Двухмашинные агрегаты

Агрегаты представляют собой ме­ханическое объединение двух элект­рических машин: вспомогательного генератора ВГ и возбудителя В. Вспо­могательный генератор питает цепи

управления, освещения и заряжает аккумуляторную батарею. Возбудитель предназначен для пита­ния независимой обмотки возбужде­ния тягового генератора.

Д вухмашинный агрегат тепловоза ЧМЭ3 состоит из вспомогательного генератора DT-701и возбудителя DT-706.

Станины 7 и 2 обеих машин представляют собой сталь­ные цилиндры диаметром 457 мм, к нижней части которых с двух сторон приварены лапы 3, используемые для монтажа агрегата на главной раме тепловоза. В каждой станине просвер­лены 16 сквозных отверстий в под бол­ты крепления полюсов. На торцах станин имеются четыре резьбовых от­верстия а под болты крепления под­шипниковых щитов.

Цилиндрическая часть станины возбудителя соединена сварным вы­ступом и перемычкой с кольцом, в ко­тором сделаны четыре сквозных от­верстия г под болты 15 соединяющие станины обеих машин. При сборке двухмашин­ного агрегата фиксация станин обес­печивается постановкой двух цилинд­рических штифтов диаметром 10 мм.

К станинам прикреплены болтами по четыре главных и четыре добавоч­ных полюса. Сердечники 14 главных полюсов набраны из листов электротехниче­ской стали толщиной 1 мм, изолиро­ванных друг от друга лаком. По кон­цам пакета поставлены стальные лис­ты толщиной 5 мм. Каждый пакет спрессован и стянут пятью заклепка­ми 17 диаметром 8 мм. В пакете сдела­ны два резьбовых отверстия д (M12) под крепежные болты.

На сердечнике главного полюса вспомогательного генератора уста­новлена катушка 16, размещенная между двумя гетинаксовыми проклад­ками 13 толщиной 3 мм. Четыре после­довательно соединенные катушки, выполненные из 800 витков изолиро­ванного медного провода, образуют обмотку параллельного возбуждения вспомогательного генератора. На главных полюсах возбудителя расположены три обмотки возбуждения. На каждом полюсе катушки всех трех обмоток отделены друг от друга гетинаксовыми проклад­ками 13 толщиной 3 мм. При сборке между станинами и главными полюсами с обеих сторон ставят резиновые клинья15.

Д обавочные полюсы обеих машин конструктивно одинаковы и отличаются лишь по способу креп­ления катушек. Сердечники 22 выпол­нены цельными и имеют по два резьбовых отверстия д (Ml2) под крепеж­ные болты. Обмотки добавочных по­люсов состоят из четырех последова­тельно соединенных катушек, имею­щих по 22 (вспомогательный генера­тор) и 17 (возбудитель) витков полосовой меди. Катушка 23 добавоч­ного полюса возбудителя снизу Сборочные единицы двухмашинного агрегата:

а — станины и детали крепления агрегата на главной раме тепловоза; б — главные полюсы ВГ я В; в — добавочные полюсы В и ВГ; г — коллектор ВГ(В); д — крепление шкива; 1,2 — станины В и ВГ; 3 — лапа; 4,11 — пальцы; 5, 12 — ушки; 6 — пластина; 7,8 — задняя и передняя плиты; 9 — накладка; 10 — стяжной болт; 13 — гетинаксовая прокладка; 14 — сердечник главного полюса ВГ (В); 15 — резиновый клин; 16 — катушка главного полюса,ВГ, 17— заклепка; /8 — катушка противокомпаундной обмотки В; 19 — катушка независимой обмотки В; 20 — ка­тушка обмотки параллельного возбуждения В; 21,26 — штифты; 22 — сердечник добавочного полюса ЩВГу, 23 — катушка добавочного полюса В; 24 — полюсный наконечник; 25 — катушка добавочного полюса ВГ, 27 — шпиль­ка; 28 — корпус коллектора; 29 — коллекторная пластина; 30 — миканитовый цилиндр; 31 — миканитовая ман­жета; 32 — нажимная шайба; 33 — вал; 34 — гайка; 35 — шкив; а, б, в, г, д,е,ж — отверстия; з — кольцевая канавка

упира­ется в полюсный наконечник 24, при­варенный к сердечнику, а сверху фик­сируется двумя цилиндрическими штифтами 21 диаметром 3 мм, прохо­дящими через отверстия в сердечнике. Катушка 25 добавочного полюса вспо­могательного генератора укреплена на сердечнике посредством двух верх­них 21 и двух нижних 26 штифтов. Концы всех штифтов разведены в раз­ные стороны. Каждая катушка поме­щена между двумя гетинаксовыми прокладками 13 толщиной 4 мм.

Якори обеих машин собраны на об­щем валу 1 и конструк­тивно почти одинаковы. Каждый якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечники 19 набраны листов электротех­нической стали толщиной 0,5 мм, изо­лированных друг от друга лаком. Ли­сты зафиксированы шпонкой и стяну­ты двумя чугунными нажимными шайбами, напрессованными на вал. При сборке задние нажимные шайбы 20 насаживают до упора в борт вала, а передние нажимные шайбы 17 допол­нительно стопорят пружинным коль­цом.

Сердечники имеют по восемь вентиляционных каналов диаметром 22 мм для прохода охлаждающего воз­духа, а также 47 (вспомогательный ге­нератор) и 37 (возбудитель) пазов, в которые уложены волновые обмотки якорей 8, собранные соответственно из 47 и 37 катушек. Каждая катушка состоит из трех одновитковых секций, т. е. якорная обмотка вспомогательно­го генератора имеет 141 виток, а воз­будителя — 111 витков. Катушки в пазах закреп­лены текстолитовыми клиньями; ло­бовые части катушек укреплены про­волочными бандажами. Шаг обмоток по пазам 1 — 13 (вспомогательный ге­нератор) и 1 — 10 (возбудитель), шаг по коллектору соответственно 1 — 71 и 1 — 56. Концы секций якорных об­моток припаяны к петушкам коллек­торных пластин.

Коллекторы 7 по конструкции оди­наковы и имеют 141 (вспомогательный генератор) и 111 (возбудитель) кол­лекторных пластин. Корпус 28 кол­лектора и нажимная шайба 32 спрессованы и стянуты шестью шпильками 27 Гайки, наверну­тые на передние концы шпилек, до­полнительно фиксируются лепестко­выми шайбами. Коллекторные пла­стины 29 изолированы друг от друга миканитовыми прокладками, а от кор­пуса коллектора и нажимной шайбы — миканитовым цилиндром 30 и двумя манжетами 31.

Вал 1 вращается в двух подшипниках: шариковом 16 (со стороны вспомогательного генерато­ра) и роликовом 2 (со стороны возбу­дителя). Подшипники установлены в щитах 4, прикрепленных четырьмя болтами 9 к торцам станин. Внутренняя полость подшипников, за­полняемая смазкой, образована пере­дней 22 и задней 23 подшипниковыми крышками, которые стянуты тремя болтами Мб, проходящими через от­верстия в щитах. Задние крышки 23 вместе с упорными кольцами 24 обра­зуют лабиринтные уплотнения, пре­пятствующие попаданию смазки внутрь машин. Упорное кольцо со сто­роны возбудителя напрессовано на вал до упора в борт, а кольцо со сторо­ны вспомогательного генератора на­дето на вал свободно, но прижато к его борту внутренним кольцом подшип­ника 16. Опорный подшипник 16 до­полнительно закреплен стопорным кольцом 25. Опорно-упорный подшип­ник 2 ограничивает осевой разбег вала двухмашинного агрегата. Подшипниковые щиты 4 отлиты из чугуна и по конструкции одинаковы. Для осмотра коллектора и щеток в щитах сделаны четыре люка, закрываемые съемными крышками с пружинными замками. Нижние крыш­ки имеют прорези для прохода охлаж­дающего воздуха.

На среднюю часть вала 1 напрес­сован стальной диск, к которому пятью болтами М8 прикреплено вен­тиляторное колесо 13, отлитое из си­лумина. Охлаждающий воздух заса­сывается через прорези в нижних крышках 21 подшипниковых щитов и выбрасывается через окна в станине возбудителя. Сверху к станине возбу­дителя прикреплена текстолитовая панель зажимов 14 закрываемая съемной крышкой.

Токосъемные устройства обеих ма­шин конструктивно одинаковы и анало­гичны щеточному устройству тягового генератора. Четыре комплекта щетко­держателей вместе с пластмассовыми изоляторами укреплены при помощи стяжных болтов в приливах чугунной траверсы, которая при­креплена четырьмя болтами М8 к под­шипниковому щиту. Комплект состоит из двух щеткодержателей 6, в каждом из которых установлено по одной щет­ке. Щетки вспомогательного генерато­ра и возбудителя отличаются по разме­рам и поэтому невза­имозаменяемы. Со стороны возбудителя на конус­ную часть вала напрессован шкив 55 с восемью ручьями под приводные ремни. Шкив дополни­тельно закреплен гайкой 34 с двумя шайбами, из которых одна пружиная. Для спрессовки шкива предусмотрены осевое отверстие е и радиальное отверстие ж, совпадающее с кольцевой канавкой з на наружной поверхности вала 33.

Приваренными к станинам лапами двухмашинный агрегат опирается на плиты 7 и 8 изготов­ленные из швеллера. Задняя плита 7 с обоих концов имеет приварные пла­стины 6 и при помощи пальцев 4 шарнирно соединена с ушками 5. В сере­дине передней плиты 8 приварена на­кладка 9 с вырезом под стяжной болт 10, головка которого пальцем 11 шарнирно соединена с ушками 12 (ушки 5 и 12 приварены к главной раме тепло­воза). Такое крепление агрегата на главной раме позволяет, меняя затяж­ку болта 10, регулировать натяжение приводных ремней. При усилии 10Н (1 кгс) стрела прогиба для новых ре­мней должна быть равна 12 — 14 мм, а для старых — 13 — 15 мм.

Катушки 19 и20 независимой обмотки IF и обмотки параллельного возбуждения D, намо­танные из медного изолированного провода, имеют соответственно 600 и 300 витков. Катушки 18 противоком­паундной обмотки 2F имеют по 15 вит­ков полосовой меди. Магнитная систе­ма возбудителя обеспечивает автома­тическое регулирование мощности тя­гового генератора.

Независимая обмотка IF возбудителя питается от вспомога­тельного генератора, напряжение ко­торого поддерживается практически постоянным. Последовательно с этой обмоткой включен резистор R8. Со­противление его меняется только при переводе главной рукоятки конт­роллера с одной позиции на другую Следовательно, при неиз­менной позиции контроллера, т. е. оп­ределенном сопротивлении резистора R8, магнитный поток, создаваемый не­зависимой обмоткой, не меняется.

Обмотка параллельного возбужде­ния D получает питание от самого возбудителя, напряжение которого меняется в зависимости от нагрузки тягового генератора. Однако создава­емый этой обмоткой магнитный поток примерно вдвое меньше магнитного потока независимой обмотки и поэто­му имеет вспомогательное значение для плавного регулирования мощно­сти. Сопротивление резистора R10, включенного последовательно с об­моткой параллельного возбуждения, также меняется только при изменении позиции контроллера (при наборе по­зиций сопротивление резистора R10 увеличивается, а при сбросе уменьша­ется).

О бмотка 2F возбуждения возбуди­теля называется противокомпаундной, так как направление тока в ней не совпадает с направлением тока в двух других обмотках. Поэтому маг­нитный поток этой обмотки направ­лен встречно магнитным потокам не­зависимой обмотки и обмотки парал­лельного возбуждения Противокомпаундная обмотка 2F подключена парал­лельно обмотке добавочных полюсов тягового генератора, т. е. протекаю­щий по ней ток пропорционален току в силовой цепи (току нагрузки), кото­рый меняется в зависимости от скоро­сти движения тепловоза. Следова­тельно, создаваемый противокомпаундной обмоткой магнитный поток также меняется по величине в зависи­мости от тока нагрузки. Последова­тельно с этой обмоткой включен огра­ничительный резистор R11 сопротив­лением 0,35 Ом, вследствие чего по ней протекает примерно 1 % тока на­грузки.

При движении тепловоза на определенной позиции контроллера (т. е. при неизменной частоте вращения якоря) э.д.с, индуцируемая в обмотке якоря, зависит только от результирующего (общего) магнитного потока возбуди­теля.

Допустим, что тепловоз начинает двигаться по более тяжелому профи­лю пути. Из-за возросшего сопротив­ления движению скорость уменьшает­ся, уменьшается и противо-э.д.с, на­водимая в якорных обмотках тяговых электродвигателей, что приводит к увеличению тока в них. С ростом тока нагрузки возрастает ток, протекаю­щий по противокомпаундной обмотке возбудителя. Создаваемый ею магнит­ный поток увеличивается, вследствие чего результирующий магнитный по­ток возбудителя уменьшается. Это приводит к уменьшению э.д.с. и на­пряжения возбудителя, т. е. к умень­шению тока, поступающего в незави­симую обмотку тягового генератора. Соответственно уменьшаются маг­нитный поток тягового генератора, его э.д.с. и напряжение. Так как сни­жение напряжения на зажимах тяго­вого генератора происходит практи­чески одновременно с ростом тока на­грузки и в обратно пропорциональной зависимости, то произведение этих двух значений (т. е. мощность генера­тора) остается примерно постоянным.

При уменьшении нагрузки (тепло­воз перешел на более легкий профиль пути) размагничивающее действие противокомпаундной обмотки ослабе­вает, напряжение возбудителя растет, увеличивается ток возбуждения тяго­вого генератора, повышаются его э.д.с. и напряжение.

При настройке внешней характеристики тягового генератора на реостатных испытаниях тепловоза добиваются, чтобы в точке 2 ток на­грузки был равен 2350 А, а напряже­ние — 380 В. В точке 3 ток нагрузки должен быть 1560 А, а напряжение — 565 В.

Двухмашинный агрегат тепловоза ТЭ10 А-706Б

В спомогательный генератор типа ВГТ 275/120 и возбудитель типа В-600 образуют двухмашинный агрегат типа А706Б Вспомогательный генератор служит для питания цепей собственных нужд тепловоза, цепей управления и подзаряда аккумуляторной батареи. Возбудитель питает не­зависимую обмотку возбуждения тягового генератора.

Двухмашинный агрегат типа А706Б:

1 — коллектор; 2—кольцо балансировочное; 3—крышка подшипника; 4—шайба торцовая; 5—под­шипник шариковый; 6—капсула; 7—траверса; 8—щеткодержатель; 9—кожух; 10—катушка незави­симого возбуждения; // — катушка размагничивающая; 12—сердечник главного полюса; 13—якорь необмотанный; 14—станина возбудителя; 15—катушка якоря; 16—вентилятор; 17—ступица; 18— обмоткодержатель; 19—станина вспомогательного генератора; 20—катушка главного полюса вспомогательного генератора; 21—крышка подшипника; 22—гайка; 23—вал якоря

Основные данные	Возбудитель В-600		Вспомогательный генератор ВГТ 275/120
Номинальная мощность, кВт	20,6		12
Продолжительный ток, А	125		160-
Номинальная частота вращения, об/мин	850 - 1800		850—1800
Нажатие на щетку, кН	11—20		11—20

Вспомогательный генератор обеспечивает номинальную мощность на всех позициях контролле­ра машиниста, при этом напряжение (75 В) поддерживается регулятором напряжения.

Вспомогательный генератор и возбудитель представляют собой шестиполюсные машины постоянного тока. Если главных полюсов на каждой из машин установлено шесть, то добавочных на возбудителе четыре, а на вспомогательном генераторе пять. Вентилятор 16 выполнен из алюминиевого сплава и закреплен болтами на ступице 17. Потоки охлаждающего воздуха поступают через нижние коллекторные люки возбудителя и вспомогательного генератора, прохо­дят двумя параллельными струями между полюсами и через якорь и выбрасываются наружу через вентиляционные люки.

Корпус агрегата состоит из магнитопроводов (станин) возбудителя 14 и вспомогательного генератора 19. Станины возбудителя и вспомогатель­ного генератора выполнены из стали с низким содержанием углерода и соединены между собой. На станинах закреплены главные и добавочные полюсы. Добавочные полюсы возбудителя и вспомогательного генератора одинаковы по конструкции и взаимозаменяемы. Сердечник добавочного полюса отлит из стали с малым содержанием углерода. На сердечник на­сажена катушка и залита эпоксидным компаундом (изоляция класса В). Сердечники главных полюсов 12 набраны из штампованных листов определенной конфигурации, стянутых заклепками. Для полюсов агрегата применена обычная малоуглеродистая сталь толщиной 2 мм Катушки главных полюсов уплотнены по высоте пружинными рамками, которые размещены между катушкой и башмаками полюсов. Пружинные рамки на полюсах предохраняют изоляцию от истирания при возможных ослаблениях катушек из-за усадки изоляции..

Схема внутренних соединений обмоток агрегата:

а—вспомогательного генератора (вид со стороны коллектора вспомогательного генератора); б— возбудителя (вид со стороны коллектора возбудителя); / — полюс главный (катушка перекрещен­ная); 2 — полюс добавочный; 3 — полюс главный (катушка открытая); Ш1, Ш2—выводы обмотки возбуждения; Я1, Я2 — выводы обмотки якоря; HI, Н2 — обмотка независимая; НЗ, Н4 — обмотка размагничивающая

На главных полюсах расположены катушки с изоляцией типа «Монолит-2» класса F, причем на главных полюсах вспомо­гательного генератора размещена одна обмотка параллельного возбуждения, а на главных полюсах возбудителя независимая обмотка возбуждения и обмотка, используемая в качестве размагничивающей для обеспечения плавного трогания тепловоза. Магнитный поток размагничивающей обмотки направлен встречно независимой, получает питание от цепи управления и не зависит от положения рукоятки котроллера машиниста. В аварийном режиме (отключена независимая обмотка) в размагничивающей обмотке изменяется направление тока, величина которого изменяется при изменении позиции контроллера.

Якоря возбудителя и вспомогательного генератора собраны на общем валу 23. Число коллекторных пластин, пазов, размеры паза, длина сердеч­ников, размеры обмотки якорей обеих машин одинаковы. Сердечники якорей набраны из выштампованных листов электротехнической стали, имеющих пазы и вентиляционные каналы. Листы спрессованы между нажимной шайбой и корпусом коллектора

Обмотка якоря имеет изоляцию класса F. В пазовой и лобовой частях она удерживается стальным проволочным бандажом. Якорь динамически отбалансирован грузами со стороны обоих коллекторов.

Подшипниковые узлы капсульного типа. Капсула 6 прикреплена к станине при помощи кольца и болтов. Шариковый подшипник со стороны привода является упорным и его внутреннее и наружное кольца зажаты крышками капсул. Наружное кольцо шарикового подшипника со стороны свободного конца вала имеет возможность свободно перемещаться в капсуле в осевом направ­лении. Это компенсирует возможные изменения длины агрегата, а также позволяет исключить влияние допусков на работу шарикового подшипника.

Коллекторы изготовлены на прессованной пластмассе. Для токосъема служат шесть щеткодержателей 8, равномерно закреп­ленных на пластмассовой траверсе 7. Траверса перемещается в танген­циальном направлении при установке нейтрали и жестко прикреплена болтами к бобышкам станины. Пластмассовая траверса является одно­временно изолятором между щеткодержателями .разной полярности и кор­пусом агрегата. Щеткодержатели закреплены на траверсе болтами, а радиально расположенные отверстия в траверсе позволяют регулировать зазор между коллектором и корпусом щеткодержателя по мере износа коллектора.

Синхронный подвозбудитель ВС-652.

П одвозбудитель предназначен для питания переменным напряжением тахометрического блока, рабочих цепей амплистата, трансфор­маторов и индуктивного датчика в системе возбуждения возбудителя тягово­го генератора.

Техническая характеристика ВС-652

Номинальная мощность, кВ • А - 1,1

Номинальное напряжение, В - 110

Ток, А . . 10

Частота вращения, об/мин - 4000

Частота напряжения, Гц 1 33

Схема соединений обмоток подвозбудителя ВС-652

Синхронный подвозбудитель типа ВС-652:

'1 — якорь; 2—подшипник шариковый; 3—масленка; 4—щит подшипниковый; 5—корпус; 6—кольцо магнитопровода; 7—катушка полюсная; 8—кольца контактные; 9—траверса; 10—щеткодержатель;

11 — крышка доски зажимов; 12—катушка якоря

П одвозбудитель представляет собой одно-фазную синхронную элек-трическую машину обращенного типа, с вращающимся якорем и неподвижным индуктором с четырьмя полюсами. Исполнение защищенное. Число полюсов 4 (285 витков).

Корпус 5 подвозбудителя представляет собой цилиндрическую трубу с вырезами под смотровые люки. В него запрессован шихтованный магнитопровод из стали, к которому болтами прикреплены полюсы моноблочной конструкции с изоляцией «Монолит-2». Подвозбудитель выполнен с естественным охлаждением Движение воздуха обеспечивается вращением якоря. ( на первых выпусках с самовентиляцией). Охлаждающий воздух проходит через отверстия подшипникового щита 4, затем между катушками и якорем . Контактные кольца 8 подвозбудителя выполнены из нержавеющей стали, опресссованы пластмассой на втулке и напрессованы на вал якоря.

Обмотка якоря всыпная, многовитковая, изоляция класса В (2 катушки по192 витка). Подшипниковые узлы имеют шариковые подшипники, смазка к которым подается через шариковые масленки 3. Щеткодержатели 10 расположены на пластмас­совой траверсе 9. По мере износа контактных колец щеткодержатели мо­гут передвигаться для получения минимального зазора между корпусом щеткодержателя и поверхностью контактных колец.