Тяговый электродвигатель — тип
Тяговый электродвигатель типа НБ-406Б, применяемый на этих электровозах, имеет стальной литой остов 2, который является одновременно магнитопроводом и корпусом. Внутри остова 2 закреплены по четыре сердечника главных 11 и дополнительных 13 полюсов с катушками 12 и 14, четыре щеткодержателя, подшипниковые щиты 3 и 8 с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь двигателя. На одной из наружных стенок остова расположены приливы 10 для крепления букс мотор но-осевых подшипников скользящего типа, а с противоположной стороны — приливы 16, которыми двигатель через пружинное устройство опирается на поперечную балку тележки. Коллектор якоря набран из медных пластин специального профиля, изолированных микани-товыми прокладками. Для обмоток якоря и катушек полюсов используется шинная медь.
Тяговый электродвигатель типа РТ-2 с последовательным возбуждением мощностью 6 кВт ( при работе в течение 30 мин при 1500 об / мин) закреплен на шасси. Передача от двигателя к редуктору ведущего, переднего моста осуществлена карданным валом.
Тяговый электродвигатель типа РТ-13АД мощностью 3 кВТ при ПВ — 40 %, редуктор и ведущее колесо образуют механизм передвижения, объединенный в блок.
Электропогрузчик ЭП-201 58. |
Тяговый электродвигатель типа РТ-2 с последовательным возбуждением мощностью 6 кет ( при работе в течение 30 мин при 1 500 об / мин) закреплен на шасси. Передача от двигателя к редуктору ведущего, переднего моста осуществлена карданным валом.
Тяговый электродвигатель типа РТ-13АД мощностью 3 кет при ПВ-40 %, редуктор и ведущее колесо образуют механизм передвижения, объединенный в блок.
Отключатели тяговых электродвигателей типа ГВ-24А и ГВ-23А предназначены для отключения тележки при выходе из строя какого-либо тягового электродвигателя.
Механизм передвижения состоит из тягового электродвигателя типа РТ-13Б с последовательным возбуждением мощностью 3 кет при продолжительности включения 40 % и 1 200 об / мин, главной передачи с двумя парами зубчатых колес ( первой — конической со спиральными зубьями, второй — цилиндрической с косыми зубьями), переднего моста с дифференциалом и двумя ведущими колесами.
Погрузчики ЭП-0601, ЭП-080Ги ЭПК-0805 имеют одинаковые аккумуляторные батареи, тяговые электродвигатели типа ЗДТ-31 мощностью 1 3 кВт, электродвигатели гидронасосов типа ЗДН-31 мощностью 2 кВт, вилочные захваты сечением 100×30 мм. На погрузчиках ЭП-1003, ЭП-1201 и ЭПК-1205 установлены тяговые электродвигатели типа ЗДТ-32 мощностью 1 5 кВт, электродвигатели гидронасосов типа ЗДН-32 мощностью 2, 2 кВт, вилочные захваты сечением 125×36 мм.
На платформе крана имеются две дизель-генераторные установки постоянного тока для питания крановых и тяговых электродвигателей. Каждый тяговый электродвигатель типа ДК-305А приводит во вращение колесную пару тележки при помощи кар — — данного соединения и двухступенчатого редуктора.
Тепловоз оборудован электрическим тормозом, описание которого приведено ниже. На тепловозе установлены тяговые электродвигатели типа ЭД-127 мощностью 685 кВт с номинальным током 900 А и частотой вращения 900 об / мин.
Тяговые электродвигатели предназначены для преобразования электрической энергии, получаемой от главного генератора, в механическую, которая посредством зубчатого редуктора передается колесным парам. На тепловозах ТЭ1 и ТЭ2 установлены тяговые электродвигатели типа ДК-304Б, на тепловозах ТЭМ1 и ТЭЗ ранних выпусков — ЭДТ-200А, поздних — ЭДТ-200Б, на тепловозах ТЭ10 и 2ТЭ10Л — ЭД-107 и на тепловозах ТЭП60 — ЭД-108, Их конструкция и принцип работы аналогичны тяговым электродвигателям электровоза.
Погрузчики ЭП-0601, ЭП-080Ги ЭПК-0805 имеют одинаковые аккумуляторные батареи, тяговые электродвигатели типа ЗДТ-31 мощностью 1 3 кВт, электродвигатели гидронасосов типа ЗДН-31 мощностью 2 кВт, вилочные захваты сечением 100×30 мм. На погрузчиках ЭП-1003, ЭП-1201 и ЭПК-1205 установлены тяговые электродвигатели типа ЗДТ-32 мощностью 1 5 кВт, электродвигатели гидронасосов типа ЗДН-32 мощностью 2, 2 кВт, вилочные захваты сечением 125×36 мм.
Коллекторный агрегат на постоянном токе
Любой коллекторный агрегат является своеобразной электрической машиной, которая в зависимости от своего предназначения выполняет функции генератора или электродвигателя. Отличительной чертой этих устройств считается соединение якорной обмотки с коллектором.
Основным источником питания коллекторных движков служит постоянный ток. Сейчас уже выпускаются модификации многофункциональных агрегатов с невысокой мощностью, способных работать не только от постоянного, но и от переменного тока.
Стандартный тяговый электродвигатель состоит из коллектора (1), щеток (2), сердечника ротора или якоря (3), сердечника главного полюса (4), обмотки возбуждения (5), станины (6). Кроме того, сюда же включены подшипниковый щит (7), вентилятор (8), якорная обмотка (9).
Все детали соединяются в несколько конструктивных элементов. Прежде всего, это магнитная система, под влиянием которой появляется магнитное поле, а также якорь с обмоткой, вращающийся с помощью подшипников. Коллектор и другие детали разъединяются между собой воздушной прослойкой.
В агрегатах постоянного тока возникновение магнитного поля происходит с участием обмоток возбуждения. Они располагаются на полюсных сердечниках и подключены к постоянному току. Количество полюсов может быть разным, в зависимости от мощности двигателя и его использования в транспортной единице. Их число чаще всего находится в рамках от 2 до 12. Стандартная магнитная система представляет собой монолитную металлическую станину, в которой присутствуют съемные шихтованные сердечники. Чтобы понять, как взаимодействуют узлы и детали между собой, необходимо более подробно рассмотреть устройство каждого компонента.
Инструкция по техническому обслуживанию и текущим ремонтам
I. Указания мер безопасности.
II. Виды и периодичность технического обслуживания
Механическое оборудование ТО-2
Электрические машины ТО-2
Трансформаторы, дроссели ТО-2
Электрические аппараты ТО-2
Пневматическое оборудование ТО-2
Система вентиляции ТО-2
Механическое оборудование ТР-1
Электрические машины ТР-1
Трансформаторы, дроссели ТР-1
Электрические аппараты ТР-1
Пневматическое оборудование ТР-1
Установка оборудования ТР-1
Монтаж проводов и шин ТР-1
Система вентиляции ТР-1
Механическое оборудование ТР-2
Элетрические машины ТР-2
Трансформаторы, дроссели ТР-2
Электрические аппараты ТР-2
Пневматическое оборудование ТР-2
Установка оборудования ТР-2
Монтаж проводов и шин ТР-2
Система вентиляции ТР-2
Механическое оборудование ТР-3
Электрические машины ТР-3
Трансформаторы, дроссели ТР-3
Электрические аппараты ТР-3
Пневматическое оборудование ТР-3
Установка оборудования ТР-3
Монтаж проводов и шин ТР-3
Система вентиляции ТР-3
Испытания электровоза после текущего ремонта ТР-3
Перечень машин и аппаратов
Перечень технической документации по комплектуюшям изделиям
Перечень инструкций и правил МПС СССР
Перечень проверок технического состояния узлов и деталей механической части электровоза
Карта смазки узлов электровоза
Устранение неисправностей в тяговом двигателе НБ-418К6 после переброса и кругового огня
Характерные неисправности тягового двягателя НБ-418К6 в эксплуатации и методы их устранения
Определение натяжения щеток иа коллектор тягового двигателя НБ-418К6
Установка щеток в нейтральное положение на тяговом двигателе НБ-418К6
Сушка увлажненной изоляции обмоток тягового двигателя НБ-418К6
Нормы допусков и износов тягового двигателя НБ-418К6
Особенности технического обслуживания тяговых двигателей НБ-418К6 в зимнее время
Сушка вспомогательных электрических машин
Подготовка вспомогательных электрических машин к работе
Особенности эксплуатации вспомогательных электрических машин зимой
Нормы допусков и износов вспомогательных электрических машин
Характерные неисправности вспомогательных машин и методы их устранения
Нормы допусков и износов деталей электрических аппаратов
Характерные неисправности электрических аппаратов и методы их устранения
Перечень аппаратов распределительного щита
Подготовка вентиляторов к работе
Сопротивление катушек аппаратов
Перечень пломбируемых аппаратов и оборудования
Технические данные резисторов
Технические данные конденсаторов
Перечень предохранителей
Уставки срабатывания аппаратов защиты и контроля
Нормы значений испытательного напряжения и сопротивления изоляции для проверки электрической прочности оборудования и его цепей
Назначение контактов электрических аппаратов в цепях управления электровозом
Тепловые характеристики
Тепловые характеристики и кривые нагревания и охлаждения обмоток (якоря, компенсационной, главных и дополнительных полюсов) показывают зависимости температур обмоток (либо чаще — превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды) в зависимости от силы тока нагрузки или от времени при различной силе тока. Аэродинамические характеристики определяются зависимостью пропускаемого через двигатель количества воздуха от давления его в коллекторной камере.
Конструкция ТЭД должна исключать возможность случайного соприкосновения обслуживающего персонала с вращающимися частями, обеспечивать удобное техническое обслуживание и ремонт, удовлетворять требованиям пожарной безопасности. Основные показатели надежности ТЭД — вероятность безотказной работы, наработка на отказ, установленный срок службы до списания и т.д.
Техническое описание
Назначение и техническая характеристика электровоза
Общие сведения
Тележка
Кузов
Противоразгрузочное устройство
Гидравлические гасители
Привод скоростемера
Редуктор мотор-компрессора
Тяговый двигатель пульсирующего тока НБ-418К6
Асинхронный электродвигатель АЭ92-402
Расщепитель фаз НБ-455А
Электронасос 4ТТ-63/10
Электродвигатель П11М
Электродвигатель ДМК-1/50
Электродвигатель ДВ-75УЗ
Тяговый трансформатор ОДЦЭ-5000/25Б
Сглаживающий реактор РС-53
Переходной реактор ПРА-48
Индуктивный шунт ИШ-95
Фильтр Ф-3
Дроссели
Панели фильтров
Трансформатор ТРПШ-2
Датчик тока ДТ-39
Трансформаторы
Выпрямительная установка ВУК-4000Т-02
Блок выпрямительной установки возбуждения
Селеновые выпрямители. Панель диодов
Токоприемник Л-13У1 Л-14М1
Выключатель ВОВ-25-4МУХЛ1
Нелинейный резистор ВНКС-25МУХЛ1
Трансформатор тока ТПОФ-25
Главный контроллер ЭКГ-8Ж
Контроллер машиниста КМ-84
Пневматические контакторы ПК
Электромагнитные контакторы МК
Устройство переключения воздуха УПВ-5
Высоковольтный разъединитель РВН-2
Разъединитель Р-45
Разъединители РТД-20, РШК-56, РС-15 и переключатели ПВЦ-100, ПО-82
Переключатель кулачковый двухпозиционный ПКД-141
Блокировочные переключатели БП-149, БП-179, БП-207
Блокировочное устройство БУ-01-02
Выключатели КУ
Выключатель В-007
Автоматические выключатели А63
Кнопочный пост ПКЕ-251
Межэлектровозное соединение цепей управления РУ-51 и ШУ-21
Низковольтная розетка РН-1
Высоковольтное штепсельное соединение СШВ
Реле управления и защиты
Панель реле переключения ПРП-010
Панель защиты от юза ЮЗ-305
Термозащитное реле РТЗ-041 и панель тепловой защиты ПТЗ-019
Панель пуска расщепителя фаз ППРФ-300
Блок дифференциальных реле БРД-356
Реле контроля оборотов РО-33
Тепловые реле ТРТ
Термозащитное реле РТЗ-032
Реле температуры
Распределительный щит РЩ-34
Регулятор напряжения РН-43
Пневматические выключатели управления ПВУ
Электромагнитные включающие вентили ЭВ-15 — ЭВ-17, ЭВ-8, ЭВ-29
Электромагнитные вентили броневого типа ЭВ-55, ЭВ-55-07, ЭВ-58
Электромагнитный вентиль токоприемника ЭВТ-54
Вентили защиты ВЗ-60, ВЗ-57
Электропневматические клапаны унифицированной серии КП-39, КП-39-02, КП-41, КП-53, КП-53-02, КП-100
Клапан продувки КП-110-01
Электроблокировочные клапаны КПЭ-99, КПЭ-99 02
Разгрузочные клапаны КР-50, КР-50-01
Клапан песочницы КП-51 и клапан сигнала КС-52
Пневматическая блокировка ПБ-33-02Б
Ревун ТС-15
Система управления реостатным торможением
Блоки тормозных резисторов БТС-129, БТР-135
Резистор ОПС-438
Резистор КФ-508
Балластные резисторы
Панели резисторов
Указатель позиций УП-5
Сельсин БД-404А
Тахогенератор ТГС-12Э-У1
Предохранители
Заземляющие штанги
Электрокалорифер. Электропечь
Разрядники
Выключатель Тумблер
Аккумуляторная батарея
Воздушные резервуары
Форсунки песочницы
Прибор тонкой очистки сжатого воздуха
Компрессор КТб-Эл
Компрессор КБ-1В
Воздухораспределитель 483.000
Кран машиниста 395.000-3
Кран вспомогательного тормоза 254.000-1
Краны разобщительные
Краны трехходовые
Кран концевой 190.00
Редуктор 348.002
Соединительные рукава
Устройство блокировки тормозов 367.000А
Реле давления 304.002
Обратные клапаны Э-155, Э-175
Клапан предохранительный Э-216
Клапан переключательный ЗПК
Фильтр контакторный Э-114
Стеклоочиститель СЛ-440Б и кран запорно-регулировочный Кр-30В
Пневмоэлектрический датчик 418.000
Маслоотделитель Э-120Д
Регулятор давления АК-11БТЗ
Амперметры и вольтметры
Счетчик электроэнергии
Манометры
Расположение оборудования в кабине
Расположение оборудования в кузове
Расположение оборудования на крыше
Расположение оборудования под кузовом и на торцовой стенке
Блоки силовых аппаратов и трансформатора
Панели аппаратов
Блок мотор-компрессора
Санитарно-технический узел
Электрический монтаж
Система вентиляции
Вентиляторы
Пневматический тормоз
Пневматическая система. Вспомогательные цепи
Подача песка
Расположение пневматического оборудования
Силовые цепи
Вспомогательные цепи
Защита силовых и вспомогательных цепей
Цепи включения измерительных приборов
Электрическая схема. Цепи управления
Взаимодействие электрического и пневматического тормозов
Инструмент и принадлежности
Маркирование и пломбирование
Конструктивная специфика ТЭД
Основное отличие ТЭД от стационарных электродвигателей большой мощности заключается в условиях монтажа двигателей и ограниченном месте для их размещения. Это привело к специфичности их конструкций (ограниченные диаметры и длина, многогранные станины, специальные устройства для крепления и т. п.). Тяговые двигатели городского и железнодорожного транспорта, а также двигатели мотор-колес автомобилей эксплуатируются в сложных погодных условиях, во влажном и пыльном воздухе. Также в отличие от электродвигателей общего назначения ТЭД работают в самых разнообразных режимах (кратковременных, повторно-кратковременных с частыми пусками), сопровождающихся широким изменением частоты вращения ротора и нагрузки по току (при трогании с места может в 2 раза превышать номинальный). При эксплуатации тяговых двигателей имеют место частые механические, тепловые и электрические перегрузки, тряска и толчки. Поэтому при разработке их конструкции предусматривают повышенную электрическую и механическую прочность деталей и узлов, теплостойкую и влагостойкую изоляцию токоведущих частей и обмоток, устойчивую коммутацию двигателей.
Кроме того ТЭД шахтных электровозов должны удовлетворять требованиям, относящимся к взрывозащищенному электрооборудованию.
Тяговые двигатели должны иметь характеристики, обеспечивающие высокие тяговые и энергетические свойства (особенно КПД) подвижного состава.
Развитие полупроводниковой техники открыло возможности перехода от двигателей с электромеханической коммутацией к бесколлекторным машинам с коммутацией при помощи полупроводниковых преобразователей.
Из-за тяжелых условий работы и жестких габаритных ограничений тяговые двигатели относят к машинам предельного использования.
Вентиляция ТЭД
Вентиляция
На электровозах применяется интенсивная независимая вентиляция. Для нагнетания воздуха используется специальный мотор-вентилятор, установленный в кузове локомотива. Предельные допускаемые превышения температур для данного типа вентиляции не должны превышать указанных в таблице.
Класс нагревостойкости изоляции | Режим работы | Части электрической машины | Метод измерения температуры | Предельное допускаемое превышение температуры, °C, не более |
---|---|---|---|---|
A | Продолжительный и повторно-кратковременный | Обмотки якоря и возбуждения | Метод сопротивления | 85 |
Коллектор | Метод термометра | 95 | ||
Часовой, кратковременный | Обмотки якоря и возбуждения | Метод сопротивления | 100 | |
Коллектор | Метод термометра | 95 | ||
E | Продолжительный, повторно-кратковременный, часовой, кратковременный | Обмотки якоря | Метод сопротивления | 105 |
Обмотки возбуждения | 115 | |||
Коллектор | Метод термометра | 95 | ||
B | Обмотки якоря | Метод сопротивления | 120 | |
Обмотки возбуждения | 130 | |||
Коллектор | Метод термометра | 95 | ||
F | Обмотки якоря | Метод сопротивления | 140 | |
Обмотки возбуждения | 155 | |||
Коллектор | Метод термометра | 95 | ||
H | Обмотки якоря | Метод сопротивления | 160 | |
Обмотки возбуждения | 180 | |||
Коллектор | Метод термометра | 105 |
На электропоездах из-за отсутствия места в кузове применяют систему самовентиляции ТЭД. Охлаждение в таком случае осуществляется вентилятором установленном на якоре тягового двигателя.
Соотношение между токами или мощностями номинальных режимов одного и того же двигателя зависит от интенсивности его охлаждения и называется коэффициентом вентиляции
Kвент=I∞Iч=P∞Pч{\displaystyle K_{\text{вент}}=I_{\infty }/I_{\text{ч}}=P_{\infty }/P_{\text{ч}}}
<Kвент<1{\displaystyle 0<K_{\text{вент}}<1}, при чём чем ближе к 1, тем интенсивнее вентиляция.
Предельная допускаемая температура подшипников электрических машин должна соответствовать ГОСТ 183.
Очистка воздуха
Для вентиляционных систем электроподвижного состава обеспечение чистоты охлаждающего воздуха имеет важное значение. Воздух, поступающий в вентиляционную систему двигателей, содержит пыль, а также металлические частицы, образующиеся при истирании тормозных колодок
Зимой также может захватываться 20—25 г/m³ снега. Полностью избавиться от этих загрязнений невозможно. Сильное загрязнение проводящими частицами приводит к повышенному износу щеток и коллектора (из-за повышенного нажатия щеток). Ухудшается состояние изоляции и условия её охлаждения.
Для электровозов наиболее приемлемы жалюзийные инерционные воздухоочистители с фронтальным подводом воздушного потока к плоскости решетки, с горизонтальным (малоэффективна, устанавливалась на ВЛ22м, ВЛ8, ) или вертикальным расположением рабочих элементов. Наибольшей эффективностью по задержанию капельной влаги обладает вертикальная лабиринтная решетка с гидравлическим затвором. Общим недостатком жалюзийных воздухоочистителей является низкая эффективность очистки воздуха.
В последнее время получают распространение воздухоочистители, обеспечивающие аэродинамическую (ротационную) очистку охлаждающего воздуха (устанавливались на , ВЛ85).
Перспективы применения электродвигателей в автомобилях
Перспективы применения электродвигателей в автомобилях напрямую связаны с тем, насколько активно будет развиваться инфраструктура. Там, где она не обеспечена, использование электрокаров действительно ограничено. Ведь без подзарядки у многих авто – малая дальность пробега.
На данный момент доступность такого транспорта – на уровне инженерно-конструкторской работы, экспериментальных выпусков, но есть перспективы что их подхватят автогиганты, и не за горизонтом – серийное производство.
Перспективы применения электродвигателей в автомобилях очень тесно связаны и с политикой отдельных государств. Например, в Норвегии обладатели электромобилей освобождены от уплаты ежегодного налога на транспорт, пользования платными дорогами, паромными переправами и даже большинством парковок. С учётом того, что налоги и тарифы в Скандинавии одни из самых высоких, мотивация приобрести именно авто с электродвигателем, а не ДВС – очень высокая.
Обратите внимание, что на базе LCMS ELECTUDE есть специальный раздел “Электрический привод”, в нём подробно разбираются электродвигатели, виды электропривода, системы зарядки, особенности обслуживания транспорта с электромотором. Кроме комплексных теоретических знаний в обучающих модулях приводятся многочисленные практические примеры
Коллекторный и бесколлекторный приводы
Для подачи питания на движущуюся часть двигателя (якорь) была разработана такая схема:
На якоре все катушки соединяются с группой контактов, которая называется коллектором.
Коллектор (подвижная деталь) соединяется со статичной частью мотора через так называемые щетки. Это графитовые контакты, которые пружинами придавливаются к коллектору. При этом коллектор может свободно вращаться, не теряя контакта со щетками.
Конечно, в этой конструкции есть несколько недостатков:
- При резких перепадах напряжений (при старте или остановке) возникают довольно мощные искры.
- Щетки со временем стираются и их надо заменять. По сути это расходный материал.
- Количество оборотов ограничено.
Бесколлекторные электродвигатели (БД) лишены таких недостатков
Поэтому они получают все большее распространение и все чаще производители электрокаров обращают на них свое внимание. К таким моторам относятся современные универсальные приводы с электронным управлением
Эксплуатационные свойства
Эксплуатационные свойства тяговых двигателей могут быть универсальными, то есть присущими всем видам ЭПС, и частными, то есть присущими ЭПС определенных видов. Некоторые эксплуатационные свойства могут быть взаимопротиворечивыми.
Пример частных свойств: высокая перегрузочная способность двигателей, необходимая для получения высоких пусковых ускорений пригородных электропоездов и поездов метрополитена; возможность продолжительной реализации наибольшей возможной силы тяги для грузовых электровозов; низкая регулируемость ТЭД пригородных поездов и поездов метрополитена в сравнении с ТЭД электровозов.
Появление и развитие тяговых устройств
В самом начале, когда электрический транспорт только начал использоваться, на всех видах подвижного состава устанавливались коллекторные тяговые электродвигатели. При этом передача энергии осуществлялась по самой простой схеме, поэтому агрегатами можно было легко управлять в любом рабочем режиме. Технические и механические характеристики полностью отвечали всем требованиям транспортной специфики.
Тем не менее, в процессе эксплуатации тяговый электродвигатель постоянного тока обнаружил ряд недостатков. В первую очередь, это сам коллектор, оборудованный подвижными контактами – щетками, требующий регулярного технического обслуживания. Принимаемые меры по снижению искрения, повышению надежности коммутации, во многом усложнили устройство двигателя. В результате, его размеры заметно увеличились, а максимальная скорость вращения осталась на прежнем уровне.
Постепенно развивалось направление силовой техники на основе быстродействующих полупроводников. Это позволило заменить реостатную систему, применяемую в коллекторных агрегатах, импульсной, отличающейся повышенной надежностью и экономичностью. В дальнейшем, в вагонных парах стал устанавливаться асинхронный тяговый двигатель в качестве приводного механизма.
Основными проблемами, с которыми пришлось столкнуться при эксплуатации асинхронных двигателей, считаются сложные регулировки. Определенные трудности возникают при использовании электрического торможения, когда для этих целей служат моторы на основе короткозамкнутого ротора. В данный период идет разработка более современных тяговых приводов на основе синхронных агрегатов, в которых установлен ротор на постоянных магнитах.
Поскольку на железнодорожном транспорте до сих пор широко используются именно коллекторные агрегаты, следует более подробно рассмотреть их общее устройство и порядок работы.