Мощность двигателя железнодорожного транспорта

Самый мощный локомотив в России

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 04.02.2021

Сейчас мы рассмотрим серьезный вопрос: какой у нас локомотив самый мощный?

Скажу сразу, все современные тепловозы и электровозы обладают большой мощностью, достаточной для вождения тяжеловесных грузовых поездов и пассажирских поездов с большой скоростью, так сказать, «с ветерком» Но есть один тип локомотива, мощнее которого пока ничего не придумано. О нем я расскажу, чуть позже, сохраню интригу.

На Российских железных дорогах сейчас трудится большой спектр локомотивов все они современны и достаточно сильные. Пробежимся слегка по электровозам: ВЛ80С,Т; ВЛ85; 2ЭС5К; 3ЭС5К («Ермак») основные грузовые электровозы переменного тока, мощность в секции у каждого составляет порядка 4500 л.с., а все они многосекционные, вот и умножьте : две секции по 4500 л.с.- уже 9000 л.с., а три секции – вот и 13500 л.с., а если по системе многих единиц (два двухсекционных электровоза управляются с одного пульта) вот уже и 18000 л.с.! Неплохо, правда!

Практически такая-же картина и с электровозами постоянного тока: ВЛ10; ВЛ11;3ЭС4К; 2ЭС6 («Синара»), мощность их точно такая-же.

Пассажирские электровозы: ЭП1; ЭП1М; ЭП1П отечественные машины переменного тока имеют мощность порядка 4000 л.с., есть у нас еще электровоз двойного питания (работает на переменном и постоянном токе), это ЭП20, мощность его такая-же. Давно, еще со времен Советского союза работают, и очень здорово работают, на наших дорогах знаменитые «Чехи» — пассажирские электровозы переменного и постоянного тока, произведенные в ЧССР. Эти машины составляли и еще составляют, практически весь пассажирский парк электровозов на доброй половине всех железных дорог России! Это электровозы переменного тока: ЧС4Т; ЧС8 и постоянного тока: ЧС2; ЧС3; ЧС2Т; ЧС6; ЧС7 и ЧС200, мощность их одинакова с отечественными электровозами.

Тепловоз 2ТЭ25К

В настоящее время Брянским машиностроительным заводом выпускаются тепловозы 2ТЭ25К («Пересвет»), мощностью до 4000 л.с., в секции, а они выпускаются в двухсекционном и трехсекционном исполнении. Вот и представьте себе, уже, наверное, посчитали – 12000 л.с. Очень даже мощно! Пассажирские тепловозы ТЭП60; ТЭП70 и ТЭП70БС (имени Бориса Саламбекова) имеют мощность 4000 л.с., исполняются в односекционном варианте и развивают скорость до 160 км/час, есть чем гордиться!

Газотурбовоз ГТ1

Ну и наш лидер, творение Людиновского тепловозостроительного завода – газотурбовоз ГТ1, мощностью 11284 л.с. Газотурбовоз – это локомотив, силовая установка которого состоит из газовой турбины с соответствующей передачей, на данном локомотиве, передача – электрическая, переменно-постоянного тока. Это когда турбина вращает генератор переменного тока (он намного легче и проще генератора постоянного тока), затем снова ток трансформируется в постоянный, через выпрямительную установку, и уже постоянный ток работает в тяговых электродвигателях постоянного тока (они мощнее и система регулирования напряжения на них гораздо проще и дешевле, чем на асинхронных электродвигателях переменного тока).

Нельзя сказать, что газотурбовоз, машина нового, нет, они строились по всему миру и раньше, в СССР на Коломенском тепловозостроительном заводе было спроектировано и построено несколько типов газотурбовозов, в том числе и для пассажирского движения. Дело в том, что в эксплуатации данный локомотив очень сложен и прожорлив — газовая турбина все-таки! А мощность их сильно не опережала мощность эксплуатируемых тепловозов, поэтому в серию они не пошли, но работы по ним велись и ведутся по сей день, результат налицо – газотурбовоз ГТ1.

Газотурбовоз ГТ1

Источник

Мощность эксплуатируемых ж.д. Пути увеличения мощности

Показателями мощности железной дороги являются пропускная способ­ность и провозная способность. Про­пускная способность — это максималь­но возможное число поездов, про­пускаемое железной дорогой в сутки. Провозная способность — это макси­мально возможное количество грузов и пассажиров, перевозимое по желез­ной дороге в год. Абсолютные величины и темпы роста этих показателей оказы­вают существенное влияние на эле­ментный состав и структуру системы «железная дорога» и ее техническую эволюцию во времени.

Железная дорога обычно развива­ется на однажды выбранной трассе практически неограниченное время. На этой трассе строятся вторые пути, вводится электрическая тяга, осущест­вляются другие реконструктивные ме­роприятия. Однако в какой-то момент приходится принимать меры по дальней­шему увеличению ее мощности за счет укладки третьего, четвертого главных путей. Таким образом, железная дорога является развивающейся системой. При проектировании новой линии, обосно­вывая ее трассу, выбирая тип и мощ­ность сооружений, необходимо иметь в виду прогнозируемый рост перевозок и обеспечивать благоприятные условия наращивания в будущем мощности железной дороги.

Расчетной называется мощность, которая устанавливается заданием на проектирование железной дороги.

Основной задачей обеспечения ра­счетной мощности является выбор такого комплекса и мощности всех со­оружений и устройств дороги, при которых наиболее экономично реализовывались бы первоначальные раз­меры перевозок и беспрепятственное рациональное наращивание мощности при увеличении перевозок в перспек­тиве.

При постройке железной дороги создаются резервы мощности, обеспечи­вающие нормальные условия процесса перевозок на определенный период времени. Величина этих резервов в известной мере зависит от запасов мощности отдельных железнодорож­ных сооружений и устройств.

По признаку сложности переуст­ройства подсистемы и элементы желез­ной дороги делятся на две группы.

Первая группа — труднопереустраиваемые подсистемы и элементы, их называют постоянными сооружениями (земляное полотно, искусственные со­оружения, площадки раздельных пунктов и т. д.). Однажды запроекти­рованные и осуществленные, они служат многие годы, а переустройство их требует больших затрат и значи­тельно осложняет процесс перевозок. К этой группе следует отнести и вид тяги, так как при проектировании железной дороги сразу под электри­ческую тягу целесообразно применять более крутые уклоны, иные расстоя­ния между раздельными пунктами и т. д. Таким образом, при электротяге существенно меняется трасса до­роги.

Вторая группа — легкопереустраиваемые подсистемы и элементы, их назы­вают переменными устройствами и сооружениями (верхнее строение пути, путевое развитие раздельных пунктов, контактная сеть электрифицированных линий, устройства СЦБ и т. д.). Мощ­ность этих устройств без особых затруд­нений может быть увеличена. Ко второй группе относятся также устройства тех­нического оснащения, тип локомотива и средства управления перевозками.

Постоянные сооружения дороги про­ектируются на длительный период, с большими резервами мощности. Посте­пенное увеличение мощности линии обеспечивается прежде всего усилением переменных устройств и средств техни­ческого оснащения.

Мощности подсистем и элементов — постоянных и переменных сооружений и устройств — должны соответствовать мощности железной дороги. Технико-экономические расчеты, подтверждаю­щие целесообразность принятого уров­ня расчетной мощности, составляют ос­нову метода наращивания мощности же­лезной дороги.

Надежность работы системы обеспе­чивается созданием запаса резервных элементов, дублированием элементов си­стемы управления процессом перевозок, введением запасов прочности в элементы, испытывающие механические нагрузки.

Главная задача проектировщика — выбор трассы и таких параметров системы и средств технического оснащения, при которых заданный эффект достига­ется при минимально необходимых за­тратах.

5. Организационно-технические и реконструктивные мероприятия по увеличению мощности эксплуатируемых ж.д.

Периодически приходится увеличивать мощность ж/д путем увеличения:

1. вес грузового поезда;

2. кол-во пар поездов в сутки или число грузовых поездов каждого направления;

3. за счёт веса грузового поезда.

Общесетевые мероприятияобеспечивают увеличение провозной способности и повышение показателей работы всех железных дорог страны. К ним относятся перевод железных дорог на электрическую тягу, пополнение парка подвижного состава новыми мощными и ско­ростными локомотивами, большегрузными вагонами, переход полностью на роликовые подшипники, совершенствование тормозов и т. п.

Читайте также:  Контрактные двигатели дизель механический

Мероприятия, проводимые на отдельных направлениях или участ­ках железных дорог, осуществляются на основе общесетевых с учетом конкретных особенностей и условий работы каждого направления.

Увеличение провозной способности железных дорог достигается благодаря оснащению железнодорожного транспорта новой техникой и систематической борьбе за наиболее полное использование этой тех­ники. Большое внимание уделяется вопросам взаимной увязки раз­вития железнодорожного и других видов транспорта.

Мероприятия, направленные на усиление пропускной и провозной способности железных дорог, в зависимости от способа осуществления поставленной задачи подразделяют на организационно-технические и реконструктивные.

Организационно-техническими мероприятияминазывают способы увеличения пропускной и провозной способности за счет изыскания и более полного использования имеющихся внутренних резервов.

На железных дорогах должна постоянно проводиться работа по со­вершенствованию технологий на основе широкого внедрения опыта передовых коллективов и новаторов производства, достижений науки и техники, улучшению координации и взаимодействия с подъездными путями промышленных предприятий и другими видами транспорта, созданию и эффективному использованию автоматизированных систем на всех уровнях управления; необходимо обеспечивать быстрейшее устранение «узких» мест в работе и повышение эффективности пере­возочного процесса в целом.

Реконструктивные мероприятияобеспечивают весьма значительное увеличение мощности существующих железных дорог, но требуют крупных капитальных затрат и внедрения более совершенного техни­ческого оснащения. Реконструкция постоянных сооружений и устройств железной дороги вызывает необходимость сложных работ. Особенно трудно изменить (уменьшить) руководящий уклон на существующей линии, так как это связано с переустройством трассы в условиях дви­жения поездов и неизбежными бросовыми работами. Это мероприятие применяют обычно только в случае замены перевальной выемки тоннель­ным пересечением.

Введение более совершенных средств технического оснащения тре­бует относительно меньших капитальных затрат и в меньшей мере услож­няет условия движения поездов в период производства работ.

В настоящее время широкое распространение получили следующие реконструктивные мероприятия:

— электрификация железных дорог;

— строительство вторых (третьих, четвертых) путей и двухпутных вставок;

— удлинение приемоотправочных путей;

— введение более мощных локомотивов; совершенствование устройств СЦБ.

Все большее значение приобретают работы по реконструкции полиго­нов сети, созданию из отдельных существующих участков и новых сое­динительных линий мощных двухпутных электрифицированных маги­стралей большого протяжения. На наиболее загруженных двухпутных направлениях проектируют третьи (четвертые) пути и новые параллель­ные разгружающие линии,

В отдельных случаях экономически эффективным мероприятием является реконструкция трассы существующих магистралей.

На однопутных линиях как первый этап увеличения пропускной способности применяют открытие дополнительных разъездов (при этом уменьшается длина перегонов). Если это мероприятие было пре­дусмотрено первоначальным проектом линии и в соответствующих местах имеются площадки для разъездов второй очереди, то укладка станционных путей не представляет затруднений и является этапом нара­щивания мощности железной дороги. Однако следует учитывать, что открытие дополнительных разъездов увеличивает число остановок поез­дов, при этом снижаются скорости движения, увеличивается штат и т.д. Обычно это мероприятие эффективно лишь при небольших темпах роста грузопотоков.

Открытие разъездов на существующей линии, если первоначальным проектом это не предусмотрено, вызывает необходимость работ по переустройству профиля и плана. Эффективность этого мероприятия более вероятна при значительной неидентичности перегонов, когда за счет открытия одного-двух дополнительных разъездов можно повысить пропускную способность дороги на большом протяжении, а также когда их открытие может быть осуществлено за счет некоторого переустройст­ва продольного профиля без изменения плана линии. Длина новых перегонов должна быть не менее 7-8 км.

Особым видом работ, имеющим весьма важное значение, является реконструкция узлов и станций. Сопутствующими работами при рекон­струкции железных дорог являются увеличение мощности пути, пере­устройство промежуточных раздельных пунктов,локомотивного,вагон­ного хозяйства, энергоснабжения и др.

Проект должен предусматривать такие способы реконструкций такие методы организации работ, которые в наименьшей степени на­рушают нормальные условия эксплуатации дороги. По каждому объекту необходимо учитывать конкретные местные требования.

7. Совмещенное и раздельное земляное полотно двухпутных ж.д. Достоинства и недостатки. Условия проектирования раздельного земляного полотна.

Второй путь может располагать­ся на уширенном на необходимую вели­чину существующем земляном полотне или на раздельном, самостоятельном зем­ляном полотне.

1) В случае когда проектируется общее земляное полотно, объемы земляных ра­бот меньше по сравнению с расположе­нием второго пути на отдельном земля­ном полотне. Отношение объемов присы­паемой части и отдельного земляного по­лотна при отсутствии или незначитель­ной косогорности уменьшается с воз­растанием рабочих отметок. Так, при М = 4,1 м и ширине основной площадки земляного полотна проектируемого и су­ществующего пути соответственно 7,0 и 6,0 м это соотношение равно 0,46 при h = 2,0 м и 0,32 при h = 5,0 м.

-уменьшение объёма земляных работ,

— уменьшение площадей, отводимых под строительство,

-уменьшение строительной стоимости,

— второго пути ана­логичен плану существующего пути и повторяет его очертание.

В эксплуатационном отношении тоже плюсы.

— малые радиусы круговых кривых,

— слишком короткие прямые вставки,

-недостатки по плану и профилю.

Вследствие чего, возникает необходимость проектировать второй путь на раздельном ЗП.

2) Размещение второго пути на общем с существующим земляном полотне удоб­но в эксплуатационном отношении, но сопряжено с необходимостью повторе­ния того очертания плана и профиля, ко­торое было принято при проектирова­нии линии и может не соответствовать современным требованиям. Тогда воз­никают варианты выноса второго пути на новую трассу.

Варианты раздельной трассы второго пути возникают в следующих случаях:

-при применении более пологого укло­на для второго пути в грузовом направ­лении, что требует дополнительного раз­вития линии. При современных мощных локомотивах такое решение далеко не всегда бесспорно и может оказаться це­лесообразным только в особых случаях;

-при необходимости сократить дли­ну второго пути с целью улучшения по­казателей работы железной дороги (ус­корения доставки грузов и пассажиров, сокращения времени оборота подвижного состава). Сокращение длины второго пути можно получить исключе­нием раздельных пунктов по трассе вто­рого пути, не имеющих грузовой работы, и применением на втором пути спусков круче руководящего по направлению преобладающего грузового движения.

Если третий путь располагается на общем с двумя существующими земля­ном полотне, то приведенные соображе­ния о выборе сторонности приобрета­ют особое значение, так как междупутье между крайним путем и проектируемым третьим существенно больше, чем между первым и вторым путями. Вынос третье­го пути на самостоятельную трассу мо­жет также определяться его специали­зацией.

Улучшение параметров трассы су­ществующих железных дорог. Трасса существующих железных дорог, особен­но давней постройки, часто имеет недо­статки, которые можно разделить на три группы: сложный план линии — кривые малых радиусов, короткие пере­ходные кривые и вставки между смежными кривыми; крутые уклоны, вызы­вающие снижение скорости при тормо­жении; неоправданно большое развитие линии. При проектировании второго пути возможны многочисленные варианты улучшения трассы, обеспечивающие ра­циональную рассредоточенность за­трат.

Случаи раздельных трасс:

1) При применении более пологого руководящего уклона для проектируемого пути в грузовом направлении. Тогда проектируемый уклон получит дополнительное удлинение.

Желательно, чтобы второй путь по отношению с существующим располагался с одной стороны, и не было пересечений проектируемым и существующим путями.

2) При сокращении длины проектируемого пути с целью улучшения показателей работы железной дороги. Снижаются затраты.

3) При строительстве путей на слабом основании.

4) При устройстве подходов к большим мостам, когда мостовой переход сооружается на некотором удалении.

Читайте также:  Заменить сцепление двигатель 406

5) На подходах к большим ж.д. узлам, когда предусматривается обход узла одним из путей.

6) При устройстве второго пути на крутых откосах, где на существующем пути имеются подпорные стены.

Источник

Тяговый электродвигатель

Тяговый электродвигатель — электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую для привода в движение колёсных пар вагонов. Тяговые двигатели используют также для торможения поезда, переводя их в генераторный режим. При этом механическая энергия движущегося поезда преобразуется в электрическую.

Содержание

Общие сведения

Развитие конструкции тяговых двигателей тесно связано с совершенствованием конструкции систем управления ими. Исторически подвижной состав всех видов электрического транспорта строился с коллекторными тяговыми двигателями. Это объясняется, в первую очередь, простотой простотой передачи энергии и управления режимами его работы. Такие двигатели обладают удобными для использования на транспорте механическими характеристиками. Однако, коллекторные двигатели имеют и ряд недостатков, связанных, в основном, с наличием коллектора. Коллектор, имеющий подвижные контакты (щетки), требует регулярного обслуживания. Для обеспечения надежной коммутации, снижения искрения усложняется конструкция электродвигателя. Кроме того, это ограничивает максимальную скорость вращения, что приводит к увеличению габаритов двигателя.

Развитие силовой полупроводниковой техники, обладающей высоким быстродействием, позволило в 1960-х — 80-х годах сначала отказаться от реостатной системы управления коллекторными тяговыми двигателями, заменив её более надежной и экономичной импульсной, а затем и перейти к выпуску вагонов с асинхронным тяговым приводом. На отечественных метрополитенах первым серийно выпускавшимся типом вагонов с импульсным регулированием стал тип 81-718/719 в 1991 году, а первым серийно выпускаемым типом вагонов с асинхронными двигателями — «Яуза» 81-720.1/721.1 в 1998 году.

Основными недостатками асинхронных двигателей являются сложность регулирования и сложность осуществления электрического торможения при использовании двигателей с короткозамкнутым ротором. Поэтому в настоящее время разрабатываются конструкции тяговых приводов, использующих синхронные двигатели с ротором на постоянных магнитах, вентильно-индукторные двигатели.

Коллекторные тяговые двигатели

В России существует единая унифицированная серия коллекторных тяговых двигателей постоянного тока, в которую вошли и двигатели электропоездов метрополитена. Все они имеют общий принцип компоновки и много унифицированных узлов и деталей. При изготовлении унифицированных тяговых двигателей можно использовать однотипное станочное оборудование, что снижает их стоимость. На вагонах метрополитена широко используют тяговые двигатели постоянного тока. Такие двигатели обладают хорошими тяговыми характеристиками, сравнительно просты по конструкции и надежны в эксплуатации. По конструкции тяговые двигатели электроподвижного состава существенно отличаются от стационарных двигателей постоянного тока, что объясняется особенностями их расположения и условиями работы. Размеры тягового двигателя, подвешенного под кузовом вагона, ограничены подвагонными габаритами. Диаметр его определяется диаметром колеса, так как должно быть выдержано определенное расстояние от нижней точки двигателя до уровня головки рельсов. Длина тягового двигателя ограничена габаритными размерами тележки. На вагонах установлены четыре тяговых двигателя: по одному на каждую колесную пару. Нумерация их идет по осям, считая от кабины управления. Тяговый двигатель работает в тяжелых условиях, так как на него попадают грязь с железнодорожного полотна, пыль от тормозных колодок, дождь и снег на открытых участках трассы. Поэтому все детали, расположенные в его корпусе, должны быть защищены. Для лучшего отвода тепла, выделяющегося при работе тягового двигателя, на валу якоря установлен вентилятор, засасывающий воздух со стороны коллектора и прогоняющий его через двигатель. В паспорте стационарных электрических машин обычно указывает их номинальную мощность продолжительного режима, то есть такую мощность, которую машина должна отдавать неограниченно долгое время, причем температура его узлов и деталей не должна превышать значений, допускаемых нормами для изоляционных материалов. Режим работы тяговых двигателей резко меняется в зависимости от профиля пути и веса поезда. Это не позволяет характеризовать работоспособность тягового двигателя только значением номинальной мощности продолжительного режима. Поэтому характеристики тяговых двигателей даны для часового и максимального режимов.

Асинхронные тяговые двигатели

Тяговые двигатели ДАТЭ-170 входят в комплект тягового привода КАТП-1, устанавливаемого на вагонах 81-720.1/721.1 и 81-740/741. Их основные параметры:

Кроме того, в эксплуатации на метрополитенах Казани, Киева, Праги находятся вагоны отечественного производства с асинхронным приводом производства фирмы «Шкода».

Конструкция тяговых двигателей

Устройство тягового двигателя постоянного тока

Все тяговые двигатели постоянного тока вагонов метрополитена имеют в основном одинаковое устройство. Двигатель состоит из остова, четырех главных и четырех добавочных полюсов, якоря, подшипниковых щитов, щеточного аппарата, вентилятора.

Остов двигателя

Он выполнен из электромагнитной стали имеет цилиндрическую форму и служит магнитопроводом. Для жесткого крепления к поперечной балке рамы тележки на остов предусмотрены три прилива-кронштейна и два предохранительных ребра. В остове имеются отверстия для крепления главных и добавочных полюсов, вентиляционные и коллекторные люки. Из остова двигателя выходят шесть кабелей. Торцовые части остова закрыты подшипниковыми щитами. В остове укреплена паспортная табличка с указанием завода-изготовителя, заводского номера, массы, тока, частоты вращения, мощности и напряжения.

Главные полюсы

Они предназначены для создания основного магнитного потока. Главный полюс состоит из сердечника и катушки. Катушки всех главных полюсов соединены последовательно и составляют обмотку возбуждения. Сердечник набран из листов электротехнической стали толщиной 1,5 мм для Уменьшения вихревых токов. Перед сборкой листы прокрашивают изоляционным лаком, сжимают прессом и скрепляют заклепками. Часть сердечника, обращенная к якорю, выполнена более широкой и называется полюсным наконечником. Эта часть служит для поддержания катушки, а также для лучшего распределения магнитного потока в воздушном зазоре. В тяговых двигателях ДК-108А, установленных на вагонах Е (по сравнению с ДК-104 на вагонах Д), увеличен зазор между якорем и главными полюсами, что, с одной стороны, дало возможность увеличить скорость в ходовых режимах на 26 %, а с другой стороны, уменьшилась эффективность электрического торможения (медленное возбуждение двигателей в генераторном режиме из-за недостаточного магнитного потока). Для увеличения эффективности электрического торможения в катушках главных полюсов кроме двух основных обмоток, создающих основной магнитный поток в тяговом и тормозном режимах, имеется третья — подмагничивающая, которая создает дополнительный магнитный поток при работе двигателя только в генераторном режиме. Подмагничивающая обмотка включена параллельно двум основным и получает питание от высоковольтной цепи через автоматический выключатель, предохранитель и контактор. Изоляция катушек главных полюсов кремнийорганическая. Главный полюс крепится к остову двумя болтами, которые ввертывают в квадратный стержень, расположенный в теле сердечника.

Добавочные полюсы

Они предназначены для создания дополнительного магнитного потока, который улучшает коммутацию и уменьшает реакцию якоря в зоне между главными полюсами. По размерам они меньше главных полюсов и расположены между ними. Добавочный полюс состоит из сердечника и катушки. Сердечник выполнен монолитным, так как вихревые токи в его наконечнике не возникают из-за небольшой индукции под добавочным полюсом. Крепится сердечник к остову двумя болтами. Между остовом и сердечником для меньшего рассеяния магнитного потока установлена диамагнитная латунная прокладка. Катушки добавочных полюсов соединены последовательно одна с другой и с обмоткой якоря.

Якорь

Машина постоянного тока имеет якорь, состоящий из сердечника, обмотки, коллектора и вала. Сердечник якоря представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для уменьшения потерь от вихревых токов, возникающих при пересечении якорем магнитного поля, листы изолируют один от другого лаком. В каждом листе имеется отверстие со шпоночной канавкой для насадки на вал, вентиляционные отверстия и пазы для укладки обмотки якоря. В верхней части пазы имеют форму ласточкиного хвоста. Листы насаживают на вал и фиксируют шпонкой. Собранные листы прессуются между двумя нажимными шайбами. Обмотка якоря состоит из секций, которые укладывают в пазы сердечника и пропитывают асфальтовым и бакелитовым лаками. Чтобы обмотка не выпадала из пазов, в пазовую часть забивают текстолитовые клинья, а переднюю и заднюю части обмотки укрепляют проволочными бандажами, которые после намотки пропаивают оловом. Назначение коллектора машины постоянного тока в различных режимах работы неодинаково. Так, в генераторном режиме коллектор служит для преобразования переменной электродвижущей силы (э.д.с), индуцируемой в обмотке якоря, в постоянную э.д.с. на щетках генератора, в двигательном — для изменения направления тока в проводниках обмотки якоря, чтобы якорь двигателя вращался в какую-либо определенную сторону. Коллектор состоит из втулки, коллекторных медных пластин, нажимного конуса. Коллекторные пластины изолированы друг от друга миканитовыми пластинами, от втулки и нажимного конуса — изоляционными манжетами. Рабочую часть коллектора, имеющую контакт со щетками, протачивают на станке и шлифуют. Чтобы при работе щетки не касались миканитовых пластин, коллектор подвергают «продорожке». При этом миканитовые пластины становятся ниже коллекторных примерно на 1 мм. Со стороны сердечника в коллекторных пластинах предусмотрены выступы с прорезью для впаивания проводников обмотки якоря. Коллекторные пластины имеют клинообразное сечение, а для удобства крепления — форму «ласточкин хвост». Коллектор насаживают на вал якоря прессовой посадкой и фиксируют шпонкой. Вал якоря имеет разные посадочные диаметры. Кроме якоря и коллектора, на вал напрессована стальная втулка вентилятора. Внутренние кольца подшипников и подшипниковые втулки насажены на вал в горячем состоянии.

Читайте также:  Надежные двигатели мерседес отзывы

Подшипниковые щиты

В щитах установлены шариковые или роликовые подшипники — надежные и не требующие большого ухода. Со стороны коллектора стоит упорный подшипник; его наружное кольцо упирается в прилив подшипникового щита. Со стороны тяговой передачи установлен свободный подшипник, который позволяет валу якоря удлиняться при нагреве. Для подшипников применяют густую консистентную смазку. Чтобы смазка при работе двигателей не выбрасывалась из смазочных камер, предусмотрено гидравлическое (лабиринтное) уплотнение. Вязкая смазка, попав в небольшой зазор между канавками-лабич рингами, проточенными в щите, и втулкой, насаженной на вал, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам лабиринта, где самой смазкой создаются гидравлические перегородки. Подшипниковые щиты крепят к обеим сторонам остова.

Щеточный аппарат

Для соединения коллектора двигателя с силовой цепью вагона используют электрографитные щетки марки ЭГ-2А, которые обладают хорошими коммутирующими свойствами, высокой механической прочностью и способны выдерживать большие перегрузки. Щетки представляют собой прямоугольные призмы размером 16 х 32 х 40 мм. Рабочую поверхность щеток пришлифовывают к коллектору для обеспечения надежного контакта. Щетки устанавливают в обоймы, называемые щеткодержателями, и соединяют с ними гибкими медными шунтами: в каждом щеткодержателе по две щетки, число щеткодержателей — четыре. Нажим на щетку осуществляется пружиной, упирающейся одним концом через палец в щетку, другим — в щеткодержатель. Нажатие на щетку должно быть отрегулировано в строго определенных пределах, так как чрезмерный нажим вызывает быстрый износ щетки и нагрев коллектора, а недостаточный не обеспечивает надежного контакта между щеткой и коллектором, вследствие чего возникает искрение под щеткой. Нажатие не должно превышать 25Н (2,5 кгс) и быть менее 15Н (1,5 кгс). Щеткодержатель укрепляют на кронштейне и с помощью двух шпилек, запрессованных в кронштейн, крепят непосредственно к подшипниковому щиту. Кронштейн от щеткодержателя и подшипникового шита изолируют фарфоровыми изоляторами. Для осмотра коллектора и щеткодержателей в остове двигателя имеются люки с крышками, обеспечивающими достаточную защиту от проникновения воды и грязи.

Вентилятор

В процессе работы необходимо охлаждать двигатель, так как с повышением температуры его обмоток снижается мощность двигателя. Вентилятор состоит из стальной втулки и силуминовой крыльчатки, скрепленных восемью заклепками. Лопатки крыльчатки расположены радиально для выброса воздуха в одном направлении. Вентилятор вращается вместе с якорем двигателя, создавая в нем разрежение. Потоки воздуха засасываются внутрь двигателя через отверстия со стороны коллектора. Часть воздушного потока омывает якорь, главные и добавочные полюса, другая проходит внутри коллектора и якоря по вентиляционным каналам. Воздух выталкивается наружу со стороны вентилятора через люк остова.

Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов: статора и ротора. На статоре размещают трехфазную обмотку, создающую вращающееся магнитное поле. Скорость вращения магнитного поля определяется частотой питающего двигатель тока и числом пар полюсов.

Обмотку ротора выполняют в виде так называемой «беличьей клетки». Она является короткозамкнутой и не имеет выводов. Беличья клетка состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора, набранного из листов электротехнической стали, без какой-либо изоляции. По торцам ротора устанавливают лопасти, образующие центробежный вентилятор. Ток в роторе наводится движущимся относительно него полем статора. Таким образом, для работы двигателя необходима разность скоростей вращения ротора и поля статора, что и отражено в его названии.

Характеристики тяговых двигателей

В таблице приведены технические характеристики коллекторных тяговых двигателей вагонов метрополитена:

Тип двигателя ДПМ-151 ДК-102А…Г SL-104n USL-421 ДК-104А ДК-104Г, Д ДК-108А ДК-108А1 ДК-108Г ДК-108Д ДК-112А ДК-115Г ДК-116А ДК-117А ДК-117ДМ ДК-120АМ
Тип вагонов А Г В2 В3 В1 Д Е Е Еж И Еж3 81-717/714 81-717.5/714.5 81-720/721
Год начала производства 1935 1940 1930 1930 1948 1949 1959 1959 1970 1973 1973 1975 1987 1991
Часовая мощность, кВт 153 83 100 70 80 73 64 68 66 66 68 90 72 110 112-114 115
Номинальное напряжение, В 750 375 750 375 375 375 375 375 375 375 375 375 375 375
Рабочее ослабление поля, % 65 44,5 40 40 35 28
Часовой ток, А 225 248 220 220 195 210 202 205 210 270 218 330 330-340 345
Часовая частота вращения, об/мин 950 / 968 1160 1300 1355 1530 1450 1510 1600 1600 1600 1360 1480 1480 1500
Длительный ток, А 173 205 185 175 182 178 178 185 230 185 295 290 295
Длительная частота вращения, об/мин 1075 1320 1455 1580 1600 1740 1220
Наибольший ток, А 450 500 440 420 420 440
Масса, кг 2340 1490 700 615 630 630 625 625 765 760 770
Число пар полюсов 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Число коллекторных пластин 185 238 141 175 175 175 175 175 175 210 210
Возбуждение Посл. Посл. Посл. Посл. с подм. Посл. с подм. Посл. Посл. с подм. Посл. Посл. Посл.
Число витков обмотки ГП 38 16+16 33 30С+530Ш 30С 30 40 40 32 26 26
Сопротвиление обмотки якоря, Ом 0,066 0,041 0,068 0,086 0,078 0,092 0,092 0,092 0,066 0,034 0,0285
Сопротивление обмотки возбуждения, Ом 0,0615 0,0269 0,064 0,062+165 0,067+? 0,067 0,108 0,098 0,044 0,048 0,0312
Сопротивление добавочных полюсов, Ом 0,0338 0,0215 0,028 0,035 0,034 0,037 0,049 0,049 0,022 0,015 0,0103
Воздушный зазр под центром/краем полюса, мм 5 / 9 2,2 / 5 1,5 / 5,7 3,25 / 9 2,9 2,5 4 / 9

Конструкция используемых в настоящее время коллекторных тяговых двигателей ДК-117 и ДК-120 регламентируется техническими условиями ТУ 3355-029-05758196-02.

Характеристики коллекторных электродвигателей, применяемых на наземном городском транспорте:

Источник

Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector