2. 17. 3 Тяговый двигатель нб-520в.

На электровозе ЭП1 установлен тяговый двигатель пульсирующего тока НБ-520В (рис. 35).

Вращающий момент от двигателя к редуктору передаётся через торсионный вал, зубчатую муфту и дисковую упругую (резинокордную) муфту.

Двигатель представляет собой коллекторную шестиполюсную электрическую машину с компенсационной обмоткой и дополнительными полюсами. При его проектировании воспользовались проверенными эксплуатационной практикой прогрессивными техническими решениями: моноблочным исполнением главных и дополнительных полюсов, крепление компенсационной обмотки в пазах главных полюсов выполнили с использованием технологии токовой запечки. На двигателе установили поворотную траверсу щёткодержателей. Конструкция подшипниковых уплотнений аналогична применённой на тяговых двигателях НБ-514, НБ-418К6. Проводники обмотки якоря соединены с коллектором также методом сварки.

Обеспечение тепловых параметров двигателя на допустимом уровне. Одно из требований к электровозу ЭП1 – резкое снижение удельной потребляемой мощности на собственные нужды, в том числе на вентиляцию (на киловатт полезной мощности электровоза). При проектировании двигателя было необходимо выдержать требуемые параметры при относительно малом расходе вентилирующего воздуха (70 м³/мин.) в номинальном режиме и регулируемой системе вентиляции, предусматривающей снижение расхода по мере снижения токовой нагрузки.

Этого достигли за счёт оригинальных конструктивных решений. К ним относятся:

• применение в якоре изоляции класса нагревостойкости «Н» на основе полиамидных плёнок с пропиткой в кремнийорганическом лаке;

• применение конструкции с открытыми головками якорных катушек в задней лобовой части;

• рационализация геометрии межполюсного пространства остова.

В результате – гидродинамические потери мощности на продувку двигателя по сравнению с двигателем НБ-418К6 уменьшились в 4 раза.

Рис. 35.

Продольный разрез двигателя НБ-520В с трансмиссией механического привода от двигателя к тяговому редуктору.

Обеспечение устойчивого входа в режим рекуперации и равномерного распределения токов по параллельно включенным якорям тяговых двигателей, работающих как генераторы. Внешние характеристики таких электрических машин должны иметь достаточный отрицательный наклон (т.е. напряжение на зажимах должно снижаться) при увеличении тока нагрузки. На крутизну наклона внешних характеристик влияют два фактора: омическое сопротивление обмотки якоря и коммутационная реакция якоря.

Ускоренная коммутация способствует уменьшению крутизны вплоть до появления положительного наклона, а замедленная – увеличивает её. Повышение омического сопротивления напрямую снижает к.п.д. машины и поэтому исключено. Замедленная коммутация отрицательно сказывается на искрении под щётками в двигательном режиме. Проблема сводится к настройке коммутации, удовлетворяющей тем и другим условиям.

В двигателе НБ-520В, изменяя первый и второй немагнитные зазоры в добавочных полюсах (зазоры в сторону якоря и в сторону остова), так настроили коммутацию, что наклон внешней характеристики стал как у характеристики тяговых двигателей НБ-514.

Обеспечение требуемых показателей массы. Из-за компоновочных ограничений на электровозе ЭП1 применили один преобразователь и один сглаживающий реактор на три параллельно включенных тяговых двигателя. Такая схема предъявляет повышенные требования к коммутационной устойчивости двигателя в переходных режимах. Для её обеспечения использовали конструкцию с разделённым сердечником дополнительного полюса. В ней часть сердечника, содержащая катушку возбуждения, приближена к якорю и отделена от остальной части сердечника немагнитным «вторым зазором». Подобная конструкция, обладая необходимым уровнем гашения основного коммутирующего потока, обеспечивает в то же время прохождение его переменных составляющих в виде потоков рассеяния, замыкающихся по шихтованным рогам главных полюсов.

НБ-418К6

Напряжение, В………………………………………………950

Мощность, кВт…………………………………………840(790)

Ток, А……………………………………………………820(880)

Масса, кг…………………………………………………….4280

НБ-412К

Напряжение, В………………………………………………1600

Мощность, кВт…………………………………………515(450)

Масса, кг…………………………………………………….4850

Количество охлаждающего воздуха, м³ /мин……………..110

Обмотка якоря:

Число пазов………………………………………………….75

Шаг по пазам………………………………………………..1-13

Число коллекторных пластин………………………………525

Шаг по коллектору………………………………………….1-2

Шаг уравнителей по коллектору…………………………1-176

НБ-514

Напряжение, В………………………………………………980

Мощность, кВт…………………………………………835(780)

Масса, кг…………………………………………………….4280

Количество охлаждающего воздуха, м³ /мин……………..95

Обмотка якоря:

Число пазов………………………………………………….87

Шаг по пазам………………………………………………..1-15

Число коллекторных пластин………………………………348

Шаг по коллектору………………………………………….1-2

Шаг уравнителей по коллектору…………………………1-117

НБ-520

Напряжение, В……………………………………………1000

Мощность, кВт…………………………………………800(750)

Масса, кг…………………………………………………….3500

Количество охлаждающего воздуха, м³ /мин……………..70

Обмотка якоря:

Число пазов………………………………………………….129

Шаг по пазам………………………………………………..1-22

Число коллекторных пластин………………………………387

Шаг по коллектору………………………………………….1-2

Шаг уравнителей по коллектору…………………………1-130