Электрические машины

В системах электроснабжения пассажирских вагонов применяются генераторы двух типов: постоянного и переменного тока, а также различные электродвигатели, являющиеся приводами компрессора холодильной машины, вентиляторов салонов, аккумуляторных батарей и др.

Принцип работы генератора: за счет остаточной намагниченности статора в генераторе всегда имеется небольшое по величине магнитное поле. При движении вагона ротор вращается в этом слабом магнитном поле. Под действием его в проводниках обмотки статора возникает электродвижущая сила, под действием которой по обмоткам возбуждения потечет ток возбуждения. Ток возбуждения вызывает появление магнитного потока, который имеет большое значение, чем поток остаточного магнетизма. Соответственно увеличивается ток, протекающий через обмотки возбуждения. Происходит самовозбуждение генератора. Через обмотки возбуждения протекает электрический ток, который приводит ротор в движение. При вращении ротора зубцы статора поочередно совпадают с зубцами и пазами ротора. При этом между ротором и статором возникают магнитные потоки (максимальный поток - «зуб ротора-зуб статора», минимальный поток - «зуб статора-раз ротора»). Таким образом, при вращении ротора пульсирует магнитный поток и при подключении нагрузки к обмоткам, расположенным в зубах статора, течет переменный ток.

Устройство генератора переменного тока показано на рисунке 3:

Р исунок 3 — Устройство генератора переменного тока

1- основа; 2- крепительная шайба; 3- крышка; 4- шариковый подшипник; 5- втулка; 6,13- подшипниковые щиты; 7,8,9- обмотки возбуждения; 10- ротор; 11- статор; 12- вал; 14- роликовый подшипник; 15- крышка подшипника; 16- масленка; 17,18- зубцовые обмотки; 19- клемная коробка.

t11

t12

В системах электроснабжения пассажирских вагонов без кондиционирования воздуха применяются следующие типы генераторов: генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением (продольного поля) типов 23/07, PW-114, EV-648/1 (все фирмы «Газелан»), синхронные генераторы переменного тока типов ГСВ, 2ГВ-003, 2ГВ-008, ЭГВ-01.У1.

Генераторы имеют привод от оси колесной пары и выполнены полностью закрытыми. Генераторы устанавливают под вагоном, охлаждение их происходит за счет обдува воздухом при движении поезда. В некоторых конструкциях на вал якоря насаживают вентилятор для более интенсивного охлаждения генератора.

Генераторами фирмы «Газелан» оборудованы пассажирские вагоны постройки заводов Германии и Польши. Для генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением не требуется дополнительного источника электроэнергии для питания цепи возбуждения, а их напряжение мало изменяется при колебаниях нагрузки.

Генераторы с параллельным возбуждением типа 23/07.11 применяются с плоскоременным приводом (не используется), типов 23/07.17, 23/07.19, 23/07.21, PW-114AB и EV-648/1  с редукторно-карданным.

Номинальная мощность генератора типа 23/07 составляет 4,5...4,9 кВт; выходное напряжение 53...65 В при максимальном рабочем токе 70...75 А. Генератор нормально работает при скорости поезда до 160 км/ч и более.

Электромашинные преобразователи

На вагонах с кондиционированием воздуха при автономной системе электроснабжения устанавливают электромашинные преобразователи. Они представляют собой агрегаты, состоящие из смонтированных в одном корпусе асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, питающегося от внешней сети напряжением 220/380 В или только 380 В, и генератора постоянного или переменного тока со смешанным возбуждением с напряжением на выходе 135...150 В. Обе машины имеют между собой только механическую связь. Генератор выполняет такую же функцию, как и на вагонах без кондиционирования воздуха, а электродвигатель предназначен для привода генератора при длительных отстоях в парках формирования и оборота, чтобы можно было производить зарядку аккумуляторной батареи и проверять работоспособность всего электрооборудования. Привод генератора при движении вагона осуществляется от средней части оси колесной пары через редуктор, карданный вал и фрикционную муфту сцепления.

t15

t15

t17

На пассажирских вагонах установлены следующие типы электромашинных преобразователей:

2ПВ-001.2 (с синхронным трехфазным генератором переменного тока)  на вагонах постройки отечественных заводов,

DUGG-28B  на вагонах постройки заводов Германии,

K694L/XP44L  на вагонах постройки заводов Венгрии.

В двух последних используются генераторы постоянного тока.

Преобразователь типа DUGG-28B (рисунок 4) представляет собой двухмашинный агрегат, состоящий из электродвигателя трехфазного тока 2 и генератора 3 с переключателем полюсов. Электродвигатель и генератор конструктивно объединены в один узел на общем валу 1. Агрегат закрепляют на раме вагона через резиновые амортизаторы.

Рисунок 4 - Электромашинный преобразователь типа DUGG-28B: 1 - вал; 2 - электродвигатель трехфазного тока; 3 - генератор постоянного тока