2. Общие сведения о тяговых электрических машинах, применяемых в электрических передачах локомотивов.
. Электрические машины постоянного тока
В электрических передачах локомотивов применяются тяговые генераторы и тяговые электродвигатели постоянного тока. Как тяговые генераторы, так и тяговые электродвигатели являются обратимыми, т.е. могут работать как в генераторном, так и двигательном режимах. По конструкции и принципу действия тяговые генераторы и тяговые электродвигатели постоянного тока подобны.
Тяговая электрическая машина постоянного тока состоит из неподвижной части, называемой остовом, и вращающейся части, называемой якорем, а также конструктивных элементов – вала, подшипников и подшипниковых щитов. Остов и якорь расположены коаксиально и отделены друг от друга воздушным зазором. На остове расположена обмотка возбуждения, предназначенная для создания основного магнитного потока, а на якоре – якорная обмотка. Обмотку возбуждения тяговой электрической машины постоянного тока выполняют в виде катушек и размещают на полюсах, называемых главными. Для улучшения процесса коммутации в коллекторно-щеточном узле на остове между главными полюсами устанавливаются также добавочные полюсы. Остов выполняет функции магнитопровода. Таким образом, магнитная система электрической машины включает в себя остов, главные и добавочные полюса. С целью ослабления вихревых токов и уменьшения магнитных потерь, сердечники полюсов и якорь выполняют шихтованными, т.е. набирают из изолированных тонких листов электротехнической стали. Якорная обмотка состоит из секций, выполненных из изолированных медных проводников. Концы секций обмотки якоря припаивают к коллекторным пластинам. Секции укладывают в пазы на поверхности якоря. Коллектор, щетки и щеткодержатели образуют коллекторно-щеточный узел. На рис. 2.1. и 2.2. показаны примеры изображения тяговых электродвигателей и тяговых генераторов постоянного тока на электрических схемах.
Рис. 2.1. Тяговый
электродвигатель постоянного тока
с
последовательным возбуждением
2.2. Синхронные тяговые электрические машины
Синхронные электрические машины в электрических передачах локомотивов используются в основном как генераторы. Синхронный генератор состоит из неподвижной части – статора, в пазах которого размещены многофазные силовые обмотки, и вращающейся части – ротора с обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения подключена к источнику постоянного тока при помощи двух контактных колец со щетками. При вращении ротора в рабочем воздушном зазоре синхронного генератора возникает вращающееся магнитное поле, которое наводит ЭДС в статорных обмотках. Ток нагрузки создает в статорных обмотках дополнительное вращающееся электромагнитное поле, имеющее то же направление и частоту вращения, что и основное поле возбуждения, т.е. оба поля вращаются синхронно. По этой причине эти электрические машины называют синхронными. Вращающаяся обмотка возбуждения размещена на полюсах, сердечники которых выполнены шихтованными. Статор также набирается из отдельных листов электротехнической стали. На рис. 2.3. показан пример изображения тягового синхронного генератора на электрических схемах.
