Электрическая передача тепловоза.

Электрическая передача тепловоза ТУ2 состоит из: главного генератора, превращающего механическую энергию дизеля в электрическую; четырех тяговых электродвигателей, которые в свою очередь превращают электрическую энергию в механическую; и комплекта вспомогательных машин и аппаратов. Электрическая передача позволяет автоматизировать управление тепловозом и обеспечивает при работе по системе многих единиц управление с одного поста всеми локомотивами. Машинная система автоматизации управления, примененная на тепловозе ТУ2, дает возможность полностью использовать мощность дизеля при скоростях движения тепловоза от 8 до 35 км/ч, что охватывает практически весь диапазон рабочих скоростей.

Схема электрических соединений тепловоза ТУ2 приведена на рис. 62.

Рис.62. Г -главный генератор; Ш - шунтован обмотка главного генератора; ДС -добавочное сопротивление; ПК - противокомпаундная обмотка; ПО - пусковая обмотка; Н -независимая обмотка возбуждения; В - возбудитель; ШВ- шунтовая обмотка возбуждения возбудителя; ВГ - вспомогательный генератор; ШВГ - шунтовая обмотка вспомогательного генератора; РН - регулятор напряжения; БА -аккумуляторная батарея; 1, 2, 3, 4 -тяговые двигатели; С1, С2, СЗ, С4 - сериесные обмотки тяговых двигателей; Ш 12, Ш 34 - шунтирующие сопротивления тяговых двигателей.

Для полного использования мощности дизеля необходимо, чтобы он работал при номинальной скорости с номинальным крутящим моментом, т. е. с вала дизеля при всех условиях должна сниматься постоянная номинальная мощность. Известно, что мощность генератора постоянного тока равна произведению напряжения на его клеммах на ток якоря. Условие отбора постоянной мощности выполнимо в том случае, если напряжение на клеммах главного генератора изменяется обратно пропорционально току его якоря, т. е. при увеличении, например, тока в два раза, напряжение на клеммах генератора должно уменьшиться в два раза.

Трогание с места и увеличение скорости движения тепловоза ТУ2 осуществляется изменением числа оборотов коленчатого вала дизеля, что вызывает соответствующее увеличение напряжения на клеммах главного генератора и тяговых электродвигателей.

Дальнейшее увеличение скорости движения тепловоза достигается за Счет ослабления поля тяговых электродвигателей путем шунтирования их обмоток возбуждения. Переход на ослабленное поле и обратно на полное поле осуществляется автоматически с помощью реле перехода.

Главный генератор.

Главный генератор предназначен для питания электроэнергией тяговых электродвигателей и пуска дизеля (генератор при этом работает электродвигателем и питается от аккумуляторной батареи). На тепловозе ТУ2 установлен главный генератор типа МПТ 49/25-3 постоянного тока смешанного возбуждения (рис. 63).

Генератор состоит из станины с укрепленными на ней главными и добавочными полюсами, якоря, щеткодержателей и двух подшипниковых щитов. Станина 1 изготовляется из стали; она имеет две лапы для крепления генератора на раме тепловоза, а сверху— площадку для установки возбудителя. Внутри станины укреплены четыре главных и четыре дополнительных полюса.

Сердечник каждого главного полюса 2 для уменьшения потерь от вихревых токов набран из покрытых изоляционным лаком листов электротехнической стали. На нем устанавливается катушка 3, состоящая из 320 витков независимой обмотки возбуждения, 1 300 витков шунтовой, четырех витков противокомпаундной и трех витков пусковой обмоток. Обмотки независимого и шунтового возбуждения выполнены из круглых проводов диаметром соответственно 2,26 и 1,16 мм. Дополнительные полюса, предназначенные для улучшения коммутации генератора, также состоят из сердечников и катушек. Сердечники 4 дополнительных полюсов изготовлены из литой стали. Катушка 5 дополнительного полюса состоит из 19 витков голой меди. Все четыре катушки соединены последовательно. Якорь 6 генератора состоит из вала, пакета стали, коллектора и обмотки.. Сердечник 7 якоря имеет 62 паза, в которых размещена обмотка, выполненная из провода прямоугольного сечения. Обмотка якоря лягушечья. Число параллельных ветвей— 8. Длина одного витка — 1500 мм.

Рис. 63. Общий вид тягового генератора типа МПТ49/25-3:1-Станина;2-Сердечник главного полсюа;3-Катушка независимой обмотки;4-Сердечник;5-Дополнительные полюса; 6-Якорь генератора;7-Сердечник якоря;8- Коллекторные пластины;9-Концы обмотки якоря;10-корпус коллектора;11- Нажимная шайба;12 –Стяжные болты;13 –Щёткодержатели.

Коллектор генератора состоит из 248 коллекторных пластин (ламелей) 8, изолированных друг от друга прокладками коллекторного миканита толщиной 1 мм. Верхние концы коллекторных пластин (петушки) имеют прорези, в которые впаяны концы обмотки якоря 9. Нижняя часть коллекторных пластин, имеюшая форму ласточкина хвоста, служит для удержания пластин между упорной шайбой корпуса коллектора 10 и нажимной шайбой 11, которые стягиваются болтами 12. Пластины от упорной и нажимной шайб изолированы миканитовыми манжетами (конусами), а от корпуса— миканитовым цилиндром. Выступающий конец миканитовой манжеты прижат к шайбе веревочным бандажом и покрашен серой эмалью.

Вентиляция генератора осуществляется вентилятором, укрепленным на валу генератора со стороны, противоположной коллектору. Охлаждающий воздух забирается с крыши тепловоза через специальный воздуховод и патрубки, имеющиеся на крышке коллекторного люка генератора. Вентилятор прогоняет засасываемый воздух между полюсами и якорем, а также по каналам, имеющимся в стали якоря. Нагретый воздух выбрасывается в машинное помещение через вентиляционные отверстия в станине генератора со стороны, противоположной коллектору.

Главный генератор тепловоза является важнейшим силовым агрегатом и поэтому за ним должен быть установлен тщательный контроль и уход. Профилактический осмотр генератора должен производиться не реже одного раза в два дня. Смазка подшипников генератора производится смазкой 1-13 по ГОСТ 1631—51. После полной очистки и промывки подшипника для его заполнения требуется 300 г смазки.

Возбудитель ПН-28,5.

Возбудитель типа ПН-28,5 предназначен для возбуждения главного генератора и представляет собой серийный генератор постоянного тока с шунтовой и компаундной обмотками возбуждения, причем компаундная обмотка отключена и в схеме возбуждения возбудителя не участвует. Возбудитель (рис. 64) имеет четыре главных и четыре дополнительных полюса. Главный полюс состоит из сердечника 2, набранного из листовой стали и прикрепленного двумя болтами к остову 1, и двух катушек 3 и 4 соответственно с шунтовой и компаундной обмотками. Якорь возбудителя состоит из вала 5, на котором насажен коллектор 6, и сердечника 7, изготовленного из листовой стали; в пазах сердечника заложена обмотка 8.

Коллектор состоит из медных пластин, набранных над изолированной втулкой 9 и стянутых конусными шайбами 10, изолированными миканитовыми манжетами 11. Со стороны коллектора и со стороны привода вал якоря возбудителя устанавливается на шариковые подшипники 12, расположенные в щитах 13, которые в свою очередь крепятся к остову 1.

Вентиляция возбудителя осуществляется осевым вентилятором, насаженным на вал возбудителя, причем воздух входит в машину со стороны коллектора и выходит со стороны привода. Нормальным направлением вращения возбудителя считается правое, т. е. по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода. Возбудитель имеет защитные козырьки и сетки для предохранения от попадания внутрь машины посторонних предметов, падающих сверху капель и защиты от случайного прикосновения к токоведущим или вращающимся частям.

Рис. 64. Возбудитель типа ПН-28,5:1-Остов;2-Сердечник главного полюса;3,4-Катушки;5-Вал якоря;6-Коллектор;7-Сердечник;8-Обмотка сердечника;9-Втулка; 10-Конусные шайбы;11-Манжеты;12-Шариковые подшибники;13-Щитки подшибников;14-Траверса;15-Подвески;16-Щёткодержатели.