книги из ГПНТБ / Алябьев, В. И. Самоходные лесопогрузчики учебник для проф.-тех. учеб. заведений

тока находятся под одинаковым напряжением. Электрические лампы и электрические двигатели, которые должны работать при определенном напряжении, обычно включаются параллельно.

При с м е ш а н н о м с о е д и н е н и и (рис. 72, в) два участка электрической цепи АБ и БВ соединены последовательно, причем участок БВ состоит из двух параллельных ветвей.

Тепловое действие тока. Электрический ток, протекающий по проводнику, нагревает его. Чем больше сила тока, тем сильнее нагреваются провода; если увеличить силу тока вдвое, нагревание проводов увеличится в 4 раза. Чем больше время, в течение ко­ торого ток протекает по проводам, тем больше выделяется тепла. Таким образом, количество тепла, выделяемое в проводниках,

прямо пропорционально квадрату то­ ка, сопротивлению проводника и вре­ мени, в течение которого ток проходит по проводнику. При правильно выбран­ ном поперечном сечении проводников их температура не превышает допусти­ мых пределов.

Электромагнетизм. Некоторые ви­ ды железных руд обладают способ­ ностью притягивать к себе железные тела. Такие руды называются естест­ венными магнитами. Помимо руд, в технике применяют искусственныемагниты, которые изготовляются из стали и намагничиваются искусствен­ ным путем. Пространство, в котором

проявляется действие магнита, называется магнитным полем; ли­ нии, по направлению которых действуют магнитные силы, назы­ ваются магнитными силовыми линиями.

Электрический ток, протекающий по проводнику, такте создает магнитное поле вокруг проводника. Между магнитными полями проводников с токами существует взаимодействие. Например, два параллельных проводника, по которым протекает ток в одном направлении, притягиваются, в противоположных направлениях —

отталкиваются.

Если проводник движется в магнитном поле (рис. 73), пере­ секая магнитные силовые линии, в проводнике появляется (воз­ буждается) электродвижущая сила (напряжение). Это явление называется электромагнитной индукцией.

Электродвижущая сила, появляющаяся при этом в проводнике, и вызываемый ею ток называются индуктированными.

На явлении электромагнитной индукции основана работа элект­ рических генераторов, преобразующих механическую энергию в электрическую.

Если через проводник, находящийся в магнитном поле, про­ пустить ток, то на проводник будет действовать механическая сила, которая заставит проводник перемещаться. Действие механической

120

силы на проводник с током, находящийся в магнитном поле, ис­ пользуется в электродвигателях, преобразующих электрическую энергию в механическую.

Понятие о постоянном и переменном токе. Постоянным назы­ вается ток, протекающий по проводнику в одном направлении. Пе­ ременным называется ток, который меняет как свое направление в цепи, так и величину.

Из переменных токов имеет большое распространение синусо­ идальный ток, показанный на рис. 74. Этот ток, проходи в одном направлении, увеличивается от нуля до положительного макси­ мума, затем уменьшается снова до нуля и идет в обратном на­ правлении, увеличиваясь до отрицательного максимума и умень­ шается до нуля. Далее изменения тока повторяются. Такой ток называется также периодическим однофазным.

Ток

L

тота переменного тока в СССР—50 периодов в секунду).

На практике получил распространение трехфазный переменный ток и трехфазное напряжение. Трехфазное напряжение получается от генератора трехфазного тока, имеющего три независимые об­ мотки, оси которых сдвинуты в пространстве на 120°, причем каж­ дая из обмоток служит как бы отдельным генератором. Напряже­ ния этих трех обмоток (фаз) изменяются во времени со сдвигом на '/з периода. У каждой из трех фаз (обмоток) трехфазного ге­ нератора имеется начало и конец. Если концы трех фаз соединить в нулевую точку, то получится соединение звездой.

Схема генератора трехфазного тока, обмотка которого соеди­ нена звездой, показана на рис. 75, ш Напряжение между нулевой (нулевой провод) и точками 1, 2 или 3 (фазные провода) назы­ вается фазным. Напряжение между фазными проводами - назы­ вается линейным. При соединении звездой линейное напряжение в 1,73 раза больше фазного. Кроме соединения звездой, приме­ няется соединение треугольником (рис. 75, б). В этом случае конец первой фазы соединен с началом второй, конец второй — с началом

121

третьей и конец третьей — с началом первой фазы. При соединении генератора треугольником напряжение между проводами, связы­ вающими -его с потребителем, — линейное напряжение — является в то же время и фазным, т. е. фазное напряжение будет равно линейному.

Трехфазный переменный ток более распространен, так как по сравнению с однофазным требует для проводов на 25% меньше металла, а генераторы и электродвигатели трехфазного тока де­ шевле, чем однофазного.

Аппараты, при помощи которых переменный ток одного напря­ жения преобразуется в переменный ток другого напряжения, на­ зываются трансформаторами.

В состав электрооборудования погрузчиков входит система за­ пуска двигателя при помощи стартера, а также система освещения фронта работ, дороги при движении погрузчика и кабины опе­ ратора.

Как правило, в погрузчиках, выполненных на базе отечествен­ ных тракторов, полностью используется электрооборудование трактора. В состав системы электрооборудования погрузчиков входят источники питания, электродвигатели, аппаратура для уп­ равления, защиты и контроля, осветительная аппаратура и про­ вода.

§ 24. Источники питания, электростартер пускового приспособления, реле-регулятор

Источниками питания в схемах электрооборудования погруз­

крышки 4, приводного шкива 5.

Электрическая схема генератора показана на рис. 77. Якорь является вращающейся частью генератора, в обмотке которого индуктируется электродвижущая сила (э. д. с.), и представляет собой вал, на который напрессован сердечник, состоящий из лис­ тов электромагнитной стали. В пазы сердечника заложены про­ водники петлевой обмотки, выполненной из провода с высокопроч­ ной изоляцией. Начало и концы секций обмотки якоря пайкой соединены с пластинами коллектора. Якорь вращается на двух под­ шипниках, размещенных в крышках генератора.

Корпус генератора является частью магнитопровода и пред­ ставляет собой полый цилиндр. Внутри корпуса расположены два полюса, закрепленных винтами. На каждый полюс установлено по одной катушке возбуждения, намотанной из витков провода. Между собой катушки соединены последовательно.

На корпусе смонтированы выводные болты генератора, которые соединяются с соответствующими клеммами реле-регулятора. Один конец обмотки возбуждения присоединен к выводному бол­

122

ту Ш шунта (с изолированным от массы выходом), а другой со­ единен с массой через щеткодержатель.

В корпусе генератора имеются окна для доступа к щеткам и коллектору, закрытые защитной лентой с прокладкой. На торце корпуса сделаны прорези для установки крышек в соответствую­ щем положении. Кроме того, на корпусе имеется винт с меткой М, предназначенной для провода, соединяющего корпус генера­ тора с корпусом реле-регулятора. Задняя крышка отлита из серого чугуна и снабжена лапой для крепления генератора. На торцовой

части расположены два щеткодержателя. К щеткодержателю, сое­ диненному с массой, крепятся провод минусовой щетки и один конец обмотки возбуждения. К щеткодержателю, изолированному от массы, крепятся провод плюсовой щетки и выводной болт Я (якорный).

Четыре обмотки возбуждения статора соединяются между со­

конец обмоток подводится к клемме Ш и через обмотки регуля­ тора напряжения соединяется с корпусом, а следовательно, и с плюсовыми щетками генератора. Таким образом, обмотки воз­ буждения имеют параллельное соединение с якорем.

(однопроводная схема). Электрический ток, вырабатываемый сек­ циями якоря, снимается коллекторными щетками. Ток направлен

123

от плюсовых щеток через массу к потребителям и возвращается от них по наружному проводу через клемму Я к минусовой щетке якоря (постоянный ток всегда направлен от плюсовых щеток через потребителя к минусовым щеткам).

Часть тока, снимаемого щетками, направляется через обмотки возбуждения для образования магнитного поля между полюсами статора.

Рядом расположенные полюсы статора имеют противополож­ ную полярность, что объясняется разным направлением укладки

э. д. с., выпрямляется коллектором в постоянный, идущий к по­ требителям и, частично, в обмотку возбуждения для поддержания магнитного потока между сердечниками.

Плотность магнитного потока между полюсами изменяется в за­ висимости от тока, проходящего через обмотки возбуждения. Когда в обмотках возбуждения ток отсутствует (генератор не ра­ ботает), плотность магнитного потока наименьшая. Этот остаточ­ ный магнетизм полюсов обеспечивает самовозбуждение генера­ тора в начале работы. При увеличении скорости вращения якоря

124

его секции чаще пересекают магнитный поток полюсов, поэтому на­ пряжение на коллекторных щетках возрастает. Под действием бо­ лее высокого напряжения через обмотку возбуждения течет боль­ шой ток. Это усиливает магнитный поток между полюсами, что

пластин. Одноименные пластины объединены бареткой (пластин­ кой из сплава свинца и сурьмы) в полублок.

Полублоки отрицательных и положительных пластин собраны в блок. Для того чтобы разноименные пластины не соприкасались,

Рис. 78. Электрическая схема реле-регулятора:

а — путь тока при замкнутых контактах прерывателя; б — путь тока при разомкнутых кон­ тактах прерывателя; / — потребители тока; 2 — конденсатор; 3 — вибратор; 4 — сердечник; 5 — коллектор; 6 — щетки

размещены в пластмассовом баке, внутри которого на стенках на­ ходятся кислотостойкие вставки. Сверху бак герметически закрыт крышкой из пластмассы. В крышке над каждым аккумулятором имеются четыре отверстия: два крайних для вывода штырей бло­ ков пластин, одно для заливки электролита и одно вентиляцион­ ное отверстие, сообщающее внутреннюю полость с атмосферой.

В бак аккумуляторной батареи заливается электролит, состоя­ щий из водного раствора аккумуляторной серной кислоты. В за­ висимости от времени года и климатического пояса плотность электролита должна быть различной. Уход за аккумуляторной ба­ тареей необходимо проводить, руководствуясь «Правилами экс­ плуатации стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных ба­ тарей».

Р е л е - р е г у л я т о р служит для поддержания постоянного напряжения и должно ограничивать ток и автоматически отклю­ чать генератор при падении напряжения ниже допустимого. Уст­ роено реле следующим образом (рис. 78). Катушка реле состоит из трех обмоток; основной О, ускоряющей У, выравнивающей В и добавочного сопротивления С, намотанного из константанового провода.

125

с минусовой щеткой генератора. В точке Б к основной обмотке подсоединена ускоряющая обмотка У, имеющая противоположное направление укладки витков. Другой конец ускоряющей обмотки соединен с выравнивающей обмОткой В и общим наружным про­ водом соединен с неподвижным контактом прерывателя вибрато­ ром, массой и плюсовыми щетками. Другой конец выравнивающей обмотки соединен с добавочным сопротивлением С и . общим на­ ружным проводом подведен через обмотку возбуждения генера­ тора к минусовым щеткам. Кроме того, добавочное сопротивление соединено через массу с плюсовыми щетками. Таким образом, каж­ дая обмотка подключена к щеткам генератора и при его работе по обмоткам протекает ток, образующий магнитный поток, соз­ дающий намагниченность сердечника реле. При достаточной на­ магниченности сердечника вибратор притягивается к нему и кон­ такты прерывателя размыкаются, преодолевая усилие пружины.

Намагниченность сердечника зависит от напряжения, выраба­ тываемого генератором. При работе генератора на малых оборо­ тах или при включении большого числа потребителей напряжение на щетках якоря невелико. Под действием этого напряжения по основной обмотке потечет небольшой ток в направлении от плю­ совых щеток к минусовым (направление тока показано на рис. 78 стрелками). При этом магнитный поток в сердечнике недостаточен для того, чтобы притянуть вибратор, преодолев натяжение его пружин, и контакты прерывателя остаются в замкнутом состоя­ нии.

Ток возбуждения генератора течет от плюсовых щеток через вибратор, контакты, выравнивающую обмотку к обмотке возбуж­ дения ОВ и на минусовые щетки. Из схемы видно, что ток воз­ буждения не встречает на пути значительного сопротивления, по­ этому он имеет наибольшее значение и генератор работает под полным возбуждением.

В точке А ток, проходящий через вибратор, разветвляется, и часть его проходит к минусовым щеткам через ускоряющую об­ мотку У. Так как в ускоряющей и выравнивающей обмотках ток течет в разных направлениях, магнитные потоки этих обмоток вза­ имно погашаются и сердечник намагничивается только за счет основной обмотки О.

С увеличением скорости вращения якоря напряжение, выраба­ тываемое генератором, возрастает, и ток в основной обмотке уве­ личивается. Последнее усиливает магнитный поток в сердечнике реле, и при напряжении 12—13 в вибратор притягивается к сер­ дечнику, размыкая контакты прерывателя. Тогда ток в обмотку возбуждения ОВ пройдет от плюсовых щеток через массу и до­ бавочное сопротивление С. Такое значительное увеличение сопро­ тивления в цепи обмотки возбуждения приводит к резкому умень­ шению силы тока в обмотках, а значит, и магнитного потока между полюсами статора. Поэтому в момент размыкания контактов

126

возрастание напряжения генератора прекращается и начинается его падение.

При размыкании контактов в обмотке возбуждения возникает ток самоиндукции, направленный в сторону течения основного тока (от плюсовых щеток к минусовым). Этот ток в точке Г развет­ вляется. Часть его протекает через минусовые щетки, секции

в обмотку возбуждения ОБ. Другая часть от точки Т пройдет к точке Я в ускоряющую У и выравнивающую В обмотки и снова в обмотку возбуждения генератора. Путь тока самоиндукции по­ казан на рис. 78, б стрелками. Как видно из рисунка, ток в уско­ ряющей обмотке У изменил свое направление и вместе с током выравнивающей обмотки В создает магнитный поток, противопо­ ложный магнитному потоку основной обмотки О. По этой причине сердечник резко снижает свою намагниченность и притягивающую силу, а вибратор под действием пружины замыкает контакты пре­ рывателя. Сила тока в обмотке возбуждения начинает снова воз­ растать, и далее процесс повторяется. Непрерывное чередование размыкания и замыкания приводит к вибрированию подвижного контакта, при этом благодаря периодическому включению и вы­ ключению из цепи обмотки возбуждения добавочного сопротив­ ления нагрузка генератора поддерживается на одном уровне (12—13 в). Изменением предварительного натяжения пружины вибратора можно изменить напряжение, вырабатываемое генера­ тором. Например, при увеличении натяжения пружины увеличи­ вается противодействие притягиванию вибратора к сердечнику. Для размыкания контактов требуется усиленный магнитный поток в сердечнике, а значит, и большая сила тока в основной обмотке. Это, в свою очередь, вызывает увеличение напряжения, при кото­ ром происходит размыкание контактов.

Ток самоиндукции, проходящий йз обмотки возбуждения через якорь, может частично проходить через контакты прерывателя, вызывая в нем искрение и постепенное обгорание контактов. Что­ бы исключить сильное искрение контактов, к ним параллельно

представляет собой электродвигатель постоянного тока последова­ тельного возбуждения. Стартер работает в однопроводной системе, вторым проводом является масса трактора. Разрез стартера по продольной оси показан на рис. 79.

Стартер состоит из следующих основных частей: корпуса 5, крышки 1, катушки 6 возбуждения с полюсами 7, привода в сборе 11, 12, вала 13, якоря с обмоткой 10, уложенной в пазы пакета железа, коллектора 3 со щетками 4, включателя 8 стартера и рычажной системы 9. Вал вращается в двух вкладышах 2.

Со стороны коллектора на крышке монтируются два изолиро-

127

ванных и два неизолированных щеткодержателя. Изолированные щеткодержатели соединяются между собой медной перемычкой. К одному щеткодержателю подводится конец обмотки возбужде­ ния. Второй конец обмотки возбуждения крепится к корпусу бол­ том. Поджимаются щетки к коллектору ленточными пружинами.

На внутренней поверхности корпуса находятся четыре полюса с катушками возбуждения, соединенными между собой последова­ тельно. Привод с шестерней и роликовой муфтой свободного хода,

Рис. 79. Стартер:

перемещающимися по шлицам вала, осуществляет зацепление шес­ терни стартера с венцом маховика и передачу вращающего мо­ мента от стартера к двигателю.

Муфта свободного хода предназначена для предохранения стартера после того, как двигатель уже запущен, а шестерня стар­ тера еще некоторое время находится в зацеплении с венцом ма­ ховика.

Перемещение привода по шлицам вала производится рычагом, установленным на крышке стартера. При движении привода по шлицам в конце хода происходит замыкание контактов включа­ теля с контактом последовательной обмотки, который установлен на корпусе, чем достигается включение обмотки стартера на ак­ кумулятор.

128

После запуска двигателя рычаг возвращается в исходное по­ ложение, размыкает контакты включателя и выводит шестерню стартера из зацепления с венцом маховика.

§ 25. Электрооборудование гусеничного трактора

Принципиальное устройство электрооборудования у тракторов различных марок одинаково. Приводимое ниже описание электро­ оборудования трактора ТДТ-75 является характерным для всех гу-

сеничных тракторов, применяемых в качестве базовых для погруз­ чиков.

Электрооборудование трактора — 12-вольтовое, постоянного тока, выполненное по однопроводной системе. В качестве второго провода используется масса трактора (двигатель, рама, кабина). С массой соединены отрицательные (минусовые) полюса источни­ ков и потребителей тока.

Принципиальная схема электрооборудования трактора ТДТ-75 показана на рис. 80. В систему электрооборудования входят источ­ ники тока — аккумуляторная батарея 13, генератор 4 с реле-регу­ лятором 5 и потребители тока — электродвигатель 9 вентилятора, электростартер 15, система освещения и звуковой сигнал 3.

129