Техническая характеристика генератора 23/07.21

Таблица 1

№ пп	Наименование данных	Величина
	Напряжение, В	65
	Номинальная мощность, кВа	4,9
	Номинальный ток, А	75
	Частота вращения, об/мин	550-2900
	Масса, кг	14

4. Генераторы переменного тока.

4 .1. Принцип действия генератора переменного тока. В системах электроснабжения пассажирских вагонов широко применяются генераторы переменного тока индукторного типа. В отличие от обычного синхронного генератора они не имеют обмоток на роторе и колец с щётками для подвода к нему тока. Такие генераторы по сравнению с генераторами постоянного тока ввиду отсутствия щёточно-коллекторного аппарата надёжны в работе и требуют более простого ухода.

Рис. 4. Схема индукторного генератора переменного тока с зубчатым ротором

В индукторном генераторе (рис.4) обмотки переменного тока 5 выполняются неподвижными и закладываются в пазы (впадины) статора 3, причём каждая обмотка охватывает один из зубцов 1. Обмотка возбуждения также неподвижна и выполнена в виде двух кольцевых катушек 6 (тороидов), которые соединены последовательно и расположены в двух подшипниковых щитах. Ротор состоит из равномерно расположенных зубцов и пазов, которые образуют как бы полюса машины.

Если через обмотки возбуждения пропустить ток, то создаётся магнитный поток, который замкнётся по цепи «штриховая линия». Он пройдёт по подшипниковому щиту через воздушный зазор, по втулке ротора в осевом направлении, через з убцы ротора, воздушный зазор, зубцы статора, остов и снова войдёт в подшипниковый щит.

Рис. 5. Изменение потока в зубцах статора при различном положении ротора

При вращении ротора зубцы статора поочерёдно совпадают с зубцами и пазами ротора. При взаимном совпадении зубцов (рис.5, а) между ними буде наименьший воздушный зазор, магнитное сопротивление также минимальное, и обмотки, расположенные на данном зубце статора пересекаются магнитным потоком Ф_макс. При совпадении зубца статора с пазом ротора (рис. 5, б) зазор наибольший, магнитное сопротивление увеличивается и обмотки пересекаются магнитным потоком Ф_мин. Таким образом, при вращении ротора пульсирует магнитный поток и в обмотках, расположенных на зубцах статора индуктируется переменная ЭДС, а при подключении нагрузки в них потечёт переменный ток.

В отличие от обычного синхронного генератора магнитный поток, пронизывающий обмотки статора, не изменяется по направлению (не меняет своего знака).

Вагонные генераторы типа ГСВ (синхронный вагонный генератор), ГВ (вагонный генератор) имеют на роторе шесть зубов и шесть пазов, которые образуют как бы пары полюсов, поэтому эти генераторы являются двеннадцатиполюсными машинами. Частота переменной ЭДС (тока) зависит от частоты вращения ротора и числа пар полюсов и определяется по формуле f=pn/60, откуда наибольшая частота переменного тока при наибольшей частоте вращения ротора 4000 об/мин равна 400 Гц.

Процесс самовозбуждения генератора происходит так же, как и в генераторе постоянного тока с параллельным возбуждением, за счёт остаточного магнетизма. Причём основная обмотка возбуждения питается от обмотки статора через спеециальный выпрямитель, а величина тока возбуждения и, соответственно, магнитного потока регулируется или изменением индуктивного сопротивления (при РНГ с магнитным усилителем), или путём изменения длительности импульсов тока (при РНГ на тиристоре).

4

Рис. 6. Устройство генератора типа 2ГВ.003

.2. Устройство генератора переменного тока. В системах электроснабжения применяются генераторы типов ГСВ-2, ГСВ-8, 2ГВ-001, 2ГВ-003, которые аналогичны по конструктивному исполнению и принципу действия. Отличаются они мощностью, которая на выходе выпрямителя для генераторов ГСВ-2 и ГСВ-8 составляет 5,5 кВт, для 2ГВ-001 - 6,5 кВт и для 2-ГВ-003 - 8 кВт. Кроме того, схема дополнительной обмотки статора генератора ГСВ-2, ГСВ-8 и 2ГВ-001 трёхфазная мостовая, а генератора 2ГВ-003 - однофазная с выводом средней точки. У генераторов ГСВ-2 и ГСВ-8 привод плоскоремённый, у 2ГВ-001 - клиноремённый, у 2ГВ-003 - ремённо-редукторно-карданный. Генераторы ГСВ-2, ГСВ-8, 2ГВ-001 установлены под кузовом вагона, 2ГВ-003 - на концевой балке рамы тележки котловой стороны вагона.

Генератор переменного тока со смешанным возбуждением типа 2ГВ-003 применяется в системах электроснабжения ЭВ-7, ЭВ-10, ЭВ-20, ЭВ-26 (ЭВ - электрооборудование вагонное), устанавливаемых на вагонах без кондиционирования воздуха.

Генератор (рис.6) состоит из остова 1, ротора (индуктора) 11 и двух подшипниковых щитов 6 и 13. Сердечники стара 10 и ротора 11 изготовлены из электротехнической стали марки Э12, покрытой лаком. Сердечник статора 10 запрессован в остов 1, а сердечник ротора - на втулку 5, укреплённую на валу 12. В пазы статора уложены две зубцовые обмотки - основная 17 и дополнительная 18. На кольцевых приливах щитов 6 и 13 монтируются паральлельнаая 7, последовательная 9 и специальная (противопаральлельная) 8 обмотки возбуждения. Паральлельная обмотка является основной обмоткой возбуждения, она регулирует напряжение генератора путём изменения величины протекающего по ней тока. Последовательная обмотка служит для компенсации реакции обмоток статора, а специальная - для облегчения автоматического регулирования напряжения генератора при малых нагрузках и высокой частоте вращения.

Вал ротора вращается в двух подшипниках. Со стороны привода установлен роликовый подшипник 14, с противоположной - шариковый 4. Для смазки подшипника 14 предусмотрена маслёнка 16. К торцу вала болтами крепится шайба 2, запирающая шарикоподшипник. К щиту 13 крепится крышка подшипника 15, а к щиту 6 - крышка 3. К выводной клеммовой коробке 19 подводятся провода, идущие от обмоток статора и возбуждения. Коробка закрывается крышкой.

В настоящее время наиболее распространённой системой индивидуального (автономного) электроснабжения является электрическое оборудование, применённое в пассажирских вагонах типа ЭВ.10.02. Блок-схема этой системы электрооборудования (рис. 7) предусматривает питание всех потребителей вагона; автоматическое регулирование напряжения цепей потребителей при движении поезда; автоматическую работу вентиляционного агрегата в зависимости от температуры в вентиляционном канале; ручное регулирование заряда аккумуляторной батареи (малая, средняя и полная ступени); питание от соседнего вагона или подачу питания соседнему вагону через подвагонную магистраль; защиту электрооборудования от коротких замыканий, длительных перегрузок по току и недопустимых превышений напряжений. Длительная эксплуатационная мощность системы при движении поезда 8 кВт.

8

17

9

16

10

11

12

13

14

15

Рис. 7. Схема системы автономного электроснабжения.

1 - ведущий шкив; 2 - ось колёсной пары; 3 - клиновые ремни; 4 - ведомый шкив; 5 - карданный вал; 6 - якорь генератора; 7 - генератор; 8 - дополнительная обмотка генератора; 9, 11 и 16 - выпрямители; 10 - основная обмотка генератора; 12 - переключающее устройство; 13 - аккумуляторная батарея; 14 - потребители электроэнергии; 15 - регулятор напряжения; 17 - шунтирующая обмотка.

В комплекте электрооборудования пассажирского вагона типа ЭВ.10.02. источником питания на ходу поезда является генератор типа 2ГВ.008.