ВЛ-10. Вспомогательные машины ВЛ-10,11. Учебное пособие Электродвигатели вспомогательных машин электровоза вл11, вл11м
 Скачать 1.19 Mb.
|
|
1 Кругликов Владимир Петрович, Преподаватель первой категории год Учебное пособие «Электродвигатели вспомогательных машин электровоза ВЛ11, ВЛ11м» 1 СОДЕРЖАНИЕ Стр. Введение 2 1 Вспомогательные машины 2 1.1 Общие сведения о вспомогательных машинах 2 2 Мотор-вентилятор 5 2.1 Электродвигатель типа ТЛ-110М мотор-вентилятора 6 2.2 Генераторы управления 12 2.2.1 Генераторы управления НБ-110 (НБ-110В) 12 3 Мотор-компрессор 16 3.1 Электродвигатели НБ-431Пи ТЛ-122 мотор-компрессора 17 4 Преобразователь НБ-436В 20 4.1 Двигатель преобразователя НБ-436В 21 4.2 Генератор преобразователя НБ-436В 23 5 Электродвигатель вспомогательного компрессора типа П-11М 26 6 Заключение 28 7 Список использованных источников 29 8 Рецензии 2 ВВЕДЕНИЕ Вспомогательные машины электроподвижного состава обеспечивают работу тяговых электродвигателей, электрической и пневматической аппаратуры систем управления и торможения. К вспомогательным машинам электроподвижного состава относят мо- тор-вентиляторы (воздушное охлаждение тяговых двигателей, пуско- тормозных резисторов, тяговых трансформаторов, сглаживающих реакторов, преобразовательных установок и др мотор-компрессоры (снабжение сжатым воздухом пневматические систем электровоза и тормозов поезда генераторы управления (питание цепей управления и освещения электровоза, заряд аккумуляторных батарей. В состав каждой машины входит вспомогательный механизм (компрессор, насос, вентилятор, генератор) и электродвигатель. На электровозах постоянного тока обычно используют электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения напряжением 3000 В на коллекторе, обеспечивающие высокий пусковой момент. Пуск электродвигателей вентиляторов и компрессоров осуществляется контакторами при вклю- чѐнных балластных резисторах. 1. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ 1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ Вспомогательными машинами называют агрегаты, обеспечивающие собственные нужды электровоза. К ним относятся мотор-вентиляторы, охлаждающие обмотки тяговых электродвигателей, резисторы их силовой цепи, индуктивные шунты, обмотки электродвигателя НБ-431П компрессора и создающие притиводавление в кузове мотор-компрессоры, питающие сжатым воздухом пневматическую схему электровоза и тормозные устройства поезда вспомогательные мотор-компрессоры, служащие для подъѐма то- коприѐмников при отсутствии сжатого воздуха на электровозе генераторы управления питающие цепи управления и заряжающие аккумуляторные батареи преобразователи (мотор-генераторы), питающие обмотки возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможения Электродвигатели всех вспомогательных машин – электромашины постоянного тока. Они имеют хорошие регулировочные свойства, значительную перегрузочную способность. Состоят из элементов, имеющих назначение аналогичное назначению элементов тяговых электродвигателей, и подобное им конструктивное исполнение. Номинальное напряжение на коллекторах всех 3 электродвигателей 3000 В, поэтому расчѐтное межламельное напряжение почтив два раза выше, чему тяговых электродвигателей. Однако, коммутация относительно устойчива, так как, величина тока в обмотках якорей небольшая и отсутствует реверсирование. Кроме того, для ограничения величины пускового тока и бросков тока при колебаниях напряжения в контактной сети, в цепь электродвигателей вспомогательных машин включаются пусковые и демпферные резисторы. Пусковые резисторы, включаемые в цепь более мощных электродвигателей, автоматически выводятся из их цепи приуменьшении пускового тока до величины, близкой к номинальной, а демпферные – остаются включенными постоянно. Но, несмотря на применение этих резисторов, пусковой ток по величине кратковременно превышает враз номинальное значение. Для сокращения времени действия таких больших пусковых токов необходимо, чтобы припуске электродвигатели развивали большой вращающий момент, приводящий к быстрому увеличению частоты якоря, а, следовательно, проти- во-э.д.с. и уменьшению пускового тока электродвигателя. Этому требованию соответствует электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, тку них, со слабо насыщенной магнитной системой, увеличение тока сразу же сопровождается увеличением магнитного потока и вращающий момент возрастает более интенсивно, чему электродвигателей с другим системами возбуждения. Однако, при такой системе возбуждения, нельзя включать электродвигатели без механической нагрузки, так как это приведѐт к недопустимому увеличению частоты вращения якоря. Электродвигатели вентиляторов и компрессоров, имеющих навалу механическую нагрузку, выполняют именно с такой системой возбуждения. Электродвигатели преобразователей включается без нагрузки, т.к. приводимые ими во вращение генераторы, начнут работать только после сбора схемы рекуперативного торможения. При этом ток генераторов, а следовательно, и механическая нагрузка электродвигателей, изменяется в широких пределах. Во избежание превышения наибольшей допустимой частоты вращения, при отсутствии или минимальной нагрузке генераторов, их электродвигатели выполняют со смешанной системой возбуждения. При такой системе возбуждения генератора преобразователя его обмотка возбуждения питается от генератора управления и создает такой магнитный поток, который не позволяет электродвигателю превысить допустимую частоту вращения якоря даже при минимальной нагрузке генератора. Как указывалось выше, электродвигатели вспомогательных машин не реверсируются, что позволяет все их обмотки соединить последовательно внутри машины и иметь только два выводных провода с маркировкой Я и КК, за исключением электродвигателя ТЛ-110М вентилятора. Кроме того, в отличие от тяговых электродвигателей, электродвигатели вспомогательных машин имеют самовентиляцию. При такой системе вентиляции в двигателе устанавливается вентилятор с радиальными лопатками, вращающийся вместе с якорем. Исключение составляет тихоходный электродвигатель НБ-431П компрессора, обмотки которого охлаждаются от мотор-вентилятора. Как и у тяговых электродвигателей, щѐткодержатели устанавливаются на поворотной траверсе, позволяющей отрегулировать положение щѐток на нейтрали и добиться их безыскровой работы. Все электродвигатели имеют четырех полюсную систему возбуждения, за исключением электродвигателя, П-11М вспомогательного компрессора, и волновую обмотку якоря, т.к. напряжение их на коллекторах составляет В. Исключение составляет генератор преобразователя, который имеет петлевую обмотку, так как номинальный ток его обмотки якоря равен 800 А. Рис Расположение вспомогательных машин в машинном отделении электровоза 5 2. МОТОР-ВЕНТИЛЯТОР Мотор-вентилятор - это агрегат, состоящий из электродвигателя, генератора управления и центробежного вентилятора. Приводом этого агрегата является электродвигатель последовательного возбуждения типа ТЛ – М. На его удлинѐнный вал якоря, с одной стороны напрессовано по шпонке колесо центробежного вентилятора, ас другой стороны – якорь генератора управления типа НБ-110. Рис Мотор-вентилятор 6 2.1 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ТИПА ТЛ-110М МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРА Технические данные Мощность,кВт 53,1 Напряжение на коллекторе, В 3000 Ток якоря, А 20,6 Частота вращения, об/мин 990 Сопротивление обмоток при температуре 20 0 С, Ом якоря 2,7 главных полюсов дополнительных полюсов 0,97 Класс изоляции по нагревостойкости: полюсной системы F обмотки якоря В Кпд. 0,873 Режим работы продолжительный Система самовентиляция Возбуждение последовательное Масса, кг 1590 7 Рис Устройство мотор-вентилятора 1 - остов генератора 2 - изолятор 3 - кабель 4 - крышка 5 - катушка якоря 6 - якорные листы 7 - добавочный полюс 8 - груз 9 - втулка 10 - табличка 11 - крышки подшипника 12 - болт 13 - прокладки 14 - подшипник ; 15 - подшипниковый щит 16 - щеткодержатель 17 - шпонка 18 - шнур 19 - остов электродвигателя 20 - главный полюс 21 - бандаж 22 - вентилятор 23 - трубка 24 - гайка 25 - шайба 26 - вал 27 - нажимная шайба 28 - шпилька 29 - полюсная катушка 30 - заклепка 31 - полюсной сердечник 32 - вывод - клин 34 - провод 35 - коллекторная пластина 36 - втулка коллектора 37 - нажимной конус 38 - коллекторный болт 39 - траверса 40 - замок 41 - щит 42 - балансировочный груз 43 - винт 44 - заклепки щеткодержателя 45 - коробка 46 - рычаг 47 - держатель 48 - пружина 49 - щетка 8 Остов 19 цилиндрической формы. Служит для крепления основных элементов и является магнитопроводом. Имеет два отверстия под подшипниковые щиты, приливы для транспортировки, лапы для крепления к фундаменту, приливы для крепления коробки с выводами и со стороны противоположной коллектору, окна для выхода охлаждающего воздуха. Подшипниковые щиты 15 служат для размещения моторно-якорных подшипников 13, то есть для центровки вала якоря, и создания запаса смазки. Оба щита крепятся к остову 12 болтами. Подшипниковый щит со стороны коллектора имеет смотровой люк, закрытый съемной крышкой 4 с отверстиями для засасывания охлаждающего воздуха. Кроме этого, он имеет приливы для крепления лап остова генератора управления и продолговатые отверстия для прохода охлаждающего воздуха от генератора управления. Как ив тяговом электродвигателе, навалу якоря ив отверстиях щитов, смонтированы детали подшипниковых узлов. Навал якоря с двух сторон напрессованы передние упорные кольца, внутренние кольца якорных подшипников и задние упорные кольца. В отверстиях щитов запрессованы наружные кольца подшипников с роликами и сепараторами. Наружное кольцо подшипника со стороны коллектора зафиксировано в щите передней и задней крышками с вертикальными лабиринтами, скрепленными между собой и со щитом болтами. Внутреннее пространство между крышками образует подшипниковую камеру, заполненную при сборке на 2/3 объѐма смазкой ЖРО в количестве 250-300 грамм. Устройство подшипникового щита со стороны противоположной коллектору отличается тем, что роль задней крышки выполняет сам подшипниковый щит. Добавление смазки производят через трубки 23. Главные полюсы служат для создания основного магнитного потока двигателя. Полюс состоит из шихтованного, клѐпаного сердечника 31 и катушки. Катушка намотана из изоляционного провода прямоугольного сечения и имеет 287 витков. Корпусная и покровная изоляции класса F Монолит катушка изолирована стеклослюдинитовой лентой и вместе с сердечником пропитана в эпоксидном компаунде под давлением. Дополнительные полюсы (добавочные служат для улучшения коммутации. Полюс состоит из сплошного, стального сердечника 31 и катушки 29. Она имеет 120 витков и намотана из изолированного провода прямоугольного сечения. Удерживается на сердечнике при помощи латунных угольников. Сердечник крепится к остову через диамагнитную прокладку 13 толщиной мм. Изоляция катушки аналогична изоляции катушки главных полюсов. Воздушный зазор между якорем и главными полюсами составляет 4 мм, а между якорем и дополнительными полюсами мм. Якорь служит для создания магнитного потока, который взаимодействует с магнитным потоком главных полюсов, создает вращающий момент двигателя. Якорь состоит из вала 26, коллектора (35, 36, 37, 38), передней нажимной 9 шайбы 27, сердечника, задней нажимной шайбы 15 и обмотки якоря. Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, имеет 3 ряда аксиальных отверстий диаметром 22, 20 и 18 мм, центральное отверстие подвал якоря, по окружности пазы под катушки обмотки якоря и углубления под стеклобандаж, крепящий эти катушки. Сердечник напрессовывается навал по шпонке. Обмотка якоря волновая. Она имеет 43 катушки, в катушке 8 секций, в секции два витка из изолированного провода круглого сечения. Корпусная и покровная изоляции класса В (стеклослюдинитовая лента, фторопласт истек- лолента). Секции обмотки якоря впаиваются в прорези петушков коллекторных пластин. Для полного заполнения прорези применяют медные клинья. После этого, обмотка якоря, как в пазовых, таки в лобовых частях крепится бандажами из стеклобандажной ленты. Коллектор обеспечивает коммутацию, то есть сохраняет постоянным направление тока в секциях обмотки якоря под каждым из главных полюсов. Состоит из корпуса и нажимного конуса 37. Между ними располагаются 343 медных коллекторных пластин 3 и столько же миканитовых. Они изолируются от корпуса и нажимного конуса с боков миканитовыми манжетами (конусами, а снизу – миканитовым цилиндром. После изоляции пластин, корпус и нажимной конус стягиваются болтами. Как и у тягового электродвигателя, выступающая часть миканитовой манжеты, расположенной на нажимном конусе, с натягом бандажируется стеклобандаж- ной лентой и последний еѐ слой покрывается электроизоляционной эмалью НЦ-929 дополучения ровной и гладкой поверхности. Собранный коллектор напрессовывается навал якоря по шпонке. Эту часть коллектора называют изоляционным или миканитовым конусом. Для исключения попадания смазки на коллектор из подшипниковой камеры подшипникового щита, между корпусом коллектора и задней крышкой подшипникового щита, устанавливается масло- отбойное кольцо. Щѐточный служит для подвода тока через коллектор к обмотке якоря. Состоит из поворотной траверсы 39, четырех изоляционных пальцев (16) с за- креплѐнными на них щѐткодержателями 45 со щѐтками 49. Поворотная траверса представляет из себя стальное кольцо с продолговатыми отверстиями для еѐ поворота и крепления к подшипниковому щиту. На ней закреплены четыре стальных пальца опрессованных пресмассой АГ-4 сна- сажанными на них фарфоровыми изоляторами. На конце пальца имеется плоская поверхность сгреб нкой и отверстие для крепления щѐткодержателя. В каждом щѐткодержателе установлена щѐтка типа ЭГ-61 размером 10 25 50 мм 10 Вентиляция электродвигателя независимая осуществляется вентилятором с радиальными лопатками, напрессованным навал якоря по шпонке. Охлаждающий воздух засасывается в отверстия в крышке генератора управления с коллекторной стороны, проходит между его якорем и полюсами и через продолговатые отверстия в подшипниковом щите электродвигателя вентилятора поступает к коллектору. Одновременно воздух засасывается через отверстия в коллекторном люке электродвигателя. Проходит в воздушном зазоре между якорем и полюсами, затем через три ряда аксиальных отверстий в сердечнике и выбрасывается наружу через отверстия в крышке 26 с противокол- лекторной стороны. Вход воздуха Выход воздуха Рис Вентиляция электродвигателя мотор-вентилятора Схема соединения обмоток Так как электродвигатель ТЛ-110м является двигателем с последовательным возбуждением, то все его обмотки соединяются последовательно последующей схеме рис вывод Я, перемычка между плюсовыми щеткодержателями, плюсовые щетки коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, минусовые щѐтки и щѐткодержатели, перемычка между минусовыми щѐткодержателями, катушки четырех дополнительных полюсов, со- единѐнных последовательно, вывод С, четыре катушки главных полюсов, соединенных последовательно, вывод С. 11 Примечание вывод С используется при формировании электровоза в трисекции для подключения параллельно обмотке главных полюсов резистора ослабления возбуждения. Кроме этого, наличие среднего вывода облегчает замер, как омического сопротивления обмоток, таки сопротивления изоляции этих обмоток Рис Схема соединения катушек Рис Схема соединения катушек электродвигателя якоря с коллекторными пластинами электродвигателя 12 2.2 ГЕНЕРАТОРЫ УПРАВЛЕНИЯ Генераторы управления служат для зарядки аккумуляторных батарей и питания цепей управления при работающих мотор – вентиляторах. Приводятся в действие электродвигателями вентиляторов. На электровозах ВЛ11 применяются генераторы управления типа НБ-110, а на электровозах ВЛ11 м – НБ110В. Якори этих генераторов напрессованы, соответственно, навал электродвигателей вентиляторов ТЛ-110М и ТЛ-110В, а их остовы – закреплены к подшипниковым щитам этих электродвигателей. 2.2.1 ГЕНЕРАТОРЫ УПРАВЛЕНИЯ НБ-110 (НБ-110В) Технические данные Мощность, Квт 8 Напряжение, В 64 Ток якоря, А 125 Ток возбуждения, А 3,9 Частота вращения, об/мин 990 Сопротивление обмоток при температуре 20 0 С,Ом: обмотки якоря обмотки главных полюсов дополнительных полюсов 0,01316 Класс изоляции по нагревостойкости: полюсной системы F обмотки якоря В Режим работы продолжтельный Возбуждение независимое Кпд 0,826 Масса, кг 300 Минимальная высота щѐтки, мм не менее 30 Нажатие на щѐтку, Н 12 - 15 13 Рис Устройство генератора управления НБ-110 (НБ-110В) 1 - остов 2 – изолятор 3 – кабель 4 – крышка 5 - катушка якоря 6 - сердечник якоря 7 - дополнительный полюс 8 - главный полюс 9 - замок смотрового люка 10 - гайка 11 - траверса 12 - щѐткодержатель;13 – щит 14 - балансировочный груз 15 – винт 16 - коллектор Основные элементы рис остов 1, четыре главных 8, четыре дополнительных полюса 7, якорь 5,6 с коллектором 16 и щѐточный узел 11,12. Остов цилиндрической формы с лапами. Крепится при помощи болтов к подшипниковому щиту электродвигателя ТЛ-110М (В, подшипниковых щитов не имеет, со стороны коллектора закрыт крышкой с вентиляционными отверстиями. Главный полюс состоит из шихтованного, клѐпанного сердечника и катушки. Катушка намотана из изолированного провода круглого сечения и имеет 510 витков. Корпусная и покровная изоляция класса F Монолит. Дополнительный полюс состоит из сплошного сердечника с диамагнитной прокладкой толщиной мм и катушки. Катушка намотана из изолированного провода прямоугольного сечения, имеет 18 витков. Корпусная и покровная изоляция класса F Монолит. Воздушный зазор между якорем и главными полюсами 2,2 мм, а между якорем и дополнительными полюсами – 3 мм. 14 Якорь состоит из втулки, выполненной вместе с задней нажимной шайбой, шихтованного сердечника, передней нажимной шайбы, обмотки и коллектора. На втулку напрессовывается сердечник вместе с передней нажимной шайбой по шпонке и фиксируется гайкой, навернутой на еѐ резьбовую часть. Затем втулка по шпонке напрессовывается навал якоря электродвигателя ТЛ- 110М. Сердечник по наружной окружности имеет 27 пазов под катушки обмотки якоря. Обмотка якоря волновая, имеет 27 катушек, в катушке 4 секции по два витка изолированного провода прямоугольного сечения. Корпусная и покровная изоляция катушек класса В (стеклослюдинитовая лента, фторопласт, стеклолента). Крепление катушек обмотки якоря по всей длине - стеклобанда- жами. Коллектор представляет из себя стальную втулку,на которой пластмассой залиты 107 медных и миканитовых пластин 21 (пластмассовый корпус. Коллектор напрессован на втулку. Эта втулка напрессована наконец вала якоря двигателя ТЛ-110М и зафиксирована на нем корончатой гайкой. Щеточный узел состоит из поворотной траверсы, на которой закреплены четыре стальных пальца, опрессованных пресс-массой АГ-4. На каждом из них закреплен один щѐткодержатель с одной щѐткой типа ЭГ-2А размером 16 32 32 мм. Вентиляция генератора независимая и осуществляется вентилятором электродвигателя ТЛ110-М. Охлаждающий воздух засасывается через вентиляционные отверстия в крышке остова со стороны коллектора, проходит через отверстия в коллекторном люке, в воздушном зазоре между якорем и полюсами, по вентиляционным каналам электродвигателя ТЛ-110 и выходит через вентиляционные отверстия в крышках со стороны противоположной коллектору этого электродвигателя. Схема соединения обмоток рис, 8). Генератор НБ-110 имеет независимое возбуждение, поэтому катушки его обмоток соединяются в следующей последовательности вывод Д, четыре катушки дополнительных полюсов, перемычка между минусовыми щѐткодержателями, минусовые щѐтки, коллектор, секции обмотки якоря, плюсовые щѐтки и щѐткодержатели, перемычка, вывод Я1.Катушки четырѐх главных полюсов соединены последовательно и имеют выводы Ш и Ш. 15 Рис Схема соединения катушек Рис Схема соединения катушек главных полюсов генератора добавочных полюсов генератора 16 3. МОТОР-КОМПРЕССОР Мотор-компрессор - это агрегат, состоящий из электродвигателя и компрессора, смонтированных на одном фундаменте. На электровозах ВЛ11 и ВЛ11 м приводом компрессора КТ-6эл служит электродвигатель типа НБ-431П или типа ТЛ-122, соединенный упругой муфтой с коленчатым валом компрессора. Рис Мотор-компрессор 17 3.1 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ НБ-431П И ТЛ-122 МОТОР-КОМПРЕССОРА Технические данные НБ-431П ТЛ-122 Мощность, Вт Напряжение, В Ток якоря, А 12, Сопротивление демпферного резистора Ом Сопротивление обмоток при температуре 20 С, Ом: обмотки якоря обмотки главных полюсов обмотки дополнительных полюсов 6 5,75 Частота вращения, об/мин 440 515 Класс по нагревостойкости А F Кпд. без демпферного резистора 0,786 0,748 Режим работы повторно- кратковременный, ПВ 50% Возбуждение последовательное Масса, кг 1085 1000 18 Рис. 10 Электродвигатель мотор-компрессора Основные элементы Рис остов 21, два подшипниковых щита и 22, четыре главных (27, 28) и четыре дополнительных (17, 18) полюса, якорь с коллектором, 15, 16) и щѐточный узел (1, 30) . Назначение и устройство основных элементов обоих электродвигателей, за небольшим исключением, аналогично устройству и назначению основных элементов электродвигателя ТЛ-110М мотор – вентилятора. Отличия в устройстве заключается в следующем (рис Подшипниковые щиты Подшипниковый щит 2 со стороны коллектора выполнен без отверстий и имеет снизу окно размером 120 120 мм, к которому подсоединяется брезентовый патрубок от вентиляционного канала для подачи охлаждающего воздуха, поступающего от мотор-вентилятора. Внутреннее кольцо якорного подшипника 5 фиксируется навалу якоря со стороны передней крышки не упорным кольцом, а торцевой шайбой. Подшипниковый щит 22 со стороны противоположной коллектору имеет продолговатые отверстия, закрытые сеткой для выхода охлаждающего воздуха. Главные и дополнительные полюсы Катушки главных 27 и дополнительных полюсов обоих электродвигателей изготовлены их изолированного провода круглого сечения. Катушка главного полюса электродвигателя 19 ТЛ-122 имеет 460 витков, а дополнительного полюса – 393 витка. Вместо изоляции типа Монолит катушки имеют съемную корпусную и покровную изоляцию катушек класса F (стеклолента, лавсановая лента. Диамагнитные прокладки у дополнительных полюсов выполнены из дюралюминия толщиной 1 мм у электродвигателя НБ-431П и 3 мм – у электродвигателя ТЛ-122. Воздушный зазор между якорем и главными полюсами у электродвигателя НБ-431П составляет мм, а между якорем и дополнительными полюсами – 6 мм. У электродвигателя ТЛ-122 зазор между якорем и главными полюсами составляет 4,0 мм, а между якорем и дополнительными полюсами – 6 мм. Обмотка якоря волновая, имеет 49 катушек, в катушке 7 секций, в секции два витка изолированного провода круглого сечения. Корпусная и покровная изоляция катушек класса В (стеклослюдинитовая лента, фторопласт, стеклолента). Рис Схема соединения Рис Схема соединения полюсных катушек обмоток якоря электродвигателя 20 4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НБ-436В Преобразователь НБ-436В предназначен для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей по схеме независимого возбуждения в режиме рекуперативного торможения. Состоит из генератора и двигателя, который является его приводом. Обе электрические машины смонтированы на общем валуи водном остове. Рис Преобразователь (возбудитель) НБ-436В Технические данные Двигатель Генератор Напряжение на коллекторе, В Ток якоря, А Мощность, Квт 40,7 Сопротивление обмоток при температуре 20 0 С,Ом: обмотки якоря обмотки последовательного возбуждения9,07 обмотки протвовозбуждения 0,00493 обмотки независимого возбуждения 1,06 0,62 обмотки дополнительных полюсов 1,698 0,62 Класс по нагревостойкости: полюсной системы F F обмотки якоря В В Частота вращения, об/мин 1290 1290 Возбуждение смешанное независимое Вентиляция самовентиляция самовентиляция Масса, кг 1900 Кпд. без демпферного резистора 0,857 0,755 21 4.1 ДВИГАТЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НБ-436В Рис Устройство преобразователя НБ-436В 1 – остов 2 – главный полюс 3 – бандаж 4 – вал 5 – сердечник якоря 6 – шпонка 7 – катушка якоря 8 – дополнительный полюс 9 – прокладка 10 – нажимная шайба 11 – втулка коллектора 12 – манжета 13 – замок 14 – коллекторная пластина 15 – коллекторный болт 16 – палец щеткодержателя 17 – щеткодержатель 18 – нажимной конус 19 – винт 20 – траверса 21 – вентилятор 22 – балансировочный груз 23 – реле оборотов 24 – подшипник 25 – крышка 26 – подшипниковый щит 27 – кожух 28 – шина 29 – кабель 30 – полюсная катушка 31 – вывод 32 – заклепочный штифт 33 – болт 34 – фланец 35 – втулка 36 – шайба 22 Основные элементы электродвигателя преобразователя (рис.14):об- щий с генератором остов 1, один подшипниковый щит 26, четыре главных 2 и четыре дополнительных 8 полюса, якорь с коллектором, щеточный узел. Назначение основных элементов двигателя и их устройство аналогично назначению и устройству двигателей типа ТЛ-110М (В) и НБ-431П. Исключение составляет то, что имеется один подшипниковый щит 26 и волновая обмотка якоря состоит их 49 катушек, в катушке 7 секций, в секции по четыре витка изоляционного провода круглого сечения. Корпусная и покровная изоляция класса В (стеклослюдинитовая лента, фторопласт и стеклолента). Основное отличие заключается в устройстве полюсной системы и еѐ действии. Полюсная система четырех полюсная. Система возбуждения смешанная. Главные полюсы.На сердечниках 2 главных полюсов расположены катушки двух обмоток. Катушка, соприкасающаяся с остовом, катушка независимой обмотки возбуждения (в дальнейшем – НОВ. Вторая катушка – катушка обмотки последовательного возбуждения (в дальнейшем – ПОВ). Катушка НОВ изготовлена из изолированного провода прямоугольного сечения и имеет 234 витка. Катушка ПОВ также изготовлена из изолированного провода прямоугольного сечения и имеет 95 витков. Изоляция катушек класса F Монолит. НОВ служит для создания основного магнитного потока главных полюсов и получает питание от цепей управления при включении кнопки Возбудитель. ПОВ выполняет роль защитной обмотки и включена в силовую цепь электродвигателя последовательно с обмоткой якоря. Магнитные потоки обеих обмоток имеют согласованное направление, поэтому магнитный поток каждого полюса равен Фгп=Фнов+Фпов. Действие обмотки последовательного возбуждения. При возникновении короткого замыкания в контактной сети или в крышевом оборудовании электровоза (до быстродействующего выключателя) напряжение в контактной сети спадает до нуля.Прохождение тока по обмотке якоря и последовательной обмотке возбуждения прекращается, но так как главные полюса сохранили свой магнитный поток, созданный независимой обмоткой возбуждения, а якорь вращается по инерции, то двигатель переходит в режим генератора. Этот режим является для него опасным, так как цепь его обмотки якоря и последовательной обмотки возбуждения замыкается через место короткого замыкания (рис) и по ним протекает ток короткого замыкания. Однако, наличие обмотки последовательного возбуждения приводит к тому, что протекающий по ней ток короткого замыкания в направлении противоположном ранее протекаемому по ней току, создает сильный магнитный поток, направленный против магнитного потока независимой обмотки возбуждения. Происходит интенсивное размагничивание главных полюсов магнитным потоком, созданным током короткого замыкания и опасный режим прекращается. Примечания Причиной разносного вращения является обрыв независимой обмотки возбуждения. В этом случае магнитный поток главных полюсов создается одной обмоткой последовательного возбуждения, имеющей в своих четырѐх катушках по 95 витков. Магнитный поток главных полюсов, из-за отсутствия магнитного потока независимой обмотки, резко уменьшается. Двигатель начинает работать в режиме глубокого ослабления возбуждения, что приводит к повышенной частоте вращения якоря и к разрушению обоих электромашин. Повышенная частота вращения прекращается при помощи реле оборотов 23 Рис, установленного на подшипниковом щите 26 генератора преобразователя (схемное обозначение РО. Реле срабатывает при частоте вращения 1950 об/мин и выключает контактор, подключающий электродвигатель преобразователя к контактной сети. Схема соединения обмоток (рис.15).Четыре катушки независимой обмотки соединены последовательно и имеют выводы Н1-НН1. Обмотка якоря соединяется с катушками дополнительных полюсов и с катушками обмотки последовательного возбуждения в следующей последовательности вывод Я, плюсовые щѐткодержатели и щѐтки, коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, минусовые щѐтки и щѐткодержатели, перемычка, катушки ДП, ПОВ, ДП, ПОВ, ДП, ПОВ, ДП и вывод КК1. Рис. 15 Схема соединения катушек полюсов двигателя преобразователя 4.2 ГЕНЕРАТОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НБ-436В Основные элементы Рис 14): общий остов 1, один подшипниковый щит 26, шесть главных и шесть дополнительных полюсов, якорь с коллектором, вентилятор, щѐточный узел, реле оборотов 23. Генератор преобразователя по устройству аналогичен устройству двигателей вспомогательных машин. Конструктивные отличия имеет обмотка якоря, коллектор, щѐточный узел и полюсная система. Обмотка якоря петлевая, имеет 57 катушек и 57 уравнительных соединений. Катушка изготовлена из изолированного провода прямоугольного сечения, в катушке 8 секций, в секции два проводника. Корпусная и покровная изоляция катушки класса В (стеклослюдинитовая лента, фторопласт, стеклолен- та. В отличие от тягового электродвигателя уравнительные соединения укладываются на изоляционный конус коллектора и впаиваются не в прорези петушков, а в прорези концов коллекторных пластин. Бандажировка изоляционного производится после пайки уравнительных соединений. Коллектор в отличие от коллекторов электродвигателей вспомогательных машин, имеет 288 коллекторных и столько же миканитовых пластин увеличенной длины. Щѐточный узелсмонтирован на поворотной траверсе 22. На ней закреплены шесть стальных пальцев, опрессованых пресс-массой АГ-4, с пятью щѐт- кодержателями. В каждом из них установлена одна щѐтка 21 типа ЭГ-2А размером мм. Полюсная система состоит из шести главных и шести дополнительных полюсов. На сердечниках дополнительных полюсов расположены катушки, намотанные из изолированного провода прямоугольного сечения. Каждая из них имеет 8 витков из трѐх, параллельно соединѐнных проводников. На сердечниках главных полюсов расположены катушки двух обмоток. Первая катушка, соприкасающаяся с остовом – катушка обмотки независимого возбуждения, вторая катушка – катушка обмотки противовозбуждения. Катушка обмотки независимого возбуждения изготовлена из изолированного провода прямоугольного сечения и имеет 230 витков. У генератора преобразователя на электровозах ВЛ11 м эта катушка имеет 280 витков. Катушка обмотки противовозбужде- ния изготовлена из изолированной медной шины и имеет один виток из двух проводников. Изоляция катушек обоих полюсов класса F Монолит. Обмотка независимого возбуждения служит для создания магнитного потока главных полюсов. Подключается к цепям управления при сборе схемы рекуперативного торможения. Величина тока в ней регулируется изменением величины сопротивления резистора в ее цепи (схемное обозначение R31) при перемещении тормозной рукоятки контроллера машиниста. Обмотка противовозбуждения служит для стабилизации тока рекуперации при колебаниях напряжения в контактной сети, поэтому каждая из двух параллельных ветвей этой обмотки включена в одну их параллельных ветвей тяговых электродвигателей и по ней протекает ток рекуперации. Вход воздуха Выход воздуха Рис. 16 Вентиляция преобразователя 25 Вентиляция генератора и электродвигателя производится вентилятором с радиальными лопатками, который напрессован навал якоря со стороны генератора. Охлаждающий воздух засасывается через продолговатые отверстия в подшипниковом щите двигателя, через щели в его коллекторном люке и проходит двумя потоками. Первый – в зазоре между якорем и полюсами двигателя и генератора. Второй – через аксиальные отверстия в сердечнике их якорей. Выходит через окна в остове со стороны генератора. Рис Схема соединения катушек главных полюсов генератора преобразователя Рис Схема соединения катушек добавочных полюсов генератора преобразователя Схема соединения обмоток (рис, 18). Независимая обмотка имеет две параллельные ветви потри катушки в каждой, соединенные внутри генератора, и имеет выводы Ни НН4. Обмотка противовозбуждения имеет также две ветви потри катушки в каждой с выводами Ни НН2, и Ни НН3. Обмотка якоря соединяется с катушками обмотки дополнительных полюсов в следующей последовательности вывод Я, перемычка между минусовыми щѐткодержателя- ми, минусовые щѐтки, коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, плюсовые щѐтки и щѐткодержатели, перемычка между ними, шесть дополнительных полюсов, вывод ЯЯ2. Примечание на электровозах ВЛ11 и ВЛ11 м с системой САУРТ у генератора преобразователя обмотка независимого возбуждения имеет также две параллельных ветви потри катушкив каждой, но каждая из них имеет свои выводы из остова с маркировкой Н5-НН5 и Ни НН4. 26 5. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КОМПРЕССОРА ТИПА П-11М. Электродвигатель П-11М служит приводом компрессора КБ для подъѐма токоприѐмника при отсутствии сжатого воздуха в пневматических цепях электровоза. Технические данные Мощность, кВт Напряжение, В Ток, А 14,8 Режим работы кратковременный Частота вращения, об/мин 2800 Класс изоляции по нагревостойкости В Масса, кг 11 23 22 Рис. 19 Устройство электродвигателя типа П-11М 1 – остов 2 – главный полюс 3 – прокладка главного полюса 4 – нажимная рамка 5 – изолирующая рамка 6 – вентилятор 7 – задний подшипниковый щит 8 – лабиринт 9 – подшипник 10 – лабиринтное кольцо 11 – шпонка 12 – вал 15 – катушка якоря 21 – катушка главного полюса 22 – якорь 23 – панель зажимов 25 – крышка коллекторного люка 26 – винт 27 – крышка 28 – траверса 29 – передний подшипниковый щит 30 – кольцо 31 – коллектор 32 – щеткодержатель. 27 Основные элементы (рис остов 1, два подшипниковых щита 7 и 29, два главных полюса 2 и один дополнительный полюс, якорь 22 с коллектором 31 и щѐточный узел 28, 32. Остов Остов имеет лапы, при помощи которых закрепляется на сварной станине. Имеет съѐмную крышку 27 и два отверстия под подшипниковые щиты. Подшипниковые щиты Подшипниковые щиты 7 и 29 выполнены из силумина и армированы стальными кольцами для установки роликовых подшипников. Подшипники напрессованы навал якоря и зафиксированы в подшипниковых щитах передними и задними крышками. Щит со стороны коллектора имеет смотровой люк 25. Главные полюсы Главные полюсы состоит из сердечника и катушки. Сердечник полюса шихтованный, клѐпанный. Он набран из листов электротехнической стали толщиной 2 мм. Катушка намотана из изолированного провода ПЭТВ диаметром 0,55 мм и имеет 850 витков. Дополнительный полюс состоит из сплошного сердечника и катушки. Катушка намотана из изолированного провода ПСД диаметром 1,68 мм и имеет витков. Якорь состоит из вала, сердечника, нажимных шайб и обмотки. Сердечник набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, напрессован навали сжат нажимными шайбами. 14 катушек обмотки якоря, намотаны из изолированного провода ПЭТВ диаметром 1,8 мм и закреплены в пазах сердечника текстолитовыми клиньями. Коллектор представляет из себя корпус из пресс-массы АГ-4В, в котором закреплены коллекторные пластины. Щѐточный узел состоит из поворотной траверсы 28, на которой с помощью изолированных пальцев закреплены две пары щеткодержателей 32. В окна щѐткодержателей вставлены четыре щѐтки марки ЭГ-4 размерами 8 10 25 мм. Выводная панель закрытая крышкой, изготовлена из пресс-материала марки К. На ней закреплены шесть болтов и медные, лужѐные перемычки. Переставляя перемычки на соответствующие болты, получают необходимое направление вращения. 28 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Изучение конструкции и работы электрических машин постоянного тока в группах профессиональной подготовки машинистов электровоза с использованием данного учебного пособия, позволяет локомотивным бригадам в профессиональной деятельности поддерживать оборудование электровоза вис- правном состоянии, минимизировать вероятность технических отказов в работе электродвигателей, что в свою очередь, позволит повысить безаварийность в работе и безопасности движения, атак же уменьшит возможные затраты на внеплановый ремонт локомотивного парка. 29 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. С.А. Алябьев. Устройство и ремонт электровозов постоянного тока. М Транспорт. 1977. 2. Г.И. Чиракадзе, О.А. Кикнадзе. Электровоз ВЛ-11 Руководство по эксплуатации. М Транспорт, 1983. 3. Под ред. В.К. Тихонычева Электровоз ВЛ-11м Руководство по эксплуатации. М Транспорт, 1994. 4. В.К. Калинин. Электровозы и электропоезда. – М Транспорт, 1991. 5. З.М. Дубровский, В.А. Курчашова , Л.П. Томфельд Электровоз управление и обслуживание. М. Транспорт, 1979. 6. НИ. Сидоров Как устроен и работает электровоз. М. Транспорт, 1974. 7. Материалы Системы Управления Знаниями. |