Модуль охлаждения тэд

Модуль охлаждения тяговых электродвигателей состоит из форкамер, механических центробежных отделителей осаждений, расположенных с двух сторон форкамер, осевого вентилятора, воздуховодов и механизмов регулирования подачи воздуха к ТЭД.

Система вентиляции тяговых двигателей электровоза работает следующим образом: воздух, засасываемый осевым вентилятором системы охлаждения тяговых электродвигателей, проходит через механические центробежные отделители осаждений. На этом этапе происходит очистка воздуха от влаги и пыли. Скорость прохода воздуха через отделители составляет 3,5 м/сек. Очищенный воздух поступает в форкамеры вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей.

Из форкамеры воздух засасывается вентилятором охлаждения тяговых электродвигателей и выбрасывается в основание, где разделяется на два потока. Оба потока направляются по раздельным каналам к тяговым двигателям. Вентилятор обдувает два тяговых двигателя, установленных на одной тележке электровоза. Так же в основании смонтирован спрямляющий аппарат, для выпрямления «линий тока» на выходе осевого вентилятора.

На выходах из каналов подачи воздуха установлены механизмы регулирования подачи воздуха к тяговым двигателям. Принцип работы механизмов заключается в частичном, а в некоторых случаях и полном перекрытии сечения канала воздуховода. Это позволяет регулировать расход охлаждающего воздуха на каждом канале подачи воздуха в отдельности. Также регулируется аэродинамическая характеристика каналов, что позволяет добиться максимального КПД работы вентилятора на данную сеть. При отстое электровоза каналы подачи воздуха можно перекрыть полностью, для того чтобы отсечь внешнюю среду.

Вместе с тем предлагаемая система обеспечивает циркуляцию воздуха внутри кузова, заключающуюся в том, что воздух в кузове электровоза нагревается от оборудования установленного в кузове электровоза, и поднимается кверху. Наверху нагретый воздух засасывается вентилятором в форкамеру через окно расположенное в торцевой стенке форкамеры, где смешивается с воздухом, забираемым с улицы через механические центробежные отделители осаждений и снова выбрасывается в кузов через окно в корпусе осевого вентилятора, при этом количество выбрасываемого воздуха в кузов больше, чем засасываемого в форкамеру. Этим достигается снижение температуры воздуха и поддержание избыточного давления внутри кузова. Необходимость в циркуляции воздуха в кузове является сезонной, т.е. в летнее время, когда необходимо температуру в кузове снизить, заслонки на форкамере находятся в положении «открыто», а в зимнее время, когда температуру в кузове необходимо поднять, заслонка находится в положении « закрыто» или в промежуточном положении.

Рисунок 74.

Рисунок 73.

В каждой секции установлено два осевых вентилятора охлаждения ТЭД. Питание электродвигатели получают от преобразователя собственных нужд.

Осевые вентиляторы ТЭД предназначены для перемещения воздуха не содержащих пыли и других твердых примесей при температуре окружающего воздуха от минус 50 до плюс 60 ºС. Производительность установки не менее 200 м3/мин, напор воздуха не менее 3000 Па. Направление вращения со стороны всасывания – левое.

Технические характеристики модуля охлаждения ТЭД

Рисунок 75.

1 – переходник нижний; 2 – обечайка нижняя; 3 – обечайка верхняя; 4 – коллектор; 5 – переходник верхний; 6, 7 – колесо рабочее; 8 – клеммная коробка двигателя; 9 – двигатель; А – место строповки вентилятора.

Механизм регулирования подачи воздуха

На выходе из воздуховодов установлен «механизм регулирования подачи воздуха» к тяговым двигателям,

Механизм включает в себя лопатки, зафиксированные на стержнях стопорными гайками.

Путем установки определенного угла лопаток выравнивается давление на паре двигателей и выбирается рабочая точка на характеристике вентилятора. После чего механизм фиксируется стопорными гайками.

Система охлаждения модулей тормозных резисторов.

Модули тормозных резисторов служат для поглощения электроэнергии, производимой работающими в генераторном режиме тяговыми двигателями тележки при реостатном торможении. Тормозные резисторы расположены в двух отдельных модулях. Основные параметры модуля пуско-тормозных резисторов:

Рисунок 76,77. Модуль охлаждения тормозных резисторов.

Каждый модуль тормозных резисторов включает в себя блок резисторов, состоящий из двух секторов и два осевых вентилятора системы охлаждения с приводом от асинхронных электродвигателей

На каркас блока тормозных резисторов установлены осевые вентиляторы охлаждения. Воздух нагнетается осевым вентилятором внутрь объема, окруженного пластинами резистора. Выброс охлаждающего воздуха осуществляется через жалюзи, установленные на наклонной боковой стене крыши. Необходимый расход охлаждающего воздуха обеспечивается осевым вентилятором, устанавливаемым перед резистором.

Конструкция модуля тормозных резисторов с двумя вентиляторами выбрана из-за того, что обдув двух блоков тормозных резисторов одним вентилятором требует установки тройника, что вызывает дополнительные потери давления и требует установки направляющих лопаток для равномерного распределения поля скоростей в отводах тройника.

Установка индивидуального осевого вентилятора на каждый блок сопротивлений значительно повышает эффективность обдува каждого элемента блока сопротивлений и снижает потери давления в сети за счет отсутствия фасонных элементов воздуховодов (тройник направляющие лопатки).

Рисунок 78. Рисунок 79.

Вход и выход воздуха осуществляется через жалюзи, которые открываются и закрываются автоматически в момент включения цепей тормозных резисторов при реостатном торможении тяговых электродвигателей. Предусмотрена возможность ручного открывания и закрывания жалюзи.

Рисунок 80.

Модуль охлаждения входного фильтра.

Система охлаждения должна обеспечивать температурный диапазон входного фильтра в заданных пределах.

В качестве системы охлаждения входного фильтра выбрана воздушная система, которая имеет ряд преимуществ перед жидкостной системой.

Система вентиляции входного фильтра включает в себя механические центробежные отделители, выполненные в боковых стенках кузова; входные каналы вентиляторов, установленные непосредственно за жалюзи; два осевых вентилятора, подключенные к входным каналам; выходные каналы (диффузоры), подключенные к осевым вентиляторам через гибкую муфту; кожух входного фильтра, одновременно представляющий собой сеть воздуховодов охлаждения катушек входного фильтра.

Система вентиляции входного фильтра работает следующим образом: охлаждающий воздух забирается с улицы через механические центробежные отделители, расположенные на боковых стенках кузова и через воздушный канал засасывается осевыми вентиляторами. На этом этапе отсекается часть капельной влаги и снега в зимних условиях работы. С другой стороны вентиляторы соединены с каналами подачи воздуха к входному фильтру через гибкую муфту. Для равномерного распределения поля скоростей и снижения потерь давления в каналах, в них выполнены обтекатели. Выброс воздуха производится на раму кузова.

Для повышения эффективности охлаждения в нормальном режиме работы вентиляторы направлены навстречу друг другу и установлены под углом 45о. Такая установка вентиляторов обеспечивает плавное обтекание воздухом каждой катушки и исключает влияние подогрева воздуха от первой по ходу катушки на следующую катушку. Показано на рисунке 82.

Режим работы	продолжительный
Потери мощности, квт	70
Напряжение ,в	3000
Ток часового режима ,а	1600
Расход охлаждающего воздуха,м3/с	5,0
Максимально допустимая температура нагрева катушек, 0 С	140
Масса, кг	1500

Рисунок 81. Система вентиляции входного фильтра.

Рисунок 82. Обтекание катушек охлаждающим воздухом в нормальном режиме работы вентиляторов

При неисправности одного из вентиляторов обдува входного фильтра система переходит в аварийный режим работы показан на рисунке 83., т.е. исправный вентилятор выводится на полную мощность для обеспечения необходимого количества охлаждающего воздуха на входном фильтре, выходной патрубок перекрывается клапаном и охлаждающий воздух протекая по обоим катушкам выбрасывается на улицу через жалюзи неисправного вентилятора.

Рисунок 83. При суммарном расходе охлаждающего воздуха в вентиляционных трактах 18000 м3/час величина полного давления в системе равна 450 Па (45,9 мм вод.ст.).

Вентиляция кузова.

Очищенный воздух поступает в форкамеры вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей. Помимо воздуховодов тяговых двигателей воздух поступает в кузов электровоза и к преобразователям тяговых электродвигателей.

Воздух из форкамер обдува тяговых двигателей поступает в воздуховоды, которые подведены к шкафам и используется для охлаждения преобразователей.

В конце задней форкамеры смонтирована форкамера вентиляторов создания избыточного давления в кузове электровоза.

Воздух из форкамер обдува тяговых двигателей поступает в воздуховоды, которые подведены к шкафам и используется для охлаждения преобразователей.

В конце задней форкамеры смонтирована форкамера вентиляторов создания избыточного давления в кузове электровоза.

Рисунок 84. Передняя форкамера.

Рисунок 85. Форкамера задняя.

Атмосферный воздух проходит через механические отделители осаждений и попадает в форкамеру. Откуда вентиляторами избыточного давления засасывается в кузов электровоза.

Осевые вентиляторы состоят из алюминиевого рабочего колеса с семью серповидными лопатками. В комплект вентилятора входит двигатель с внешним ротором, регулятор скорости вращения и устройство управления.

В зависимости от температуры воздуха в кузове изменяется частота вращения вентилятора. Температура воздуха контролируется датчиком температуры.

При максимальной скорости вращения вентилятора расход воздуха составляет 3600 м3 /ч.

Вентиляция кабины.

Предлагаема система вентиляции обеспечивает циркуляцию воздуха внутри кабины. Воздух через наружные воздухозаборные жалюзи поступает в пространство над кабиной управления к кондиционеру. Помимо воздуховода кондиционера воздух поступает в кабину через вентиляционные окна над входной дверью. Окна над дверью оборудованы фильтрами очистки воздуха. Циркуляция воздуха при отключенном кондиционере и системе отопления показана на рисунке 86.

Через верхние воздухозаборные жалюзи кабины управления атмосферный воздух, проходя через вентиляционные окна над входной дверью, очищается и поступает в кабину.

Скорость циркуляции воздуха по кабине управления составляет 0,17-0,20 м/сек.

Рисунок 86. Циркуляция воздуха через воздуховоды кабины управления.

Работа кондиционера.

После включения кондиционера воздух проходит через воздухозаборные жалюзи и поступает к кондиционеру, где очищается и охлаждается до установленной системой управления температуры. После чего через окна над пультом управления поступает в кабину. Температура охлажденного воздуха контролируется датчиком температуры установленные в вентиляционных каналах. Далее воздух проходит вдоль лобового окна, опускается к полу и расходится по кабине.

Циркуляция воздуха при включенном кондиционере показана на рисунке 87.

Рисунок 87. Циркуляция воздуха при включенном кондиционере.

Работа калорифера отопления кабины.

После включения калорифера отопления кабины естественная циркуляция воздуха в кабине управления сохраняется. Опускающийся воздух проходит около масляных радиаторов отопления кабины, где нагревается и равномерно распределяется по кабине управления. Кроме этого через нижние вентиляционные окна у входной двери воздух поступает к нагревательным элементам калорифера. Нагретый воздух под усилием вентилятора калорифера проходит по нижним воздуховодам кабины и через окна, расположенные под масляными радиаторами поступает в кабину