Электрическая передача тепловоза ТУ-2 Электрическая передача тепловоза ТУ-2 состоит из: главного генератора, превращающего механическую энергию дизеля в электрическую; четырех тяговых электродвигателей, которые в свою очередь превращают электрическую энергию в механическую; и комплекта вспомогательных машин и аппаратов. Электрическая передача позволяет автоматизировать управление тепловозом и обеспечивает при работе по системе многих единиц управление с одного поста всеми локомотивами. Машинная система автоматизации управления, примененная на тепловозе ТУ-2, дает возможность полностью использовать мощность дизеля при скоростях движения тепловоза от 8 до 35 км/ч, что охватывает практически весь диапазон рабочих скоростей. Для полного использования мощности дизеля необходимо,

чтобы он работал при номинальной скорости с номинальным крутящим моментом, т. е. с вала дизеля при всех условиях должна сниматься постоянная номинальная мощность. Известно, что мощность генератора постоянного тока равна произведению напряжения на его клеммах на ток якоря. Условие отбора постоянной мощности выполнимо в том случае, если напряжение на клеммах главного генератора изменяется обратно пропорционально току его якоря, т. е. при увеличении, например, тока в два раза, напряжение на клеммах генератора должно уменьшиться в два раза. Графически такая зависимость изображается гиперболой; таким образом внешняя характеристика генератора — зависимость напряжения на его клеммах от тока нагрузки — должна быть в рабочей части гиперболической. Гиперболическая характеристика главного генератора обеспечивается: наличием у него независимой, шунтовой и противокомпаундной обмоток, определенным сочетанием ампер-витков этих обмоток, их включением и небольшой просадкой оборотов коленчатого вала дизеля. При большой скорости движения величина тока в силовой цепи мала и размагничивающие ампер-витки противокомпаундной обмотки невелики. При таком режиме напряжение на клеммах генератора высоко. При понижении скорости движения тепловоза ток в силоеой цепи, а значит и в противокомпаундной обмотке, увеличивается, вследствие чего суммарные намагничивающие ампер-витки генератора уменьшаются, что приводит к понижению напряжения на его клеммах. Указанный процесс изменения напряжения генератора происходит автоматически в зависимости от величины тока в силовой цепи. Трогание с места и увеличение скорости движения тепловоза ТУ-2 осуществляется изменением числа оборотов коленчатого вала дизеля, что вызывает соответствующее увеличение напряжения на клеммах главного генератора и тяговых электродвигателей. Дальнейшее увеличение скорости движения тепловоза достигается за Счет ослабления поля тяговых электродвигателей путем шунтирования их обмоток возбуждения. Переход на ослабленное поле и обратно на полное поле осуществляется автоматически с помощью реле перехода.  

 

 

Схема электрических соединений

Главный генератор МПТ 49/25-3 тепловоза ТУ-2 Главный генератор предназначен для питания электроэнергией тяговых электродвигателей и пуска дизеля (генератор при этом работает электродвигателем и питается от аккумуляторной батареи). На тепловозе ТУ-2 установлен главный генератор типа МПТ 49/25-3 постоянного тока смешанного возбуждения. Генератор состоит из станины с укрепленными на ней главными и добавочными полюсами, якоря, щеткодержателей и двух подшипниковых щитов. Станина 1 изготовляется из стали; она имеет две лапы для крепления генератора на раме тепловоза, а сверху— площадку для установки возбудителя. Внутри станины укреплены четыре главных и четыре дополнительных полюса. Сердечник каждого главного полюса 2 для уменьшения потерь от вихревых токов набран из покрытых изоляционным лаком листов электротехнической стали. На нем устанавливается катушка 3, состоящая из 320 витков независимой обмотки возбуждения, 1 300

витков шунтовой, четырех витков противокомпаундной и трех витков пусковой обмоток. Обмотки независимого и шунтового возбуждения выполнены из круглых проводов диаметром соответственно 2,26 и 1,16 мм. Класс изоляции независимой обмотки — СВ, а шунтовой — В.  

 

 

 

 

 

Общий вид тягового генератора типа МПТ 49/25-3

 

 

 

Пусковая и противокомпаундная обмотки возбуждения выполнены из прямоугольной меди с размерами 2,44 X 25 мм и 3 х 40 мм и изоляцией класса В. Обмотки возбуждения всех четырех полюсов соединены последовательно. Дополнительные полюса, предназначенные для улучшения коммутации генератора, также состоят из сердечников и катушек. Сердечники 4 дополнительных полюсов изготовлены из литой стали. Катушка 5 дополнительного полюса состоит из 19 витков голой меди размером 4,7 х 25 мм с изоляцией класса В. Все четыре катушки соединены последовательно. Якорь 6 генератора состоит из вала, пакета стали, коллектора и обмотки. Диаметр стали якоря равен 490 мм, активная длина — 250 мм. Сердечник 7 якоря набран из электротехнической стали марки Э1А и имеет 62 паза, в которых размещена обмотка, выполненная из провода прямоугольного сечения с размерами 1,35 X 6,4 мм, с изоляцией микалентой. Обмотка якоря лягушечья. Число параллельных ветвей— восемь. Длина одного витка — 1 500 мм. Коллектор генератора состоит из 248 коллекторных пластин (ламелей) 8, изолированных друг от друга прокладками коллек-торного миканита толщиной 1 мм. Верхние концы коллекторных пластин (петушки) имеют прорези, в которые впаяны концы обмотки якоря 9. Нижняя часть коллекторных пластин, имеюшая форму ласточкина хвоста, служит для удержания пластин между упорной шайбой корпуса коллектора 10 и нажимной шайбой 11, кото-рые стягиваются болтами 12. Пластины от упорной и нажимной шайб изолированы миканитовыми манжетами (конусами), а от корпуса— миканитовым цилиндром. Выступающий конец миканитовой манжеты прижат к шайбе веревочным бандажом и покрашен серой эмалью. Четыре щеткодержателя 13 крепятся к подшипниковому щиту посредством подвесок из полосовой стали и пластмассовых держателей. На щеткодержателе установлено по три корпуса, в каждом корпусе укреплено по одной щетке. Давление на щетки создается пружинами, помещенными в корпусе щеткодержателя.

Вентиляция генератора осуществляется вентилятором, укрепленным на валу генератора со стороны, противоположной коллектору. Охлаждающий воздух забирается с крыши тепловоза через специальный воздуховод и патрубки, имеющиеся на крышке коллекторного люка генератора. Вентилятор прогоняет засасываемый воздух между полюсами и якорем, а также по каналам, имеющимся в стали якоря. Нагретый воздух выбрасывается в машинное помещение через вентиляционные отверстия в станине генератора со стороны, противоположной коллектору.

 

Главный генератор тепловоза является важнейшим силовым агрегатом и поэтому за ним должен быть установлен тщательный контроль и уход. Профилактический осмотр генератора должен производиться не реже одного раза в два дня. Поверхность коллектора не должна иметь царапин, выбоин или раковин. Биение коллектора допускается не более 0,04 мм. Глубина продороживания коллектора должна быть 1,2 мм. После продорожки, не скашивая кромок ламелей, необходимо удалить заусеницы, а затем произвести полировку пластин мелкозернистой стеклянной бумагой. При осмотре бандажей следует убедиться, что на их поверхности нет масла и грязи. В случае необходимости бандажи следует покрыть серой эмалью. Смазка подшипников генератора производится смазкой 1-13 по ГОСТ 1631—51. После полной очистки и промывки подшипника для его заполнения требуется 300 г смазки.

 

 

Схема внутренних соединений тягового генератора типа МПТ 49/25-3

Технические данные главного генератора mпt 49/25-3 тепловоза ту-2

 

Тип......................MПT 49/25-3 Номинальная мощность длительная............195 кет » скорость вращения . . ..... 1 500 об/мин Номинальное напряжение ......................450 в Длительный ток................................434 а Максимальное напряжение ....................750 в Вес............................................1 850 кг

 

Воздушные зазоры: под главными полосами ..................3 мм » дополнительными полюсами..........7—8 мм Щетки: марка ....................................ЭГ-4 нажатие ..................................860 г Сопротивление обмоток при 15°С в ом: якоря ......................................0,0221 независимого возбуждения..................5,99 параллельной ..............................91 противокомпаундной........................0,00265 пусковой............................0,00393 дополнительных полюсов....................0,00865

Возбудитель пн-28,5 главного генератора тепловоза ту-2

Возбудитель типа ПН-28,5 предназначен для возбуждения главного генератора и представляет собой серийный генератор постоянного тока с шунтовой и компаундной обмотками возбуждения, причем компаундная обмотка отключена и в схеме возбуждения возбудителя не участвует. Возбудитель имеет четыре главных и четыре дополнительных полюса. Главный полюс состоит из сердечника 2, набранного из листовой стали и прикрепленного двумя болтами к остову 1, и двух катушек 3 и 4 соответственно с шунтовой и компаундной обмотками. Якорь возбудителя состоит из вала 5, на котором насажен коллектор 6, и сердечника 7, изготовленного из листовой стали; в пазах сердечника заложена обмотка 8. Коллектор состоит из медных пластин, набранных над изолированной втулкой 9 и стянутых конусными шайбами 10, изолированными миканитовыми манжетами 11. Со стороны коллектора и со стороны привода вал якоря возбудителя устанавливается на шариковые подшипники 12, расположенные в щитах 13, которые в свою очередь крепятся к остову 1. На внутренней части щита со стороны коллектора имеется траверса 14 с четырьмя подвесками 15, на каждой из которых расположено по три щеткодержателя со щетками 16. Вентиляция возбудителя осуществляется осевым вентилятором, насаженным на вал возбудителя, причем воздух входит в машину со стороны коллектора и выходит со стороны привода. Нормальным направлением вращения возбудителя считается правое, т.е. по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода. Возбудитель имеет защитные козырьки и сетки для предохранения от попадания внутрь машины посторонних предметов, падающих сверху капель и защиты от случайного прикосновения к токоведущим или вращающимся частям.  

 

 

 

 

 

Возбудитель типа ПН-28,5

Технические данные возбудителя пн-28,5

 

 

 

 

Технические данные возбудителя

Тип ........................................ПН-28.5 Мощность ..................................2 кет Напряжение................................115 в Ток ........................................17,4 а Скорость вращения..........................1 430 об/мин К- п. д......................................74% Исполнение ................ Защищенное Изоляция ................. Класса А Возбуждение ................ Компаундное Число главных полюсов ....................4 Диаметр коллектора ........................125 мм Число коллекторных пластин ..............87 Допустимый диаметр изношенного коллектора 117 мм Число параллельных ветвей якоря..........2 Обмотка якоря: число витков на полюс ..................435/4 соединение ............... Волновое сопротивление при 15°С..................0,447 ом Обмотка главных полюсов: число витков на полюс..........1000 соединение ...............Последовательное сопротивление при 15'С . ...............87 ом Обмотка дополнительных полюсов: число витков на полюс ..................78 соединение ..............Последовательное сопротивление при 15°С..................0,244 ом Компаундная обмотка: число витков на полюс..................29 соединение . . . . ..........Последовательное сопротивление при 15 C..................0,131 ом

Вспомогательный генератор ПН-28,5 тепловоза ТУ-2

В качестве вспомогательного генератора на тепловозе ТУ-2 применена машина постоянного тока типа ПН-28,5, но с измененной по сравнению с возбудителем обмоткой возбуждения. Поэтому вспомогательный генератор отличается от возбудителя лишь электрическими параметрами, а во всем остальном они совершенно одинаковы. Вспомогательный генератор служит для зарядки аккумуляторной батареи, питания вспомогательных цепей и цепей управления.  

 

 

Технические данные вспомогательного генератора

 

 

Тип ........................................ПН-28,5 Мощность ..................................1,7 кет Напряжение ................................75 в Ток ........................................23 а Скорость вращения..........................2 860 об/мин К- п. д......................................70% Возбуждение................Независимое 35 в Обмотка якоря: число витков на полюс..................4Л6/4 соединение ............... Волновое сопротивление при 15°С..................0,359 ом Обмотка главных полюсов: число витков на полюс ; ;..............288 соединение ...............Последовательное сопротивление при 15°С..................7,1 ом Добавочные полюса: число витков на полюс ..................73 соединение ...............Последовательное сопротивление при 15°С..................0,205 ом