11, Який має полюси 6, і шайби 12. Ротор напресований

на вал 7. Підшипникові щити статора 3 мають

консольні виступи 9 у вигляді кілець, що обхвачують

шайби 12 ротора.

На полюсні наконечники статора намотані три

основних 4 (ОСО) і три додаткових 5 (ДСО) силові

обмотки (на схемі умовно показано по одній обмотці),

а на кільцеві консольні виступи дві паралельних 1

(ПОВ) і дві послідовних 8 (СОВ) обмотки збудження.

При обертанні ротора генератора між полюсними

наконечниками 10 статора по черзі встановлюються

полюсы 6 ротора 11 або його западини. Якщо проти полюсних наконечників статора знаходяться

полюсы ротора, то магнітний опір магнітопровода в напрямі, який вказаний штриховою лінією 2,

буде мінімальним. Якщо проти полюсних наконечників знаходитимуться западини ротора, то

магнітний опір різко зростає (у 10 – 20 разів).

Магнітопровід генератора в повздовжньому перерізі, що утворюється статором 3, його

полюсними наконечниками 10, полюсами ротора 6, ротором 11, шайбами 12 ротора і кільцевими

виступами 9 підшипникових щитів, має чотири ділянки, показаних лінією 2. При обертанні ротора

(до 500 об/хв), який володіє певним залишковим магнетизмом, в магнітопроводі генератора

виникає змінний магнітний потік. В результаті цього в силових обмотках індукується деяка змінна

е.р.с, що створює в паралельній обмотці, яка підключена до основної силової обмотки 4 через

випрямляч (на схемі не показано), первинний постійний струм. Магнітний потік, який наведений

струмом збудження, що з'явився, викличе індукцію в силових обмотках вищої змінної е.р.с, що

забезпечує подальше збудження генератора. Напрям обертання ротора при цьому значення не має.

При підключенні до силових обмоток навантаження виникший в них струм створить своє

магнітне поле реакції, магнітний потік якого буде направлений проти основного потоку збудження.

Щоб напруга на виході генератора не падала, в роботу включається послідовна обмотка, що

підсилює збудження.

Самостійна робота №16

Тема: Вибір електродвигунів

Правильний підбір електродвигунів має велике значення для економічної роботи

електроприводу. При завищенній потужності двигуна збільшується вартість електроприводу,

знижується його к.к.д. і коефіцієнт потужності; занижена потужність викликає передчасне

спрацювання двигуна із – за надмірного перегріву його частин і обмоток.

Найбільш відповідальним елементом в електродвигуні є ізоляція обмоток. Для ізоляції класу

А, яка прийнята в електричних машинах рухомого складу встановлена найбільша температура

нагріву 105°С. Клас А передбачає застосування бавовни шовку, паперу і інших матеріалів, які

пропитані маслом або занурених в нього, а також емалі і лаку.

Потужність двигуна, вказана на щитку або в каталозі, яка відповідає температурі

навколишнього середовища 35°С. При нижчій температурі навколишнього середовища двигун

допускає деяке перевантаження, а при вищій він повинен бути недовантажений. Найбільша

потужність короткозамкненого електродвигуна обмежується його пусковим струмом і не повинна

перевищувати 0,12 – 0,15 кВт на кожен кіловат потужності синхронного генератора. При великих

значеннях необхідній потужності приймаються двигуни з фазним ротором.

Потужність двигуна вибирається по нагріву, а потім перевіряється на перевантажувальну

здатність, і пусковий момент.

Самостійна робота №17

Тема: Характеристики асинхронних двигунів

Робочі характеристики асинхронних двигунів представляють залежності величин ковзання S

частоти обертання ротора п_z, моменту М, що розвивається,споживаного струму I₁ і потужності Р

коефіцієнта потужності соs φ і коефіцієнта корисної дії η від корисної потужності на валу машини

P₂. Ці характеристики знімають за природних умов роботи двигуна. Коли двигун нерегульований,

частота струму f₁ і напруга U₁ мережі залишаються постійними, а змінюється тільки

навантаження на валу двигуна.

Частота обертання ротора п_z = п₁(1 – S) = 60f₁(1 – S) /Р. Оскільки

при підвищенні навантаження на валу ковзання збільшується, то

частота обертання ротора зменшується. Проте частота змінюється

зазвичай не більше ніж на 5%, при зміні навантаження від нуля до

номінальної і швидкісна характеристика асинхронного двигуна

представляє жорстку залежність, що має дуже малий нахил до

горизонтальній осі.

Обертальний момент М, який розвивається двигуном,

урівноважений гальмівним моментом на валу М_Т і моментом М₀, що

йде на подолання механічних втрат двигуна: М = М_Т + М₀. При холостому ході двигуна

обертальним момент М_Т = 0 і М = М₀. Із збільшенням навантаження на валу момент М росте,

причому за рахунок деякого зменшення частоти обертання ротора збільшення обертального

моменту двигуна відбувається швидше, ніж збільшення корисної потужності на валу, і крива

обертального моменту трохи відхиляється вгору від прямої лінії.

Струм I₁, який споживається з мережі, нерівномірно змінюється при збільшенні

навантаження на валу. При холостому ході двигуна соs φ малий і струм має велику реактивну

складову і дуже малу активну. При малих навантаженнях на валу двигуна активні складові

струмів ротора і статора малі в порівнянні з реактивними. Тому зміна навантаження, тобто зміна

активній складовій струму в роторі і статорі, викликає незначну зміну цих струмів. При великих

навантаженнях активні складові струмів ротора і статора стають більше реактивних і зміна

навантаження на валу двигуна викликає значну зміну струмів в роторі і статорі.

Зміна коефіцієнта потужності при зміні навантаження на валу двигуна відбувається таким

чином. При холостому ході соs φ малий, оскільки активна складова струму статора, що

витрачається на покриття втрат в машині, мала в порівнянні з реактивною складовою цього

струму, що створює магнітний потік. При збільшенні навантаження на валу соs φ різко

підвищується, досягаючи найбільшого значення (0,8 – 0,9) за рахунок зростання активної

складової струму статора. При дуже великих навантаженнях відбувається деяке зменшення соs φ,

оскільки за рахунок значного збільшення ковзання і частоти струму в роторі росте реактивний

опір обмотки ротора. Найбільше значення соs φ відповідає номінальному навантаженню.

Коефіцієнт корисної дії η двигуна при холостому ході рівний нулю. При підвищенні

навантаження на валу коефіцієнт корисної дії різко збільшується, досягаючи найбільшого

значення при деякому навантаженні, а потім трохи зменшується.

Самостійна робота №18

Тема: Несправності машин змінного струму

Найчастіше зустрічаються наступні несправності електричних машин змінного струму:

обриви вивідних проводів, обриви або міжвіткові замикання обмоток статора і збудження,

замикання цих обмоток на корпус. Окрім цього, в машинах спостерігається спрацювання і

руйнування підшипників, спрацювання шийок валу ротора розробка шпоночної канавки валу,

пошкодження різьблення валу, заклинювання валу підвіски генераторів з ремінним приводом і ін.

Виводи дроту у генератора ГСВ – 2, ГСВ – 8 найчастіше ушкоджуються приводним пасом,

що розшарувався. Причини виникнення обриву, міжвіткових замикань в обмотках машин змінного

струму, замикання їх на корпус такі ж, як і у машин постійного струму, тому їх визначають такими

ж способами.

При визначенні опору ізоляції генераторів перевіряють опори не тільки між кожною фазою і

корпусом, але і між вивідними затискачами основної і додаткової обмоток, оскільки ці обмотки

укладені в одних пазах і повинні бути надійно ізольовані один від одного.

Машини змінного струму так само, як і машини постійного струму, працюють разом із

захисною і пускорегулюючою апаратурою, тому при відмові розглядають і перевіряють всі

взаємозв'язані електричні ланцюги.

Самостійна робота №19

Тема: Електрична схема і робота перетворювача АПО – 0,3

Ц ей перетворювач є двухякірною електричну машину з автоматичним регулюванням частоти

обертання, що складається з двигуна 13 постійного

струму і генератора 4 змінного струму. Двигун і

генератор знаходяться на одному валу, в одному

корпусі, кожен з самостійною магнітною системою;

двигун має регуляюр частоти обертання.

На полюсах 14 двигуна знаходяться обмотки

збудження паралельні 17 і послідовні 11. Послідовно з

обмотками 17 включено два резистори R2 і R3. Резистор

R3 може замикатися накоротко контактами 13

відцентрового регулятора, який сполучений з

контактними кільцями 19. Резистор R3 своїми кінцями

сполучений з щітками 20. Конденсатор С2 і резистор R4 сприяють зменшенню іскроутворення на

контактах 18.

Обмотки збудження 11 включені послідовно з мінусовими 16 і плюсовими 12 щітками

двигуна, а перемичкою 10 – з послідовними обмотками 8 генератора. На якорі 15 двигуна

знаходиться обмотка постійного струму, виводи якої підключені до колектора. У ланцюзі двигуна

включений пусковий реостат Rп.

Генератор перетворювача на відміну від двигуна має тільки два полюси 7, на які намотані

послідовні 8 і паралельні 6 обмотки. У ланцюзі обмотки 6 послідовно включений резистор R1. На

якорі 3 генератора знаходиться обмотка змінного струму 9, кінці від якої виведені на контактні

кільця; до кілець притиснуті щітки 5.

Джерело постійного струму підключається до затискачів 21, навантаження – до затискачів 1.

Паралельно затискачам навантаження включений фільтр 2 від радіоперешкод, що складається з

двох конденсаторів.

Перед пуском перетворювача заздалегідь повністю вводиться пусковий реостат (положення

Стоп), підключається джерело постійного струму і поступово виводиться пусковий реостат

(положення Ход). Коли перетворювач працює, споживаний від мережі постійний струм проходить

через повністю виведений реостат Rп, обмотки 8 генератора, перемичку 10, якірну обмотку

двигуна і його обмотки 11. Обмотка 17 двигуна включена в цей час через обидва резистори R2 і 8

R3, оскільки контакти 18 відцентрового регулятора розімкнені.

Одночасно з пуском двигуна при виведенні пускового реостата Rп, виявляється включеною

послідовно з опором R1 на напругу джерела постійного струму обмотка 6 генератора, що

забезпечує створення між полюсами 7 відповідного магнітного потоку і індукування в обмотці

змінної е. р. с.

При підключенні до затискачів 1 навантаження реакція обмотки якоря прагне ослабити

магнітний потік збудження, чого, однак, не спостерігається, оскільки у зв'язку із збільшенням

обертального моменту, зростає струм двигуна, і, отже, струм послідовних обмоток збудження 8

генератора.

У разі збільшення частоти обертання перетворювача вище номінального контакти 18

регулятора частоти обертання замикаються, шунтуючи резистор R3 і збудження двигуна

посилюється за рахунок зростання струму в паралельній обмотці 17.

Опір резистора R2 підбирається таким, щоб при напрузі мережі постійного струму 60В і

номінальному навантаженні генератора напруга на виході перетворювача мала номінальну

частоту, а контакти регулятора частоти обертання були замкнуті. Опір резистора R3, навпаки,

повинно бути таким, щоб при напрузі мережі постійного струму 43В і номінальному

навантаженні генератора перетворювач мав нормальну частоту змінного струму, а контакти

регулятора частоти обертання були розімкнені.

При зміні напруги живлячій мережі від 60 до 43В частота на виході перетворювача

підтримується в межах 50±1,5Гц, а напруга 110 – 132В. Цим перетворювач АПО – 03

відрізняється від інших перетворювачів, які використовуються на рухомому складі з машинним

охолоджуванням.

Самостійна робота №20

Тема: Типи трансформаторів та їх застосування

Характеристика розряда (а) і розряда Характеристика розряда і розряда

кислотного акумулятора лужного акумулятора

Залежність ємності стартерної

батареї від струму розряда

Регулятор напруги генератора DUGG - 28B

Характеристика холостого Зовнішні характеристики генератора

ходу генератора

Регулювальна характеристика Швідкісна характеристика генератора

генератора

Редукторно – карданний привід від торця осі

Редукторно – карданний привід колісної пари

від середньої частини осі колісної пари

Плоскоременний привід Ременно – редукторно – карданний привід

Випрямляч з кремнієвими діодами Селеновий випрямляч

Система охолодження генераторів пасажирських вагонів

Генератор 2ПВ – 001

Схема генератора Схема генератора ДГЦІ

ЕСС 5 – 93 – 4 – М101В

Схема генератора ГСВ – 8Е

С хема генератора ДГКІО

Х арактеристики асинхронних двигунів Електрична схема перетворювача АПО – 03

24