
- •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.
Сушка изоляции.
В цехах текущего ремонта в зимних условиях поддерживают плюсовую температуру, поэтому рекомендуется устанавливать электровоз на ремонтные канавы с неохлажденными тяговыми двигателями и вспомогательными машинами. Резкий перепад температуры при постановке охлажденного электровоза в теплый цех вызывает образование инея на обмотках и коллекторах электрических машин и интенсивное увлажнение их изоляции. Поэтому зимой, как правило, электровозы ставят на ремонтные стойла отапливаемых цехов сразу после эксплуатации, когда электрические машины их не успели сильно охладиться и температура их обмоток и коллектора не ниже температуры цеха более чем на 5—6° С; при такой разнице температур образование инея не происходит. Остывшие вспомогательные машины перед установкой электровозов в цех при необходимости можно прогреть, подключив их к контактной сети на 15—20 мин.
В депо, в которых все ремонтные стойла оборудованы калориферной сушкой, установлен такой порядок: отцепляемый от поезда на плановый или неплановый ремонт электровоз поступает в цех не позднее чем через 1,5 ч. Дежурный моторист сразу подключает тяговые двигатели к калориферной установке, при этом подогрев происходит без образования влаги на якоре и полюсах, а следовательно, без снижения сопротивления изоляции тяговых двигателей, и длительной сушки изоляции не требуется.
В случаях когда электровоз в цех текущего ремонта устанавливают с охлажденными электрическими машинами, принимают меры, исключающие резкое увлажнение изоляции обмоток и коллекторов, которое весьма опасно и может привести к пробою изоляции обмоток или коллектора. К таким мерам относится продувка тяговых двигателей и вспомогательных машин воздухом. Продувку осуществляют сначала в течение 15—20 мин воздухом, имеющим температуру цеха, а затем подогретым от стационарных или передвижных калориферных установок. При продувке из двигателя удаляется смешанная с грязью влага, пока она не успела проникнуть внутрь изоляции.
Предварительная продувка машин весьма целесообразна еще и потому, что позволяет сократить время сушки изоляции обмоток тяговых двигателей, а иногда и вообще исключить ее.
При ТР-1 и ТР-2 сопротивление изоляции цепей тяговых двигателей и вспомогательных машин в холодном состоянии должно быть не менее 1,5 МОм. Если сопротивление изоляции ниже, то выявляют неисправные участки цепей. При этом отдельно проверяют каждый тяговый двигатель или вспомогательную машину. Увлажненные обмотки электрических машин целесообразно также выявлять, применяя приборы контроля влажности. Тяговые двигатели или вспомогательные машины, сопротивление изоляции которых ниже установленной нормы, подвергают сушке, не снимая их с электровоза.
Применяют калориферную, токовую или комбинированную сушку изоляции электрических машин. Наибольшее распространение получила калориферная сушка. Калориферная сушка исключает случаи повреждения коллекторов из-за чрезмерного нагрева отдельных коллекторных пластин или групп пластин, которые возможны при токовой сушке, не требует передвижения электровоза в процессе сушки, уменьшает время простоя электровоза, так как одновременно с калориферной сушкой можно осуществлять ремонт остальных узлов электровоза.
Тяговые двигатели подсоединяют к воздуховоду 4 калориферной установки цеха брезентовыми рукавами 6. В воздуховод 4 от нагревательного электрического (в отдельных случаях парового) элемента 7 специальным вентилятором 1 подается подогретый воздух. Для того чтобы сушка была эффективной, необходимо подавать в каждый двигатель 15—20 м3/мин подогретого до температуры 90—100° С воздуха. Опыт показывает, что для ускорения процесса сушки через каждые 1,5—2 ч питание калорифера целесообразно отключать на 15— 20 мин, оставляя вентилятор включенным.
Схема калориферной сушки тяговых двигателей.
В процессе сушки изоляции электрических машин необходимо периодически, через 40—60 мин, измерять и записывать в журнале значения сопротивления изоляции. В начале сушки сопротивление изоляции может уменьшаться, а затем при просыхании обмоток начнет увеличиваться. Периодические измерения необходимы для того, чтобы зафиксировать момент, когда сопротивление изоляции достигнет установившегося значения и затем начнет повышаться. Сушка изоляции считается законченной, когда оно составит не менее 1,5 МОм. Во время замеров сопротивления изоляции и при токовой сушке все работы на электровозе прекращают. Сопротивление изоляции обмоток проверяют мегаомметром на 2,5 кВ.