Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Подвижной состав железных дорог. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
.pdf
1. Определение класса коммутации
Степень
искрения
(класс
коммутации),
балл
Характеристика
степени искрения
Состояние
коллектора и щёток
1
Отсутствие искрения
(темная коммутация)
Отсутствие почернения на
коллекторе и нагара на щётках
Слабое точечное искрение под
небольшой частью щётки
То же
Слабое искрение под большей частью
щётки
Появление следов почернения
на коллекторе, легко
устраняемых протиранием
поверхности коллектора
бензином, а так же следов
нагара на щётках
2
Искрение под всем краем щётки.
Допускается только при
кратковременных толчках нагрузки и
перегрузке.
Появление следов почернения
на коллекторе, не
устраняемых протиранием
поверхности коллектора
бензином, а также следов
нагара на щётках
3
Значительное искрение под всем краем
щётки с наличием крупных и
вылетающих искр. Допускается только
для моментов прямого (без реостатных
ступеней) включения или
реверсирования машин, если при этом
коллектор и щётки остаются в
состоянии, пригодном для дальнейшей
работы.
Значительное почернение на
коллекторе, не устраняемое
протиранием поверхности
коллектора бензином, а также
подгар и разрушение щёток.
Проверка коммутации (качества токосъема) производится при
вращении в обе стороны по 30с при силе тока 1100А и напряжении 303В.
Характеристики классов коммутации приведены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 – Характеристики классов коммутации
41
Допустимая степень коммутации
т. е. такая, при которой
происходит слабое искрение под большей частью щёток (примерно у
половины щёток), При плохой коммутации обращают внимание на
правильность установки щёткодержателей, состояние контактной
поверхности коллектора якоря, качество щёток и их притирки, величину
контактного нажатия на щётки и т. д. Степень искрения щёток определяют
визуально или индикатором искрения.
2. Отчет по работе
По результатам измерений:
- заполнить таблицу и построить зависимости давления на щётку от ее
величины;
- определить класс коммутации щёток ТЭД ЭД-118А;
- привести характеристики классов коммутации.
Таблица экспериментальных данных
Выводы:______________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3. Контрольные вопросы к отчету
1) Состояние каких узлов электрических машин влияет на класс
коммутации?
2) Как по щётке определить завод производителя щёток?
3) Норматив технического состояния узлов КЩУ в эксплуатации.
4) Методика определения класса коммутации ТЭД
Литература
1. Попов В.Г. Техногенное воздействие высокоскоростного
железнодорожного транспорта на окружающую среду [Текст] / В.Г.
Попов, Ф.И. Cухов // Методические указания – М.: МИИТ, 2009. - 120 с.
2. ГОСТ Р-50952-96 Тепловозы. Экологические требования. Основные
положения [Текст]. – Введ. 1997-07-01. – М.: Госстандарт, 1996. - 7 с.
3. Кузьмич В.Д. Локомотивы. Общий курс [Текст] / В.Д. Кузьмич, В.С.
Руднев, Ю.Е. Просвиров // Учебник.- М.: ФГОУ «Учебно-методический
центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. - 582 с.
42
Лабораторная работы №7
Конструктивные параметры основных элементов тяговых генераторов
переменного тока
Цель работы
1. Изучить теоретическую часть лабораторной работы.
2. С помощью плакатов и на натурном образце изучить устройство и
назначение элементов конструкции синхронного генератора тока ГС- 501А.
3. Вычертить продольный и поперечный разрезы генератора. Дать
наименование основных элементов его конструкции.
4. Сделать краткие выводы по выполненной работе.
Теоретическая часть
Создание тепловозных тяговых генераторов постоянного тока большой
мощности вызывает не только рост их размеров и массы, осложняя
размещение на локомотиве, но и связано с принципиальными трудностями
обеспечения надежности токосъема при применении коллектора.
Необходимо было от него отказаться, а это означало переход от него на
электрическую машину переменного тока.
В генераторах постоянного и переменного тока для получения ЭДС
необходимо иметь магнитное поле и проводники, пересекающие это поле.
При этом безразлично, будет ли перемещаться проводник или магнит. Это
позволяет обмотку, в которой индуцируется ЭДС, располагать на
неподвижной части генератора переменного тока. Во вращение приводятся
полюсы с обмоткой возбуждения. Внешняя силовая цепь генератора
присоединяется к неподвижным выводам его обмоток. Контактные кольца и
щётки применяются лишь для подвода электрического тока к вращающейся
обмотки возбуждения генератора. Мощность, требующаяся для возбуждения,
во много раз меньше мощности генератора. Поэтому осуществить подвод
тока с помощью скользящих контактов в обмотку возбуждения несравненно
проще.
Поскольку на тепловозах тяговые генераторы переменного тока
работают последовательно с выпрямителями, то для снижения пульсации
выпрямленного тока их выполняют многофазными. Так, тяговый генератор
типа ГС-501А имеет в статоре две независимые трехфазные обмотки, оси
которых сдвинуты друг относительно друга, так что генератор получается
как бы шестифазным.
43
Рисунок 7.1
– Тяговый генератор ГС
-501А
43
Рисунок 7.2 – Устройство тягового генератора ГС-501А
1 – дистанционные кольца; 2 – сферический роликоподшипник; 3 - ступица; 4
– крышка подшипника; 5 – контактные кольца; 6 – щеткодержатель со
щеткой; 7 - ротор; 8 – подшипниковый щит; 9 - статор; 10 – обмотка статора;
14 - обмоткодержатель; 15 – корпус статора; 16 – сердечник статора; 21 – вал
ротора; 22 – фланец ротора; 23 – корпус ротора; 24 – сердечник индуктора.
44
Вырабатываемый генератором переменный ток частотой 35-100 Гц идет
Рисунок 7.3 – Устройство тягового генератора ГС-501А
11 – катушка полюса ротора; 12 – полюс ротора; 13 – демпферная обмотка;
17 – паз сердечника статора; 18 – вентиляционный канал; 19 – сердечник
полюса ротора; 20 - клин; 27 – опорная лапа; 28 – ребра жесткости.
в выпрямительную установку, а затем выпрямленный к тяговым
электродвигателям постоянного тока.
По конструкции основных элементов генератор типа ГС-501А
существенно отличается от генераторов постоянного тока. Его основные
элементы: статор, ротор, торцевой щит с подшипником, быстросъемными
крышками, щёткодержателями и торцевой патрубок для подвода
охлаждающего воздуха (см. рисунки 7.1 – 7.3).
Корпус сварной, изготовлен из стальных листов, которым с помощью
вальцевания придается цилиндрическая форма. К корпусу параллельно его
оси с двух сторон приварены опорные лапы для установки генератора на
поддизельную раму.
45
Рисунок 7.4 – Схема электрических соединений тягового генератора ГС-501А
10, 29 – обмотка статора; 20 - клин; 30 – полюс возбуждения.
Перпендикулярно лапам для повышения их жесткости приварены к
корпусу стальные ребра с проушинами, предназначенные для подъема и
транспортировки генератора. В верхней части корпуса имеются кронштейны
для установки синхронного возбудителя, стартер–генератора и коннекторной
коробки для выводных кабелей.
Сердечник выполнен из штампованных, изолированных друг от друга
(для уменьшения вихревых токов) листов высоколегированной
электротехнической стали толщиной 0,5 мм. После шихтовки сердечник
стягивается с помощью шпилек и нажимных шайб. В листах сердечника
выштампованы 144 паза и 120 вентиляционных отверстий диаметром 27 мм.
Обмотка двухслойная волновая, стержневая. Шаг по пазам 1-13-25,
выполнена из медного изолированного провода размером 2,1×9,3 мм и
уложена в пазы. Изолирована от корпуса полиамидной и активированной
фторопластовой пленками с выстилкой паза пленкостеклотканью.
46
Схема электрических соединений тягового генератора ГС-501А показана
Рисунок 7.5 – Схема электрических соединений тягового генератора ГСТ
2800-1000
на рисунке 7.4.
Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения обмотка
выполнена по схеме двух независимых звезд (с двумя параллельными
ветвями в каждой), сдвинутых одна относительно другой на 30ºС.
Электросекция обмотки прямоугольной формы, соответствующей форме
паза сердечника, выполнена из девяти уложенных друг на друга широкой
стороной медных проводников. Лобовые части обмотки крепятся к корпусу
статора с помощью пластмассовых обмоткодержателей с запрессованными в
них шпильками. Система выводов обмотки статора усиленная, и пайка их к
шинам производится серебросодержащим припоем: всего- шесть фазных, два
нулевых вывода и два вывода обмотки возбуждения.
На современных тепловозах последнего поколения 2ТЭ116У, ТЭП70БС
и 2ТЭ70 применен тяговый синхронный генератор ГСТ 2800-1000, который
имеет аналогичную конструкцию, но отличается схемой электрических
соединений обмоток, показанной на рисунке 7.5.
47
Выводы обмоток предназначены для подключения тягового генератора к
электрическим цепям тепловоза. Обмотка статора имеет шесть выводов (по
три от каждой «звезды» - 1С1, 1С2, 1С3 и 2С1, 2С2, 2С3) и два вывода от
нулевых точек (1О и 2О). Выводы фаз представляют собой гибкие шины,
набранные из тонкой медной ленты, паянные к жестким луженым контактам
с отверстиями для подключения к потребителям.
Ротор состоит из:
вала;
корпуса;
фланца;
индуктора;
двенадцати полюсов возбуждения.
Вал ротора выполнен укороченным, запрессован во втулку корпуса и
имеет свободный конец, позволяющий отбор мощности на собственные
нужды тепловоза.
Корпус сварно–литой конструкции, круглого сечения. С одного конца в
него вварена стальная литая втулка, а с другого фланец. По периметру к
корпусу приварены ребра, на которые нашихтовывается индуктор.
Фланцем корпус крепится к ведомому диску пластинчатой муфты
призонными болтами.
Индуктор набирается из двухмиллиметровых стальных листов и
стягивается нажимными шайбами. В листах выштампованы 12 пазов в виде
«ласточкиного хвоста», в которых клиньями крепят полюса возбуждения.
Полюс возбуждения состоит из сердечника, катушки и демпферной
обмотки.
Сердечник набирается из листов стали толщиной 1,4 мм,
спрессовывается и стягивается четырьмя стальными шпильками.
Катушка выполнена из медной ленты ЛММ размером 1,35+25 мм,
гнутой на ребро. Между витками меди проложена изоляция, катушка
пропитана в сборе с сердечником в эпоксидном компаунде и имеет изоляцию
типа «монолит-2» класса F и 66 витков.
Демпферная (компенсационная) обмотка встроена в пазы полюсных
наконечников. Она выполнена из восьми медных стержней диаметром 12 мм,
соединенных между собой по торцам короткозамыкающими сегментами и
пропаяны в них, либо из стальных стержней, приваренных по торцам к
полюсным щекам.
В отличие от тягового генератора ГС-501А ротор генератора ГСТ 28001000 выполнен без компенсационной обмотки (см. рисунок 7.5).
48
Ротор имеет два вывода U1 и U2, представляющие собой провода с
наконечниками. Выводы предназначены для включения тягового генератора
во внешнюю цепь возбуждения. С противоположной стороны ротора имеется
фланец, с помощью которого через эластичную пластинчатую муфту ротор
соединен с фланцем коленчатого вала дизеля.
Корпус генератора сварной. Статор собран в корпусе, но вместо
полюсов он, подобно якорю генератора постоянного тока, имеет сердечник,
изготовленный из сегментных листов электротехнической стали. Листы
стянуты нажимными шайбами и болтами. В пазы сердечника вложена и
закреплена пластмассовыми клиньями обмотка. Обмотка статора выполнена
по схеме двух трехфазных звезд, с двумя параллельными ветвями в каждой,
поэтому имеет шесть выводов фаз и два вывода нулевых точек, к которым
присоединяются выпрямители.
Корпус ротора генератора так же сварной, выполнен по типу корпуса
якоря тепловозных генераторов постоянного тока; в отличие от последних
имеет вместо коллектора контактные кольца, насаженные на ступицу остова
через изолированный цилиндр, на который нашихтован магнитопровод на
листовой стали для крепления 12 полюсов магнитной системы. Все катушки
полюсов соединены последовательно. Начало и конец соединения выведены
на контактные кольца, по которым скользят электрические щётки,
установленные в щёткодержателях. С их помощью обмотка возбуждения
получает питание от возбудителя. От действия центробежных сил полюса
удерживаются специальными башмаками, в пазах которых уложены стержни,
образующие вместе с соединительными дугами успокоительную
(демпферную) обмотку, улучшающую работу генератора при переходных
режимах.
Конструкция подшипникового щита, вмонтированного в него
подшипника, укрепленных на щите через изоляторы щёткодержателей, а
также патрубка для подвода охлаждающего воздуха аналогичны
конструкциям генераторов постоянного тока.
Рассмотренный генератор называют синхронным, поскольку частота
fпеременной ЭДС, возбуждаемой в его обмотках, строго пропорциональна
частоте вращения ротора:
где n – частота вращения якоря, с-1;
p – число пар полюсов магнитной системы генератора.
Номинальная частота вращения ротора n=1000 об/мин или 16,66 с-1.
Число пар полюсов p=12/2=6. Тогда частота вырабатываемого тока (Гц):
49
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]