Обзор типов машин применяемых на ЖД транспорте. Практическая работа 1. Обзор типов машин, применяемых на ЖД тран. Занятие 1 Обзор типов машин, применяемых на железнодорожном транспорте
 Скачать 161.86 Kb.
|
|
Практическое занятие 1 Обзор типов машин, применяемых на железнодорожном транспорте Электрические машины, предназначенные для установки на локомотивах, должны удовлетворять ряду особых требований и работать в специфических условиях, существенно отличающихся от условий их эксплуатации в стационарных условиях, например, в промышленности. Для электропривода узлов и агрегатов локомотивов используются электрические машины с очень широким диапазоном мощностей и скоростей вращения. В частности, на локомотивах применяются электродвигатели и генераторы мощностью от нескольких десятков ватт до нескольких тысяч киловатт. Частота вращения роторов локомотивных электрических машин различного назначения находится в пределах от 1 до 200 об/с. Машины, совершающие преобразование механической энергии в электрическую или обратное преобразование, называютсяэлектрическими машинами. В отличие от других электромеханических преобразователей электрическая машина совершает непрерывный процесс преобразования энергии. Генератором называют электрическую машину, преобразующую механическую энергию в электрическую. Для преобразования электрической энергии в механическую предназначена электрическая машина, называемая электрическим двигателем (электродвигателем). Преобразователем называют электрическую машину, преобразующую одну форму электрической энергии (величину напряжения переменного и постоянного тока, частоту, число фаз и т.п.) в другую. Основное отличие электрических машин постоянного тока от других преобразователей в том, что они обратимы, т.е. одна и та же машина может работать и в режиме двигателя, и в режиме генератора. Кроме того, существуют электромашинные преобразователи, которые преобразуют переменный ток в постоянный или переменный ток промышленной частоты в ток более высокой частоты. Электрические машины используют также для усиления мощности электрических сигналов – так называемые электромашинные усилители. Неподвижная часть машины является статором, а вращающаяся – ротором. Такие машины называют одномерными. Если вращаются обе части машины, то такие машины называют двухмерными. Почти все выпускаемые промышленностью машины являются одномерными с цилиндрическим вращающимся ротором и внешним неподвижным статором. Находят применение также электрические машины, в которых ротор имеет форму диска. Такие машины называют торцевыми. У линейных двигателей ротор относительно статора совершает линейное движение или возвратно-поступательное. На каждой электрической машине имеется металлическая паспортная табличка. На этой табличке указаны: завод-изготовитель, год выпуска, класс изоляции, масса машины и номинальные данные, характеризующие основные энергетические показатели и условия работы машины, на которые она рассчитана. Там же приведены и энергетические показатели машины: мощность, напряжение, ток, частота вращения, частота переменного тока, коэффициент полезного действия (КПД), число фаз, коэффициент мощности и режим работы (длительный, кратковременный и т.п.). Тяговые машины характеризуются двумя режимами работы: часовым и продолжительным. Часовой называют мощность, с которой двигатель может работать в течение одного часа, а его обмотки за это время нагреваются под действием тока от температуры окружающей среды до предельно допустимой температуры. Продолжительной называют мощность, с которой двигатель может работать в течение длительного времени, и при этом температура нагрева его отдельных частей не превысит допустимую. Классификация электрических машин производится по следующим признакам: - по назначению – электродвигатели, генераторы, электромашинные и электромеханические преобразователи, компенсаторы; - по роду тока – машины постоянного и переменного тока; - по принципу действия – коллекторные и бесколлекторные. Коллекторные машины подразделяются на машины постоянного тока и универсальные, работающие как от сети постоянного тока, так и от сети переменного тока. Бесколлекторные машины – это машины переменного тока: синхронные и асинхронные; - по мощности – микромашины, машины малой, средней и большой мощности (условно). При этом номинальной мощностью электрической машины называют мощность, на которую рассчитана данная машина по условиям нагрева и безаварийной работы в течение установленного срока службы машины. В реальных условиях машина может работать и при неноминальных условиях (уменьшенная или увеличенная мощность; напряжение и ток, отличающиеся от номинальных и т.д.). Однако при этом будут отличаться и энергетические показатели машины. При небольших нагрузках (меньше номинальных) будут меньше КПД и коэффициент мощности, а при нагрузках больше номинальных – увеличится нагрев машины, что может привести к преждевременному выходу из строя изоляции обмоток и, следовательно, всей машины. Микромашины имеют мощность от долей ватта до 500 Вт. Эти машины работают как на постоянном, так и на переменном токе нормальной и повышенной (400...2000 Гц) частоты. Машины малой мощности – мощностью от 0,5 до 10 кВт работают как на постоянном, гак и на переменном токе нормальной или повышенной частоты. Машины средней мощности – имеют мощность от 10 до нескольких сотен кВт, а машины большой мощности – свыше нескольких сотен кВт; - по частоте вращения машины условно подразделяют на тихоходные с частотами вращения до 300 об/мин; средней быстроходности – 300...1500; быстроходные – 1500...6000; сверхбыстроходные – свыше 6000 об/мин. Защита электрических машин от внешних воздействий осуществляется различными видами их конструктивных исполнений: - открытое исполнение – машина не имеет специальных приспособлений, которые предохраняют от попадания внутрь посторонних предметов, а также от прикосновения обслуживающего персонала к токоведущим и вращающимся частям. На электровозах ВЛ80 всех индексов открытые асинхронные машины применяют в качестве привода компрессоров, вентиляторов; - защищенное – машина имеет специальные приспособления, необходимые для циркуляции воздуха, охлаждающего машину –соответствующие крышки, кожухи, сетки и пр. Такие машины не имеют приспособлений, защищающих от дождя. Их применяют в качестве расщепителей фаз и других вспомогательных машин ТПС и устанавливают в кузовах; - брызгозащищенное – машина обеспечена приспособлениями, защищающими машину от дождя и водяных брызг, падающих сверху или с любой из четырех сторон под углом до 45° к вертикали. Брызгозащищенные машины могут устанавливаться на открытом воздухе; - каплезащищенное – машина защищена от попадания внутрь машины вертикально падающих капель; - водозащищенное – машина недоступна проникновению внутрь струй воды любого направления (также и снизу) путем герметизации усиленными уплотнениями резиновыми прокладками и сальниками. Случайно попавшая в машину вода вытекает из нее или удаляется охлажденным воздухом; - пылезащищенное – машина защищена от попадания внутрь пыли в опасных для нормальной работы количествах; - закрытые – внутреннее пространство машины изолировано от внешней среды. Большинство вспомогательных машин, а также тяговые электродвигатели электровозов выполнены закрытыми; - герметичное – машина выполняется с особо плотной изоляцией от окружающей среды, предотвращающей сообщение ее с внутренним пространством при определенной разности давлений снаружи и внутри машины. В качестве примера можно привести масляный электронасос тягового трансформатора электровозов переменного тока; - взрывозащищенное (взрывобезопасное) – машина может работать во взрыво- и пожароопасной среде. Кроме того, машины могут иметь следующие специальные исполнения: влагостойкое, морозостойкое, тропическое и др. Рассмотрим характеристики некоторых электрических машин Тяговые электродвигатели. ЭД118А, ЭД107А. ЭД — электродвигатель; 118 — номер разработки; А — модификация; Применяются на тепловозах типа 2ТЭ10Л, 2ТЭ116, М62, ТЭМ2 Год начала выпуска – 1973 (1970) Мощность – 305 кВт Номинальный ток – 720 А Ток кратковременный –1100А Частота вращения в продолжительном режиме – 585 об/мин КПД – 91,5 % Масса двигателя – 3100 кг Тип подвески – опорно-осевая Количество главных полюсов – 4 Количество добавочных полюсов – 4 Тип обмотки якоря – петлевая Класс изоляции обмотки якоря – F Количество коллекторных пластин – 216 Количество щеток на щеткодержателе – 3 Сопротивление обмотки главных полюсов при 20˚С – 0,0105 Ом Масса обмотки – 206 кг ЭД108А. Применяются на тепловозах типа – ТЭП60 Год начала выпуск – 1974 Мощность – 305 кВт Номинальный ток – 700 А Ток кратковременный – 1100А Частота вращения в продолжительном режиме – 610 об/мин КПД – 91,5 % Масса двигателя – 3350 кг Тип подвески – опорно-рамная Количество главных полюсов – 4 Количество добавочных полюсов – 4 Тип обмотки якоря – петлевая Класс изоляции обмотки якоря – F Количество коллекторных пластин – 216 Количество щеток на щеткодержателе – 3 Сопротивление обмотки главных полюсов при 20˚С – 0,0105 Ом Масса обмотки – 206 кг НБ406Б. Применяются на электровозах типа – ВЛ8 Год начала выпуска – 1953 Напряжение контактной сети – 3000В Напряжение на зажимах – 1500 В Мощность в часовом режиме – 525 кВт Мощность в продолжительном режиме – 470 кВт Номинальный ток – 340 А Ток часовой – 380 А Частота вращения в часовом режиме – 735 об/мин Частота вращения в длительном режиме – 765 об/мин КПД – 92,1 % Тип подвески – опорно-осевая Количество главных полюсов – 4 Количество добавочных полюсов – 4 Тип обмотки якоря – петлевая Класс изоляции обмотки якоря – В Сопротивление обмотки якоря при 20˚С – 0,0473 Ом Количество коллекторных пластин – 406 Количество щеток на щеткодержателе – 2 Сопротивление обмотки главных полюсов при 20˚С – 0,0442 Ом НБ418К. Применяются на электровозах типа ВЛ80К Год начала выпуска – 1965 Напряжение контактной сети – 25000В Напряжение на зажимах – 950 В Мощность в часовом режиме –790 кВт Ток часовой – 880 А Частота вращения в часовом режиме – 890 об/мин КПД – 94,36 % Количество главных полюсов – 6 Количество добавочных полюсов – 64 Тип обмотки якоря – петлевая Класс изоляции обмотки якоря – В Сопротивление обмотки якоря при 20˚С – 0,011 Ом Количество коллекторных пластин – 348 Количество щеток на щеткодержателе – 3 Сопротивление обмотки главных полюсов при 20˚С (с резистором) – 0,0076 Ом  1 – вкладыш моторно-осевого подшипника; 2 – трубки подачи смазки; 3 – роликовые подшипники; 4 – шиты подшипниковые; 5 – коллектор; 6 – корпус щеткодержателя; 7 – кронштейн; 8 – вентиляционное отверстие; 9 – уравнительные соединения; 10 – катушки добавочного полюса; 11– сердечник добавочного полюса; 12 – остов;13 – сердечник якоря; 14 – обмотка якоря; 15 – выпускные отверстия; 16 – дренажное отверстие; 17– лабиринтное кольцо; 18 – вал; 19 – роликовые подшипники; 20 – стеклотекстолитовый клин; 21– корпуса (шапки) моторно-осевых подшипников; 22 – сердечник главного полюса; 23 – катушка главного полюса; 24 – выводной провод (кабель); 25 – зажимы; 26 – смазочный фитиль; 27 – заклепка; 28 – опорные приливы; 29 –предохранительные приливы Рисунок 1 – Электродвигатель ЭД118А |