Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тяговые характеристики тепловозов с электрической передачей мощности

Тяговые характеристики тепловозов с электрической передачей мощности.

На сегодняшний день большинство тепловозов используемых на железных дорогах России и мира в качестве передачи мощности используют электрическую передачу. В зависимости от типа используемых электрических машин электрические передачи разделяют на передачи постоянного тока, переменно-постоянного тока и переменного тока. В передачах постоянного тока используются тяговый генератор и тяговые двигатели постоянного тока, в передачах переменно-постоянного тока используется синхронный тяговый генератор и двигатели постоянного тока, в передачах переменного тока используются генератор и двигатели переменного тока. В электрической передаче якорь тягового генератора через муфту жестко соединен с коленчатым валом дизеля, а якоря тяговых двигателей через осевые редуктора связаны с ведущими колесными парами тепловоза.

Принципиальная схема электрической передачи постоянного тока приведена на рисунке 18. Передача содержит тяговый генератор и несколько тяговых двигателей. Такие передачи нашли широкое распространение на тепловозах мощностью до 2200кВт.

Рисунок 18. Схема электрической передачи постоянного тока:

САР – система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора; ОВГ – обмотка возбуждения тягового генератора; ТГ – тяговый генератор; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВ – обмотка возбуждения тягового электродвигателя; RШ1, RШ2 – сопротивления ослабления магнитного потока тягового двигателя.

Благодаря наличию двух последовательно соединенных коллекторов генератора и тягового двигателя вся тяговая цепь данной передачи может быть разделена на две практически независимые системы: дизель – тяговый генератор и тяговый двигатель – колесная пара.

Как и в случае с э.п.с. регулирование скорости движение тепловоза с электрической передачей осуществляется путем изменения напряжения тягового генератора (ступенчатое при изменении схемы соединения или плавно при регулировании возбуждении тягового генератора) или регулированием тяговых двигателей включением ступеней ослабления магнитного потока.

При регулировании тягового генератора стремятся обеспечить постоянство мощности, частоты вращения и подачи топлива дизеля при различных значениях тока нагрузки. Для этого используется специальная система регулирования напряжения тягового генератора.

При регулировании и выборе типа применяемых тяговых двигателей главной задачей является обеспечение наименьшего изменения тока нагрузки при изменении момента сопротивления движению. Наиболее подходящими для данного условия являются двигатели с сериесной (последовательной) системой возбуждения. В качестве регулирования используется включение ступеней ослабления поля.

При установившемся режиме работы дизеля и постоянном выходе рейки топливного насоса система регулирования возбуждения тягового генератора изменяет напряжение на его зажимах таким образом, чтобы обеспечить выполнение следующего условия:

; (13) где PГ – выходная мощность тягового генератора кВт, IГ – ток нагрузки тягового генератора (А); UГ – напряжение на зажимах тягового генератора (В); – коэффициент полезного действия тягового генератора.

Зависимость при реализации номинальной мощности дизеля называют внешней характеристикой тягового генератора. Та же зависимость при мощности дизеля меньше номинальной называется частичной характеристикой тягового генератора. Внешняя и частичные характеристики тягового генератора показаны на рисунке 19. При определении мощности генератора на частичных нагрузках при различных частотах вращения, прежде всего, стремятся обеспечить экономичность работы тепловозного дизеля.

Важным вопросом является выбор основных параметров внешней характеристики тягового генератора, а именно максимального и номинального тока, а также максимального напряжения. Максимальный ток тягового генератора выбирается таким образом, чтобы обеспечить реализацию тяговым двигателям реализацию максимальной силы тяги по условиям сцепления колесных пар с рельсами. Номинальный ток тягового генератора выбирается таким образом, чтобы обеспечить реализацию длительной (расчетной) силы тяги по условию нагревания электрических машин. Значение максимального напряжения генератора определяется исходя из обеспечения максимальной скорости движения тепловоза при включенном ослаблении поля.

Рисунок 19. Внешняя и частичные характеристики тягового генератора:

Uг max – максимальное напряжение тягового генератора (В); Uг ном – номинальное напряжение тягового генератора (В); Uг min – минимальное напряжение тягового генератора; Iг max – максимальный ток тягового генератора (А); Iг ном – номинальный (расчетный) ток тягового генератора (А); Iг min – минимальный ток тягового генератора (А); ПКМ1, ПКМ5, ПКМ10, ПКМ14 и ПКМ15 – соответственно первая, пятая, десятая, четырнадцатая и пятнадцатая позиции контроллера машиниста.

Преимуществами электрической передачи мощности постоянного тока являются:

• отсутствие кинематической связи вала теплового двигателя с движущими колесами локомотива;

• возможность плавного регулирования силы тяги и скорости локомотива во всем заданном рабочем диапазоне;

• высокое значение к. п. д. передачи и теплового двигателя во всем рабочем диапазоне (при мощности менее 1000кВт к.п.д. составляет 0,78—0,84, а при более 1000 кВт – 0,84—0,86);

• высокая степень использования мощности теплового двигателя во всем рабочем диапазоне;

• отсутствие муфт сцепления и промежуточных зубчатых редукторов; возможность осуществления электродинамического или рео­статного торможения; высокая долговечность и надежность;

• достаточная свобода в разме­щении силового и вспомогательного оборудования при конструировании локомотива.

К числу недостатков электрической передачи постоянного тока можно отнести:

• более высокую стоимость передачи по сравнению с механической и гидравлической, что особенно заметно при малых мощностях;

• значительный расход цветных металлов, высококачественной стали и изоляционных материалов на изготовление;

• многократные настроечные (реостатные) испытания в процессе эксплуатации;

• снижение надежности и к.п.д. передачи в целом от ухудшения климатических условий эксплуатации;

• достаточно большой вес электрических машин и передачи в целом;

• необходимость тщательного ухода за коллекторно-щеточным узлом электрических машин.

Электрическая передача постоянного тока для тягового подвижного ж.д. состава охватывает диа­пазон мощностей от 220 до 4400 кВт. Отдельные локомотивы строятся или проектируются на большие мощности. При мощностях более 1470 кВт в агрегате применяется исключительно электрическая передача.

Электрические передачи мощности переменно-постоянного тока. Тенденция к увеличению мощности на единицу веса и габаритов тепловоза привела к тому, что возникла проблема с размещением оборудования в дизельном помещении и моторных тележках, а затем и снижение надежной работы коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока и в первую очередь тягового генератора. Увеличение нагрузок привели к неудовлетворительной работе его щеток и коллектора.

Читайте так же:
Устройство теплового реле тока

Расчеты и опытные данные показали, что при произведении Рг ном×nд ном > (25¸30)×10 3 не удается обеспечить надежную работу коллекторно-щеточного узла машины постоянного тока. Поэтому переход на передачу постоянно-переменного тока для тепловозов был обусловлен.

С шестидесятых годов начался выпуск тепловозов с синхронным генератором и полупроводниковой выпрямительной установкой. Система регулирования генера­тора и характеристики на выходе выпрямителя соответствовали передачам постоянно-постоянного тока. На данный момент времени данный тип передачи применен на тепловозах 2ТЭ116, 2ТЭ121, ТЭП70, ТЭМ7 и др.

На тепловозах с передачей мощности переменно-постоянного тока применяются тяговые элек­тродвигатели постоянного тока с последовательным воз­буждением и ступенчатым ослаблением магнитного потока возбуждения.

В тепловозной передаче мощности переменно-постоянного тока (рисунок 20) применен синхронный трехфазный генератор СГ с возбудителем В и полупроводниковый кремниевый выпрямитель ВУ с интенсивным охлаждением. Синхрон­ные генераторы имеют вес на единицу мощности почти в два раза меньше, чем генераторы постоянного тока при той же мощности и частоте вращения вала дизеля. Имеются реальные возможности для снижения веса и размеров выпрямительных установок.

Рисунок 20. Схема электрической передачи переменно-постоянного тока:

САР – система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора; ОВГ – обмотка возбуждения тягового генератора (расположена на роторе); СТГ – синхронный тяговый генератор; ВУ – выпрямительная установка; ТЭД – тяговый электродвигатель; ОВ – обмотка возбуждения тягового электродвигателя; RШ1, RШ2 – сопротивления ослабления магнитного потока тягового двигателя.

Основное преимущество синхронного генератора перед генератором постоянного тока заключается в отсутствии коллек­тора, что повышает надеж­ность его работы и позволяет существенно повысить окруж­ную скорость на поверхности ротора. Если для генератора постоянного тока окружная скорость якоря не превышает 70 м/с, то для синхронного генератора она допускается 180 м/с и в некоторых слу­чаях до 200 м/с.

Расчет и построение тяговых характеристик тепловозов с электрической передачей аналогичен подобному расчету для э.п.с. с той лишь разницей, что напряжение тяговых двигателей изменяется согласно гиперболической характеристике тягового генератора.

На рисунке 21 приведены характеристики тепловоза 3ТЭ10М с электрической передачей постоянного тока, а на рисунке 22 тепловоза 2ТЭ116 с передачей переменно-постоянного тока.

Рисунок 21. Тяговая характеристика тепловоза 3ТЭ10М.

Рисунок 22. Тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ116.

Дальнейшее развитие электрической передачи мощности локомотива – это применение передачи мощности переменно-переменного тока – переход на тяговые асинхронные электродвигатели, как тепловозов, так и электровозов.

Основными видами бесколлекторных электродвига­телей являются асинхронный, синхронный и вентиль­ный двигатели. Короткозамкнутый асинхронный тяговый электродвига­тель прост по конструкции и имеет наимень­шие габариты и массу. При одинаковом вращающем моменте и мощности масса асинхронного электродвигателя на 25—30% меньше, чем электро­двигателя постоянного тока.

Электрическая передача переменного тока маневрового тепловоза ТЭМ21, построенного на Брянском машиностроительном заводе, состоит из синхронного генератора переменного тока ГСТ1050-1000, двух статических преобразователей частоты (выпрямитель и инвертор) и четырех асинхронных тяговых двигателей ДАТ-350. Схема передачи приведена на рисунке 23. Синхронный генератор имеет три трехфазные обмотки (две тяговые и третья для питания электроприводов вспомогательных машин) с помощью полужесткой муфты соединен с коленчатым валом дизеля мощностью 1100кВт. Каждый из статических преобразователей частоты состоит из управляемого выпрямителя и автономного инвертора тока и предназначен для регулирования частоты и амплитуды питающего напряжения асинхронных тяговых двигателей. Асинхронные тяговые двигатели попарно подключены к статическим преобразователям. Реверсирование двигателей осуществляется путем изменения последовательности чередования фаз питающего тока.

Рисунок 23. Принципиальная схема электрической передачи переменного тока тепловоза ТЭМ21: СГ – синхронный тяговый генератор; УВУ – управляемая выпрямительная установка; АИТ – автономный инвертор тока; БЗТ – блок запирающих (тормозных) тиристоров; В-ТПЕ – управляемый вентиль цепи возбуждения СГ; RТ – сопротивление тормозных резисторов; АТД – асинхронный тяговый электродвигатель.

Дата добавления: 2017-11-21 ; просмотров: 2171 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Тяговые генераторы переменного тока тепловоза

Управляемые кремниевые выпрямители предназначены для преобразования переменного тока, вырабатываемого дизель-генератором тепловоза, в регулируемое напряжение постоянного тока для питания обмоток возбуждения тягового и вспомогательного генераторов маневровых и магистральных тепловозов.

Разработчик: ООО «Электро СИ», Москва.

двухканальный выпрямитель В-ТПП-220-110-У2 предназначен для использования на маневровом (ТЭМ28) и магистральном (3ТЭ25К2М) тепловозах, производства Брянского машиностроительного завода;

одноканальный выпрямитель В-ОПП-220-200-У2 предназначен для использования на магистральном тепловозе 2ТЭ25КМ. Выпрямитель содержит диод, обеспечивающий развязку аккумулятора ТПС от зарядного устройства, и рассчитанный на ток 150 А и напряжение 110 В. Выпрямитель обеспечивает диодный (аварийный) режим работы при выходе из строя силовых тиристоров и сборке соответствующей схемы в тепловозе;

управляемые выпрямители обеспечивают передачу во внешнюю систему управления сигналов синхронизации со входным напряжением, сигнала о перегреве радиатора и сигнала положения двери;

регулировка выходного напряжения осуществляется внешними сигналами управления от системы управления тепловоза.

Технические характеристики:

В-ТПП-220-110-У2В-ОПП-220-200-У2
Число фаз входного напряжения31
Действующее значение входного напряжения, В80-42085-250
Частота напряжения питания, Гц30-10577-220
Количество каналов выходного выпрямленного напряжения21
Выходной ток канала, А (среднее значение)220220
Выходное напряжение, В (среднее значение)2×110200
Суммарная выходная мощность, кВт48,444
Габаритные размеры, мм670*300*320
Масса, кг, не более40
Охлаждениевоздушное принудительное

Серфтификаты соответствия:

Сертификат соответствия выпрямителя управляемого одноканального В-ОПП-220-200-У2 системы добровольной сертификации железнодорожного транспорта и транспортного строительства:

vipodn-001 vipodn-002

Сертификат соответствия выпрямителя управляемого одноканального В-ОПП-220-200-У2 таможенного союза:

vipodn-003 vipodn-004

Предприятие входит
в «Объединение производителей железнодорожной техники»
(НП «ОПЖТ»), которое работает над крупными текущими
и перспективными проектами
для отрасли.

Читайте так же:
Единицы измерения силы тока напряжения сопротивления количества теплоты

Тяговый генератор

Тяговый генератор — элемент электрической тяговой передачи тепловоза, преобразующий механическую энергию дизеля тепловоза в электрическую энергию, поступающую к тяговым электродвигателям. Тяговый генератор постоянного тока также используется для пуска дизеля от аккумуляторной батареи.

Внешней характеристикой генератора называется зависимость напряжения на его зажимах от тока нагрузки при неизменной частоте вращения якоря и заданных условиях возбуждения. Для полного использования мощности дизеля идеальная внешняя характеристика генератора должна иметь гиперболическую форму, ограниченную с одной стороны максимальным напряжением на выходе генератора и максимальным током генератора — с другой. Для получения характеристики близкой к идеальной, в тяговых генераторах используется независимое возбуждение с автоматической системой регулирования тока возбуждения. На вход системы возбуждения подаются сигналы, соответствующие напряжению тягового генератора и току нагрузки, напряжение, вырабатываемое системой, подаётся на обмотку возбуждения генератора. При движении тепловоза с поездом по лёгкому профилю пути или резервом для экономии топлива мощность дизеля уменьшается путём ступенчатого снижения частоты его вращения рукояткой контроллера машиниста. Для того чтобы система возбуждения при частичных нагрузках обеспечивала постоянство мощности генератора на уровнях, соответствующих экономичным режимам работы дизеля, на вход системы возбуждения дополнительно вводят сигнал, соответствующий частоте вращения коленчатого вала.

Тяговый генератор постоянного тока состоит из магнитной системы, якоря, щётержателя со щётками и вспомогательных устройств (см. Двухмашинный агрегат). Магнитная система генератора предназначена для создания внутри него мощного магнитного поля. Она состоит из станины генератора (его корпуса), главных и добавочных полюсов. Станина изготовлена из низкоуглеродистой стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Генераторы большой мощности для уменьшения размера и массы выполняются многополюсными. Сердечники главных полюсов изготавливаются из листов электротехнической стали. На каждом главном полюсе размещены катушки пусковой обмотки и обмотки возбуждения. Пусковая обмотка обеспечивает возбуждение генератора при его работе в режиме электродвигателя для запуска дизеля. Магнитное поле вращающегося якоря искажает магнитное поле обмоток возбуждения, величина этого воздействия, называемого реакцией якоря, зависит от величины тока в якоре. В результате физическая нейтраль генератора смещается относительно щёток и между щётками и коллектором возникает сильное искрение. Для ослабления реакции якоря между главными полюсами устанавливаются добавочные. Магнитное поле добавочных полюсов направлено навстречу поля якоря и нейтрализует его действие.

Якорь генератора для снижения его массы выполняется полым. Сердечник якоря набирается из пластин электротехнической стали, в пазы сердечника укладывается обмотка якоря. Поскольку при работе генератора на якорь действуют значительные центробежные силы, в пазах сердечника обмотка укрепляется клиньями из изоляционного материала, участки обмотки, выходящие из пазов сердечника, стягиваются бандажами из стальной проволоки или стеклоткани.

Коллектор генератора состоит из нескольких сотен медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Поверхность коллектора, по которой скользят щетки, изготавливается строго цилиндрическая и тщательно шлифуется, рабочая поверхность щёток притирается к поверхности коллектора. Щётки вставляются в латунные щётержатели, которые прижимают их к коллектору пружинами. Электрический ток от щёток отводится по гибким медным шунтам. Для охлаждения тяговых генераторов используется самовентиляция или устанавливаются дополнительные вентиляторы.

При создании тяговых генераторов постоянного тока большой мощности возникает ряд принципиальных трудностей. С увеличением мощности генератора возрастают его размеры, в то же время для надёжной работы коллекторно-щёточного узла линейная скорость поверхности коллектора не должна превышать 60—70 м/с, что ограничивает его диаметр. Для предотвращения недопустимого искрения и возникновения кругового огня напряжение между соседними пластинами коллектора не должно превышать 30—35 В, что ограничивает длину витков обмотки якоря.

Статор тягового генератора переменного тока состоит из стальной станины, в которую установлен сердечник из листов электротехнической стали. В пазы сердечника уложена обмотка из медного изолированного провода. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения обмотка статора выполняется многофазной. Магнитная система ротора генератора — многополюсная, сердечники полюсов набраны из листовой стали и закреплены на стальном корпусе ротора. Катушки полюсов соединяются последовательно, начало и конец обмотки возбуждения присоединены к контактным кольцам, по которым скользят графитовые щётки, закреплённые в латунных щётержателях. Кроме того, в пазах полюсных башмаков уложены стержни, соединённые между собой в демпферную обмотку, улучшающую работу генератора в переходных режимах.

Масса тягового генератора переменного тока примерно на 30 % меньше массы генератора постоянного тока такой же мощности, а межремонтный интервал увеличен в 1,5 — 2 раза. Недостатком тягового генератора переменного тока является невозможность работы в двигательном режиме для пуска дизеля. Однако масса генератора переменного тока и стартерного двигателя остаётся меньше массы генератора постоянного тока, а стартерный двигатель при работе дизеля используется в качестве вспомогательного генератора постоянного тока.

Е. Я. Гаккель, К. И. Рудая, И. Ф. Пушкарев, А. В. Лапин, В. В. Стрекопытов, М. А. Никулин. Электрические машины и электрооборудование тепловозов. Учебник для вузов ж. д. трансп / Под ред. Е. Я Гаккель. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Транспорт, 1981. — 256 с.

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ3

Тяговые генераторы предназначены для преобразования механической энергии дизеля в электрическую, которая передается тяговым электродвигателям. Кроме того, в момент пуска дизеля генераторы постоянного тока работают кратковременно в режиме электродвигателя с последовательным возбуждением, приводящего во вращение коленчатый вал дизеля. Электрические машины постоянного тока условно можно разделить на четыре узла: 1.Магнитная система(станина и полюсы.) 2.Якорь (вал, сердечник, обмотка якоря, коллектор) 3.Подшипниковые узлы ( щиты, подшипники, уплотнения) 4.Щеточный аппарат (щетки, щеткодержатели, кронштейны, изоляторы, траверсы) Станина генератора опирается лапами на поддизельную раму, а вал якоря генератора жестко или через полужесткую муфту соединен с коленчатым валом дизеля. Тяговый генератор тепловоза ЧМЭ3 типа TD 802. Генератор TD 802-десятиполюсная электрическая машина постоянного тока с независимым возбуждением и самовентиляцией. Станина 9 является частью магнитопровода машины и поэтому изготовлена из стали с хорошей магнитной проводимостью. Для монтажа генератора на раме дизеля с обеих сторон станины приварены лапы 28 и втулки 27 с резьбой под болты К станине приварены восемь кронштейнов 25 для крепления заднего щита 2. На станине укреплены десять главных 7 и десять добавочных 24 полюсов. Каждый полюс закреплен двумя болтами 33 . Для уменьшения вихревых токов сердечник 35главного полюса набран из листов электротехнической стали. Листы сердечника вместе с пластинами спрессованы и стянуты четырьмя заклепками 37. В центральное отвер- стие сердечника запрессован стальной цилиндрический стержень 34 . Каждый из главных полюсов имеет две катушки. Катушка 32 пусковой обмотки, предназначенной для создания основного магнитного потока при пуске дизеля, выполнена из четырех витков полосовой меди, изолированных друг от друга. Катушка 31 независимой обмотки, создающей магнитный поток при работе генератора под нагрузкой, имеет 63,5 витка медного изолированного провода прямоугольного сечения. Катушки пусковой обмотки соединены перемычками из полосовой меди, а катушки независимой обмотки —перемычками из многожильного медного провода Сердечник 39 добавочного полюса выстроган из стального листа и заужен со стороны, обращенной к якорю. Он имеет два резьбовых отверстия д под крепежные болты и четыре про- дольных паза г для крепления катушки. Катушка 38 добавочного полюса имеет 9,5 витков полосовой меди, намотанных в два слоя. При сборке добавочного полюса крепление катушки обеспечивается заливкой изоляционной массы между катушкой и сердечником. Магнитный поток, создаваемый добавочными полюсами, уменьшает искрение под щетками во время работы генератора, т. е. улучшает коммутацию машины. Между полюсами размещен якорь генератора, служащий для укладки проводников, в которых наводится электродвижущая сила (э. д. с). Якорь состоит из сварного корпуса с коротким валом, сердечника, обмотки и коллектора. Вал 16 запрессован в ступицу 21, соединенную восемью ребрами со стальным барабаном 8. На барабане размещен сердечник 23, набранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и восьми стальных листов толщиной 2 мм, расположенных по краям. Листы изолированы друг от друга лаком. В каждом листе сделаны 135 пазов для укладки обмотки якоря и 72 вентиляционных отверстия диамет- ром 35 мм, расположенные по двум окружностям. При сборке листы сердечника напрессовывают на барабан со шпонкой до упора в задний обмоткодержатель 5 — стальное кольцо, соединенное 32 приварными ребрами с барабаном. В собранном виде сердечник удерживается отлитой из стали передней нажимной шайбой 22, которая напрессована на барабан и дополнительно застопорена кольцом. В пазах сердечника уложена петлевая обмотка якоря 1, состоящая из 135 катушек. Каждая катушка состоит из трех одновитковых секций, обмотка якоря имеет 405 витков, каждый виток выполнен в виде двух медных изолированных стержней прямоугольного сечения, расположенных друг над другом. Катушка дополнительно изолируется стеклолентой 3. В каждый паз сначала укладывают активную сторону одной катушки, а поверх нее —активную сторону другой. Таким образом, все катушки размещены в 135 пазах. На дно паза и между катушками ставят изоляционные прокладки.Стороны обеих катушек отделены от сердечника пазовой изоляцией. Шаг обмотки якоря по пазам 1 — 14. Шаг обмотки по коллектору 1—2 (начало и конец каждой одновитковой секции присоединены к двум соседним коллекторным пластинам),катушки укреплены в пазах сердечника якоря текстолитовыми клиньями. Передние и задние лобовые части катушек удерживаются бандажами, намотанными из стальной проволоки, Под передними лобовыми частями в выемке нажимной шайбы размещены уравнительные соединения 10 (270 медных перемычек с щагом по коллектору 2 — 83, 3 — 84, 5 — 86, 6 — 87 и т. д.). 22 К ступице корпуса при помощи двух дисков приварена втулка 11, на которую напрессован коллектор 19 имеющий 405 медных пластин, соединенных перемычками с концами секций обмотки якоря. Пластины коллектора изолированы друг от друга миканитовыми прокладками и укреплены в кольцевом пазу, образованном корпусом коллектора 7 и нажимной шайбой 5. Корпус и шайба спрессованы и стянуты 14 болтами 4 . Для изоляции медных пластин от корпуса коллектора и нажимной шайбы служат две миканитовые манжеты 1и 3 и миканитовый цилиндр 6. Выступающий конец передней манжеты закреплен веревочным бандажом и покрыт изоляционной эмалью. С противоположной стороны к торцу барабана 8 приварен стальной диск 4, к которому прикреплено 16 болтами стальное вентиляторное колесо, имеющее 35 лопаток. Дополнительная фиксация вентиляторного колеса осуществляется двумя штифтами . В расточку диска 4 вставлен и приварен стальной цилиндрический фланец 3, соединенный двенадцатью болтами с фланцем коленчатого вала дизеля. Таким образом, седьмой коренной подшипник коленчатого вала является одновременно и опорой якоря. Другой опорой якоря является роликовый подшипник 17, установленный в подшипниковом щите 13 — стальном фланце, к выступам которого приварены десять наклонных ребер 20, соединяющих его со станиной. В расточку щита вварено стальное кольцо с коническим отверстием под корпус подшипника 6 который после запрессовки в щит дополнительно закрепляют восемью болтами. Со стороны коллектора роликовый подшипник 2 имеет уплотнение, образованное задней крышкой 3 и напрессованным на вал 4 лабиринтным кольцом 5. С противоположной стороны подшипник закрыт передней крышкой 11 и маслоотражательным диском 8, прикрепленным шестью болтами к напрессованному на вал кольцу 9. Крышки 3 и 11 отлиты из чугуна и стянуты восемью болтами 1, проходящими через отверстия в корпусе подшипника. При сборке во внутреннюю полость подшипника закладывают 800 — 850 г смазки, а при текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 добавляют ее через трубочку, ввернутую в корпус под- шипника и соединенную вертикальным и горизонтальным каналами с его внутренней полостью. Просочившаяся наружу смазка собирается в кармане чугунного маслоотстойника 10, укрепленного на корпусе 6 подшипника двумя шпильками 7. Для удобства очистки карман выполнен съемным и прикреплен к маслоотстойнику двумя винтами. На конусную часть вала 16 напрессован шкив 14, имеющий 13 ручьев под клиновые ремни(восемь ремней для привода двухмашинного агрегата и пять для привода вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки). Шкив дополнительно закреплен 23 шайбой 15 и двумя болтами М20, ввернутыми в торец вала. Для снятия шкива с помощью гидравлического пресса на торце вала сделано осевое отверстие в под штуцер пресса, соединенное радиальным отверстием б диаметром 4 мм с кольцевой канавкой а шириной 3 мм, проточенной на наружной поверхности конусной части вала. К подшипниковому щиту 13 с внутренней стороны прикреплена десятью болтами М16 стальная траверса 18, на которой, установлены десять комплектов щеткодержателей 12. От- верстия под болты имеют овальную форму, что позволяет на капитальных ремонтах КР-1 и КР- 2 при необходимости поворачивать траверсу с щеткодержателями относительно подшип- никового щита, добиваясь безыскровой работы щеток. Комплект щеткодержателей, входящий в узел токосъема состоит из пяти латунных щеткодержателей 12, укрепленных при помощи зажимов 14 на общей латунной трубке 15. В каждом щеткодержателе имеется по одной разрезной щетке 13, прижимаемой к коллектору пластинчатой пружиной 25. Шунты 24 щеток прикреплены болтами к зажимам. В трубку запрессован стальной палец 17, на свободный конец которого напрессовывается пластмасса. При сборке пластмассовый изолятор 19 вставляют в приварное гнездо 22 траверсы 23 и укрепляют в нем накладкой 21 и двумя болтами 20. К трубке припаяна медная контактная пластина 16, соединенная с одной из двух собирательных шин 18. Каждая шина представляет собой медное кольцо квадратного сечения, объединяющее пять комплектов щеток одинаковой полярности (передняя шина плюсовая, а задняя минусовая). К шинам припаяны медные пластины с отверстиями для болтов крепления кабелей силовой цепи. Со стороны дизеля генератор закрыт задним щитом 2 который прикреплен 16 болтами М20 к кронштейнам 25. Задний щит представляет собой стальной цилиндрический диск с приваренными к нему восемью ребрами жесткости 30. К выступающим концам ребер приварены пластины 29 с отверстиями под крепежные болты. В щите расточено центральное отверстие под выступающий конец фланца 3 корпуса якоря. Для предотвращения попадания грязи внутрь генератора к заднему щиту с тыльной стороны прикреплено восемью болтами М10 уплотнительное текстолитовое кольцо 26, уменьшающее воздушный зазор между задним щитом и вращающим якорем до 1 мм. Пространство между ребрами 20, позволяющее осматривать коллектор и щетки, закрыто двумя съемными крышками. Охлаждающий воздух засасывается вентиляторным колесом 6 со стороны коллектора через окна между выступами подшипникового щита и выбрасывается в пространство между кронштейнами 25. Внутри генератора воздух расходится двумя параллельными потоками, один из которых омывает наружную поверхность якоря и полюсов, а другой проходит внутри корпусов коллектора и якоря и по вентиляционным каналам сердечника якоря. Над вращающимся вентиляторным колесом установлена защитная сетка из проволоки, приваренная к кронштейнам 25

Читайте так же:
Что производит ток тепловое действие

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Способ прогрева тепловозов от внешнего источника электроэнергии

Родина, Д. Е. Способ прогрева тепловозов от внешнего источника электроэнергии / Д. Е. Родина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 3 (137). — С. 141-144. — URL: https://moluch.ru/archive/137/38584/ (дата обращения: 16.11.2021).

Сущность рассматриваемого способа прогрева заключается в том, что при подаче электроэнергии на тяговый генератор прогреваемого дизеля, обеспечения системы возбуждения и отключения топливных насосов высокого давления (ТНВД), генератор переходит в режим электродвигателя постоянного тока, и тем самым производится прокрутка дизель-генераторной установки тепловоза.

Достоверность такого способа прогрева систем дизеля поясняется эквивалентным равенством, кВт [1]:

(1)

где Pм.с.д.i — механическое сопротивление дизеля при первой частоте вращения коленчатого вала, кВт;

Рм.с.вспд.i — механическое сопротивление вспомогательного оборудования при i-й частоте вращения коленчатого вала, кВт.

Из выражения (1) видно, что энергия, развиваемая в цилиндрах при прокрутке дизеля, расходуется на преодоление механических сопротивлений дизеля и вспомогательного оборудования.

При прокрутке дизель-генераторной установке прогрев систем будет обеспечиваться не только за счет механических сопротивлений, но и за счет теплоотдачи в циклах сжатия воздуха в цилиндрах дизеля, которая зависит от ряда факторов и определяется по выражению, кВт·ч:

(2)

где 1,163·10–3 — переводной коэффициент;

mвз — масса воздуха в цилиндре дизеля, кг;

свз — теплоемкость воздуха, кДж/(кг·K);

Tср.сж.і — средняя температура сжатия воздуха при і-м режиме прокрутки дизеля, K;

Tср.расш.і — средняя температура расширения воздуха при і-м режиме прокрутки дизеля, K;

Z — количество цилиндров;

ni, — і-я частота прокрутки коленчатого вала дизеля, мин-1;

nн — номинальная частота прокрутки коленчатого вала дизеля, мин-1;

Читайте так же:
Опыт по физике тепловое действие тока

τ — длительность прогрева систем дизеля, ч.

Прогрев от дизель-генераторной установки другого тепловоза.Схема подключения тепловозных тяговых генераторов для прогрева систем одного и более дизелей (на примере ТЭМ2) приведена на рисунке 1.

Особенность подключения тяговых генераторов и перевода тепловоза в режим прогрева заключается в том, что посредством дополнительных кабелей соединяют одноименные полярности, обеспечивают по схеме возбуждение тягового генератора прокручиваемого дизеля и только после подачи электроэнергии производят отключение топливных насосов высокого давления (ТНВД). С этого момента тяговые генераторы на тепловозах с отключенными топливными насосами высокого давления (ТНВД) автоматически переходят в режим электродвигателей постоянного тока и тем самым обеспечивается прокрутка дизелей от внешнего источника электроэнергии. При этом режим прокрутки прогреваемых дизелей следует корректировать в зависимости от температуры окружающей среды. Для этого, на тепловозе с работающей дизель-генераторной установкой, посредством контроллера машиниста меняется частота вращения коленчатого вала дизеля. Этим достигается изменение частоты вращения коленчатых валов прокручиваемых дизелей, что естественно, отражается на мощности механических потерь дизеля и вспомогательного оборудования. За счет Рм.сд и Рм.с.всп корректируется степень теплоотвода в системы дизеля, и тем самым достигается прогрев систем в допустимых уровнях при различных условиях окружающей среды.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема подключения тяговых генераторов к работающей дизель-генераторной установки другого тепловоза

В общем, для предотвращения короткого замыкания в силовой цепи по другим причинам, предусматривается установка предохранителей на 500 А.

Без особых затруднений изложенный способ прогрева реализуется на различных сериях маневровых и магистральных тепловозах. В частности, при прогреве систем дизелей маневровых тепловозов серии ТЭМ2 соединение силовых цепей предусматривается путем использования клемм, предназначенных для подключения генераторов к нагружающему реостату и дополнительно предусматривается установка в силовой цепи прокрутки коммутирующего аппарата (см. рис. 1). При этом отключение топливного насоса высокого давления на прокручиваемых дизелях осуществляется посредством аварийной рукоятки остановки дизеля. Соединение цепей прокрутки на магистральных тепловозах серии 2ТЭ10М также осуществляется через предохранители на 500 А, коммутирующий аппарат КНИ и дополнительные кабели сечением 75–100 мм2.

Читайте так же:
Количество теплоты через плотность тока

Подогрев топлива и подзарядка аккумуляторной батареи обеспечивается по штатным схемам, то есть топливо подогревается за счет его циркуляции через водотопливный теплообменник, а подзарядка аккумуляторной батареи от цепи вспомогательного генератора. С целью оповещения о снижении температуры воды ниже допустимого уровня в системах неработающих (подогреваемых) дизелей, предусматривается установка температурных реле (APT) и звуковых зуммеров.

Посредством включения пусковой обмотки П в якорную цепь тягового генератора прокручиваемого дизеля достигается две цели: во-первых, пусковая обмотка будет являться сериесной, когда тяговый генератор переходит в режим двигателя; во-вторых, посредством ее предотвращается короткое замыкание через цепь якоря прокручиваемого дизеля, в случаях обрыва цепи независимой обмотки возбуждения генератора. Перегрев пусковой обмотки генератора исключается, так как длительный ток при прокрутке не превышает 300 А (сечение пусковой обмотки составляет 180 мм2).

К отличительному моменту следует отнести только то, что ввиду отсутствия на указанных тепловозах внешней розетки, предусматривается подключение кабелей к клеммам силовых цепей тяговых генераторов в удобном месте.

Прогрев от электровоза переменного тока, или стационарного источника электроэнергии. Использование дизель-генераторной установки тепловоза в качестве внешнего источника электроэнергии рекомендуется только в тех депо, где исключается или ограничено использование электроэнергии от промышленной сети. Естественно, наибольшая эффективность прогрева систем дизелей путем их прокрутки достигается при использовании источника электроэнергии от промышленной сети.

Возможно подключение тяговых генераторов (ТГ) различных серий тепловозов к выпрямительной установке (ВУ) промышленного трансформатора (рисунок 2), или к выпрямительной установке силового трансформатора электровоза переменного тока (рисунок 3). В первом случае, регулировка потребляемой электроэнергии прогреваемых дизель-генераторных установок (ДГУ) предусматривается посредством тиристорного выпрямительного блока (БУ), а во втором — путем изменения положения рукоятки контроллера машиниста (КМ).

Эффективность прогрева систем тепловозных дизелей в значительной степени будет зависеть от оперативности подключения дизель-генераторной установки к источнику электроэнергии, от затрат, связанных с монтажом силовых цепей и от сооружений, предотвращающих влияние воздушного потока на тепловые потери в окружающую среду. В частности, необходимо предусмотреть участок длительного отстоя тепловозов. Вдоль такого участка предусматривается размещение воздушной линии с сечением проводки не менее чем 500 мм2, электроколонок, укладка кабелей в трубах и ограждение участка железобетонным забором — экраном.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема подключения тяговых генераторов к стационарному источнику электроэнергии

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема подключения тяговых генераторов к электровозу переменного тока: ХА — пантограф; QF — главный выключатель; TV — тяговый трансформатор; QS — вторичная секционированная обмотка тягового трансформатора; VD1, VD2 — диодные мосты; LI, L2 — сглаживающие реакторы; 3 — зуммер тепловозный; Ml — М4 — тяговые электродвигатели; КМ1, КМ2 — главные пусковые контакторы тяговых электродвигателей электровоза; APT — автоматическое реле температуры; П1 — П6 — пусковые контакторы тяговых электродвигателей тепловоза; ТГ — тяговый генератор; П — пусковая обмотка тягового генератора; ДП — дополнительная обмотка тягового генератора

В локомотивных депо, имеющих парк электровозов переменного тока, экономически рационально применять электроэнергию для прогрева от выпрямительной установки (ВУ) силового трансформатора электровоза. При ограничении по электроснабжению, рекомендуется в качестве источника использовать один из прогреваемых тепловозов, при этом потенциалы его тягового генератора следует подключить к общей силовой линии. Одновременно можно прогревать несколько тепловозов. При наличии развитого путевого хозяйства, рекомендуется организовывать участки для простоя локомотивов. При этом участки простоя следует планировать в зонах наименьшего воздействия воздушного потока, или путем ограждения их забором — экраном.

С целью сокращения материальных затрат рекомендуется монтировать силовую линию в виде воздушной проводки с использованием железобетонных опор. На участках простоя устанавливать стационарные источники электроэнергии с тиристорными системами управления. Подключение, отключение, контроль и управление должен осуществлять машинист, занятый на прогреве тепловозов («прогревальщик»).

Способ прогрева силовых установок тепловозов методом прокрутки дизель-генераторной установки от внешнего источника электроэнергии позволяет:

‒ оперативно, в местах длительного отстоя тепловозов, производить прогрев водяной системы дизеля, картерного масла, дизельного топлива, кабины локомотива, а также обеспечивать подзарядку аккумуляторной батареи по штатной схеме;

‒ в аварийных ситуациях обеспечивать автоматическое отключение схемы от энергосети и оповещение в виде звукового сигнала;

‒ путем закольцовывания выпускного тракта с всасывающим патрубком турбокомпрессора снизить тепловые потери в окружающую среду и, тем самым, существенно повысить эффективность прогрева систем дизеля.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector