78417

Конструкция и принцип действия ТЭД

Лекция

Производство и промышленные технологии

Две ступени возбуждения и гиперболическая зависимость напряжения от тока на зажимах тягового генератора обеспечивают изменение частоты вращения тягового электродвигателя в широком диапазоне. Работа тягового электродвигателя в диапазоне от максимально допустимого к длительному тока возможна кратковременно и есть пусковой зоной для локомотива. Остов выполняет роль магнитопровода как для главных так и дополнительных полюсов а также горловину для установки подшипниковых щитов моторноосевую часть и носики для крепления электродвигателя на...

Русский

2015-02-07

988.75 KB

23 чел.

Электрические машины

Урок 4-5

Конструкция и принцип действия ТЭД

Тяговый электродвигатель (рис. 8.31 и рис. 8.32) предназначен для привода колесных пар тепловоза через одноступенчатый прямозубый редуктор. Как правило, как тяговые электродвигатели используют электрические машины постоянного тока с последовательным возбуждением, нашли признание в Локомотивостроение благодаря характеристикам, обеспечивают автоматическое регулирование крутящего момента от частоты вращения и наиболее близко соответствующим необходимым тяговым параметрам локомотива.

К недостаткам таких электродвигателей следует отнести их склонность к значительному повышению частоты вращения при сбросе нагрузки, например при буксовании колесных пар тепловоза, требует создания защитных устройств, как правило, в виде электрических схем. Схемы защиты от буксования будут тем сложнее, чем полнее используется сцепная масса при реализации тяговой силы.

На тепловозе 2ТЭ116 установлено шесть тяговых электродвигателей, по одному на каждую ось.

Две ступени возбуждения и гиперболическая зависимость напряжения от тока на зажимах тягового генератора обеспечивают изменение частоты вращения тягового электродвигателя в широком диапазоне.

Работа тягового электродвигателя в диапазоне от максимально допустимого к длительному тока возможна кратковременно и есть пусковой зоной для локомотива.

На тепловозе 2ТЭ116 применяется тяговый электродвигатель ЭД-125БУХЛ1, а на тепловозе 2М62 - ЕД118А.

Оба электродвигатели является четырёхполюсными электрическими машинами постоянного тока с последовательным возбуждением, одним свободным конусным концом вала, принудительной вентиляцией, обеспечивающей работу в пределах рабочих характеристик при окружающей температуре от +40 до -50 0 С.

Магнитная система электродвигателей состоит из литого восьмигранной формы остова 25 с установленными на нем главными 14 и дополнительными 13 полюсами, а также щеткодержателями 8.

Остов выполняет роль магнитопровода как для главных, так и дополнительных полюсов, а также горловину для установки подшипниковых щитов, моторно-осевую часть и носики для крепления электродвигателя на тележке тепловоза. Остов имеет четыре люка, три из которых предназначены для обслуживания коллектора, щеткодержателя и щетки, а один для подачи охлаждающего воздуха.

Восьмигранная форма остова при четырехполюсных системе позволяет реализовать больший крутящий момент по сравнению с традиционным круглым остовом, вписанным в определенное пространство.

Главные полюса 14 крепятся к остову тремя болтами из стали 40Х. Сердечник набирается по длине из штампованных листов низкоуглеродистой стали. Конфигурация сердечника со стороны якоря определяется необходимостью обеспечить потенциальную устойчивость к круговому огню на коллекторе тягового электродвигателя. Катушка полюса выполнена из шинной меди, намотанной плашмя в виде двух полюсных шайб. Размер меди ЭД-118А - 8х25мм, ЭД-125Б - 7X30 мм. Изоляция катушки и сердечника выполнена из изоляционных материалов класса F. Сердечник с установленной катушкой пропитывают в эпоксидном компаунде типа «Монолит-2»; он неразъемной конструкцией, устойчивой к вибрациям и температурным воздействиям, и обеспечивает весьма высокую влагостойкость изоляции катушек. Выводы катушек выполнены из медного уголкового профиля и припаяны к виткам катушки серебро вместительным припоем.

Соединенные катушки между собой гибкими шинами, которые крепятся к остову с помощью стальных лент через резиновую втулку к скобе.

Дополнительные полюса 13 крепятся к остову тремя болтами из стали 40Х. Сердечник дополнительного полюса выполняется из полосы проката стали ЗСП. Форма и размеры сердечника, как со стороны якоря, так и со стороны остова выбраны из условия обеспечения наилучшей коммутации во всем диапазоне работы тягового электродвигателя. Катушка полюса выполнена из шинной меди, намотанной на ребро. Размер меди ЭД-118А - 6 х 30 мм, ЭД-125Б - 5,6 х 30 мм. Изоляция выполнена так же, как и для главного полюса. Выводы катушки выполнены из шинной меди и в сочетании со стальной полурамки толщиной 5 мм, заложенной посередине высоты катушки, образуют устойчивую к вибрационным нагрузкам конструкцию.

Соединенные катушки между собой проводами, которые крепятся к остову так же, как и шины главных полюсов. Дополнительные полюса в сочетании с щетками обеспечивают нормальную коммутацию без пригара коллектора и щеток.

Рис. 8.31 - тяговый электродвигатель ЭД-118А

Рис. 8.32 - Тяговый электродвигатель ЭД-125Б 

На схеме внутренних соединений (рис.8.33) стрелками показано направление протекания тока, при котором полюса будут обозначены на схеме полярности, а якорь - обозначено направление вращения. Сплошные линии - соединение со стороны коллектора, штриховые - с противоположной коллектору стороны. В таблице рисунка приведены внешние соединения выводных проводов для получения направления вращения. Переподключение, выполняемые на тепловозе реверсора при повороте рукоятки контроллера машиниста, позволяют изменить направление движения тепловоза. Схема изображена со стороны коллектора.

Рис. 8.33 - Схема внутренних соединений тягового электродвигателя ЭД-118А 

Якорь 9 (рис.8.31) является частью электродвигателя вращающегося и сконструирован с учетом воздействия на его узлы в эксплуатации высоких температур и значительных вибрационных и механических нагрузок. Состоит он из сердечника 12 набранного из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, удерживаемого с обеих сторон нажимными шайбами, и коллектора 7.

В пазы сердечника уложена простая петлевая обмотка 10 из уравнительными соединениями. Концы обмотки и уравнительных соединений впаяны в петушки коллектора серебросодержащих припоем ПСр2,5 (ЭД-118А) или приварены к петушков коллектора неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа (ЭД-125Б).

В электродвигателе ЭД-118А коллектор, нажимные шайбы и сердечник посажены на вал с натягом. В электродвигателе ЭД-125Б эти элементы посажены на специальную промежуточную втулку, в которую затем запрессовывается вал. Последнее позволяет производить смену вала в эксплуатации. До заключения обмотки в пазы сердечник балансируется статически. Конец вала якоря 20, противоположный коллектора, выполнен конусным и предназначен для горячей посадки ведущей шестерни тягового редуктора.

Обмотка якоря 10 крепится в пазах сердечника склотекстолитовимы клиньями, а снаружи сердечника-в передней и задней лобовых частях стеклобандажами 11 и 15. Изоляция якоря ЭД-118А класса F, ЭД-125Б - класса Н. Обмотка якоря ЭД-118А выполнена из проволоки марки ПЕТВСД 1,7х6,3, корпусная изоляция с склослюдинитовои ленты ЛСПЕ 934, в ЭД-125Б - проволока медная 4,5х9,5 с нанесенной полиамидной изоляцией, корпусная изоляция из полиамидной пленки ПМА.

Коллектор 7 арочного типа собран из штампованных пластин меди коллектора с присадкой серебра или кадмия и миканитових пластин толщиной 1,2 мм для ЭД-118А и 1,5 мм для ЭД-125Б. Между комплектом пластин, втулкой и конусом устанавливают миканитов манжеты. Конус и втулку взимают между собой или болтами (ЭД-118А) коллекторов, или гайкой с пружинным кольцом (ЭД-125Б). С целью исключения возможности проникновения влаги во внутреннюю полость коллектора последний проверяют на герметичность.

Якорь 9 устанавливают в остове 25 на подшипниках качения 8092417К1М со стороны коллектора и 8032330К2М (ЭД-118А) или 8032332Л1М (ЭД-125Б) со стороны привода, которые запрессовывают в подшипниковые щиты 6 и 16. Тяговый электродвигатель ЭД-118А имеет польстерных систему смазки моторно-осевого подшипника, ЭД-125Б - принудительную циркуляционную систему смазки моторно-осевых подшипников.

Строение, главного генератора тепловоза

Тепловоз ЧМЭ3

Тяговые электродвигатели. На тепловозе ЧМЭЗ установлено соответственно шесть тяговых электродвигателей с последовательным возбуждением и принудительной вентиляцией.

Техническая характеристика ТЭД ЧМЭ3

Тип

ТИ - 006

Мощность длительного режима , кВт

126/133

Длительный ток , А

750/522

Напряжение длительного режима , В

283

Частота вращения якоря , об / мин

1660

Передаточное отношение тягового редуктора

76:15

Класс нагревостойкости изоляции

В

Масса , кг

2450

Рис . 8.34 - Тяговый электродвигатель тепловоза ЧМЭЗ : 1 - остов ; 2 - подшипниковый задний щит , - коллектор ; 10 - узел токосъема , 11 - подшипниковый щит передний

Рис . 8.35 со стороны тягового

Рис . 8.36 - Обмотка якоря электродвигателя ТЕ - 006:

1 - прокладка на дни паза (стеклоткань ), 2 - проводник ; 3 - прокладка между верхними и нижними сторонами катушек ( стеклоткань); 4 - пазовая изоляция ( Полиэтилентерефталат); 5 в лобных частях ( скломиканит); 10 изоляция лобовых частей и концов катушек ( склолента)

Рис . 8.37 - Катушки полюсов электродвигателя ТЕ -006:

а - дополнительный полюс : 1 - межвитковая изоляция ( асбест); 2 - проводник 3 - прокладка 4 - - изоляциялобовых частей и углов ( склоремикалента), 7 - заполнение перехода; 8 - выводы, б - главный полюс : 1 -проводник 2 - прокладка между витками ( асбест ), 3 - прокладка

Рис . 8.38 - Коллектор электродвигателя ТЕ -006:

1 - коллекторная пластина ; 2 - миканитовая прокладка; 3 - манжета ( формируемый миканит ); 4 - бандаж , 5- балансировка груз ; 6 - изоляция втулки (стеклоткань , склолен и, Лента тафтяная ); 1 - втулка коллектора ;3 - нажимной кольцо

Рис . 8.39 - Щеткодержатель ( а) и щетка ( б) электродвигателя ТЕ -006:

1 - шайба ; 2- болт ; 3- цапфа подвесной ; 4- цапфа несущая ; 5 - корпус щеткодержателя ; 6- нажимной устройство; 7- щетка ; 8 - нажимная пружина ; 9- ботинок;. 10 - собачка ; 11-держатель нажимной пружины; 12- храповик ; 13 - спиральная пружина , 14 - корпус ; 15 - арматура ; 16 - токопроводящий канатик , 17 - амортизатор ( силиконовая резина ); 18 - наконечник токоведущего  канатика 

Тяговый электродвигатель тепловоза. ЧМЭЗ (рис. 8.34). Остов электродвигателя по своему устройству похож на остов серийных тяговых электродвигателей отечественных тепловозов. Охлаждающий воздух подводится к остову сверху через гибкий патрубок. Внутренние соединения статора тягового электродвигателя показаны на рис. 8.35.

Стальные пластины якоря (диаметром 510 мм, длиной 360 мм) и коллектор собирают непосредственно на валу якоря. Каналы диаметром 35 мм расположены по двум концентрическим окружностям по 12 каналов в каждой.

Якорь имеет простую петлевую обмотку с уравнительными соединениями, заключенным со стороны коллектора. Обмотка якоря ( рис. 8.36 ) расположена в 58 пазах, имеющих высоту 43 мм и ширину 11,5 мм. Секция обмотки якоря - неразрезная. В каждом пазу сердечника якоря является по шесть двойных проводников. Число параллельных ветвей обмотки якоря 10. Шаг обмотки якоря по пазам 1-15, а по коллектору 1-2. Сечение меди якорной обмотки 11,8 мм 2 . На дне паза, между катушками в середине паза, а также между верхней катушкой и клином заключены прокладки из стеклоткани толщиной 0,2 мм. Пазовая изоляция выполнена из полиэтилентерефталата толщиной 0,08 мм. Катушка обмотана стеклолентой толщиной 0,1 мм. Корпусная изоляция выполнены из миколенты толщиной 0,13 мм. В местах изгиба катушка дополнительно изолирована стекломикролентой. Передняя нажимная шайба изолированная стекломиканитом, задняя - стеклотканью и стекломиканитом.

Уравнительные соединения по одному на паз размещены под передними лобными соединениями якорной обмотки. Сечение меди уравнительных соединений 9,8 мм 2 . Соединение выполнено с шагом по коллектору 1-88, 4-91, 7-94 и т. Д.

Обмотка якоря закреплена в пазах текстолитовыми трапециевидной клиньями. На лобовые части обмотки наложены стальные бандажи из проволоки диаметром 2 мм.

Тяговый электродвигатель имеет четыре главных и четыре дополнительных полюса. Главные и дополнительные полюса прикреплены к остову тремя стальными болтами. Зазор между главными полюсами и сердечником якоря в оси полюса составляет 4 мм, а между дополнительными полюсами и сердечником якоря 7 мм. Между сердечником добавочного полюса и остовом электродвигателя является стальная прокладка толщиной 0,5 мм.

Катушка главного полюса ( рис. 8.37 ) намотана в два ряда по восемь витков в каждом. Сечение меди 100 мм 2 .Катушки дополнительных полюсов соединены попарно параллельно и имеют по 12 витков каждая. Поперечное сечение меди 80 мм 2 .

Изоляция катушки главного полюса выполнена стеклоремикалентой толщиной 0,12 мм двумя слоями на полуперекрышу. Прямая часть катушки изолированная ремикафольгою толщиной 0,12 мм двумя слоями и одним слоем толщиной 0,2 мм формируемым миканитов. Внешняя изоляция катушки намотана стеклолентой толщиной 0,15 мм в один слой в перекрышу. Между витками заключены асбестовые прокладки толщиной 0,3 и 0,5 мм. Выводы припаяны к соответствующим витков серебро вместительным припоем. В местах закруглений катушка дополнительно изолирована стеклоремикалентой толщиной 0,12 мм в один слой на полуперекрышу. Заполнение осуществляется лакированным асбестовым бумагой с органтином.

Изоляция катушки добавочного полюса также выполнена стеклоремикалентою толщиной 0,12 мм двумя слоями в полу перекрышу. Между витками заключены асбестовые прокладки толщиной 0,3 мм; прокладка между рядами из лакированного асбестовой бумаги с органтитом. Этим же материалом заполнены пустоты. Прямая часть катушки изолированная ремикафольгою толщиной 0,12 мм в два слоя, а также одним слоем толщиной 0,3 мм формируемого миканита. Лобовые части и закругления катушки добавочного полюса изолированные склоремикалентою толщиной 0,15 мм одним слоем на полу перекрышу. Внешняя изоляция намотана склолентою толщиной 0,15 мм одним слоем на полу перекрышу. Выводы припаяны к крайним витков катушки серебро всместительным припоем. Катушка от рамки изолированная гибким миканитов толщиной 0,5 мм.

Коллектор тягового электродвигателя ( рис. 8.38 ) состоит из 174 пластин. Рабочая поверхность нового коллектора имеет диаметр 395 мм при длине 118 мм.

В каждом из четырех щеткодержателей ( рис. 8.39 ) по три разрезные щетки марки RP5H. Нажатие на щетку устанавливают в пределах 1,2-1,8 кгс. Минимально допустимая высота щетки после износа 20 мм. Расстояние между одноименными кромками рабочих поверхностей щеток, установленных в соседних щеткодержателях, измеренная по кругу коллектора, составляет 310 + 0,1 мм на новом коллекторе. Щеткодержатели попарно раздвинуты между собой в осевом направлении на 4 мм.

Изолятор пальца щеткодержателя изготовлен из электротехнического фарфора и закреплен на втулке пальца специальной смолой. Корпус щеткодержателя отлитый из бронзы. Для надежной фиксации его привалочная поверхность сделана рифленой. Регулировка нажатия на щетки осуществляется с помощью храпового механизма. От спиральной пружины давление на щетку передается через нажму пружину.

На щетке есть арматура, изготовленная из стальной пластины толщиной 1 мм. Заклепками она прикреплена к телу обеих половинок щетки. Между арматурой и верхними гранями частей щетки проложен амортизатор из силиконовой резины, имеет размеры 2 18 21 мм.

Ботинок нажимной пружины щеткодержателя опирается на арматуру щетки. В половинки щетки сверху законопачены по два токоведущих канатика длиной 95 ± 2 мм и диаметром 4 мм. К концам этих канатиков припаяны латунные наконечники.

Якорные подшипники электродвигателя (рис. 8.40) - роликовые; передний типа УМ318 АМ / С4, задний типа V-NU424 АМ / С4. Полость подшипников якоря заполняют маслом примерно на 1/3 объема. Добавляют масло с помощью специальной масленки. Переполнение маслом подшипниковых камер не допускается.

Буксы моторно-осевых подшипников ( рис. 8.41 ) имеют польстерных систему смазки.

Вкладыши подшипников биметаллические: стальные корпуса вкладышей изнутри залиты подшипниковым сплавом. Толщина заливки 3,75 мм.

Смазывающий гнет закреплен во внутренней полости буксы с помощью пружинного Польстера.

Крышка моторно-осевой буксы уплотнена белым войлоком. В крышке установлен щуп для измерения уровня масла. Пробка заливочного отверстия прижимается к крышке пластинчатой ​​пружины.

Рис. 8.40 - Подшипниковые узлы электродвигателя ТО-006:

1 - задний; б - передний; 1 - задний подшипниковый щит; 2, 14 - внутренние подшипниковые крышки; 3, 17 - подшипники; 4 лабиринтное кольцо (внутреннее дистанционное кольцо); 5, 12 - смазочных трубки; 6 - внешняя подшипниковая крышка; 7 - заслонка; 8 - внешнее лабиринтное кольцо; 9 - маслоотражатель; 10 - распорное кольцо; 11 - передний подшипниковый щит; 13 - внешняя крышка подшипника; 14 - лабиринтное уплотнение;16 - торцевая шайба

Рис. 8.41 - Моторно-осевой подшипник (а) и вкладыш (б) электродвигателя ТО-006:

1 - шапка подшипника; 2 - крышка масляной камеры; 3 - держатель гнета Польстера; 4 - спускная пробка; 5 - вкладыш; 6 - верхняя и нижняя половины стальной втулки; 7 - баббитовой заливка 

Контрольные вопросы

  1.  Из каких частей состоит тяговый двигатель тепловоза 2М62?
  2.  Из каких частей состоит тяговый двигатель тепловоза?
  3.  Тип тягового электродвигателя применяется на тепловоза 2М62?
  4.  Тип тягового электродвигателя применяется на тепловозе 2ТЭ116?
  5.  Какой принцип работы тягового электродвигателя?
  6.  Неисправности могут возникнуть при работе тягового электродвигателя? Как их устранить?
  7.  Из каких частей состоит тяговый двигатель тепловоза ЧМЭ3?
  8.  Из каких частей состоит тяговый двигатель тепловоза?
  9.  Тип тягового электродвигателя применяется на тепловозе ЧМЭ3?
  10.  Какой принцип работы тягового электродвигателя?
  11.  Неисправности могут возникнуть при работе тягового электродвигателя?
  12.  Как устранить неисправности работы тягового электродвигателя?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19251. УДАЛЕНИЕ ИЗ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ ТЕПЛА И ЧАСТИЦ, ДИВЕРТОР 136 KB
  Лекция 14 Удаление из термоядерной установки тепла и частиц ДИВЕРТОР Конфигурация скрэпслоя в токамаке с дивертором кондиционирование поверхности разрядных камер токамаков Hмода и Lмода режимов удержания плазмы Дивертор нужен не только очистки плазмы от
19252. РЕАКТОР ИТЭР 579.5 KB
  Лекция 15 Реактор ИТЭР Основные параметры ИТЭР бланкет системы диагностики плазмы выбор материалов первой стенки перспективы. Проектирование термоядерных реакторов началось в семидесятых годах прошлого века когда на установках были получены данные позво
19253. Понятие излучения. Реактор как источник излучений. Первичные и вторичные источники излучений. Задачи с источником на границе 71.5 KB
  Лекция 1. Понятие излучения. Реактор как источник излучений. Первичные и вторичные источники излучений. Задачи с источником на границе. 1.1. Понятие излучения. В рамках курса с учетом акцента на задачи радиационной защиты введем понятие излучения так. Излучение и
19254. Понятие радиационной защиты. Классификация защит. Построение задачи расчета защиты 39 KB
  Лекция 2. Понятие радиационной защиты. Классификация защит. Построение задачи расчета защиты. 2.1. Понятие радиационной защиты. Под радиационной защитой понимают материалы конструкцию располагаемые между источником опасности излучения и объектом защиты для о
19255. Понятие поглощенной и эквивалентной дозы. Коэффициенты качества излучения. Предельно допустимая доза облучения 36.5 KB
  Лекция 3. Понятие поглощенной и эквивалентной дозы. Коэффициенты качества излучения. Предельно допустимая доза облучения. 3.1. Понятие поглощенной дозы. Поглощенная доза излучения доза излучения D – отношение энергии переданной излучением веществу в некотором о...
19256. Газокинетическое уравнение переноса нейтронов в неразмножающей среде. Решение уравнения переноса для нерассеянной компоненты излучения 122.5 KB
  Лекция 4. Газокинетическое уравнение переноса нейтронов в неразмножающей среде. Решение уравнения переноса для нерассеянной компоненты излучения. 4.1. Газокинетическое уравнение переноса нейтронов в неразмножающей среде. Неразмножающей подкритической будем н...
19257. Классификация и обзор методов расчета полей нейтронов и гамма-квантов 70 KB
  Лекция 5. Классификация и обзор методов расчета полей нейтронов и гаммаквантов. 5.1. Классификация методов расчета полей нейтронов и гаммаквантов. Методы расчета полей нейтронов и гаммаквантов можно разделить на приближенные и точные. Приближенные методы не
19258. Модель сечения выведения для быстрых нейтронов: основные предположения, границы применимости. Сечение выведения смесей и гетерогенных сред 78 KB
  Лекция 6. Модель сечения выведения для быстрых нейтронов: основные предположения границы применимости. Сечение выведения смесей и гетерогенных сред. 6.1. Модель сечения выведения для быстрых нейтронов. Модель сечения выведения – приближенный метод вычисления мо
19259. Модификация модели сечения выведения для различных спектров быстрых нейтронов и неводородосодержащих сред 37.5 KB
  Лекция 7. Модификация модели сечения выведения для различных спектров быстрых нейтронов и неводородосодержащих сред. 7.1. Модификация модели сечения выведения для различных спектров. При получении значений сечений выведения для задач реакторной защиты обычно пр...