ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОЛЮСА
Дополнительные полюса предназначены для создания дополнительного магнитного потока ЭМ, который позволяет уменьшить вредное воздействие реакции якоря, и повысить качество коммутации тягового двигателя.
Дополнительный полюс состоит из монолитного сердечника и катушки. Катушки дополнительных полюсов — однослойные из шинной меди.
Дополнительные полюса устанавливают внутри остова между главными полюсами. Их крепят к остову болтами. Между сердечниками дополнительных полюсов и остовом устанавливают диамагнитную прокладку. Сердечник имеет опорный угольник для удерживания катушки.
ЯКОРЬ
Якорь служит для создания вращающего момента двигателя и тормозного момента генератора.
Якорь состоит из:
1 – вал переменного сечения;
3 – шихтованный сердечник якоря;
4 – в пазы сердечника вложена обмотка якоря;
5 – нажимные шайбы;
7 – подшипники якоря.
Сердечник якоря является частью магнитной цепи тягового двигателя.
Собирают его из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм.
Для уменьшения потерь от вихревых токов листы изолируют один от другого тонким слоем лака. Листы собирают в общий пакет, который насаживают на вал якоря на шпонке. В каждом листе имеются отверстия, которые в сердечнике образуют вентиляционные каналы. По периметру якорные листы имеют зубчатую форму, которые при сборке образуются пазы, в которые укладываются секции обмотки якоря.
Обмотка якоря состоит из отдельных катушек (секций), которые укладываются двумя ярусами в пазах сердечника. Одна сторона каждой секции располагается в нижнем слое одного паза, а другая в верхнем слое другого паза.
Каждая секция состоит из пяти проводников. В секции каждый проводник изолирован друг от друга. Секции имеют общую корпусную изоляцию и дополнительную в лобовой и активной части.
Начало и концы всех проводников секций привариваются к своим коллекторным пластинам в два яруса.
В тяговых двигателях ДК-108 применяется волновая обмотка якоря, а в тяговых двигателях ДК-117 применяется петлевая обмотка якоря.
Обмотка якоря крепится деревянными или текстолитовыми клиньями в пазах сердечника якоря и фиксируется металлическими бандажами или стеклобандажами в зоне нажимных шайб.
В тяговых двигателях ДК-117 обмотка якоря дополнительно фиксируется стеклобандажами в зоне сердечника якоря.
Коллектор.
Коллекторпредназначен для подвода тока к проводникам обмотки якоря, одновременно в генераторах постоянного тока это механический выпрямитель. (Подробнее смотри 3 раздел электронного курса «Основы электротехники для локомотивных бригад метрополитена»).
Коллектор состоит из:
1 – набора медных клинообразного сечения и миканитовых коллекторных пластин;
2 – коллекторного конуса;
3 – коллекторной шайбы;
4 – коллекторной гайки;
5 – изоляционных манжет и цилиндра.
Медные коллекторные пластины изолированы одна от другой миканитовыми пластинами. Нижняя часть пластин имеет форму «ласточкина хвоста», при помощи которого набор пластин зажимают между конусом и шайбой коллектора. Фиксируется набор пластин коллекторной гайкой, которую устанавливают на резьбовую часть коллекторного конуса. Медные коллекторные пластины изолируются от корпуса коллектора миконитовыми манжетами и цилиндром.
В собранном виде коллектор напрессовывается на вал якоря с шпонкой. К каждой коллекторной пластине привариваются проводники обмотки якоря в два яруса.
Нормальная рабочая поверхность коллектора должна быть гладкой. Равномерное потемнение коллектора в процессе эксплуатации без следов подгара свидетельствует о наличии устойчивого слоя политуры и хорошей коммутации.
Вентилятор.
Вентилятор это два алюминиевых диска с прямыми лопастями по периметру и стальной втулкой в центре. Стальная втулка вентилятора устанавливается на вал якоря. Двухдисковый вентилятор изготовлен из алюминиевого сплава.
Засасываемый воздух с окон подшипникового щита со стороны коллектора распределяется на два параллельных потока. Один из потоков омывает поверхность между якорем и полюсами, а также проходит через пазы сердечников главных полюсов. Другой проходит под коллектором и по вентиляционным каналам внутри сердечника якоря. Нагретый воздух выбрасывается через специальные окна в остове со стороны противоположной коллектору независимо от направления вращения тягового двигателя.
Охлаждение оказывает большое влияние на работу двигателей. Мощность, которую можно получить от электрической машины, ограничена предельной температурой, которую может выдержать изоляция обмоток. Поэтому, при охлаждении значительно снижается нагрев обмоток, что позволяет повысить мощность двигателя.
Дополнительные (добавочные) полюса
Применение дополнительных или добавочных полюсов является главным средством улучшения коммутации машин постоянного тока, которые в зоне коммутации создают внешнее поле, компенсирующее реактивную ЭДС.
Добавочные полюсы устанавливаются в зоне коммутации между главными полюсами. Обмотки добавочных полюсов соединяются последовательно с обмоткой якоря, поэтому МДС обмоток добавочных полюсов следит за изменением тока в якоре в установившихся и переходных процессах.
Чтобы скомпенсировать ер, необходимо в зоне коммутации скомпенсировать поле реакции якоря и создать поле, при вращении в котором в коммутируемой секции наведется ЭДС вращения, равная и противоположно направленная ер (тогда еВ + ер = 0), или получить еВ несколько большую ер. При этих условиях в машине будет прямолинейная или ускоренная коммутация.
Электродвижущая сила вращения определяется из формулы:
где ВК-индукция в зоне коммутации.
IЯ. Тогда .Индукция под добавочными полюсами меньше, чем под главными, и равна 0,50,25 Тл. Благодаря тому что ВК небольшая, магнитная цепь добавочных полюсов не насыщена, что обеспечивает линейную зависимость между еВ и током нагрузки. Следует иметь в виду, что и ер линейно зависит от тока нагрузки. Поэтому обеспечивается компенсация ер во всех режимах работы машины постоянного тока.
Добавочные полюсы должны иметь определенный порядок следования по отношению к главным полюсам. На рис. 5 показано расположение главных и добавочных полюсов в генераторном Г и двигательном Д режимах.
Рисунок 5 — Расположение добавочных полюсов
Все машины постоянного тока мощностью выше 1 кВт для обеспечения удовлетворительной коммутации выпускаются с добавочными полюсами.
В машинах небольшой мощности скомпенсировать реактивную ЭДС можно путем смещения щеток с геометрической нейтрали. Поперечная реакция якоря искажает поле в машине (рис. 5), и в зоне коммутации на геометрической нейтрали появляется поле. Если щетки оставить на геометрической нейтрали, то ЭДС вращения, наводимая от этого поля, будет совпадать с ер и в машине будет замедленная коммутация с неблагоприятными условиями, когда в коммутируемой секции реактивная ЭДС и ЭДС вращения складываются. Для того чтобы ер и еВ вычитались, надо щетки сдвинуть за физическую нейтраль, где поле меняет свой знак. В генераторном режиме щетки смещаются на одну-две коллекторные пластины по направлению вращения, а в двигательном режиме — против направления вращения. Этот способ улучшения коммутации имеет недостаток, связанный с тем, что ер компенсируется в одном режиме. Автоматической настройки при изменении нагрузки, которая есть в машинах с добавочными полюсами, при сдвиге щеток с нейтрали нет.
Добавочные полюса в генераторах
§ 127. Реакция якоря. Коммутация. Добавочные полюсы
При работе генератора вхолостую в зависимости от типа генератора ток якоря очень мал или равен нулю. В этом случае магнитное поле, создаваемое обмоткой полюсов (обмоткой возбуждения) для двухполюсного генератора, имеет вид, представленный на рис. 299, а.
Рис. 299. Реакция якоря генератора постоянного тока
Линия проведенная через середину полюсных наконечников, называемся осью полюсов. Ось магнитного поля совпадает с осью полюсов.
Линия, перпендикулярная оси магнитного поля, — физическая нейтраль — в данном случае совпадает с геометрической нейтралью (линией а-б).
При работе генератора на внешнюю сеть по обмотке якоря машины будет протекать ток, создающий свое магнитное поле — поле якоря (рис. 299, б). Наложение двух магнитных полей — поля полюсов и поля якоря — приводит к образованию результирующего магнитного поля. На рис. 299, в показана картина результирующего магнитного поля генератора. Действие магнитного поля якоря на поле полюсов называется реакцией якоря.
Поле якоря, действуя на магнитное поле полюсов, приводит:
к размагничиванию набегающего края полюса, где направления магнитных линий полей полюса и якоря противоположны, и к подмагничиванию сбегающего края полюса, где магнитные линии полей полюса и якоря направлены в одну сторону. При небольшой величине магнитной индукции в сердечнике полюса размагничивание одной половины полюса происходит настолько же, насколько подмагничивается другая половина. При большой величине индукции вследствие магнитного насыщения ослабление магнитного потока у одной половины полюса не компенсируется усилением его у другой половины, в результате чего магнитный поток генератора уменьшается и напряжение машины падает;
к искажению поля машины и смещению физической нейтрали в сторону вращения генератора (положения а’ и б’ на рис. 299, в). Величина угла смещения физической нейтрали зависит от величины магнитного поля якоря, которая в свою очередь зависит от тока в обмотке якоря, т. е. от нагрузки генератора;
к необходимости сдвига щеток в сторону вращения якоря во избежание сильного искрообразования. Для того чтобы при непрерывном изменении нагрузки генератора не передвигать все время щетки, применяют специальные дополнительные полюсы, действие которых будет нами разобрано ниже.
При вращении якоря генератора проводники обмотки переходят из одной параллельной ветви в другую. Это происходит в тот момент, когда секции обмотки, минуя один полюс, пересекают физическую нейтраль и входят в зону действия соседнего разноименного полюса. Направление индуктированной в секции э.д.с. меняется на обратное (рис. 300, а, б, в). Процесс переключения секций обмотки из одной параллельной цепи в другую и связанные с ним явления называются коммутацией. В течение некоторого времени (периода коммутации) в коммутируемой секции ток меняет свое направление на обратное. Как известно, каждое изменение тока в проводнике приводит к возникновению в проводнике э.д.с. самоиндукции. По правилу Ленца, э.д.с. самоиндукции стремится задержать изменение тока в секции обмотки, вследствие чего процесс коммутации затягивается. Величина э.д.с. самоиндукции зависит от индуктивности коммутируемой секции и скорости изменения тока в ней:
Рис. 300. Коммутация тока в секции
Процесс коммутации, протекающий в машинах постоянного тока, очень сложен, поэтому рассмотрим его в упрощенном виде.
В положении б на рис. 300 коммутируемая секция, находясь в зоне коммутации, проходит нейтральную линию и поэтому э.д.с. в ней должна быть равна нулю. При этом щетка накоротко замыкает секцию, но так как э.д.с. в секции отсутствует, то добавочный ток также равен нулю. На самом деле за счет э.д.с. самоиндукции eL и э.д.с. взаимоиндукции ем(ер = eL + ем) в коммутирующей секции будет проходить добавочный ток. Величина этого тока, если пренебречь сопротивлением самой секции, будет
где rщ — сопротивление щетки.
Неодинаковая плотность тока в различных местах щетки приведет к искрению между щеткой и коллектором.
Уменьшить величину добавочного тока можно путем создания добавочной э.д.с. ед в коммутирующей секции, которая была бы равна и противоположна э.д.с. самоиндукции. В этом случае
Для этого в зоне коммутации, т. е. на нейтральной линии, устанавливают добавочные полюсы.
Чтобы компенсировать изменяющуюся с нагрузкой реактивную э.д.с. самоиндукции, необходимо, чтобы магнитное поле добавочных полюсов изменялось пропорционально нагрузке генератора. Для этой цели обмотка добавочных полюсов включается последовательно с обмоткой якоря.
На рис. 301 дана схема включения обмоток добавочных полюсов у генераторов постоянного тока.
Рис. 301. Добавочные полюсы и схема включения обмоток добавочных полюсов
Одной из причин искрения щеток является плохая коммутация, но искрение щеток могут вызвать и другие причины, как, например, плохое состояние поверхности коллектора, загрязнение коллектора и щеток, вибрация машины, перегрузка генератора.
Для генераторов, работающих с резко изменяющейся нагрузкой (подъемники, краны, прокатные станы), применяют иногда компенсационную обмотку, закладываемую в пазы, специально сделанные в полюсных наконечниках. Направление тока компенсационной обмотки должно быть противоположно току в проводниках обмотки якоря. На дуге, охватываемой полюсным наконечником, магнитное поле компенсационной обмотки будет уравновешивать поле реакции якоря, не допуская искажения поля машины. Компенсационная обмотка, так же как обмотка дополнительных полюсов, включается последовательно с обмоткой якоря. На рис. 302 показано размещение компенсационной обмотки в полюсных наконечниках.
Рис. 302. Схема размещения компенсационной обмотки в полюсных наконечниках
Добавочные полюса
Назначение. Добавочные полюса применяют для создания магнитного потока в зоне коммутации. Под влиянием этого потока в коммутирующих витках наводится э д.с , направленная против реактивной э.д.с. Включение обмоток добавочных полюсов последовательно с обмоткой якоря способствует автоматической компенсации реактивной э.д.с. при изменении режимов работы двигателя. Число добавочных полюсов всегда равно числу главных. В тяговом режиме полярность добавочных полюсов должна быть обратна полярности соседних (по направлению вращения якоря) главных полюсов, а в генераторном — той же самой. Чтобы магнитный поток возрастал пропорционально току якоря, необходимо иметь слабое насыщение добавочных полюсов Добавочный полюс состоит из сердечника и катушки.
Сердечники. Они имеют более простую форму, чем сердечники главных полюсов. У тяговых двигателей отечественных электровозов постоянного тока сердечники добавочных полюсов сделаны сплошными из стали в виде отливок или обработанных поковок, так как индукция в них невелика и вследствие этого потери от пульсации магнитного потока ничтожны. В машинах с тяжелыми условиями коммутации, а также в двигателях пульсирующего тока для уменьшения вихревых токов сердечники выполняют шихтованными (отечественные двигатели НБ-414Б, НБ-412М, НБ-412К, НБ-418К, РТ-51Д; двигатели БШ 4336 и Т01368 соответственно французских электровозов ВВ9004 и ВВ16000). Сердечники добавочных полюсов в основном шихтуют перпендикулярно, а реже — параллельно оси якоря (двигатели РТ-51Д и др.). В последнем случае листы сердечника выполняют роль экранов для пульсирующей составляющей потоков рассеяния. В результате этого снижаются вихревые токи в сердечнике, уменьшается отставание пульсирующей составляющей потока полюса и наводимой им коммутирующей э.д.с. от тока в цепи обмотки якоря, т. е. лучше компенсируется реактивная э.д.с.
Длину сердечника полюса для уменьшения индукции в его теле принимают обычно максимальной возможной. Практически она ограничивается осевым размером полюсных катушек. Так как ширина меди катушек добавочных полюсов обычно меньше, чем главных полюсов, то сердечник добавочного полюса выполняют на 2-6 см длиннее сердечника якоря. Ширину сердечника выбирают такой, чтобы индукция Ядп при номинальном режиме в полюсе была не выше 0,6-0,7 Тл. У шихтованных полюсов из стали Э310 индукция выше на 15%.
Чтобы добавочные полюса работали на прямолинейной части кривой намагничивания, необходимо иметь большой воздушный зазор 6ДП между их сердечниками и якорем. Однако увеличение воздушного зазора у полюса, имеющего высокий сердечник, вызывает повышение потока рассеяния. При этом значительная часть магнитного потока замыкается не через сердечник якоря, а через сердечник главного полюса и остов (рис. 83, а).
При разделении зазора добавочного полюса на две части и установке между сердечником и остовом диамагнитной прокладки (латунной, алюминиевой или текстолитовой) рассеяние магнитного потока уменьшается (рис. 83,6), так как наконечник сердечника приближается к якорю и увеличивается магнитное сопротивлеиие в цепи потоков рассеяния Фв. Это снижает степень насыщения цепи добавочных полюсов, т. е. делает их магнитную характеристику более прямолинейной, а следовательно, в еще более широком диапазоне изменения нагрузок коммутирующая э.д.с. компенсирует реактивную. В результате значительно улучшается коммутация двигателя (см. § 36). Однако из-за введения второго зазора бд,-требуется увеличить м.д.с. дополнительных полюсов. Некоторое увеличение массы меди катушек добавочных полюсов окупается повышением коммутационной устойчивости тягового двигателя, особенно при больших нагрузках в режиме ослабленного возбуждения. Поэтому почти у всех тяговых двигателей между сердечником добавочного полюса и остовом устанавливают диамагнитные прокладки 6 (рис. 84).
Воздушный зазор между якорем и добавочным полюсом принимают обычно равным (0,5ч-1)6„, где Ь„- ширина паза. Большие значения зазора соответствуют меньшим зубцовым делениям и отсутствию зазора между добавочным полюсом и остовом Для снижения насыщения магнитной цепи добавочного полюса со стороны остова предусматривают зазор в пределах от 1 мм до размера, равного зазору между сердечниками главного полюса и якоря. Если магнит ная система остова шихтованная, то зазор между остовом и добавочным полюсом не предусматривают, когда это не требуется для спрямления магнитной характеристики.
Рис. 83 Схемы потоков рассеяния добавочных полюсов при отсутствии (а) и наличии (б) диамагнитной прокладки
Расчетные значения индукции под полюсом можно получить, лишь выдержи-
Рис 84 Крепление добавочных полюсов с шихтованным сердечником к остову двигателей НБ 418К (а) и НБ-514 (б)
1 — остов, 2 — болт из немагнитной стали; 3 — шихтованный сердечник (тяговые двигатели НБ 418К и др ), 4 — стержень, 5 — заклепка, 6 — текстолитовая (илн латунная) прокладка, 7 — обмотка полюса
Рис. 85. Крепление добавочного полюса со сплошным сердечником к остову 1 — остов, 2 — болт из немагнитной стали, 3 — литой или кованый сердечник, 4 — текстолитовая или латунная прокладка, 5 — обмотка, б — пружинный фланец вая с высокой точностью расчетные воздушные зазоры. Чтобы не перекрывать зазор между остовом и сердечником ферромагнитными элементами, болты (или шпильки) добавочных полюсов иногда выполняют из немагнитных материалов.
Катушки добавочных полюсов. Их наматывают из меди прямоугольного сечения на специальном станке по шаблону, обычно на ребро (рис. 84 и 85). При намотке катушек плашмя шины меди, располагаясь параллельно боковым стенкам сердечника, частично выполняют роль экранов для пульсирующей составляющей потока рассеяния. Однако такие катушки не получили практического применения из-за конструктивных затруднений по вписыванию в габарит двигателя. Витки располагают вдоль всего сердечника или вблизи полюсных наконечников; изоляция катушек не отличается от изоляции катушек главных полюсов. Число витков добавочного полюса шдп = ,РД//Ч, где /=д — м.д.с. добавочного полюса.
Катушка добавочного полюса (за исключением катушки двигателя НБ-514), удерживается на сердечнике бронзовой рамкой или угольниками из диамагнитного материала. Чтобы не допустить ослабления плотности крепления, возникающей при усыхании стекломикалент-ной изоляции, применяют пружинный фланец, состоящий из двух половин.
Дополнительные полюса.
Электрические машины
ГЛАВНЫЙ ГЕНЕРАТОР.
- для преобразования механической энергии дизеля в электрическую и обеспечения питания ТЭД.
- для обеспечения электрического запуска дизеля, работая в режиме работы стартерного электродвигателя.
На 2ТЭ10 В, М установлен главный генератор типа ГП-311Б, на 2ТЭ10У и Ут типа ГП311-БМ.
ГП-311-Б-представляет собой десятиполюсную машину постоянного тока с независимым возбуждением и принудительной вентиляцией.
| Технические параметры | ГП-311 Б |
| Номинальная мощность Номинальный ток Номинальное напряжение Номинальные обороты Максимальный ток (1 мин.) Максимальное напряжение Зазоры под полюсами: -главные -дополнительные Щетки: -марка -размер -нажатие -количество -минимальная высота | 2000 КВт 4320 А 465 В 850 об/мин. 6600 А 700 В 4,2-5,5 мм. 13,5 мм. ЭГ-14 2*(12,5*32*64) мм. 1,6-2,0 кгс 90 шт. 17 мм. |
Примечание: у ГП 311 БМ за счет более эффективного охлаждения Iн=4500А, Рн=2060кВт.
Основными частями главного генератора являются:
- магнитная система;
- якорь с коллектором;
- щеточный аппарат
- система вентиляции.
Рис.1 Общий вид генератора ГП-311Б.
1-коллектор, 2-подшипниковый щит, 3-крышка подшипника,4-клица, 5-уплотнительные кольца, 6-ступица,7-бракет, 8-токосборные шины, 9-крышки,10-траверса, 11-станина, 12-сердечник главного полюса, 13-катушка главного полюса, 14-пусковая обмотка,15-входной патрубок,16-обмоткодержатель,17-корпус якоря,18-сердечник добавочного полюса,19-катушка якоря,20-полюсная катушка,21-диафрагма,22-уравнитель,23-выходной передний патрубок.
МАГНИТНАЯ СИСТЕМА.
Включает в себя корпус (станину), главные и добавочные полюса.
Станина— является частью магнитопровода, имеет цилиндрическую форму изготовленную из листовой прокатной стали толщиной 55 мм. Снаружи к станине приварены опорные лапы для монтажа на поддизельной раме, а изнутри к станине крепятся болтами главные и добавочные полюса.
В задней части к станине крепятся вентиляционные патрубки для подвода охлаждающего воздуха, а спереди к станине прикреплен болтами подшипниковый щит. Он представляет собой стальную сварную конструкцию, состоящую из трех колец, соединенных ребрами жесткости. Снаружи подшипниковый щит закрыт крышками, верхние из которых имеют быстросъемные замки и смотровые окна, а нижние имеют с обеих сторон вентиляционные окна для выхода охлаждающего воздуха.
В нижней части подшипникового щита размещены две клицы с выводами обмоток: со стороны машиниста плюсовой вывод Я1 и два вывода независимой обмотки Н1 и Н2, со стороны помощника машиниста- минусовой вывод Д2, а также два вывод пусковой обмотки П1 и минусовой вывод Я2 для подключения сериесных катушек РП на 2ТЭ10В. (На 2ТЭ10М и У этот вывод не используется и должен быть заизолирован).
В средней части подшипникового щита установлена ступица, в которой смонтирован двухрядный роликовый сферический (плавающий) подшипник вала якоря. Подшипник закрыт крышками, имеющими лабиринтовые уплотнения, что бы в подшипнике удерживалась смазка.
1-кольцо,2-ребро,3-шестерня,4-кронштейн,5-станина,6-добавочный полюс,7-главный полюс,8-кольцо,9-траверса,10-валик.
Главные полюса.
Предназначены — для создания основного магнитного потока.
Каждый из десяти главных полюсов имеет стальной сердечник, набранный из пластин электротехнической стали — для уменьшения вихревых токов. Пластины спрессованы и стянуты стальными трубчатыми заклепками. Внутри сердечник имеет прямоугольное отверстие, в котором находится стержень с тремя резьбовыми отверстиями для крепления полюса к станине. Также на сердечнике имеется две обмотки:
- –независимая Н1-Н2 ( 105 витков) предназначена для работы машины в генераторном режиме, и получает питание от возбудителя.
- –пусковая П1-П2 (3 витка), которая последовательно включена с якорной обмоткой и предназначена для работы машины в режиме двигателя при запуске двигателя, получает питание от БА. Такая маловитковая пусковая обмотка обеспечивает достаточные обороты стартера (100-120 об/мин), гарантируя устойчивый запуск, т.к.
Пусковая обмотка главных полюсов соединяется между собой последовательно.
Независимая обмотка главных полюсов соединяется между собой последовательно.
Дополнительные полюса.
Предназначены: для улучшения коммутации с целью уменьшения искрения щеток.
Каждый добавочный полюс состоит из цельнометаллического стального сердечника и медной полюсной катушки. Со стороны якоря он заужен и в этом месте к сердечнику крепятся заклепками -2 алюминиевых уголка, которые исключают рассеивание магнитного потока Д.п. по якорю. Катушки Д.П. (по 6- витков) включены в две параллельные ветви для предупреждения перегрева и соединены последовательно с обмоткой якоря, чтобы процесс улучшения коммутации происходил автоматически. Д.П. крепятся к станине двумя болтами.
Рис.3 Главный и добавочный полюса.
12-полюсная катушка,13-изоляция,14-полюсный каркас,15-заклепка,16-полюсные листы,17-стержень,18-полюсная катушка,19-изолирующая рамка,20-прокладка,21-накладка,22-угольник,23-сердечник,24-изоляция.
Предназначен: для создания ЭДС,
А под нагрузкой якорь вырабатывает напряжение
Якорь состоит из пустотелого корпуса, сердечника и якорной обмотки.
Корпус якоря- стальной сварной, имеет цилиндрическую форму. Спереди к корпусу приварен подколлекторный фланец, а с противоположной стороны- приварен задний фланец, которым якорь через дизель-генераторную муфту соединен с валом дизеля.
С наружи к корпусу якоря приварены два радиальных диска и между ними 10 продольных ребер, для монтажа сердечника якоря. Сердечник выполнен из отдельных пластин (сегментов) Эл. тех. Стали. Для эффективного охлаждения якорной обмотки сердечник собран в виде 8- пакетов по 50 листов в каждом. Крайние листы в пакетах имеют вентиляционные распорки между которыми у собранного сердечника образуются радиальные вентиляционные каналы- Для прохода охлаждающего воздуха. Собранный сердечник удерживается на корпусе якоря с помощью двух нажимных дисков, которые стянуты якорными шпильками.
Листы сердечника по наружной поверхности имеют 155 пазов, в которые уложены 155 катушек петлевой 2-х ходовой обмотки. Каждая катушка состоит из трех секций, а каждая секция имеет по два витка. С шагом по коллектору1-3 ,а с шагом по пазам 1-16 .
Под передними лобовыми частями катушек якоря уложены уравнители, которые уравнивают ЭДС в параллельных ветвях якорной обмотки, чтобы меньше искрили щетки. Т.к. катушки якоря трех секционные, то уравнители припаиваются к каждой третьей коллекторной пластине.
Рис.4 Якорь и коллектор главного генератора.
1-вентиляционный якорный лист,2-средний якорный лист,3-крайний якорный лист,4-миканитовая пркладка,5-нажимной конус,6-втулка,7-вал,8-коллекторная шпилька,9-манжета,10-цилиндр,11-диск,12-обмоткодержатель 13-ребро,14-клиновые шпонки.
Является выпрямителем и выполнен из 465 коллекторных пластин, к которым приварены ленточные петушки. При сборке между кол. пластинами устанавливаются миканитовые прокладки.
Корпус коллектора стальной, состоит из подколлекторной втулки с конусным выступом и переднего нажимного конуса, которые стянуты коллекторными шпильками. Для изоляции от корпуса установлены миканитовые манжеты. Собранный коллектор устанавливается на под коллекторный фланец корпуса якоря.
После монтажа к петушкам коллекторных пластин припаиваются выводы катушек якорной обмотки вместе с уравнителями. Собранный коллектор на якоре обтачивается, шлифуется и продораживается на глубину 0,8-1 мм., после этого у коллектора снимаются фаски с боковых продольных кромок коллекторных пластин шириной 0,5мм, чтобы не скалывались щетки. Еще снимаются торцевые фаски, чтобы по краям коллектора не завышалось напряжение. Минимальная глубина продораживания коллектора в эксплуатации 0,5 мм.
Щеточный аппарат.
Предназначен для съема и подвода тока к коллектору.
Щеточный аппарат имеет зубчатую поворотную траверсу, которая опирается на подшипниковый щит. С зубчатым венцом траверсы входит в зацепление маленькая шестерня на ось которой надевается рукоятка валоповоротного механизма. Такая конструкция позволяет повернуть траверсу на 360 градусов с целью осмотра и замены щеток. К траверсе через изоляторы крепятся литые бракеты в количестве 10 шт., а на каждом бракете установлено по 9 латунных щеткодержателей. В каждом щеткодержателе устанавливаются разрезные щетки марки ЭГ-14 с резиновыми амортизаторами. Такие щетки уменьшают ток коммутации и поэтому меньше искрят. Щетки прижимаются к коллектору с помощью стальной спиральной пружины через нажимной рычаг, усилие нажатия должно быть отрегулировано 1,6-2 кгс. Щеткодержатели крепятся к бракету так, чтобы зазоры между коллектором и щеткодержателем были 2-4 мм., а для равномерного износа коллектора щеткодержатели на соседних бракетах установлены со смещением то есть в шахматном порядке.
После проворота траверса и осмотра щеток, что бы щетки установить на нейтраль
(по осям Г.П.), необходимо совместить риски накерненные на поворотной траверсе и подшипниковом щите и в этом положении траверсу закрепить. Одноименные бракеты соединены параллельно медными шинами, которые крепятся болтами.
15-траверса,16-токосборная шина,17-шестерня,18-корпус щеткодержателя,19-щетка,20-накладка,21-нажимной рычаг,22-бракет,23-изолятор.
Предназначена для охлаждения машины с целью увеличения ее мощности. Главный генератор имеет принудительную вентиляцию от центробежного вентилятора производительностью 250 куб. метра в мин. воздуха. Охлаждающий воздух нагнетается вентилятором через патрубок в задней части машины. Внутри машины часть воздуха проходит по наружной поверхности якоря, охлаждая катушки главных и добавочных полюсов. Вторая часть воздуха через вентиляционные окна поступает в корпус якоря и через вентиляционные каналы сердечника якоря охлаждает якорную обмотку. Охлаждает коллектор и щеточный аппарат. После прохождения воздуха внутри и по поверхности якоря он выбрасывается через вентиляционные окна подшипникового щита (летом на улицу, а зимой в дизельное помещение для обогрева отсека БА).
Главные и дополнительные полюса—важные части двигателя
который взаимодействуя с током обмотки якоря, приводит якорь во вращение.
Добавочные полюса предназначены для улучшения коммутации. Коммутацией
называется процесс перехода тока секции обмотки якоря из одной
параллельной ветви в другую, т.е. процесс изменения направления тока в секции
якоря. Ток, проходящий по обмотке якоря, создаёт собственное магнитное
поле, которое взаимодействует с основным магнитным полем двигателя.
Воздействие магнитного поля якоря на основное поле двигателя
называется реакцией якоря. Реакция якоря нарушает правильную коммутацию,
вызывая искрение под щётками. Воздействие реакции якоря, вызывающее
искрение на коллекторе, устраняется с помощью добавочных полюсов,
которые размещены между главными полюсами по оси коммутируемых
секций, замыкаемых накоротко щётками.
Чтобы магнитное поле добавочных полюсов компенсировало эдс реакции
якоря при различных нагрузках, обмотку этих полюсов включают
последовательно с обмоткой якоря, в результате чего магнитное поле их
изменяется пропорционально нагрузке.
Сердечники главных полюсов набирают из штампованных листов ст2
толщиной 1-1,5 мм крайние листы толщиной 3—5мм. Сердечники крепят
к корпусу болтами.
Катушки тяговых и вспомогательных эл. двигателей выполняются бескаркасными.
Катушка главного полюса имеет два слоя а) обмотка последовательного возбуждения
намотана из шинной меди б) обмотка параллельного возбуждения имеет круглое
сечение. Слои катушки отделяют прокладкой, склеенной из миканита и асбестовой
бумаги. Наружную изоляцию выполняют тремя слоями щёлкослюдяной ленты и
двумя слоями стеклоткани. Обмотку с сердечником пропитывают электроизоляцион-
ном лаке КО 916 и просушивают получается изоляция монолит.
Сердечник якоря набирают из листов электротехнической стали Э12 толщиной 0.5мм.
Готовые листы для уменьшения потерь энергии от вихревых токов, покрывают
На валу якоря пакет крепят на шпонке и стягивают двумя нажимными шайбами.
Пакет напрессованный на вал и закрепленный нажимными шайбами, представляет
с собой сердечник якоря. Пакет имеет пазы, предназначенные для укладывания в них обмотки якоря. Обмотка якоря укладывают в два слоя. Изоляция провода якоря
марки ПСД или ПСДК. Пазовая изоляция имидофлекс. Обмотка якоря удерживается в пазах стеклолентой ЛСБ-F.
Коллектор – предназначен для распределения тока по обмотке якоря.
Он состоит из комплекта коллекторных пластин, втулки и нажимного конуса.
Коллекторные пластины изготовляют из коллекторной или кадмиевой меди,
которая обладает большой износостойкостью. Друг от друга коллекторные пластины
изолируют миканитовыми прокладками толщиной 0.8мм.
Щеткодержатель — состоит из двух основных частей: корпуса и кронштейна.
Корпус щеткодержателя имеет два гнезда для установки щёток и нажимное
устройство, обеспечивающее прижатие щёток к коллектору. Кронштейн
щеткодержателя имеет две прессованные пластмассой шпильки в насаженными
на них фарфоровыми изоляторами и крепится к подшипниковому щитку.
Расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора