3.13. Особенности конструкции синхронных генераторов

ТГ ГС-501А (Г– генератор, С– синхронный, 501– номер разработки;

А–модификация).

СГ исключает проблему коммутации при любой мощности. В нем нет коллектора (следовательно, он более надежен), щеток значительно меньше, всего 6 штук, марки ЭГ-4, уменьшен износ их на контактных кольцах, снижена масса СГ.

Предназначен для использования на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока.

ГС-501А – это синхронная электрическая машина защищенного исполнения с явно выраженными 12 полюсами на роторе, с независимым возбуждением, с принудительной осевой системой охлаждения с поступлением воздуха извне и очист­кой его специальными фильтрами. Подача воздуха осуществляется сверху со стороны привода, а выброс — через боковые патрубки щита. Расход охлаждающего воздуха 4,45 м³/с при напоре не более 1,5 кПа.

Статор – неподвижная часть – сварной стальной корпус. В пазах железа статора располагаются 2 трехфазные обмотки, сдвинутые на угол 30° эл. с целью уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Способ соединения обмоток – звезда.

Железо статора выполнено из штампованных листов высоколегированной электротехнической стали тол­щиной 0,5 мм, в котором имеются 120 вентиляционных от­верстий диаметром 27 мм.

144 паза в статоре. 10 выводов: 6 – выводы фаз, 2 вывода – нулевые точки статора и 2 вывода от обмотки возбуждения ротора.

Ротор имеет сварно-литой корпус, безвальной конструкции, на который нашихтован и спрессован пакет из 2^х миллиметровых стальных листов индуктора. В этих листах имеются пазы формы ласточкиного хвоста, в которые клиньями крепят 12 полюсов.

Сердечники полюса ротора набраны из, отдельных, листов электротехни­ческой стали толщиной 1,4 мм марки 0,8кп, спрессованных и стянутых между со­бой при помощи нажимных шайб, 4 шпилек и гаек.

Мощность, которая передается на ротор, составляет не более 1,5% мощности генератора, уменьшена трудоемкость при ремонте. Масса и стоимость генератора снижены, в основном за счет уменьшения расходов электротехнической стали и меди.

Таблица 3.4

Показатели	Тип генератора
	ГС 504	ГП 313б
1. Мощность, кВт	2750	2700
2. Частота вращения, с-1	16,6	16,6
3. Масса, кг	6500	9000
4. Масса меди, кг	880	1507
5. Масса стали, кг	2534	3032
6. Удельная мощность, кВт/кг	0,422	0,3

Частота вращения вала СГ может быть более высокой, чем у ГПТ, что позволяет снизить массу дизель-генератора.

Катушка по­люса ротора выполнена из медной ленты ЛММ (1,35X25мм), гнутой на ребро. Между витками – изоляция. Вся катушка пропитана в эпоксидной смоле (компаунде) и имеет изоляцию типа «Монолит-2» класса F. Число витков на полюс – 66 витков. Ом.

В пазы полюсных наконечников встроена демпферная (успокои­тельная) обмотка, выполненная из восьми мед­ных или стальных стержней диаметром 12 мм, соединенных по концам дугами с помощью пайки латунью. Стержни вложены в специальные пазы, расположенные в полюсном башмаке и создают ряд короткозамкнутых контуров, демпфирующих (ослабляющих) поле, которые вращаются несинхронно.

Посредствам фланца через эластичную пластинчатую муфту ротор соединен с фланцем коленчатого вала дизеля.

Подшипниковый щит сварной конструк­ции укреплен болтами на корпусе статора. В щите име­ется выемная ступица (капсула), обеспечивающая замену роликопод­шипника без снятия генератора. Под­шипник ротора самоустанавливающийся, двухрядный, со сфери­ческими роликами. В нижней части подшипникового щита под контактными кольцами укреплен стальной патрубок для выброса из СГ нагретого воздуха.

Щетки марки ЭГ-4 помещены в латунные щеткодержатели, подводят ток от возбудителя к обмотке возбуждения.

Для перспективных магистральных тепловозов и газотурбовозов, чтобы уменьшить общие габаритные размеры и массу, упростить привод и улучшить компоновку оборудования тяговые и вспомогательные синхронные генераторы выполняют в виде единого электрогенерирующего агрегата (А-714).

Тяговый агрегат А-714 используется на тепловозе 2ТЭ121 (А – агрегат, 714 – номер разработки).

А-714 состоит из синхронного тягового генератора и синхронного вспомогательного генератора. ТГ предназначен для питания через ВУ ТЭД, а вспомогательный генератор – для питания асинхронных электродвигателей вспомогательных механизмов и цепи возбуждения ТГ.

Таблица 3.5

Наименование параметров	ГС-501А	А-714
		ТГ	ВГ
1. Мощность, кВт	2800	2800	630
2. Напряжение продолж. режима, В	360	360	400
3. Частота вращения, мин-1	1000	1000	1000
4. Число фаз	6	6	6
5. КПД	0.95	0,95	0,91
6. Масса, кг	6000	8200	8200

Роторы ТГ и ВГ явнополюсные (12 шт.) и расположены на одном валу. Имеют общий корпус с лапами для установки на поддизельной раме – это корпус статора ТГ. Корпус статора ВГ соединяется с общим корпусом.

Один подшипник в выемной ступице щита.

Вентиляция независимая.

Возбуждение ГСН осуществляется по принципу самовозбуждения. 12 полюсов на роторе получают питание от собственной статорной обмотки. Статор из Э43 толщиной 0,5 мм (40 вентиляционных отверстий, в пазах уложена волновая обмотка с изоляцией класса Н).