наружной сторон обе лабиринтные крышки прикреплены болтами к сменной ступице Смазка в подшипник поступает по трубке.

К подшипниковому щиту прикреплена поворотная траверса с зубчатым колесом. К траверсе через изоляторы прикреплены бракеты со щеткодержателями и щетками Якорь, приводимый во вращение от дизеля, соединен с коленчатым валом фланцем при помощи муфты. Конусной частью вал якоря соединен с распределительным редуктором. Лапами, приваренными к станине, генератор прикреплен к поддизельной раме.

Воздух на охлаждение генератора поступает сверху через патрубок от специального вентилятора. Охлаждающий воздух внутри генератора через радиальные каналы сердечника якоря проходит между катушками полюсов, омывает петушки, коллекторную камеру и выбрасывается вниз через выходные окна в подшипниковом щите Коллекторная камера закрыта съемными крышками 1 Генератор подключают к электрической схеме тепловоза при помощи выводов и , обозначенных буквами П, ПП, ДП, ЯЯ, Н, НН, что соответствует обозначению на схеме. Выводные провода закрепляют клицей.

Другое по теме:

Процесс ковки
Для изготовления предметов путём ковки берётся отлитая стальная болванка. Её необходимо сперва нагреть. Для этого вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Их размер, форма и количество зависит от производства и размера бо .

Расчет пропускной способности причала
Под пропускной способностью причала понимается количество тонн конкретного груза, которое причал способен погрузить в судно или выгрузить из него за единицу времени (сутки, навигацию) при заданной технической оснащенности причала и принят .

Правила обслуживания депортированых и недопущенных в страну пассажиров
Депортированным называется лицо, которое было легально допущено в страну местными властями (who had legally been admitted to a country authorities) или которое выехало в страну нелегально (who had entered country illegally), и которое впо .

УСТРОЙСТВО ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л представляет собой электрическую машину постоянного тока. Его длительная номинальная мощность, т. е. мощность, которая может быть получена от него неограниченное время, равна 2000 кВт. Тяговый генератор состоит из следующих основных частей: магнитной системы, якоря, щеткодержателей со щетками и вспомогательных устройств (рис. 143). Магнитная система генератора предназначена для создания мощного магнитного поля в нем. Она образована из станины (ярма) генератора, главных и добавочных полюсов.

Рис. 143. Тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л

Станина генератора, являясь частью магнитной системы, представляет собой и его остов (корпус). Изготовлена станина из стали с малым содержанием углерода, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Снаружи станина имеет лапы, с помощью которых генератор устанавливают на поддизельной раме.
Магнитная система генераторов постоянного тока в зависимости от их мощности может иметь различное число полюсов. Генераторы большой мощности выполняются многополюсными, так как при этом уменьшаются их размеры и масса. Тяговый генератор, тепловоза 2ТЭ10Л имеет 10 главных полюсов. Сердечники главных полюсов изготовлены из тонких листов электротехнической стали с большой магнитной проницаемостью (рис. 144). В сердечнике, набранном из отдельных изолированных листов, вихревые токи намного меньше, чем в цельном. Листы стягиваются заклепками.

Рис. 144. Главный полюс тягового генератора

Сердечники полюсов прикреплены к станине болтами. Наконечники сердечников имеют такую форму, которая позволяет, во-первых, удерживать полюсную катушку и, во-вторых, придать распределению магнитных силовых линий между полюсом и якорем желаемый характер.
На каждом главном полюсе размещены катушки обмоток независимого возбуждения и пусковой. Катушка независимого возбуждения выполнена из 105 витков медного провода сечением 1,7 х 6,9 мм. Пусковая катушка полюса, по которой кратковременно пропускается ток большой силы только при пуске дизеля, имеет всего три витка из сдвоенного провода сечением 2,26X40 мм. В генераторах северный и южный полюсы чередуются между собой, т. е. за северным полюсом следует южный, затем опять северный и т. д.
Добавочные полюсы установлены между главными. По числу главных полюсов тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л оборудован 10 добавочными полюсами. Каждый добавочный полюс состоит из сердечника и катушки с шестью витками провода сечением 16X25 мм (рис. 145).

Рис. 145. Добавочный полюс тягового генератора

Ввиду небольших размеров сердечники добавочных полюсов выполнены цельными (сплошными). Полюсы снабжены изоляционными рамками для усиления изоляции от корпуса и пружинными рамками для предупреждения вибрации катушек на сердечниках полюсов.
Якорь генератора (рис. 146) служит для размещения на нем обмотки и коллектора, а также для уменьшения сопротивления магнитной цепи генератора.

Читайте так же:
Какое сопротивление провода для теплого пола

Рис. 146. Якорь тягового генератора (без обмотки)

С целью снижения массы генератора корпус якоря выполнен полым. Корпус оканчивается фланцем для соединения с помощью муфты с коленчатым валом дизеля, а с противоположной стороны снабжен ребристой втулкой. Во внутреннее отверстие втулки запрессован укороченный вал якоря. Применение укороченного вала вместо сквозного позволило дополнительно уменьшить массу якоря. Наружное кольцо ребристой втулки предназначено для установки коллектора генератора. Вал якоря опирается на сферический двухрядный роликовый подшипник (см. рис. 143), расположенный в съемной капсуле. Капсула крепится к подшипниковому щиту генератора и позволяет снять подшипник без полной разборки электрической машины. Подшипник закрыт крышками и уплотнительными кольцами.
Сердечник якоря набран из сегментных листов электротехнической (см. рис. 146) стали толщиной 0,5 мм, стянутых с помощью нажимных шайб и шпилек. Нажимные шайбы одновременно являются обмоткодержателями для лобовых частей якорной обмотки. Листы сердечника изолированы друг от друга, благодаря чему резко снижаются потери энергии в сердечнике, уменьшается его нагрев вихревыми токами. Эти листы по наружной поверхности имеют зубцы. При сборке впадины между зубцами образуют пазы, в которые укладывается обмотка якоря.
Якорная обмотка — двухходовая петлевая с уравнительными соединениями. Обмотка состоит из секций. Каждая секция имеет несколько витков хорошо изолированного медного провода прямоугольного сечения 2,83 X 5,5 мм. Готовые секции укладывают в пазы сердечника якоря и соединяют с пластинами коллектора.
При работе генератора его якорь вращается с большой скоростью и на секции обмотки якоря действуют значительные центробежные силы. В пазах сердечника якоря секции обмотки укрепляют специальными клиньями из изоляционного материала (рис. 147).

Рис. 147. Размещение обмотки в пазу якоря генератора

Участки обмотки, выходящие из пазов сердечника якоря, стягивают бандажами из стальной проволоки , наматываемой с предварительным натяжением, или стеклоткани. Для того чтобы витки проволоки бандажа не расходились, их по всей окружности пропаивают оловом вместе с пластинами из жести (замками). Бандажи надежно прижимают лобовые части обмоток к цилиндрическим обмоткодержателям корпуса якоря. В генераторах последних лет изготовления проволочные бандажи заменены более надежными в эксплуатации стеклобандажами (из стеклоткани). Стеклобандажи в отличие от проволочных не оказывают влияния на магнитное поле электрической машины.
Коллектор, как уже указывалось, служит для выпрямления переменной э. д. с, индуктируемой в обмотке якоря генератора, и для съема тока. Он состоит из большого числа медных коллекторных пластин. Например, коллектор тягового генератора тепловоза 2ТЭ10Л имеет 465 пластин. При сборке коллектора между его пластинами прокладывают изоляцию из миканитовых прокладок. Миканит -— электроизоляционный материал, получаемый склеиванием тонких листочков слюды различными связующими материалами. Изоляция (миканитовые манжеты и цилиндры) прокладывается также между собранными в виде кольца коллекторными пластинами, корпусом коллектора и нажимным конусом (см. рис. 146). Основания коллекторных пластин выполнены в виде ласточкина хвоста и входят в выступы корпуса коллектора и нажимного конуса, которые стягиваются шпильками и надежно удерживают пластины. Собранный коллектор напрессовывают на ребристую втулку якоря.
Выступающую часть коллекторных пластин, в которую впаиваются выводы обмотки якоря, называют петушками. В тяговых генераторах тепловозов 2ТЭ10Л каждая коллекторная пластина соединена с концами секций обмотки якоря посредством ленточной меди («гибкого петушка») . Гибкий петушок припаивают одним концом к пластине коллектора, другим — к выходам обмотки якоря.
Токосъем с коллектора электрических машин осуществляется щетками. В тепловозных электрических машинах применяются высококачественные электрографитовые щетки (рис. 148).

Рис. 148. Щетка тягового генератора

Эти щетки изготовлены из угольного порошка с добавлением связующих материалов. Они прессуются в виде брусков нужных размеров и подвергаются действию высокой температуры (до 3000°С) в электропечах. В результате термической обработки углерод переходит в другую свою модификацию — графит. Поэтому термообработка щеток и получила название графитации. Графитация позволяет значительно повысить качество щеток. Они становятся мягче, прочнее, износоустойчивее, меньше изнашивают коллектор, выдерживают большие токовые нагрузки. Такие щетки имеют достаточное электрическое сопротивление, поэтому обладают высокими коммутирующими качествами.
Рабочую поверхность щеток точно притирают (пришлифовывают) к поверхности коллектора. Поверхность коллектора, по которой скользят щетки, делается строго цилиндрической и тщательно шлифуется. Для обеспечения более спокойной, без ударов и вибраций работы щеток с целью повышения надежности их могут устанавливать наклонно к поверхности коллектора электрической машины или снабжать резиновыми амортизаторами.
Щетки вставляют в специальные латунные обоймы, называемые щеткодержателями. Щеткодержатели тягового генератора тепловоза 2ТЭ10Л показаны на рис. 149. Назначение щеткодержателей — удерживать щетки в правильном положении и прижимать их к поверхности коллектора. Для этого щеткодержатели имеют пружины. В щеткодержателе установлены две щетки с резиновыми амортизаторами. Электрический ток отводится от щеток по гибким медным тросикам (шунтам). Второй конец тросика надежно соединен с бракетом щеткодержателей.
В соответствии с числом главных полюсов тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л имеет десять алюминиевых бракетов , на каждом из них укреплено по девять щеткодержателей с восемнадацатью щетками. Бракеты на изоляторах крепятся к поворотной траверсе. Траверса устанавливается в подшипниковом щите генератора (см. рис. 143 и 149) и может поворачиваться для облегчения доступа при осмотре и ремонте к каждому щеткодержателю. Пять бракетов щеткодержателей одной полярности соединены шиной; одна из шин является плюсовой, вторая — минусовой.

Рис. 149. Щеткодержатели

При работе дизеля тепловоза коленчатый вал через пластинчатую муфту вращает якорь тягового генератора в магнитном поле, создаваемом его полюсами. В якорной обмотке индуктируется э. д. с, при замыкании внешней цепи ток проходит из якорной обмотки через одну группу пластин коллектора, плюсовые щеткодержатели к тяговым электродвигателям и далее через минусовые щеткодержатели, другую группу пластин коллектора возвращается в якорную обмотку.
Несмотря на принимаемые меры по снижению электрических, магнитных, механических потерь энергии в генераторе, они остаются достаточно большими и приводят к нагреву деталей. Наиболее чувствительной к повышенным температурам является изоляция обмоток и коллектора электрических машин. Для предупреждения перегрева генераторов, прежде всего электрической изоляции, их охлаждают наружным воздухом. При этом в отечественных тяговых генераторах мощностью до 1500 кВт обычно используется самовентиляция. Для подачи охлаждающего воздуха в более мощные тяговые генераторы на тепловозах устанавливают специальные дополнительные вентиляторы.
Тяговый генератор тепловоза ТЭЗ выполнен с самовентиляцией. Для этого на якоре генератора со стороны, противоположной коллектору, укреплен центробежный вентилятор. Вентилятор засасывает воздух со стороны коллектора. Далее поток воздуха проходит внутри генератора, охлаждает его. и выбрасывается вентилятором через патрубок наружу под раму тепловоза.
На тепловозах 2ТЭ10Л установлен отдельный центробежный вентилятор для охлаждения воздухом тягового генератора (рис. 150).

Читайте так же:
Как образуется тепловой ток

Рис. 150. Система воздушного охлаждения тягового генератора тепловоза 2ТЭ10Л

Очищенный от посторонних примесей воздух подается вентилятором по нагнетательному каналу через воздухоподводящий патрубок (см. рис. 143) со стороны, противоположной коллектору. Внутри генератора охлаждающий воздух проходит параллельными потоками через магнитную систему и якорь, отводит от них тепло и выбрасывается наружу через выпускной патрубок в подшипниковом щите и выпускные каналы. Для обеспечения надежной работы тяговых генераторов охлаждающий воздух не должен нести с собой несгоревшее топливо, выбрасываемое дизелем, пыль, влагу. Поэтому очень важным является рациональный выбор места забора охлаждающего воздуха и применение достаточно эффектной его очистки.

Тяговый генератор

Тяговый генератор — элемент электрической тяговой передачи тепловоза, преобразующий механическую энергию дизеля тепловоза в электрическую энергию, поступающую к тяговым электродвигателям. Тяговый генератор постоянного тока также используется для пуска дизеля от аккумуляторной батареи.

Содержание

Внешняя характеристика генератора

Внешней характеристикой генератора называется зависимость напряжения на его зажимах от тока нагрузки при неизменной частоте вращения якоря и заданных условиях возбуждения. Для полного использования мощности дизеля идеальная внешняя характеристика генератора должна иметь гиперболическую форму, ограниченную с одной стороны максимальным напряжением на выходе генератора и максимальным током генератора — с другой. Для получения характеристики близкой к идеальной, в тяговых генераторах используется независимое возбуждение с автоматической системой регулирования тока возбуждения. На вход системы возбуждения подаются сигналы, соответствующие напряжению тягового генератора и току нагрузки, напряжение, вырабатываемое системой, подаётся на обмотку возбуждения генератора. При движении тепловоза с поездом по лёгкому профилю пути или резервом для экономии топлива мощность дизеля уменьшается путём ступенчатого снижения частоты его вращения рукояткой контроллера машиниста. Для того чтобы система возбуждения при частичных нагрузках обеспечивала постоянство мощности генератора на уровнях, соответствующих экономичным режимам работы дизеля, на вход системы возбуждения дополнительно вводят сигнал, соответствующий частоте вращения коленчатого вала.

Генератор постоянного тока

Тяговый генератор постоянного тока состоит из магнитной системы, якоря, щёткодержателя со щётками и вспомогательных устройств. Магнитная система генератора предназначена для создания внутри него мощного магнитного поля. Она состоит из станины генератора (его корпуса), главных и добавочных полюсов. Станина изготовлена из низкоуглеродистой стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Генераторы большой мощности для уменьшения размера и массы выполняются многополюсными. Сердечники главных полюсов изготавливаются из листов электротехнической стали. На каждом главном полюсе размещены катушки пусковой обмотки и обмотки возбуждения. Пусковая обмотка обеспечивает возбуждение генератора при его работе в режиме электродвигателя для запуска дизеля. Магнитное поле вращающегося якоря искажает магнитное поле обмоток возбуждения, величина этого воздействия, называемого реакцией якоря, зависит от величины тока в якоре. В результате физическая нейтраль генератора смещается относительно щёток и между щётками и коллектором возникает сильное искрение. Для ослабления реакции якоря между главными полюсами устанавливаются добавочные. Магнитное поле добавочных полюсов направлено навстречу поля якоря и нейтрализует его действие.

Якорь генератора для снижения его массы выполняется полым. Сердечник якоря набирается из пластин электротехнической стали, в пазы сердечника укладывается обмотка якоря. Поскольку при работе генератора на якорь действуют значительные центробежные силы, в пазах сердечника обмотка укрепляется клиньями из изоляционного материала, участки обмотки, выходящие из пазов сердечника, стягиваются бандажами из стальной проволоки или стеклоткани.

Коллектор генератора состоит из нескольких сотен медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Поверхность коллектора, по которой скользят щетки, изготавливается строго цилиндрическая и тщательно шлифуется, рабочая поверхность щёток притирается к поверхности коллектора. Щётки вставляются в латунные щёткодержатели, которые прижимают их к коллектору пружинами. Электрический ток от щёток отводится по гибким медным шунтам. Для охлаждения тяговых генераторов используется самовентиляция или устанавливаются дополнительные вентиляторы.

При создании тяговых генераторов постоянного тока большой мощности возникает ряд принципиальных трудностей. С увеличением мощности генератора возрастают его размеры, в то же время для надёжной работы коллекторно-щёточного узла линейная скорость поверхности коллектора не должна превышать 60—70 м/с, что ограничивает его диаметр. Для предотвращения недопустимого искрения и возникновения кругового огня напряжение между соседними пластинами коллектора не должно превышать 30—35 В, что ограничивает длину витков обмотки якоря.

Генератор переменного тока

Статор тягового генератора переменного тока состоит из стальной станины, в которую установлен сердечник из листов электротехнической стали. В пазы сердечника уложена обмотка из медного изолированного провода. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения обмотка статора выполняется многофазной. Магнитная система ротора генератора — многополюсная, сердечники полюсов набраны из листовой стали и закреплены на стальном корпусе ротора. Катушки полюсов соединяются последовательно, начало и конец обмотки возбуждения присоединены к контактным кольцам, по которым скользят графитовые щётки, закреплённые в латунных щёткодержателях. Кроме того, в пазах полюсных башмаков уложены стержни, соединённые между собой в демпферную обмотку, улучшающую работу генератора в переходных режимах.

Читайте так же:
Перечислите виды теплового действия электрического тока приведите примеры

Масса тягового генератора переменного тока примерно на 30 % меньше массы генератора постоянного тока такой же мощности, а межремонтный интервал увеличен в 1,5 — 2 раза. Недостатком тягового генератора переменного тока является невозможность работы в двигательном режиме для пуска дизеля. Однако масса генератора переменного тока и стартерного двигателя остаётся меньше массы генератора постоянного тока, а стартерный двигатель при работе дизеля используется в качестве вспомогательного генератора постоянного тока.

Литература

Е. Я. Гаккель, К. И. Рудая, И. Ф. Пушкарев, А. В. Лапин, В. В. Стрекопытов, М. А. Никулин. Электрические машины и электрооборудование тепловозов. Учебник для вузов ж. д. трансп / Под ред. Е. Я Гаккель. — 3-е изд., перераб. и доп. — М .: Транспорт, 1981. — 256 с.

ЧТО ТАКОЕ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор постоянного тока предназначен для преобразования кинетической энергии в электрическую. Используется в качестве источника электроэнергии в тепловозах, автомобилях, промышленных установках и т.д.

Представляет собой обратимую электрическую машину. В зависимости от схемы подключения может работать как генератор или как электродвигатель.

Принцип действия генератора постоянного тока основан на физическом явлении электромагнитной индукции. Заключается в том, что если проводник передвигается в магнитном поле, в нем возникает электрический ток. Такой ток называется индукционным.

Схематично это явление можно описать следующим образом. Если проводник, например, медную проволоку в виде рамки поместить между двумя полюсами подковообразного магнита, он будет находиться в постоянном магнитном поле.

Затем начнем вращать эту рамку. В процессе вращения она будет пересекать магнитный поток. Вследствие этого, внутри проволоки индуцируется электродвижущая сила э.д.с.

Если концы этой рамки соединить, то под воздействием э.д.с., потечет индукционный ток. Если включить в эту цепь амперметр, он покажет наличие в ней тока. Это и есть самый простой макет генератора.

Для того, чтобы подключить рамку к электрической цепи, ее крепят к полукольцам. Две щетки контактируют с вращающимися полукольцами поочередно, и через них индукционный ток поступает далее в электрическую цепь. Полукольца устанавливают на оси, вокруг которой вращается рамка. Это упрощенная схема коллектора.

Когда рамка переходит через горизонтальное положение (нейтраль), щетки одновременно переключаются с одного полукольца на второе. В этот момент стороны рамки магнитных силовых линий не пересекают. В таком положении э.д.с. и, соответственно, ток равны 0. Благодаря этому переключение щеток не сопровождается искрением.

На величину электродвижущей силы влияют следующие факторы:

  • длина проволоки;
  • величина индукции магнитного поля;
  • частота вращения.

Величина э.д.с. (Е) меняется по синусоидальной траектории, с пиками при прохождении рамкой вертикальных положений. В эти моменты она перпендикулярно пересекает максимум силовых линий. Нулевые значения отмечаются при прохождении нейтрали. После ее пересечения э.д.с. меняет свое направление.

В свою очередь, коллектор, чередуя каждые пол оборота полукольца на щетках, выпрямляет переменную э.д.с. На выходе получается пульсирующий, в виде выпрямленной синусоиды, постоянный ток.

КАК НА ВЫХОДЕ ПОЛУЧАЕТСЯ ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Для того, чтобы можно было пользоваться генератором, как источником энергии, ток нужно сгладить. Если увеличить количество рамок до двух и расположить их перпендикулярно друг другу. Тогда пиковые значения Е и, соответственно, тока будут возникать уже каждые четверть оборота.

Если их соединить последовательно, индуцируемый ток будет суммироваться. А его выходная характеристика будет иметь вид двух, смещенных между собой на четверть периода выпрямленных синусоид. Пульсация значительно уменьшится.

Если количество последовательных рамок еще увеличивать, тогда значение тока будет все больше приближаться к идеальной прямой. Кроме того, величина электродвижущей силы напрямую зависит от длины проводника. Поэтому количество рамок делают большим, а их совокупность и составляет обмотку вращающейся части генератора — якоря.

Для последовательного соединения витков обмотки, конец предыдущего нужно соединить с началом следующего. Делают это на полукольцах или, как их называют, пластинах. Их количество будет равняться количеству витков.

Другим фактором, влияющим на величину Е, является сила магнитного поля. Индукция магнитного потока обычного магнита слишком маленькая, а потери в среде между двумя полюсами наоборот очень большие.

Для решения первой проблемы вместо постоянного магнита используют гораздо более сильный электромагнит. Для решения второй проблемы сердечник якоря выполняют из стали. Также уменьшают до самого минимума зазор между якорем генератора и полюсами электромагнита.

Ток, протекающий в якоре, образуют своего рода электромагнит, и создает свое магнитное поле. Это явление называется реакция якоря. В нем также возникает реактивная э.д.с. Вместе они искажают магнитное поле. Чтобы это скомпенсировать, устанавливаются добавочные полюса. Они включаются в цепь якоря и полностью перекрывают это негативное воздействие.

По источнику тока возбуждения генераторы бывают:

  • с независимым возбуждением;
  • с самовозбуждением.

Необходимый для работы генератора магнитный поток создается благодаря току, проходящему через обмотки главных полюсов. Этот ток называется током возбуждения. При независимом возбуждении обмотка питается от аккумулятора или другого источника питания. При самовозбуждении питается током якоря.

Читайте так же:
Порвал провод теплого пола

Благодаря тому, что сердечники полюсов обладают остаточным магнетизмом, они создают небольшой магнитный поток. Если якорь начинает вращаться, этого потока достаточно для появления в витках якоря небольшого индукционного тока.

Этот ток, попадая в обмотку возбуждения полюсов, усиливает рабочий магнитный поток. Это приводит к увеличению тока в якоре и происходит цепная реакция. Таким образом, генератор быстро выходит на расчетную мощность.

По схеме подключения обмотки якоря к обмотке возбуждения генераторы с самовозбуждением делятся на три типа:

  • с параллельным возбуждением;
  • с последовательным возбуждением;
  • со смешанным возбуждением.

Схема возбуждения влияет на характеристики генератора и особенности его применения. Основным его параметром является внешняя характеристика, выражающая зависимость напряжения на выходе от тока нагрузки при заданной частоте вращения и параметрах возбуждения. Также к основным характеристикам относится мощность и КПД, который достигает 90-95%.

УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор состоит из двух частей:

  • подвижная вращающаяся часть якорь;
  • неподвижная – статор.

Статор состоит из станины, магнитных полюсов, подшипникового щита с подшипниками. Станина — это несущая часть генератора, на которой размещены все его части. Внутри установлены полюсы с сердечниками и обмотками возбуждения. Изготавливается из ферромагнитных материалов.

Ротор или якорь состоит из сердечника, вала, коллектора и вентилятора. В качестве опоры для якоря используются подшипники, установленные на боковых подшипниковых щитах статора.

Преимущества и область применения.

Генераторы постоянного тока обладают следующими достоинствами:

  • простота конструкции, компактность;
  • надежность;
  • экономичность;
  • обратимость, то есть возможность использования в качестве электродвигателя;
  • практически линейная внешняя характеристика.

Недостатки:

  • высокая стоимость;
  • ограниченный срок службы щеточно-коллекторного узла.

Используются в различных отраслях производства, в строительстве, в промышленных установках, сварочном оборудовании, в машиностроении, на предприятиях металлургической промышленности, в автомобильном, железнодорожном, воздушном и морском, транспорте.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Ремонт тяговых генераторов постоянного тока тепловозов

Содержание материала

  • Ремонт тяговых генераторов постоянного тока тепловозов
  • Ремонт магнитной системы без снятия полюсов
  • Ремонт магнитной системы со снятием полюсов
  • Сборка магнитной системы
  • Разборка, дефектировка и сборка подшипника
  • Ремонт деталей подшипникового узла и щеткодержателей
  • Сборка тягового генератора и установка его на тепловоз

Основные технические данные тяговых генераторов

На тепловозах разных серий установлены тяговые генераторы с различными характеристиками (табл. 1). Конструктивно основные элементы генераторов постоянного тока одинаковы, поэтому здесь подробно описан ремонт генератора ГП-311 (рис 1), установленного на тепловозах типа ТЭ10, а по другим генераторам приведены только отличительные особенности.
К основным частям генераторов постоянного тока относятся станина, полюсы, якорь с коллектором и узлом щеткодержателей, подшипниковые щиты, вентилятор. Станина генератора 18 с укрепленными на ней главными 19 и добавочными 20 полюсами с соединительными проводами 25 и 28 является магнитопроводом. В станину установлен подшипниковый щит 12, в который впрессована сменная ступица 10 Якорь 17 вращается в двурядном сферическом подшипнике 7. Между шинами уложены’ изоляционные прокладки 24 для предотвращения от перетирания изоляции при взаимном перемещении. Места эти утягивают лентой или шнуром.
Для предотвращения вытекания смазки на валу 5 якоря с обеих сторон от подшипника установлены лабиринтные кольца 3, 6 и крышки 4, 8 соответственно с внутренней и наружной сторон. Обе лабиринтные крышки прикреплены болтами 9 к сменной ступице 10. Смазка в подшипник поступает по трубке 11.
К подшипниковому щиту прикреплена поворотная траверса 16 с зубчатым колесом 29. К траверсе 16 через изоляторы 15 прикреплены бракеты 14 со щеткодержателями 13 и щетками Якорь, приводимый во вращение от дизеля, соединен с коленчатым валом фланцем 22 при помощи муфты. Конусной частью вал якоря соединен с распределительным редуктором. Лапами 23, приваренными к станине, генератор прикреплен к поддизельной раме.
Воздух на охлаждение генератора поступает сверху через патрубок 21 от специального вентилятора. Охлаждающий воздух внутри генератора через радиальные каналы сердечника якоря проходит между катушками полюсов, омывает петушки, коллекторную камеру и выбрасывается вниз через выходные окна в подшипниковом щите. Коллекторная камера закрыта съемными крышками 1.

Основные типы тяговых генераторов и тепловозы, на которых онн установлены

МП Т-84/39 ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ1

МПТ-99/47А ТЭЗ, ТЭ7

МПТ-120/49 типа ТЭ10

ГП-311Б, ГП-311В типа ТЭ10

Номинальная мощность, кВт

длительный (при температуре 40°С)

при длительном режиме

Частота вращения якоря, об/мин

Масса генератора, кг

Петлевая с уравнителями

Петлевая с уравнителями


* Такой размер щеток применяют с 1976 г., а до этого их размер был 12,5X32 X65 мм, в связи с этим уменьшилось в 2 раза количество щеток на машину
Прим е ч а н и е На всех указанных тяговых генераторах установлены щетки марки ЭГ-14.

Генератор подключают к электрической схеме тепловоза при помощи выводов 2 и 27, обозначенных буквами Π, ПП, ДП, ЯЯ, Η, НН, что соответствует обозначению на схеме. Выводные провода закрепляют клицей 26.

Разборка генератора

Ремонт генераторов в депо сводится в основном к устранению выявленных неисправностей, очистке от загрязнений, восстановлению изоляции обмоток, устранению износа коллектора, замене поврежденных узлов и деталей. Поступивший в электромашинный цех генератор продувают в камере, затем ставят на специальную подставку и очищают от грязи сначала концами, смоченными в керосине, потом вытирают сухими. После очистки открывают крышку 1 (см. рис. 24) коллекторной камеры, снимают вентиляционный патрубок 21, осматривают коллектор, узел щеткодержателей, соединительных проводов 25 и шин, места крепления шин, катушки полюсов. Проверяют сопротивление изоляции.

Читайте так же:
Тепловой эффект при переменном токе


Рис. 25 Схема внутренних соединений генератора: а — всех обмоток генератора ГП 311; б — якоря и добавочных полюсов, в — якоря н добавочных полюсов генератора МПТ 99/47А (пунктиром показаны соединения катушек пусковой обмотки, расположенные с противоположной стороны)

Нарушения, обнаруженные при наружном осмотре, и проверка сопротивления изоляции позволяют определить предварительный объем ремонтных работ. Окончательный объем работ уточняют после разборки генератора. Замер сопротивления изоляции якоря до разборки делают для того, чтобы не производить ненужных работ в случае, если якорь имеет «нулевую» изоляцию и требуется отправка его или всего генератора на завод.

Рис. 26. Применение скобы для разборки тягового генератора

Так как последовательно с якорем включены добавочные полюсы, то мегомметр при присоединении его зажима к любому выводу (Я, ЯЯ или ЦП, рис. 25) покажет сопротивление изоляции этой цепи (якоря, щеткодержателей, соединительных шин и катушек полюсов). Если сопротивление цепи якоря и катушек добавочных полюсов меньше нормы, то определяют, в цепи каких узлов имеется дефект изоляции. Для разрыва цепи якоря от других узлов подкладывают прокладки из электрокартона или другого изоляционного материала под щетки или поднимают все щетки в щеткодержателях и замеряют сопротивление изоляции по частям: якоря — прижатием провода от зажима мегомметра непосредственно к коллектору. Если изоляция якоря в норме, проверяют отдельно узел щеткодержателей и катушек добавочных полюсов. Для этого разъединяют шину, идущую от отрицательных щеткодержателей к выводу ЯЯ. Присоединяя зажим мегомметра к выводу Я, а затем упомянутой шине или к любой щетке одной, а затем другой полярности замеряют сопротивление узла щеток, щеткодержателей, соединительных шин, раздельно положительной и отрицательной полярности (имея в виду, что под всеми щетками находятся изоляционные прокладки, разрывающие цепь на якорь). Если и этот узел оказался исправным, т. е. с нормальной изоляцией, проверяют цепь добавочных полюсов. Как видно из схемы, добавочные полюсы соединены между собой параллельно.
От вывода ЦП — пять полюсов, ток по которым идет против часовой стрелки, образуют одну параллельную ветвь северной полярности (соединение их показано сплошными линиями) и пять полюсов, ток по которым идет против часовой стрелки — образуют другую параллельную ветвь южной полярности (соединение их условно показано пунктиром). Достаточно отсоединить вывод ЯЯ от коллектора (а это сделали ранее, когда проверяли узел щеткодержателей), то можно замерить сопротивление изоляции добавочных полюсов, присоединяя зажим прибора к выводу ДП.
Чтобы определить, в какой из параллельных групп имеется неисправная катушка, следует отсоединить выводы ДП и ЯЯ от катушек и проверить раздельно каждую из групп. Определив группу, в которой находится дефектная катушка, производят разъединение катушек внутри группы в начале пополам, а затем по одной, исключая каждый раз из проверки исправные.
Проверку сопротивления изоляции катушек с определением и выявлением неисправной при ремонте со снятием генератора, как правило, производят после разборки генератора. Здесь же приведено для примера разделение сложной цепи якоря, узла щеткодержателей, главных и добавочных полюсов на составляющие, которые могут встретиться на других видах ремонта, когда генератор не снимают с тепловоза. При некотором навыке такую проверку можно выполнить достаточно быстро.
После проверки сопротивления изоляции устанавливают предварительно объем необходимых работ. Якорь с пробитой изоляцией отправляют для ремонта на завод. Если пробит или имеет низкое сопротивление изоляции узел щеткодержателей, то дефект исправляют в депо или заменяют щеткодержатель на исправный. Если имеет недопустимо низкое сопротивление одна или несколько катушек, их разрешается ремонтировать в депо, а пробитые катушки заменяют исправными.
После проверки сопротивления изоляции генератор подготавливают к разборке. Для этого от подшипникового щита отсоединяют токопроводящие шины и провода, поднимают в щеткодержателях или совсем снимают щетки. Так как генератор имеет только один подшипник, а другой его конец после отсоединения от дизеля опоры не имеет и лежит на полюсах, то для его разборки применяют Г-образную скобу 4 (рис. 26), которую одним концом при помощи болтов 5 крепят к фланцу вала якоря генератора, а другим поддерживают мостовым краном. Между скобой 4 и станиной генератора 3 помещают деревянную прокладку 2 для вывешивания якоря в среднем положении. Затем мостовой кран освобождают и генератор остается на подставке 1.
После установки генератора на подставку отворачивают болты, крепящие ступицы в подшипниковом щите, и несколько вывертывают болты, стягивающие крышки наружную и внутреннюю, выпрессовывают ступицу из подшипникового щита отжимными болтами М20 и при помощи крана снимают ее с вала якоря. После этого захватывают краном Г-образную скобу, закрепленную на фланце якоря, и вынимают в горизонтальном положении якорь из станины осторожно, не задевая и не касаясь якорем катушек полюсов, чтобы не повредить изоляции. Вынутый якорь укладывают на стеллаж с мягкой подложкой, Г-образную скобу отсоединяют от фланца вала. После этого выпрессовывают подшипниковый щит из станины отжимными болтами. Краном снимают щит и укладывают его на стеллаж щеткодержателями вверх.
Перед отсоединением щита от станины необходимо убедиться в наличии контрольных рисок на щите и станине, показывающих их взаимное расположение до разборки, а если их нет, то необходимо нанести для того, чтобы потом при сборке поставить в такое же положение. Таким образом, генератор разобран и каждая из его основных частей подготовлена для ремонта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию