Вспомогательные электрические машины.

К вспомогательным электриче­ским машинам тепловоза ЧМЭ3 относятся электродвигатели: вентилятора холо­дильника вспомогательного контура МВХ маслопрокачивающего насоса МН, объединенного регу­лятора дизеля СМД, калорифера МК и вентиляторов кабины машиниста МВО1 — МВО4.

Электродвигатель МВХ предназначенный для привода венти­лятора холодильника вспомогатель­ного контура, установлен в шахте хо­лодильника тепловоза в вертикаль­ном положении. К стальной цилинд­рической станине 4 прикреплены четыре главных и четыре добавочных полюса. По торцам станины сделаны кольцевые проточки для центровки с подшипниковыми щитами. К обрабо­танному приливу в средней части ста­нины прикреплена двумя болтами Мб коробка зажимов 6. В станине предус­мотрено также резьбовое отверстие под рым-болт.

Главные полюсы 14 состоят из на­борного, стянутых тремя заклепками) и катуш­ки, намотанной из 28 витков медного изолированного провода и размещен­ной между двумя гетинаксовыми про­кладками. Добавочный полюс 16 име­ет цельный сердечник, на который на­дета катушка, намотанная из 38 вит­ков медного изолированного провода. Катушка размещена между двумя изоляционными прокладками и упи­рается в полюсный наконечник, при­варенный снизу к сердечнику. Каж­дый полюс прикреплен к станине дву­мя болтами М10.

На валу 5 якоря электродвигателя набран на шпонке сердечник 15, состо­ящий из 292 листов электротехниче­ской стали толщиной 0,5 мм, стянутых двумя отлитыми из чугуна нажимны­ми шайбами. Задняя нажимная шайба3 упирается в борт вала, а передняя шайба 7 после напрессовки дополни­тельно фиксируется стопорным коль­цом, вставляемым в канавку, прото­ченную на валу. В пазах сердечника якоря уложена волновая обмотка 13, состоящая из 31 катушки (каждая ка­тушка представляет собой три одновитковые секции). Шаг обмотки по па­зам 1 — 9, шаг по коллектору 1 — 47. Катушки укреплены в пазах сердеч­ника якоря текстолитовыми клинья­ми. Лобовые части катушек крепят проволочными бандажами. Концы секций якорной обмотки припаяны к петушкам 93 коллекторных пластин. Вал якоря вращается в двух шари­ковых подшипниках 8 и 21, установ- ленных в расточках подшипниковых щитов. Подшипник 21 со стороны кол­лектора является опорно-упорным. Дополнительная фиксация этого под­шипника осуществляется двумя гай­ками 22, навернутыми на конец вала. Камера смазки каждого подшипника образована передней 9 и задней // чугунными крышками, стянутыми шестью болтами Мб. В передней крышке опорного подшипника 8 сде­лано отверстие для прохода вала яко­ря, поэтому в качестве дополнитель­ного уплотнения камеры смазки на вал напрессована до упора в подшип­ник стальная втулка 25. При сборке во внутренние полости подшипников 8 и 21 закладывают 80 — 100 г смазки. Подшипниковые щиты отлиты из чугуна и прикреплены к станине во­семью болтами М8. В расточку нижне­го подшипникового щита 17 запрессо­вана траверса 20, дополнительно ук­репленная тремя болтами Мб. На тра­версе собраны четыре комплекта щеткодержателей 19. Комплект состо­ит из двух щеткодержателей (в каж­дом по одной щетке), прикрепленных болтами к цилиндрическому пласт­массовому держателю, конец которого вставляется в зажим траверсы и фик­сируется болтом.

Вентиляторное колесо 12, отлитое из алюминиевого сплава, напрессова­но на вал 5 со шпонкой до упора в борт и дополнительно закреплено стопор­ным кольцом. Для входа и выхода воз­духа, охлаждающего электродвига­тель, в стальных съемных лентах /, закрывающих смотровые окна под­шипниковых щитов, сделаны прорези (воздух засасывается со стороны кол­лектора и выбрасывается с противо­положной стороны). Каждая лента ук­реплена пружинным замком 2.

Э лектродвигатель МВХ:

1- съемная лента; 2 -замок; 3, 7- задняя и передняя нажимные шайбы; 4 -станина; 5 -вал якоря; 6 — коробка зажимов; 8,21 -шариковые подшипники; 9,11 -передняя и задняя крышки; 10, 17 - подшипниковые щиты; 12 -вентиляторное колесо; 13 - обмотка якоря; 14 - главный полюс; 15- сердечник якоря; 16 -доба­вочный полюс; 18 - коллектор; 19 - щеткодержатель; 20 - траверса; 22 - гайка; 23- болт, 24 - ступица; 25 -втулка

На выступающий конец вала яко­ря, имеющий шпонку, напрессована и дополнительно укреплена болтом 23 (Ml2) ступица 24 сварного рабочего колеса осевого вентилятора холодиль­ника. Двенадцатилопастное колесо диаметром 630 мм вращается внутри сварной обечайки, к которой электро­двигатель МВХ подвешен при помощи шести болтов Ml6, ввернутых в резь­бовые отверстия верхнего подшипни­кового щита 10. После крепления электродвигателя обечайку устанав­ливают на каркасе шахты холодиль­ника.

Электродвигатель МН предназначен для привода маслопрокачивающего насоса, обеспечивающе­го предварительную прокачку масла перед пуском дизеля. К стальной ста­нине 5 прикреплены двумя болтами каждый четыре главных и четыре до­бавочных полюса.

Сердечник главного полюса на­бран из листов электротехнической стали, стянутых между собой четырь­мя заклепками. Катушка главного по­люса намотана из 875 витков изолиро­ванного медного провода квадратного сечения. К цельному сердечнику доба­вочного полюса 6 прикреплен двумя винтами Мб полюсный наконечник, являющийся упором для катушки, на­мотанной из 68 витков изолированно­го медного провода.

Сердечник 7 якоря набран из листов электротехнической стали, стянутых двумя нажимными шайба­ми. В 23 пазах сердечника уложена волновая обмотка 8, каждая секция которой намотана из 16 витков изоли­рованного медного провода. Шаг об­мотки по пазам 1 — 7, шаг по коллек­тору 1 — 36. Коллектор 4 имеет 69 коллекторных пластин. Якорь вращается в двух шарико­вых подшипниках 1 и 11, установлен­ных в расточках подшипниковых щи­тов. Подшипник 1 со стороны коллек­тора опорно-упорный. Передние и за­дние крышки, стянутые тремя винтами М5, образуют смазочные ка­меры, в которые закладывают смазку. При ремонтах в камеру под­шипника 1 смазку добавляют через отверстие в передней крышке, а в камеру подшипника 11 — через сверле­ние в подшипниковом щите 9, заглу­шённое винтом М5. В задних крышках и передней крышке со стороны свобод­ного конца вала поставлены сальники, предотвращающие загрязнение смаз­ки и попадание ее внутрь электродви­гателя.

Подшипниковые щиты отлиты из чугуна и прикреплены к торцам ста­нины четырьмя болтами. Смотровые окна щитов закрыты съемной лентой 13, укрепленной пружинным замком. К переднему щиту 3 прикреплена тре­мя винтами чугунная траверса 2 с че­тырьмя текстолитовыми держателя­ми, в каждом из которых укреплен щеткодержатель с одной щеткой.

Для самовентиляции электродви­гателя служит отлитое из алюминие­вого сплава вентиляторное колесо 10, которое крепится шестью винтами М6 к стальной ступице, напрессованной на вал 12. Выступающий конец вала якоря имеет шпоночную канавку для установки полумуфты. Вторая полу­муфта укреплена на валике ведущей шестерни маслопрокачивающего на­соса и соединяется с первой полумуф­той через проставку).

К станине прикреплена двумя вин­тами коробка зажимов, отлитая из стали. Внутри коробки укреплена тек­столитовая панель, на которую выве­дены концы всех обмоток электродви­гателя. За одно целое со станиной от­литы четыре лапы 14 которые используются для крепления электродвигателя МН вместе с маслопрокачивающим насосом на кронш­тейне, приваренном к раме дизеля с левой стороны.

Электродвигатель МК служит для привода вентилятора ка­лорифера и установлен в кабине

ма­шиниста под пультом управления. От электродвигателя МН он отличается меньшими размерами и отсутствием добавочных полюсов. Сердечник главного полюса набран из листов элек­тротехнической стали, катушка намо­тана из 1030 витков медной изолиро­ванной проволоки. Волновая обмотка якоря уложена в 21 пазу сердечника, набранного из 154 листов. Коллектор имеет 63 пластины. Шаг обмотки по пазам 1—6, шаг по коллектору 1—32. В каждом из четырех щеткодержате­лей, укрепленных на общей траверсе, находится по одной щетке. На высту­пающий конец вала якоря, имеющий шпонку, напрессована пластмассовая крыльчатка, дополнительно укреп­ленная винтом с левой резьбой.

Электродвигатель СМД установленный на объединенном ре­гуляторе дизеля, используется для привода кулачкового вала регулято­ра. В стальном цилиндрическом кор­пусе 4 укреплен наборный сердечник 13, выполненный в виде двух соеди­ненных между собой полюсных нако­нечников, на которых помещены две катушки 75. Каждая катушка намота­на из 2350 витков медной изолирован­ной проволоки. По торцам корпуса по­ставлены отлитые из чугуна подшип­никовые щиты 10 и 14, стянутые двумя шпильками, проходящими внутри кор­пуса. Для прохода шпилек в сердечнике сделаны два продольных паза а.

Якорь 5 вращается в двух шарико­вых подшипниках 2 и 9, запрессованных в расточки щитов. В 13 пазах сер­дечника якоря уложена петлевая об­мотка с шагом по пазам 1—7. Она вы­полнена из 26 катушек, в каждой из которых по 63 витка медного изолиро­ванного провода. Коллекторных пла­стин 26. К переднему подшипниково­му щиту прифланцован двухступен­чатый червячный редуктор 1, через который вращение передается кулач­ковому валу регулятора В расточке щита 14 установ­лен резиновый сальник, предотвраща­ющий попадание смазки из редуктора в электродвигатель. К заднему щиту, 10 прикреплена двумя винтами МЗ текстолитовая траверса с двумя щеткодержателями 11 (в каждом по одной щетке). Щит закрыт крышкой 7 с от­верстиями для прохода воздуха, ох­лаждающего электродвигатель. Вен­тиляторное колесо 3 укреплено на ва­лу 8 якоря. Концы обмоток электро­двигателя выведены из корпуса через резиновую втулку 16 и соединены с проводами цепей управления посред­ством штепсельного разъема 12, что позволяет быстро снимать и ставить электродвигатель при ремонтах.

В кабине машиниста установлены также четыре электродвигателя МВО для вентиляции кабины. Конструк­тивно электродвигатель МВО почти не отличается от элект­родвигателя СМД. На полюсных на­конечниках общего наборного сердеч­ника установлены катушки обмотки возбуждения. Два продольных паза а в сердечнике служат для прохода шу­рупов, соединяющих переднюю 17 и заднюю 18 крышки, отлитые из алю­миниевого сплава.

Обмотка якоря уложена в 12 пазах наборного сердечника; коллектор имеет 24 пластины. На выступающем конце вала якоря укреплено вентиля­торное колесо. В передней крышке установлены два щеткодержателя со щетками.

В собранном виде электродвига­тель закрыт защитным колпаком 20, состоящим из двух прилегающих друг к другу частей. Между корпусом и колпаком поставлена разъемная обой­ма 19.

К выступам б обоймы прикреплена двумя винтами 21 стальная скоба 22, используемая для крепления электро­двигателя МВО к кронштейну, уста­новленному на стенке кабины маши­ниста. Электродвигатели СМД и МВО постоянного тока с параллельным воз­буждением.

Датчик тахометра представляет собой синх­ронный генератор переменного тока. В расточке отлитого из стали корпуса 5 датчика укреплен статор 4, обмотка которого состоит из шести соединен­ных между собой катушек 2, разме­щенных на полюсных наконечниках 3. Начало и конец статорной обмотки выведены из корпуса 5 и через штеп­сельный разъем соединены с провода­ми 320 и 321 цепей управления. Ротор изготовлен в виде шестипо-люсного постоянного магнита 6 напрессованного на вал 8. Ротор вращается в двух шариковых подшипниках 7, установленных в кор­пусе 1. Посредством муфты 9 ротор соединен с входным валом 10 объеди­ненного регулятора дизеля, получаю­щего привод от коленчатого вала. Муфта 9 состоит из двух стальных втулок аив, между которыми нахо­дится слой вулканизированной рези­ны б. Втулка а имеет прямоугольное отверстие под хвостовик вала 8, а втулка в — квадратное отверстие под хвостовик входного вала 10.

К вспомогательным электриче­ским машинам тепловоза 2ТЭ10 относятся электродвигатели

серии П постоянного тока, которые применяются на тепловозе для привода вспомога-тельных механизмов : ТН -топливоподкачивающего насоса — П21, МН – масло-прокачивающего насоса — П41, МВ и МК вентилятора кузова и калорифера кабины машиниста — П11.

По конструкции двигатели аналогичны и выполнены в защитном исполнении с самовентиляцией.

Основные данные	Типы двигателей двигателей
	П11		П21	П41
Мощность, кВт	0,5	0,2	0,5	4,2
Напряжение, В	75	75	75 -	64
Ток, А	9,9	4,2	9,6	84
Частота вращения, об/мин	2860	1740	1350	2200
Класс изоляции'	А	А	А	В
Масса машины, кг	18,5	18,5	37,8	78
Витков главного полюса	1900	1250	2600	450
добавочного полюса	120	178	155	17
Число секций	4	4	4	—

Схемы электрических соединений электродвигателей П 41 и П 11.

Схемы электрических соединений

электродвигателя П 21.

С танина 10 изготовлена из стальной цельнотянутой трубы, к которой приварены лапы. Сердечники главных и добавочных полюсов выполнены из тонколистовой электротехнической стали. Электродвигатели П11 и П21 имеют два главных и один добавочный полюс, а электродвигатели П41 — четыре главных и четыре добавочных полюса. Катушки параллельного возбуждения выполнены сплошными без разделения на шайбы. Катушки последовательного возбуждения размещены на полюсах ближе к станине. На полюсах катушки крепятся металлическими рамками, а для обеспе­чения надежной опорной поверхности между наконечниками полюса и катушкой поставлены рамки листового стеклотекстолита. Сердечник якоря 11 набран из тонколистовой электро-технической стали между двумя флан­цами -обмоткодержателями и закреплены кольцом, надетым на вал в горячем состоянии. Коллектор 9 состоит из корпуса, коллекторных пластин и изоляционных прокладок. Корпус коллектора изготовлен из пластмассы, пластины коллектора — из твердотянутой электротехнической коллекторной меди. Нажатие не щетку регулируется перестановкой хвостовика пружины на различные насечки щеткодержателя.

Электродвигатель серии П:

1,20—винтовые пробки; 2 крышка3,19—крышкишариковых подшипников; 4, 18— пресс-масленки; 5,17—шариковые под­шипники;6,16—крышки шариковых под­шипников; 7—траверса; 8—передний под шипниковый щит; 9—коллектор; 10—станина, 11- якорь,13- главный полюс; 14—вентилятор;

Батареи аккумуляторные.

Батареи аккумуляторные предназначена для работы в стартерном режиме для пуска дизеля, а также для питания цепей управления, освеще­ния и вспомогательных нагрузок при неработающем дизеле. Серийно на тепловозах устанавливают щелочные батареи аккумуляторов.

Техническая характеристика батареи	ЧМЭ3	ТЭ10
Число аккумуляторов в батарее	75	46
Номинальная емкость при 5-ти часовом режиме разряда, А час	150	550
Номинальное (начальное) напряжение, В	90	57,5
Тип батареи	NKS 150	46 ТПНЖ-550

В никель-железных и никель-кадмиевых аккумуляторах актив­ная масса положительного

э лектрода в заряженном состоянии состоит из гидрата окиси никеля NiOOH, .

Полублоки отрицательных и положительных пластин {а) и общий вид (б) никель-железного аккумулятора ТПНЖ, применяемого на тепловозах: 1 — выводной штырь; 2 - шпилька; 3 положительные пластины; 4/ — ламели; 5 -сепа­раторы; 6 — отрицательные пластины; 7 - корпус; 8— резиновый чехол; 9 отверстие с пробкой для заливки электролита

Актив­ная масса отрицательного электрода никель-железного аккуму­лятора состоит из порошкового железа Fe и его окислов с добавкой сернокислого никеля- и сернистого железа, а никель-кадмиевого аккумулятора — из смеси порошков кадмия Cd и железа Fe. Электролитом служит 20 %-ный раствор едкого калия КОН с при­месью моногидрата лития (20—30 г/л).

Полностью заряженный аккумулятор имеет э. д. с. около 1,45 В. Вследствие большого внутреннего сопротивления его на­пряжение при разряде значительно меньше этого значения, а при заряде значительно больше. При разряде напряжение аккмулятора довольно быстро падает до 1,3 В, а затем медленно умень­шается до 1 В при этом напряжении разряд следует прекращать. Среднее расчетное напряжение при разряде состав­ляет 1,25 В. Разряжать щелочные аккумуляторы ниже установлен­ного конечного напряжения нельзя, так как это приведет к безвоз­вратной потере емкости и уменьшению срока службы. При заряде напряжение с 1,55 В быстро поднимается до 1,75 В, а затем мед­ленно повышается до 1,8 В. Заряд щелочного аккумулятора ве­дут до тех пор, пока не будет сообщено требуемое количество ампер-часов (согласно паспортным данным). Заряд щелочного аккумулятора осуществляется током, равным одной четвертой его номинальной емкости, при этом аккумулятору сообщается 150 % емкости.

На тепловозах ЧМЭ3 установлена ще­лочная аккумуляторная батарея типа NKS150. Батарея состоит из 75 последовательно соеди­ненных никель-кадмиевых аккумуля­торов.

Аккумулятор пред­ставляет собой стальной никелиро­ванный сосуд 2, в который помещены полублоки положительных 3 и отри­цательных 13 электродов ламельного типа и залит электролит. Каждый электрод состоит из комплекта пло­ских коробочек (ламелей) 22, собранных в стальной рамке 21. Ламели из­готовлены из жести и заполнены ак­тивной массой — веществом, участву­ющим в химических реакциях при за­ряде (т. е. процессе превращения элек­трической энергии в химическую) и разряде (обратном процессе) аккуму­лятора.

Д ля доступа электролита к актив­ной массе ламели имеют большое ко­личество мелких отверстий. При заря­женном аккумуляторе активная масса положительных электродов — гидрат окиси никеля [№(ОН)з], а отрицатель­ных — губчатый кадмий с примесью губчатого железа. Электролитом слу­жит 20 % раствор едкого кали (КОН ) в дистиллированной воде. Для увеличения срока службы электроли­та в него добавляют едкий литий.

Аккумуляторная батарея типа NKS150:

а -аккумулятор и его части; б - ящик секций батареи и подвеска аккумулятора; в -схема соединения аккуму­ляторов; 1 - выступ; 2- сосуд; 3, 13 - полублоки положительных и отрицательных электродов; 4 - борн; 5 - крышка; 6 - горловина; 7 -колпачок; 8,26 -пластины; 9,14,16 - гайки; 10,15- шайбы; 11 - пластмассовое кольцо; 12 - резиновая втулка; 17 - шпилька; 18 -дистанционное кольцо; 19 -перемычка; 20 - боковой изо­лятор; 21 -рамка; 22 - ламель; 23 - сепаратор; 24 -скоба; 25 - торцовая стенка; 27 -рым-болт; 28, 30 -бо­ковая и нижняя доски; 29 -поперечная перегородка; 31 - пластмассовая втулка

Электроды одной полярности со­бирают в общий полублок посредст­вом шпильки 17проходящей че­рез отверстия в верхней части рамок и закрепленной двумя гайками 16. По­лублоки собраны соответственно из 17 положительных и 16 отрицательных электродов (пластин), т. е. каждый от­рицательный электрод расположен между двумя положительными. Две крайние положительные пластины со­прикасаются с корпусом, а все отрица­тельные пластины отделены от него пластмассовыми боковыми изолято­рами 20. Для фиксации расстояния между электродами одного полублока на шпильку надевают стальные дис­танционные кольца 18.

Разноименные электроды разде­лены сепараторами 23 в виде эбонито­вых стержней (палочек), не допускаю­щих короткого замыкания внутри ак­кумулятора.

Сверху к сосуду приварена сталь­ная штампованная крышка 5, через отверстия в которой выведены токопроводящие штыри (борны) 4, надетые на шпильки 17. Для заливки электро­лита в крышке имеется горловина 6, закрытая стальным колпачком 7, снабженным пластинчатой пружиной. Борны уплотняют в крышке резино­выми втулками 12, на которые сверху надевают пластмассовые кольца 11 (красного цвета для полублока поло­жительных пластин, белого или голу­бого цвета для полублока отрицатель­ных). На кольца 11 кладут стальные шайбы 10, каждый полублок закреп­ляют на крышке в подвешенном поло­жении гайками 9, навернутыми на борны.

Для увеличения механической прочности стенки сосуда сделаны гоф­рированными. К ним приварены

стальные цилиндрические выступы 1, используемые для подвески аккуму­лятора в деревянном ящике. Пять ак­кумуляторов, установленных в от­дельном ящике, образуют секцию ба­тареи. Ящик собран из двух торцовых стенок 25, четырех бо­ковых досок 28 поперечной перего­родки 29 и двух нижних досок 30, уси­ленных прикрепленными к ним сталь­ными скобами 24. На торцовых стен­ках укреплены винтами пластины 26 с приваренными к ним выступами. В резьбовые отверстия выступов ввер­нуты рым-болты 27, служащие для транспортировки секции.

Боковые доски 28 имеют по 10 глу­хих отверстий, в которые вставлены пластмассовые втулки 31. При сборке секции ящик устанавливают на специ­альном стенде в наклонном положе­нии, снимают с одной стороны боко­вые доски и ставят каждый аккумуля­тор так, чтобы выступы сосуда вошли в пластмассовые втулки 31. После крепления снятых боковых досок и возвращения секции в вертикальное положение все аккумуляторы будут подвешены в ящике, не касаясь его дна.

Все 15 секций батареи установле­ны в задней части капота на двух свар­ных стеллажах, расположенных в раз­ных уровнях. С правой стороны по хо­ду тепловоза расположены аккумуля­торы с 1-го по 20-й (вверху) и с 21-го по 40-й (внизу), с левой стороны — с 41-го по 60-й (внизу) и с 61-го по 75-й (вверху). Аккумуляторы соединены между собой медными пластинами 8, покрытыми слоем свинца, а секции — гибкими многожильными перемычка­ми 19. Все межэлементные и межсек­ционные соединения батареи закреп­лены на борнах гайками 14, под кото­рые поставлены стальные шайбы 75.

"Плюс" и "минус" батареи соединены кабелями 21 и 23 с плюсовым и минусовым зажимами ру­бильника ОБА. От «плюса» 21-гоакку­мулятора через провод Р1 напряжение 75 В подведено к цепям поездной радио­станции, от «плюса» 41-го аккуму­лятора через провод А58 — 50 В к цепям АЛСН, от «плюса» 61-го аккуму­лятора через провод 45, средний нож рубильника ОБА, провод 29, плавкий предохранитель П300 на 6 А, провод 309, замыкающие контакты КУ1 и провод 300 — 24 В к цепям пожарной сигнализации. На тепловозах ЧМЭЗ до № 923 к роводу 300 подключены также электротермо­метры и электроманометры, установ­ленные на пульте управления.

На тепловозах первых выпусков применены щелочные батареи с желе-зоникелевыми аккумуляторами, не отличающиеся по конструкции и сво­им техническим данным от описан­ных. В таких аккумуляторах активная масса отрицательного электрода со­стоит из губчатого железа; по концам пакета установлены отрицательные пластины, т. е. число положительных пластин на одну меньше, чем отрица­тельных.

На тепловозах ТЭ10 установлена ще­лочная аккумуляторная батарея типа