Сибирский Государственный университет путей сообщения

Кафедра «Логистика коммерческая работа и подвижной состав»

Лабораторная работа

по теме «Тяговый электродвигатель»

Составил:

Доцент к.т.н. Желдак К.В.

Новосибирск, 2011

1. Общие положения

Электрические двигатели широко используются на тяговом подвижном составе в качестве привода для вращения колесных пар (тяговые электродвигатели) и для привода вспомогательных машин (мотор-компрессор, мотор-вентилятор и т.д.).

Тяговые электродвигатели (ТЭД) преобразуют электрическую энергию, подаваемую от контактной сети, в механическую, которая идет на движение поезда. ТЭД расположены на рамах тележек и через зубчатую передачу (редуктор) связаны с колесной парой. Вращающий момент, созданный в тяговом двигателе, передается, таким образом, на колесные пары.

Классификация ТЭД.

• По роду тока двигатели различают:

1) Постоянный ток:

а) постоянного тока - если пульсация тока после выпрямления не превышает 10 %;

б) пульсирующего тока - когда при выпрямлении однофазного переменного тока коэффициент пульсации превышает 10%;

2) Переменный ток:

а) однофазного переменного тока - промышленной (50 Гц) или пониженной (16.67 Гц) частоты;

б) трехфазного переменного тока;

в) синхронные;

г) асинхронные;

д) вентильные - у которых вместо коллектора ток по обмоткам ротора распределяют полупроводниковые вентили (диоды).

• По способу возбуждения (по способу соединения обмоток возбуждения с обмоткой якоря) коллекторные тяговые двигатели подразделяются:

а) с последовательным - (сериесным) возбуждением, когда якорь (Я) и обмотка возбуждения (ОВ) соединены последовательно и равный ток протекает вначале по якорю затем по обмотке возбуждения;

б) с параллельным - возбуждением, когда Я и ОВ соединены параллельно и электроток протекает по ним одновременно;

в) с независимым, - возбуждением, когда цепь якоря питается обычно от контактной сети, а ОВ - от отдельного источника питания, то есть цепи Я и ОВ независимы друг от друга и в них протекает разный ток;

г) со смешанным - возбуждением, когда объединены системы последовательного и параллельного возбуждения тяговых двигателей.

• По способу установки на подвижном составе ТЭД различают:

а) с опорно-осевым подвешиванием - когда двигатель с одной стороны опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники скольжения (МОП) и связан с ней тяговой передачей, а с другой - через кронштейн и упругий элемент (маятниковую подвеску или траверсу) на раму тележки;

б) с опорно-рамным подвешиванием - когда ТЭД полностью опирается на раму тележки, то есть полностью обрессорен и защищен от динамических воздействий от пути.

Мощность ТЭД непрерывно повышается. Так, за последние 15 лет номинальная мощность двигателей электровозов возросла почти в 2 раза. В дальнейшем ожидается еще большее повышение их мощности при одновременном повышении надежности и экономичности в эксплуатации.

ТЭД работают в очень трудных условиях. Их нагрузка в эксплуатации кратковременно может превышать номинальную на 50÷80 %. При прохождении колесными парами неровностей пути на двигатель действуют значительные динамические силы. Очень трудна защита ТД от проникновения в них пыли, влаги и снега.

На отечественных локомотивах наибольшее распространение нашли ТЭД постоянного (электровозы постоянного тока) и пульсирующего (электровозы переменного тока) токов последовательного возбуждения с опорно-осевым подвешиванием (грузовые и маневровые локомотивы - скорость движения < 120 км/ч) и с опорно-рамным подвешиванием (пассажирские локомотивы и мотор-вагонные секции - скорость движения > 120 км/ч).