Меню

Вспомогательное оборудование электровоза переменного тока

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ.

Вспомогательными машинами называют агрегаты, обеспечивающие собственные нужды электровоза. К ним относятся:

1. мотор-вентиляторы, охлаждающие обмотки тяговых электродвигателей, пусковые резисторы, индуктивные шунты, обмотки электродвигателя НБ-431 компрессора, и создающие избыточное давление в кузове;

2. мотор-компрессоры, питающие сжатым воздухом пневматическую схему электровоза и тормозные устройства поезда;

3. вспомогательные мотор-компрессоры, служащие для подъёма токоприёмников при отсутствии сжатого воздуха на электровозе;

4. генераторы управления, питающие цепи управления и заряжающие аккумуляторные батареи;

5. преобразователи (мотор-генераторы), питающие обмотки возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможе­ния.

Электродвигатели всех вспомогательных машин — электромашины постоянного тока. Состоят из элементов, имеющих назначение, аналогичное назначению элементов тяговых электродвигателей, и подобное им конструктивное исполнение. Номинальное напряжение на коллекторах всех электродвигателей 3000 В, поэтому расчётное межламельное напряжение почти в два раза выше, чем у тяговых электродвигателей. Однако коммутация относительно устойчива, так как, во-первых, величина тока в обмотках якорей небольшая, а, во-вторых, отсутствует реверсирование. Кроме того, для ограничения величины пускового тока и бросков тока при колебаниях напряжения в контактной сети, в цепь электродвигателей вспомогательных машин включаются пусковые и демпферные резисторы. Пусковые резисторы, включаемые в цепь более мощных электродвигателей, автоматически выводятся из их цепи при уменьшении пускового тока до величины, близкой к номинальной, а демпферные — остаются включенными постоянно. Но, несмотря на применение этих резисторов, пусковой ток по величине кратковременно превышает в 5-7 раз номинальное значение. Для сокращения времени действия таких больших пусковых токов необходимо, чтобы при пуске электродвигатели развивали большой вращающий момент, приводящий к быстрому увеличению частоты вращения якоря, а следовательно противо-э.д.с., и к уменьшению пускового тока электродвигателя.

Как указывалось выше, электродвигатели вспомогательных машин не реверсируются, что позволяет все их обмотки соединить последовательно внутри машины и иметь только два выводных провода с маркировкой Я и КК, за исключением электродвигателя ТЛ-110М вентилятора. Кроме того, в отличие от тяговых электродвигате­лей, электродвигатели вспомогательных машин имеют самовентиля­цию. При такой системе вентиляции в двигателе устанавливается вентилятор с радиальными лопатками, вращающийся вместе с якорем. Исключение составляет тихоходный электродвигатель НБ-431П ком­прессора, обмотки которого охлаждаются от мотор-вентилятора. Как и у тяговых электродвигателей, щёткодержатели устанавливаются на поворотной траверсе, позволяющей отрегулировать положение щёток на нейтрали и добиться их безыскровой работы.

Все электродвигатели имеют четырех-полюсную систему возбуждения, за исключением электродвигателя П-11М вспомогательного компрессора, и волновую обмотку якоря, т.к. напряжение их на коллекторах составляет 3000В. Исключение составляет генератор преобразователя, который имеет петлевую обмотку, так как номинальный ток его обмотки якоря равен 800 А.

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 напрессована по шпонке ступица колеса центробежного вентилятора, а с другой стороны — якорь генератора управления типа НБ-110.

4.2.1. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ТИПА ТЛ-110М МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРА.

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:

главных полюсов. 2,9

дополнительных полюсов . 0,97

Класс изоляции по нагревостойкости:

полюсной системы …………………………………. F

Режим работы ……………………………………… продолжительный.

Система вентиляции н. самовентиляция

На электровозах ВЛ11 м установлены электродвигатели типа ТЛ-­110В, аналогичные по устройству электродвигателю ТЛ-11ОМ на ВЛ-10, но имеющие мощность 53, 9 квт, на 0,8 квт больше.

Основные элементы : остов 4 (рис.4.1,а), два подшипниковых щита 1 и 9, четыре главных (14,15) и четыре дополнительных (12,13) полюса (рис.4.1,б), якорь (5, 6,7,8,11) с коллектором (22,23,3,) вентилятор 10, щеточный узел (2, 3,1).

Остов.Остов 4 цилиндрической формы (рис.4.1). Служит для крепления основных элементов и является одновременно магнитопроводом. Имеет два отверстия под подшипниковые щиты, приливы28 для транспортировки, лапы 27 для крепления к фундаменту, приливы 29 для крепления коробки 30 с выводами и со стороны противопо­ложной коллектору, окна 26 для выхода охлаждающего воздуха.

Подшипниковые щиты . Подшипниковые щиты служат для размещения моторно-якорных подшипников, то есть для центровки вала якоря, и создания запаса смазки. Оба щита крепятся к остову 4 болтами. Подшипниковый щит со стороны коллектора имеет смотро­вой люк, закрытый съемной крышкой 25 с отверстиями для засасывания охлаждающего воздуха. Кроме этого, он имеет приливы 31 для крепления лап остова генератора управления и продолговатые отверстия для прохода охлаждающего воздуха от генератора управления. Как и в тяговом электродвигателе, на валу якоря и в отверстиях щитов смонтированы детали подшипниковых узлов. На вал якоря с двух сторон напрессованы передние упорные кольца 16, внутренние кольца 17 якорных подшипников 19 и задние упорные кольца 18. В отверстиях щитов запрессованы наружные кольца подшипников 19 с роликами и сепараторами. Наружное кольцо подшипника со стороны коллектора зафиксировано в щите передней 20 и задней 21 крышками с вертикальными лабиринтами, скрепленными между собой и со щитом болтами. Внутреннее пространство между крышками образует подшипниковую камеру, заполненную при сборке на 2/3 объёма смазкой ЖРО в количестве 250-300 грамм. Устройство подшипникового щита со стороны противоположной коллектору отличается тем, что роль задней крышки выполняет сам подшипниковый щит. Добавление смазки производят через трубки 33.

Читайте также:  Форма акта внедрения оборудования в лаборатории

Главные полюсы . Главные полюсы (рис.4.1,б) служат для создания основного магнитного потока двигателя. Полюс состоит из шихтованного, клёпанного сердечника 15 и катушки 14. Катушка намотана из изолированного провода прямоугольного сечения и имеет287 витков. Корпусная и покровная изоляции класса F Монолит: катушка изолирована стеклослюдинитовой лентой и вместе с сердечником пропитана в эпоксидном компаунде под давлением.

Дополнительные полюсы (добавочные).Дополнительные полюсы (рис.4.1,б) служат для улучшения коммутации. Полюс состоит из сплошного, стального сердечника 13 и катушки 12. Она имеет 120 витков и намотана из изолированного провода прямоугольного сечения. Удерживается на сердечнике при помощи латунных угольников. Сердечник крепится к остову через диамагнитную прокладку толщиной 3мм. Изоляция катушки аналогична изоляции катушки главных полюсов. Воздушный зазор между якорем и главными полюсами составляет 4 мм, а между якорем и дополнительными полюсами 5,7мм.

Якорь.Якорь служит для создания магнитного потока, который взаимодействует с магнитным потоком главных полюсов, создает вращающий момент двигателя. Якорь состоит из вала 11, коллектора (3, 22,23), передней нажимной шайбы 5, сердечника 6, задней нажимной шайбы 7 и обмотки якоря 8.

Сердечник якоря изготовлен из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, имеет 3 ряда аксиальных отверстий диаметром 22, 20 и 18 мм, центральное отверстие под вал якоря, по окружности 43 паза под катушки обмотки якоря и углубления под стеклобандаж, крепящий эти катушки. Сердечник напрессовывается на вал по шпонке.

Обмотка якоря волновая. Она имеет 43 катушки, в катушке 8 секций, в секции два витка из изолированного провода круглого сечения. Корпусная и покровная изоляции класса 8 (стеклослюдинитовая лента, фторопласт и стеклолента). Секции обмотки якоря впаиваются в прорези петушков коллекторных пластин. Для полного заполнения прорези применяют медные клинья. После этого обмотка якоря, как в пазовой, так и в лобовых частях закрепляется бандажами из стеклобандажной ленты.

Коллектор.Коллектор обеспечивает коммутацию, т.е. сохраняет постоянным направление тока в секциях обмотки якоря под каждым из главных полюсов. Состоит из корпуса 23 и нажимного конуса 22. между ними располагаются 343 медные коллекторные пластины 3 и столько же миканитовых пластин. Они изолируются от корпуса и нажимного конуса с боков миканитовыми манжетами (конусами), а снизу- миканитовым цилиндром. После изоляции пластин, корпус и нажимной конус стягиваются болтами. Как и у тягового электродвигателя, выступающая часть миканитовой манжеты, расположенной на нажимном конусе, с натягом бандажируется стеклобандажной лентой и последний её слой покрывается электроизоляционной эмалью НЦ-929 до получения ровной и гладкой поверхности. Собранный коллектор напрессовывается на вал якоря по шпонке. Эту часть коллектора называют изоляционным или миканитовым конусом. Для исключения попадания смазки на коллектор из подшипниковой камеры подшипникового щита, между корпусом коллектора и задней крышкой подшипникового щита, устанавливается маслоотбойное кольцо 24.

Щёточный узел. Щёточный узел служит для подвода тока через коллектор к обмотке якоря. Состоит из поворотной Г-образной траверсы 2, четырех изоляционных пальцев с закреплёнными на них щёткодержателями 32 со щётками.

Поворотная траверса 2 представляет из себя стальное кольцо с продолговатыми отверстиями для её поворота и крепления к подшипниковому щиту болтами. На ней закреплены четыре стальных пальца, опрессованных пресс-массой АГ-4, с насаженными на них фарфоровыми изоляторами. На конце пальца имеется плоская поверхность с гребёнкой и отверстие для крепления щёткодержателя. В каждом щёткодержателе установлена щётка типа ЭГ-61 размером 10х25х50 мм.

Вентиляция электродвигателя независимая . Вентиляция осуществляется вентилятором 10 с радиальными лопатками, напрессованным на вал якоря по шпонке. Охлаждающий воздух засасывается в отверстия в крышке генератора управления с коллекторной стороны, проходит между его якорем и полюсами и через продолговатые отверстия в подшипниковом щите электродвигателя вентилятора поступает к коллектору. Одновременно воздух засасывается через отверстия в коллекторном люке электродвигателя. Проходит в воздушном зазоре между якорем и полюсами, затем через три ряда аксиальных отверстий в сердечнике и выбрасывается наружу через отверстия в крышке 26 с противоколлекторной стороны.

Схема соединения обмоток.Так как электродвигатель ТЛ-11ОМ является двигателем с последовательным возбуждением, то все его обмотки соединяются последовательно по следующей схеме(рис.4.2 и 4.3): вывод Я, перемычка между плюсовыми щеткодержателями, плюсовые щетки, коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, минусовые щётки и щёткодержатели, перемычка между минусовыми

щёткодержателями, катушки четырех дополнительных полюсов, соединённых последовательно, средний вывод С1, четыре катушки главных полюсов, соединенных последовательно, вывод С2.

Рис. 4.1. Продольный (а) и поперечный (б) разрезы электродвигателя ТЛ-110М:

Источник



Вспомогательные машины электроподвижного состава

Вспомогательные машины электроподвижного состава — обеспечивают работу тяговых электродвигателей, электрическое и пневматические аппаратуры систем управления и торможения. К вспомогательным машинам электроподвижного состава относят мотор-вентиляторы (воздушное охлаждение ярмовых двигателей, пуско-тормозных резисторов, тяговых трансформаторов, сглаживающих реакторов, преобразоват. установок и др.); мотор-насосы (жидкостное охлаждение обмоток трансформаторов и полупроводниковых приборов); мотор-компрессоры (снабжение сжатым воздухом пневматические систем электровоза и тормозов поезда); расщепители фаз (питание трёхфазных асинхронных машин); генераторы управления (питание цепей управления и освещения электровоза, заряд аккумуляторных батарей). В состав каждой машины входит вспомогат. механизм (компрессор, вентилятор, насос) и электродвигатель.
На электровозах пост, тока и двойного питания обычно используют электродвигатели пост, тока последоват. возбуждения напряжением 3000 В на коллекторе, обеспечивающие высокий пусковой момент. Пуск электродвигателей вентиляторов и компрессоров осуществляется контакторами при включённых балластных резисторах (сила пускового тока в 5—7 раз превышает силу номинального тока).
На электровозах переменного тока применяют коллекторные электродвигатели, питающиеся от вспомогательные обмотки тягового трансформатора через выпрямитель. Пуск их осуществляется также контакторами при включ. балластных резисторах. На современные электровозах в цепях вспомогательные машин используются полууправляемые выпрямители (например, на электровозе ЧС4); управление вспомогательные машинами может осуществляться по определенные программе (на электровозе ЧС8). На отечеств, грузовых электровозах переменного тока применяют асинхронные трёхфазные короткозамкнутые электродвигатели, получающие питание от вспомогательные обмотки тягового трансформатора. При этом преобразование числа фаз осуществляется с помощью расщепителя фаз и статических конденсаторов. Все двигатели включаются параллельно, к зажимам каждого из них подключается конденсатор, ёмкость которого обеспечивает симметрию напряжений (в соответствии с числом включенных двигателей).
На современные электровозах устанавливают симметричные расщепители фаз, в качестве которых используют асинхронные двигатели того же типа, что и для вспомогательные машин. Для питания асинхронных трёхфазных вспомогательные машины электроподвижного состава применяют также статические преобразователи.

Читайте также:  Линейный ускоритель для лучевой терапии стоимость оборудования

Источник

РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ

Разместить все необходимое оборудование на электровозе в сравнительно небольшом объеме, ограниченном габаритом подвижного состава, довольно сложно. Кроме того, оборудование должно быть расположено так, чтобы бригада, обслуживающая электровоз, имела сравнительно легкий доступ к наиболее важным машинам, аппаратам и механизмам и прежде всего чтобы были обеспечены безопасность и удобство обслуживания. Вес оборудования должен равномерно распределяться между колесами локомотива.
При компоновке машин и аппаратов должен быть обеспечен минимальный расход проводов, кабелей, воздуховодов, трубопроводов и опорных конструкций для установки оборудования. Одно из требований — обеспечение необходимых изоляционных расстояний: воздушных промежутков от токоведущих частей оборудования и дугогасительных камер аппаратов до заземленных предметов, а также расстояний между дуго-гасительными камерами отдельных аппаратов.
Располагая электрические аппараты и машины, стремятся защитить их от пыли, влаги и не допустить переброса электрической дуги на заземленные части или аппараты. Расстановку оборудования производят с учетом обеспечения безопасности обслуживающего персонала, создания условий для хорошей видимости сигналов, пути и контактной подвески, снижения шума. Кроме того, учитывают удобство монтажа и демонтажа оборудования во время постройки и ремонта локомотива. Для этого оборудование объединяют в блоки: высоковольтного оборудования (высоковольтная камера), тягового трансформатора, низковольтных силовых аппаратов и т. д. Монтаж и демонтаж оборудования осуществляют через специальные люки на крыше электровоза.
Расположение оборудования в высоковольтной камере во многом зависит от схемы силовых цепей электровоза. В камере устанавливают всю высоковольтную коммутационную и защитную аппаратуру, располагают открытые токоведущие части. Высоковольтную камеру монтируют вне электровоза, а затем устанавливают в кузов краном.

Расположение оборудования

Рис. 120. Расположение оборудования на шестиосном электровозе переменного тока

На электровозах переменного тока между машинными помещениями и высоковольтными камерами (обычно в средней части кузова) расположено трансформаторное помещение, в котором часть тягового трансформатора находится ниже пола кузова. Там же находятся разъединители выпрямительных установок, реле перегрузки и некоторые другие аппараты.
В машинных помещениях электровоза расположено следующее оборудование: вспомогательные машины, оборудование радиостанции, локомотивной сигнализации, основное пневматическое оборудование. Вспомогательные машины размещают так, чтобы можно было проверить состояние коллекторов и щеток как при пуске, так и во время работы, проверить работу компрессоров, вентиляторов и их подшипников.
Предусмотрен специальный люк для выхода локомотивной бригады на крышу электровоза. На крышах электровозов монтируют токоприемники, крышевые разъединители, дроссели для подавления помех радиоприему, разрядники, тифоны, свистки, шины, соединяющие оборудование, размещенное на крыше, главные воздушные резервуары, антенны радиостанции, а на электровозах переменного тока еще главные выключатели с разъединителями и проходные изоляторы (рис. 120). Путь и контактную сеть в темное время суток освещают лобовыми прожекторами, установленными на крыше с обоих концов кузова. Внутри прожекторов укреплены отражатели света и лампы. Лампы могут гореть либо полным, либо тусклым светом, для этого последовательно с ними включают резистор или отключают его. Рядом с лобовыми прожекторами находятся звуковые сигналы: тифон и свисток.
Кроме прожекторов, на лобовых стенках электровозов устанавливают по два сигнальных буферных фонаря. В зависимости от условий движения эти фонари могут иметь прозрачные или цветные красные стекла. На электровозах некоторых серий каждый буферный фонарь имеет два светильника: один с прозрачным стеклом, другой — с красным. Тот или иной светильник машинист включает, нажимая на кнопки пульта управления.
На буферных брусьях тележек или рамах кузова в зависимости от способа передачи силы тяги устанавливают автосцепки.
При расположении аппаратуры в кабине машиста основное внимание уделяют компоновке, обеспечивающей для локомотивной бригады максимальное удобство при пользовании аппаратами управления. Размещение оборудования должно обеспечить соблюдение правил техники безопасности и свободное перемещение машиниста и его помощника в кабине. Кресло машиниста должно допускать регулировку по высоте и в горизонтальной плоскости. Это позволит машинисту управлять поездом как сидя, так и стоя.

Читайте также:  Chip id оборудования мтс

Кабина

Рис. 121. Кабина машиниста электровоза постоянного тока

Все эксплуатируемые на отечественных дорогах магистральные электровозы имеют две кабины машиниста (посты управления), расположенные по концам кузова. В кабине управления (рис. 121 и 122) в непосредственной близости от сиденья машиниста с левой стороны находится контроллер. Справа несколько впереди установлен кран машиниста. С помощью этого крана приводят в действие пневматические тормоза поезда и отпускают их. Переводя ручку крана машиниста в различные положения, можно изменять тормозную силу.
Кроме поездного автоматического тормоза, на электровозах имеется вспомогательный тормоз. Для управления вспомогательным тормозом рядом с краном машиниста установлен еще один кран.

Кабина электровоза переменного тока

Рис. 122. Кабина машиниста электровоза переменного тока

Поездным краном машинист регулирует подачу сжатого воздуха в тормозную магистраль. В зависимости от давления в ней специальные приборы — воздухораспределители — либо пропускают сжатый воздух в тормозные цилиндры электровоза и вагонов, либо соединяют эти цилиндры с атмосферой.
Вспомогательный кран соединяет главные резервуары с тормозными цилиндрами электровоза в обход воздухораспределителя.
Перед сиденьем машиниста установлена панель с измерительными приборами, показывающими значения напряжения в контактной сети, тока якоря тягового двигателя, давления воздуха в главных резервуарах, тормозной магистрали и других устройствах. На этой же панели размещены сигнальные лампы, а на электровозах переменного тока — и указатель позиций переключателя ступеней.
Вблизи расположен также кнопочный выключатель с кнопками для подъема токоприемников, включения быстродействующего или главного выключателя, пуска вентиляторов, насосов и других устройств.
Справа от сиденья машиниста установлена панель с кнопками для подачи сигналов и подсыпки песка. Вверху находится скоростемер, вал которого системой рычагов и червячным редуктором связан с шейкой оси передней колесной пары.
По скоростемеру локомотивная бригада определяет скорость движения, время, а также отсчитывает количество километров, пройденных электровозом.
Самопишущее устройство скоростемера отмечает на бумажной ленте пробег электровоза, направление и скорость его движения, продолжительность стоянок, длительность поль­зования автоматическими тормозами, давление в тормозной магистрали.
В левой стороне кабины находится сиденье помощника машиниста. Около него размещены кнопочный выключатель (кнопки его предназначены для включения прожектора, буферных фонарей, электропечей, освещения кабины, ходовых частей), штурвал ручного тормоза, панель с кнопками для подачи сигналов и панель с измерительными приборами.
В кабине машиниста имеются также радиосвязь и автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС), повторяющая сигналы дорожных светофоров. Обычно оборудование в обеих кабинах электровоза расположено совершенно одинаково.
В кузовах электровозов предусмотрены проходы; в зависимости от конструкции локомотива они могут идти вдоль двух продольных сторон кузова, вдоль одной стороны (при этом устраивают вспомогательные переходы), по центру кузова. В каждой секции восьмиосных электровозов монтируют примерно одинаковый набор электрического и пневматического оборудования.
Вход в кабины машиниста в современных отечественных электровозах большинства серий осуществляется через кузов и поперечный проход, расположенный непосредственно за кабиной машиниста.

Источник

Вспомогательное оборудование электровоза переменного тока

12.6. Вспомогательные машины электровоза

Вспомогательные машины электровоза (мотор-вентилятор, мотор-компрессор, мотор-генератор и генератор тока управления) приводятся в действие электродвигателями постоянного тока, работающими от контактной сети.

Мотор-вентилятор служит для воздушного охлаждения пусковых резисторов, тяговых электродвигателей, выпрямительных установок, трансформаторов и другого оборудования, что способствует более полному использованию их мощности.

Мотор-компрессор питает тормозную систему поезда и пневматические устройства электровоза сжатым воздухом.

Мотор-генератор (машинные преобразователи) применяют на электровозах с рекуперативным торможением для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей при работе их в рекуперативном режиме.

Генератор тока управления предназначен для питания цепей управления (наружного и внутреннего), освещения и заряда аккумуляторной батареи, являющейся резервным источником питания тех же цепей.

На электровозах переменного тока помимо вспомогательного оборудования, применяемого на электровозах постоянного тока, есть еще

и мотор-насосы, обеспечивающие циркуляцию масла, охлаждающего трансформатор и мотор-вентилятор охлаждения трансформатора и выпрямителя. В качестве привода вспомогательных машин применяют трехфазные асинхронные двигатели, принципиально не отличающиеся от двигателей общепромышленного назначения, и двигатели постоянного тока, получающие питание от специальных выпрямительных установок. Трехфазный ток преобразовывается из однофазного с помощью специальных вращающихся или статических преобразователей, называемых расщепителями фаз (на электровозах и электропоездах переменного тока).

В моторных вагонах электропоезда делители напряжения обеспечивают питание мотор-компрессора пониженным напряжением.

Каждая вспомогательная машина представляет собой агрегат, состоящий из вспомогательного механизма и электрического двигателя, который приводит его в действие. Исключение составляет генератор управления, который размещается на валу мотор-вентилятора или расщепителя фаз.

Электрические двигатели вспомогательных машин на ЭПС постоянного тока питаются непосредственно от контактной сети, а на ЭПС переменного тока — от вспомогательной обмотки трансформатора.

Источник