Допоміжні електричні машини змінного струму
Завантажити конспект в форматі “docx” ви можете в кінці опису
На електровозах змінного струму ВЛ60 та ВЛ80 для перетворення однофазної напруги обмотки власних потреб тягового трансформатора в трифазну систему напруги 380 В використовується асинхронний розщеплювач фаз НБ-455А (рис. 4.34).
Рис. 4.34 Фазорозщеплювач НБ-455А:
1 – підшипниковий щит; 2 – задня кришка підшипника; 3 – підшипник; 4 – передня кришка підшипника; 5 – вал; 6 – шпонка; 7- болт; 8 – воронка; 9 – направляючий циліндр; 10 – провід; 11 – бандажне кільце; 12 – котушка статора; 13 – натискна шайба; 14 – станина; 15 – статор; 16 – рим-болт; 17 – канавка для змащування; 18 – кільце; 19 – ротор, 20 – штуцер; 21 – коробка виводів.
Потужність трифазного навантаження в системі розщеплювана фаз з ємністю 2700 мкФ — 270 кВА, частота струму — 50 Гц, номінальна частота обертання ротора — 430 об/хв, вага — 690 кг. Нормальна робота фазорозщеплювача забезпечується при коливанні напруги живильної мережі в діапазоні 280…460 В.
Фазорозщеплювач являє собою асинхронну електричну машину з короткозамкненим ротором (19) із самовентиляцією (рис. 4.34). Станина (14) розщеплювана фаз чавунна, лита. Підшипникові щити (1) сталеві, зварені. Пакет статора (15) набраний з окремих ізольованих листів електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм.
Пази статора напіввідчинені. Обмотку (12) виконано з прямокутного мідного проводу ПСД. Для підвищення вібростійкості лобові частини котушок прикріплені до ізольованих бандажних кілець (11), що закріплені на станині (14). Ротор (19) короткозамкнутий, залитий алюмінієм. Номінальний зазор між статором і ротором 1 мм. Ротор відбалансований динамічно.
На валу (5) встановлені кулькові підшипники (3) — № 76317. Припустиме нагрівання підшипників не більш +80 °С. Для запобігання протікання підшипникових струмів підшипники (3) ізольовані від станини втулкою з формувального міканіту. Конструкція підшипникових вузлів дозволяє додавати
Рис. 4.35 Схема пуску фазорозщеплювача НБ-455А
змащення без їхнього розбирання. На статорі розташовані дві обмотки — рушійна (С1 — С2) і генераторна (СЗ — С4). Рушійна обмотка підключається до обмотки власних потреб тягового трансформатора. Напруги рушійної і генераторної обмоток створюють трифазну систему напруги на виводах С1, С2, СЗ, від яких живляться допоміжні трифазні асинхронні двигуни.
В електровозів ВЛ60 та ВЛ80К на вільний кінець вала встановлено реле контролю обертів, а у ВЛ80Т та ВЛ80С для управління пуском фазорозщеплювача використовується панель пуску. Пуск фазорозщеплювача проводиться без навантаження. Асинхронний пуск здійснюється за допомогою пускового резистора, що включається в генераторну фазу.
Рис. 4.36 Автоматичний розщеплювач фаз РФ-1Д електропоїздів змінного струму: 1 – статор; 2 – станина; 3 – короткозамкнений ротор; 4 – підшипниковий щит; 5 – кришка; 6 – вал
При непрацюючому фазорозщеплювачі пускова схема зібрана і контактор К1 замкнутий (рис. 4.35). При подачі напруги на рушійну обмотку ротор фазорозщеплювача починає обертатися. По досягненні частоти обертання 1350 об/хв спрацьовує реле оборотів, відключаючи котушку контактора пуску 119 і розмикаючи його контакти. При цьому фазорозщеплювач працює як однофазний асинхронний двигун на холостому ходу.
Після розгону ротора фазорозщеплювача можна підключити навантаження. При знятті напруги і зниженні частоти обертання нижче 1100 об/хв автоматично підключається пускова схема. Для зменшення пускових струмів і забезпечення необхідних пускових характеристик підключення навантаження повинне проводитись послідовно. Одночасне включення всіх допоміжних машин, які живляться через фазорозщеплювач, не допускається.
Допоміжні електричні машини електропоїздів змінного струму також живляться трифазним струмом. Для перетворення однофазної напруги в трифазну, напругою -220 В, для живлення мотор-компресора та мотор-насосу під моторними вагонами електропоїздів змінного струму встановлені автоматичні розщеплювані фаз РФ-1Д. Розщеплювач представляє собою асинхронну машину, підключену до обмотки власних потреб тягового трансформатора, яка працює за описаним вище принципом (рис 4.36). Потужність електричної машини — 18 кВт, частота обертання ротора — 1470 об/хв, вага — 310 кг.
Електрична машина з самовентиляцією — вентиляційне колесо насаджене на вал ротора. Кріплення станини до рами моторного вагона зворотне. В електропоїздах серій ЭР9П, ЭР9М на вал ротора на шпонку насаджено вентиляційне колесо системи охолодження масляних секцій тягового трансформатора та випрямної установки.
Для приводу головних компресорів і відцентрових вентиляторів електровозів ВЛ40, ВЛ60 та ВЛ80 використано асинхронний, трифазний електродвигун з короткозамкненим ротором АЭ92-402 номінальною напругою 380 В при з’єднанні фаз обмотки зіркою. Номінальна потужність двигуна — 40 кВт, номінальний струм — 90 А, частота обертання ротора — 1425 об/хв. Вага двигуна — 400 кг (рис. 4.36). Нормальна робота електродвигуна здійснюється від однофазної мережі в системі з розщеплювана фаз або без нього і постійно включеною ємністю при коливанні напруги живлення в інтервалі -280…470 В.
Електродвигун АЭ92-402 відкритого виконання, з горизонтальним встановленням на лапах та самовентиляцією. Електродвигуни виготовляють з одним чи двома вільними кінцями вала. Статор складається зі сталевої звареної станини (25) (рис. 4.37) і закріпленого в ній сердечника (5), на поверхні якого прорізано 48 пазів, набраного зі штампованих ізольованих листів електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм. Для заземлення електродвигуна на лапах встановлені сталеві болти з латунними шайбами.
Рис. 4.37 Асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором АЭ-92: 1 – маслопровід; 2 – сітка; 3 – підшипниковий щит; 4 – рим-болт; 5 – статор; 6 – ротор; 7 – секція обмотки статора; 8 – скоба; 9 – гвинт; 10 – бобишка; 11 – кульковий підшипник; 12 – вал ротора, 13 – решітка; 14 – табличка; 15 – роликовий підшипник; 16 -шайба стопорна; 17 – установочна гайка; 18 – шпонка; 19 – циліндричний штифт; 20 – ущільнююче кільце; 21 – лабіринтова кришка; 22 – підшипниковий капсуль; 23 – балансуючий вантаж; 24 – вентилятор; 25 – станина
В пази сердечника статора встановлена обмотка (7). В електродвигуні застосована двошарова петльова обмотка, яка складається з твердих ізольованих просочених секцій, виготовлених із прямокутного мідного проводу. Секції закріплюються в пазах клинами. Обмотка класу «Н» розрахована на максимальну температуру 205 °С. Обмотаний статор піддається триразовому просоченню кремнійорганічним лаком. Після кожного просочення статор піддається гарячому сушінню.
Лобові частини обмотки статора після сушіння покриваються емаллю гарячого сушіння. Виводи обмотки статора виконані гнучким проводом з теплостійкою ізоляцією і закріплені жорстко на ізоляційній панелі в коробці виводів. З’єднання проводів з вивідними кінцями обмотки здійснюється за допомогою шпильок на панелі виводів. Ротор (6) складається із сердечника з короткозамкнутою кліткою і вала (12). Сердечник ротора набраний з листової оксидованої електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм.
Пази сердечника залиті алюмінієвим сплавом підвищеного опору. Від осьового переміщення сердечник стопориться спеціальним запірним кільцем, встановленим на валу по гарячій посадці. Підшипники кочення роликовий (15) і кульковий (11) вкладені в капсули і закриті сталевими кришками (21). Капсули кріпляться до підшипникових щитів (3). Внутрішнє кільце роликового підшипника закріплено на валу гайкою (17), а внутрішнє кільце кулькового підшипника закріплено на валу диском в двигуні з одним вільним кінцем вала або гайкою в двигуні з двома вільними кінцями вала.
Капсули і підшипникові кришки постачені фетровими ущільнювальними кільцями (20). Кришки підшипників мають маслопроводи (1) для поповнення підшипникових вузлів змащенням без розбирання електродвигуна. Підшипникові щити (3) сталеві, зварені. Вентилятор двигуна (24) — відцентровий з радіальними лопатками, відлитий з алюмінієвого сплаву.
Сталева маточина вентилятора встановлена на вал (12) по гарячій посадці. Робоче колесо приводного механізму відцентрового вентилятора встановлюється безпосередньо на кожен вільний кінець вала електродвигуна на шпонку (18) і фіксується штифтом (19). З компресором електродвигун з’єднується через редуктор за допомогою еластичної муфти.
На електровозах 2ЕЛ5, 2ЭС5К для привода компресорів та вентиляторів встановлено асинхронний, трифазний електродвигун НВА-55 потужністю 55 кВт. Частота обертання ротора — 1500 об/хв, вага — 375 кг. На електровозах 2ЕЛ4К для привода вентиляторів охолодження використовуються асинхронні електродвигуни ДВА-25 потужністю 25 кВт, частотою обертання ротора — 1350 об/хв і вагою — 375 кг.
Конструкція цих електродвигунів схожа з конструкцією АЭ-92 і відрізняється відсутністю вентиляційного колеса на валу та більш високим класом ізоляції— «F» (рис. 4.38).
Рис. 4.38 Електродвигун НВА-55 (НВА-25) електровозів 2ЕЛ4, 2ЕГІ5, 2ЭС5К: 1 – лабіринтове ущільнення; 2 – роликовий підшипник; 3 – кришка підшипника; 4 – масляна трубка; 5 – станина; 6 – обмотка статора; 7 – сердечник статора; 8 – вал; 9 – короткозамкнений ротор; 10 – кульковий підшипник; 11 – кришка; 12 – клемна коробка
Для перекачування трансформаторного масла в системі охолодження силового трансформатора електровозів ВЛ40, ВЛ60, ВЛ80, 2ЕЛ5, 2ЭС5К встановлено електронасос 4ТТ-63/10 (рис. 4.39).
Потужність асинхронного електродвигуна насоса становить 2,2 кВт при напрузі живлення -380 В і струмі 7,5 А. Частота обертання ротора становить — 1410 об/хв, вага — 105 кг. Подача масла — 63 м3/г, напір — 10 м. Робоча температура — 83 °С.
Він допускає короткочасну роботу (протягом 2 г) при температурі масла, що перекачується, 95 °С. Робота електронасоса забезпечується при коливанні напруги живильної мережі в діапазоні -280…460 В, при коефіцієнті асиметрії напруг до 10. Електронасос 4ТТ-63/10 являє собою агрегат, що складається з трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором і одноступінчатим відцентровим насосом.
Виконання електронасоса — безсальникове герметичне, цілком виключає витік трансформаторного масла в зовнішнє середовище. Порожнина електронасоса заповнена трансформаторним маслом, що змазує підшипники і відводить тепло, яке виділяється електродвигуном. Герметичність досягнута встановленням гумових ущільнень між всмоктуючим та напірним патрубками, заднім підшипниковим щитом, панеллю затисків і корпусом, а також встановленням ущільнень між шпильками виводів і панеллю затисків.
Корпус насоса (1) (рис. 4.39), всмоктуючий патрубок (20), направляючий апарат (2) відлиті з чавуну. Підшипникові щити (5) — сталеві. У верхній частині корпусу мається відливок для коробки виводів (10), вушко для транспортування і різьбовий отвір (3) для кріплення запірного пристрою. На запірний пристрій встановлюється манометр, за показниками якого визначається правильність напрямку обертання ротора. На напірному фланці корпуса насоса мається отвір для зливу масла і заземлюючий болт.
Також вас може зацікавити:
Допоміжні електромашини постійного струму (docx)
Електронасос не має опорної плити і кріпиться всмоктуючим і напірним патрубками до трубопроводів. Пакет статора (6) встановлений в сталеву гільзу (23). Гільза статора встановлена в корпусі насоса (1) і застопорена гвинтом, що знаходиться під болтом заземлення коробки виводів. Пакет статора (6) шихтований з листів ізольованої електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм, в якому нарізано 36 пазів. Обмотка статора — двошарова петлева, виконана проводом ПСД 1,16 і просочена лаком. Ізоляцією паза служить скломіканит товщиною 0,25 мм і два шари склолакотканини товщиною 0,15 мм.
Лобові частини обмотки ізольовані і покриті емаллю. Пази ротора (17) залиті алюмінієм. Пакет ротора (17) шихтований з листової електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм, в пази якого залито алюміній. Ротор відбалансований динамічно. Номінальний зазор між статором і ротором 0,5 мм. Вал електронасоса (15) порожній, обертається в кулькових підшипниках (12) і має консольну частину з боку всмоктувального патрубка, на яку насаджене насосне колесо (крильчатка) (19).
Крильчатка насоса може бути виготовлена з чавуна або бронзи. Насосне колесо встановлено на шпонку (21) і закріплене на валу гайкою (13). Під гайку встановлено запобіжну шайбу, кути якої загнуті по поверхні гайки. Для ущільнення всмоктуючого патрубка на поверхню насосного колеса (19) наклепане текстолітове кільце (4), яке з часом зношення замінюється. Панель затисків (10) виготовлена з пресмаси. На панелі маються шість вивідних затисків (8) для здійснення з’єднань обмоток статора в зірку чи трикутник і один затиск для приєднання заземлення.
Рис. 4.39 Маслопрокачуючий насос 4TT-63/10: 1 – корпус; 2 – направляючий апарат; 3 – пробка; 4 – ущільнююче кільце; 5 – підшипниковий щит; 6 – статор; 7 – коробка виводів; 8 – виводні штирі; 9 – кришка; 10 – панель; 11 – провід; 12 – підшипник; 13 – гайка; 14 – шайба; 15 – вал; 16 -котушечна група; 17 – ротор; 18 – штифт; 19 – робоче колесо; 20 – всмоктуючий патрубок; 21 – шпонка; 22 – заклепка; 23 -сталева гільза
Рис. 4.40 Маслопрокачуючий насос 2ТТ-60/10 електропоїздів ЭР9, ЭД9: 1 – крильчатка; 2 – ротор; 3 – статор; 4 – корпус; 5 – підшипник; 6 – клемна коробка; 7 – всмоктуючий патрубок
На електропоїздах серії ЭР9, ЭД9 встановлені маслопрокачуючі насоси 2ТТ-16/10 подачею — 16 м3/г, напір — 10 м (рис. 4.40).
Напруга живлення асинхронного трифазного електродвигуна з короткозамкненим ротором — 220 В, потужність — 0,82 кВт, частота оберту насосного колеса — 2900 об/хв, вага — 50 кг. Конструкція насоса схожа з конструкціє мотор-насоса 4ТТ-63/10. Для забезпечення циркуляції масла в системі охолодження тягового трансформатора електровозів ЧС4 призначені два одноступінчастих відцентрових мотор-насоси типу ЕСС37- 4Е13/0 поодуктивністю 300 л/хв. (рис. 4.41).
Рис. 4.41 Мотор-насос типу ЕСС37-4Е13/0 електровоза ЧС4:1 – корпус; 2, 9 – підшипники ковзання; 3 – вал; 4, 8 -підшипникові щити; 5 – насосне колесо; 6 – корпус насосного колеса; 7 – клемна коробка; 10 – ротор; 11- статор
Потужність електродвигуна становить 1,5 кВт. Напруга живлення — однофазний струм -220 В. Частота обертання — 1430 об/хв. Електродвигун може працювати при напрузі в діапазоні -160…260 В, при частоті обертання ротора відповідно 1380… 1460 об/хв. На електровозах ЧС4Т встановлено два мотор-насоси типу 70-NOL-200-07-LN-03. Мотор-насоси встановлені в розрізи мастилопроводів між баком тягового трансформатора та маслоохолоджувачем.
Насос відрізняється від попереднього тим, що його електродвигун відділений від масляної системи. Насос приводиться в дію конденсаторним однофазним асинхронним електродвигуном, розміщеним в корпусі (1) і зануреним в масло. Вал (3) якоря електродвигуна обертається в підшипниках ковзання (2) й (9), розміщених в підшипникових щитах (4) й (8). На вал напресований сердечник (10) якоря. Обмотка якоря короткозамкнута. Статор (11) електродвигуна шихтований.
Кінці обмоток статора виведені на панель (7), укріплену на корпусі мотор-насоса. Електродвигун має дві обмотки: робочу й пускову. На консольній частині вала якоря закріплене відцентрове колесо (5) насоса. Колесо перебуває в корпусі (6), що має форму равлика. Всмоктуючі й нагнітаючі патрубки мотор-насоса розташовані співвісно.
Для контролю позицій головного контролера електровозів ВЛ40, ВЛ60, ВЛ80 використовують сельсин-датчики та сельсин-приймачі покажчика позицій (рис. 4.42). Це синхронні електричні машини, якорі яких включені зіркою і поєднані між собою. На статори подається напруга живлення — 110 В, частотою 50 Гц.
Рис. 4.42 Схема включення сельсин-датчика та сельсин-приймача – а); сельсин-приймач НС-404 з покажчиком позицій – б): 1 – статор; 2 – обмотка статора; 3 – якір; 4 – обмотка якоря; 5 – стрілка; 7, 8, 9 – деталі покажчика позицій; 6 – вал; 10 – станина; 11 – підшипниковий щит; 12 – шайб
Вал якоря сельсин-датчика з’єднаний з приводним валом головного контролера електровоза, а вал якоря сельсин-приймача зі стрілкою покажчика позицій. Принцип роботи пари машин полягає в тому, що при повертанні вала сельсин-датчика на певний кут, якір його генерує е.р.с., яка передається якорю сельсин-приймача, і його якір повертається на той самий кут.
На електровозах з реостатним та рекуперативним гальмуванням, а також на електрорухомому складі, обладнаному мікропроцесорними системами управління та діагностики, як дистанційні датчики швидкості руху встановлені тахогенератори. Тахогенератор ТГС-12Э-У1 являє собою дванадцятиполюсний синхронний генератор із збудженням від постійних магнітів, розташованих всередині 12-полюсної магнітної системи ротора (рис. 4.43).
Рис. 4.43 ТахгенераторТГС-12Э-У1
Привод його здійснюється спеціальним пальцем, закрученим ексцентрично в торець осі колісної пари. Статор має трифазну розподілену обмотку, з’єднану в «зірку» із глухою нейтраллю. Тахогенератор реверсивний. Частота обертання становить — 50…750 об/хв, номінальна напруга — 30 В, номінальний струм — 30 А. Конструктивно тахогенератор виконаний в алюмінієвому корпусі. Кріплення до букси фланцеве. Для приєднання до тахогенератора зовнішніх проводів є кришка з гумовим ущільненням.
Також вас може зацікавити:
Загальні відомості про електрорухомий склад (електропоїзди, електровози)
