Общие сведения о тяговых электродвигателях.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ.
УСЛОВИЯ РАБОТЫ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ. ТРЕБОВАНИЯ,
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ.
Тяговые электродвигатели в режиме тяги служат для преобразования электрической энергии в механическую энергию, то есть для образования силы тяги электровоза. В режиме электрического торможения они служат для превращения кинетической энергии поезда в электрическую энергию.
Тяговые электродвигатели работают в более тяжелых условиях, чем стационарные электродвигатели, так как подвержены воздействию внешней среды (пыли, влаги, снега, колебаниям температуры внешней среды), вибрации от воздействия пути на электровоз, изменению нагрузки в широких пределах и колебаниям напряжения в контактной сети. Поэтому к тяговым электродвигателям предъявляется ряд особых требований. Они должны иметь:
· иметь большую мощность при малых габаритах;
· обладать высокой перегрузочной способностью и выдерживать частые пуски;
· обеспечивать изменение скорости в широких пределах;
· иметь хорошую коммутацию при динамических воздействиях на него на него колесной пары, колебаний напряжения в контактной сети и запыленности внешней среды остова;
· иметь высокую прочность;
· устойчиво работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.
ПОНЯТИЕ О КОММУТАЦИИ.
КЛАССЫ КОММУТАЦИИ.
1-искрение отсутствует. Тёмная коммутация.
1¼ -слабое точечное искрение под небольшим краем щётки.
1½ - слабое точечное искрение под большим краем щётки.
2- искрение под всем краем щётки.
3- искрение под всем краем щётки и наличие крупных вылетающих искр.
Классы 2 и 3 не допустимы.
ПУТИ УЛУЧЩЕНИЯ КОММУТАЦИИ.
Существуют два пути улучшения коммутации. Первый путь это уменьшение величины тока коммутации, а второй – компенсирование реактивной э.д.с. в коммутируемой секции.
Уменьшение тока коммутации выполняется следующим образом:
· увеличением сопротивления коммутируемой секции: применение графитированных щёток с повышенным внутренним сопротивлением, применение разрезных щёток, наличие политуры на рабочей поверхности коллектора;
· уменьшением реактивной э.д.с. путем уменьшения индуктивности обмотки якоря: неглубокие пазы в сердечнике якоря для катушек его обмотки (4,5 – 5 см), применение одновитковых секций, уменьшение длины секций, укорачивание шагов обмотки якоря, выравнивание индуктивности катушки обмотки якоря путём укладки одной её стороны на дно одного паза сердечника, а другой стороны – сверху другого паза, уменьшение толщины щетки (уменьшается э.д.с. взаимоиндукции).
Компенсирование реактивной э.д.с. в коммутируемой секции.
Для этой цели на геометрической нейтрали, устанавливают дополнительные полюсы, т.е. там, где располагается коммутируемая секция. Их магнитный поток в этой зоне направлен против магнитного потока якоря, что приводит к тому, что магнитный поток якоря в этой зоне полностью компенсируется и в коммутируемой секции не индуцируется э.д.с. вращения. Кроме того, магнитный поток этих полюсов индуцирует в коммутируемой секции компенсирующую э.д.с. ек, направленную против реактивной э.д.с. ер. Поэтому ток коммутации практически становится равным нулю.
Для того, чтобы магнитный поток дополнительных полюсов был направлен точно в зону коммутации сердечники выполняются узкими. Для исключения рассеивания их магнитного потока на остов и на соседние главные полюсы между остовом и сердечниками устанавливают диамагнитные прокладки и катушки крепят к сердечникам при помощи диамагнитных угольников. Диамагнитные прокладки, кроме того, исключают насыщение сердечников магнитным потоком главных полюсов.
Автоматическое действие обмотки данных полюсов достигнуто последовательным их соединением
с обмоткой якоря. При увеличении тока в обмотке якоря, увеличивается реактивная э.д.с в коммутируемой секции на эту же величину увеличивается ток в обмотке дополнительных полюсов и э.д.с., индуцируемая этими полюсами в этой секции.
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ.
Воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле главных полюсов называется реакцией якоря.
а) б) в)
Рис.7. Магнитное поле машины постоянного тока:
поле от обмотки возбуждения (а); поле от обмотки якоря (б); поле результирующее (в).
Её происхождение объясняется следующим образом (рис.7):
· при протекании тока только по обмотке возбуждения создаётся магнитное поле главных полюсов. Оно распределяется симметрично продольной оси машины, поэтому его называют продольным;
· при протекании тока только по обмотке якоря, создаётся магнитное поле якоря. Оно направлено поперёк оси полюсов и его называют поперечным.
· на самом же деле при работе электрической машины ток протекает, как по обмотке возбуждения, так и по обмотке якоря. Это приводит к тому, что магнитное поле якоря накладывается на магнитное поле главных полюсов и результате образуется результирующее магнитное поле главных полюсов.
Оно распределяется в основном по краям полюсов. Например, по северному полюсу оно распределяется следующим образом. Под его правым краем усиленное, так как магнитные силовые линии поля возбуждения и поля якоря направлены согласованно. Под левым краем – магнитное поле ослабленное, так как магнитные силовые линии поля якоря направлены встречно таким же линиям поля главных полюсов. Магнитное поле по краям южного полюса распределяется наоборот.
Таким образом, результирующее магнитное поле главных полюсов получилось искаженным и несимметричным. Из-за этого, что физическая нейтраль сместилась относительно геометрической на некоторый угол b (у двигателей против вращения).
Примечание: геометрическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси главных полюсов. Физическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси магнитного поля возбуждения, соединяющая точки окружности якоря с индукцией равной нулю.
Технические данные.
Часовой режим. Длительный режим.
Ток, А…………………………………….480 Ток, А……………………………410
Мощность, кВт………………………….670 Мощность, кВт………………...575
Частота вращения, Частота вращения,
об/мин………………………………….790 об/мин…………………………..830
К.п.д…………………………………….0,931 К.п.д…………………………….0,936
Напряжение на коллекторе, В…………………………………………….1500
Наибльшая частота вращения
при среднеизношеных бандажах, об/мин. …………………………… 1690
Класс изоляции по нагревостойкости:
обмотки якоря ………………………………………………………………. В
полюсной системы ………………………………………………………… F
Передаточное число …………………………………………………….. . 88/23
Сопротивление обмоток при температуре 200С, Ом:
главных полюсов ………………………………………………………… 0,025
дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и якоря …. 0,0356
Количество вентилирующего воздуха, м3 /мин.
не менее……………………………………………………………………..…95
Масса без шестерен, кг…...………………………………………………...5000
Максимальная частота вращения, об/мин……………………………… ..1690
Подвешивание тягового электродвигателя ТЛ-2К1 опорно-осевое. С одной стороны он через моторно-осевые подшипники опирается на колёсную пару, а с другой – на раму тележки через маятниковую подвеску.
Вращающий момент то вала якоря на колёсную пару передаётся через двухстороннюю косозубую передачу.
Электродвигатель имеет высокий коэффициент использования мощности (0,74) при наибольшей частоте вращения. Эксплутационные свойства двигателя отражены на его электромеханических характеристиках (рис.9)
Система вентиляции независимая, аксиальная, с подачей воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом вверх с противоположной стороны вдоль оси двигателя.
Рис. 9. Электромеханические характеристики
тягового электродвигателя ТЛ-2К1 при U=1500 В
Основные элементы:остов 3, два подшипниковых щита 1 и 4, шесть главных 13, шесть дополнительных 10 полюсов, якорь 6 и щеточный узел 2 (рис.10).
Рис. 10
Остов.Остов служит для размещения основных элементов тягового электродвигателяи является магнитопроводом. Он имеет две горловины 8 под подшипниковые щиты (рис.12), верхний 4 и нижних 9 коллекторных люка (рис.11), вентиляционный люк 12 для подвода охлаждающего воздуха, люк с кожухом 5 для его выброса, кожух 6 для ликвидации давления воздуха в остове. Два прилива 7 под буксы моторно-осевых подшипников (рис.12), четыре прилива 10 для транспортировки и четыре кронштейна 11 для крепления кожухов зубчатой передачи 9 (рис.11). Сзади - два предохранительных носика 4 (рис.12) на случай обрыва маятниковой подвески электродвигателя и площадку 6 для крепления её кронштейна.
Рис. 11. Общий вид тягового электродвигателя ТЛ-2К1:
1- стопорная гайка малой шестерни; 2- вал якоря; 3- трубка; 4- крышка верхнего смотрового люка;
5, 6 – кожуха для выхода охлаждающего воздуха; 7 – буксы МОП; 8- вкладыши МОП; 9- нижние смотровые люки; 10 – приливы для транспортировки; 11- приливы для крепления кожухов зубчатой передачи: 12 – вентиляционный люк для подвода охлаждающего воздуха.
Рис.12. Остов тягового элекродвигателяТЛ-2К1:
1-дополнительный полюс; 2- главный полюс; 3- резьбовые отверстия; 4- предохранительные носики; 5 – компенсационная обмотка; 6-площадка для крепления кронштейна маятниковой подвески; 7 - прилив для крепления буксы МОП; 8 – горловина для крепления подшипниковых щитов.
Подшипниковые щиты. Подшипниковые щиты (Рис.13) служат для размещения моторно-якорных подшипников вала якоря, то есть для его центровки и сохранения запаса смазки. Они запрессовываются в горловины остова нагретые индукционным нагревателем до температуры 100 – 150 градусов. Для выпрессовки щиты имеют резьбовые отверстия 1. На концы вала якоря и в отверстия щитов запрессовываются
детали подшипниковых узлов (рис.13).
На каждый конец вала якоря (рис.14) напрессовываются заднее упорное кольцо 8, внутреннее кольцо 7 якорного подшипника переднееи переднее упорное кольцо 6. В центральное отверстие каждого щита запрессовывается наружное кольцо 2 подшипника с роликами и сепаратором. Оно фиксируется передней 5 и задней 3 крышками с лабиринтами, которые соединяются между собой и со щитом при помощи гаек со шпильками. Подшипниковый щит с передней и задней крышками образует подшипниковую камеру.
На переднее упорное кольцо напрессовывается лабиринтовое кольцо 4. Подшипники имеют на внутренних кольцах один бурт и обеспечивают разбег якоря в остове в пределах 6.3-8 мм, который обеспечивает выравнивание нагрузок между левой и правой зубчатыми передачами. При сборке подшипников подшипниковые камеры заполняются смазкой ЖРО в количестве 1,5 кг. При необходимости на ТР через трубку 3 в подшипниковом щите прослушивают работу моторно-якорных подшипников и добавляют по 150-170 гр. смазки ЖРО.
Рис.13. Подшипниковый щит: Рис.14. Подшипниковые узлы:
1-отверстие под подшипник; узел со стороны коллектора (а), узел со сторо-
2-резьбовые отверстия. ны противоположной коллектору: 1-подшипни-
ковые щиты; 2-наружные кольца подшипников; 3-
задние крышки щитов; 4-лабиринтные кольца; 5-
передние крышки щитов; 6-передние упорные коль-
ца; 7- внутренние кольца подшипников; 8-задние
упорные кльца.
Главные полюсы. Главные полюсы служат для создания основного магнитного потока тягового
электродвигателя. Главный полюс состоит из сердечника 4 и катушки 6 (рис.15). Сердечник шихтованный, то есть набран из листов электротехнической стали толщиной 0, 5 мм покрытых лаком и склепанных трубчатыми заклепками 10. Шихтованный сердечник уменьшает вихревые токи, что уменьшает нагрев сердечников. В два прямоугольных отверстия сердечника 4 запрессовываютсясплошные стальные стержни 3 с резьбой под четыре полюсных болта 9. Головки болтов, крепящие верхние полюсы, заливаются компаунд-
Рис. 15. Главный полюс: 1- остов; 2-стальной фланец; 3 – сплошной стальной стержень; 4 – сердечник; 5- стальной фланец; 6- катушка; 7 – пазы под витки катушки компенсационной обмотки; 8- виток катушки компенсационной обмотки.
ной массой. В полюсной дуге сердечника 4 проштамповывается 10 пазов 7 для укладки витков компенсационной обмотки. Катушка 6 главного полюса намотана из шинной меди на широкое ребро и имеет 19 витков. К началу и к концу катушки припаяны гибкие выводы из медного, многожильного и изолированного провода сечением 95 мм 2 с наконечниками. Изоляция катушки межвитковая, корпусная и покровная класса F. Для исключения повреждения изоляции катушки, во время сборки, между ней и сердечником устанавливается металлический флянец 5. При монтаже полюса между его сердечником и остовом 1 устанавливается стальная прокладка 2 толщиной 0, 5 мм.
Катушки шести полюсов соединяются между собой последовательно и образуют обмотку главных полюсов ( обмотку возбуждения), которая имеет выводы из остова с маркировкой и К и КК. Выводы выполняются из медного, многожильного и изолированного провода сечением 120 мм 2 и защищаются брезентовыми чехлами.
Дополнительные полюсы (добавочные полюсы). Дополнительные полюсы служат для улучше-
ния коммутации. Дополнительный полюс состоит из сплошного, стального сердечника 4 и катушки 5 (рис.16) . Сердечник сплошной, так как индукция под полюсом мала и вихревые токи незначительны, Катушка дополнительного полюса намотана из шинной меди и имеет 10 витков. Межвитковая, корпусная и покровная изоляции класса F. Выводы катушек этих полюсов изготавливаются в двух вариантах. При первом варианте один вывод гибкий из изолированного провода сечением 95 мм2, а второй – жесткий и изготовлен из листовой меди сечением 6 ´ 20 мм (рис.17,а). При втором варианте (рис.17,б) оба вывода гибкие, Один изготовлен из медного, многожильного и изолированного провода сечением 95мм2 , а второй - из медной плетенки ПШ. Эта конструкция выводов более надежна, поэтому в настоящее время только она и применяется.
Рис.16. Дополнительный полюс: 1- остов; 2- болт; 3- диамагнитная прокладка; 4- сердечник;
5- катушка; стальной фланец; 7- бронзовые угольники.
Рис.17. Варианты изготовления выводов катушки дополнительного полюса: 1- гибкий вывод из провода; 2- катушка; 3- жесткий вывод из шинной меди; 4 – гибкий вывод из медной плетенки.
Катушка крепится на сердечнике при помощи бронзовых угольников, приклёпанных к седечнику, а сердечник к остову – через латунную (диамагнитную) прокладку толщиной 8 мм. Так же, как и у главных полюсов, между катушкой и сердечником устанавливается стальной флянец.
Катушки шести полюсов соединяются последовательно и образуют обмотку дополнительных по-
люсов, соединённую последовательно с обмоткой якоря.
Компенсационная обмотка. Компенсацион-
ная обмотка служит для полной компенсации реак-
ции якоря под каждым из главных полюсов.
Катушка обмотки намотана из мягкой мед-
ной шинки. Она имеет 10 изолированных витков
(Рис.14.) Каждые два витка изолированы вместе,
поэтому готовая катушка имеет 5 двойных витков.
Затем эти витки покрываются корпусной и покровной
изляцией класса F. Одна сторона катушки укладыва-
ется в пазы полюсной дуги сердечника одного полю-
са, а другая – в пазы полюсной дуги сердечник сосед-
него полюса. (Рис.15.) и каждый её двойной виток кре-
пится текстолитовыми клиньями.
Примечание: При укладке всей катушки в сер-
дечник одного полюса, из-за различного направления
тока в каждой из пяти сторон катушки, она Рис. 18. Катушка компенсационной обмотки:
не будет иметь магнитного потока. 1-боковой вывод; 2-центральный вывод;
Катушки шести полюсов обмотки соединяются 3-витки катушки.
последовательно и образуют компенсационную обмотку, соединённую последовательно с обмоткой якоря.
Рис.19. Упрощенная развернутая схема компенсационной обмотки
(вместо 5 витков в катушке на рисунке изображено 3 витка).
Якорь. Якорь (рис.20) служит для создания магнитного потока который, взаимодействуя с магнит-
ным потоком главных полюсов создает вращающий момент тягового электродвигателя.
Основные элементы якоря: вал 8, втулка 4, сердечник 5, обмотка 6, коллектор (1,3) , и задняя на-
жимная шайба 7 (рис.20).
Рис.20. Якорь тягового электродвигателя ТЛ-2К1.
1,3- коллектор; 2- уравнительные соединения обмотки якоря; 4- втулка;
5- сердечник; 6- обмотка якоря; 7- задняя нажимная шайба; 8- вал; 9-маслоотбойное кольцо; 10- гайка; 11,12- стеклобандажи лобовых частей обмотки якоря.
Вал изготавливается из осевой стали, Служит для напрессовки элементов якоря и шестерён зубчатой передачи (рис.20,,21).
Рис.21. Вал и втулка якоря:
1-вал; 2- втулка барабанного типа.
Втулка барабанного типа (рис.21). Служит для напрессовки задней нажимной шайбы, сердечника якоря, крепления обмотки якоря и напрессовки коллектора. Состоит из цилиндрической части и барабана. Барабан втулки с торцов имеет круглые вентиляционные отверстия, а внутри – ребра жёсткости с продолговатыми вентиляционными отверстиями.
Сердечник 5 набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5мм (рис.20). Имеет по окружности 75 пазов под катушки обмотки якоря. Один ряд вентиляционных отверстий и центральное отверстие под барабан втулки. Сердечник напрессовывается на барабан втулки по шпонке и фиксируется на нём задней нажимной шайбой 7 и корпусом 3 коллектора. Задняя нажимная шайба по шпонке напрессовывается на барабан втулки, а коллектор – на цилиндрическую часть втулки также по шпонке. Корпус 3 коллектора выполняет роль передней нажимной шайбы.
Обмотка якоря петлевая. Состоит из 75 катушек, в каждой из них 7 секций. В секции два, вертикально расположенных, проводника. Обмотка имеет 25 уравнительных соединений по три проводника в каждом, то есть всего 75 проводников Шаг секций по коллектору 1-2, шаг катушек по пазам 1-13, шаг уравнительных проводников по коллектору 1-176. Форма катушки обмотки якоря изображена на рисунке 22,а. Катуша имеет пазовую часть и две лобовых части.
При сборке якоря пазовая часть катушки укладывается в пазы сердечника якоря, передняя лобовая
часть на корпус коллектора, а задняя – на заднюю нажимную шайбу. Межвитковая изоляция проводников и секций, корпусная и покровная изоляция катушек класса В. Катушки обмотки якоря в пазовой части закреплены текстолитовыми клиньями (рис.22,б), а в лобовых частях – с натягом обматываются стеклобандажной лентой (рис.20).
а) б)
Рис.22. Катушка обмотки якоря:
форма катушки якоря (а), крепление катушки обмотки якоря в пазовой части (б):
1- секция катушки обмотки якоря; 2- две стороны различных катушек, уложенных в один паз сердечника якоря; 3- текстолитовый клин.
Коллектор. Коллектор осуществляет коммутацию, то есть сохраняет постоянным направление тока в секциях обмотки якоря под каждым из главных полюсов.
Коллектор состоит из корпуса 4 и нажимного конуса 6, изготовленных отливкой из стали (рис.23). Между ними располагаются 525, легированных серебром, медных коллекторных пластин 1 и между ними - столько же миканитовых пластин. Пластины изолируются от корпуса и конуса с боков миканитовыми манжетами (конусами) 7 и 3, а снизу - миканитовым цилиндром 2. Корпус и нажимной конус соединяются между собой болтами 5. Выступающая часть миканитовой манжеты 7, расположенной на нажимном конусе, с
Рис.23. Коллектор тягового электродвигателя ТЛ-2К1:
1- коллекторная пластина; 2- миканитовый цилиндр; 3, 7- миканитовые манжеты; 4- корпус коллектора; 5- болт; 6- нажимной конус; 8-балансировочный груз.
натягом бандажируется стеклобандажной лентой. Последний слой этой ленты покрывается электроизоляционной эмалью НЦ-929 или ГФ-92ХС до получения ровной, глянцевой поверхности. Эта часть коллектора называется изоляционной или миканитовый конус. Собранный коллектор напрессовывается по шпонке на цилиндрическую часть втулки якоря, устанавливается маслоотбойное кольцо 9 и закручивается корончатая гайка 10 (рис.20).
Нижняя часть коллекторных пластины имеют форму ”ласточкина хвоста”, обеспечивающая их надёжное крепление между корпусом коллектора и нажимным конусом (рис.24). В верхней части они имеют выступы, называемые ”петушками”. В их прорези, при сборке якоря, впаиваются секции катушки обмотки якоря и её уравнительные соединения. Для облегчения веса коллектора, что уменьшает центробежные силы, и для снятия напряжений, возникающих при нагревании коллектора, в них просверливаются отверстия. С обеих сторон коллекторной пластины снимаются фаски размером 0,2 мм ´ 45о и на 1,5+/- 0,1мм углубляются (продораживаются) миканитовые пластины.
Рис.24. Коллекторная пластина (ламель):
1-край коллекторной пластины (конец ламели); 2- ласточкин хвост; 3- петушок; 4-коллекторная
пластина; 5-миканитовая пластина.
Щёточный узел. Щёточный узел служит для подвода тока через коллектор к обмотке якоря.
Основные элементы щёточного узла: поворотная траверса 1, (рис.25) пальцы кронштейнов 2 с изоляторами, щёткодержатели 4 и щётки.
Рис.25. Щёточный узел: основные элементы щёточного узла (а): 1-траверса; 2-палец кронштейна с
изоляторами; 3- кронштейн; 4-щёткодержатель; разжимное устройство траверсы (б): 1-траверса;
6-шарнирный (стяжной болт); 7-муфта.
Траверса служит для крепления щёточного аппарата и для настройки коммутации. Изготовлена в
Рис.26. Фиксация траверсы: 1- траверса; 2-регулирукмая прокладка; 3-болт; 4-стопорная планка;
5-фиксатор; 6-поворотная шестерня; 7- стопорные устройства.
виде стального разрезного кольца с зубьями по наружной окружности. В разрезе имеет разжимное устройство, которое служит для сжатия траверсы перед её поворотом и разжатия её в подшипниковом щите после его окончания. Зубья траверсы входят в зацепление с зубьями поворотной шестерни 6 (рис.26), которая закреплена при помощи валика около нижнего коллекторного люка. Его квадратный конец, выполненный под ключ-трещётку, выходит наружу остова. В подшипниковом щите положение траверсы зафиксировано фиксатором 5 (рис.26), расположенного около верхнего коллекторного люка, и двумя стопорными устройствами 7. На заводе изготовителе, после настройки коммутации, положение траверсы отмечается рисками на остове и на траверсе.
Пальцы кронштейна служат для крепления кронштейнов щеткодержателей. Палец состоит из стальной шпильки 1 с резьбой, опрессованной сверху пресс-массой АГ-4В и фарфорового изолятора 3, плотно насажанного на слой пресс-массы при помощи пасты АСТ-Т (рис. 24). Перед насадкой изолятора на выступ шпильки под ключ одевается миканитовая шайба. Пальцы ввернуты в траверсу по два рядом для крепления одного кронштейна.
Рис.27. Палец кронштейна: 1- стальная шпилька; 3- фарфоровый изолятор;
7- слой пасты АСТ-Т, 8- слой прессмассы АГ-4.
Кронштейны служат для крепления щёткодержателей. Кронштейн 3 (рис.28) стальной, разъёмный и состоит из двух половин.
Рис.28. Узел кронштейн- щёткодержатель:1- пальцы кронштейнов; 2- изоляторы;43- кронштейн; 4- шпилька; 5- щёткодержатель;6- щётка.
Кронштейн закрепляется на двух пальцах и обе его половины стягиваются одним болтом. На торцевой поверхности верхней половины (на рис. 28 она изображена снизу) имеется шпилька 4 и “гребёнка” для крепления щёткодержателя, а также резьбовые отверстия для крепления выводных проводов и перемычек между щёткодержателями. Щёткодержатели 2 служат для установки щёток (рис.29). Щёткодержатель изго-
Рис.29. Щёткодержатель: 1-пружина; 2-корпус; Рис. 30. Электрощётка: 1-половинка щётки; 3-щетка; 4- нажимной палец; 5-регулировоч- 2-резиновые амортизаторы; 3-медный ные винты. 4-наконечник; 5-медный конопаточный
порошок.
товлен из кремнистой латуни. Имеет привалочную поверхность с овальным отверстием и “гребёнкой” для
крепления его на шпильке кронштейна при помощи гайки с пружинящей шайбой, окно для установки двух щёток 3 и нажимной механизм. Он включает в себя две пружины1 , работающие нарастяжение и нажимные пальцы 4. Механизм обеспечивает постоянное давление на щётку независимо от её высоты и прекращает его при минимальной высоте. Натяжение пружин, которыми устанавливается давление на щётки, производится винтами 5. Медные, плетёные шунты обеих щёток крепятся винтом к корпусу щёткодержателя (на Рис.29 не изображены).
Щётки служат для создания скользящего контакта между коллектором и щёткодержателем (Рис. 30.).
Щётки электорографитированные, на сажевой основе, разрезные, с резиновыми амортизаторами, типа
ЭГ-61 размером 2 (8 ´ 50 ´ 60) мм. В каждый щёткодержатель устанавливаются две щётки.
Щётка состоит из двух половин 1, резиновых амортизаторов 2, медных плетёных шунтов 3 и припаянных к ним медных лужённых наконечников 4. Крепление медных шунтов в отверстиях щеток производится при помощи медного порошка методом конопатки. При этом переходное сопротивление между шунтом щёткой не должно быть более 1,25 Мом.В противном случае произойдет выгорание конопаточного порошка и перегорание медного шунта. Электрографитированные щётки, отличаются от ранее выпускаемых щёток типа ЭГ-2А, отсутствием зольности, что способствует образованию устойчивой политуры на рабочей поверхности коллектора и способствует повышению коммутационных свойств щёток.
Система вентиляции. Система вентиляции независимая. Охлаждающий воздух поступает через люк с коллекторной стороны, охлаждает коллектор и через пространство между его ребрами жёсткости проходит тремя путями (рис.12):
· в воздушном зазоре между якорем и полюсами;
· через отверстия в сердечнике;
· через отверстия во втулке и вокруг её внутреннего диаметра;
Схема соединения обмоток. Тяговый электродвигатель типа ТЛ-2К1 двигатель последовательного возбуждения, поэтому его обмотки соединяются следующим образом:
· шесть катушек главных полюсов соединены последовательно и образуют обмотку главных полюсов (обмотку возбуждения). Она имеет выводы из остова с маркировкой К и КК. (рис 32, б).
· шесть катушек обмотки дополнительных полюсов, шесть катушек компенсационной обмотки и обмотка якоря соединены последовательно в следующей очерёдности: вывод Я, перемычка между плюсовыми щёткодержателями, плюсовые щётки, коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, минусовые щётки, их щёткодержатели, перемычка между ними, катушки обмоток: ДП, КО, КО, ДП, КО, ДП, КО, КО, ДП, КО, КО, ДП, выводЯЯ (рис 31,а).
Примечания:
· на схеме катушки дополнительных полюсов ДП обозначены нечётными номерами 1, 3, 5, 7, 9, 11, а катушки компенсационной обмотки обозначены буквами H, S, H, S, H, S;
· между собой обмотки возбуждения двух спаренных тяговых электродвигателей соединяются последовательно с обмотками якорей этих двигателей в силовой схеме электровоза при помощи кулачковых элементов тормозных переключателей.
Рис.31. Схема соединения обмоток тягового электродвигателя ТЛ-2К1 со стороны коллектора:
Схема соединения обмотки якоря, катушек дополнительных полюсов и катушек компенсационной обмотки (а); схема соединения катушек главных полюсов (обмотка возбуждения (б).
Примечания:
· катушка главного полюса намотана на ребро из мягкой ленточной меди ЛММ, размерами 1,95 ´ 65 мм, изогнутая по радиусу для обеспечения прилегания к внутренней поверхности остова. Межвитковая изоляция выполнена из асбестовой бумаги в два слоя толщиной 0,2 мм и пропитана лаком КО-919 ГОСТ 16508-70. Корпусная изоляция выполнена из восьми слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭП-934-ТП 0, 13 ´ 30 мм ГОСТ13184-78 с полиэтилентерефталантной пленкой на лаке марки ПЭ-934 и одного слоя ленты технической лавсановой термоусаживающейся толщиной 0,22 мм ТУ-17 ГССР8-79, наложенных с перекрытием в половину ширины ленты;
· катушка дополнительного полюса намотана из шинной меди размерами 6 ´ 20 мм. Межвитковая изоляция выполнена из асбестовых прокладок толщиной 0,5 мм, пропитанных лаком КО-919. Корпусная изоляция катушки такая же, как и катушки главного полюса;
· катушка компенсационной обмотки намотана из мягкой медной шинки ПММ размерами 3,28 ´ 22 мм. Межвитковая изоляция состоит из одного слоя стеклослюдяной ленты, уложенной с перекрытием половину ширины ленты. Корпусная изоляция выполнена из шести слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПЛ толщиной 0,11мм ГОСТ13184-78 и одного слоя ленты технической лавсановой термоусаживающей толщиной 0,22мм ТУ-17 ГССР 8-78, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты;
· секция обмотки якоря состоит из двух проводников, выполненных из медной ленты размерами
0,9 ´ 8,0 мм марки ЛММ и изолированных одним слоем с перекрытием в половину ширины стеклослюдинитовой лентой ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм. Точно также изолирован каждый пакет из семи проводников. Корпусная изоляция пазовой части катушки состоит из шести слоев стоклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл размерами 0,01´ 20 мм, одного слоя фторопластовой ленты толщиной 0,03мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты;
· уравнительные соединения изготавливают из трех проводников размерами 1´ 2,8 мм марки ПЭТВСД. Изоляция каждого провода состоит из стеклослюдинитовой ленты ЛСНК-5-СПл размерами 0,1´ 20 мм, одного слоя фторопластовой ленты толщиной 0,03мм. Вся изоляция уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Изолированные провода соединяются в секцию одним слоем стеклоленты, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты.
ХАРАКТЕРИСТИКА.
Правилами ремонта для тяговых электродвигателей установлены три вида ремонта: деповский ТР3, средний СР и капитальный КР. Пробег электровоза между каждым из них составляет 750 тыс. км.
Краткий перечень работ, выполняемый при деповском ремонте ТР-3:
· разборка электродвигателя без снятия полюсных катушек с сердечников, осмотр и ремонт остова, подшипниковых щитов, шапок МОП, их вкладышей. Ремонт механической части якоря. Магнитная дефектоскопия конусов вала и внутренних колец якорных подшипников;
· обточка, продорожка, снятие фасок и шлифовка коллектора. Ревизия щёточного узла.
· пропитка полюсных и якорных катушек, если сопротивление изоляции менее 1 МОм. и не восстанавливается после сушки, катушки были пропитаны при изготовлении или ремонте масленно-битумным лаком и
после смены ослабших бандажей якоря.
Пропитка полюсных катушек производится без снятия полюсов с остова, а якорных – без снятия клинь-
ев в пропиточном лаке ФЛ-98.
После пропитки катушек и их сушки, покрытие их и остова изнутри электроизоляционной эмалью ЭП-91. Сборка, покраска остова снаружи и испытание электродвигателя на испытательной станции.
Примечание: на ТР3 у тяговых двигателей электровозов ЧС производится магнитная дефектоскопия карданного вала, его поводков, цапф, крестовин и корпусов игольчатых подшипников.
Краткий перечень работ, выполняемый при среднем ремонте СР: дополнительно к ТР3 произво-
дится:
· у полюсных катушек снятие корпусной изоляции. Осмотр межвитковой изоляции, замер омического сопротивления катушек и проверка их на межвитковое замыкание. Замена жёстких выводов на гибкие. Укладка новой корпусной изоляции, пропитка, сушка и покрытие электроизоляционной эмалью ЭП-91.
· у якоря снятие бандажа, если он ослаб, имеет ожоги дугой или расслоения. Осмотр видимых частей обмотки якоря и пайки в петушках. Двойная пропитка обмотки, сушка и покрытие эмалью ЭП-91. Сборка, покраска и испытание электродвигателя на испытательной станции.
Капитальный ремонт КР: ремонт всех узлов с полной разборкой и с доведением всех размеров до чертежных. Замена изоляции коллектора и изоляции катушек всех обмоток. Сборка, покраска и испытание электродвигателя на испытательной станции.
ТРЕБОВАНИЯ К КОЛЛЕКТОРНО-ЩЁТОЧНОМУ УЗЛУ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.
· коллектор должен иметь сухую, гладкую поверхность, темно или светло-орехового цвета (наличие поли-
туры), без следов кругового огня, задиров и царапин;
· глубина продорожки коллекторного миканита должна быть в норме и правильно должны быть фаски с коллекторных пластин;
· миканитовый конус должен быть чистым, гладким, без трещин в электроизоляционной эмали НЦ-929. Не иметь отслоенной этой эмали и следов ожога электрической дугой;
· траверса должна быть правильно установлена в подшипниковом щите и разжата;
· пальцы кронштейнов щёткодержателей должны быть прочно завернуты в траверсу. Их фарфоровые изоляторы должны быть чистыми, не иметь трещин, отколов, следов ожога дугой и не должны проворачиваться на пальцах;
· щёткодержатели должны быть правильно установлены относительно коллектора, обеспечивать нормальную работу щёток и давление на них. Не должны иметь следов ожогов дугой;
· щётки перед постановкой в щёткодержатель должны быть просушены и притёрты к коллектору. Не должны иметь трещин, отколов, обрывов медного шунта больше нормы. Щётки должны иметь нормальную высоту и правильно установлены в окнах щёткодержателей без перекосов и заеданий.
ПРИЗНАКИ НА ЕГО КОЛЛЕКТОРЕ.
· оплавление меди коллектора по концам ламелей и петушкам, обгар миканитового конуса, обожжённая дугой глазурь изоляторов кронштейнов: следствие кругового огня по различным причинам;
· местный нагрев коллектора (посинение коллекторных пластин), при этом возможно выгорание изоляции катушки в пазу сердечника якоря: межвитковое замыкание в катушке обмотки якоря;
· подгорание двух смежных коллекторных пластин: обрыв секций обмотки якоря;
· задир коллектора: не закреплен медный шунт одной из щёток, падение щёткодержателя из-за неправильной установки, куржак на коллекторе (образуется в зимний период, если электровоз после поездки, оставлен с опущенными токоприёмниками);
· смазка на коллекторе: избыток смазки в моторно-якорном подшипнике или нарушен лабиринт задней крышки подшипникового щита;
· влага на коллекторе: неплотное прилежание люков, выдача электровоза из теплого стойла без просушки тяговых электродвигателей от калориферной установки.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.
МОТОР-ВЕНТИЛЯТОР.
Мотор – вентилятор это агрегат, состоящий из электродвигателя, генератора управления и центробежного вентилятора. Приводом этого агрегата является электродвигатель последовательного возбуждения типа ТЛ – 110М. На его удлинённый вал якоря, с одной стороны напрессовано по шпонке колесо центробежного вентилятора, а с другой стороны – якорь генератора управления типа
НБ-110.
Технические данные.
Мощность, кВт………………………………………………53,1
Напряжение на коллекторе, В…………………………..3000
Ток якоря, А…………………………………………………20,6
Частота вращения, об/мин………………………………..990
Сопротивление обмоток при температуре 200 С, Ом:
якоря…………………………………………………………2,7
главных полюсов ………………………………………….2,9