
- •Введение. Краткие исторические сведения.
- •Электрические машины на подвижном составе.
- •Основные определения и классификация электрических машин.
- •Принцип действия электрической машины и трансформатора.
- •1. Машины постоянного тока.
- •1.1 Принцип действия машин постоянного тока. Принцип действия генератора постоянного тока.
- •Принцип действия двигателей постоянного тока.
- •1.2 Обмотки якоря.
- •Схемы расположения проводников обмотки на якоре барабанного типа (а и б) и схема двухслойной обмотки (в).
- •Одновитковая секция, заложенная в пазы (а), и трехвитковая секция (б).
- •Пазы якоря.
- •Формы якорной катушки при петлевой обмотке (при одновитковых секциях).
- •Общий вид волновой обмотки (а) и схема соединения секций (б). Формы якорной катушки при волновой обмотке.
- •Последовательность соединения отдельных секций волновой обмотки и образующиеся при этом параллельные ветви показаны на примере волновой обмотки чегырех-полюсной машины, имеющей 19 секций.
- •Области применения простых петлевых и волновых обмоток.
- •Сложные обмотки.
- •1.3 Эдс и электромагнитный момент.
- •Кривые распределения индукции вдоль окружности якоря и напряжений Uк по коллектору.
- •Напряжение между соседними коллекторными пластинами.
- •Электромагнитный момент.
- •1.4 Магнитная цепь и реакция якоря. Расчёт магнитной цепи.
- •Магнитная цепь машины постоянного тока.
- •Реакция якоря.
- •1.5 Коммутация. Причины искрения.
- •Причины искрения.
- •Возникновение кругового огня на коллекторе.
- •Способы предотвращения искрения.
- •Потери мощности и кпд в электромашинах постоянного тока.
- •Коэффициент полезного действия.
- •Нагревание электрических машин..
- •1.7 Конструкция электромашин постоянного тока. Конструкция тягового генератора постоянного тока.
- •Тяговый генератор тепловоза 2тэ10л.
- •Главный полюс тягового генератора.
- •Добавочный полюс тягового генератора.
- •Якорь тягового генератора (без обмотки).
- •Размещение обмотки в пазу якоря генератора.
- •Щетка тягового генератора.
- •Щеткодержатели.
- •Конструкция тягового двигателя постоянного тока.
- •1.8 Классификация и характеристики генераторов постоянного тока. Классификация генераторов постоянного тока.
- •Схемы возбуждения генератора.
- •Генератор с независимым возбуждением.
- •1.9 Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. Генератор с параллельным возбуждением.
- •Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением.
- •Генератор с последовательным возбуждением.
- •Генератор со смешанным возбуждением.
- •1.10 Моменты на валу и частота вращения двигателя постоянного тока. Классификация двигателей.
- •Моменты на валу двигателей.
- •Уравнение мощности для якорной цепи.
- •1.11 Пуск и реверсирование двигателя постоянного тока. Реверсирование.
- •Реостатный пуск.
- •Реостатный пуск тяговых двигателей электровоза.
- •Пуск путем плавного повышения питающего напряжения.
- •1.12 Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением.
- •Механические характеристики двигателя с параллельным возбуждением.
- •Рабочие характеристики двигателя с параллельным возбуждением.
- •Двигатели с последовательным и смешанным возбуждением. Двигатели с последовательным возбуждением.
- •Механические характеристики двигателя с последовательным возбуждением.
- •Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением.
- •Двигатель со смешанным возбуждением.
- •2. Электрические машины переменного тока.
- •2.1 Общие сведения о машинах переменного тока. Принцип работы.
- •Синхронные и асинхронные машины.
- •2.2 Асинхронные двигатели. Принцип действия.
- •Рабочие характеристики асинхронного двигателя.
- •Применение асинхронных двигателей на локомотивах.
- •Структурная схема машинного преобразователя частоты переменного тока для тепловозов.
- •2.3 Устройство электродвигателя переменного тока.
- •Асинхронная машина с фазным ротором.
- •Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором.
- •2.4 Пуск асинхронного двигателя.
- •Прямое включение в сеть.
- •Пуск при пониженном напряжении.
- •Реостатный пуск асинхронных двигателей.
- •Использование двигателей с улучшенными пусковыми свойствами.
- •2.5 Однофазные асинхронные двигатели.
- •1. Однофазный двигатель не имеет пускового момента. Он будет вращаться в ту сторону, в которую раскручен внешней силой.
- •Пуск однофазного двигателя.
- •Включение трёхфазных двигателей в однофазную цепь.
- •2.6 Синхронные электромашины.
- •Конструкция тяговых генераторов переменного тока.
- •3. Трансформаторы.
- •3.1 Применение, принцип действия и параметры трансформаторов.
- •Применение трансформаторов.
- •Принцип действия трансформатора.
- •Основные конструктивные элементы.
- •Обозначение на принципиальных схемах.
- •Параметры трансформаторов.
- •3.2 Конструкции трансформаторов. Магнитная система.
- •Обмотки.
- •Вводы трансформатора.
- •Охлаждение трансформаторов.
- •3.3 Трансформирование трёхфазного тока.
- •Трехстержневой трехфазный трансформатор.
- •Схемы соединения обмоток.
- •Схемы соединения обмоток силовых трансформаторов.
- •3.4 Параметры и характеристики трансформаторов.
- •Опыт холостого хода.
- •Опыт короткого замыкания.
- •Внешняя характеристика трансформатора.
- •Кпд трансформатора.
- •Параллельная работа трансформаторов.
- •3.5 Многообмоточные трансформаторы и автотрансформаторы. Многообмоточные трансформаторы.
- •Схемы двухобмоточного (а) и многообмоточного (б) трансформаторов. Автотрансформаторы.
- •3.6 Регулирование напряжения тягового трансформатора.
- •Регулирование на стороне высшего напряжения тягового трансформатора.
- •Регулирование на стороне низшего напряжения.
- •4. Электромашинные преобразователи.
- •4.1 Классификация электромашинных преобразователей.
- •Классификация электромашинных преобразователей.
- •Генератор-двигатель (мотор – генератор).
- •Мотор – генератор нб – 430в.
- •Электромашинный усилитель.
- •Электромашинные преобразователи частоты с использованием синхронного генератора.
- •Расщепитель фаз.
- •Устройство расщепителя фаз нб – 455а.
- •Одноякорный преобразователь.
- •5. Техническое обслуживание электрических машин.
- •5.1 Основные неисправности электрических машин.
- •Искрение электрических машин постоянного тока.
- •Неисправности обмоток машин постоянного тока.
- •Неисправности генератора постоянного тока.
- •Неисправности двигателя постоянного тока.
- •Неисправности машин переменного тока.
- •5.2 Текущий ремонт электрических машин.
- •Сушка изоляции.
- •Проверка и ремонт щеточного аппарата и коллектора тяговых двигателей.
- •Крепления.
- •6. Аккумуляторные батареи.
- •6.1 Химические источники тока.
- •Свинцовый аккумулятор.
- •Щелочной аккумулятор.
- •6.2 Устройство аккумуляторных батарей локомотивов.
- •Сепараторы аккумулятора
- •Секция аккумуляторной батареи.
- •Тепловозный железоникелевый аккумулятор.
- •Список использованных источников.
Искрение электрических машин постоянного тока.
Признаком механического искрения являются искры красного, жёлтого или зелёного цвета, отлетающие от щёток. Зелёные искры – признак горения меди коллектора, красные – разрушение щёток. Электрические причины вызывают под щётками голубую искру.
Наиболее характерные неисправности.
Искрят все щётки или часть их.
А) Щётки установлены неправильно.
Б) Расстояние между щётками отдельных щёткодержателей по окружности коллектора неравномерно.
В) Щётки в плохом состоянии, загрязнены медной пылью.
Г) Щёткодержатели неправильно установлены.
Д) Щётки слабо (сильно) прилегают к коллектору.
Е) Главные и добавочные полюса расположены неравномерно.
Ж) Между петушками имеется замыкание, в якорных катушках имеется межвитковое соединение, нарушен зазор между якорем и полюсами, добавочные полюса слишком сильны или слабы.
З) Короткое замыкание в катушке одного из полюсов.
И) Недостаточный контакт в якоре (наблюдается почернение некоторых пластин).
К) Изоляция между некоторыми коллекторными пластинами выгорела, обрыв в обмотке якоря.
2. Щётки искрят, хотя щёточный аппарат в порядке, щётки установлены правильно
А) Недопустимо большой износ коллектора.
Б) Повышенное нагревание якоря, машина перегружена.
3. Щётки оставляют чёрные полосы на коллекторе.
А) Установлены щётки несоответствующей марки.
Б) Использованы щётки разных марок.
4. Щётки искрят, дрожат, шумят. Коллектор почернел, нагревается.
А) Неровности или биение коллектора.
Б) Машина вибрирует.
В) Отдельные коллекторные пластины выступают.
Г) Затяжка коллектора ослабла.
5. Наблюдается лёгкое круговое искрение.
А) Коллектор загрязнён.
Б) Установлены щётки несоответствующей марки.
6. Щётки сильно искрят при перемене направления вращения.
А) Изменение направления вращения производиться слишком быстро.
Неисправности обмоток машин постоянного тока.
Короткие замыкания в обмотке якоря.
Обрывы в обмотке якоря и плохой контакт в соединениях
Повреждения в обмотке полюсов.
Перегрев электрической машины.
А) Машина перегружена.
Б) Неисправность вентиляции машины
Генератор плохо возбуждается, двигатель плохо идёт в ход.
А) Межвитковое соединение или короткое замыкание в якорных катушках.
Б) Велик ток возбуждения.
В) Произошло соединение обмоток (например, параллельной обмотки с обмоткой добавочных полюсов), из за чего часть катушек шунтируется.
Неисправности генератора постоянного тока.
Ненормальное напряжение генератора. Генератор не возбуждается.
А) Неправильное положение щёток.
Б) Параллельная обмотка возбуждения заземлена в двух местах.
В) Межвитковое соединение или короткое замыкание в одной или нескольких катушках возбуждения.
Г) Короткое замыкание в обмотке якоря или между пластинами коллектора.
Д) Обрыв или недостаточный контакт в обмотке якоря или цепи возбуждения.
Е) Сопротивление цепи возбуждения слишком велико.
Генератор возбуждается только при сильном нажатии щёток.
А) Коллектор сильно загрязнён.
Б) Неправильно выбран тип щёток.
Генератор выдаёт напряжение ниже нормального.
А) Скорость вращения якоря ниже номинальной.
Б) Катушки полюсов неправильно соединены.
В) Межвитковое соединение или короткое замыкание в катушках обмотки возбуждения.
Генератор при холостом ходе даёт нормальное напряжение, при нагрузке напряжение сильно падает.
А) Пониженная частота вращения первичного двигателя.
Б) Неправильная полярность добавочных полюсов.
Г) Неправильно подключены обмотки параллельного и последовательного возбуждения.
Отключенный от сети генератор даёт нормальное напряжение, щётки не искрят. При включении генератора в сеть напряжение падает, несмотря на нормальную частоту вращения якоря.
А) Параллельная обмотка соединена с корпусом.
Б) Замыкание на корпус обмотки якоря.
Генератор даёт повышенное напряжение при холостом ходе и при нагрузке.
А) Катушки полюсов соединены не последовательно, а параллельно.