Azotirovanie.ru

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

Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1

Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1

Назначение и технические данные. Тяговый электродвигатель постоянного тока ТЛ-2К.1 (рис. 30) предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую. Вращающий момент с вала якоря двигателя передается на колесную пару через двустороннюю одноступенчатую цилиндрическую косозубую передачу. При такой передаче подшипники двигателя не получают добавочных нагрузок по аксиальному направлению.

Подвешивание электродвигателя опорно-осевое. С одной стороны он опирается моторно-осевыми подшипниками на ось колесной пары электровоза, а с другой — на раму тележки через шарнирную подвеску и резиновые шайбы. Тяговый электродвигатель имеет высокий коэффициент использования мощности (0,74) при наибольшей скорости электровоза (рис. 31).

Система вентиляции независимая, аксиальная, с подачей вентилирующего воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом вверх с противоположной стороны вдоль оси двигателя (рис. 32). На электровозе установлено восемь тяговых электродвигателей. Технические данные двигателя ТЛ-2К1 следующие:

Напряжение на зажимах двигателя . 1500 В

Ток часового режима. 480 А

Мощность часового режима. 670 кВт

Частота вращения часового режима , . ‘ . . 790 об/мин

Ток продолжительного режима . 410 А

Мощность продолжительного режима . 575 кВт

Частота вращения продолжительного режима , 830 об/мин

Возбуждение последовательное Класс изоляции по иагревостойкости обмотки якоря. В

Класс изоляции по иагревостойкости полюсной системы . . р

Наибольшая частота вращения при среднеизношенных бандажах. 1690 об/мин

Подвешивание двигателя опорно-осевое

Передаточное число . 88/23-3,826

Сопротивление обмоток главных полюсов при температуре 20 °С . . 0,025 Ом

Сопротивление обмоток дополнительных ПОЛЮСОВ и компенсационной обмотки при температуре

Сопротивление обмотки якоря при температуре

Система вентиляции. независимая

Количество вентилирующего воздуха, не менее . 95 м3/мнн

К. п. д. в часовом режиме. 0,931

К. п. д. в продолжительном режиме . 0І930

Мпсса без шестерен , . 5000 кг

Конструкция. Тяговый двигатель ТЛ-2К1 состоит из остова 3 (рис. 33), якоря 6, щеточного аппарата 2 и подшипниковых щитов 1, 4.

Остов (рис. 34) двигателя представляет собой отливку из стали марки 25Л-П цилиндрической формы и служит одновременно магнптопроводом. К нему прикреплены шесть главных и шесть дополнительных полюсов, поворотная траверса с шестью щеткодержателями и щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь двигателя.

Установку подшипниковых щитов в остов электродвигателя производят в такой последовательности: собранный остов с полюсными и компенсационными катушками ставят стороной, противоположной коллектору, вверх. Индукционным нагревателем нагревают горловину до температуры 100-150 °С, вставляют и крепят щнт восемью болтами М24 из стали 45. Затем поворачивают остов на 180°, опускают якорь, устанавливают траверсу и аналогично описанному выше вставляют другой щит и крепят его восемью болтами М24. С наружной поверхности остов имеет два прилива для крепления букс моторко-осевых подшипников, прилив и съемный кронштейн для подвешивания двигателя, предохранительные приливы и приливы для транспортировки. Со. стороны коллектора имеются три люка, предназначенных для осмотра щеточного аппарата и коллектора. Люки герметично закрываются крышками 7, 11, 15 (см. рис. 33).

Крышка 7 верхнего коллекторного люка укреплена на остове специальным пружинным замком, крышка 15 нижнего люка — одним болтом М20 и специальным болтом с цилиндрической пружиной, а крышка 11 второго нижнего люка — четырьмя болтами Ml2.

Для подвода воздуха имеется вентиляционный люк 18. Выход вентилирую-.

Общий вид тягового электродвигателя ТЛ-2К1

щего воздуха осуществлен со стороны, противоположной коллектору, через специальный кожух 5, укрепленный на подшипниковом щите и остове. Выводы из двигателя выполнены кабелем марки ПМУ-4000 площадью сечения 120 мм2. Кабели защищены брезентовыми чехлами с комбинированной пропиткой. На кабелях имеются ярлычки из полихлорвиниловых трубок с обозначением Я, Я Я, К и КК. Выводные кабели Я и Я Я (рис. 35) соединены с обмотками якоря, дополнительных полюсов и с компенсационной, а выводные кабели К и КК соединены с обмотками главных полюсов.

Сердечники главных полюсов 13 (см. рис. 33) набраны из листовой электротехнической стали марки 1312 толщиной 0,5 мм, скреплены заклепками и укреплены на остове четырьмя болтами М24 каждый. Между сердечником главного полюса и остовом имеется одна стальная прокладка толщиной 0,5 мм. Катушка главного полюса 12, имеющая 19 витков, намотана на ребро из мягкой ленточной яеди ЛММ размерами 1.95Х Х65 мм, изогнута по радиусу для обеспечения прилегания к внутренней поверхности остова.

Корпусная изоляция состоит из восьми слоев стсклослюдинитовой ленты ЛС-ЭП-934-ТП 0.13X30 мм ТУ 16.503.072-75 с.полиэти-лентерефталантной пленкой

Электромеханические характеристики тягового электродвигателя ГЛ-2К1 при ^д = 1500 В

Направление вентилирующего воздуха в тяговом электродвигателе ТЛ-2К.І

Продольный (а) и поперечный (б) разрезы тягового электродвигателя

на лаке марки ПЭ-934 и одного слоя ленты технической лавсановой т с р м о у с а ж и в а ю -щейся толщиной 0,22 мм ТУ17 ГССР 8-79, наложенных с перекрытием в половину ширины ленты. М.ЄЖ-витквая изоляция выполнена из асбестзой бумаги р. два слоя толщиной 0,2 мм и пропитана лаком КО-919 ГОСТ 16508-70.

Для улучшения рабочих характеристик двигателя применена компенсационная обмотка 14, расположенная в пазах, проштампованных в наконечниках главных полюсов, и соединенная с обмоткой якоря последовательно. Компенсационная обмотка состоит из шести катушек, намотанных из мягкой прямоугольной медной проволоки ПММ размерами 3,28×22 мм, и имеет 10 витков. В каждом пазу расположено по два витка. Корпусная изоляция состоит из шести слоев стеклослюдииитовой ленты ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,11 мм ГОСТ 13184-78, одного слоя фторопластовой ленты толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Витковая изоляция имеет один слой стеклослюдииитовой ленты той же марки, она уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Компенсационная

Схемы соединения катушек полосок го стороны коллектора (а) и протпылюложной (б) тягового электродвигателя ТЛ-2К1

обмотка в пазах закреплена клиньями из текстолита марки Б. Изоляция компенсационных катушек на ТЭВЗ выпекается в приспособлениях, на НЭВЗ — в остове.

Сердечники дополнительных полюсов 10 выполнены из толстолистового проката или поковки и укреплены на остове тремя болтами М20. Для уменьшения насыщения дополнительных полюсов между остовом и сердечниками дополнительных полюсов предусмотрены диамагнитные прокладки толщиной 8 мм. Катушки дополнительных полюсов 9 намотаны на ребро из мягкой медной проволоки ПММ размерами 6×20 мм и имеют 10 витков каждая. Корпусная и покровная изоляция этих катушек аналогична изоляции катушек главного полюса. Межвитковая изоляция состоит из асбестовых прокладок толщиной 0,5 мм, пропитанных лаком КО-919 ГОСТ 16508-70.

Новочеркасский электровозостроительный завод изготавливает тяговый двигатель ТЛ-2К1, полюсная система (катушки главных и дополнительных полюсов) которого выполнена на изоляции системы «Монолит 2». Корпусная изоляция катушек. выполнена из стеклослюдинитовой ленты 0,13×25 мм ЛС40Ру-ТТ, катушки пропитаны в эпоксидном компаунде ЭМТ-1 или ЭМТ-2 по ТУ ОТН.504.002-73, причем катушки дополнительных полюсов пропитаны совместно с сердечниками и представляют собой неразъемный моноблок. На моноблоке закреплена диамагнитная прокладка толщиной 10 мм, которая одновременно служит для закрепления катушки. Катушка главного полюса от перемещений на сердечнике уплотнена двумя клиньями в распор по лобовым частям.

Щеточный аппарат тягового электродвигателя (рис. 36) состоит из траверсы 1 разрезного типа с поворотным механизмом, шести кронштейнов 3 и шести щеткодержателей 4.

Траверса стальная, отливка швеллерного сечения имеет по наружному ободу зубчатый венец, входящий в зацепление с шестерней 2 (рис. 37) поворотного механизма. В остове фиксирована и застопорена траверса щеточного аппарата болтом фиксатора 3, установленным на наружной стенке верхнего коллекторного люка, и прижата к подшипниковому щиту двумя болтами стопорного устройства 1: один — внизу остова, другой — со стороны подвешивания. Электрическое соединение кронштейнов траверсы между собой выполнено кабелями ПС-4000 площадью сечения 50 мм2. Кронштейны щеткодержателя разъемные (из двух половин), закреплены болтами М20 на двух изоляционных пальцах 2 (см. рис. 36), установленных на траверсе. Стальные шпильки пальцев опрессованы прессмассой АГ-4В, на них насажены фарфоровые изоляторы.

Щеткодержатель (рис. 38) имеет две цилиндрические пружины 1, работающие на растяжение. Пружины закреплены одним концом на оси, вставленной в отверстие корпуса 2 щеткодержателя, другим — на оси нажимного пальца 4 с помощью винта 5,

Читайте так же:
Схема включения теплового реле через трансформаторы тока

которым регулируют натяжение пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что в рабочем диапазоне обеспечивает практически постоянное нажатие на щетку 3. Кроме того, при наибольшем допустимом износе щетки нажатие пальца 4 на щетку автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора гибкими проводами сработанных щеток. В окна щеткодержателя вставлены две разрезные щетки марки ЭГ-61 размерами 2(8Х50Х Х60) мм с резиновыми амортизаторами. Крепление щеткодержателей к кронштейну осуществлено шпилькой и гайкой. Для более надежного крепления и регулировки положения щеткодержателя относительно рабочей поверхности по высоте при износе коллектора на корпусе щеткодержателя и кронштейна предусмотрены гребенки.

Якорь (рис.- 39, 40) двигателя состоит из коллектора, обмотки, вложенной в пазы сердечника 5 (см. рис. 39), набранного в пакет из лакированных листов электротехнической стали марки 1312 толщиной 0,5 мм, стальной втулки 4, задней 7 и передней 3 нажимных шайб, вала 8. В сердечнике имеется один ряд аксиальных отверстий для прохода вентилирующего воздуха. Передняя нажимная шайба 3 одновременно служит корпусом коллектора, Все дета-

Щеточный аппарат тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Стопорение и фиксация траверсы тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Щеткодержатель тягового электродвигателя ТЛ-2К1

ли якоря собраны на общей втулке 4 коробчатой формы, напрессованной на вал 8 якоря, что обеспечивает возможность его замены.

Якорь имеет 75 катушек 6 и 25 секционных уравнительных соединений 2. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками коллекторных пластин 1 выполнено припоем ПСР-2,5 ГОСТ 19738-74 на специальной установке токами высокой частоты.

Каждая катушка имеет 14 отдельных проводников, расположенных по высоте в два ряда, и по семь проводников в ряду. Они изготовлены из медной ленты размерами 0,9×8,0 мм марки Л ММ и изолированы одним слоем с перекрытием в половину ширины стеклослюдииитовой ленты ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм ГОСТ 13184-78. Каждый пакет из семи проводников изолирован также лентой стеклослюднкитовой ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм с перекрытием в половину ширины ленты. На НЭВЗ изготовляют якорные катушки из изолированного провода ПЭТВСД размерами 0,9×7,1 мм без дополнительного наложения витковой изоляции. Корпусная изоляция пазовой части катушки состоит из шести слоев стеклослюдииитовой ленты ЛСЭК-5-СПл размерами 0,1X20 мм, одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты.

Уравнители секционные изготовляют из трех проводов размерами 1X2,8 мм марки ПЭТВСД. Изоляция каждого провода состоит из одного слоя стеклослюдииитовой ленты ЛСЭК-5-СПл размерами 0,1X20 мм и одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм. Вся изоляция уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Изолированные провода соединяют в секцию одним слоем стеклоленты, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. В пазовой части обмотку якоря крепят текстолитовыми клиньями, а в лобовой части — стеклобандажом.

Коллектор двигателя с диаметром рабочей поверхности 660 мм ‘ набран из медных пластин, изолированных друг от друга микани-

Якорь тягового злектродвиі ателя ТЛ-2К1

Рис. 39. Якорь тягового злектродвиі ателя ТЛ-2К1

Схема соединения катушек яко- Рис. 41. Уплотнение якорных подшиггря и уравнителей с коллекторными пла- ников и подвод к ним смазки тягово-, станами тягового электродвигателя го электродвигателя ТЛ-2К1

товыми прокладками. От нажимного конуса и корпуса коллектор изолирован миканитовыми манжетами и цилиндром.

Обмотка якоря имеет следующие данные: число пазов 75, шаг по пазам 1-13, число коллекторных пластин 525, шаг по коллектору 1-2, шаг уравнителей по коллектору 1 -176.

Якорные подшипники двигателя тяжелой серии с цилиндрическими роликами типа 80-42428М обеспечивают разбег якоря в пределах 6,3-8,1 мм. Наружные кольца подшипников запрессованы в подшипниковые щиты, а внутренние — на вал якоря. Подшипниковые камеры для предотвращения воздействия внешней среды и утечки смазки имеют уплотнения (рис. 41). Моторно-осевые подшипники состоят из латунных вкладышей, залитых по внутренней поверхности баббитом Б16 ГОСТ 1320-74, и букс с постоянным уровнем смазки. Буксы имеют окно для подачи смазки. Для предотвращения поворота вкладышей предусмотрено в буксе шпоночное соединение.

Электрический двигатель постоянного тока

Эра электродвигателей берёт своё начало с 30-х годов XIX века, когда Фарадей на опытах доказал способность вращения проводника, по которому проходит ток, вокруг постоянного магнита. На этом принципе Томасом Девенпортом был сконструирован и испытан первый электродвигатель постоянного тока. Изобретатель установил своё устройство на действующую модель поезда, доказав тем самым работоспособность электромотора.

Практическое применение ДПТ нашёл Б. С. Якоби, установив его на лодке для вращения лопастей. Источником тока учёному послужили 320 гальванических элементов. Несмотря на громоздкость оборудования, лодка могла плыть против течения, транспортируя 12 пассажиров на борту.

Лишь в конце XIX столетия синхронными электродвигателями начали оснащать промышленные машины. Этому способствовало осознание принципа преобразования электродвигателем постоянного тока механической энергии в электричество. То есть, используя электродвигатель в режиме генератора, удалось получать электроэнергию, производство которой оказалось существенно дешевле от затрат на выпуск гальванических элементов. С тех пор электродвигатели совершенствовались и стали завоёвывать прочные позиции во всех сферах нашей жизнедеятельности.

Устройство и описание ДПТ

Конструктивно электродвигатель постоянного тока устроен по принципу взаимодействия магнитных полей.

Самый простой ДПТ состоит из следующих основных узлов:

  1. Двух обмоток с сердечниками, соединенных последовательно. Данная конструкция расположена на валу и образует узел, называемый ротором или якорем.
  2. Двух постоянных магнитов, повёрнутых разными полюсами к обмоткам. Они выполняют задачу неподвижного статора.
  3. Коллектора – двух полукруглых, изолированных пластин, расположенных на валу ДПТ.
  4. Двух неподвижных контактных элементов (щёток), предназначенных для передачи электротока через коллектор до обмоток возбуждения.

Рассмотренный выше пример – это скорее рабочая модель коллекторного электродвигателя. На практике такие устройства не применяются. Дело в том, что у такого моторчика слишком маленькая мощность. Он работает рывками, особенно при подключении механической нагрузки.

Статор (индуктор)

В моделях мощных современных двигателях постоянного тока используются статоры, они же индукторы, в виде катушек, намотанных на сердечники. При замыкании электрической цепи происходит образование линий магнитного поля, под действием возникающей электромагнитной индукции.

Для запитывания обмоток индуктора ДПТ могут использоваться различные схемы подключения:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • соединение параллельно обмоткам якоря;
  • варианты с последовательным возбуждением катушек ротора и статора;
  • смешанное подсоединение.

Схемы подключения наглядно видно на рисунке 2.

Схемы подключения обмоток статора

Рисунок 2. Схемы подключения обмоток статора ДПТ

У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Часто способ подключения диктуется условиями, в которых предстоит эксплуатация электродвигателя постоянного тока. В частности, если требуется уменьшить искрения коллектора, то применяют параллельное соединение. Для увеличения крутящего момента лучше использовать схемы с последовательным подключением обмоток. Наличие высоких пусковых токов создаёт повышенную электрическую мощность в момент запуска мотора. Данный способ подходит для двигателя постоянного тока, интенсивно работающего в кратковременном режиме, например для стартера. В таком режиме работы детали электродвигателя не успевают перегреться, поэтому износ их незначителен.

Ротор (якорь)

В рассмотренном выше примере примитивного электромотора ротор состоит из двухзубцового якоря на одной обмотке, с чётко выраженными полюсами. Конструкция обеспечивает вращение вала электромотора.

В описанном устройстве есть существенный недостаток: при остановке вращения якоря, его обмотки занимают устойчивое. Для повторного запуска электродвигателя требуется сообщить валу некий крутящий момент.

Этого серьёзного недостатка лишён якорь с тремя и большим количеством обмоток. На рисунке 3 показано изображение трёхобмоточного ротора, а на рис. 4 – якорь с большим количеством обмоток.

Ротор с тремя обмоткамиРисунок 3. Ротор с тремя обмотками Якорь со многими обмоткамиРисунок 4. Якорь со многими обмотками

Подобные роторы довольно часто встречаются в небольших маломощных электродвигателях.

Для построения мощных тяговых электродвигателей и с целью повышения стабильности частоты вращения используют якоря с большим количеством обмоток. Схема такого двигателя показана на рисунке 5.

Схема электромотора с многообмоточным якорем

Рисунок 5. Схема электромотора с многообмоточным якорем

Коллектор

Если на выводы обмоток ротора подключить источник постоянного тока, якорь сделает пол-оборота и остановится. Для продолжения процесса вращения необходимо поменять полярность подводимого тока. Устройство, выполняющее функции переключения тока с целью изменения полярности на выводах обмоток, называется коллектором.

Самый простой коллектор состоит из двух, изолированных полукруглых пластин. Каждая из них в определённый момент контактирует со щёткой, с которой снимается напряжение. Одна ламель всегда подсоединена к плюсу, а вторая – к минусу. При повороте вала на 180º пластины коллектора меняются местами, вследствие чего происходит новая коммутация со сменой полярности.

Такой же принцип коммутации питания обмоток используются во всех коллекторах, в т. ч. и в устройствах с большим количеством ламелей (по паре на каждую обмотку). Таким образом, коллектор обеспечивает коммутацию, необходимую для непрерывного вращения ротора.

Читайте так же:
Сообщение использование теплового действия электрического тока

В современных конструкциях коллектора ламели расположены по кругу таким образом, что каждая пластина соответствующей пары находится на диаметрально противоположной стороне. Цепь якоря коммутируется в результате изменения положения вала.

Принцип работы

Ещё со школьной скамьи мы помним, что на провод под напряжением, расположенный между полюсами магнита, действует выталкивающая сила. Происходит это потому, что вокруг проволоки образуется магнитное поле по всей его длине. В результате взаимодействия магнитных полей возникает результирующая «Амперова» сила:

F=B×I×L, где B означает величину магнитной индукции поля, I – сила тока, L – длина провода.

Вектор «Амперовой» всегда перпендикулярен до линий магнитных потоков между полюсами. Схематически принцип работы изображён на рис. 6.

Принцип работы ДПТ

Рис. 6. Принцип работы ДПТ

Если вместо прямого проводника возьмём контурную рамку и подсоединим её к источнику тока, то она повернётся на 180º и остановится в в таком положении, в котором результирующая сила окажется равной 0. Попробуем подтолкнуть рамку. Она возвращается в исходное положение.

Поменяем полярность тока и повторим попытку: рамка сделала ещё пол-оборота. Логично припустить, что необходимо менять направление тока каждый раз, когда соответствующие витки обмоток проходят точки смены полюсов магнитов. Именно для этой цели и создан коллектор.

Схематически можно представить себе каждую якорную обмотку в виде отдельной контурной рамки. Если обмоток несколько, то в каждый момент времени одна из них подходит к магниту статора и оказывается под действием выталкивающей силы. Таким образом, поддерживается непрерывное вращение якоря.

Типы ДПТ

Существующие электродвигатели постоянного тока можно классифицировать по двум основным признакам: по наличию или отсутствию в конструкции мотора щеточно-коллекторного узла и по типу магнитной системы статора.

Рассмотрим основные отличия.

По наличию щеточно-коллекторного узла

Двигатели постоянного тока для коммутации обмоток, которых используются щёточно-коллекторные узлы, называются коллекторными. Они охватывают большой спектр линейки моделей электромоторов. Существуют двигатели, в конструкции которых применяется до 8 щёточно-коллекторных узлов.

Функции ротора может выполнять постоянный магнит, а ток от электрической сети подаётся непосредственно на обмотки статора. В таком варианте отпадает надобность в коллекторе, а проблемы, связанные с коммутацией, решаются с помощью электроники.

В таких бесколлекторных двигателях устранён один из недостатков –искрение, приводящее к интенсивному износу пластин коллектора и щёток. Кроме того, они проще в обслуживании и сохраняют все полезные характеристики ДПТ: простота в управлении связанном с регулировкой оборотов, высокие показатели КПД и другие. Бесколлекторные моторы носят название вентильных электродвигателей.

По виду конструкции магнитной системы статора

В конструкциях синхронных двигателей существуют модели с постоянными магнитами и ДПТ с обмотками возбуждения. Электродвигатели серий, в которых применяются статоры с потоком возбуждения от обмоток, довольно распространены. Они обеспечивают стабильную скорость вращения валов, высокую номинальную механическую мощность.

О способах подключения статорных обмоток шла речь выше. Ещё раз подчеркнём, что от выбора схемы подключения зависят электрические и тяговые характеристики двигателей постоянного тока. Они разные в последовательных обмотках и в катушках с параллельным возбуждением.

Управление

Не трудно понять, что если изменить полярность напряжения, то направление вращения якоря также изменится. Это позволяет легко управлять электромотором, манипулируя полярностью щеток.

Механическая характеристика

Рассмотрим график зависимости частоты от момента силы на валу. Мы видим прямую с отрицательным наклоном. Эта прямая выражает механическую характеристику электродвигателя постоянного тока. Для её построения выбирают определённое фиксированное напряжение, подведённое для питания обмоток ротора.

Примеры механических характеристик ДПТ

Примеры механических характеристик ДПТ независимого возбуждения

Регулировочная характеристика

Такая же прямая, но идущая с положительным наклоном, является графиком зависимости частоты вращения якоря от напряжения питания. Это и есть регулировочная характеристика синхронного двигателя.

Построение указанного графика осуществляется при определённом моменте развиваемом ДПТ.

Регулировочная характеристика ДПТ

Пример регулировочных характеристик двигателя с якорным управлением

Благодаря линейности характеристик упрощается управление электродвигателями постоянного тока. Поскольку сила F пропорциональна току, то изменяя его величину, например переменным сопротивлением, можно регулировать параметры работы электродвигателя.

Регулирование частоты вращения ротора легко осуществляется путём изменения напряжения. В коллекторных двигателях с помощью пусковых реостатов добиваются плавности увеличения оборотов, что особенно важно для тяговых двигателей. Это также один из эффективных способов торможения. Мало того, в режиме торможения синхронный электродвигатель вырабатывает электрическую энергию, которую можно возвращать в энергосеть.

Области применения

Перечислять все области применения электродвигателей можно бесконечно долго. Для примера назовём лишь несколько из них:

  • бытовые и промышленные электроинструменты;
  • автомобилестроение – стеклоподъёмники, вентиляторы и другая автоматика;
  • трамваи, троллейбусы, электрокары, подъёмные краны и другие механизмы, для которых важны высокие параметры тяговых характеристик.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относится:

  • Линейная зависимость характеристик электродвигателей постоянного тока (прямые линии) упрощающие управление;
  • Легко регулируемая частота вращения;
  • хорошие пусковые характеристики;
  • компактные размеры.

У асинхронных электродвигателей, являющихся двигателями переменного тока очень трудно достичь таких характеристик.

Недостатки:

  • ограниченный ресурс коллектора и щёток;
  • дополнительная трата времени на профилактическое обслуживание, связанное с поддержанием коллекторно-щёточных узлов;
  • ввиду того, что мы пользуемся сетями с переменным напряжением, возникает необходимость выпрямления тока;
  • дороговизна в изготовлении якорей.

По перечисленным параметрам из недостатков в выигрыше оказываются модели асинхронных двигателей. Однако во многих случаях применение электродвигателя постоянного тока является единственно возможным вариантом, не требующим усложнения электрической схемы.

Тяговый электродвигатель постоянного тока для тепловоза

ТЕПЛОВОЗ СЕРИИ ТЭ1 ТИПА 3-3

  Харьковский тепловозостроительный завод начал выпускать тепловозы ТЭ1 с 1947 г.
  Тепловозы ТЭ1 (фиг. 1) имеют две трехосные тележки, на которых расположена главная рама, несущая силовую установку.

Тепловоз серии ТЭ1

Фиг.1. Тепловоз серии ТЭ1 типа 3-3:
а — общий вид; б — продольный разрез и план; 1 — ступени площадки тепловоза; 2 — розетка межтепловозного соединения;
3 — барьер площадки; 4 — бункер задней песочницы; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — верхний топливный бак; 7 — кабина машиниста; 8 — воздушный сигнал (тифон): 9 — высоковольтная камера; 10 — выпускная труба дизеля; 11 — турбовоздуходувка; 12 — всасывающий коллектор дизеля; 13 — дизель; 14 — люки в капоте над дизелем; 15 — колпаки над крышками дизеля; 16 — фрикционная муфта вентилятора, 17 — привод вентилятора; 18 — компенсационный бак водяного охлаждения; 19 — верхние жалюзи; 20 — вентилятор холодильника; 21 — холодильник для воды и масла; 22 — бункер передней песочницы; 23 — контроллер машиниста; 24 — вспомогательный генератор и возбудитель; 25 — главный генератор; 26 — воздушный компрессор; 27 — главный воздушный резервуар; 28 — нижний топливный бак; 29 — инструментальный ящик и сиденье помощника машиниста; 30 — волокнистый топливный фильтр; 31 — калорифер отопления кабины машиниста; 32 — кран машиниста воздушного тормоза; 33 — кран машиниста вспомогательного тормоза; 34 — сиденье машиниста; 35 — вспомогательный топливный насос; 36 — вентилятор тяговых электродвигателей; 37 — масляные волокнистые фильтры.

Читайте так же:
По какому закону определяется тепловое действие тока

  Силовая установка тепловоза состоит из вертикального шестицилиндрового дизеля, задний конец вала которого соединен жестко с генератором и компрессором, и с помощью клиноременной передачи с двухмашинным агрегатом (вспомогательный генератор и возбудитель) и с вентилятором тяговых электродвигателей задней тележки. Передний конец вала дизеля связан клиноременной передачей с вентилятором тяговых электродвигателей передней тележки и с приводом вентилятора холодильников.
  Дизель снабжен турбовоздуходувкой для зарядки рабочих цилиндров воздухом повышенного давления и лучшей очистки их от остаточных газов сгорания (нижний наддув). Ротор турбовоздуходувки приводится во вращение отработавшими газами дизеля.
  Газы поступают в два раздельных коллектора, расположение и размеры которых подобраны так, чтобы обеспечить наивыгоднейший процесс зарядки цилиндров дизеля свежим воздухом. Вал дизеля вращается с числом оборотов 270-740 в минуту.

  Главный генератор постоянного тока вырабатывает ток с максимальным напряжением 900 в. Главный генератор питает тяговые электродвигатели и имеет независимую обмотку возбуждения, получающую ток от возбудителя с расщепленными полюсами.
  Вспомогательный генератор вырабатывает ток с постоянным напряжением 76 в и служит для питания цепей управления и освещения.
  Вспомогательный генератор смонтирован в одном агрегате с возбудителем.
  Тяговые электродвигатели могут включаться последовательно, последовательно-параллельно и последовательно-параллельно с ослаблением поля.

Кнопки на посту управления

Фиг.2. Расположение кнопок и приборов на посту управления тепловоза серии ТЭ1 (позиции 1-15 относятся к кнопкам):
1- пуск дизеля; 2 — общее управление; 3 — топливный насос; 4 — прожектор передний тусклый; 5 — прожектор передний яркий; 6 — прожектор задний тусклый; 7 — прожектор задний яркий; 8 — прожектор дальний тусклый; 9 — прожектор дальний яркий; 10 — освещение кабины; 11 — освещение приборов; 12 — освещение заднего капота; 13 — управление машинами; 14 — освещение машинного помещения; 15 — электродвигатель вентилятора обогрева кабины; 16 — предохранители; 17 — аэротермометр для измерения температуры масла до холодильника; 18 — аэротермометр для измерения температуры масла после холодильника; 19 — манометр давления масла; 20 — амперметр аккумуляторной батареи; 21 — манометр давления топлива; 22 — манометр давления воздуха и резервуаре управления; 23 — манометр давления воздуха в тормозном резервуаре; 24 — часы; 25 — манометр давления воздуха в магистрали и главном резервуаре; 26 — переключатель соединений электродвигателей; 27 — аэротермометр для измерения температуры воды.

  Пуск дизеля производится при помощи главного генератора, который при этом работает как сериесный электродвигатель и питается от аккумуляторной батареи, расположенной сзади кабины машиниста.
  Силовая установка защищена капотом, обеспечивающим машинисту хорошую видимость как вперед, так и назад, чего значительно труднее достигнуть при кузовном типе локомотива.
  Холодильник для воды и масла, расположенный в передней части тепловоза, состоит из 21 водяной и 5 масляных секций.

  Управление тепловозом производится машинистом при помощи рукоятки контроллера, которая соединена с электропневматическим приводом, изменяющим степень затяжки пружины центробежного гидромеханического регулятора, что вызывает изменение числа оборотов коленчатого вала дизеля.
  Режим работы дизеля и скорость движения тепловоза устанавливаются автоматически, соответственно профилю пути.
  Рукоятка контроллера машиниста может занимать девять положений, из которых нулевое положение соответствует холостой работе дизеля, а остальные восемь — работе дизеля с нагрузкой.
  Каждое положение рукоятки соответствует определенному числу оборотов вала дизеля. Так, первое положение соответствует 270 об/мин, восьмое -740 об/мин.

Паспортные кривые ТЭ1

Фиг.3. Касательная сила тяги, касательная мощность и кпд тепловоза серии ТЭ1 в зависимости от скорости V движения при различных положениях рукоятки контроллера машиниста, обозначенных цифрами (буквы С, СП и ОП обозначают соответственно включение тяговых электродвигателей сериесное, сериес-па-раллельное, сериес-параллельиое с шунтированием поля);
а — касательная сила тяги FК; б — касательная мощность NR; в — кпд Y, отнесенный к ободу движущих колес.

  При движении тепловоза напряжение главного генератора так автоматически изменяется, что все время используется максимальная мощность дизеля, возможная при установленном машинистом числе оборотов.
  Переключение электродвигателей с последовательного на последовательно-параллельное с полным и ослабленным полем производится также автоматически. Трогание и разгон поезда производятся при последоватеьном соединении всех шести тяговых электродвигателей; при скорости движения тепловоза, равной 9-11 км/час, происходит автоматический переход на сериесно-параллельное соединение по три электродвигателя в группе; при достижении скорости 20-25 км/час автоматически включается шунтирование поля. Приборы автоматического электроуправления расположены в закрытой кабине (в высоковольтной камере).
  Задний ход тепловоза осуществляется при помощи реверсора, который позволяет изменять направление тока в обмотке возбуждения тяговых электродвигателей.

  Для управления тепловозом в кабине машиниста расположены следующие органы:
  1) контроллер машиниста с двумя рукоятками (одна рукоятка служит для изменения числа оборотов дизеля путем воздействия на регулятор через электропневматический привод дистанционного управления и вторая рукоятка — для получения переднего и заднего хода);
  2) кнопочная панель (фиг. 2), установленная на корпусе контроллера и имеющая кнопки для включений;
  3) переключатель соединения электродвигателей;
  4) кран машиниста воздушного тормоза;
  5) кран прямодействующего тормоза;
  6) рукоятка тифона;
  7) рукоятка от верхних жалюзи холодильника;
  8) ручка рубильника аккумуляторной батареи;
  9) педаль подачи песка, расположенная на полу около контроллера машиниста.

  Для контроля за работой агрегатов тепловоза в кабине машиниста имеется звуковой прибор, сигнализирующий о буксовании колес тепловоза, а также манометры, аэротермометры, амперметр аккумуляторной батареи, расположенные на боковой части корпуса контроллера машиниста.
  В настоящее время на посту управления устанавливается амперметр главного генератора.
  Для отопления кабины машиниста имеется калорифер.
  Основные паспортные кривые для тепловоза ТЭ1 приведены на фиг. 3.

ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ ТЕПЛОВОЗЫ

  В 1950 г. Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ЦНИИ) был переведен на смешанное топливо один тепловоз серии ТЭ1. К тепловозу был прицеплен экипаж четырехосного тендера с установленной на нем газогенераторной установкой, приспособленной к получению газа из антрацита марки AM. Принципиальная схема тепловоза ТЭ1, работающего на смешанном топливе, следующая (фиг. 31): турбовоздуходувка 1 двигателя 2 нагнетает воздух в воздухораспределитель, где он разделяется на два потока, один из которых по воздухопроводу 3 поступает в цилиндры двигателя внутреннего сгорания 2, а другой по воздухопроводу 4 идет к газогенератору 5. Перед поступлением под колосниковую решетку газогенератора воздух увлажняется. Газ, полученный в газогенераторе, подвергается предварительной очистке в циклоне 6, охлаждению в трубчатых газоохладителях 7 и вторичной очистке в фильтрах 5, после чего поступает в цилиндры двигателя 2. Газ и воздух вводятся в цилиндры через разные клапаны. Рабочая смесь образуется в самих цилиндрах, что позволяет не применять специальных смесителей. Воспламенение газа в цилиндрах двигателя получается за счет вспышки запального жидкого топлива. При работе на одном жидком топливе весь воздух из турбовоздуходувки поступает в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, для чего прекращают доступ его к газогенератору.

Схема

Фиг.31. Принципиальная схема тепловоза ТЭ1, работающего на смешаном топливе

  Произведенные испытания показали удовлетворительную работоспособность газогенераторного локомотива ЦНИИ, что позволило приступить к изготовлению опытной партии подобных тепловозов. Эти тепловозы были построены на Улан-Удэнском паровозовагоно-ремонтном заводе и направлены для работы в депо Баскунчак Приволжской железной дороги.
  Эксплуатационная работа этих тепловозов показала, что они водят строго по графику поезда установленного веса и дают значительную экономию жидкого топлива даже при недостаточном еще опыте эксплуатации подобных локомотивов. Однако применение двух видов топлива значительно осложняет работу депо, и при наличии достаточного количества жидкого топлива такое усложнение не вызывается необходимостью. Поэтому дальнейшие эксперименты в этом направлении были прекращены.

Тяговые агрегаты ПЭ2М, ПЭ2У

Для железнодорожных линий, расположенных в карьерах и электрифицированных на постоянном токе напряжением 1500 или 3000 В, начиная с 1967 г. Днепропетровский электровозостроительный завод (ДЭВЗ) начал строить трехсекционные тяговые агрегаты, состоящие из четырехосного электровоза управления и двух четырехосных думпкаров, оборудованных тяговыми электродвигателями и необходимой для их работы аппаратурой. Первоначально на этих агрегатах устанавливались тяговые электродвигатели электровозов ВЛ8 с некоторыми изменениями конструкции остова (электродвигатель НБ-406Д на агрегатах ПЭ2). Затем с 1970 г. ДЭВЗ начал изготовлять и устанавливать на агрегатах тяговые электродвигатели ДТ-9Н. С такими электродвигателями агрегаты, рассчитанные на напряжение 3000 и 1500 В и получившие обозначение ПЭ2 М , строились с 1970 по 1985 г. У обеих разновидностей агрегатов кузова электровозов управления незначительно отличаются друг от друга; отличия обусловлены некоторыми изменениями в расположении и монтаже электроаппаратов. Двухосные тележки электровозов управления и думпкаров взаимозаменяемы.

Читайте так же:
Тепловая мощность через силу тока

Кузов электровоза управления имеет раму, состоящую из двух продольных балок (боковин), связанных двумя шкворневыми балками, буферными брусьями, подкабинными балками и балками, используемыми для установки оборудования. Кабина машиниста, расположенная ближе к передней стороне агрегата, сделана шире капотных частей кузова. Кузов опирается на две двухосные тележки через центральные плоские опоры, а со стороны буферных брусьев — через боковые опоры с резиновыми конусами (четыре на электровоз).

Электровоз управления тягового агрегата ПЭ2М:

1 – мотор-компрессор; 2 – электрическая аппаратура; 3, 7 – пуско-тормозные резисторы; 4 – боковой токоприемник; 5 – контроллер машиниста; 6 – пантограф (центральный токоприемник)

Моторный думпкар агрегата ПЭ2М

Рамы тележек сварены из листовой стали и состоят каждая из двух боковин, шкворневого и двух концевых брусьев. К буксам бесчелюстного типа подвешены балансиры, на которые через цилиндрические пружины опирается с одной стороны рама тележки, а с другой — листовая рессора-балансир. Рама тележки опирается также на средние части рессор-балансиров.

Диаметр колес при новых бандажах 1250 мм. Зубчатая передача от тяговых электродвигателей двусторонняя, жесткая, косозубая; передаточное число 91_17=5,353.

На каждой-тележке установлены два тормозных цилиндра диаметром 10″. Цилиндр действует на четыре колодки одной стороны тележки (нажатие колодок на колеса двустороннее). Тележка оборудована также двумя электромагнитными рельсовыми тормозами, башмаки которых опускаются при экстренном торможении под действием поршней пневматических цилиндров.

Установленные на электровозах управления и думпкарах тяговые электродвигатели ДТ-9Н четырехполюсные, помимо добавочных полюсов, имеют компенсационные обмотки. Характеристики электродвигателей отвечают условиям работы на путях карьеров. При напряжении на зажимах 1500 В они имеют следующие параметры:

Тяговый электродвигатель постоянного тока для тепловоза

Тяговая силовая цепь.

Тяговая силовая цепь (рис. 1.1) включает в себя синхронный тяговый генератор Г, выпрямительную установку ВУ, тяговые электродвигатели 1—6, поездные контакторы П1—П6, групповые контакторы ослабления возбуждения ВШ1, ВШ2, резисторы ослабления возбуждения СШ1—СШ6 и реверсивный переключатель ПР.

В режиме тяги переменное шестифазное напряжение синхронного генератора поступает на выпрямительную установку ВУ, с которой выпрямленное напряжение подается через замкнутые контакты контакторов П1—П6 на тяговые электродвигатели 1—6, приводящие тепловоз в движение. Последовательно с якорем каждого из двигателей включена обмотка возбуждения С1-С2, направление тока в ней задается контактами реверсивного переключателя ПР и определяет направление движения тепловоза.

При определенном соотношении тока и напряжения генератора включается групповой контактор ВШ1 и параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включаются резисторы, осуществляя первую ступень ослабления возбуждения. При дальнейшем увеличении скорости движения включается групповой контактор ВШ2 и параллельно к ранее включенным резисторам включаются новые, осуществляя вторую ступень ослабления возбуждения.

При снижении скорости движения сначала отключается вторая ступень ослабления возбуждения, а затем первая.

В режиме холостого хода тяговый генератор обеспечивает питание переменным током асинхронных электродвигателей вентиляторов холодильника и охлаждения тяговых электродвигателей.

Цепь независимого возбуждения тягового генератора.

В эту цепь входят возбудитель СВ, управляемый выпрямительный мост УВВ и узел коррекции, включающий в себя трансформатор коррекции ТК и выпрямительный мост БСТ1.1.

Ток возбуждения в цепи тягового генератора регулируют изменением частоты вращения ротора возбудителя и изменением выпрямленного напряжения выпрямителя УВВ.

Выпрямленное напряжение регулируется с помощью тиристоров путем изменения момента их включения, а следовательно, продолжительности их открытого состояния.

Формирование управляющих импульсов осуществляется блоком управления возбуждением БУВ, который является выходным узлом системы автоматического регулирования возбуждения.

Для уменьшения перенапряжений, возникающих при разрыве цепи возбуждения тягового генератора, а также для уменьшения подгара главных контактов контактора КВ параллельно им включен резистор гашения поля СГП.

Узел коррекции.

Предназначен для компенсации реакции ротора синхронного возбудителя подпиткой обмотки статора U 1- U 2 возбудителя СВ током узла коррекции, пропорциональным току ротора.

В узел коррекции входят трансформатор тока ТК и выпрямительный мост БСТ1.1. Первичная обмотка Н1-К1 трансформатора ТК включена в силовую цепь обмотки возбуждения генератора (провода 531, 364). С вторичной обмотки Н2-О2 (провода 368, 367) переменное напряжение подается на контакты 2, 12 и 1, 11 выпрямительного моста БСТ1.1. Отсюда выпрямленное напряжение поступает на обмотку U 1- U 2 статора возбудителя СВ.

Цепи возбудителя.

Возбуждение синхронного возбудителя СВ осуществляется от стартер-генератора. При рабочем положении контактов переключателя АП напряжение на обмотку статора возбудителя подается по цепи: зажим 24/1, автоматический выключатель А1 «Возбудитель», провод 535, зажим 21/6, провод 372, обмотка статора U 1- U 2, провод 371, провод 352, шунт Ш5, провода 539, 536, зажим Р1, сопротивление СВВ, регулируемое сопротивление САВ.1, провод 359, контакт Р6-Р7 переключателя АП, установленного в положение «Нормальное возбуждение», провод 357, зажим Р2, провода 355, 589, 571, замыкающий главный контакт контактора ВВ, провод 548, провод 520, контакт разъема ЗМ-7,12, «минус» цепи. Если переключатель АП находится в положении «Аварийное возбуждение , контакт Р6-Р7 разомкнут, поэтому от зажима Р1 резистора СВВ ток возбуждения пойдет по цепи: с 1-й по 4-ю позиции контроллера машиниста КМ — регулируемые сопротивления САВ.2, САВ.З, провод 355; с 4-й по 15-ю позиции контроллера машиниста КМ — регулируемое сопротивление САВ.2, провод 356, замкнутый контакт контактора КАВ, провод 589 и далее аналогично схеме нормального возбуждения.

Ток возбуждения тягового генератора регулируют изменением переменного напряжения на выходе возбудителя при изменении частоты вращения его ротора и выпрямленного напряжения выпрямителя УВВ. Выходное переменное напряжение возбудителя с зажимов обмотки ротора С1—С2 через плавкий предохранитель ПР1, провод 361, контакты переключателя АП подается на вход управляемого выпрямительного моста УВВ.

При работе в режиме нормального возбуждения (переключатель АП установлен в положение «Нормальное возбуждение»)при положительном полупериоде выходного напряжения возбудителя и открытом тиристоре +Т путь тока будет следующим: зажим обмотки ротора С1, провод 366, предохранитель ПР1, контакт переключателя Р4-Р2,РЗ провод 531, первичная обмотка Н1-К1 трансформатора тока ТК, провод 364, зажим 1 выпрямителя УВВ, тиристор +Т, диод Д1, провод 426, шунт ШЗ, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U 1- U 2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д4, зажим 2 выпрямителя УВВ, провод 365, зажим обмотки ротора С2. При отрицательном полупериоде и открытом тиристоре -Т ток течет по цепи: зажим 2 выпрямителя УВВ, диод Д3, провод 426, шунт Ш3, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U 1- U 2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д2, открытый тиристор -Т, зажим 1 выпрямителя УВВ, провод 364, первичная обмотка К1-Н1 трансформатора тока ТК, провод 531, контакт Р4-Р2 переключателя АП.

Управляющие импульсы для открытия тиристоров подаются на управляющий электрод соответствующего тиристора в положительный или отрицательный полупериод синхронно с поступающим на тиристор синусоидальным напряжением. замыкаются его контакты Р4-Р3 и Р1 (провода 361, 362 и 363), шунтируя тиристоры +Т и -Т. При переводе переключателя в положение «Аварийное возбуждение Выпрямление переменного тока в выпрямителе УВВ происходит по обычной двухполупериодной схеме с четырьмя силовыми диодами Д1—Д4. Питание обмотки возбуждения генератора в положительный полупериод напряжения возбудителя СВ происходит по цепи: зажим С1 возбудителя, предохранитель ПР1, контакт переключателя АП Р4-Р3, диод Д1, провод 426, шунт Ш3, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U 1- U 2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д4, зажим 2 выпрямителя УВВ, провод 365, зажим С2 возбудителя. В отрицательный полупериод напряжения возбудителя СВ ток течет по цепи: зажим 2 выпрямителя УВВ, диод ДЗ, шунт Ш3, провод 429, замыкающий главный контакт контактора КВ, провод 431, обмотка U 1- U 2 возбуждения генератора, провод 432, диод Д2, провод 363, контакт Р1-Р4 переключателя АП.

Читайте так же:
Выключатель с тепловым датчиком

Напряжение синхронного возбудителя с обмотки ротора С1-С2 подается на первичные обмотки 1-2 трансформаторов ТР1 (используется для питания цепи синхронизации блока управления возбуждением БУВ) и ТР2 (используется для питания рабочих обмоток трансформаторов постоянного тока ТПТ1—ТПТ4 через выводы 3—10 и трансформатора постоянного напряжения ТПН через выводы 11—12) по цепи: провод 376, клемма 20/20, провод 1053, провод 1052, клемма 21/20, провода 360, 366.

Автоматическое регулирование возбуждения генератора.

Сигнал задания, поступающий от блока БЗВ и индуктивного датчика ИД, сравнивается в селективном узле (ССУ1 и ССУ2) с сигналами обратной связи, поступающими от трансформаторов ТПН и ТПТ. Результат сравнения (максимальный из сигналов рассогласования) поступает в блок БУВ, который устанавливает необходимый ток возбуждения, а следовательно, напряжение и ток тягового генератора.

Узел обратной связи по току и напряжению выпрямителя тягового генератора состоит из трансформаторов постоянного тока ТПТ1—ТПТ4 и трансформатора постоянного напряжения ТПН, представляющих собой простейшие магнитные усилители, выпрямительных мостов на выходе трансформаторов и потенциометров обратной связи ССУ1, соединенных по П-образной схеме.

Функцию управляющих обмоток трансформаторов постоянного тока выполняют кабели силовой цепи тяговых электродвигателей. Управляющая обмотка трансформатора постоянного напряжения включена на напряжение выпрямительной установки ВУ через резистор СТН.

Последовательно соединенные выпрямительные мосты БСЗ—БС4 выделяют наибольший из поступающих от трансформаторов ТПТ1—ТПТ4 сигнал.

Потенциометры обратной связи ССУ1, задания ССУ2 и индуктивного датчика СИД образуют селективный узел.

«Минусовые» точки потенциометров ССУ1 и ССУ2 соединены между собой через управляющую обмотку магнитного усилителя блока БУВ. Три «плюсовые» точки этих потенциометров соединены между собой попарно через разделительные диоды Д1, Д2 и Д3. Каждая пара с включенными в их цепь разделительным диодом и обмоткой управления образует отдельный канал регулирования. Результирующее напряжение (сигнал рассогласования) каждого канала определяется разностью приложенных напряжений обратной связи и задания. Максимальный из трех сигналов рассогласования подается по проводам 402 и 433 на выводы 3 и 6 блока БУВ.

В зависимости от величины сигнала (тока управляющей обмотки) блок БУВ изменяет момент открытия (угол зажигания) тиристоров +Т и -Т управляемого выпрямительного моста УВВ.

В положительный полупериод питающего напряжения синхронного возбудителя СВ блок БУВ подает импульсное напряжение на управляющий электрод и катод тиристора +Т по цепи: вывод 7 блока БУВ, провода 405, 406, вывод 1 выпрямителя УВВ, управляющий электрод тиристора +Т, катод тиристора +Т, вывод 3 выпрямителя УВВ, провода 411, 409, вывод 8 блока БУВ.

В отрицательный полупериод подается импульсное напряжение на управляющий электрод и катод тиристора -Т по цепям: вывод 13 блока БУВ, провода 403, 404, вывод 2 выпрямителя УВВ, управляющий электрод тиристора -Т, катод тиристора -Т, вывод 4 выпрямителя УВВ, провода 408, 407, вывод 14 блока БУВ.

Напряжение питания на блок БУВ подается контактором КВ по цепи: выключатель аккумуляторной батареи ВБ (рис. 1.3), провода 952, 969, шунт Ш3Б, провода 2655, 984, 430, автомат А12 «Питание БУВ», провода 351, 350, замыкающий вспомогательный контакт КВ, провод 3032, замыкающий контакт реле РКВ, провод 400 (см. рис. 1.1), 392, резистор СД2, через контакт 16 блока БС3.1 к двум последовательно включенным стабилитронам в блоке БС3.1, контакт 17 БС3.1, провода 399, 640 на «минус» цепи управления к 2М-13,14. Стабилизированное и пониженное до 12В напряжение с контактов 15 и 17 блока БС3 подается на контакты 11 и 12 блока БУВ.

Узел стабилизации.

Служит для обеспечения устойчивой работы электрической схемы возбуждения. Сигнал с него поступает на одну из обмоток управления магнитного усилителя блока БУВ. Потенциометр ССТ включен на выпрямленное напряжение выпрямителя УВВ (провода 425 и 423). Высокочастотная составляющая этого напряжения для исключения помех отфильтровывается (поглощается) конденсатором блока БСТ. Низкочастотная составляющая напряжения, повторяющая колебания напряжения тягового генератора, передается через конденсатор и резистор (провода 420, 419, 369, 410) к контакту 2 ШР блока БУВ на его стабилизирующую обмотку. Второй вывод стабилизирующей обмотки (контакт 5 ШР блока БУВ) подключен непосредственно к потенциометру ССТ проводами 415 и 417.

Защита от замыкания силовых цепей на корпус.

Защита от замыкания на корпус в любой точке силовой цепи тепловоза (замыкания на «землю») осуществляется специальной схемой. Схема состоит из электромагнитного реле заземления РЗ, блока выпрямителей В1, резисторов СР31—СР34, разъединителей ВкР31 и ВкР32 и сигнальной лампы ЛРЗ «Реле заземления». Электромагнитное реле РМ-1110 состоит из двух катушек: рабочей (включающей) (А1, В1) и удерживающей (А2, В2).

Удерживающая катушка постоянно включена на напряжение 110 В от автоматического выключателя А4 «Управление возбуждением» через резистор СР32.2 (рис. 1.4). Рабочая (включающая) обмотка через выпрямительный мост В1 подключена с одной стороны к корпусу тепловоза через контакт 4 разъема моста В1, а с другой — к делителю напряжения СР31, СРЗЗ, СР34, соединенному с «минусовой» и «плюсовой» точками силовых цепей соответственно. Обмотки реле всегда должны действовать согласно. Именно для этой цели в схему введен мост В1, диоды которого обеспечивают протекание тока через рабочую обмотку реле только в одном направлении — независимо от того, в какой части силовой цепи — «плюсовой» или «минусовой» — нарушена изоля­ция. Резистор СР32.1 (РЗ, Р4), включенный в одно из плеч моста (контакт 1), служит для выравнивания чувствительности схемы при замыканиях на корпус в «плюсовой» и «минусовой» цепях. Одна удерживающая катушка не может вызвать срабатывание реле, но в состоянии удержать его во включенном положении при отсутствии тока в рабочей (включающей) обмотке. При нормальном состоянии изоляции силовых цепей ток в рабочей обмотке реле заземления отсутствует, и оно находится в отключенном состоянии.

Если произошел пробой изоляции на корпус в «минусе» силовой схемы, ток протекает по цепи (рис. 1.1): «плюс» выпрямительной установки ВУ, шины 526×3, 527×3, провод 706, выключатель ВР32, провод 704, резистор СР34, провод 705, резистор СРЗЗ, провода 702, 701, выключатель ВР31, провод 707, контакт 3 блока В1, диод, контакт 2, провод 708, включающая катушка РЗ, провод 711, контакты 5, 6 блока В1, диод, контакт 4, провод 712, корпус тепловоза, далее к точке пробоя изоляции и по «минусовым» силовым цепям к «минусу» выпрямительной установки.

Если произошел пробой изоляции на корпус в «плюсе» силовой схемы, ток протекает по цепи: «плюс» выпрямительной установки, по силовым цепям к точке пробоя изоляции, корпус тепловоза, провод 712, контакт 4 блока В1, диод, контакт 1 блока В1, провод 710, резистор СР32.1, провод 709, включающая катушка реле РЗ, провод 711, контакты 5, 6 В1, диод, контакт 3, провод 707, выключатель ВР31, провод 701, резистор СР31, провода 703, 635, «минус» ВУ.

После срабатывания реле его размыкающий контакт между проводами 3034, 1341 разрывает цепь катушек контакторов ВВ и КВ (см. рис. 1.4). После сброса нагрузки и снятия напряжения генератора реле РЗ остается во включенном положении благодаря усилию удерживающей катушки. Для восстановления защиты (отключения реле РЗ) необходимо на короткое время выключить автоматический выключатель А4 «Управление возбуждением» (см. рис. 1.4).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector