Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Двигатель тяговый

Тяговый асинхронный двигатель.

Основные технические данные двигателя.

Мощность часового режима – 170кВт, частота вращения часового режима – 1290 об/мин, номинальное напряжения питания – 530 В, номинальная частота – 43 Гц, масса – 805 кг.

 

 

3-х фазный двигатель, самовентилируемый с короткозамкнутым ротором. Тяговые двигатели, установлены на вагонах 81-740/741, с опорой только на раму тележки, что снижает ударные нагрузки на двигатель при прохождении неровностей и стыков ходовых.

Двигатели могут работать как электродвигателями так и генераторами. В первом случае электрическая энергия, потребляемая от контактной сети (3-ий рельс), преобразуется в механическую, развивая при этом вращающий момент на валу двигателя.

Во втором случае двигатель преобразует, приведенную к валу механическую энергию от вращения колесных пар в электрическую, которая может быть вновь возвращена в контактную сеть (рекуперативное торможение) или гасится на тормозном реостате (сопротивление), при реостатном электрическом торможении.

Асинхронная электрическая машина характеризуется тем, что при ее работе возбуждается вращающее магнитное поле, которое вращается асинхронно относительно скорости вращения ротора.

Устройство тягового двигателя.

Тяговый двигатель состоит из: статора, ротора, двух подшипниковых щитов, вентилятора.

Статор(неподвижная часть) – предназначен для укладки в него обмотки. Имеет форму полого цилиндра, собранного из пластин электротехнической стали, толщиной 0,5мм, изолированных друг от друга слоем лака, что обеспечивает уменьшение потерь от вихревых токов.

Фазные обмотки, которые возбуждают вращающее магнитное поле, размещаются в пазах на внутренней стороне сердечника статора. Обмотка статора подсоединяется к 3-х фазному источнику переменного тока – инвертору.

1,2 отверстия крепления подшипникового щита

3. вылет обмотки

4. отверстие центровки подшипникового щита; 5. обмотка

Ротор (вращающаяся часть) – короткозамкнутый.

Собирается также из штампованных пластин электротехнической стали, определенной конфигурации, в результате чего на внутренней стороне сердечника ротора образуются пазы. В пазы ротора вставляют обмотку, которая изготовляется в виде цилиндрической(беличьей) клетки из медных или алюминиевых стержней. Стержни вставляются без изоляции. Концы стержней замыкают накоротко кольцами, которые изготавливают из того же материала. Обмотка ротора не соединяется с сетью и с обмоткой статора. Ротор насажен на вал тягового двигателя. Вентилятор устанавливается на конце вала ротора со стороны привода. Вал т/д изготавливается из высоколегированной стали. Имеет несколько шеек различной длинны и диаметра для посадки на них подшипниковых щитов, ротора, вентилятора.

1- вентилятор; 2 и 5 – вал; 3 - беличья клетка; корпус статора.

 

Подшипниковые щиты

 

Подшипниковые щиты устанавливаются в статор с двух сторон. Подшипники щитов опираются на вал тягового двигателя.

 

Конструкция асинхронного тягового двигателя

В пазы статора укладывают обмотку, которая в простейшем случае состоит из трех катушек - фаз, сдвинутых в пространстве на 120 эл. градусов. Ротор асинхронного двигателя представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали. На поверхности ротора имеются продольные пазы для обмотки. Листы сердечника ротора специально не изолируют, т.к. в большинстве случаев достаточно изоляции от окалины. В зависимости от типа обмотки роторы двигателей обычного исполнения делятся на короткозамкнутые и фазные.

Обмотка короткозамкнутого ротора представляет собой медные стержни, забитые в пазы. С двух сторон эти стержни замыкаются кольцами. Соединения стержней с кольцами осуществляется пайкой или сваркой. Чаще всего короткозамкнутую обмотку выполняют расплавленным, алюминием и литьем под давлением. При этом вместе со стержнями и кольцами отливаются и лопатки вентилятора.

 

 

Короткозамкнутый ротор

 

ПРИНЦИП ОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ МАШИНЫ.

На статоре трехфазного двигателя расположены 3 обмотки (фазы), которые смещены в пространстве по отношению друг к другу на 120 эл. градусов. Токи, подаваемые в фазные обмотки, отодвинуты друг от друга во времени на 1/3 периода.

 

Токи в трехфазной обмотке

 

Образование вращающегося магнитного поля.

Асинхронные двигатели широко применяются в промышленности. Эти двигатели состоят из двух основных частей: неподвижной – статора и вращающейся – ротора. В асинхронном двигателе переменный трехфазный ток включается в обмотку статора, состоящую из трех самостоятельных частей. Как видно из графика изменений трехфазного тока напряжение достигает максимального значения не одновременно во всех трех фазах, а попеременно, через равные промежутки времени, то в одной, то в другой, то в третьей фазе. Следователь но, если включить такой ток в три обмотки, расположенные так, как это показано на

рисунке:

 

Максимальное значение магнитного потока будет создаваться то в первой, то во второй, то в третьей обмотке, соответственно максимальным значениям тока в фазах, подключенных к этим обмоткам. Магнитное поле, перемещающееся таким образом по замкнутому кругу, называется вращающимся магнитным полем.

Описанное создание вращающегося магнитного поля поясняется рис. Если подключить фазу к первой катушке обмотки двигателя, фазу 2 ко второй катушке, а фазу 3 к третьей катушке обмотки, то в момент времени t1 максимальный поток будет в первой катушке, так как в это время сила тока в фазе 1, подключенной к первой катушке, будет иметь максимальное значение. Затем сила тока в фазе 1 постепенно ослабевает и, переходя через нуль, меняет направление, в это время увеличивается значение силы тока в фазе 2 и к моменту времени t2 сила тока в фазе 2 достигает максимального значения, поэтому максимальный поток уже создастся не первой катушкой, а второй. Это в свою очередь означает, что магнитное поле повернулось на 120°. К моменту времени t3 максимум тока будет в фазе 3, а максимум потока будет создаваться третьей катушкой — магнитное поле повернулось еще на 120º.

К моменту времени t4создается такая же картина поля, как и в момент времени t1,т. е. снова максимума ток достигает в фазе 1, а максимальный магнитный поток создается первой катушкой Это значит, что за время t1 - t2магнитное поле повернулось на 360° (совершило полный оборот).

Обмотка ротора асинхронного двигателя замкнута на себя, или на сопротивление. При неподвижном роторе и наличии тока в обмотке статора силовые линии вращающегося магнитного ноля пересекают неподвижные витки обмотки ротора, в результате чего в обмотке ротора появляется ЭДС и ток. Этот ток, взаимодействуя с полем статора, создает вращающий момент, стремящийся повернуть ротор в сторону вращения поля. Ротор двигателя начнет вращаться. По мере увеличения скорости ротора уменьшаются число пересекаемых силовых линий и ЭДС и, следовательно, ток ротора асинхронного двигателя. Однако ротор никогда не достигает скорости поля, а всегда вращается. Это отставание ротора от ноля статора называют скольжением. Чем больше нагрузка на валу двигателя, тем больше скольжение. Выражается скольжение в процентах или в относительных единицах.

Обычно асинхронные двигатели имеют при полной нагрузке скольжение 2—4%.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя определяется по формуле:

 

где n—скорость вращения ротора, об/мин;

f — частота питающей сети;

p— число пар полюсов;

s — скольжение.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.

Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них ЭДС. Так как роторная обмотка замкнута, то в проводниках ее возникают токи. Ток каждого проводника, взаимодействуя с полем статора, создает электромагнитную силу – Fэм. Совокупность сил всех проводников обмотки создает электромагнитный момент М, который приводит ротор во вращение в направлении вращающего поля.

Частота вращения ротора n2 будет всегда меньше синхронной частоты n1 т.е. ротор всегда отстает от поля статора. Поясним это следующим образом. Пусть ротор вращается с частотой п2 равной частоте вращающегося поля статора n1. В этом случае поле не будет пересекать проводники роторной обмотки. Следовательно, в них не будет наводиться ЭДС и не будет токов, а это значит, что вращающий момент М = 0. Таким образом, ротор асинхронного двигателя принципиально не может вращаться синхронно с полем статора. Разность между частотами поля статора n2 и ротора n1 называется частотой скольжения Δn:

Δn=n1-n2

Отношение частоты скольжения к частоте поля называется скольжением:

 

В общем случае скольжение в асинхронном двигателе может изменяться от нуля до единицы. Однако номинальное скольжение SH обычно составляет от 0,01 до 0,1 %. Преобразуя выражение *), получим выражение частоты вращения ротора:

 

 

Обмотка ротора асинхронного двигателя электрически не связана с обмоткой статора. В этом отношении двигатель подобен трансформатору, в котором обмотка статора является первичной обмоткой, а обмотка ротора - вторичной. Разница состоит в том, что ЭДС в обмотках трансформатора наводится не изменяющимся во времени магнитным потоком, а ЭДС в обмотках двигателя - потоком постоянным по величине, но вращающимся в пространстве. Эффект в том и в другом случаях будет одинаковым. В отличие от вторичной обмотки трансформатора, неподвижной, обмотка ротора двигателя вместе с ним вращается. ЭДС роторной обмотки, в свою очередь, зависит от частоты вращения ротора. В этом нетрудно убедиться, анализируя процессы, протекающие в асинхронном двигателе. Синхронная частота вращения магнитного поля статора перемещается относительно ротора с частотой скольжения Δn. Она же наводит в обмотке ротора ЭДС Е2, частота которой f2 связана со скольжением S:

Учитывая, что fi=pn1/60, f2=pn1S/60.

Приняв величину номинального скольжения порядка 0,01-0,1, можно подсчитать частоту изменения ЭДС в роторной обмотке, которая составляет 0,5-5 Гц (при ^=50 Гц).



infopedia.su

Тяговый двигатель

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….……..3

1. Характеристика и устройство тягового двигателя НБ-418Кб………………4

2. Эксплуатация тягового двигателя………………………………………...….7

3. Ремонт теплового двигателя…………………………………………………9

4. Описание ремонтного производства локомотивного депо ст. Уссурийск

5. Описание участка, обслуживаемого локомотивными бригадами депо ст. Уссурийск

6. Требование техники безопасности при ремонте и эксплуатации электровоза

Введение

Чтобы обеспечить равномерное распределение тока между параллельно соединенными двигателями, необходимо для электровоза подобрать двигатели, у которых скоростные характеристики почти одинаковы. ГОСТ 2582 - 72 допускает отклонение частоты вращения двигателя от номинальной не более чем на ±4%. Обычно для тяговых двигателей эта величина не превышает ±3%. При значитель­ной разнице в частоте вращения двигателей одного электровоза двигатель с большей частотой будет иметь большую нагрузку.

Тяговые двигатели в номинальных режимах характеризуются мощностью, напряжением, током и частотой вращения якоря. Под номинальным понимают напряжение, на которое рассчитан тяговый двигатель.

1. Характеристика и устройство теплового двигателя НБ-418Кб

В двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую. Для целей тяги очень важно знать электромеханические характеристики двигателя - зависимость его механических пара­метров (частоты вращения, силы тяги F и коэффициента полезного действия η) от электрических (тока I двигателя при номинальном напряжении на его коллекторе).

Электромеханические характеристики строят для двигателей каждого типа. По горизонтальной оси (абсцисс) откладывают значения тока якоря в амперах, по вертикальной (ординат) — значения скоро­сти, силы тяги и к.п.д. (рис. 1).

Скоростная характеристика двигателя с последовательным возбуждением (зависимость скорости от тока) является крутопадающей. Чтобы обеспечить равномерное распределение тока между параллельно соединенными двигателями, необходимо для электровоза подобрать двигатели, у которых скоростные характеристики почти одинаковы. ГОСТ 2582 - 72 допускает отклонение частоты вращения двигателя от номинальной не более чем на ±4%. Обычно для тяговых двигателей эта величина не превышает ±3%. При значитель­ной разнице в частоте вращения двигателей одного электровоза двигатель с большей частотой будет иметь большую нагрузку.

Тяговые двигатели в номинальных режимах характеризуются мощностью, напряжением, током и частотой вращения якоря. Под номинальным понимают напряжение, на которое рассчитан тяговый двигатель. Оно указано на его щитке.

Рис.1 Электромеханические характеристики тягового двигателя НБ-412Кб.

Различают мощность тяговых двигателей в часовом и продолжительном режимах. Мощность продолжительного режима - это мощность, с которой двигатель может работать в течение длительного времени, причем температура нагрева его отдельных частей не превышает допустимую. Мощность часового режима - это мощность, с которой двигатель может работать в течение 1 ч и его обмотки за это время нагреваются под действием тока от температуры окружающей среды до предельно допустимой.

Мощность часового режима всегда несколько больше, чем продолжительного. В соответствии с длительной и часовой мощностью различают ток двигателя длительный и часовой.

Работоспособность двигателя определяется нагреванием обмоток якоря и катушек полюсов. Поэтому для них установлены допустимые пределы температур, определяемые ГОСТ 2582 — 72. Применительно к двигателям с опорно-осевым подвешиванием допустимое превышение температуры обмоток якоря над температурой окружа­ющего воздуха равно 120°С для изоляции класса В и 160°С для изоляции класса Н. При этом температура охлаждающего воздуха может находиться в пределах от +10 до +40°С. Превышение температуры обмоток катушек главных и дополнительных полюсов над температурой окружающего воздуха допускается больше, чем для обмоток якоря: 130° для класса В и 180°С для класса Н. Это объясняется тем, что при движении электровоза более интенсивно охлаждаются катушки полюсов, чем обмотки якоря.

На заводе - изготовителе для двигателя каждого нового типа строят кривые нагревания и охлаждения. Обычно строят такие кривые для отдельных узлов двигателя. На оси ординат откладывают превышение температуры τ в ° С, а на оси абсцисс — время t в часах. Так как нагрев обмоток тягового двигателя зависит от его тока якоря Iя, кривые нагревания и охлаждения строят для ряда значения Iя. Если двигатель будет продолжать работать, температура обмотки якоря превысит допустимую. При токе Iя = 820 А, соответствующем продолжительному режиму работы, температура обмотки якоря не превышает допусти­мых значений для любой длительности работы двигателя; кривая нагревания идет параллельно горизонтальной оси. Это значит, что тепло, выделяемое в двигателе, полностью отводится от него охлаждающим воздухом, т. е. наступает тепловое равновесие машины.

2. Эксплуатация теплового двигателя

Тяговые двигатели электровозов переменного тока работают в условиях резких изменений нагрузок; частота вращения их якорей изменяется в широких пределах. Это обусловлено частыми пусками электровозов, преодолением ими подъемов, значительными колебаниями напряжения в контактной сети. На тяговые двигатели воздействуют также механические силы, возникающие от сотрясений и ударов при движении электровоза. Особенно велики динамические силы, воздействующие на двигатели с опорно-осевым подвешиванием. Большие динамические нагрузки через зубчатую передачу передаются на якорь двигателя, причем только часть их поглощается в пружинных элементах прямозубой передачи. Все это усложняет условия работы ряда узлов двигателя и, в частности, щеточного аппарата. Кроме того, пыль, поднимающаяся с пути при движении подвижного состава, угольная пыль от истирающихся щеток, снег, влага, содержащаяся в воздухе, способствуют загрязнению и отсыреванию изоляции узлов двигателей, снижению ее электрической прочности.

Поэтому к тяговым двигателям предъявляются особые требования, обеспечивающие их надежную работу в эксплуатации. Так, необходимо, чтобы двигатели выдерживали значительные перегрузки, температура нагрева их обмоток не превосходила допустимую для изоляции определенного класса, коммутация была надежной, устойчивой. Кроме того, тяговые двигатели должны быть механиче­ски прочными, особенно в местах подвески к раме тележки и оси колесной пары. Мощность тягового двигателя желательно иметь по возможности большей при наименьших его массе и размерах, ограничиваемых шириной рельсовой колеи 1520мм и диаметром колеса 1250мм.

Этим требованиям удовлетворяют тяговые двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Они допускают большие перегрузки и устойчиво работают в условиях резких колебаний напряжения в контактной сети. При параллельном соединении таких двигателей, обычно выполняемом на электровозах переменного тока, обеспечивается равномерное распределение нагрузок между ними.

3. Ремонт теплового двигателя

Изоляция электрических машин в эксплуатации подвергается постепенному износу — старению под воздействием нагревания, механических нагрузок, электрического напряжения (в особенности у высоковольтных машин), действия масел, химических веществ, влаги, пыли и т. п.

Внешними признаками старения являются потемнение цвета изоляционных материалов, хрупкость их (действие нагрева), наличие трещин в лаковой пленке (нагрев и механические усилия), разрушения лаковой пленки (действие химических веществ масла, пыли), разбухание изоляционных гильз и пазовой изоляции (нагрев и электрическое напряжение).

Следует отметить, что внешний осмотр и измерение сопротивления изоляции (мегомметром) дают лишь некоторую ориентировку, а не точную картину состояния изоляции.

Для определения состояния изоляции машин высокого напряжения следует, кроме указанных выше, применять специальные методы определения состояния изоляции (измерение диэлектрических потерь, снятие кривых абсорбции и ряд других ).

Уход за изоляцией заключается в периодической чистке (тряпкой, смоченной в бензине), продувке, а также в периодической пропитке соответствующими лаками (профилактическая пропитка).

Одной из основных характеристик изоляционных материалов является их пробивное напряжение. Величина минимального напряжения, при котором происходит пробой изоляционного материала толщиной 1мм, определяет его электрическую прочность.

Если изоляция состоит из слоев различных материалов, то напряжение, действующее на такую изоляцию, распределяется по слоям неравномерно, и может оказаться, что один из слоев, на который приходится наибольшее напряжение (на единицу толщины), будет пробит.

После этого все напряжение ляжет на остальные слои, и они также будут пробиты.

В частности, из-за неплотного прилегания слоев изоляции образуются воздушные прослойки, в которых под воздействием напряжения возможна ионизация (разложение) воздуха, приводящая к постепенной порче соседних слоев изоляции.

Воздушные прослойки резко ухудшают теплопроводность изоляции, что повышает перегрев обмоток и снижает срок службы изоляции, а также способствует проникновению влаги внутрь изоляции и порче ее.

Поэтому изоляцию электрических машин следует производить так, чтобы по возможности избежать воздушных прослоек в ней. С этой целью все поры изоляции заполняются специальными составами (лаками или компаундами), для чего изоляция подвергается сушке и последующей пропитке, опрессовке и т. д.

Места, где секции выходят из пазов, являются наиболее слабыми, так как, кроме усиленной электрической нагрузки, в этом месте наиболее часты механические повреждения изоляции. Изоляционный материал может не только пробиваться, т. е. пропускать ток пробоя через свою толщу, но при определенном напряжении, действующем вдоль его поверхности, пропускать ток поверхностного разряда (перекрытие).

mirznanii.com

Тяговый двигатель - локомотив - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Тяговый двигатель - локомотив

Cтраница 1

Тяговые двигатели локомотивов работают в более тяжелых условиях, чем стационарные электрические машины. Они подвержены воздействию динамических сил при движении локомотива по неровностям пути, переменам температуры. В двигатели попадают влажный воздух и пыль, на их зажимах возникают переменные перенапряжения от атмосферных разрядов и различных изменений величины тока. Тяговые двигатели должны обладать высокой перегрузочной способностью и иметь вращающие моменты, превышающие свои номинальные значения в 2 - 2 5 раза. Конструкция двигателя должна также обеспечивать максимальное использование его мощности при различных условиях движения и минимальный расход электроэнергии.  [1]

В тяговых двигателях локомотивов переменного тока переходные процессы вызывают толчки напряжения в контактной сети, нарушение и восстановление контакта между токоприемником и контактным проводом.  [3]

Условия питания тяговых двигателей локомотивов с выпрямительными установками значительно отличаются от условий питания двигателей электроподвижного состава постоянного тока. Однофазная преобразовательная установка локомотива не в состоянии обеспечить такое же качество выпрямления, а кроме того, вызывает ряд других особенностей в работе тяговых двигателей.  [4]

При работе тягового двигателя локомотива создается вращающий момент М, который передается колесной паре. Этот момент можно представить в виде пары сил, из которых одна сила F ( рис. 169) приложена в центре оси колесной пары и направлена в сторону движения, а другая F. С) и направлена против движения.  [5]

При рекуперативном торможении тяговые двигатели локомотива работают как генераторы и выработанная ими энергия передается через контактную сеть другим потребителям.  [6]

Указанные недостатки были присущи подшипникам тяговых двигателей локомотивов при их эксплуатации на натриево-кальциевой смазке l - ЛЗ. После перехода на смазку ЖРО выход из строя этого узла трения по вине смазки практически прекратился.  [7]

Наиболее сильна зависимость потенциальных режимов на коллекторах тяговых двигателей выпрямительных локомотивов от нестабильности их среднего напряжения UK. Пр которое зависит от тока нагрузки /; изменения напряжения Uc на токоприемнике локомотива.  [9]

Изготовляемые фирмой Corning Glass Works струйные усилители используются для управления главным генератором возбуждения и включения тягового двигателя дизельэлектрического локомотива на Нью-Йоркской центральной железной дороге.  [10]

Чем больше вес состава, скорость движения или подъем, по которому следует поезд, тем больше сопротивление, оказываемое вращению тяговых двигателей локомотива.  [11]

По электромеханическим характеристикам, отнесенным к ободу, может быть построена полная тяговая характеристика zf - f ( v), где 2 - число тяговых двигателей локомотива.  [12]

Наибольшую трудность при учете температурных усилий в коллекторах представляет выбор температур меди круговой арки fcu и стали крепящих элементов е - В особенности это затруднительно для переходных режимов, где температурные усилия могут оказаться решающими, например при пуске тягового двигателя локомотива после длительной стоянки на морозе.  [13]

Напряжения на зажимах двигателей имеют значительные колебания, влияющие на их работу. Напряжения на зажимах тяговых двигателей локомотивов переменного тока изменяются в еще больших пределах. Дополнительная нестабильность напряжения на зажимах двигателя UK возникает в результате изменения падения напряжения в преобразовательной установке самого локомотива.  [14]

Такое же воздействие оказывает искрение тяговых двигателей локомотивов, работа выпрямительных агрегатов тяговых подстанций и др. В этих случаях в системах, создающих помехи, устанавливают фильтры, а на самих воздушных линиях связи - защитные устройства. Основными их преимуществами являются большая надежность передач, защищенность от влияния атмосферных и электрических помех, долговечность.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Основные параметры тяговых двигателей

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Иркутский государственный университет путей сообщения

Кафедра: Электроподвижной состав

Дисциплина: САПР локомотивов

Лабораторная работа № 1

Основные параметры тяговых двигателей

Выполнил

Студент

Группы ЭПС-09-2-1

И-09-ЭПС-554К

Спиридонов М.В.

Проверил

ассистент

Чупраков Е.В

г. Иркутск 2011 г.

Оглавление

1. Принцип действия тягового двигателя

2. Описание назначения тягового двигателя и выражение вращающего момента электродвигателя

3. Конструкция тягового двигателя

4. Электрическая схема двигателя последовательного возбуждения с ее описанием и кривая намагничивания тягового двигателя Ф(Iя)

5. Основные технические данные двигателей ТЛ-2К1 и НБ-418К6 и их сравнительный анализ

5.1. Основные технические данные тягового электродвигателя пульсирующего тока НБ-418К6

5.2. Основные технические данные тягового электродвигателя ТЛ-2К1

5.3. Сравнительный анализ двигателей ТЛ-2К1 и НБ-418К6

6. Список литературы

1. Принцип действия тягового двигателя

Электрические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую, называются электродвигателями. Подведем к рассмотренному ранее простейшему генератору питание от постороннего источника электрической энергии (рис. 1).

Рис. 1. Схема простейшего электродвигателя

При положении рамки, показанном на этом рисунке, ток проходит по стороне А и по стороне Б. Известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, направление которой определяется по правилу левой руки: если держать ладонь левой руки так, чтобы в нее входили магнитные силовые линии поля, а вытянутые четыре пальца были обращены по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление действия этой силы. Применив правило левой руки для рассматриваемого случая, определим, что на сторону рамки В действует сила F1 направленная вверх, а на сторону рамки А—сила F2 направленная вниз. Силы F1 и F2, действующие на рамку, называются парой сил. Под действием вращающего момента, создаваемого этой парой сил, рамка поворачивается против часовой стрелки.

Дойдя до вертикального положения, рамка по инерции повернется дальше. Теперь щетка Щ1 касается уже коллекторной пластины К2, а щетка Щ2 — коллекторной пластины К1. Благодаря этому направление тока в рамке изменяется и образуется пара сил, под действием которой рамка продолжает поворачиваться против часовой стрелки. Таким образом, рамка, получая электрическую энергию, будет непрерывно вращаться. Рамка может приводить в движение любой механизм, т. е. в данном случае работает в качестве электродвигателя.

Следовательно, машина постоянного тока обладает свойством обратимости и может работать как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Поэтому генераторы и электродвигатели имеют в принципе одинаковую конструкцию. Основными частями электрического двигателя постоянного тока являются якорь с обмоткой и коллектором и магнитная система, состоящая из остова двигателя и полюсов с катушками обмоток возбуждения. Подвод электрического тока к коллектору двигателя осуществляется электрографитными щетками, установленными в щеткодержателях. Если требуется изменить направление вращения якоря, то необходимо пересоединить обмотки электродвигателя так, чтобы ток изменил свое направление в обмотке якоря или в обмотке возбуждения. При одновременном изменении направления тока в обмотках якоря и возбуждения направление вращения не изменится. В этом легко убедиться, использовав правило левой руки.

В электродвигателе при его работе возникает ряд явлений, подобных процессам, происходящим в генераторе. Ведь витки обмотки якоря пересекают магнитный поток полюсов электродвигателя, и в соответствии с законом электромагнитной индукции в них возникает электродвижущая сила.

Индуктируемую в якоре двигателя э. д. с. иногда называют противоэлектродвижущей силой потому, что она направлена навстречу подводимому к двигателю напряжению.

Величина э. д. с. Е двигателя прямо пропорциональна магнитному потоку Ф, частоте вращения якоря n и определяется по такой же формуле, что и величина э. д. с. генератора: Е=СФn, где С — постоянный коэффициент, который учитывает число пар полюсов, число витков якоря и другие постоянные для данного электродвигателя величины.

Подводимое к электродвигателю напряжение стремится создать ток в обмотке якоря. Индуктируемая э. д. с. препятствует этому. Ток в обмотке якоря работающего электродвигателя будет определяться не подводимым напряжением, а разностью между напряжением и наведенной в обмотке якоря э. д. с.

Разделив эту разность на сопротивление цепи якоря Rя, мы получим ток Iя, проходящий по обмотке якоря

При увеличении механической нагрузки на валу электродвигателя частота вращения его якоря замедляется, индуктируемая э. д. с. уменьшается, увеличивается разность между подводимым напряжением и э. д. с. и, следовательно, ток якоря возрастает.

При уменьшении механической нагрузки картина будет обратной. Таким образом, ток якоря зависит как от подводимого напряжения, так и от механической нагрузки электродвигателя. Вот почему, например, при движении тепловоза на подъеме, когда уменьшаются скорость движения и частота вращения якорей тяговых электродвигателей, ток в двигателях увеличивается, а при увеличении скорости движения — уменьшается.

2. Описание назначения тягового двигателя и выражение вращающего момента электродвигателя

Тяговый электродвигатель пульсирующего тока (в дальнейшем именуемый как тяговый двигатель) предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую, передаваемую с вала двигателя на колесную пару электровоза. Индивидуальный привод каждой колесной пары электровоза имеет двустороннюю косозубую передачу. Малые шестерни смонтированы на концах вала двигателя, а большие — на оси колесной пары. Передаточное отношение равно 88:21, торцовый модуль -- 11.

Механическая работа электродвигателей характеризуется вращающим моментом и частотой вращения его якоря. Силы, создающие вращающий момент электродвигателя, возникают в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока полюсов. Поэтому вращающий момент электродвигателя будет пропорционален величинам тока Iя якоря и магнитного потока Ф

где К — постоянный для данного электродвигателя коэффициент, зависящий от диаметра якоря, числа проводников обмотки и других конструктивных особенностей двигателя. Вращающий момент электродвигателя не есть величина заданная, постоянная, а зависит от механической нагрузки, или, как говорят, момента сопротивления, который преодолевает вал электродвигателя при вращении. Чем больше момент сопротивления, тем больше вращающий момент электродвигателя, так как только в этом случае электродвигатель сможет работать, преодолевая сопротивление. Из формулы для определения э.д.с. двигателя можно получить зависимость для вычисления частоты вращения якоря, подставив в нее значение э. д. с. Е = U — InRя

Следовательно, частота вращения якоря электродвигателя пропорциональна подводимому напряжению и обратно пропорциональна магнитному потоку, а также уменьшается с увеличением внутренних потерь напряжения IzRя в цепи якоря.

Чем больше напряжение, подводимое к двигателю, тем больше ток в обмотке якоря и вращающий момент. Якорь, преодолевая момент сопротивления внешней нагрузки, начинает вращаться быстрее. С увеличением же магнитного потока при прочих равных условиях увеличивается э.д.с., индуктируемая в обмотке якоря. При этом уменьшается ток в якоре, а значит, снижается вращающий момент и частота его вращения.

тяговый двигатель конструкция

3. Конструкция тягового двигателя

Рисунки продольного и поперечного разрезов тягового электродвигателя постоянного тока (рисунок 1.1. и рисунок 1.2. с обозначением на них основных узлов: остова, якоря, главного и добавочно полюсов, коллектора, щеткодержателя и др. элементов.)

Конструкция тягового электродвигателя спроектирована для работы на пульсирующем токе от выпрямительной установки с включением последовательно в цепь каждого тягового двигателя индуктивного сглаживающего реактора. Двигатель представляет собой шестиполюсную электрическую машину с последовательным возбуждением и независимой системой охлаждения. Охлаждающий воздух подается в тяговый двигатель через патрубок со стороны коллектора и выбрасывается через патрубок, расположенный со стороны, противоположной коллектору. Тяговый двигатель состоит из остова, траверсы, якоря, подшипниковых щитов, моторно-осевых подшипников. На тяговом двигателе укреплены кожуха зубчатой передачи. (Рисунок 1.1)

Рисунок 1.1 Продольный разрез тягового двигателя

1- щит подшипниковый;

2–поворотная траверса щеткодержателей;

3–остов;

4 – якорь;

5 – щит подшипниковый.

Остов тягового двигателя стальной, цилиндрической формы, является одновременно магнитопроводом. На нем укреплены шесть главных и шесть добавочных полюсов, поворотная траверса с шестью щеткодержателями, поворотный механизм траверсы, три обоймы с двумя накладками и фиксатором и щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь тягового двигателя. В пазах наконечников главных полюсов размещена компенсационная обмотка. С наружной стороны остов имеет два прилива для крепления букс моторно-осевых подшипников, прилив для подвески двигателя, предохранительные приливы, прилив для коробки выводов. На остове расположены рымы для транспортировки двигателя и кантования остова при монтаже и демонтаже. С коллекторной стороны имеются два люка, предназначенных для осмотра щеточного аппарата и коллектора, и один вентиляционный люк для входа воздуха. Схема электрических соединений полюсных катушек в остове приведена на рисунке 1.2.

mirznanii.com

Тяговый двигатель - электропоезд - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Тяговый двигатель - электропоезд

Cтраница 1

Тяговые двигатели электропоездов рассчитывают и строят на номинальное напряжение ( не выше 1500 в), так как при большем напряжении Оки имели бы большие габариты, вес и стоимость.  [2]

Тяговые двигатели электропоездов имеют последовательное возбуждение и в отличие от тяговых двигателей электровозов самовентилируются. При вращении якоря центробежные силы отбрасывают воздух, находящийся между вентиляционными лопатками, к наружной части полости вентилятора, где он через выходные отверстия остова выбрасывается наружу. Поэтому в полости вентилятора создается разрежение, которое вызывает перемещение воздуха, попадающего в остов со стороны коллектора через воздухоподающие каналы.  [3]

Тяговые двигатели электропоездов имеют значительно меньшую мощность, а следовательно, и меньшие мощности потерь, чем тяговые двигатели электровозов. Пригородные электропоезда работают с частыми остановками и пусками. Характерные условия работы тяговых двигателей этих электропоездов иллюстрируют зависимости скорости движения v и тока / от времени t ( рис. VIII. На этом же рисунке приведены зависимости от времени объемного расхода охлаждающего воздуха при самовентиляции и превышения температуры т обмотки ( например, якоря двигателя) над температурой окружающего воздуха. Показано также наибольшее допустимое значение превышения температуры обмоток тб.  [4]

В тяговых двигателях электропоездов обычно применяют изоляцию класса В, допускающую перегрев обмотки якоря до 120 С и обмоток полюсов до 130 С.  [5]

Для обеспечения надежной работы тяговые двигатели электропоездов должны быть изготовлены из материалов с высокими техническими показателями и требуют особо внимательного ухода в процессе эксплуатации. В первую очередь это относится к таким узлам и деталям, как коллектор, щеточный аппарат и изоляция машины.  [6]

Для возможности генераторного рекуперативного торможения тяговые двигатели электропоездов снабжают дополнительной параллельной обмоткой возбуждения.  [8]

На заводе РЭЗ манжеты коллекторов тяговых двигателей электропоездов выполняются из композиционного слюдопласта. В основе манжет используются формовочный слюдопласт ФИФП на полиэфирно-эпоксидном связующем ТПФ-18 я стеклоткань ПС-ИФ / ЭП-70. Эти материалы представляют собою прессованную массу с последовательным чередованием слоев стеклоткани и слюдопласта.  [9]

Особенно жестко ограничены поперечные размеры тяговых двигателей электропоездов, так как высота пола вагона над головками рельсов строго нормирована. Поэтому обычные законы конструктивного подобия электромашин не распространяются на тяговые двигатели.  [10]

Принцип действия тяговых двигателей электропоездов, как и всех электродвигателей постоянного тока, основан на законах электромагнитной индукции - взаимодействия магнитного поля и проводника с током. Рабочее магнитное поле двигателя создается потоком главных полюсов и замыкается через станину, сердечники главных полюсов, сталь якоря и воздушные зазоры. При вращении якоря тягового двигателя активные стороны катушек якоря последовательно проходят под полюсами то одной, то другой полярности. Чтобы создаваемый двигателем вращающий момент оставался по направлению постоянным, необходимо изменить направление тока в каждой секции обмотки якоря, переходящей из-под полюса одной полярности к полюсу противоположной полярности. Такой процесс изменения направления тока в секциях якорной обмотки тягового двигателя, осуществляемый с помощью коллектора и щеточного аппарата, называется коммутацией.  [12]

На этом положении тяговые двигатели электропоезда постоянного тока соединены последовательно и в цепь их включены пусковые резисторы, которые ограничивают ток в случае короткого замыкания. При пробое изоляции силовой цепи срабатывает дифференциальное реле.  [13]

Является датчиком защиты тяговых двигателей от кругового огня и генераторных токов. Реле-включено в цепь таким образом, что-уравнивает величины токов в двух параллельных ветвях групп тяговых двигателей электропоезда.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Тяговый двигатель • ru.knowledgr.com

Тяговый двигатель - электродвигатель, используемый для толчка транспортного средства, такого как электрический локомотив или электрическое транспортное средство шоссе.

Тяговые двигатели используются в электрически приведенных в действие железнодорожных транспортных средствах, таких как электрические многократные единицы и другие электромобили, такие как электрические электромобили для развозки молока, лифты, конвейеры, и троллейбусы, а также транспортные средства с электрическими системами передачи, такими как дизельно-электрические, электрические гибридные автомобили и электромобили батареи.

Моторные типы и контроль

Двигатели постоянного тока с серийной областью windings были самым старым типом тяговых двигателей. Они обеспечили особенность вращающего момента скорости, полезную для толчка, обеспечивание высоко закручивает на более низких скоростях для ускорения транспортного средства, и уменьшая вращающий момент, поскольку скорость увеличилась. Устраивая область, вьющуюся с многократными сигналами, особенность скорости могла быть различна, позволив относительно гладкий контроль оператора ускорения. Дальнейшая мера контроля была обеспечена при помощи пар двигателей на транспортном средстве; для медленной операции или тяжелых грузов, двумя двигателями можно было управлять последовательно от поставки постоянного тока. Где более высокая скорость была желаема, двигатели могли управляться параллельно, делая выше напряжение доступный в каждом и таким образом позволяя более высокие скорости. Части железнодорожной системы могли бы использовать различные напряжения, с более высокими напряжениями в длительные периоды между станциями и понизить напряжение около станций, где более медленная операция будет полезна.

Вариант системы DC был управляемым серийным двигателем AC, который является по существу тем же самым устройством, но управляемый на переменном токе. И начиная с арматуры и начиная с текущей перемены области в то же время, поведение двигателя подобно этому, когда возбуждено с постоянным током. Чтобы достигнуть лучших условий работы, железные дороги AC часто поставлялись током в более низкой частоте, чем коммерческая поставка, используемая для общей осветительной силовой электросети; использовались специальные текущие электростанции тяги, или ротационные конвертеры раньше преобразовывали коммерческую власть на 50 или 60 Гц в частоту на 16 2/3 Гц, используемую для тяговых двигателей AC. Система AC позволила эффективное распределение власти вниз длина железной дороги, и также разрешила регулировку скорости с распределительным устройством на транспортном средстве.

Асинхронные двигатели AC и синхронные двигатели - простые и низкие эксплуатационные расходы, но неудобные просить тяговые двигатели из-за их фиксированной особенности скорости. Асинхронный двигатель AC только производит полезные суммы власти над узким диапазоном скорости, определенным его строительством и частотой поставки мощности переменного тока. Появление полупроводников власти позволило соответствовать двигателю переменной частоты на локомотиве; это позволяет широкий диапазон скоростей, передачи мощности переменного тока и бурных асинхронных двигателей, не нося части как щетки и коммутаторы.

Приложения транспортировки

Дорожные транспортные средства

Транспортные средства Трэдайшналли-Роуд (автомобили, автобусы и грузовики) использовали дизельные и бензиновые двигатели с механической или гидравлической системой передачи. В последней части 20-го века транспортные средства с электрическими системами передачи (приведенный в действие от двигателей внутреннего сгорания, батарей или топливных элементов) начали разрабатываться, одно преимущество использования электродвигателей состоит в том, что определенные типы могут восстановить энергию (т.е. действовать как регенеративный тормоз) - обеспечение торможения, а также увеличение полной эффективности.

Железные дороги

Традиционно, они были почищенными электродвигателями постоянного тока серийной раны, обычно продолжающиеся приблизительно 600 В. Доступность мощных полупроводников (таких как тиристоры и IGBT) теперь сделала практичным использование намного более простых, более высокая надежность асинхронные двигатели AC известный как асинхронные тяговые двигатели. Синхронные электродвигатели переменного тока также иногда используются, как во французском TGV.

Установка двигателей

Перед серединой 20-го века единственный большой двигатель часто использовался, чтобы вести многократные ведущие колеса через шатуны, которые были очень подобны используемым на паровозах. Примеры - Железная дорога Пенсильвании DD1, FF1 и L5 и различные швейцарские Крокодилы. Это - теперь общепринятая практика, чтобы обеспечить один тяговый двигатель, ведя каждую ось через двигатель механизма.

Обычно, тяговый двигатель составляет три пункта, приостановленные между рамой тележки и ведомой осью; это упоминается как «приостановленный за нос тяговый двигатель». Проблема с такой договоренностью состоит в том, что часть веса двигателя не перепрыгивается, увеличив нежелательные силы на следе. В случае известной Железной дороги Пенсильвании GG1 два установленных тележкой двигателя вели каждую ось через двигатель иглы. У «Биполярных» электрических локомотивов, построенных General Electric для Милвоки-Роуд, были двигатели прямого привода. Вращающаяся шахта двигателя была также осью для колес. В случае французских вагонов-электростанций TGV двигатель, установленный к структуре вагона-электростанции, ведет каждую ось; двигатель «треноги» позволяет небольшое количество гибкости в поезде двигателя, позволяющем тележки грузовиков вертеться. Устанавливая относительно тяжелый тяговый двигатель непосредственно к структуре вагона-электростанции, а не к тележке, лучшие движущие силы получены, позволив лучше быстродействующую операцию.

Виндингс

Электродвигатель постоянного тока был оплотом электрических двигателей тяги и на электрических и на дизельно-электрических локомотивах, трамваях/трамваях и дизельных электрических буровых установках много лет. Это состоит из двух частей, вращающейся арматуры и фиксированной области windings окружение вращающейся арматуры, установленной вокруг шахты. Фиксированная область windings состоит из туго натянутых катушек провода, приспособленного в моторном случае. Арматура - другой набор раны катушек вокруг центральной шахты и связана с областью windings через «щетки», которые являются пружинными контактами, прижимающимися к расширению арматуры, названной коммутатором. Коммутатор собирает все завершения катушек арматуры и распределяет их в круглом образце, чтобы позволить правильную последовательность электрического тока. Когда арматура и область windings связаны последовательно, целый двигатель упоминается как «серийная рана». У электродвигателя постоянного тока серийной раны есть низкоомная область и схема арматуры. Из-за этого, когда напряжение применено к нему, ток происходит высоко из-за закона Ома. Преимущество тока высокого напряжения состоит в том, что магнитные поля в двигателе сильны, производя высокий вращающий момент (превращение силы), таким образом, это идеально для старта поезда. Недостаток - то, что ток, текущий в двигатель, должен быть ограничен, иначе поставка могла быть перегружена или двигатель, и его телеграфирование могло быть повреждено. В лучшем случае вращающий момент превысил бы прилипание, и ведущие колеса уменьшатся. Традиционно, резисторы использовались, чтобы ограничить ток начальной буквы.

Контроль за властью

Поскольку электродвигатель постоянного тока начинает поворачиваться, взаимодействие магнитных полей в заставляет его производить напряжение внутренне. Эта обратная эдс (электродвижущая сила) выступает против прикладного напряжения и тока, которым потоки управляет различие между двумя. Как частоты вращения двигателя, внутренне произведенные повышения напряжения, проистекающие падения ЭДС, менее актуальные, проходят через двигатель и снижения вращающего момента. Двигатель естественно прекращает ускоряться, когда сопротивление поезда соответствует вращающему моменту, произведенному двигателями. Чтобы продолжить ускорять поезд, добавочные резисторы переключены шаг за шагом, каждый шаг, увеличивающий эффективное напряжение и таким образом ток и вращающий момент для немного дольше, пока двигатель не нагоняет. Это можно услышать и чувствовать в более старых поездах DC как ряд тяжелых ударов под полом, каждый сопровождаемый толчком ускорения, поскольку вращающий момент внезапно увеличивается в ответ на новый скачок тока. Когда никакие резисторы не оставляют в схеме, полное напряжение сети применено непосредственно к двигателю. Скорость поезда остается постоянной в пункте, где вращающий момент двигателя, которым управляет эффективное напряжение, равняется сопротивлению - иногда называемый балансирующей скоростью. Если поезд начинает подниматься на наклонную поверхность, скорость уменьшает, потому что сопротивление больше, чем вращающий момент и сокращение скорости заставляют обратную эдс падать и таким образом эффективное напряжение, чтобы повыситься - пока ток через двигатель не производит достаточно вращающего момента, чтобы соответствовать новому сопротивлению. Использование серийного сопротивления было расточительно, потому что много энергии было потеряно как высокая температура. Чтобы уменьшить эти потери, электрические локомотивы и поезда (перед появлением электроники власти) обычно оборудовались для параллельного ряду контроля также.

Динамическое торможение

Если поезд начинает спускаться по сорту, увеличения скорости, потому что (уменьшенное) сопротивление - меньше, чем вращающий момент. С увеличенной скоростью, внутренне произведенными повышениями напряжения обратной эдс, уменьшая вращающий момент, пока вращающий момент снова не уравновешивает сопротивление. Поскольку ток области уменьшен обратной эдс в серийном двигателе раны, нет никакой скорости, на которой обратная эдс превысит напряжение поставки, и поэтому единственный ряд ранил один только тяговый двигатель DC, не может обеспечить динамическое или регенеративное торможение.

Есть, однако различные схемы, примененные, чтобы обеспечить силу задержания, используя тяговые двигатели. Произведенная энергия может быть возвращена к поставке (регенеративное торможение) или рассеяна на борту резисторов (динамическое торможение). Такая система может принести груз к низкой скорости, требуя, чтобы относительно мало трения, тормозящего, принесло груз к точке.

Автоматическое ускорение

На электропоезде машинист первоначально должен был управлять сокращением из сопротивления вручную, но к 1914, автоматическое ускорение использовалось. Это было достигнуто ускоряющимся реле (часто называемый «реле надреза») в моторной схеме, которая контролировала падение тока, поскольку каждый шаг сопротивления был выключен. Весь драйвер должен был сделать, был выбрать низко, средняя или максимальная скорость (названный «рядом», «параллелью» и «шунтом» от способа, которым двигатели были связаны в схеме сопротивления), и автоматическое оборудование сделает остальных.

Рейтинг

У

электрических локомотивов обычно есть непрерывное и одночасовой рейтинг. Рейтинг одного часа - максимальная мощность, которую двигатели могут непрерывно развивать за один период часа, не перегревая двигатели. Такой тест начинается с двигателей в +25 градусах. C (и внешний воздух, используемый для вентиляции также в +25 градусах. C). В СССР за ГОСТ 2582-72 с изоляцией класса N, максимальные температуры допускали электродвигатели постоянного тока, были 160 градусов. C для арматуры, 180 градусов. C для статора, и 105 градусов. C для коллекционера. Рейтинг одного часа, как правило, приблизительно на десять процентов выше, чем непрерывный рейтинг и ограниченный повышением температуры в двигателе.

В дизельно-электрических и электрических газовой турбиной локомотивах рейтинг лошадиной силы тяговых двигателей обычно приблизительно на 81% больше чем это движущей силы. Это предполагает, что электрический генератор преобразовывает 90% продукции двигателя в электроэнергию, и тяговые двигатели преобразовывают 90% этой электроэнергии назад в механическую энергию. Вычисление: 90% × 90% = 81%.

Отдельные рейтинги тягового двигателя обычно располагаются выше на 1 600 кВт (2 144 л. с.)

Охлаждение

Из-за мощных включенных уровней тяговые двигатели почти всегда охлаждаются, используя вызванный воздух.

Изготовители

См. также

• Воздушное охлаждение

• Батарея электромобиля

• Вращающий момент и скорость электродвигателя постоянного тока

• Виртуальная передача

Библиография

Внешние ссылки

• «Вскрывая противоречия в тяговом двигателе - Associated Rewinds (Ireland) Limited»

• Изображение носа установило тяговый двигатель на Вагоне метро Нью-Йорка R46. Двигатель может быть ясно замечен позади оси с коробкой передач с письмом на нем в центре.

• Другой нос установил тяговый двигатель на разрушенном Вагоне метро R38.

• Ремонтная мастерская Грузовика Кони-Айленда; много картин относительно тяговых двигателей

• Отдельный грузовик с Тяговыми двигателями.

ru.knowledgr.com

Тяговый двигатель

СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………….……..3 1.     Характеристика и устройство тягового двигателя НБ-418Кб………………4 2.     Эксплуатация тягового двигателя………………………………………...….7 3.     Ремонт теплового двигателя…………………………………………………9 4.     Описание ремонтного производства локомотивного депо ст. Уссурийск 5.     Описание участка, обслуживаемого локомотивными бригадами депо ст. Уссурийск 6.     Требование техники безопасности при ремонте и эксплуатации электровоза

Введение Чтобы обеспечить равномерное распределение тока между параллельно соединенными двигателями, необходимо для электровоза подобрать двигатели, у которых скоростные характеристики почти одинаковы. ГОСТ 2582 - 72 допускает отклонение частоты вращения двигателя от номинальной не более чем на ±4%. Обычно для тяговых двигателей эта величина не превышает ±3%. При значитель­ной разнице в частоте вращения двигателей одного электровоза двигатель с большей частотой будет иметь большую нагрузку. Тяговые двигатели в номинальных режимах характеризуются мощностью, напряжением, током и частотой вращения якоря. Под номинальным понимают напряжение, на которое рассчитан тяговый двигатель.

1.           Характеристика и устройство теплового двигателя НБ-418Кб В двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую. Для целей тяги очень важно знать электромеханические характеристики двигателя - зависимость его механических пара­метров (частоты вращения, силы тяги F и коэффициента полезного действия η) от электрических (тока I двигателя при номинальном напряжении на его коллекторе). Электромеханические характеристики строят для двигателей каждого типа. По горизонтальной оси (абсцисс) откладывают значения тока якоря в амперах, по вертикальной (ординат) — значения скоро­сти, силы тяги и к.п.д. (рис. 1). Скоростная характеристика двигателя с последовательным возбуждением (зависимость скорости от тока) является крутопадающей. Чтобы обеспечить равномерное распределение тока между параллельно соединенными двигателями, необходимо для электровоза подобрать двигатели, у которых скоростные характеристики почти одинаковы. ГОСТ 2582 - 72 допускает отклонение частоты вращения двигателя от номинальной не более чем на ±4%. Обычно для тяговых двигателей эта величина не превышает ±3%. При значитель­ной разнице в частоте вращения двигателей одного электровоза двигатель с большей частотой будет иметь большую нагрузку. Тяговые двигатели в номинальных режимах характеризуются мощностью, напряжением, током и частотой вращения якоря. Под номинальным понимают напряжение, на которое рассчитан тяговый двигатель. Оно указано на его щитке.

Рис.1 Электромеханические характеристики тягового двигателя НБ-412Кб. Различают мощность тяговых двигателей в часовом и продолжительном режимах. Мощность продолжительного режима - это мощность, с которой двигатель может работать в течение длительного времени, причем температура нагрева его отдельных частей не превышает допустимую. Мощность часового режима - это мощность, с которой двигатель может работать в течение 1 ч и его обмотки за это время нагреваются под действием тока от температуры окружающей среды до предельно допустимой. Мощность часового режима всегда несколько больше, чем продолжительного. В соответствии с длительной и часовой мощностью различают ток двигателя длительный и часовой. Работоспособность двигателя определяется нагреванием обмоток якоря и катушек полюсов. Поэтому для них установлены допустимые пределы температур, определяемые ГОСТ 2582 — 72. Применительно к двигателям с опорно-осевым подвешиванием допустимое превышение температуры обмоток якоря над температурой окружа­ющего воздуха равно 120°С для изоляции класса В и 160°С для изоляции класса Н. При этом температура охлаждающего воздуха может находиться в пределах от +10 до +40°С. Превышение температуры обмоток катушек главных и дополнительных полюсов над температурой окружающего воздуха допускается больше, чем для обмоток якоря: 130° для класса В и 180°С для класса Н. Это объясняется тем, что при движении электровоза более интенсивно охлаждаются катушки полюсов, чем обмотки якоря. На заводе - изготовителе для двигателя каждого нового типа строят кривые нагревания и охлаждения. Обычно строят такие кривые для отдельных узлов двигателя. На оси ординат откладывают превышение температуры τ в ° С, а на оси абсцисс — время t в часах. Так как нагрев обмоток тягового двигателя зависит от его тока якоря Iя, кривые нагревания и охлаждения строят для ряда значения Iя. Если двигатель будет  продолжать  работать, температура  обмотки  якоря  превысит допустимую. При токе Iя = 820 А, соответствующем продолжительному режиму работы, температура обмотки якоря не превышает допусти­мых значений для любой длительности работы двигателя; кривая нагревания идет параллельно горизонтальной оси. Это значит, что тепло, выделяемое в двигателе, полностью отводится от него охлаждающим воздухом, т. е. наступает тепловое равновесие машины.

2.           Эксплуатация теплового двигателя Тяговые двигатели электровозов переменного тока работают в условиях резких изменений нагрузок; частота вращения их якорей изменяется в широких пределах. Это обусловлено частыми пусками электровозов, преодолением ими подъемов, значительными колебаниями напряжения в контактной сети. На тяговые двигатели воздействуют также механические силы, возникающие от сотрясений и ударов при движении электровоза. Особенно велики динамические силы, воздействующие на двигатели с опорно-осевым подвешиванием. Большие динамические нагрузки через зубчатую передачу передаются на якорь двигателя, причем только часть их поглощается в пружинных элементах прямозубой передачи. Все это усложняет условия работы ряда узлов двигателя и, в частности, щеточного аппарата. Кроме того, пыль, поднимающаяся с пути при движении подвижного состава, угольная пыль от истирающихся щеток, снег, влага, содержащаяся в воздухе, способствуют загрязнению и отсыреванию изоляции узлов двигателей, снижению ее электрической прочности. Поэтому к тяговым двигателям предъявляются особые требования, обеспечивающие их надежную работу в эксплуатации. Так, необходимо, чтобы двигатели выдерживали значительные перегрузки, температура нагрева их обмоток не превосходила допустимую для изоляции определенного класса, коммутация была надежной, устойчивой. Кроме того, тяговые двигатели должны быть механиче­ски прочными, особенно в местах подвески к раме тележки и оси колесной пары. Мощность тягового двигателя желательно иметь по возможности большей при наименьших его массе и размерах, ограничиваемых шириной рельсовой колеи 1520мм и диаметром колеса 1250мм. Этим требованиям удовлетворяют тяговые двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Они допускают большие перегрузки и устойчиво работают в условиях резких колебаний напряжения в контактной сети. При параллельном соединении таких двигателей, обычно выполняемом на электровозах переменного тока, обеспечивается равномерное распределение нагрузок между ними.

3.           Ремонт теплового двигателя Изоляция электрических машин в эксплуатации подвергается постепенному износу — старению под воздействием нагревания, механических нагрузок, электрического напряжения (в особенности у высоковольтных машин), действия масел, химических веществ, влаги, пыли и т. п. Внешними признаками старения являются потемнение цвета изоляционных материалов, хрупкость их (действие нагрева), наличие трещин в лаковой пленке (нагрев и механические усилия), разрушения лаковой пленки (действие химических веществ масла, пыли), разбухание изоляционных гильз и пазовой изоляции (нагрев и электрическое напряжение). Следует отметить, что внешний осмотр и измерение сопротивления изоляции (мегомметром) дают лишь некоторую ориентировку, а не точную картину состояния изоляции. Для определения состояния изоляции машин высокого напряжения следует, кроме указанных выше, применять специальные методы определения состояния изоляции (измерение диэлектрических потерь, снятие кривых абсорбции и ряд других ). Уход за изоляцией заключается в периодической чистке (тряпкой, смоченной в бензине), продувке, а также в периодической пропитке соответствующими лаками (профилактическая пропитка). Одной из основных характеристик изоляционных материалов является их пробивное напряжение. Величина минимального напряжения, при котором происходит пробой изоляционного материала толщиной 1мм, определяет его электрическую прочность. Если изоляция состоит из слоев различных материалов, то напряжение, действующее на такую изоляцию, распределяется по слоям неравномерно, и может оказаться, что один из слоев, на который приходится наибольшее напряжение (на единицу толщины), будет пробит. После этого все напряжение ляжет на остальные слои, и они также будут пробиты. В частности, из-за неплотного прилегания слоев изоляции образуются воздушные прослойки, в которых под воздействием напряжения возможна ионизация (разложение) воздуха, приводящая к постепенной порче соседних слоев изоляции. Воздушные прослойки резко ухудшают теплопроводность изоляции, что повышает перегрев обмоток и снижает срок службы изоляции, а также способствует проникновению влаги внутрь изоляции и порче ее. Поэтому изоляцию электрических машин следует производить так, чтобы по возможности избежать воздушных прослоек в ней. С этой целью все поры изоляции заполняются специальными составами (лаками или компаундами), для чего изоляция подвергается сушке и последующей пропитке, опрессовке и т. д. Места, где секции выходят из пазов, являются наиболее слабыми, так как, кроме усиленной электрической нагрузки, в этом месте наиболее часты механические повреждения изоляции. Изоляционный материал может не только пробиваться, т. е. пропускать ток пробоя через свою толщу, но при определенном напряжении, действующем вдоль его поверхности, пропускать ток поверхностного разряда (перекрытие). Поэтому изоляция всех обмоток или деталей должна быть выполнена так, чтобы были соблюдены как определенные толщины, так и определенные расстояния по поверхности изоляции между токоведущей частью и корпусом или другой токоведущей частью. С этой целью усиленная изоляция, имеющая место в пазу, должна выступать и иметь так называемый «вылет» за пределы паза на определенную длину, зависящую от напряжения. Величинааопределяется по формуле Где U—рабочее напряжение, в. Точно так же изоляционные конусы коллектора должны выступать из-под пластин на определенную величину, зависящую от напряжения («вылет»), пальцы щеткодержателей должны иметь определенную длину и т. д. Весьма важной характеристикой изоляционных материалов является их нагревостойкость. Нагревостойкость характеризуется наибольшей температурой, при которой данный изоляционный материал может длительно работать. Поскольку нагрев машины (ее температура) растет с увеличением мощности, которую она отдает, допустимая для изоляции наибольшая рабочая температура определяет мощность машины, следовательно, использование активных материалов (меди, электротехнической стали). Применение более нагревостойких изоляционных материалов позволяет повысить мощность машины без увеличения ее размеров и веса. По нагревостойкости применяемые в электромашиностроении изоляционные материалы делятся на 5 классов: К классу А относятся: хлопок, шелк, бумага, пропитанные или погруженные в жидкий диэлектрик (например, масло), а также другие соответствующие данному классу по нагревостойкости органические или неорганические материалы. К этому же классу относятся эмалевая изоляция проводов марки ПЭЛ. К классу Е (АВ) относятся различные синтетические органические пленки и пластмассы, например эмалевая изоляция проводов марки ПЭВ (наибольшая рабочая температура 110° С). К классу В относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, а также соответствующие пластмассы с неорганическим наполнителем. В состав изоляции класса В могут входить органические материалы класса А (в качестве подложки, связующего и т. п.) при условии, что ухудшение свойств материалов класса А под действием температуры не сможет сделать изолирующий материал класса В непригодным для длительной работы. К классам F (ВС) и Н (СВ) относятся материалы на основе слюды, асбеста, стекловолокна на нагрево-стойких лаках. Существуют также классы изоляции Y (непропитанные органические материалы: фибра, дерево, резина) с рабочей температурой до 90° С и С (фарфор, асбест, стекло, кварц), для которого предельная рабочая температура не устанавливается. Материалы класса С находят в электрических машинах ограниченное применение. Для нормальных электрических машин допустимая температура нагрева для обмоток с изоляцией классов А и В устанавливается ГОСТ 183-55. В таблице указывается допустимое превышение температуры обмотки над охлаждающим воздухом, температура которого принята равной 35° С. Предельно допустимая температура подшипников установлена равной 80° С для подшипников скольжения и 95° С для подшипников качения. Следует помнить, что увеличение температуры сверх указанных здесь пределов резко сокращает срок службы изоляции. Так, увеличение температуры на 10° С сокращает срок службы приблизительно в 2 раза. В некоторых специальных случаях с целью уменьшения веса и размеров машины (тяговые, краново-подъемные двигатели и т. п.) допустима работа при более высоких температурах за счет сокращения срока службы. В качестве основных изоляционных материалов для изоляции обмоток и деталей (пазов, обмоткодержате-лей, коллекторов) применяются лакоткани,т. е. ткани (хлопчатобумажные и шелковые класс А, стеклянные — классы В, F, Н), пропитанные соответствующими лаками, и слюдяная изоляция(миканиты,классы В, F, Н). Электрокартон, бумаги, хлопчатобумажные, шелковые, стеклянные и асбестовые ткани и ленты применяются для защиты указанных выше изоляционных материалов от механических повреждений и для придания обмоткам большей прочности. Для машин низкого напряжения (до 110 в) с пониженными требованиями по влагостойкости в качестве Основой изоляций обмоток могут применяться: электрокартон, бумага, хлопчатобумажные ленты и другие волокнистые материалы. Волокнистые материалы находят широкое применение в качестве межвитковой изоляции (изоляция обмоточных проводов, прокладки и т. п). Все волокнистые материалы могут применяться только в пропитанном виде. Значительное место в электромашиностроении занимают синтетические (искусственные) материалы: смолы, пластические массы (Л. 19). К числу таких материалов принадлежат: различныепресс – материалы и пресс-порошки для опрессовки коллекторов, контактных колец, пальцев щеткодержателей, изготовления панелей, коробок, фасонных изоляционных деталей. Применение пластмасс (Кб, стекловолокнит, АГ4 и др.) для изготовления коллекторов и кольцевых коллекторов (узла с контактными кольцами) позволяет получить ряд больших преимуществ по экономии материала пластин и колец, упрощению технологии, увеличению надежности конструкций. В основном применяются термореактивные (см. разд. 5—7) пластмассы (фенопласты — бакелиты резольного и новолачного типа, аминопласты, кремнийорганические пресс-материалы), затвердевающие в процессе прессования и нагрева. Лаки и компаунды служат для пропитки и покрытия обмоток. С помощью жидких термореактивных смол — компаундов обмотка может быть пропитана и в специальных формах залита так, что получается литая (монолитная) изоляция. Такая изоляция обладает весьма высокой влаго- и водостойкостью и механической прочностью. Двигатели с литой изоляцией могут длительно работать в воде. Для заливки применяются полиэфирные (КМГС), эпоксидные, полиуретановые, акриловые (МБК) компаунды. Слоистые пластинки представляют собой изоляцию из нескольких слоев бумаги, ткани, стеклоткани, пропитанных смолами и опрессованных. К таким материалам относятся гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, идущие на изготовление (путем механической обработки) различных изоляционных деталей (крайние изоляционные листы пакета активной стали, доски, панели, изоляционные диски, пазовые клинья и т. п.), а также бакелизированная бумага и ткань, идущие на изготовление (путем формовки и прессования) изоляционных гильз и фасонных изоляционных деталей. Следует упомянуть также о гетинаксе с запрессованной стальной сеткой и пластмассе с металлическим порошком — металлопластмассе, применяемых для изготовления так называемых магнитных клиньев. Такие клинья, закрывая пазы активной стали, одновременно увеличивают и выравнивают магнитную проводимость воздушного зазора, что снижает потери и увеличивает коэффициент мощности асинхронных двигателей. Пленочные материалы— триацетатная пленка (класс изоляции А, Е), лавсановая пленка (класс изоляции Е, В), фторопластовая пленка (класс Н) в сочетании с электрокартоном, стеклотканью или слюдой позволяют получить весьма прочную и влагостойкую пазовую изоляцию. Фторопласт применяется также для получения нагревостойкой изоляции проводов. Клейтипа БФ применяется для склейки листов пакета активной стали. Специальная стеклянная лента, пропитанная полиэфирной смолой, применяется вместо стальной проволоки для бандажировки якорей и роторов {Л. 1]. Необходимо отметить быстрое развитие пластмасс, которые получают исключительно высокие физико-механические и технологические свойства. За счет более широкого их применения может быть достигнут существенный прогресс в конструкциях и технологии электромашиностроения. Если машина в результате тяжелых условий эксплуатации (перегрузки, высокой температуры, влажности, наличия в воздухе пыли, кислот и т. п.) преждевременно выходит из строя вследствие порчи изоляции, а возможность улучшить эксплуатационные условия отсутствует, следует при ремонте принять меры к усилению свойств изоляции. В частности, применением слюдяных, стеклянных, стеклослюдяных изоляционных изделий и нагревостойких лаков, разработанных нашей промышленностью, можно повысить нагревостойкость обмоток и увеличить мощность машины. Применением соответствующих лаков может быть достигнуто повышение стойкости обмотки против масла, химических паров и частиц, попадающих на изоляцию. Следует иметь в виду, что слюдяные и в особенности стеклослюдяные изделия дороги, и поэтому применять их следует лишь тогда, когда решение вопроса другим путем нецелесообразно.

baza-referat.ru

---

• 
  Схема движения автотранспорта по территории предприятия
• 
  Пример теплопередачи
• 
  Мкг 25бр технические характеристики
• 
  Масло консервационное
• 
  Установка для прокола грунта
• 
  Кто где и когда проводит первичный инструктаж
• 
  Ситроен берлинго характеристики
• 
  Устройство масляного насоса
• 
  Электрическая схема кран балки
• 
  Мусор строительный класс груза
• 
  Рдк 250 кран