УСТРОЙСТВО ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ УЗЛОВ ЛОКОМОТИВА

ВЛ-10,ВЛ-80С,2ЭС5К.

Часть2. Электрические машины.

СемионовА.А

2015

1 Общие сведения о работе двигателя

постоянного тока

1.1 Принцип работы двигателя постоянного тока

Принцип работы двигателя постоянного тока (рис. 1) основан на явлении выталкивания проводника с током из магнитного по­тока главных полюсов.

Простейший двигатель постоянного тока состоит из двух главных полюсов в виде постоянных магнитов N и S, между которыми помещены два проводника в виде рамки с осью вращения (простейший якорь).

Если от источника постоянного тока через щетки и коллекторные пластины пропускать по проводникам якоря ток в направлении, указанном на рисунке, то каждый проводник будет выталкиваться из магнитного потока Ф_дв главных полюсов силами F, которые образуют вращающий момент, что приводит к вращению якоря. Направление выталкивающих сил F и направление вращения якоря определяется по правилу левой руки.

Рис. 1 Принцип работы двигателя постоянного тока

При пуске величина тока двигателя I_дв определяется по закону Ома для участка цепи:

I_{дв пуск}=U_дв/R_дв,

где R_дв=R_я+R_{гл.полюс}+R_{доп.полюс}≈0,1 Ом.

После пуска якоря все проводники якоря начнут двигаться и будут пересекать магнитный поток, создавае­мый главными полюсами Ф_дв. От этого в проводниках якоря по закону электромагнитной индукции будет наводиться ЭДС — как в якорной обмотке генератора. Направление этой ЭДС якоря Е_дв определяется по правилу правой руки.

На рис. 1 видно, что эта ЭДС якоря Е_дв направлена против направления тока I_дв и против направления напряжения U_дв. Поэтому в двигателях эту ЭДС в якоре Е_дв называют противоЭДС. Из-за ее появления величина тока при увеличении оборотов двигате­ля будет уменьшаться, а величина силы тока определяется по закону Ома для полной цепи:

I_дв = (U_дв – Е_дв) /R_дв.

Величина противоЭДС якоря определяется по формуле Е_дв = СпФ_дв.

Реальный тяговый двигатель отличается от простейшего двигателя постоянного тока тем, что число проводников якоря не два, а значительно больше (500-4000); число главных полюсов 4 или 6 и выполнены они в виде электромагнитов. Все эти изменения служат для увеличения вращательного момента и мощности ТЭД.

Коллектор в двигателе постоянного тока служит для изменения на­правления тока в отдельных проводниках якоря при переходе их под главным полюсом другой полярности через геометрическую нейтраль. Это необходимо для вращения якоря, так как без коллектора в двига­теле постоянного тока при подаче на него напряжения будет наблю­даться только начальное колебание якоря без вращения.

Ток тягового двигателя (ток якоря) имеет большое значение в следующих случаях:

1. при пуске, так как в этом случае противоЭДС якоря Е_дв равна нулю, а R_дв очень мало;

2. при движении на высоких позициях по тяжелому подъему на малой скорости, так как в этом случае напряжение, приложенное к ТЭД U_дв, имеет большое значение (высокие позиции), а противоЭДС якоря Е_дв уменьшается из-за уменьшения оборотов двигателя (движе­ние на подъем).

Ток тягового двигателя (ток якоря) имеет небольшое значение при движении электровоза с большой скоростью и при боксовании колесных пар, так как в этих случаях величина противоЭДС якоря Е_дв будет иметь большое значение.