Общие сведения. Конструкция тягового генератора постоянного тока

Содержание отчета

Типа ГП311Б

Конструкция тягового генератора постоянного тока

Генератор представляет собой десятиполюсную некомпенсированную электрическую машину постоянного тока с независимым возбуждением и вентиляцией. Режимы нагрузки генератора в тепловозной электрической передаче обусловливают особенности физических процессов, возникающих при его работе и оказывающих значительное влияние на надежность работы ТГ.

В процессе формирования внешней характеристики ТГ магнитный поток его главных полюсов меняется несколько раз. Эта особенность режимов регулирования предъявляет повышенные требования к тщательности установки щеток на геометрическую нейтраль. Если щетки установлены не точно по нейтрали, то магнитный поток главных полюсов распределяется и на зону коммутации, где искажает коммутирующее поле и нарушает условия коммутации. У таких генераторов, как правило, искрение щеток резко усиливается при больших значениях напряжения, что способствует возникновению круговых огней на коллекторе.

Одной из часто встречающихся неисправностей электрических машин постоянного тока является «зебристость» коллектора, т. е. разный цвет коллек­торных пластин (обычно – чередование темной и светлой пластин). В начальной стадии «зебристость» едва заметна и особого вреда не приносит, но очень быстро прогрессирует, вызывая сильное искрение, вибрацию щеток, их покол и выгорание, а затем – и пробой изоляции обмотки из-за перегрева. Возникновение «зебристости» объясняется неодинаковой нагрузкой ходов обмотки и плохой механической устойчивостью коллектора. Как правило, «зебристость» чаще всего появляется у генераторов со щетками, смещенными с нейтрали в сторону, противоположную вращению якоря, и при большом значении биения коллектора. По-видимому, указанные причины появления «зебристости» способствуют условиям, при которых перераспределяется нагрузка параллельных ходов обмотки.

Коллекторные пластины, принадлежащие более нагруженному ходу,

нагреваются сильнее. Если монолитность коллектора при различном нагреве пластин нарушается, то более нагруженные пластины выступают над поверхностью коллектора и берут на себя еще больший ток нагрузки, усугубляя неидентичность нагрузки параллельных ходов. Микрорельеф коллектора при этом резко изменяется из-за разного износа коллекторных пластин, что вызывает резкое увеличение износа щеток, их вибрацию, раскол и выгорание.

Продолжение эксплуатации машины со значительной «зебристостью» в конечном счете приводит к пробою изоляции обмотки якоря из-за перегрева более нагруженного хода. Для предупреждения выхода генератора из строя производят периодические проточку и шлифовку коллектора с помощью специальных приспособлений – алмазных шлифовочных брусков.

Более подробно конструкция ТГ ГП311Б описана в учебнике [2, с. 210 – 221]. При изучении конструкции ТГ необходимо уделить особое внимание следующим вопросам:

1. Условия работы тяговых генераторов тепловозов и требования, предъявляемые к ним;

2. Что представляет собой независимая система охлаждения ТГ?;

3. В чем суть радиально-осевой вентиляции якоря тягового генератора ГП311Б?;

4. Основные узлы тягового генератора ГП311Б;

5. Как осуществляется соосность вала якоря ТГ с коленчатым валом

дизеля;

6. Конструкция якоря ТГ ГП311Б:

а) за счет чего образуются радиальные каналы для охлаждения якоря?;

б) почему сердечник якоря набирают из пяти штампованных сегментов, выполненных из электротехнической стали?;

в) назначение стальных обмоткодержателей якоря;

г) как осуществляется посадка сердечника на корпус якоря?;

д) какое количество пазов у сердечника якоря? Их назначение;

7. Конструкция коллектора якоря ТГ ГГ311Б:

а) из какого материала выполнены коллекторные пластины? Их

количество и размеры;

б) что такое ленточные петушки? Их назначение и конструкция;

в) как осуществляется изоляция коллекторных пластин друг от друга и от других токоведущих частей?;

г) что такое продорожка коллектора? Ее назначение?;

д) как осуществляется сборка и формовка коллектора?;

е) назначение коллектора ТГ ГПЗПБ;

8. назначение якорной обмотки генератора:

а) что представляет собой комбинированная обмотка якоря? Ее

применение;

б) каким образом производится укладка «лягушечьей» обмотки в пазы железа якоря?;

в) что представляет собой двухходовая ступенчатая однократнозамкнутая обмотка якоря? Ее преимущества;

г) как производится укладка двухходовой ступенчатой обмотки в пазы железа якоря?;

д) какие изоляционные материалы применяются в якорных обмотках

генераторов?;

е) назначение уравнителей первого рода при использовании двухходовой ступенчатой обмотки якоря. Их устройство;

ж) как производится динамическая балансировка якоря генератора?;

з) как осуществляется крепление лобовых частей якорной обмотки?;

9. Назначение и конструкция переднего подшипникового щита тягового генератора;

10. Назначение и конструкция поворотной траверсы;

11. Назначение и конструкция реактивного щеткодержателя;

12. Назначение и конструкция радиального щеткодержателя, его

преимущества;

13. Какие щетки используют в тяговых генераторах постоянного тока? Их назначение;

14. Почему недопустима установка щеток разных марок на один тяговый генератор?;

15. Как осуществляется крепление бракетов щеткодержателей? Их

назначение;

16. Какое количество щеток имеет ТГ ГПЗПБ при использовании наклонных и радиальных щеткодержателей?;

17. Назначение и конструкция станины генератора;

18. Назначение и конструкция главных и дополнительных полюсов ТГ;

19. Конструкция сердечников главных и дополнительных полюсов

генератора;

20. Назначение и конструкция обмоток главных и дополнительных

полюсов;

21. Изоляционные материалы, применяемые в обмотках главных и дополнительных полюсов;

22. Для чего пять из десяти главных полюсов имеют перекрещенные

выводы?;

23. Как соединены и поручают питание обмотки независимого возбуждения генератора?;

24. Как осуществляется запуск дизеля тепловоза с ТГ постоянного тока?.

1) Основные технические характеристики тепловозных тяговых генераторов;

2) Краткие ответы на вопросы, приведенные в подразд. 1.2.

Лабораторная работа 2

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

ТЯГОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы: изучить особенности конструкции тягового генератора переменного тока ГС501А и тягового агрегата А714.

Одним из решений проблемы повышения секционной мощности тепловозов является применение на них передач переменно-постоянного и переменно-переменного тока. Для этих целей были разработаны электрические машины переменного тока, такие как тяговый генератор ГС501А и тяговые агрегаты типов А714, А713 и А711, состоящие из тягового синхронного генератора (СГ) и

генератора собственных нужд (ГСН). На тепловозе ТЭП75 ГСН называется генератором энергоснабжения.

По сравнению с генератором постоянного тока синхронный генератор более надежен в эксплуатации из-за отсутствия коллекторно-щеточного аппарата и сложной, легкоповреждаемой изоляции на вращающейся части машины – роторе. В синхронном генераторе увеличиваются электромагнитные нагрузки вследствие исключения проблемы коммутации, снижается его масса в основном за счет уменьшения расходов особо дорогостоящих материалов (электротехнической стали и меди) и как следствие снижается стоимость самого генератора и эксплуатационные расходы из-за значительного уменьшения количества щеток, их износа на контактных кольцах и времени на профилактические работы в депо, так как уход за контактными кольцами значительно проще ухода за коллектором.

Дата добавления: 2017-01-13