Дополнительные полюса.

Электрические машины

ГЛАВНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

Предназначен:

1. для преобразования механической энергии дизеля в электрическую и обеспечения питания ТЭД.
2. 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.

Примечание: у ГП 311 БМ за счет более эффективного охлаждения Iн=4500А, Рн=2060кВт.

Основными частями главного генератора являются:

1. магнитная система;
2. якорь с коллектором;
3. щеточный аппарат
4. 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.

Рис.2 Магнитная система.

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.

Фг.п.=В*S

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:

1. –независимая Н1-Н2 ( 105 витков) предназначена для работы машины в генераторном режиме, и получает питание от возбудителя.
2. –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.

n=U-I*R/Ce*Ф

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.

Якорь.

Предназначен: для создания ЭДС,

Е=Се*Ф*п (В);

А под нагрузкой якорь вырабатывает напряжение

Uг.г=Се*n*I*Rя (В).

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.

Коллектор.

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.

Рис. 5 Щеточная система.

15-траверса,16-токосборная шина,17-шестерня,18-корпус щеткодержателя,19-щетка,20-накладка,21-нажимной рычаг,22-бракет,23-изолятор.

Вентиляция.

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).