Тяговый генератор ГС-501А

Техника / РЖД - техника / Тепловозы - техника ржд / Электрическая часть - техника тепловозы
Administrator
6 654
6-09-2015, 00:52
0

Переменного тока предназначен для эксплуатации на тепловозах с электрической передачей переменно – постоянного тока и служит для преобразования механической энергии дизеля в электрическую.

Вырабатываемый генератором переменный ток частотой 35-100 Гц идет в выпрямительную установку, а затем выпрямленный к тяговым электродвигателям постоянного тока.

Рис. 12 – Тяговый генератор ГС-501А

1 – дистанционные кольца; 2 – сферический роликоподшипник; 3 - ступица; 4 – крышка подшипника; 5 – контактные кольца; 6 – щеткодержатель со щеткой; 7 - ротор; 8 – подшипниковый щит; 9 - статор; 10 – обмотка статора; 14 - обмоткодержатель; 15 – корпус статора; 16 – сердечник статора; 21 – вал ротора; 22 – фланец ротора; 23 – корпус ротора; 24 – сердечник индуктора.

Генератор установлен на поддизельной раме и состоит из:

1) статора; 2) ротора; 3) подшипникового щита; 4) контактной системы.

Статор имеет:

1) корпус; 2) сердечник; 3) обмотку.

{banner_rca-news-1-1}

Корпус сварной, изготовлен из стальных листов, которым с помощью вальцевания придается цилиндрическая форма. К корпусу параллельно его оси с двух сторон приварены опорные лапы для установки генератора на поддизельную раму.

Перпендикулярно лапам для повышения их жесткости приварены к корпусу стальные ребра с проушинами, предназначенные для подъема и транспортировки генератора. В верхней части корпуса имеются кронштейны для установки синхронного возбудителя, стартер–генератора и коннекторной коробки для выводных кабелей.

Сердечник выполнен из штампованных, изолированных друг от друга (для уменьшения вихревых токов) листов высоколегированной электротехнической стали толщиной 0,5 мм. После шихтовки сердечник стягивается с помощью шпилек и нажимных шайб. В листах сердечника выштампованы 144 паза и 120 вентиляционных отверстий диаметром 27 мм.

Рис. 13 – Устройство тягового генератора ГС-501А

11 – катушка полюса ротора; 12 – полюс ротора; 13 – демпферная обмотка; 17 – паз сердечника статора; 18 – вентиляционный канал; 19 – сердечник полюса ротора; 20 - клин; 27 – опорная лапа; 28 – ребра жесткости.

Обмотка двухслойная волновая, стержневая. Шаг по пазам 1-13-25, выполнена из медного изолированного провода размером 2,1×9,3 мм и уложена в пазы. Изолирована от корпуса полиамидной и активированной фторопластовой пленками с выстилкой паза пленкостеклотканью.

{banner_rca-news-1-2}

Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения обмотка выполнена по схеме двух независимых звезд (с двумя параллельными ветвями в каждой), сдвинутых одна относительно другой на 30ºС.

Рис. 14 – Устройство статора

10, 29 – обмотка статора; 20 - клин; 30 – полюс возбуждения.

Электросекция обмотки прямоугольной формы, соответствующей форме паза сердечника, выполнена из девяти уложенных друг на друга широкой стороной медных проводников. Лобовые части обмотки крепятся к корпусу статора с помощью пластмассовых обмоткодержателей с запрессованными в них шпильками. Система выводов обмотки статора усиленная, и пайка их к шинам производится серебросодержащим припоем: всего- шесть фазных, два нулевых вывода и два вывода обмотки возбуждения.

Ротор состоит из: 1) вала; 2) корпуса; 3) фланца; 4) индуктора; 5) двенадцати полюсов возбуждения.

Вал ротора выполнен укороченным, запрессован во втулку корпуса и имеет свободный конец, позволяющий отбор мощности на собственные нужды тепловоза.

Корпус сварно–литой конструкции, круглого сечения. С одного конца в него вварена стальная литая втулка, а с другого фланец. По периметру к корпусу приварены ребра на которые нашихтовывается индуктор.

Фланцем корпус крепится к ведомому диску пластинчатой муфты призонными болтами.

Индуктор набирается из двухмиллиметровых стальных листов и стягивается нажимными шайбами. В листах выштампованы 12 пазов в виде «ласточкиного хвоста», в которых клиньями крепят полюса возбуждения.

Полюс возбуждения состоит из сердечника, катушки и демпферной обмотки.

Сердечник набирается из листов стали толщиной 1,4 мм, спрессовывается и стягивается четырьмя стальными шпильками.

Катушка выполнена из медной ленты ЛММ размером 1,35+25 мм, гнутой на ребро. Между витками меди проложена изоляция, катушка пропитана в сборе с сердечником в эпоксидном компаунде и имеет изоляцию типа «монолит-2» класса F и 66 витков.

Демпферная обмотка встроена в пазы полюсных наконечников. Она выполнена из восьми медных стержней диаметром 12 мм, соединенных между собой по торцам короткозамыкающими сегментами и пропаяны в них, либо из стальных стержней, приваренных по торцам к полюсным щекам.

{banner_rca-news-1-3}

В машинах переменного тока стремятся получить вращающуюся круговую намагничивающую силу, так как только она создает синхронно вращающийся поток, с помощью которого передается энергия от статора к ротору (или наоборот). Поэтому стремятся уменьшить все высшие гармоники намагничивающей силы. Стержни, замкнутые по краям соединительными кольцами, создают ряд короткозамкнутых контуров, демпфирующих (ослабляющих) поля, вращающиеся несинхронно.

Подшипниковый щит сварной конструкции укреплен болтами на корпусе статора. В щите имеется выемная ступица обеспечивающая возможность замены роликоподшипника без снятия щита с генератора и без отъема генератора от дизеля.

Подшипниковый щит является несущей частью, так как на ступицу через роликовый подшипник опирается одной стороной ротор. Подшипник ротора самоустанавливающийся, со сферическими роликами. Конструкция подшипникового узла обеспечивает сброс отработанной смазки в специальную камеру. Крышки подшипникового узла стягиваются болтами , проходящими через осевые отверстия в теле ступицы. Торцовая сторона подшипникового щита (верхнее основание усеченного конуса ) закрыта плоскими штампованными щитами из листовой стали.

Контактная система включает в себя щеточный аппарат и контактные кольца.

Щеточный аппарат состоит из шести латунных щеткодержателей, установленных на двух подвесках, которые в свою очередь закреплены с помощью четырех изоляторов на изогнутых ребрах во внутренней полости подшипникового щита.

Конструкция щеткодержателя предусматривает постоянное усилие нажатия пружины на щетку независимо от износа последней. Щетка вставляется в щеткодержатель и прижимается пружиной через рычаг к контактному кольцу ротора. Всего шесть щеток марки ЭГ-4 размером

25×32×64 мм, снабженных резиновыми амортизаторами, через которые на щетку передается постоянное усилие нажатия рычага пружины, равное

1,7-2 Кгс. Ток к щеткам подводится по плетеным медным проводникам, наконечники которых через подвески соединены с выводами обмотки возбуждения.

Контактные кольца, изготовленные из специальной антикоррозионной стали, напрессовывают на втулку корпуса ротора и изолируют от нее. Камера контактных колец закрыта легкосъемными сварно–штампованными крышками, установленными по периметру конусной части подшипникового щита. На контактные кольца выведены начало и конец обмотки возбуждения, которые присоединены к ним шпильками, ввернутыми в кольца и закрепленными сваркой.

Охлаждение генератора. Охлаждающий воздух подается в генератор через сборный стальной патрубок со стороны, противоположной контактным кольцам (со стороны дизеля). В нижней части подшипникового щита под контактными кольцами укреплен стальной патрубок для выброса из генератора нагретого воздуха.

Охлаждающий воздух забирается снаружи тепловоза через воздушные фильтры, установленные с боков кузова.

Принцип действия. При вращении ротора магнитный поток, создаваемый полюсами возбуждения, попеременно пронизывает витки обмоток статора и индуцирует в них две трехфазные ЭДС, сдвинутые одна относительно другой на 30º электрических.

Преимущества синхронного генератора:

1) Более высокая надежность, вследствие отсутствия коллектора и сложной, легко уязвимой изоляции якоря;

2) Меньшие эксплуатационные расходы из-за значительного уменьшения щеток, а также снижения износов последних на контактных кольцах;

3) Меньшая масса и возможность повышения электромагнитной нагрузки из-за отсутствия коммутации;

4) Меньшая стоимость за счет снижения расходов цветного металла и электротехнической стали;

5) Более высокая скорость, что дает дальнейшее снижение массы дизель генераторной установки.

Основные неисправности:

1) Трещина статора;

2) Износ посадочных поверхностей у статора, подшипникового щита, вала;

3) Повреждение роликового подшипника;

4) Износ и повреждение щеткодержателей и щеток;

5) Снижение сопротивления изоляции;