/
Автор: Кононов В.Е. Скалин А.В. Бухтеев В.Ф.
Теги: тяга поездов на железных дорогах подвижной состав электротехника железнодорожный транспорт электричество тепловозы железнодорожное движение локомотивы
ISBN: 5-94069-005-Х
Год: 2005
Текст
Скалин А.В., Бухтеев В.Ф.,
Кононов В.Е.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
ТЕПЛОВОЗОВ
(КОНСТРУКЦИЯ, РЕМОНТ
И ИСПЫТАНИЕ)
Желдориздат
Трансинфо
Москва 2005
УДК 629.424: [621.313+621.355]
ББК 39.235 04
С 42
Скалин А.В., Бухтеев В.Ф., Кононов В.Е. Электрические маши-
ны и аккумуляторные батареи тепловозов (конструкция, ремонт и
испытание). — М.: Желдориздат, Трансинфо. 2005, — 232 с.
Подписано в печать 08.12.05. Формат 60X90/16.
Тираж 2000 экз. Заказ № 15781(1).
Отпечатано в ОАО «Саратовский полиграфический комбинат».
410004, г. Саратов, ул. Чернышевского, 59.
ISBN 5-94069-005-Х
© Скалин А.В., Бухтеев В.Ф.,
Кононов В.Е.
© Желдориздат, 2005
Введение
Тяговые генераторы, возбудители, преобразователи и тяговые
>юктродвигатели тепловоза работают при значительных колебаниях
шпрузки, напряжения и температуры в зависимости от массы поез-
i.a. профиля пути, скорости движения и длительности нагрузки.
Тяговые электрические машины тепловозов располагаются в стес-
ненных по габаритам условиях, поэтому все их узлы должны вы-
полняться с минимально возможной массой при достаточной проч-
। юсти и максимальной надежности.
Основные размеры и масса машины определяется ее расчетной
мощностью, частотой вращения и величинами электрических и маг-
нитных нагрузок. Кроме того, величина массы машины зависит от
совершенства ее конструкции и качества использованных материалов.
Габариты тяговых генераторов ограничены габаритом кузова, а
шбариты тяговых двигателей ограничиваются диаметром колес и
расстоянием от головки рельса до рамы кузова.
В результате перегрузки током машины могут чрезмерно пере-
। рсваться. Периодические нагревы и охлаждение обмоток и изоля-
ции, имеющих различные коэффициенты теплового расширения,
вызывают механический износ и старение изоляции.
Тяговые электрические машины работают при переменных нагруз-
ках. При трогании тепловоза с места, переходе с одной ступени регу-
шрования тягового электродвигателя на другую, при электрическом
। |уске дизеля и других условиях имеют место скачкообразное измене-
ние тока в силовой цепи, что ухудшает условия коммутации машин.
Кроме того, коммутация осложняется механическими причинами. Виб-
рация и резкие динамические нагрузки вызывают отрыв щеток от кол-
1ектора, что может быть причиной разрушения последних, подгорание
рабочей поверхности коллектора и появление кругового огня.
Якоря машин, подшипники и подшипниковые щиты испытыва-
ют большие механические нагрузки. Особенно это касается тяговых
нектродвигателей, которые располагаются под кузовом и подразде-
шются на подрессоренные, частично подрессоренные и не подрес-
соренные. Узлы таких машин испытывают значительные динами-
ческие усилия при прохождении тепловозом рельсовых стыков,
(чрелочных переводов, кривых участков пути и других неровностей.
Электрические машины тепловозов работают при различных кли-
матических условиях. Окружающая среда может содержать много
3
пыли и влаги. Колебания температуры окружающей среды могут
составлять от -50° до +50°С. При таких условиях важно обеспечить
достаточное охлаждение и вентиляцию, высокоэффективную очис-
тку охлаждающего воздуха от пыли и влаги, достаточно высокую
термостойкость и влагостойкость изоляции.
Для каждой серии тепловоза заводом-изготовителем устанавли-
вается расчетная скорость движения, определяемая длительным то-
ком и нагревом обмоток электрических машин. Для поддержания
заданного температурного режима электрических машин предусмот-
рена вентиляция машин: самовентиляция — для тяговых генерато-
ров мощностью ниже 2000 кВт и вспомогательных машин; прину-
дительная вентиляция — для тяговых электродвигателей и
централизованное воздухоснабжение — для мощных современных
тепловозов.
Таким образом, к тепловозным тяговым электрическим машинам
предъявляются следующие требования:
1. Минимальная масса, габариты, стоимость при высокой эксп-
луатационной надежности.
2. Высокая устойчивость к динамическим нагрузкам и, в комму-
тационном отношении, к резким изменениям тока.
3. Высокая термостойкость и влагостойкость изоляции.
4. Эффективная вентиляция с защитой от проникновения грязи,
пыли, влаги.
5. Возможно наибольшая унификация узлов и деталей, унифи-
кация электрических машин для различных серий тепловозов.
6. Высокая экономичность.
На сети дорог примерно 35—45% всех случаев выхода из строя
тепловозов с требованием резерва приходится на электрическое обо-
рудование. Если все неисправности по электрооборудованию при-
нять за 100%, то на повреждение тяговых генераторов приходится
10—14%, на тяговые электродвигатели — 40—45%
Неисправности электромашин тепловоза не являются неизбеж-
ными. Наряду с качеством изготовления и ремонта электромашин
огромную роль в профилактике неисправностей играет его техни-
чески грамотная эксплуатация и правильное обслуживание локомо-
тивными бригадами.
4
1. Работа тяговых электрических машин
В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ТЕПЛОВОЗОВ
1.1. Особенности работы электрических машин
НА ТЕПЛОВОЗЕ
Тяговые электрические машины тепловозов по назначению де-
лятся на тяговые генераторы, тяговые электродвигатели и вспомо-
гательные электрические машины.
Тяговые электрические машины, входящие в энергетическую цепь
тепловоза, передают мощность от дизеля к колесным парам и участву-
ют в формировании требуемой тяговой характеристики тепловоза.
Вспомогательные генераторы и электродвигатели, возбудители и
преобразователи предназначены для обслуживания собственных нуяод
тепловоза.
В качестве тягового генератора при передаче мощности постоян-
ного тока используется генератор с независимым возбуждением.
Независимое возбуждение генератора представляет наилучшие воз-
можности автоматического программного регулирования возбужде-
ния и, следовательно, напряжения генератора.
Принцип работы генератора, как известно, основан на законе
электромагнитной индукции, который имеет вид
Е = С- Ф • п,
с л
где Сг — постоянная машины;
Ф — магнитный поток;
п — частота вращения якоря.
Напряжение на зажимах генератора
U = Е— LR ,
где 1Г — ток нагрузки генератора, А;
Ro — внутреннее сопротивление обмоток якоря, Ом;
Е — электродвижущая сила генератора, В.
Из приведенных выражений следует, что напряжение генерато-
ра с независимым возбуждением при изменении нагрузки изменя-
5
ется незначительно (рис. 1, кривая 1—2—8) на величину падения
напряжения в якоре.
Ток нагрузки тягового генератора определяется общим сопротив-
лением силовой цепи
где Е — противо -ЭДС тяговых электродвигателей, В;
Ro — сопротивление обмоток якоря электродвигателей, Ом.
Рис. 1. Предельная
характеристика тягового
генератора
Тяговый генератор тепловоза преобра-
зует механическую энергию дизеля в элек-
трическую. Вместе они образуют дизель—
генераторную установку. При определен-
ной токовой нагрузке генератора его элек-
трическая мощность может быть равной
мощности дизеля. Однако, при «жесткой»
характеристике генератора при увеличе-
нии скорости движения тепловоза и росте
противо-ЭДС тяговых электродвигателей
ток нагрузки генератора будет снижаться.
Мощность генератора
U1
1000
кВт
также упадет. Мощность дизеля использо-
ваться не может. Регулятор частоты вращения уменьшит подачу топ-
лива и снизит мощность дизеля.
При уменьшении скорости движения тепловоза тяговый генера-
тор увеличит мощность и вызовет перегрузку дизеля.
Для функционирования энергетической цепи тепловоза и полу-
чения требуемых тяговых свойств тепловозные тяговые генераторы
должны быть обеспечены системой автоматического регулирования
напряжения, призванной обеспечить наиболее высокое использова-
ние оборудования, наибольшую экономичность его работы, облег-
чить труд локомотивных бригад, повысить безопасность движения,
увеличить эксплуатационную надежность локомотива.
Основным условием регулирования энергетической цепи тепло-
воза является сохранение постоянства режима дизеля (Л/р = const,
Ре const, п = const) при переменном режиме движения тепловоза
( А* = маг,х> - маг), т.е. Ре = const:
6
Мощность на выходе тягового генератора
^г=(^-^)Пг=^г-/г10-3,
где Ре — эффективная мощность дизеля;
Рвп — мощность вспомогательных механизмов.
С7г,2г,т)г — соответственно напряжение, ток, КПД генератора.
При изменении 1Г, КПД, мощность Р п изменяется относительно
мало. Следовательно, при Ре = const имеем
Рг= Uv 7Г • 10“3 « const.
Из этого выражения следует, что напряжение генератора долж-
но изменяться обратно пропорционально току нагрузки, т.е. вне-
шняя характеристика тепловозного генератора должна быть близкой
к гиперболе.
Однако ток и напряжение генератора нельзя увеличивать беспре-
дельно. Величина 17Гтах ограничивается насыщением магнитной цепи,
температурой нагрева обмоток возбуяодения, прочностью изоляции,
допускаемым напряжением между коллекторными пластинами (для
машин постоянного тока).
Величина /|тах ограничена температурой нагрева элементов си-
ловой цепи, условиями коммутации, максимально допустимой си-
лой тока.
С учетом названных ограничений предельная внешняя характе-
ристика генератора (рис.1) имеет три зоны: участок (1—2) — зона
ограничения по напряжению; участок (2—3) — зона ограничения по
мощности дизеля; участок (3—4) — зона ограничения по току.
Кривая (5—6—7—4) изображает зависимость Pe—f(ri), построен-
ную в соответствии с характеристикой (1—2—3—4) генератора.
Из рис. 1 видно, что полная мощность теплового двигателя ис-
пользуется при токах нагрузки 7rmjn до /Гтах. При остальных на-
। рузках мощность будет уменьшаться.
Естественная внешняя характеристика генератора (кривая 1—2—
S, рис. 1) отличается от требуемой, поэтому на тепловозах, для наи-
ьолее полного использования мощности дизеля (получение напря-
жения генератора в соответствии с характеристикой (1—2—3—4)),
применяют автоматическое регулирование дизель-генератора.
7
В электрической передаче постоянного и переменно-постоянного
тока в качестве тяговых электродвигателей применяются электро-
двигатели с последовательным возбуждением. Ведутся работы по
применению электродвигателей независимого и постоянного воз-
буждения. Однако, такие двигатели не нашли еще практического
применения.
Как известно, принцип действия тяговых электродвигателей ос-
нован на законе электромагнитной силы
F^=Bla I,
где В — магнитная индукция
1а — активная длина, м
I—ток, протекающий в проводниках, А.
Если поместить проводник с электрическим током в магнитное
поле, то он начнет перемещаться под действием силы Ем. При дви-
жении проводника по закону электромагнитной индукции в нем
появится ЭДС, имеющая встречное направление подведенному току.
ЭДС можно определить из выражения
где К— скорость передвижения проводника в магнитном поле.
В тяговых электродвигателях проводники укладываются в пазы
ротора, в связи с чем относительно оси вращения образуется момент
М = СЫФ1Я,
где Ф — магнитный поток;
/ — ток протекающий по обмоткам якоря, А;
С — постоянная машины,
м
Закон электромагнитной индукции имеет вид
Е = СеФп,
где Се — постоянная машины;
Ф — магнитный поток;
и —частота вращения.
8
Из имеющихся формул нетрудно получить выражение регулиро-
вания частоты вращения ротора
Ur-IR
П = —Е--2-^-,
СеФ
где Ля — сопротивление цепи якорной обмотки, Ом.
Использование на тепловозах тяговых электродвигателей после-
довательного возбуждения объясняется тем, что электромеханичес-
кие характеристики этих машин в наибольшей степени соответству-
ют требованиям, предъявляемым условиями тяги поездов. По
сравнению с электродвигателями параллельного возбуждения элек-
тродвигатели с последовательным возбуждением обладают следую-
щими основными преимуществами:
1. Развивают большой начальный вращающий момент при тро-
гании поезда с места при одном и том же значении тока якоря. Это
получается в силу того, что у двигателя с последовательным воз-
буждением ток якоря равен току возбуждения и вращающий мо-
мент примерно пропорционален квадрату тока (рис. 2, а).
2. При обычном для современных тепловозов индивидуальном
приводе ведущих колесных пар тяговые электродвигатели локомо-
тива работают параллельно. В этих условиях необходимо обеспе-
чить равномерное распределение тока и тягового усилия между все-
ми электродвигателями.
Неравномерность распределения тока и тягового усилия между
параллельно работающими тяговыми электродвигателями может
получаться по двум причинам: вследствие неравенства диаметров
бандажей отдельных колесных пар локомотива или в силу различия
скоростных характеристик электродвигателей.
Для сравнения на рис. 2 приведены характеристики электродви-
гателей постоянного тока, из которых видно, что при одинаковых
(рис. 2, в) и различных (рис. 2, г) скоростных характеристиках дви-
гателей потребление тока при последовательном возбуждении зна-
чительно меньше, чем при параллельном возбуждении. Следова-
тельно, последовательное возбуждение способствует более
равномерному распределению нагрузок между параллельно работа-
ющими электродвигателями и лучшему использованию сцепного
веса.
9
Рис. 2. Характеристики электродвигателей постоянного тока:
7 — электродвигателя последовательного возбуждения; 2 — электродви-
гателя параллельного возбуждения; 3 — линия постоянной мощности
3. Электротяговая характеристика двигателя с последовательным
возбуждением (рис. 2,6) расположена ближе к идеальной характери-
стике, обеспечивающей постоянство мощности (кривая 3), чем ха-
рактеристика двигателя с параллельным возбуждением. Это при про-
чих равных условиях приводит к уменьшению диапазона
регулирования электродвигателя и генератора. Уменьшаются разме-
ры и вес, как электродвигателя, так и тягового генератора и регули-
рующих устройств.
10
4. Обладает более высокой степенью электрической и механичес-
кой устойчивости, так как менее чувствительны к колебаниям под-
водимого напряжения и к колебаниям нагрузки.
Недостатком тяговых электродвигателей с последовательным воз-
буждением является то, что при пуске их без нагрузки они уходят в
«разнос». При исправном колесно-моторном блоке пуск электродви-
гателей осуществляются всегда при наличии сцепления колес с
рельсами. Указанный недостаток таких двигателей следует учиты-
вать при провороте малой шестерни на валу тягового электродвига-
теля или при разносном боксовании колесных пар тепловоза.
Рассматривая особенности работы тяговых генераторов и тяго-
вых электродвигателей в энергетической цепи тепловоза, следует
сделать выводы:
1. Собственная характеристика генератора с независимым воз-
буждением является жесткой характеристикой и не обеспечивает
постоянства нагрузки на дизель и не дает полного использования
его мощности при различных скоростях движения тепловоза.
2. Для полного использования мощности силовой установки по
всем диапазонам скоростей движения тепловоза необходимо приме-
нять автоматические системы регулирования напряжения тягового
генератора по току нагрузки с целью получения гиперболической
внешней характеристики.
3. Собственная характеристика тягового электродвигателя с пос-
ледовательным возбуждением, называемая электромеханической, не
требует регулирования, так как отвечает условию требуемой тяговой
характеристики. Тем не менее, регулирование тяговых электродви-
гателей должно быть предусмотрено для того, чтобы снять ограни-
чение по напряжению тягового генератора.
Автоматические системы регулирования тягового генератора обес-
печивают сохранение постоянной мощности в определенных преде-
лах токовых нагрузок. Коэффициент регулирования генератора, ко-
торым определяется зона гиперболической части характеристики
составляет К = —ах ~ 2.
^min
При более высоком коэффициенте регулирования наступает на-
сыщение сердечников полюсов генератора и процесс поддержания
постоянной мощности прекращается. Генератор переходит на работу
по жесткой характеристике со всеми, вытекающими из этого, по-
следствиями. Изменение силы тяги в зависимости от сопротивле-
11
ния движению поезда может изменяться в пределах
=5-6.
р
г к min
Следовательно, для неоднократного использования гиперболи-
ческой части характеристики генератора требуется регулирование
тяговых электродвигателей.
1.2. Автоматическое регулирование тяговых
ГЕНЕРАТОРОВ ТЕПЛОВОЗОВ
В системах электромашинного регулирования тяговых генерато-
ров для получения гиперболической внешней характеристики гене-
ратора используют возбудитель с продольным (тепловозы ТЭ1,1Э2,
ТЭМ1, ТЭМ2) и поперечным (тепловозы ТЭЗ, ТЭ7) расщеплением
полюсов.
Возбудитель с продольным расщеплением полюсов (рис. 3,а и б)
имеет четыре главных полюса, каждый из которых вдоль оси маши-
ны разделен на две части: ненасыщенную ТП и насыщенную 772. Обе
части полюса охватываются общей обмоткой независимого возбуж-
дения Н, питаемой напряжением вспомогательного генератора ВГ.
На насыщенном полюсе 772, кроме того, имеется дифференци-
альная обмотка Д, включенная в цепь тока нагрузки тягового гене-
ратора, и действует навстречу обмотки Н. Когда ток в обмотке Д
равен нулю, то магнитные потоки ненасыщенной и насыщенной
частей полюса направлены согласно. По мере увеличения тока 7Г
увеличивается ток в обмотке Ди магнитный поток полюса 772 сна-
чала уменьшается, затем становится равным
Рис. 3. Схема возбудителя с продольным
расщеплением полюсов
нулю и, наконец,
меняет свое на-
правление на про-
тивоположное.
Величина на-
магничивающей
силы и магнитно-
го потока полюса
777 не зависит от
тока 7Г. Величина
ЭДС возбудителя
£вравна алгебраи-
ческой сумме Е} и
Е2, создаваемых
12
потоками полюсов П1 и П2. На рис. 3, в приведены зависимости
Ех(1^, Е2(1Г) и ЕВ(1Г) при неизменном токе в обмотке Н.
Внешняя характеристика тягового генератора E'r=flJv) с неко-
торым изменением повторяет зависимость ЕВ(1Г). Путем подбора
формы магнитной характеристики насыщенных полюсов возбуди-
теля получают такую характеристику генератора, при которой мощ-
ность дизеля сохраняется приблизительно постоянной при токе ге-
нератора Ir>Irmin
Аналогичную характеристику имеет возбудитель с поперечным рас-
щеплением полюсов. Такие возбудители применяются только на теп-
ловозах ТЭЗ, ТЭ7, эксплуатация которых в настоящее время ограни-
чена и поэтому данный вопрос здесь подробно не рассматривается.
Наряду с простотой, большим быстродействием, высокой дина-
мической устойчивостью машинное (тахометрическое) регулирова-
ние генератора по произвольно изменяемой нагрузке имеет суще-
ственные недостатки:
1. Влияние температуры обмоток и гистерезиса электрических
машин, а также напряжение вспомогательного генератора на напря-
жение и мощность тягового генератора
2. Перегрузка дизеля или недоиспользование его мощности при
изменении нагрузки от вспомогательных агрегатов.
3. Невозможность осуществления только за счет такой системы
регулирования ограничений по току и напряжению генератора.
4. Сложность настройки характеристики генератора.
На тепловозах второго поколения (ТЭ10, ТЭП60, 2М62) приме-
няется аппаратное регулирование напряжения тягового генератора.
В такой системе используются следующие электромагнитные аппа-
раты: магнитные усилители (МУ), трансформаторы постоянного тока
(ТПТ), и постоянного напряжения (ТПН), бесконтактные тахомет-
рические блоки (БЗВ) и индуктивные датчики (ИД).
Простейший магнитный усилитель (рис. 4, а и б) состоит из двух
замкнутых сердечников, на которых уложены две обмотки: рабочая
(Р), намотанная на каждом сердечнике и получающая питание от
цепей переменного тока, а также обмотка управления (ОУ), охваты-
вающая одновременно оба сердечника и питаемая постоянным то-
ком. Последовательно с обмоткой (Р) включается нагрузка R. Об-
мотки Р и ОУ включаются таким образом, чтобы в течение первого
полупериода переменного тока создаваемые ими магнитные потоки
в первом сердечнике были направлены согласно, а во втором —
встречно. В течение второго полупериода — наоборот. Такое вклю-
13
чение обмоток обеспечивает взаимное уравновешивание ЭДС ин-
дукции, наводимой в ОУ магнитным потоком обмотки Р.
Полное сопротивление обмотки Р
Z =: Jr2 + Х2р = ^R2+(aLp)2 = ^R2+(2itfLp)2 ,
где Rp, Lp — активное сопротивление и коэффициент самоиндукции;
со, у — круговая и линейная частота тока.
Для цепей с ферромагнитным сердечником величина Lp зависит
от насыщения сердечника. Если сердечник амплистата насыщен, то
Zp = Lp min и Zp ~ Zp m.n. В этом случае общее сопротивление цепи
определяется сопротивлением нагрузки Rh и соответственно ток в
нагрузке /н= /нтах. Уменьшение насыщения магнитной цепи усили-
теля приводит к увеличению Lp и Zp и к уменьшению /н.
Таким образом, воздействуя на магнитную цепь усилителя, мож-
но регулировать ток в нагрузке, возбуждение и напряжение тягово-
го генератора.
Для изменения магнитного состояния сердечника МУ использу-
ется обмотка управления (ОУ). Очевидно, что увеличение тока /
приводит к увеличению /н и наоборот.
Зависимость /н =/(/оу) для простейших МУ показана на рис. 4, а
и б.
Магнитный усилитель (МУ) характеризуется коэффициентом уси-
ления К, который равен отношению мощности на выходе МУ к
14
мощности на его входе. Величина К тем больше, чем круче зависи-
мость = Для увеличения К вводится внутренняя обратная
связь путем включения рабочих обмоток усилителя последователь-
но с диодами выпрямителя, (рис. 4, в) при этом по рабочим обмот-
кам будет протекать пульсирующий ток, который также подмагни-
чивает сердечник МУ. Увеличение тока нагрузки усиливает
намагничивание, что приводит к дальнейшему росту /н. Магнитный
усилитель, работающий на такой схеме, называется амплистатом.
Характеристика амплистата приведена на рис. 4, г
Трансформаторы постоянного тока ТПТ и постоянного напряже-
ния ТПН по устройству и принципу действия аналогичны магнит-
ным усилителям.
Различие состоит в том, что в них не используется эффект уси-
ления. Они должны обеспечивать с достаточной точностью пропор-
циональность между током нагрузки, напряжением и намагничива-
ющей силой обмотки управления.
Принципиальная схема аппаратного регулирования тягового ге-
нератора приведена на рис. 5, а.
Обмотка Я возбуждения Г получает питание от возбудителя В.
Возбудитель снабжен двумя обмотками возбуждения Н1 и Н2. Ос-
। ювная обмотка HI получает питание от синхронного подвозбудите-
ля СПВ через амплистат АВ. Дополнительная обмотка Н2 питается
от вспомогательного генератора. Обмотка Н2 размагничивающая.
Она служит для уравновешивания намагничивающей силы обмот-
ки Н1, создаваемой током холостого хода АВ, а также для возбужде-
ния возбудителя в аварийном режиме.
Амплистат имеет четыре обмотки управления: задающую ОЗ, уп-
равляющую ОУ, регулирующую ОР и стабилизирующую ОС. Об-
мотки ОЗ и ОР — подмагничивающие, обмотка ОУ— размагничива-
ющая.
Обмотка ОЗ включена на напряжение блока задания возбужде-
ния БЗВ. Обмотка ОЗ задает уровень напряжения генератора в за-
висимости от позиции контроллера машиниста. Обмотка ОУ через
селективный узел СУ получает питание от цепей рабочих обмоток
ТПТ и ТПН.
Так как ток в обмотке ОУ зависит от тока и напряжения генера-
тора, то с помощью этой обмотки осуществляется регулирование
напряжения тягового генератора по току нагрузки.
Обмотка ОР питается от СПВ через индуктивный датчик ИД.
11оскольку ток в обмотке ОР определяется сопротивлением ИД, то с
15
a
б
Рис. 5. Принципиальная схема регулирования с магнитным возбудителем
помощью этой обмотки осуществляется регулирование генератора
по мощности дизеля. Обмотка ОС предназначена для повышения
устойчивости системы. Она включается в действие только при пере-
ходных процессах.
Результирующая намагничивающая сила обмоток АВ равна
F=F3-Foy+Fp±Fc.
Селективный узел (СУ) (рис. 5, 6) состоит из двух выпрямитель-
ных мостов В1 и В2 и балластных сопротивлений СБТТ и СБТН.
Селективный узел предназначен для регулирования напряжения ге-
нератора в зависимости от тока нагрузки. Полученная характерис-
тика генератора называется селективной (рис. 5, в). При трогании
тепловоза с места система регулирования автоматически ограничи-
вает пусковой ток. Так как ток генератора при пуске и ток выхода
ТПТбольшой, а напряжение и ток выхода F/УЯмалы, то FB]>£/B2,
мост В2 находится в закрытом состоянии и ток в обмотке ОУ
определяется только током 7г. Величина / тах для данной позиции
контроллера ограничивается размагничивающим действием обмотки
ОУ. Действительно размагничивающая сила амплистата F=FO3 —
Foy с увеличением F уменьшается, что препятствует дальнейшему
росту тока нагрузки. Полученная селективная характеристика гене-
ратора (рис. 5, в) отличается от гиперболической и выражается на-
клонной прямой линией (C7+/=const). При этом не обеспечивается
постоянство мощности дизельгенераторной установки.
Основная задача регулирования (F=const) выполняется путем
введения в действие регулятора нагрузки и обмотки ОР. Результи-
рующая намагничивающая сила обмоток управления амплистата и,
соответственно, возбуждение возбудителя и генератора изменяются
таким образом, что регулирование напряжения генератора происхо-
дит по гиперболической кривой (U +1= const).
На тепловозах третьего поколения (2ТЭ116, ТЭП70, ТЭП80, ТЭМ7)
применена автоматическая тиристорная система регулирования на-
пряжения, принципиальная схема которой приведена на рис. 6, а.
Обмотка возбуждения генератора F получает питание от одно-
фазного синхронного возбудителя (СВ). Выпрямление тока возбуж-
дения и его регулирование, с целью поддержания постоянства мощ-
ности дизеля, осуществляется с помощью управляемого выпрямителя
(УВ), выполненного по схеме однофазного моста.
В два плеча моста включены тиристоры, в два других — кремне-
вые неуправляемые диоды. Управление тиристорами производится
от блока управления выпрямителя (БУВ), который генерирует им-
17
оо
Рис. 6. Схема регулирования электропередачи переменно-постоянного тока
пульсы управления, открывая в определенные моменты времени
тиристоры. От возбудителя на вход УВ подается переменное напря-
жение f/Jpnc. 6, б). С выходом УВ на обмотку возбуждения генера-
тора поступает пульсирующее напряжение UB, среднее значение ко-
торого регулируется изменением угла отпирания тиристора. Изменяя
угол а от amjn до 180° можно изменять ток возбуждения генератора
от максимальной величины до нуля. Пульсация тока в обмотке воз-
буждения сглаживается вследствие значительной ее индуктивности.
Регулирование угла а осуществляется с помощью блока БУВ,
который имеет две входные и четыре выходные цепи. По выход-
ным цепям подаются импульсы управления на тиристоры. Входны-
ми являются:
1. Цепь управления, по которой с выхода селективного узла по-
ступает сигнал управления тиристорами.
2. Цепь стабилизации, по которой подается сигнал отрицатель-
ной обратной связи по выходному напряжению УВ, обеспечиваю-
щий устойчивую работу системы.
3. Цепь питания стабилизированным постоянным напряжением
Цг.
4. Цепь переменного тока, по которой от СВ подается напряже-
ние синхронизации Um.
Селективный узел СУ предназначен для получения требуемых
внешних характеристик генератора. Он состоит из потенциометров
обратной связи (/?от,/?он,/?ом), потенциометров задания (R^, RyH, RyM)
и потенциометра индуктивного датчика (/?и).
Сигнал задания формируется блоком задания БЗВ и датчиком
ИД. Выпрямленное напряжение блока БЗВ, пропорциональное час-
тоте вращения вала дизеля п, подается на потенциометры задания,
на которых образуются постоянные для каждой позиции контролле-
ра напряжения уставки: по максимальному напряжению UyK, по мак-
симальному току U^, по мощности Иум.
Узел обратной связи состоит из трансформаторов постоянного
напряжения ТПН, трансформаторов постоянного тока ТПТ1-3, вып-
рямительных мостов и потенциометров обратной связи. На потен-
циометрах /?от, Roh, Rom выделяются напряжения обратных связей
Ц , t/H, Иоы, направленные встречно напряжению уставок и про-
порциональные соответствующему току /г, напряжение Uv и их сумме.
Ток в обмотку управления блока БУВ протекает под действием рав-
ности напряжения обратной связи и уставки. Разделительные дио-
ды ДЗ, Д4, Д5 обеспечивают протекание тока в обмотку управления
19
только в том случае, если напряжение обратной связи больше на-
пряжения уставки.
В зависимости от величины 1г и Ur ток в обмотку управления
БУВ поступает по одному из трех каналов управления. Два других
канала закрыты, так как у них напряжение уставок больше напря-
жения обратной связи. В зависимости от соотношений напряжения
обратных связей и напряжений уставок поочередно работают кана-
лы регулирования и формируются соответствующие участки селек-
тивной характеристики: зона ограничения по току, по напряжению
и по мощности. Селективная характеристика имеет вид ломаной
кривой. В процессе регулирования регулятор нагрузки, перемещая
якорь индуктивного датчика, поддерживает мощность генератора
равной свободной мощности дизеля. В этом случае внешняя харак-
теристика генератора имеет вид гиперболы (рис 6, в).
1.3. Регулирование тяговых электродвигателей
Необходимость регулирования тяговых электродвигателей выз-
вана тем, что отношение максимального напряжения тягового гене-
ратора к минимальному составляет 2—3. Отношение максимальной
силы тяги к минимальной по тяговой характеристике должно со-
ставлять 5—6. Для снятия ограничения по насыщению главных по-
люсов тепловозного генератора и неоднократного использования
гиперболической части внешней характеристики на тепловозах при-
меняют ослабление магнитного поля тяговых электродвигателей
путем параллельного подключения сопротивления к обмоткам воз-
буждения тяговых электродвигателей (рис. 7, в).
Регулирование магнитного полюса Ф тяговых электродвигателей
при заданной внешней характеристике и массе генератора обеспечи-
вает расширение диапазона изменения силы тяги тепловоза FK и
скорость движения V, в котором используется полная мощность
дизеля.
Доказательство данного положения может быть обосновано сле-
дующими рассуждениями.
Допустим, задана тяговая характеристика тепловоза (рис. 7, а).
Полная мощность дизеля должна быть использована при измене-
нии F и К по тяговой характеристики от точки А до точки Б.
При отсутствии регулирования это условие выполняется при из-
менении напряжения генератора по автоматической характеристике
от точки А до точки Б (рис. 7, б).
20
Рис. 7. а, б-— характеристики при регулировании магнитного
потока электродвигателя; в — схема регулирования магнитного
потока электродвигателя
При введении, например, двух ступеней ослабления поля совмест-
ная работа дизеля, тягового генератора и электродвигателей происхо-
дит следующим образом. В начале разгона электродвигатели работают
в режиме полного поля. По мере увеличения скорости Uсила тяги и
ток электродвигателей уменьшается. Это приводит к уменьшению /г и
к увеличению по автоматической характеристике Ur. Допустим, при
И= К, и UT= Urrmx (точка В, рис. 7, б) автоматически включается пер-
вая ступень ослабления магнитного поля. Уменьшается магнитный
поток, снижается противо-ЭДС в якорях тяговых двигателей и соглас-
U - Е U - С ФУ
но выражению I = —-— =--------------увеличивается ток генерато-
R R
ра. Система регулирования понизит напряжение генератора. Дальней-
ший разгон поезда будет происходить при изменении напряжения
1 снератора по той же характеристике от точки А до точки В. В точке В,
когда Ur= £/Гтах и У= У2 автоматически включается вторая ступень
ослабления поля и процесс повторяется. Скорость движения достигнет
максимального значения У= когда напряжение генератора дос-
тигнет величины Ur= Urmax.
Таким образом, регулирование Ф позволяет получить так же ди-
апазон изменения FK и Ус полным использованием мощности дизе-
ля при меньшем максимальном напряжении и, следовательно, при
меньшей массе генератора.
21
2. Конструкция тяговых электрических
МАШИН ТЕПЛОВОЗОВ
2.1. Общие сведения
Тяговые электрические машины наземных транспортных средств
работают в широком диапазоне скоростей и нагрузок, при больших
перегрузках и пусковых режимах, в условиях интенсивных вибра-
ций и ударных воздействий, в широком диапазоне изменения тем-
пературы окружающей среды, влажности, а так же в зонах контакта
снега, пыли, нефтепродуктов и смазки, усложняющие условия их
эксплуатации.
При опорно-осевой подвеске тяговые электрические машины
вследствие неровностей пути испытывают большие нагрузки в вер-
тикальной плоскости, поворачиваясь при этом вокруг горизонталь-
ной оси, являющейся центром колебаний. Например, у тягового
электродвигателя тепловоза 2ТЭ10Л центр колебаний находится на
расстоянии 620 мм от оси колесной пары. Величина вертикальных
ускорений у такого двигателя, измеренная на оси колесной пары,
составляет 6—7g при движении по прямым участкам пути и в кри-
вой и 10—12g при движении по стрелочным переводам.
Горизонтальные ускорения у тяговых электродвигателей с опор-
но-осевой подвеской зависят от величины разбега двигателя на оси
колесной пары. У тяговых электродвигателей (ТЭД) с моторно-осе-
выми подшипниками (МОП) скольжения ускорения в горизонталь-
ной плоскости достигают величин 5—6g, а при подшипниках каче-
ния из-за уменьшения осевого разбега максимальные величины
горизонтальных ускорений в два раза меньше.
На ТЭД действуют так же высокочастотные вибрации (300—
600 Гц), вызванные соударениями зубьев шестерен тягового редук-
тора. При нормальном износе величина этих ускорений невелика по
сравнению с низкочастотными ускорениями электродвигателей и не
превышает 0,5g. Вибрации резко возрастают при повышенном из-
носе шестерен тягового редуктора, достигая 40—50g.
В зимний период эксплуатации наземных транспортных средств
вибрации усиливаются из-за промерзания грунта, появления на го-
ловках рельсов волнообразного износа, увеличения зазоров в сты-
ках и т.д. Измерения вибраций ТЭД электровозов ВЛ80к в зимний
22
период на Восточно-Сибирской дороге показали, что величина ус-
корений в вертикальной плоскости подшипникового щита со сторо-
ны коллектора достигает 14g. В горизонтальной плоскости продоль-
ные ускорения составляют 10g, а поперечные 8g.
На дорогах Севера и Сибири зимой условия работы ТЭД ухуд-
шаются вследствие воздействия экстремальных температур, а так же
и i-за попадания снега и образования инея на коллекторах. Для до-
рог, на которых в зимнее время наблюдаются низкие среднемесяч-
ные температуры (—15, —20° С), расход электрощеток тяговых элек-
трических машин (ТЭМ) значительно возрастает.
Запыленность воздуха, поступающего в системы охлаждения ТЭМ
наземных транспортных средств, составляет 10—24 мг/м3. На желез-
ных дорогах Средней Азии максимальная запыленность воздуха у
юловки рельса под передней секцией достигает ПО мг/м3, а под
к юрой секцией — 440 мг/м3. Запыленность воздуха на высоте 3—4 м
на 15—20% меньше, чем на расстоянии 1—1,5 м от головки рельса.
Известно, что грязевые отложения в системе вентиляции ТЭМ
юпловозов содержат от 11 до 88% органических соединений. Это
объясняется двумя причинами: во-первых, выпускные газы дизелей
содержат частично несгоревшее топливо, которое засасывается в си-
сгему вентиляции, и во-вторых, в период выпадения осадков и пы-
левых бурь забор воздуха для охлаждения ТЭМ осуществляется из
дизельного помещения, где воздух загрязнен парами дизельного
топлива и масла.
Для ТЭМ характерны режимы с большими пусковыми нагрузка-
ми, чередующиеся с длительной работой в номинальном режиме,
режиме вращения с высокой скоростью без тока, режиме электри-
ческого торможения. Эти условия в значительной степени усложня-
ют работу узла токосъема, веще большей степени условия ухудша-
ются при различного рода нестационарных процессах — боксовании
колесных пар, отрыве токоприемника, переходе на ослабленное поле
и обратно и т.д.
На работу аккумуляторных батарей большое влияние оказывает
температура окружающей среды. Создание благоприятных условий
для аккумуляторных батарей увеличивает их срок службы. Однако
кислотные и щелочные батареи по-разному реагируют на климати-
ческие условия.
При эксплуатации кислотных аккумуляторных батарей в условиях
। шзких температур возникает опасность замерзания электролита с пос-
ледующим выходом их из строя. Это требует поддержания повышен-
23
ной плотности электролита, что в свою очередь значительно ускоряет
процесс коррозии решетки положительных пластин согласно инст-
рукции по эксплуатации на тепловозах, работающих в условиях Сред-
ней Азии. Плотность электролита в течении года поддерживается 1,24—
1,25, а в северных районах в зимнее время она повышается до
1,26—1,27 (плотность приведена к температуре +30° С).
Щелочные аккумуляторные батареи по сравнению с кислотными
обладают рядом преимуществ: малой чувствительностью к механи-
ческим воздействиям, к недозарядке, перезарядке и коротким замы-
каниям, нечувствительностью к разряду током большой величины,
отсутствием вредных испарений и большей механической прочнос-
тью. Это дает основание утверждать, что срок службы щелочных
железо-никелевых аккумуляторных батарей значительно выше кис-
лотных. Однако опыт эксплуатации щелочных батарей на теплово-
зах показал, что таким преимуществом они не обладают, а в ряде
случаев срок службы кислотных батарей даже выше.
Заметное повышение срока службы на тепловозах дает примене-
ние щелочных кадмий-никелевых аккумуляторных батарей, несмотря
на ее высокую первоначальную стоимость. Срок службы кислотных
аккумуляторных батарей на автономных локомотивах может быть
повышен за счет увеличения механической прочности активной массы
положительных пластин.
i о» , •
2.2. Тяговые генераторы постоянного тока '
Тяговые генераторы на подвижном составе предназначены для
питания тяговых электродвигателей, приводящих во вращение ко-
лесные пары. Кроме того, во время пуска дизеля, тяговый генератор
работает в режиме двигателя с последовательным возбуждением.
Тяговые генераторы постоянного тока автономных локомотивов
по своей конструкции незначительно отличаются друг от друга, по-
этому их устройство рассмотрим на примере генератора ГП-311Б.
Техническая характеристика тяговых генераторов тепловозов пред-
ставлена в табл. 1.
Тяговый генератор ГП-311Б (рис. 8) состоит из станины — 15,
главного — 16 и добавочного — 77 полюсов, якоря — 22, подшипни-
кового щита - 6, подшипника — 3 и щеткодержателей — 9.
Станина выполняет роль магнитопровода и является основанием
для крепления главных и добавочных полюсов, подшипникового
щита. К станине приварены две лапы, которыми она опирается на
24
Таблица 1
Техническая характеристика тяговых генераторов
постоянного тока
Показатели Значения показателей для генераторов
ГП-300 Б (ТЭМ 2) ГП-311 Б (2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, ЗТЭ10М)
1 2 3
Мощность номинальная, кВт 780 2000
Мощность, используемая на тепловозе (при 20°С), кВт 737 1780
Напряжение, В продолжительного режима максимальное 645 870 465 700
Ток, А: продолжительного режима, при высшем напряжении 1210 900 4320 2870
Частота вращения, мин-’ 750 850
Масса, кг 4800 8700
Количество главных полюсов 8 10
Количество витков на полюс: обмотки независимого возбуждения, пусковой обмотки 99 3 105 3
Сечение провода, мм: обмотки независимого, возбуждения пусковой обмотки 3,55x7,5 1,95x90 4,0x8,0 6,0x30
Марка провода: обмотки независимого возбуждения, пусковой обмотки псд лмм псд ШММ
Класс нагревостойкости изоляции в Н
Количество добавочных полюсов 8 10
Количество витков на полюс 7 6
Сечение провода, мм 14x20 16x25
Марка провода ШММ ШММ
Диаметр сердечника якоря, мм 840 1200
Обмотка якоря Простая петлевая Двухходовая Петлевая
25
Окончание табл. 1
1 2 3
Количество пазов 76 155
Количество катушек 76 155
Количество секций в катушке 5 3
Количество стержней в секции 3 1
Шаг по пазам 1-10 1-16/17
Шаг по коллектору 1-2 1-3
Шаг уравнительных соединений 1-96 1-94
Сечение провода, мм 1,8x5,6 2,8x6,3
Марка провода пскд ПЭТВСД
Класс нагревостойкости изоляции F F
Диаметр коллектора, мм 680 850
Количество пластин 380 465
Количество бракетов щеткодержателей 8 10
Количество щеткодержателей в бракете 3 9
Марка щеток ЭГ-14 ЭГ-14
Размеры щеток, мм 2(12,5x32x65)
Нажатие на щетку, кгс/Н 1,8-2,0/20 1,8-2,0/20
Вентиляция Самовентиляция Принудительная
поддизельную раму. Главные полюсы, состоящие из сердечника и
катушки создают основной магнитный поток тягового генератора.
Сердечник (рис. 9) для уменьшения нагрева от воздействия вихре-
вых потоков собран из листов электротехнической стали толщиной
1мм, изолированных друг от друга лаком. Полюс крепится к стани-
не при помощи стального стержня, с отверстиями и резьбой, кото-
рый помещается в прямоугольном отверстии, выштампованном в
листах сердечника. На сердечнике располагаются катушки обмотки
независимого возбуждения 4 (рис. 10) (для создания основного маг-
нитного потока) и катушки пусковой обмотки 5, создающей маг-
нитный поток при пуске дизеля. Катушки наматываются на каркас
выполненный из листовой стали толщиной 1 мм с буртами для
удержания пластмассовых изоляционных рамок 7 и 3. Каркас изо-
лируется от катушек стекломиканитом и стеклолентой, а между ка-
тушками обмотки независимого возбуждения и катушками пуско-
вой обмотки устанавливается изоляционная шайба 2.
26
Рис. 8. Тяговый генератор ГП-311Б
(поперечный и продольный разрезы):
/ — отверстие выброса охлаждающего воздуха; 2 — штифт призонный;
3 — роликоподшипник; 4 — трубка подачи смазки; 5— коллектор; 6— щит
подшипниковый; 7— щеткодержатели; 8 — крышка; 9— бракеры; 10— изо-
ляторы; 11 — траверсы поворотный; 12 — уравневатели; 13 — пусковая об-
мотка; 14 — обмотка независимого возбудителя; 15 — станина; 16 — глав-
ный полюс; 77— добавочный полюс; 18 — сердечник якоря; 79 — обмотка
добавочного полюса; 20 — обмотка якоря; 21 — воздухоподводящий пат-
рубок; 22 — корпус якоря; 23 — электрощетки; 24 — продольные ребра;
25 — барабан; 26 — вал; 27 — продольные шпильки
27
Рис. 9. Сердечник главного полюса тягового генератора ГП-311Б:
7 — отверстие для крепления; 2 — листы сердечника; 3 — стержень;
4— заклепка
Для получения чередующейся полярности пять полюсов катушек
имеют перекрещенные выводы, а пять — открытые (рис. 11).
Добавочные полюсы служат для улучшения коммутации и час-
тичной компенсации реакции якоря. Добавочный полюс состоит из
литого стального сердечника и катушки. К нижней части сердечни-
ка (рис. 12) прикреплены латунные или дюралюминиевые угольни-
ки 5. Они служат опорой катушки и уменьшают магнитное рассея-
ние полюса. Между катушкой и угольниками помещена изоляционная
рамка 4 из пресс — материала на эпоксидной смоле. На сердечнике
катушка 3 крепится стальной накладкой 7, прикрепленной к нему
винтами со стороны, обращенной к станине. Между накладкой и
катушкой помещена диамагнитная гетинаксовая прокладка 2 для за-
медления насыщения полюса. Между станиной и сердечником по-
люса помещен набор из шести стальных прокладок (8=3 мм), при
помощи которых регулируют зазор между якорем и добавочным
полюсом. Кроме того, между станиной и сердечником помещают
Рис. 10. Катушка главного
полюса тягового генератора
ГП-311Б
Рис. 11. Схема намотки катушек:
а — катушек с открытыми вывода-
ми; б — катушек с перекрещенными
выводами; Н — начало; К — конец
28
пружинную рамку из ленточной стали для
исключения перемещения катушки на сердеч-
нике. Катушка 3 полюса имеет шесть витков,
между которыми имеются стеклотекстолито-
вые прокладки. Крайние витки изолированы
микалентой и стеклолентой. Для чередования
полярности катушки добавочных полюсов со-
единены через один полюс в две параллель-
11ые группы. Обмотка добавочных полюсов
соединена последовательно с обмоткой якоря
для соответствия ее действия току нагрузки.
Для исключения возможности магнитного
насыщения сердечника площадь его попереч-
ного сечения выбирают так, чтобы в диапазо-
не изменения рабочих токов индукция была
бы небольшой. Этому способствует и боль-
ший, чем у главных полюсов, зазор между
Рис. 12.
Добавочный полюс
тягового генератора
ГП-311Б
якорем и добавочными полюсами.
Подшипниковый щит служит для установки ступицы подшип-
ника вала якоря. Подшипниковый щит б выполнен в виде жесткой
сварной конструкции из ребер и колец для восприятия больших
усилий от вала якоря. Ребра наклонены к оси тягового генератора
для обеспечения жесткости и легкости конструкции. Вал якоря опи-
рается на двухрядный сферический самоустанавливающийся роли-
ковый подшипник.
Подшипниковый щит тягового генератора фиксируется призон-
11ым штифтом 2 (рис. 8) Смотровые окна коллектора закрыты крыш-
ками 8 с пружинными застежками. В верхних двух крышках имеют-
ся прозрачные вставки для наблюдения за коллекторно-щелочным
узлом в процессе его работы. С другой стороны тяговый генератор
защищен щитом от попадания загрязнений и посторонних предметов.
На тяговых генераторах установлены щеткодержатели, обеспечи-
вающие постоянное нажатие на щетку в пределах установленных
норм без регулировки независимо от ее износа. Корпус щеткодер-
жателя имеет одно окно для установки разрезной щетки с резино-
вым амортизатором.
Якорь тягового генератора (рис. 8) состоит из корпуса, сердечни-
ка, вала, коллектора, обмотки, деталей крепления. Корпус якоря 22
состоит из сварного стального барабана 25, двух стальных дисков и
десяти сварных ребер 24, приваренных к барабану.
29
К торцам барабана приварены литые фланцы: подколлекторный
с запрессованным в него валом 26, и задний для соединения якоря с
коленчатым валом дизеля.
Сердечник якоря 18 (рис. 8) набран из листов электротехничес-
кой стали. Каждый лист состоит из пяти штампованных сегментов и
шихтуют их продольные шпильки 27, проходящие через отверстия в
сегментах. Стыки сегментов расположены против середины сегмен-
тов предыдущего и последующих слоев. Собранный и напрессован-
ный на корпус сердечник удерживается стальными обмоткодержате-
лями, стянутыми шпильками и прикрепленными к корпусу болтами.
Сердечник на корпусе укрепляется клиновыми шпонками, входящи-
ми в пазы его сегментов и ребер корпуса. В листах сердечника якоря
предусмотрено 155 пазов для укладки обмотки. В сердечнике имеют-
ся радиальные каналы для вентиляции обмотки якоря.
Обмотка якоря на ранее выпускаемых генераторах ГП-311Б двух-
ходовая лягушачья ( состоящая из петлевой и волновой обмоток).
В якорях тяговых генераторов ГП-311Б более поздних выпусков
укладывается петлевая ступенчатая двухходовая обмотка с уравни-
тельными соединениями со стороны коллектора. Для крепления ло-
бовых частей обмотки якоря применяются бандажи из стеклоленты
на эпоксидной смоле. На рис. 13 показана схема двухходовой сту-
Рис. 13. Принципиальная схема обмотки якоря тягового
генератора ГП-311 Б:
Уур — шаг уравнительных соединений
30
пенчатой обмотки якоря тягового генера-
тора ГП-311Б с шагом по пазам 1—16,
1—17 и по коллектору 1—2. В каждую ка-
тушку обмотки входят три одновитковые
секции ( рис. 14). Каждая секция по вы-
соте разделена на два проводника прямо-
угольного сечения. Изоляция катушки
якоря от корпуса осуществляется тремя
слоями стеклослюдинитовой ленты и од-
ним слоем стеклянной ленты.
Коллектор состоит из корпуса, коллек-
торных пластин, изоляционных микани-
товых пластин, изоляционных манжет, на-
жимного конуса и стяжных шпилек.
Коллекторные пластины изготовлены
из кадмиевой меди трапециевидного про-
филя. Нижние части пластины имеют
форму ласточкина хвоста. В выточки пла-
стин входят конусные части корпуса кол-
лектора и нажимной шайбы, стянутых
стальными шпильками. Пластины коллек-
тора изолируются друг от друга листо-
вым коллекторным миканитом толщиной
1 мм, а от корпуса коллектора и нажим-
ной шайбы — миканитовыми манжетами
Рис. 14. Разрез паза
якоря тягового
генератора для петлевой
двухходовой обмотки:
1 — клин; 2 — прокладка;
3 — проводники: 4 — мика-
лента;5 — миканитовая про-
кладка
толщиной 2 мм. Выступающая часть манжеты предохраняется от
повреждений бандажом из шнура, покрытого эмалью. Для облегче-
ния в пластинах выштампованы отверстия.
Для соединения коллектора с обмоткой якоря применены гибкие
петушки, изготовленные из медной ленты сечением 2x2 мм. Ниж-
ним концом петушок при помощи твердого прижима прикрепляется
к катушечной пластине. К верхней части петушка крепится пласти-
на, в которую впаивают концы секций обмотки и уравнительные
соединения.
Вентиляция тягового генератора — принудительная, осуществля-
ется быстроходным вентилятором, который приводится во вращение
от вала дизеля. Охлаждающий воздух через задний щит и централь-
ную полость якоря под давлением 1,4 кПа подается по радиальным
каналам между пакетами, охлаждая сердечник и обмотку якоря. Затем
охлаждающий воздух направляется через зазор между полюсами и
31
якорем к подшипниковому щиту. От центральной полости якоря вих-
ревой поток воздуха проходит между петушками коллектора, охлаж-
дая его. Часть воздуха из заднего щита проходит также в промежутки
между полюсными катушками для их охлаждения.
Принципиальная схема электрических соединений тягового ге-
нератора приведена на рис. 15. При пуске дизеля ток от плюсового
зажима аккумуляторной батареи проходит кабель ЯФ1,плюсовые
щетки, обмотку якоря, минусовые щетки, катушки добавочных плю-
сов, соединенные в две параллельные ветви, катушки пусковой об-
мотки и по кабелю П1 возвращается на минусовый зажим батареи.
Пусковая обмотка постоянно соединена с обмоткой добавочных
плюсов внутри тягового генератора и через щетки обе они включа-
Рис. 15. Схема внутренних соединений тягового генератора
ГП-311Б (со стороны коллектора):
Я1и Я2 — начало и конец обмотки якоря; Hl, Н2 — начало и конец
обмотки независимого возбуждения, П1 — начало пусковой обмотки;
Д2, П2~ конец пусковой обмотки и добавочных полюсов; Н, К — начало
и конец обмотки добавочных полюсов; Hl, К1— начало и конец незави-
симой обмотки главного полюса; Н2, К2 — начало и конец пусковой
обмотки главного полюса; пунктиром показаны соединения катушек пус-
ковой обмотки которые проложены с противоположной стороны
32
ются последовательно с обмоткой якоря. При подключении пуско-
вой обмотки к аккумуляторной батарее она выполняет роль обмотки
последовательного возбуждения и генератор начинает работать в
режиме электродвигателя, вращая коленчатый вал и осуществляя
пуск дизеля.
При работе генератора ток в катушки независимого возбужде-
ния, соединенные последовательно, подается от возбудителя по ка-
белю Н1 и возвращается на возбудитель по кабелю Н2.
Ток якоря тягового генератора от плюсовых щеток по кабелю Я2
поступает в тяговые электродвигатели и возвращается в якорь по
кабелю Д2П2 через катушки добавочных полюсов и минусовые щетки.
Диаметр якоря тягового генератора в меньшей степени увязан с
габаритными размерами по сравнению с другими тяговыми элект-
рическими машинами (например с тяговым электродвигателем).
Поэтому с ростом диаметра якоря число пар полюсов увеличивается
и для тепловозных тяговых генераторов оно может быть 8—16.
Мощность тягового генератора постоянного тока ограничена габа-
ритами и, прежде всего, диаметром якоря, который на тепловозах не
может быть выбран более 1200 мм. Кроме того генераторы в номи-
нальном расчетном режиме недоиспользуются по магнитному пото-
ку. В автономном подвижном составе генераторы должны обеспе-
чить работу тяговых двигателей с постоянной мощностью в широком
диапазоне изменения частот вращения
ъ' _ ^птах
= 2 + 4 . Габари-
>
ты тяговых двигателей могут быть уменьшены, если регулирование
их частоты вращения осуществлять не только за счет изменения
магнитного потока, но и напряжения. При регулировании напряже-
ния увеличиваются габариты генератора в связи с необходимостью
обеспечивания постоянной мощности в течение длительного перио-
да при максимальном напряжении.
н ’ Л| Uг max '^rmin
(1)
где UH — номинальное напряжение тягового генератора, В;
/н —номинальный ток тягового генератора, А;
Ч max — максимальное напряжение тягового генератора, В;
11 mm — минимальный ток тягового генератора, А.
Если у тяговых двигателей Kv регулировать только изменением
магнитного потока, то рост их габаритов несравним с ростом габа-
2 Скалин
33
ритов генератора. Наиболее целесообразно расчетное номинальное
напряжение тягового генератора принимать равным 500-^600 В, а
максимальное — не должно превышать 8504-900 В.
U
При этом Ки = --1ах = 1,3 4-1,5 .
Д ' J f,
При определении предельной мощности тягового генератора ис-
пользуют зависимость для машины постоянного тока
Р = Е1 Ю-з, кВт (2)
t ?<<• ц,)
Е = ^.ф=2К-рп.ф
60<7 60<2
(3)
где N, К— число проводников и коллекторных пластин якоря;
р — число пар полюсов;
п — частота вращения вала, якоря;
Ф — магнитный поток;
а — число пар параллельных ветвей обмотки якоря.
Значение потока определяется
Ф = В8-а /ят, ' (4)
где fig — магнитная индукция в зазоре, В;
а —коэффициент полюсного перекрытия;
/я —длина стального пакета якоря, м;
т = ~2р~ — полюсное деление.
Из выражения для определения линейной нагрузки
. _ I • N
2а зайдем
А •2ап • Дя
(5)
Полученные значения I, Фи Еподставим в выражение для опре-
деления мощности
2k -р п f *ДЯ А2апД 3 '
-fig -аЮ , кВт (6)
34
или Р = ~10^ Л2 «я « , (7)
Р = ХАДЯ2 ея п, (8)
|де К, = —8 К-- — коэффициент использования машины
А 6,1 103
। юстоянного тока.
Из последних выражений можно сделать вывод, что удлиненные
машины по расходу материала получаются более дешевыми, за счет
лучшего использования обмоточной меди, а несущие части (конст-
руктивные) получаются более легкими. Однако при этом ухудшает-
ся коммутация и ухудшаются условия их охлаждения.
Если Е = —£ , то значение электромагнитной мощности мож-
2д
। ю определить как
*
_1сР К А 2апДя 3 =
2р 2К
_ я £. л f и
2х103 р ср ’
и
(9)
• де ^ср — среднее напряжение между соседними коллекторными
пластинами.
Если принять, что А = 500 а/см, £ср = 14В (£срм!Я^ 21В и
больше — недопустимы), то получим,
Р^11ДЯ, (10)
Генераторы с простой петлевой обмоткой с Дя = 120 см имеют
мощность Р =11 120 —1300 кВт, что явно мало для современных
I ранспортных средств. Поэтому в тяговых генераторах постоянного
I ока, с целью получения их предельной мощности, применяются
двухходовые петлевые обмотки с уравнительными соединениями
2-го рода.
35
Для того, чтобы уравнительные соединения 2го рода одновре-
менно являлись бы уравнителями 1-го рода их укладывают с одной
(лобовой) стороны якоря. Но при этом необходимо соблюсти следу-
ющие условия;
1. Z/p — должно быть нечетным числом.
2. L/ = К/ Z — нечетное число
где Z — число пазов якоря.
Однако при нечетном значении L/ при двухходовых петлевых
обмотках мощность тяговых генераторов при их предельных разме-
рах можно увеличить только до 2000 кВт, что явно недостаточно
для современных мощных тепловозов.
Дальнейшее увеличение мощности тяговых генераторов посто-
янного тока можно получить за счет применения двухходовых об-
моток с четным L/,. Однако в этом случае требуются сложные урав-
нители 2-го рода. Если применить двухходовую лягушачью обмотку,
в которой роль уравнительных соединений выполняет волновая об-
мотка, то специальных уравнителей не требуется. При этом мощ-
ность генератора повышается до 2700 кВт при Дй = 1200 мм.
Для проверки коммутации генератора в выражение для мощнос-
ти вводят максимально допустимую реактивную ЭДС
ег = 2АУя-1я-А, В
где F —линейная скорость якоря, м/с
А —магнитная проводимость пазового рассеяния.
Из выражения (11) имеем значение тока
j £г-тДй-2а
2-£й-УйЛ-2К’
(И)
v
(12)
(13)
После подстановки уравнений (12), (13) в уравнение мощности
(2) и некоторых преобразований получим
Р = в .а ( 2^..1О-3, (14)
2-£„-V„-K-2K 60а 8 я 2р
36
Или Р = _2Ц..£ кВт (15)
2103 ’ X
Если Р>22 Дя, то по коммутационным условиям генератор вы-
полним.
Двухходовые обмотки более склонны к круговым огням по срав-
нению с одноходовыми. В одноходовых обмотках угольная пыль и
грязь между соседними коллекторными пластинами быстро выгора-
ет. В двухходовых, в связи с уменьшением ^ср, угольная пыль
выгорает не столь интенсивно. Это приводит к увеличению разно-
сти напряжений между следующими двумя пластинами, так как
между замкнутыми угольной пылью пластинами оно равно нулю.
Такие условия могут вызвать круговой огонь, воизбежание которо-
го требуется особенно тщательный уход за коллектором.
2.3. Тяговые генераторы типа TD-802 (ЧМЭ-3)
На маневровом тепловозе чешского производства устанавлива-
ется генератор, являющийся десятиполюсной машиной постоянного
тока с независимым возбуждением и самовентиляцией. Генератор
состоит из станины, главных и добавочных полюсов, полшипнико-
вого и заднего щитов, якоря и щеткодержателей со щетками.
Станина 9 (рис. 16, а и б) представляет собой цилиндр диаметром
1470 мм, является частью магнитопровода машины и поэтому
изготовлена из стали с хорошей магнитной проводимостью. Для
монтажа генератора на раме дизеля с обеих сторон станины прива-
рены лапы 28 и втулки 27с резьбой под болты. К станине приваре-
ны восемь кронштейнов 25 для крепления заднего щита 2.
На станине крепятся десять главных 7 и десять добавочных 24
полюсов. Каждый полюс закреплен двумя болтами 33 (М24)
(рис. 16, в). Для уменьшения вихревых токов сердечник 35 главно-
го полюса набран из 246 листов электротехнической стали толщи-
ной 1 мм, изолированных друг от друга лаком. По концам пакета
поставлены стальные пластины 36толщиной 16 мм. Концы закле-
пок приварены к пластинам 36, для чего отверстия под заклепки с
наружной стороны пластин раззенкованы. В центральное отверстие
сердечника запрессован стальной цилиндрический стержень ^диа-
метром 50 мм с двумя резьбовыми отверстиями под крепежные
болты.
37
Рис. 16. Тяговый генератор типа TD-802:
а — продольный разрез; б — поперечный разрез; в — главный полюс и его
крепление; г — добавочный полюс; 7 — обмотка якоря; 2 — задний щит;
3 — фланец; 4 — диск; 5 — задний обмоткодержатель; 6 — вентиляторное
колесо; 7— главный полюс; 8 — барабан; 9—станина; 10—уравнительные
соединения; 11, 27 — втулки; 12 — комплект щеткодержателей; 13 — под-
шипниковый щит; 14 — шкив; 15 — шайба; 16 — вал; 17 — роликовый
подшипник; 18 — траверса; 19 — коллектор; 20, 30 — ребра; 21 — ступица;
22 — передняя нажимная шайба; 23 — сердечник якоря; 24 — добавочный
полюс; 25 — кронштейн; 26 — текстолитовое кольцо; 28 — лапа; 29,
36 —пластины; 31 — катушка независимой обмотки; 32 — катушка пуско-
вой обмотки; 33 — болт; 34 — стержень; 35 — сердечник главного полюса;
38
Продолжение рис. 16
37— заклепка; 38— катушка добавочного полюса; 39— сердечник добавоч-
ного полюса; 40 —выводы катушки; а — кольцевая канавка; б, в — радиаль-
ное и осевое отверстия; г — продольный паз; д — резьбовое отверстие
39
Каждый полюс имеет две катушки. Катушка 32 пусковой обмот-
ки, предназначенной для создания основного магнитного потока
при пуске дизеля, выполнена из четырех витков полосовой меди,
изолированных друг от друга. Катушка 31 независимой обмотки,
создающей магнитный поток при работе генератора под нагрузкой,
имеет 63,5 витка медного изолированного провода прямоугольного
сечения. Катушки пусковой обмотки соединены перемычками из
полосовой меди, а катушки назависимой обмотки — перемычками
из многожильного медного провода.
Добавочный полюс (рис. 16, г) представляет собой электромаг-
нит, состоящий из сердечника и катушки. Сердечник 39 добавочно-
го полюса выстроган из стального листа и заужен в сторону якоря.
Он имеет два резьбовых отверстия Д под крепежные болты и четы-
ре продольных паза Г для крепления катушки. Катушка ^добавоч-
ного полюса имеет 9,5 витков полосовой меди, намотанных в два
слоя. По торцам катушки припаяны ее выводы 40.
Между полюсами размещен якорь генератора, служащий для ук-
ладки проводников, в которых наводится электродвижущая сила
(ЭДС). Якорь состоит из сварного корпуса с коротким валом, сер-
дечника, обмотки и коллектора. Вал 16 (рис. 16, а) запрессован в
ступицу 21, соединенную восемью ребрами со стальным барабаном
8. На барабане размещен сердечник 23, набранный из 465 листов
электротехнической стали толщинл 0,5 мм и восьми стальных лис-
тов толщиной 2 мм, расположенных по краям. Листы изолирова-
ны друг от друга лаком. В каждом листе сделаны 135 пазов для
укладки обмоток якоря и 72 вентиляционных отверстия диаметром
35 мм. При сборке листы сердечника напрессовывают на шпонке
до упора в задний обмоткодержатель 5 — стальное кольцо, соеди-
ненное 32 приварными ребрами с барабаном. В собранном виде сер-
дечник удерживается отлитой из стали передней нажимной шай-
бой 22 которая напрессована на барабан и дополнительно
застопорена кольцом.
В пазах сердечника уложена петлевая обмотка якоря 7, состоящая
из 135 катушек. Каждая катушка (рис. 16, а и б) состоит из трех
одновитковых секций. Следовательно, обмотка якоря имеет 405 вит-
ков, каждый из которых выполнен выполнен в виде двух медных
изолированных стержней 2 прямоугольного сечения, расположен-
ных друг над другом. Шаг обмотки якоря по пазам (1—14) получа-
ют делением числа пазов на число главных полюсов. Шаг обмотки
по коллектору 1—2 (начало и конец каждой одновитковой секции
40
присоединены к двум соседним коллекторным пластинам). Катуш-
ки укреплены в пазах сердечника якоря текстолитовыми клиньями
7. Под передними лобовыми частями в выемке нажимной шайбы 22
(рис. 16, а) размещены уравнительные соединения 70(270 медных
перемычек с шагом по коллектору 2—83, 3~84, 4—85 и т.д.).
К ступице корпуса при помощи двух дисков приварена втулка
77, на которую напрессован коллектор 19, имеющий 405 медных
пластин, соединенных перемычками с концами секций обмотки якоря.
Пластины 2 (рис. 16) изолированы друг от друга миканитовыми
прокладками и укреплены в кольцевом пазу, образованном корпу-
сом коллектора 7и нажимной шайбой 5. Корпус и шайба спрессова-
ны и стянуты 14 болтами 4 (М20). Для изоляции медных пластин
от корпуса коллектора и нажимной шайбы служат две миканитовые
манжеты 7 и 3 и миканитовый цилиндр 6.
С противоположной стороны к торцу барабана 8 (рис. 16, а)
приварен стальной диск 4, к которому прикреплено 16 болтами (М20)
стальное сварное вентиляторное колесо 6, имеющее 35 лопаток. Во
избежание самоотворачивания под головки болтов поставлены ле-
пестковые шайбы. Дополнительная фиксация вентиляторного коле-
са осуществляется штифтами диаметром 20 мм. В расточку диска 4
вставлен и приварен стальной цилиндрический фланец 3, соединен-
ный двенадцатью болтами М30 с фланцем коленчатого вала дизеля.
Таким образом, седьмой коренной подшипник коленвала является
одновременно и опорой якоря. Другой опорой якоря является ро-
ликовый подшипник 77, установленный в подшипниковом щите
13— стальном фланце, к выступам которого приварены десять на-
клонных ребер 20, соединяющих его со станиной.
Со стороны коллектора роликовый подшипник 2 имеет уплотне-
ние, образованное задней крышкой 3 и напрессованным на вал 4
лабиринтным кольцом 5. С противоположной стороны подшипник
закрыт передней крышкой 7 7 и маслоотражательным диском 8.
На конусную часть вала 16 (рис. 16, а) напрессован шкив 74,
имеющий 13 ручьев под клиновые ремни (восемь ремней для при-
вода двухмашинного агрегата и пять для привода вентилятора ох-
лаждения тяговых электродвигателей задней тележки).
К подшипниковому щиту 13 с внутренней стороны прикреплена
стальная траверса 18, на которой установлены десять комплектов
щеткодержателей 12. Отверстия под болты имеют овальную форму,
что позволяет поворачивать траверсу с щеткодержателями относи-
тельно подшипникового щита.
41
Рис. 17. Узел токосъема тягового
генератора
Комплект (рис. 17) со-
стоит из пяти латунных
щеткодержателей 12, укреп-
ленных при помощи зажи-
мов 14 на общей латунной
трубке 75. В каждом щет-
кодержателе имеется по од-
ной разрезной щетке 13,
прижимаемой к коллекто-
ру пластинчатой пружиной
25. Шунты 24 щеток
прикреплены болтами к за-
жимам.
Со стороны дизеля
генератор закрыт задним
щитом 2 (рис. 16, а и б),
который прикреплен бол-
тами (М20) к кронштейнам
25. Задний щит представ-
ляет собой стальной цилин-
дрический диск с приваренными к нему восемью ребрами жесткос-
ти 30.
Охлаждающий воздух засасывается вентиляторным колесом 6 со
стороны коллектора через окна между выступами подшипникового
щита и выбрасывается в пространство между кронштейнами 25. Внут-
ри генератора воздух расходится двумя параллельными потокоми,
один из которых омывает наружную поверхность якоря и полюсов,
а другой проходит внутри корпусов коллектора и якоря и по венти-
ляционным каналам сердечника якоря.
2.4. ТяГОВЫЕ синхронные генераторы
л.
На тепловозах с передачей переменно-постоянного тока (теп-
ловозы 2ТЭ116, ТЭМ7, ТЭП70) используются генераторы типа ГС.
Рассмотрим конструкцию синхронного генератора ГС-501А. Техни-
ческая характеристика синхронных генераторов представлена в
табл. 2.
Тяговый генератор ГС-501А представляет собой синхронную элек-
трическую машину защищенного исполнения с явно выраженными
12 полюсами на роторе, с независимым возбуждением и принуди-
42
Таблица 2
Техническая характеристика тяговых синхронных генераторов
• q и :« Показатели Значения показателей для генераторов
ГС-501-А ГС-515 Тяговый агрегат А-714
Тяговый генератор Вспомога- тельный генератор
Номинальная мощность, кВт 2190(2800)* 1400 2800 630
Напряжение, В продолжительного режима максимальное 290(360) 535(580) 175 280 360 580 400 400
Ток, А продолжительного режима при высшем напряжении 2350(2400) 1330(1500) 2500 1540 2400 1520 570 570
Частота вращения, об/мин 1000 1000 1000 1000
Частота тока, Гц Число фаз Масса, кг 100 2X3 6000 100 2X3 5200 100 2X3 8200 100 2X3 8200
Обмотка статора Количество пазов Количество эффективных проводников Волновая 144 2 Волновая 144 2 Волновая 144 2 Волновая 72 4
Количество витков в фазе 12 6 12 24
Шаг по пазам Сечение провода, мм Марка провода 1-13 2,0x9,5 ПСДК-ТЛ 1-13 2,24 х 8,0 ПСДК-ТЛ 1-13 2,0 х 9,5 ПСДК-ТЛ 1-7 2,64 х 5,6 ПСДК-ТЛ
Класс нагревостойкости изоляции н Н н F
Количество полюсов ротора 12 12 12 12
Количество витков на полюсе 75 66 75 61,5
Сечение провода, мм 1,35x25 1,35x25 1,35x25 1,08x22
Марка провода ЛММ ЛММ ЛММ ЛММ
Класс нагревостойкости изоляции F F F F
Диаметр контактных колец, мм 400 400 400 400
Количество щеткодержателей 6 6 8 8
* Параметры вне скобок относятся к генераторам ГС-501 А, устанавли-
ваемым на тепловозах 2ТЭ116, а в скобках — ТЭП70.
43
тельной вентиляцией. Он состоит из статора, ротора, подшипнико-
вого щита, подшипника (рис. 18).
Статор состоит из корпуса 9, сердечника 10 и обмотки 11. Кор-
пус статора сварен из стальных листов и имеет с двух сторон парал-
лельно его оси опорные лапы для установки на поддизельной раме.
В верхней части корпуса приварены кронштейны, служащие опора-
ми для установки на генераторе синхронного возбудителя и стартер-
генератора.
Сердечник статора набран из штампованных сегментов электро-
технической стали толщиной 0,5 мм, которые стягиваются при по-
мощи шпилек и нажимных шайб.
Сердечник имеет 144 паза и 120 вентиляционных отверстий диа-
метром 27 мм.
Обмотка статора двухслойная, волновая, стержневая и выполне-
на из медного изолированного провода. Шаг обмотки по пазам
1—13—25. Секция обмотки прямоугольной формы выполнена из де-
вяти уложенных друг на друга широкой стороной медных провод-
ников. Лобовые части обмотки крепятся к корпусу статора с помо-
щью пластмассовых обмоткодержателей с запрессованными в них
шпильками.
Выводы обмотки статора припаиваются к шинам припоем с се-
ребряной добавкой. Для уменьшения пульсации выпрямленного тока
обмотка статора выполнена по схеме двух независимых звезд ( с
двумя параллельными ветвями в каждой), сдвинутых одна по отно-
шению к другой на 30° эл. Статор имеет шесть фазных выводов, два
нулевых и два вывода обмотки возбуждения.
Подшипниковый щит б'(рис. 18) генератора сварной конструк-
ции крепится к корпусу статора болтами. В щите имеется съемная
ступица 3, обеспечивающая возможность замены роликоподшипни-
ка без снятия щита и без съема генератора с тепловоза.
Крышки 4 подшипникового узла стягиваются болтами, проходя-
щими через осевые отверстия в теле ступицы. Во внутренней поло-
сти подшипникового щита на изогнутых ребрах с помощью четырех
изоляторов закреплены две подвески, на каждой из которых уста-
новлены по три радиальных латунных щеткодержателя. Конструкция
щеткодержателей идентична устройству радиального щеткодержате-
ля генератора ГП-311Б. Щетки марки ЭГ-4 размером 25x32x64 мм,
снабженные резиновыми амортизаторами, прижимаются к коллек-
тору с постоянным нажатием равным 16,6—19,6 Н.
Ротор состоит из вала, корпуса, сердечника, полюсов, контактных
44
Рис. 18. Синхронный
тяговый генератор
ГС-501 А
(продольный и
поперечный разрезы):
1 — вал; 2 — сферичес-
кий роликоподшипник; 3 — ступица подшипника; 4— крышка подшипни-
ка; 5 — контактные кольца; 6 — щеткодержатель со щеткой; 7 — корпус
ротора; 8 — подшипниковый щит; 9 — корпус статора; 10 — сердечник
статора; 11 — обмотка статора; 12 — нажимная шайба; 13 — ребро;
14 — кольцо; 15 — катушка полюса ротора; 16— выводы; 17— вентеляци-
онный канал; 18 — паз; 19 — демпферная обмотка
45
колец. Корпус ротора генератора 7сварной, на одном конце которо-
го цилиндрическая часть имеет стальную втулку с контактными коль-
цами и запрессованным валом. Контактные кольца изготовлены из
специальной антикоррозионной стали и напрессовываются на корпус
ротора в горячем состоянии. С противоположной стороны корпус
ротора имеет фланец для крепления с коленчатым валом дизеля. На
корпус ротора напрессовывается сердечник, состоящий из стальных
листов толщиной 2 мм. В листах сердечника выштампованы пазы в
форме «ласточкина хвоста», в которых крепят клиньями полюсы.
Полюс состоит из сердечника и обмотки. Сердечники полюса и рото-
ра набираются из листов стали толщиной 1,4 мм, которые спрессова-
ны и стянуты четырьмя стальными шпильками. Катушки полюсов
ротора выполнены из медной ленты 1,35x25 мм, гнутой на ребро.
Между витками меди проложена изоляция. Катушка пропитана в
сборе с сердечником полюса в эпоксидном компаунде и имеет изоля-
цию типа «Монолит-2» класса F. Все выводы полюсов ротора с по-
мощью контактных сегментов и болтов соединены последовательно.
Катушки с прямой и перекрещенной намоткой витков меди устанав-
ливаются на роторе через одну. В пазы полюсных наконечников встро-
ена демпферная обмотка 19 (рис. 18), состоящая из медных стержней,
соединенных между собой по торцам сегментами. Эта обмотка сни-
жает перенапряжение на фазах в динамических режимах работы ге-
нератора. Подшипник ротора 2самоустанавливающийся, двухрядный
со сферическими роликами. На рис. 19 приведена схема соединений
тягового генератора ГС-501А.
В настоящее время в электропроводе автономных транспортных
средств синхронные генераторы начинают вытеснять генераторы по-
стоянного тока. В тепловозах синхронные генераторы в заданных
габаритах могут быть выполнены на большие (до 4000 кВт), по срав-
нению с генераторами постоянного тока, мощности. Кроме того,
самые мощные синхронные генераторы тепловозов примерно в 1,5—
2 раза легче генераторов постоянного тока. Система синхронный ге-
нератор — выпрямитель, надежнее генератора постоянного тока, сле-
довательно, их применение в автономных транспортных средствах
целесообразно. Выполнение синхронных генераторов на оптималь-
ную частоту вращения (при наличии редуктора между дизелем и ге-
нератором) может дать значительный выигрыш в массе и габаритах.
Для синхронных генераторов высокие значения индуктивных
сопротивлений нежелательны из-за их влияния на расчетные мощ-
ности. Поэтому для обеспечения необходимого момента на валу
46
Рис. 19. Схема электрического соединения обмоток тяговых
синхронный генераторов ГС-501А; ГС-515
(вид со стороны контактных колец):
И1, И2— начало и конец; обмотки возбуждения(ротора), 1С1, 1С2, 1СЗ,
2С1,2С2, 2СЗ — выводы фаз обмоток статора; 10, 20 —выводы нуле-
вых точек обмоток статора; Н, К —начало и конец полюсных катушек
ротора
двигателя (его тока) при снижении напряжения генератора из-за
коммутации вентилей необходимо увеличивать возбуждение и его
напряжение.
Угол коммутации вентилей выпрямителя зависит от индуктив-
ного сопротивления генератора и коммутируемого тока, что может
быть представлено в виде следующего соотношения.
т 0,818 Idx
cosp = I----------
иф
(16)
47
(17)
(18)
фазы
,, r. 0,955 idx
E -U —’----------
,r * d 2,34 ’
- ’ '' x-^112L
/ 2
где @ — угол коммутации; < '
Id — выпрямленный ток, A;
Ud — выпрямленное напряжение, В;
1/ф — фазное напряжение генератора, В;
Xd" — сверхпереходное сопротивление, ОМ;
Х^ — сопротивление обратной последовательности
генератора.
Для систем привода автономных транспортных средств с непос-
редственным преобразователем частоты необходим генератор с более
высокой частотой тока. Однако в передаче переменно-постоянного
тока при преобразователе частоты со звеном постоянного тока повы-
шение частоты тока СГ по сравнению с стандартной желательно для
возможного снижения габаритов и массы элементов фильтра.
Исходя из мощности дизеля можно привести выражение для оп-
ределения максимальных пусковых токов.
Р Т)
дев *рг
(19)
где Р св—свободная мощность дизеля, кВт;
Л1 макс Т] — расчетный и максимальный КПД генератора;
( t 1 1
I Лг max к j — коэффициент, характеризующий изменения КПД
\ 7н )
генератора в зависимости от тока;
Ra~ полное сопротивление последовательной цепи генератора.
Из уравнения (19) можно определить пусковой ток и момент
двигателя. Если момент меньше заданного, то необходимо увели-
чить мощность дизеля, а следовательно, и пусковой ток ТЭД.
В автономных транспортных средствах повышения напряжения при
максимальной скорости не требует увеличения тока возбуждения по
сравнению с длительным режимом, так как при этом снижается ток и
реакция якоря, а магнитный поток увеличивается (рис. 20).
48
Однако увеличение потока требует
увеличения сечений магнитной цепи.
На расчетную мощность генератора
влияет также costp самого генератора и
угол коммутации выпрямителей. На
основе изложенного можно записать
уравнение для расчетной мощности
синхронного генератора.
U
= (20)
Г “
Рис. 20. Зависимость U(J)
и zB(7) для синхронного
генератора
Р =1,02-^
costp’
(21)
В обоих случаях расчетная мощность синхронного генератора пре-
вышает длительную.
Опыт показывает, что регулирование напряжения вверх от но-
минального значения в электропередачах переменно-постоянного тока
необходимо и весьма полезно в электропередачах переменно-пере-
менного тока, так как при этом улучшается КПД асинхронных дви-
гателей и они работают с большей перегрузочной способностью.
Поэтому для всех приводов с синхронными генераторами расчетная
мощность определяется по вышеприведенному выражению (20)
. 2.5, Тяговые агрегаты
На современных тепловозах (ТЭ121 и др.) для повышения ком-
пактности конструкции и снижении ее массы тяговый и вспомога-
тельный генераторы объединяются в тяговый агрегат (А-714,
А-713). При этом тяговый генератор имеет обычное назначение
на тепловозе, а вспомогательный генератор (генератор собственных
нужд — ГСН) служит для возбуждения тягового генератора, для
питания асинхронных вспомогательных электродвигателей, а на пас-
сажирских тепловозах, кроме того, для отопления поезда.
Тяговый агрегат имеет защищенное исполнение и независимую
и нагнетательную систему охлаждения. Статор синхронного тяго-
вого генератора — это основная несущая часть тягового агрегата
(рис. 21). Для расположения генератора собственных нужд (ГСН)
агрегат имеет промежуточный щит и удлиненную станину, которая
49
Рис. 21. Тяговый агрегат А-714:
1 — выводы обмоток; 2 — вал; 3—подшипники; 4 — масленка; 5 — ступица выемная; 6,7— кольца контактные;
8 — щеткодержатели; 9 — щит подшипниковый; 10 — патрубок для выхода охлаждающего воздуха; 11,
21 — остовы ротора вспомогательного и тягового генераторов; 12, 14, 20,
22 — катушки и сердечники полюсов роторов; 13, 15, 23, 24 — обмотки и сердечник статоров; 16, 17— корпуса
статоров генераторов; 18 — направляющий щиток; 19 — соединение обмотки ротора с контактными кольцами;
25 — крепление лобовых частей обмотки; 26 — выводы фаз и нулевых точек звезд обмотки статора;
27— патрубок для входа воздуха; 28— соединение катушек полюсов роторов
Рис. 22. Схема электрическая соединения обмоток генераторов тягового агрегата А-714:
а — тягового; б — вспомогательного (вид со стороны контактных колец): И1,И2,ИЗ,И4 — начало и конец
выводов обмоток возбуждения; 1С1, 1С2,1СЗ,2С1,2С2,2СЗ — выводы трехфазных обмоток статоров тягового
генератора; ЗС1,ЗС2,ЗС2,4С1,4С2,4СЗ — выводы трехфазных обмоток вспомогательного генератора; 10,20,30,
40 — выводы нулевых точек соответствующих обмоток
имеет лапы для крепления на поддизельной раме и ребра жесткости
с отверстиями для его транспортировки.
На станине статора расположены подставки для монтажа блоков
выпрямительной установки.
Станина ГСН, служащая одновременно передней нажимной шай-
бой д ля сердечника статора, упирается в торец промежуточного щита,
чем обеспечивается необходимая жесткость конструкции. Торцовый
подшипниковый щит агрегата по конструкции подобен щиту
синхронного тягового генератора. Роторы агрегата имеют общий
сварно—литой безвальной конструкции корпус, на котором распо-
ложены две самостоятельные системы полюсов: тягового генерато-
ра и ГСН. Контактные кольца обеих машин расположены со сто-
роны ГСН. Конструкция тягового генератора подобна описанной
выше.
Возбуждение ГСН осуществляется по принципу самовузбужде-
ния и является явнополюсной машиной. Его 12 полюсов располо-
жены на роторе и получают питание от собственной статорной об-
мотки. В пазах статора располагаются две трехфазные обмотки,
сдвинутые на 30°эл.
Сердечник статора СГ выполнен из листов электротехнической
стали толщиной 0,5 мм с 40 вентиляционными каналами. В пазах
статора уложена волновая обмотка с изоляции класса Н. Лобовые
части обмотки статора крепятся к корпусу статора специальными
обмоткодержателями. Сердечники полюсов ротора набраны из лис-
тов стали толщиной 1,4 мм, спрессованы и стянутые шпильками.
Агрегат имеет 20 выводов (рис. 22).
Восемь выводов от обмоток статора тягового генератора располо-
жены со стороны дизеля. Из них шесть — от двух звезд и два — от
нулевых точек. Двенадцать выводов расположены со стороны кон-
тактных колец: шесть от двух звезд обмотки статора ГСН, два от
нулевых точек и четыре от обмоток возбуждения СГ и ГСН. ..
2.6. Тяговые электродвигатели постоянного тока
На тепловозах с электрической передачей постоянного или пере-
менно-постоянного тока применяются тяговые электродвигатели
(ТЭД) постоянного тока с последовательным возбуждением. ТЭД
выполняются с опорно-осевым подвешиванием и только на пасса-
жирских тепловозах ТЭП10, ТЭП 70, ТЭП 80 они имеют опорно-
рамное подвешивание.
52
ЭД-90ОУ1 ЭД126А ЭД-121А ЭД-108А ЭД-125Б wp 00 00 trt > Марка двигателе
ТЭ120 2ТЭ121 ТЭП70 ТЭП60 2ТЭП60 ТЭ10У 2ТЭ116 ТЭ10М ТЭ10У 2ТЭ116 Тепловоз
380 406 401 305 301 305 Мощность, кВт
510 542 475 444 463 продолжительного режима Напряжени е, В
360 600 750 635 700 700 максимальное
00 00 о 830 700 750 720 продолжительного режима Ток, А
600 600 525 452 476 при максимальном напряжении
550 1350 1250 1100 1200 1 1100 максимальный кратко врем ен ны й
533 704 610 553 585 продолжительного режима Частота вращения, об/мин
1835 2160 1870 1710 1790 использования полной мощности
2460 1910 2320 00 00 о 2320 2290 м акси мал ь не- допустимая
4,318 3,12 2,32 4,41 4,41 Передаточное число
0,91 0,900 0,918 0,917 0,905 0,915 КПД при продолжительном режиме и полном поле
0,57 0,58 0,60 0,60 0,60 I ступень Степень ослабления возбуждения
0,34 0,34 0,36 0,36 0,36 И ступень
00 100 100 О 00 о 00 о м /мин
175 180 140 120 170 170 Н, мм. вод, ст
&
S’
s
JE
&
Основные технические данные ТЭД приведены в табл. 3. Наибо-
лее распространенными являются тяговые электродвигатели
ЭД-118А и ЭД-118Б, отличающиеся друг от друга системой смазки.
Тяговый электродвигатель ЭД-118Б (рис. 23) состоит из остова 14,
катушек главных 16 и добавочных 12 полюсов, подшипниковых
щитов 3, 21, якорных подшипников 2, 23, якоря 75, моторно —
осевого подшипника 37.
Остов /^является магнитопроводом тягового двигателя, а также
служит для установки главного и добавочного полюсов, подшипни-
ковых щитов, моторно-осевых подшипников. Остов ТЭД отлит из
углеродистой стали и имеет восьмигранную форму. Главные полю-
сы расположены по горизонтальной и вертикальной осям, а доба-
вочные — под углом 45°к горизонтали, что позволяет получить ми-
нимальные габаритные размеры. С торцов остов имеет расточки для
подшипниковых щитов. На остове имеется два прилива (носика)
для опоры на пружинную подвеску и малые приливы для предохра-
нения двигателя от падения при поломке пружины подвески или
верхнего носика. С противоположной стороны остов имеет расточки
для постелей моторно — осевых подшипников. В верхней части
остова со стороны коллектора имеется вентиляционное отверстие,
соединенное с вентиляционными каналами брезентовым рукавом.
Охлаждающий воздух выбрасывается через выпускные отверстия
19, защищенные сетками и щитками. Для осмотра коллектора и
щеток имеется три люка: верхний, нижний и боковой с крышками.
Верхняя крышка запирается замком, нижняя и боковая крепятся
болтами. С противоположной коллектору стороны остов имеет при-
ливы с резьбой для болтов крепления кожухов зубчатой передачи.
Для кабелей в остове имеется четыре отверстия с резиновыми втул-
ками. Выводные концы крепятся к остову зажимами.
Главные полюсы ТЭД состоят из сердечника с катушкой. Сер-
дечник главных полюсов собирают из штампованных листов мало-
углеродистой стали СТ2, спрессовывают и скрепляют заклепками. В
сердечнике имеется отверстие для запрессовки стального стержня с
Продолжение рис. 23
катушечного соединения к остову; 26 — бобышка; 27 — уплотнение;
28— крышка верхняя; 29— замок; 30— повод выводной; 31 — фитиль; 32,
38, 40 — крышки; 33 — устройство нажимное; 34 — ванна; 35 — болт;
36— корпус(шапка) моторно-осевого подшипника; 37— вкладыши мотор-
но-осевого подшипника; 39 — трубка подачи масла
54
6
5
4
3
2
1
25 26 27
Рис. ЗЗ.Тяговый электродвигатель ЭД-118Б.
1 — вал; 2, 23 — ццшипники роликовые; 3, 21 — щиты подшипниковые;
4 — коллектор; 5 — щеткодержатели; 6 — кронштейн; 7 — изолятор;
8 — соединение уравнительные; 9 — крышка(закрыта в нерабочем состоя-
нии); 10, 15 — обмотка и серденик якоря; 11, 20 — соединение межкату-
шечные; 12 — добавочный полюс; 13 — болт, залитый кварцкомпаундлом;
14 — корпус(остов); 16 — полюс главный; 17 — кольца нажимные или или
пакеты сварные; 18 — щитки; 19 — отверстие для выхода воздуха;
22 — канал атмосферный; 24 — накладки сменные; 25 — крепление меж
55
Рис. 24. Главный полюс электродвигателя ЭД-118Б:
а — катушка; б — пружинная рамка; 1 — выводы; 2 — медь; 3 — межвит-
ковая изоляция; 4 — изоляция от корпуса; 5 — прокладка; 6 — замазка;
7 — рамка; 8 — пластинчатая пружина; 9 — пластина
тремя отверстиями для крепления к остову. Головки крепежных
болтов от проникновения влаги внутрь электродвигателя заливают-
ся кварцкомпаундом.
Катушка главного полюса (рис. 24, а) намотана из шинной меди
на широкое ребро (плашмя) в два слоя. Витки катушки главных
полюсов изолированы друг от друга асбестовой электроизоляцион-
ной бумагой. Каждая катушка главного полюса состоит из двух
полукатушек с числом витков 11 и 8, соединенных последовательно.
Две катушки главных полюсов имеют открытые, а другие две
перекрещенные выводы. Между катушкой и остовом ТЭД установ-
лена стальная прокладка толщиной 1 мм. Между катушкой и баш-
маком полюса устанавливается двухслойная пружинная рамка, пре-
дотвращающая перемещение катушки на сердечнике полюса при
уменьшении высоты катушки, усыхании изоляции и ослаблении
затяжки болтов крепления полюса. Данные обмоток ТЭД приведе-
ны в табл. 4.
Таблица 4
Обмотки Класс изоляции Число витков Сопротивление при температуре 15°С, Ом Марка провода Размер провода без изоляции, мм
Главных F 19 0,0105 Шинная 8x25
полюсов Добавочных F 17 0,00812 медь МГМ ТИММ 6x30
Якоря F 216/4 0,013 пэтвсд 1,69x6,4
Добавочные полюсы улучшают коммутацию ТЭД и состоят из
сердечника и катушки (рис. 25). Сердечник изготовлен из проката
56
Рис. 25. Добавочный полюс
тягового электродвигателя
ЭД-118Б:
1 — прокладка; 2 — межвитковая
изоляция; 3 — медь; 4 — сердеч-
ник; 5 — замазка П11; 6 — корпус-
ная изоляция; 7 — каркас катуш-
ки; 8 — наконечник сердечника
марки СтЗ. Башмак сердечника у
основания имеет меньшую толщи-
ну по сравнению с его основным
размером. С двух сторон каждого
каждого сердечника прикреплены
немагнитные полюсные наконечни-
ки 8 из латуни или дюралалюми-
ния для удержания катушки. Меж-
ду катушкой и остовом ТЭД
устанавливается пружинная рамка,
а между сердечником и остовом —
дюралюминевые немагнитные про-
кладки. Для равномерного распре-
деление магнитного потока торцо-
вую часть сердечника добавочных
полюсов изготавливают по радиу-
су якоря. Катушки изготовляются
из меди размером 5,6 х 30 мм. Меж-
ду витками катушки установлены
прокладки из асбестовой электро-
изоляционной бумаги. Наружная
поверхность средних витков, кро-
ме трех — четырех крайних, не изо-
лируется. От корпуса они изолируются пятью прокладками из ас-
бестовой электроизоляционной бумаги для лучшего охлаждения до-
бавочного полюса. Схема соединения обмоток полюсов тягового
электродвигателя ЭД-118Б со стороны коллектора представлена на
рис. 26. Катушки добавочных полюсов соединены специальными
проводами, а главные — гибкими шинами.
Якорь состоит из вала, сердечника, нажимных шайб, коллектора
и обмотки (рис. 23). Вал якоря, изготовлен из высококачественной
легированной стали с дополнительной термообработкой и опирается
на два подшипника, установленных в подшипниковых щитах. Сво-
бодный конец вала обработан на конус 1:10 для посадки ведущей
шестерни в горячем состоянии без шпонки.
Сердечник якоря собран на валу из штампованных листов элект-
ротехнической стали толщиной 0,5 мм, покрытых дважды лаком с
двух сторон. Крайние листы имеют толщину 1 мм и имеют уши-
ренные пазы для укладки изоляции. Число пазов 54, а вентиляци-
онных 32 шт. диаметром 27 мм, расположенных в два ряда. Листы
57
С2
Рис. 26. Электрическая схема соединения обмоток тягового
электродвигателя ЭД-118Б’
Я1, Я2 — начало и конец обмотки якоря, Cl, С2 — начало и конец пос-
ледовательной обмотки возбуждения, Н, К — начало и конец обмоток
полюсных катушек; N, S — полярность полюсов магнитной системы
при направлении тока в обмотках, указанном стрелками
набирают так, чтобы их масса равнялась бы 363 кг. В спрессованном
состоянии сердечник удерживается при помощи нажимных шайб,
которые одновременно являются обмоткодержателями. Сила спрес-
совки пакета листов якоря равна 1100 — 1200 кН. Для повышения
коррозийной устойчивости собранный сердечник покрывают эма-
лью ФЛ-ОЗК и запекают. Обмоткодержатели перед укладкой обмот-
ки якоря покрывают стеклотканью, пропитанной в эпоксидном лаке
с последующей спрессовкой и запеканием.
Со стороны шестерни установлена задняя нажимная шайба от-
крытого типа, улучшая охлаждение задних лобовых частей обмотки.
В пазах сердечника уложена простая петлевая обмотка с шагом
по пазам 1—14 и с шагом по коллектору — 1—2 (рис. 27, а). Каждая
58
катушка состоит из четырех элементарных одновитковых секций,
которые в свою очередь состоят из трех параллельных проводников,
расположенных на высоте паза, а четыре витка, по ширине паза
(рис. 27, б).
Разделение секций на три параллельных провода выполнено для
уменьшения вихревых токов. В пазовой части катушка изолирована
стеклослюдянитовой лентой ЛС-ПЭ и одним слоем стеклянной лен-
той ЛЭС в полуперекрышу. Передние и задние лобовые части име-
ют между витками секций прокладки из слюды во избежании меж-
витковых замыканий при сборке. Концы катушек в изгибах
дополнительно изолируются полиамидной пленкой ПМА.
На дно паза и под стеклотекстолитовый клин устанавливают стек-
лотекстолитовые прокладки 2, предохраняющие от повреждения изо-
ляцию при укладке и усадке катушек и забивки клиньев. Под пере-
дними лобовыми частями обмотки якоря находятся уравнительные
соединения первого рода, имеющие шаг по коллектору 1—109, 5—113
и т.д. Пропитанный якорь покрывают влагостойкой эмалью с пос-
Рис. 27. Обмотка якоря тягового электродвигателя ЭД-118Б:
а — схема; б—разрез паза; 1 — клин; 2 — прокладка под клин или на дно
паза; 3 — медь; 4 — прокладка между катушками; 5 — изоляция от корпу-
са; 1—216 — коллекторные пластины; 1—14 — пазы сердечника; У — урав-
нительные соединение
59
ледующим запеканием. Для крепления балансировочных грузов в
конусе коллектора и на заднем обмоткодержателе предусмотрены спе-
циальные канавки.
Коллектор арочного типа состоит из втулки, нажимного конуса,
пластин, двух изоляционных манжет, цилиндра и стяжных болтов
(рис. 23).
Пластины отштампованы из твердотянутой легированной кад-
мием или серебром профильной меди за одно целое с петушками. В
нижней части они имеют форму ласточкина хвоста для прочного
крепления коллектора.
Втулка и нажимной конус, входящие в выточки пластин, сжаты
под прессом и стянуты 12 болтами.
Пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом
КФШ толщиной 1,2 мм, а от корпуса — миканитовыми манжетами
толщиной 2 мм и второпластовым цилиндром. Для зашиты, от вне-
шних воздействий на выступающий конец миканитовой манжеты
наложен бандаж из стеклянной ленты, покрытый сверху эмалью.
Концы секций обмотки якоря и уравнительных соединений сва-
ривают с петушками коллектора. Собранный коллектор напрессовы-
вают на вал усилием от 100 до 280 кН, биение которого должно
быть не более 0,4 мм.
Щеткодержатель (рис. 28) состоит из латунного корпуса 7, двух
стальных пальцев 3, изолятора 4, щеток 5, втулки 6, стальной пру-
жины 2. Корпус щеткодержателя имеет два гнезда для щеток. В
одно вставляется одна разрезная щетка, в другое — две. На корпусе
щеткодержателя имеются резьбовые отверстия для соединения шунтов
щеток и соединительных проводов. В корпус щеткодержателя зап-
рессованы пальцы 3 для крепления их в кронштейнах. Пальцы изо-
лированы твердым изоляционным слоем из эпоксидного компаун-
да, на который надеты изоляторы из пресс — материала. На ТЭД
марки ЭД-118Б применяются щетки марки ЭГ-61 размером 2
(12,5x40x60) мм.
Каждая щетка разрезная и имеет резиновый амортизатор 9, кото-
рый должен обеспечивать упругость при температурах от 40 до 120° С.
Подсоединяются щетки к корпусу щеткодержателя с помощью гибких
шунтов 7с наконечниками 8. Нажатие 41 — 47Н на коллектор осуще-
ствляется стальными пружинами, устанавливаемыми в пазу втулки.
Регулировка нажатия осуществляется поворотом втулки на оси. Разра-
ботаны новые щеткодержатели, отличающиеся конструкцией пружины
и пальца, а также креплением корпуса на пальцах.
60
Рис. 28. Щеточный аппарат тягового электродвигателя ЭД-118Б:
а — щеткодержатель; б — щетка; 1 — корпус щеткодержателя; 2— стальная
пружина; 3— палец щеткодержателя; 4 — изолятор; 5— щетка; 6— втулка;
7 — шунт; 8 — наконечник; 9 — амортизатор
Подшипниковые щиты 3, 21 (рис. 23) с роликоподшипниками 2,
23, закрытые наружными и внутренними крышками с лабиринтны-
ми уплотнениями, которые предохраняют предохраняют от вытека-
ния и загрязнения смазки. Щиты служат не только опорами для
подшипников якоря, но и для его центрирования. Выточки в щитах
под роликовые подшипники и посадочные поверхности щитов дол-
жны быть строго концентричны. Биение этих поверхностей допус-
кается не более 0,1 мм.
Со стороны коллектора установлен опорно - упорный подшип-
ник 2, упорное кольцо которого прикреплено шайбой и болтами к
горцу вала якоря. Этот подшипник воспринимает усилия, направ-
ленные вдоль вала якоря. Продольный разбег якоря 0,08—0,5 мм.
Со стороны шестерни находится опорный роликовый подшипник,
смазочная камера которого соединена каналом с атмосферой для
предотвращения подсоса смазки из подшипника внутрь электродви-
гателя из-за разряжения вблизи выхода охлаждающего воздуха.
61
В период эксплуатации смазку типа ЖРО в подшипники добавля-
ют шприц-прессом через смазочную трубку 39, закрываемую бол-
том-пробкой. Моторно — осевые подшипники являются устройством
для установки ТЭД на шейке колесной пары. Независимая система
охлаждения двигателя осуществляется центробежным вентилятором
(на каждую тележку по одному вентилятору). Воздух поступает в
полость электродвигателя через вентиляционное отверстие в верхней
части остова над коллектором и движется двумя параллельными по-
токами. Нагретый воздух выбрасывается через отверстия в остове.
Станину, (при 2р = 4) целесообразнее выполнять восьмигран-
ной формы, приближающейся к квадрату, а не круглой. В этом
случае в заданных габаритах вписывается значительно больше ак-
тивных материалов. Диаметр якоря при заданных габаритах В и
восьмигранной станине определяется как Д <0,652? (рис. 29).
Для двигателей с 2р = 6 и более применение многогранной ста-
нины не дает практического выигрыша в полезном сечении актив-
ных материалов, поэтому они выполняются с круглыми станинами
(Д <0,655).
Поскольку магнитный поток дополнительных полюсов на раз-
ных участках станины складывается с потоком главных полюсов
или вычитается из него, то магнитная индукция В от главного по-
тока Тдолжна быть не очень велика и составлять В < (1-s-l,2) Т. Это
приводит к увеличению толщины станины. Толщина станина всегда
больше, чем требуемая по соображениям механической прочности.
В коллекторной камере и частях, непроводящих поток, толщина ста-
нины составляет 15— 20 мм. Сердеч-
- ники полюсов с катушками располага-
ются внутри станины на небольших,
специально обработанных на строгаль-
ных станках приливах. Операция об-
В работки приливов очень трудоемкая по
сравнению с круглой станиной, где по-
добных приливов нет.
Для лучшего использования задан-
, ного габарита двигателя при 2р — 4 и
_ восьмигранной форме применяют го-
ризонтально-вертикальное расположе-
ние главных полюсов. Дополнитель-
Рис. 29. Габарит круглой ные полюсы удобно располагаются в
и восьмигранной станины углах восьмигранника (рис. 29).
62
При 2р=4 и круглой станине применяют горизонтально — верти-
кальное расположение дополнительных полюсов. В этом случае об-
легчается доступ к щеткам при двух коллекторных люках, потому
что щеткодержатели всегда располагаются на оси главных полюсов.
Подшипниковый щит центрируется в горловине станины с тугой
(7), а в случае очень крупных двигателей с глухой (Г) посадкой.
Ширина активной посадочной поверхности должна быть в пределах
8—30 мм в зависимости от величины момента двигателя. Размер
крепящих болтов рекомендуется выбирать от Ml2 до М30. В под-
шипниковых щитах обязательно должны быть отверстия для болтов
при разборке двигателя. >
2.7. Назначение и устройство тягового
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ТИПА ТЕ~006
Тяговые электродвигатели типа ТЕ — 006 устанавливаются на
тепловозах ЧМЭЗ и предназначены для преобразования электричес-
кой энергии в механическую для получения силы тяги на ободе
колесных пар.
ТЭД представляет собой четырехполюсную машину постоянно-
го тока с последовательным возбуждением, принудительной венти-
ляцией и опорно-осевой подвеской.
Основными частями электродвигателя являются: остов, подшип-
никовые щиты, главные и добавочные полюса, якорь и щеточная
система. Остов 9 (рис. 30) отлит из стали, обладающей большой
механической прочностью и хорошей магнитной проводимостью.
Восьмигранная форма остова позволяет лучше использовать внут-
реннее пространство электродвигателя для размещения главных и
добавочных полюсов. По торцам остова расточены отверстия диа-
метрами 580 и 630 мм под передний и задний подшипниковые
щиты. Со стороны коллектора в остове имеются четыре люка для
осмотра машины и ее охлаждения.
К обработанным внутри остова приливам прикреплены болтами
четыре главных 12 и четыре добавочных 25 полюса. Сердечник глав-
ного полюса набран из 328 листов электротехнической стали тол-
щиной 1 мм, изолированных друг от друга лаком. Листы сердечни-
ка спрессованы и стянуты четырьмя заклепками. В центральное
отверстие сердечника запрессован стальной цилиндрический стер-
жень с тремя резьбовыми отверстиями под крепежные болты. Ка-
тушка главного полюса намотана из 18 витков полосовой меди.
63
Сердечник добавочного полюса цельный, в нем просверлены три
глухих отверстия с резьбой под крепежные болты. Снизу к сердеч-
нику приварен полюсный наконечник, являющийся упором для ка-
тушки, намотанной из 12 витков полосовой меди. Все четыре ка-
тушки, размещенные на полюсах, соединены последовательно, образуя
обмотки главных и добавочных полюсов.
Якорь тягового электродвигателя состоит из вала, сердечника,
обмотки и коллектора. Вал 10 (рис. 30) изготовлен из высококаче-
ственной стали. На конусную часть вала напрессована ведущая ше-
стерня 17 (z = 15).
Сердечник 11 собран из 645 листов электротехнической стали,
стянутых передней 8 и задней /Остальными нажимными шайбами.
Шайба /4 упирается в бурт вала, а шайба ^дополнительно застопо-
рена кольцом. В листах сердечника выштампованы 24 вентиляцион-
ных отверстия и 58 катушек. Шаг обмотки по пазам 1—15, шаг по
коллектору 1~2. Под передними лобовыми частями обмотки уложе-
ны уравнительные соединения 7 с шагом по коллектору 1—88. 4—91
и т.д. Концы секций якорной обмотки и уравнительных соедине-
ний припаяны к петушкам коллекторных пластин.
Коллектор (рис. 31) собран из 174 медных пластин 4 изолиро-
ванных друг от друга миканитовыми прокладками 5. Коллекторные
пластины надежно закреплены в кольцевом пазу, образованном
корпусом 6 коллектора и нажимной шайбой 2. Пластины изолиро-
ваны от корпуса коллектора и нажимной шайбы двумя миканито-
выми манжетами 3 и миканитовым цилиндром 7. В собранном виде
коллектор напрессован на вал на шпонке.
Вал якоря вращается в двух роликоподшипниках (рис. 30), уста-
новленных в подшипниковых щитах. Подшипник 4, установленный
со стороны коллектора, является опорно-упорным. Осевой разбег якоря
ограничен упорным кольцом 2, закрепленным навалу 10при помо-
щи упорной шайбы 3 и трех болтов, ввернутых в торец вала.
Подшипниковые щиты 4 и 75 (рис. 30), отлитые из стали, зап-
рессованы в расточки остова и дополнительно закреплены шестью
болтами 5. В щитах расточены центральные отверстия диаметрами
195 и 310 мм под подшипники 1 и 16. Задний щит 75 (со стороны
шестерни) имеет отлитый за одно целое с ним кронштейн для креп-
ления кожуха 23 тягового редуктора. В расточку переднего подшип-
никового щита 4 вставлена стальная траверса 3, которая дополни-
тельно прикреплена к щиту четырьмя болтами 27. На траверсе
установлены четыре щеткодержателя 27
64
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2
25 24 12 11 9
Рис. 30. Тяговый электродвигатель типа ТЕ-006
(продольный и поперечный разрезы):
/, 16 — роликовые подшипники; 2 — трубка подвода смазки; 3 — травер-
са; 4, 15 — передний и задний подшипниковые щиты; 5, 21 — болты;
6 - коллектор; 7 — уравнительные соединения; 8, 14 — передняя и зад-
няя нажимные шайбы; 9 — остов; 10 — вал якоря; 11 — сердечник яко-
ря; /2 —главный полюс; 13 — обмотка якоря; 77 — ведущая шестерня;
18 — рым-болт; 19— накладка; 20 — шапка моторно-осевого подшипни-
ка; 22, 24, 26 — крышки; 23 — кожух тягового редуктора; 25 — добавоч-
ный полюс; 27— щеткодержатель
I I калии
65
Рис. 31. Коллектор тягового
электродвигателя:
Корпус щеткодержателя (рис.
32) отлит из бронзы и имеет три
гнезда, в каждое из которых
вставлено по одной разрезной
щетке 2. Щеткодержатели снаб-
жены спиральными пружинами
3 с храповиками для регулиров-
ки нажатия. Корпус щеткодер-
жателя прикреплен двумя бол-
тами к кронштейну 5. Отверстия
/ — стяжной болт; 2 — нажимная шай-
ба; 3 — миканитовая манжета; 4 — кол-
лекторная пластина; 5 — миканитовая
прокладка; 6 — корпус коллектора;
7— миканитовый цилиндр
под болты имеют овальную фор-
му, что позволяет перемещать
корпус относительно кронштей-
на, регулируя зазор между щет-
кодержателем и коллектором.
Охлаждающий воздух от вентилятора проходит по каналам глав-
ной рамы тепловоза и далее через гибкое соединение поступает в
тяговый электродвигатель со стороны коллектора, проходит двумя
параллельными потоками и выбрасывается со стороны шестерни че-
рез четыре окна в торце остова. При работе дизеля на 8-й позиции
через тяговый электродвигатель прогоняется около 60 м3/ мин воз-
духа.
Рис. 32. Щеточный узел тягового электродвигателя:
/—щеткодержатель; 2 — щетка; 3 — спиральная пружина; 4 — шунт;
5 — кронштейн; 6 — болты; 7 — накладка; 8 —резиновое кольцо; 9 — смо-
листая масса; 10 — фарфоровый изолятор; 11 — палец; 12 — стальная труб-
ка; 13 —изоляция (лакоткань и прессшпан)
66
2.8. Тяговые электродвигатели переменного тока
Простые по конструкции и надежные в эксплуатации тяговые
асинхронные короткозамкнутые двигатели привлекают пристальное
внимание конструкторов, занимающихся проектированием электри-
ческих передач , особенно в условиях роста секционной мощности
локомотивов.
Однако наряду с достоинствами асинхронные электродвигатели
имеют существенные недостатки, которые затрудняют их использо-
вание на подвижном составе:
1. Механическая характеристика при постоянной частоте питаю-
щего напряжения асинхронного двигателя не обеспечивает высоких
ускорений поскольку его вращающий момент при трогания с места
относительно мал и максимальное значение приобретает при увели-
чении скорости.
2. Ввиду малого воздушного зазора между статором и ротором
сто увеличение приводит к повышению размеров и массы двига-
1СЛЯ.
3. Пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором затруд-
нен из-за больших потерь мощности и нагревания обмоток. Приме-
нение ТЭД постоянного тока на локомотивах с дизелями мощное -
। ыо более 2940 кВт в секции нецелесообразно, вследствие усложнения
их конструкции.
Совместными усилиями трех заводов (Харьковского «Электро-
। яжмаша», Ворошиловградского тепловозостроительного и Таллин-
нского электротехнического) был создан опытный тепловоз ТЭ120
мощностью 2940 кВт с передачей переменно-постоянно-переменно-
। о тока, на котором установлены асинхронные короткозамкнутые
1яговые электродвигатели ЭД900 (рис. 33) с опорно-рамной подвес-
кой, технические характеристики которого представлены в табл. 3.
Магнитопровод машины переменного тока, выполненный из ли-
сгов электротехнической стали, не может служить одновременно
остовом из-за недостаточной устойчивости формы, поэтому он зак-
реплен в корпусе статора. Тяговый асинхронный двигатель (ТАД)
состоит из статора, ротора, щитов с подшипниками. Статор имеет
корпус 9, сердечник 8, обмотку 7 и нажимные шайбы.
Литой круглый остов электродвигателя ЭД900 имеет внутренние
осевые ребра жесткости, образующие каналы для прохода охлажда-
ющего статор воздуха. Входной люк снабжен защитным кожухом,
предохраняющим от попадания внутрь двигателя воды.
67
Рис. 33. Тяговый асинхронный электродвигатель ЭД-900
(продольный и поперечный разрезы):
1 — вал; 2 — шайба; 3 — роликовые подшипники; 4 — подшипниковые
щиты; 5 — втулка; 6 — сердечник ротора; 7— обмотка статора; 9~ корпус
(остов); 10 — кожух защиты, 11 — короткозамкнутая обмотка ротора;
12 — паз сердечника ротора; 13 — паз сердечника статора; 14 — прилив;
15 — вентиляционный канал; 16 — коробка зажимов; 17 — вентиляцион-
ные отверстия в сердечнике ротора
?
Независимая воздушная система охлаждения двигателя осуще-
ствляется двумя параллельными потоками: через воздушные каналы
между стальным пакетом статора и корпусом и через два ряда круг-
лых отверстий в роторе. Воздушный зазор между статором и рото-
ром составляет 1,5 мм.
68
Пакет статора собирают из листов электротехнической стали на
специальные призмы и закрепляют нажимными шайбами. Обмот-
ку статора двухслойную петлевую укладывают в пазы сердечника
с штора и закрепляют в них изоляционными клиньями с последую-
щей пропиткой и сушкой. Лобовые части катушки обмотки якоря
шкрепляют конусными кольцами. Статор с уложенными в него об-
мотками обтачивают по призмам и запрессовывают в корпус. Изо-
ляция от корпуса обмотки статора выполнена из полиамидной пленки.
Ротор включает вал 1, втулку (остов) 5, сердечник 6 и обмотку
/ /. На вал напрессована втулка в виде трубы с сердечником ротора,
набранного из листов электротехнической стали. Короткозамкнутая
обмотка выполнена в виде «беличьей клетки» путем заливки пазов
и торцов сердечника алюминиевым сплавом.
3. Вспомогательные электрические машины
3.1. Двухмашинные агрегаты
Двухмашинные агрегаты объединяют возбудители и вспомога-
тельные генераторы постоянного тока, техническая характеристика
которых представлена в табл. 5, 6, 7.
Двухмашинный агрегат (тепловозы ТЭМ 1, ТЭМ 2 и др.) состо-
ит из вспомогательного генератора МВГ-25/11 и возбудителя
МВТ-25/9 (рис. 34). Машина самовентилируемая имеет вентилятор
центрального типа установленный в середине агрегата. Воздух по-
Таблица 5
Техническая характеристика возбудителей постоянного тока
Тип возбудителя Серия тепловоза Мощность, кВт Напряжение, В Сила тока, А Частота вращения, мин-1
МВТ -25/9 В-600 ТЭМ2, ТЭМ2М 2ТЭ10М, ТЭП60, 2ТЭП60, М62, 2М62, 2ТЭ10В ТЭП70, 2ТЭ116, ТЭМ7 5,6 20,6 26 75 165 287 75 125 146 2000 1800 3300 (220 Гц)
69
ступает со стороны коллекторов и выбрасывается через отверстие,
защищенное сеткой. Возбудитель предназначен для питания неза-
висимой обмотки возбуждения тягового генератора. Вспомогатель-
ный генератор питает обмотку параллельного возбуждения возбуди-
теля, цепи управления, вспомогательные цепи, а также служит для
зарядки аккумуляторной батареи.
Таблица 6
Техническая характеристика вспомогательных
генераторов постоянного тока
-Q Серия тепловоза Мощность кВг Напряжение, В Сила тока, А Частота ' вращения, i мин
о р<
Й о с £ р ь
ЧН с® S ° е. н £ д о о К С о о га
МВГ-25/11 ТЭМ2, ТЭМ2М 5,75 75 77 2000
ВГТ-275/120 2ТЭ10М, ТЭП60, 2ТЭП60, М62, 2М62, 2ТЭ10В 12 75 160 1800
пег 2ТЭ121,2ТЭ116, ТЭП70 50 110 465 3300
2ПСГ ТЭМ7 55 110 500 2000
Таблица 7
Техническая характеристика возбудителей
и вспомогательных генераторов постоянного тока
Показатели Значения показателей для машин
возб’ щители вспомогательные генераторы
В-600 МВТ-259 ВГТ-275/120 МВГ-25/11
1 2 3 4 5
Мощность номинальная, кВт 15,0 3,6 12,0 5,0
Ток, А продолжительного режима максимальный 100 125 65 160 240 66
Напряжение, В номинальное максимальное 150 165 55 75 75
70
Окончание табл. 7
1 2 3 4 5
Количество главных полюсов добав. полюсов 6 4 4 4 6 5 6 5
Диаметр сердечника якоря, мм 275 245 275 245
Длина сердечника, мм 120 90 120 108
Количество пазов 44 45 44 46
Тип подшипников 7Н312 309 7Н312 311
Обмотка якоря Простая волновая
Количество катушек 44 45 44 46
Количество секций в катушке 3 3 3 2
Общее количество секций рабочих нерабочих 130 2 135 130 2 92
Количество стержней в секции 2 1 2 2
Шаг по пазам 18 1-11 1-8 1-8
Шаг по коллектору 144 1-68 1—44 1—32
Сечение провода, мм 1,16x5,1 1,16x6,9 1,16x5,1 1,56x5,1
Марка провода мгм ПБД МГМ ПБД
Класс нагревостойкости изоляции в А В А
Диаметр коллектора, мм 230 202 230 202
Количество пластин 130 135 130 92
Количество щеткодержателей 6 4 6 6
Количество щеток в щеткодержателе 1 1 1 1
Марка щеток ЭГ-14 ЭГ-14 ЭГ-14 ЭГ-14
Нажатие на щетку, кгс/Н 1,1-2,0/ 11-20 1,1-2,0/ 11-20 1,1-2,0/11-20 1,1-2,0/11-20
Размер щеток, мм 12,5x44x40
71
Рис. 34. Двухмашинный агрегат с возбудителем МВТ-25/9
и вспомогательным генератором МВГ — 25/11:
/—шарикоподшипник; 2, 17— подшипниковые щиты возбудителя и вспо-
могательного генератора; 3, 16 — коллекторы; 4, 19 — щеткодержатели, 5,
15 — обмотки якоря; 6 — сердечник главного полюса возбудителя; 7,
13 — станина возбудителя и вспомогательного генератора; 8, 14 — сердеч-
ники якорей возбудителя и вспомогательного генератора; 9 — дифферен-
циальная обмотка возбудителя; 10 — параллельная обмотка возбуждения
возбудителя; 11 — вентеляторное колесо; 12 — главный полюс вспомога-
тельного генератора; 18 — вал якоря
Двухмашинный агрегат состоит из станины возбудителя и вспо-
могательного генератора, их якорей, коллекторов, щеткодержателей,
главных и добавочных полюсов, вентилятора и подшипников. Ста-
нины 7, 13 возбудителя и вспомогательного генератора составляют
общий разъемный корпус. Станины стянуты болтами, к которым
снизу приварены четыре лапы для крепления машины.
Возбудитель МВТ-25/9 имеет станину 7, в которой крепится че-
тыре главных полюса. Главный полюс состоит из сердечника и об-
мотки. Сердечники набраны из стальных листов толщиной 2 мм и
разделены латунной прокладкой на две части неравного сечения.
Сердечник меньшего сечения (насыщенный) охватывается диффе-
ренциальной обмоткой 9, имеющей семь витков из медной полосы
72
размером 2,63x47 мм. Параллельная обмотка возбуждения 10, охва-
1 ывает обе части сердечника (насыщенную и ненасыщенную) и имеет
’42 витка из изолированного медного провода марки ПВД диамет-
ром 1,95 мм. В собранном виде катушки обмоток компаундированы
п покрыты эмалью. Катушки обмоток выполняются с открытыми и
। юрекрещивающимися выводами. Магнитные потоки параллельной
и дифференцированной обмоток направлены встречно, поэтому по-
। ок под общей частью полюса определяется разностью этих пото-
ков. Электродвижущая сила, индуктируемая результирующим пото-
ком, суммируется с ЭДС, индуктируемой магнитным потоком
параллельной обмотки другой части полюса и с увеличением тока
। снератора уменьшается. Такая характеристика возбудителя создает
। иперболическую внешнюю характеристику тягового генератора.
К торцу станины возбудителя крепится подшипниковый щит 2.
11а нем установлена изолированная траверса с четырьмя щеткодер-
жателями. Траверса допускает сдвиг щеткодержателей при их уста-
новке в нейтральное положение. В каждый щеткодержатель уста-
навливается по одной щетке марки ЭГ4 размером 12,5x44x40 мм.
11ажатие на щетку должно быть 10—11Н. В центре подшипниковый
щит имеет гнездо для установки капсулы подшипника. По валу
полость подшипника уплотняется лабиринтовым уплотнителем, а
снаружи — крышкой.
Якорь возбудителя состоит из сердечника, обмотки 5, коллектора
i и вала 18. Сердечник набран из листов электротехнической стали
1олщиной 0,5 мм. Сердечник возбудителя от сердечника вспомога-
1сльного генератора отделен магнитным экраном, состоящим из 26
латунных листов. На валу сердечник удерживается шпонкой. Листы
сердечника имеют 45 пазов, в которые укладывается волновая двух-
слойная обмотка из прямоугольного изолированного провода марки
11ВД размером 1,6x6,9 мм. Каждая секция состоит из трех провод-
ников (рис. 35). В паз сердечника укладываются две полусекции.
Между секциями и на дно паза укладываются миканитовые про-
кладки. Обмотка в пазах удерживается гетинаксовыми клиньями, а
лобовые части обмотки удерживаются бандажами из проволоки ди-
аметром 1,2 мм. Концы секций обмотки якоря припаяны к петуш-
кам коллекторных пластин. Шаг обмотки по пазам 7—77, по коллек-
юру 1—68. Коллектор возбудителя содержит 135 пластин.
Вспомогательный генератор МВГ-25/11 является генератором
। юстоянного тока параллельного возбуждения. Магнитная система
(рис. 34) состоит из станины 13, шести главных 12 и шести доба-
73
Рис. 35. Секция обмотки якоря (а)
и ее расположение в пазу (б) якоря возбудителя МВТ- 25/9:
7 — гетинаксовый клин; 2— бумага, пропитанная лаком; 5— микантовая
бумага; 4 — лента батистовая; 5, 8 — прокладки микантовые; 6 — прес-
сшпан; 7 — медь
вочных полюсов. Сердечники главных полюсов набраны из сталь-
ных листов толщиной 2 мм, которые скрепляются стальными зак-
лепками. Катушка главного полюса имеет 394 витка провода марки
ПВД диаметром 1,56 мм, уложенных в 14 слоев. Сопротивление
обмотки возбуждения при температуре 15° С равно 9 Ом. Сердеч-
ники добавочных полюсов литые стальные, катушки намотаны из
меди МГМ размером0,8х30 мм.
Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали тол-
щиной 0,5 мм. Листы имеют вентиляционные отверстия, паз для
шпонки и 46 пазов для волновой обмоткой с двумя параллельными
ветвями. Секция обмотки выполнена из прямоугольной меди раз-
мером 1,56x5,1 мм с изоляцией ПБД. Она состоит из двух витков
(рис. 36). В пазах обмотка удерживается проволочным бандажом.
Лобовые части в местах намотки бандажей дополнительно изолиро-
ваны. Обмотка якоря имеет шаг по пазам 1—8, по коллектору 1—32.
Коллектор вспомогательного генератора собран из 92 пластин.
Двухмашинный агрегат на тепловозе ТЭМ2 приводится во вра-
щение от шкива, насаженного на хвостовик вала тягового генерато-
ра посредством девяти клиновых ремней, ведомого шкива, вала,
пакетной пластинчатой муфты.
74
Рис. 36. Обмотка якоря вспомогательного генератора МВГ -25/11
п — секция; б — расположение обмотки в пазу; в — схема; 1 — пропитаная
п лаке бумага; 2 — миканитовая бумага; 3 — лента батистовая, пропи-
ынная в лаке; 4 — прокладка из прессшпана; 5 — прессшпан; 6 — медь;
7 — миканитовая прокладка
При установке привода двухмашинного агрегата в сборе на теп-
ловозе во избежание перекосов ремней необходимо, чтобы наруж-
ный торец ведомого шкива совпадал с торцом ведущего вала. Этого
можно достичь за счет перемещения ведомого шкива на валу за счет
выемки или постановки прокладки.
Двухмашинный агрегат А-706Б (рис. 37) состоит из вспомога-
1сльного генератора ВГТ-275/120 предназначенного для питания
цепей управления, освещения, размагничивающей обмотки возбу-
дителя и зарядки аккумуляторной батареи и возбудителя В-600 для
питания независимой обмотки возбуждения тягового генератора.
Двухмашинный агрегат А-706Б защищенного исполнения с само-
вснтиляцией.
Станины 7и 13соединены болтами, к которым приварены лапы
для крепления и проушины для транспортировки. В средней части
панины расположены вентиляционные отверстия с сетками. Внут-
ри станин /болтами крепятся сердечники 6 главных и добавочных
полюсов. Сердечники главных полюсов набраны из листовой стали
и стянуты заклепками. На сердечнике главного полюса возбудителя
расположены катушки обмотки независимого возбуждения возбу-
дителя 9, получающие питание от амплистата и катушка рзмагни-
75
Рис. 37. Двухмашинный агрегат типа А-706Б
(продольный разрез):
7 — коллектор; 2— подшипники; 3 — травеса; 4 — щеткодержатели; 5— об-
мотка; 6 — сердечник якоря; 7 — станина возбудителя; 8 — сердечник
главного полюса; 9 — обмотка независимого возбуждения возбудителя;
10— размагничивающая обмотка возбудителя; 11 — болты крепления ста-
нины; 12 — вентелятор; 13 — станина вспомогательного генератора;
14 — обмотка параллельного возбуждения вспомогательного генератора;
15 — контактные кольца; 16 — втулка коллектора вспомогательного
генераторар; 77— кольцо; 18— капсуса подшипника; 19— вал
чивающей обмотки 10, получающая питание от вспомогательного
генератора.
На сердечнике главного полюса вспомогательного генератора на-
мотана катушка параллельного возбуждения 14. Катушка имеет от-
крытые и перекрещенные выводы, изолированные от корпуса мика-
лентой и тафтяной лентой. Для предотвращения от продольного
сдвига катушки между ними и башмаком сердечника устанавливают
пружинные рамки. В каждой станине укреплено по пять добавоч-
ных полюсов (место шестого полюса занято выводами обмотки).
Сердечники добавочных полюсов вспомогательного генератора и
возбудителя литые, стальные, катушки одинаковые и изолированы
микалентой и тафтяной лентой.
К торцам станины крепятся подшипниковые щиты, на которых
устанавливаются изоляционные траверсы с шестью щеткодержате-
лями. Щеткодержатели отлиты из латуни, в каждом из которых
76
I
устанавливается по одной щетке марки ЭГ-4. Нажатие на щетку
создается спиральными пружинами в пределах 11—20 Н. При уста-
новке траверс предусмотрена возможность их перемещения для
установки на нейтраль. В центре подшипниковых щитов имеются
। незда, куда вставляются капсулы с подшипниками. Полости под-
шипников по валу уплотняются лабиринтовым уплотнением, а сна-
ружи со стороны возбудителя — крышкой.
Якоря вспомогательного генератора и возбудителя смонтирова-
ны на общем валу 19, который опирается на шарикоподшипники.
Сердечники якорей набраны из листов стали толщиной 0,5 мм, ко-
торые насажены на вал и удерживаются на нем корпусами коллек-
торов и обмоткодержателями. Число пазов, размеры паза, длина
сердечников, размеры обмоток якорей и число коллекторных плас-
тин для обеих машин одинаковы. В 44 открытых пазах укладывает-
ся волновая двухслойная обмотка с шагом по пазам 1—8, по коллек-
тору — 1—44. В пазах сердечника и на лобовых вылетах обмотка
закреплена стальными проволочными бандажами, под которые под-
ложен электрокартон и миканит.
Коллекторы арочного типа отпрессованы пластмассой. Втулка 16
коллектора вспомогательного генератора удлинена и на нее насаже-
ны два кольца 75, соединенные с двумя коллекторными пластина-
ми, расположенными по окружности на расстоянии полюсного де-
ления и предназначенными для съема переменного напряжения
питания радиостанции тепловоза. Двухмашинный агрегат охлажда-
ется собственным вентилятором 72 центробежного типа, закреплен-
ным на валу якоря в средней части между якорями возбудителя и
вспомогательного генератора. Охлаждающий воздух для каждой ма-
шины засасывается через нижние открытые части подшипниковых
щитов, омывает поверхности коллекторов, полюсов и якорей. Кро-
ме того, воздух проходит через полости пластин коллекторов и вен-
тиляционные отверстия сердечников якорей, а затем выбрасывается
через отверстия в середине станины.
Схемы внутренних соединений вспомогательного генератора и
возбудителя приведены на рис 38, а и б. Катушки полюсов всех
обмоток, а также обмотки добавочных полюсов и якорей соединены
последовательно.
На тепловозах 2ТЭ116, ТЭМ7, ТЭП70 для питания обмотки воз-
буждения тягового генератора используется синхронный генератор,
переменное напряжение которого предварительно выпрямляется на
полууправляемом выпрямителе.
77
открытая
Рис. 38. Схема соединения обмоток двухмашинного агрегата-70бБ
(вид со стороны коллектора):
а — вспомогательный генератор ВГТ—275/120; б — возбудитель В-600;
III, ШШ — начало и конец обмотки параллельного возбуждения; Я, ЯЯ —
начало и конец обмотки якоря; Hl, НН1 — начало и конец обмотки
независимого возбуждения; Н2, НН2 — начало и конец размагничиваю-
щей обмотки
Выбор основных параметров и размеров вспомогательного гене-
ратора начинается с определения типовой мощности
^ВГр ~
Р п
вг max
«min
, кВт,
(22)
где Ря — мощность вспомогательного генератора, кВт;
rtmax — максимальная частота вращения вала якоря, об/мин;
rtmax — минимальная частота вращения вала якоря, об/мин.
Диаметр якоря,
(23)
78
Полученное значение величины диаметра якоря округляется до
I юрмализованных значений, позволяющих штамповать с минималь-
ными отходами. (167, 182, 195, 210, 218, 245, 280, 293, 327, 368).
Обычно магнитная индукция в воздушном зазоре В6 и линейная
нагрузка А известны.
Длина сердечника якоря может быть определена по формуле
т 6,1Рн-10"
4ВГ = Ljp ’ см’ (24)
«МАл,..
1де Рн = 1,06РВ] — номинальная мощность вспомогательного гене-
ратора, кВт;
а — коэффициент полюсного перекрытия;
А — линейная нагрузка, А/см;
Въ — магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл.
Число пар полюсов вспомогательных генераторов с диаметром
якоря до 423 мм обычно принимают равной четырем и реже шести.
Учитывая, что вспомогательный генератор конструктивно выполня-
ется в одном корпусе с возбудителем для обеспечения малого осе-
вого размера принимают шестиполюсное исполнение, при котором
вылет лобовых частей обмотки якоря значительно сокращается и
длина вала остается в пределах, безопасных с точки зрения крити-
ческой угловой скорости. Кроме того, при шестиполюсном испол-
нении достигается некоторое снижение веса за счет станины.
Полюсное деление
2р
(25)
|де 2р = 6 — число пар полюсов вспомогательного генератора.
В большинстве вспомогательных генераторов выбирают волно-
вую обмотку с числом параллельных ветвей 2а = 2, при этом ток
параллельной ветки определяется по формуле
i — вг А
° 2с’ ’
(26)
1де /ю — ток вспомогательного генератора, А.
79
Предварительное число проводников обмотки якоря определяют
из выражения
(27)
Для обеспечения лучшей коммутации число витков в секции обыч-
но принимают равным И^= 1.
При выборе числа коллекторных пластин на паз при волновой
обмотке обычно принимают к = 3 или 4.
Число пазов
А
• г=2~к’ <28’
шаг волновой обмотки по коллектору
(29)
где к -г-к' — число коллекторных пластин.
Первичный шаг обмотки, выраженный в коллекторных делениях
(30)
где у2= 6 — шаг по пазам (для обеспечения наименьшей ширины
коммутационной зоны, дробная часть пазов на полюс должна быть
равна 1/6)
Вторичный шаг обмотки
У2=Л-У|- (31)
Уточняется линейная нагрузка якоря
, N • ia 2k ia
А = ——~ А/см.
Л^Япг Я^Явг
(32)
Межколлекторное напряжение определяется по зависимости
е = 2-Р-^-, В.
к
(33)
80
Предварительный диаметр коллектора
(34)
Магнитный поток машины
ф = Wr6 ioj вв.
Л'-7
(35)
Площадь сечения зубцов определяется из выражения
Q = ^Z^rKan 2
2 20р
(36)
Площадь сечения воздушного зазора
Qz = См2-
(37)
Число щеткодержателей принимается обычно равным числу пар
। юл юсов
Контактная площадь электрощеток одного щеткодержателя
•ц । Q =--------------, см2. , •, . (38)
•Ли 2Р
По ГОСТ подбирают размеры щеток (ещ /щ).
Возбудитель и его детали должны быть максимально унифици-
рованы с деталями вспомогательного генератора, поэтому можно
принять одинаковые параметры двух электрических машин и рас-
считать.
а) магнитный поток
Л 1,1<7В6 109
ф — —____2_____•
(39)
б) площадь сечения зубцов
Q = см2
2 20р
(40)
I Скалин
81
в) магнитная индукция зубцового слоя
Ф
liz = Вб; (41)
г) площадь сечения воздушного зазора <
Q6=bL»l>r, см\ (42)
д) магнитная индукция воздушного зазора
, Ф
<43>
Щетки и добавочные полюсы такие же, как и у вспомогательно-
го генератора. Расчет обмотки возбуждения и воздушного зазора
между якорем и добавочным полюсом производится аналогично рас-
чету тягового генератора.
3.2. Синхронные возбудители и подвозбудители
Возбудитель синхронный ВС-650В (рис.39) (техническая харак-
теристика приведена в табл. 8) состоит из статора, якоря, подшип-
никовых щитов, подшипников, щеткодержателей.
Статор возбудителя состоит из станины 8, изготовленной из ли-
стовой стали, в которой установлено ^полюсов моноблочной конст-
рукции. Для крепления возбудителя к станине приварены лапы, а
для его транспортировки — проушины. Полюс возбудителя состоит
из сердечника и обмотки. Сердечник полюса 14 набран из штампо-
ванных листов электротехнической стали, спрессован и стянут зак-
лепками. Катушки полюсов 15 соединены последовательно, имеют
открытые и перекрещенные выводы (рис. 40). Изоляция полюсных
катушек выполнена из материалов класса F. Пропитка катушки и
сердечника полюса производится в сборе в эпоксидном компаунде.
В башмаки полюсов встроена короткозамкнутая демпферная обмот-
ка в виде медных стержней круглого и прямоугольного сечения.
К торцам станины крепятся болтами подшипниковые щиты. К
переднему подшипниковому щиту 6 (рис. 39) крепится пластмассо-
вая траверса и щеткодержатели 19, конструкция которых унифици-
82
Техническая характеристика синхронных
генераторов (возбудителей)
Таблица 8
Показатели Значения показателей машин
ВС-650Б, ВС-650В ВС-652
Назначение Возбуждение тягового генератора Возбуждение возбудителя
Расположение обмотки возбудителя На полюсах статора (обращенная схема работы)
Мощность номинальная, кВт 42 1,1
Гок, А продолжительного режима часовой 164 180 10 11
Частота вращения, об/мин 3300 4000
Число фаз 1 1
Режим работы Продолжительный
Коэффициент мощности 0,62 0,5
Частота тока, Гц 220 133
Диаметр и длина сердечника ciaTopa, мм (наружный/ внутренний) 475/434x180 218/165,6x135
Количество полюсов 8 4
Количество витков на полюс 189 250
Сечение или диаметр провода, мм 1,18x4,5 1,35
Марка провода ПДА пдс
Класс нагревостойкости изоляции F В
11апряжение питания, В 30 30
Гип ротора Неявнополюсный
Диаметр сердечника, мм 290 83
Длина сердечника, мм 85 135
Количество пазов 48 14
Гип обмотки ротора Волновая всыпная Петлевая всыпная
Количество последовательных витков в секции 1 >16
83
Рис 39 Возбудитель синхронный ВС—650В:
7 — наружная крышка подшипника, 2— упорные кольца, 3 — шарикоподшип-
ник, 4 — уплотнительные кольца, 5 — внутренняя крышка подшипника, 6,
17— подшипниковые щиты, 7— траверса, 8~ станина, 9~ контактные кольца,
10 — якорь, //—обмотка якоря, 12— сердечник якоря возбудителя, 13— стек-
лобавдаж, 14 — сердечник полюса, 75 — катушка полюса, 16 — вентилятор,
18— вал, 19— щеткодержатель, 20— паз якоря, 21 — трубка подвода смазки к
подшипнику
84
Рис. 40. Схема электрическая соединения обмоток синхронного
возбудителя ВС — 650 В (вид со стороны привода):
И1, И2~ начало и конец обмотки независимого возбуждения; С/, С2~
начало и конец обмотки ротора <
рована со щеткодержателями тягового генератора ГС-501 А. В каж-
дый щеткодержатель устанавливается щетка марки ЭГ-4 размером
25x32x64 мм с резиновым амортизатором. Нажатие на щетку созда-
ется пружиной в пределах 17—18 Н. Наружная обойма шарикопод-
шипника переднего подшипникового щита 6 удерживается буртами
наружной 1 и внутренней 5 крышек, а внутренняя обойма напрессо-
вана на вал и удерживается от смещения упорным кольцом 2, кото-
рое крепится к торцу вала болтами. С внутренней стороны полость
подшипника по валу уплотняется лабиринтовым уплотнением. Внут-
ренняя обойма шарикоподшипника заднего подшипникового щита
77также напрессована на вал и удерживается от смещения напрес-
сованными на вал внутренним и наружным лабиринтами. Смазка
добавляется в подшипники через стальные трубки 21.
85
Якорь возбудителя 10 состоит из сердечника 72, обмотки 11, вала
18 и контактных колец 9. Сердечник якоря возбудителя набран из
листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и нашихтован на
вал. Сердечник удерживается от смещения в осевом направлении ла-
тунной втулкой со стороны контактных колец и обмоткодержателем —
со стороны свободного конца вала. Обмотка якоря возбудителя волно-
вая и в пазах 20 удерживается стеклобандажом 13. Концы катушек
обмотки пропаяны серебросодержащим припоем в медных гильзах,
которые вставлены в прямоугольные пазы по окружности пластмассо-
вой части втулки. Якорь пропитывается в термоактивном лаке. На вал
якоря напрессованы изолированные от него два контактных кольца 9
из специальной антикоррозионной стали, которые с помощью двух
контактных шпилек соединены с выводами якорной обмотки.
Охлаждение возбудителя осуществляется вентилятором 16, кото-
рый крепится болтами к стальной ступице, смонтированной на валу
со стороны его свободного конца. Охлаждающий воздух прогоняет-
ся через полость машины вентилятором и выбрасывается через окна
в станине со стороны контактных колец. Вентиляционные окна на
входе и выходе охлаждающего воздуха закрываются съемными сет-
кой и крышкой с отверстиями.
Синхронный подвозбудитель ВС-652 (рис. 41) устанавливается
на тепловозах 2ТЭ10Л, 2ТЭ10М, ЗТЭ10М, М62, 2М62, ТЭП60,
2ТЭП60 и предназначен для питания напряжением переменного тока
рабочих цепей магнитного усилителя и трансформаторов в системе
возбуждения возбудителя тягового генератора. Подвозбудитель яв-
ляется однофазной четырехполюсной электрической машиной за-
щищенного исполнения с самовентиляцией. Мощность его 1,1 кВт,
напряжение 110 В, ток 10 А, частота вращения 4000 мин-1. Подвоз-
будитель состоит из станины с сердечником, четырех полюсов, под-
шипниковых щитов, подшипников и якоря.
Станина 7 имеет цилиндрическую форму. В нижней части к ней
привариваются лапы для крепления подвозбудителя. Внутрь стани-
ны запрессовывается до упора вставленный в оправку сердечник
станины, набранный из пластин электротехнической стали. Каждый
полюс крепится к станине двумя болтами, проходящими через от-
верстия в сердечнике станины. Катушки обмотки возбуждения со-
единены последовательно между собой (рис. 42), а их концы выве-
дены в коробку.
К торцам станины крепятся подшипниковые щиты с шарико-
подшипниками. Наружные обоймы подшипников от смещения удер-
86
Рис. 41. Подвозбудитель ВС-652
(поперечный разрез):
/ — вал; 2~ подшипник; 3 — крышка;
4 — трубка для смазки; 5— подшипни-
ковый щит; 6 — масленка; 7 — стани-
на; 8 — вентилятор; 9 — обмотка
якоря; 10— катушка полюса; 77—сер-
дечник якоря; 12 — сердечник полю-
са; 13— контактные кольца; 14— крыш-
ка; 75 — щеткодержатель
Рис. 42. Схема соединения обмоток синхронного подвозбудителя
ВС-652 (вид со стороны контактных колец):
Cl, С2 — выводы с контактных колец; [11, U2 — начало и конец обмотки
возбуждения
живаются буртами наружных и внутренних крышек, а внутренние
напрессованы на вал. Смазка от вытекания из полости подшипника
предохраняется лабиринтовыми уплотнениями и добавляется через
масленки 6 (рис. 41).
Якорь подвозбудителя состоит из вала 1, сердечника 77, обмотки
9, контактных колец, обмоткодержателя и вентилятора 8. Вал якоря
«7
стальной. Переходы от одного диаметра к другому выполнены плавно,
в средней части имеет шлицы, на которые нашихтовано железо сер-
дечника. От перемещения оно с одной стороны удерживается кор-
пусом обмоткодержателя, а с другой — втулкой контактных колец. В
пазы сердечника уложена обмотка, которая удерживается проволоч-
ным бандажом. Напряжение снимается при помощи четырех щеток
(по две на каждое кольцо) с двух контактных колец 13, которые
напрессовываются на вал якоря через изоляционную втулку. Щетки
помещаются в щеткодержателях, прикрепленных к изоляционной
траверсе заднего подшипникового щита.
Со стороны контактных колец в станине имеются люки для ос-
мотра контактных колец, щеток, щеткодержателей и внутренней ча-
сти подвозбудителя.
L Л ’
i 3.3. Стартер-генератор ПСГ t , >
i Стартер-генератор устанавливается на тепловозах 2ТЭ116,2ТЭ121,
ТЭП70. Эта электрическая машина предназначена для работы в двух
режимах: стартерном — в качестве электродвигателя последователь-
ного возбуждения при пуске дизеля; генераторном — в качестве
вспомогательного генератора независимого возбуждения, обеспечи-
вающего питание цепей управления, электродвигателей собствен-
ных нужд постоянного тока, освещения и заряда аккумуляторной
батареи.
Стартер-генератор (рис. 43) состоит из станины, подшипнико-
вых щитов, главных и добавочных полюсов, якоря и подшипников.
Станина 6стартер -генераторов цилиндрической формы, к которой
снизу приварены лапы для крепления к станине тягового генерато-
ра. Сбоку приварены проушины для транспортировки. К станине
крепятся четыре главных и четыре добавочных полюса. Сердечник
главного полюса набран из пластин электротехнической стали. Глав-
ные полюсы имеют независимую обмотку (Н, НН) и параллельную
(А, Я) (рис. 44). Сердечник добавочного полюса цельный, обмотка
добавочных полюсов соединена последовательно с якорем.
К торцам станины крепятся передний 2 (рис. 43) и задний 10
подшипниковые щиты. В гнездо переднего подшипникового щита
устанавливается шарикоподшипник 76313, заднего — роликоподшип-
ник 7032315.
’ К переднему подшипниковому щиту крепится траверса 4, а к ней —
щеткодержатели со щетками типа ЭГ-4 размером 2(10x33x32) мм.
88
Рис. 43. Стартер — генератор ПСГ:
1, II — подшипники; 2, 10— передний и задний подшипниковые щиты;
3— коллектор; 4— траверса; 5— главный полюс; 6— станина; 7— якорь;
8 — добавочный полюс; 9 — вентилятор; 12 — вал
nflj, <.Л
Рис. 44. Схема внутренних соединений стартер-генератора ПСГ:
А — со стороны коллектора, Б — со стороны привода
89
Нажатие на щетку 17 — 20 Н. Якорь /состоит из вала 12, сердечника,
обмотки и коллектора. Сердечник якоря фиксируется на валу шпон-
кой, а от смещения удерживается с одной стороны корпусом обмотко-
держателя, а с другой — корпусом коллектора. Обмотка якоря в пазах
удерживается проволочными бандажами. Концы секций обмотки впа-
иваются в петушки коллекторных пластин. Коллектор арочного типа.
Охлаждение стартер — генератора — самовентиляция, класс изоляции
не ниже F.
На тепловозах, имеющих передачу мощности переменно-посто-
янного тока, для привода вентиляторов охлаждения тяговых элект-
родвигателей, вентиляторов охлаждения секций холодильника и вен-
тилятора охлаждения выпрямительной установки используют
электродвигатели переменного тока, питающиеся непостредственно
от тягового генератора.
Условие работы электродвигателей переменного тока на теплово-
зах (изменяющиеся в широких пределах напряжения и частоты,
частые пуски и большие вибрационные нагрузки, большие перепа-
ды температур окружающего воздуха) налагают дополнительные тре-
бования к их конструкции, требуют усовершенствованной системы
лабиринтов и системы пополнения смазки.
3.4. Электродвигатели привода компрессора
На тепловозах 2ТЭ116 компрессор КТ-7 приводится во враще-
ние от двигателя 2П2К-О2 с правым вращением. На тепловозах
ТЭП70 компрессор ПК-5,25 получает вращение от электродвигате-
ля П2К-О2 с левым направлением вращения (рис. 45). На теплово-
зах 2ТЭ121 ранней постройки компрессор получает вращение от
двигателя 2П2К-О2, а на тепловозах более поздней постройки ком-
прессор КТ-7 приводится во вращение от вала дизеля через редук-
тор. На тепловозах ТЭМ7, ТЭМ7А компрессор ВУ-3,5/9-1450 полу-
чает вращение от электродвигателя П2К-О2 (1250 мин-1). При
установке компрессора ПК-5,25 он получает вращение от двигателя
2П2К (1450 мин-1).
Конструкции двигателей аналогичны (см. табл. 10). Они имеют
4 главных и столько же добавочных полюсов. Катушки возбужде-
ния имеют усиленную корпусную изоляцию. Обмотка якоря имеет
корпусную изоляцию из материала на основе полиамидной пленки.
Четыре щеткодержателя смонтированы на траверсе и имеют посто-
янное нажатие на щетку независимо от ее износа.
90
да дат
9 Без поз 15
Рис. 45. Электродвигатель компрессора типа П2К-02:
1, 2 — подшипниковый щит; 3— траверса; 4— трубка; 5 — крышка; 6~ коробка
вывода; 7 — остов; 8 — якорь; 9 — зажимы и соединения; 10 — скоба;
77 —планка; 72—втулка; 13 — кольцо лабиринтное; 14 — крышка; /5—короб-
ка выводов; 16, 17 — сетка v
Регламентированная продолжительность включения (ПВ) — 60%.
Допускается непрерывная работа с компрессором при номинальной
нагрузке не более 45 мин в течение 2 часов. Допустимая перегрузка
по току: двукратная — 60 с, трехкратная — 10 с, четырехкратная —
при пуске. Схема электрических соединений обмоток представлена
на рис. 46.
Рис. 46. Схема электрическая соединения обмоток
электродвигателей компрессоров П2К и 2П2К
3.5. Вспомогательные электрические машины
постоянного ТОКА
Электрические машины серии П применяются на современных
тепловозах (рис. 47-49). В большинстве случаев они используются в
морском исполнении (индекс М), которое отличается брызгозащи-
щенностью и повышеным качеством изготовления отдельных
узлов.
Основное исполнение для тепловозов — защищенное, с горизон-
тальным расположением якоря и установкой станины на лапах. В
92
Cl
1 2 3 4 5 6 78 9 10 ll 12 13 14
Cl C2
J Рис. 47. Электродвигатель
ДВ - 75:
a — продольный разрез, б — принципиальная элек-
трическая схема; 7— колпак; 2,15— подшипники;
3 — траверса; 4 — изолятор; 5 — пружина, 6 — щет-
ка; 7— палец, 8 — коллектор; 9 — сердечник якоря,
10 — сердечник полюса; 11 — корпус; 12 — катушка
полюса; 13 — обмотка якоря; 14 — щит подшипни-
ковый; 16— шпонка вала; 17— вал
Рис. 48. Двухполюсный электродвигатель серии П:
1, 19 — винтовые пробки; 2 — крышка; 3, 18 — крышки шариковых под-
шипников; 1, 17 — пресс-масленки; 5, 16— шариковые подшипники; 6,
15— крышки шариковых подшипников; 7— траверса; 8— передний под-
шипниковый щит; 9 — коллектор, 10 — станина; 11 — якорь; 12 — винт
грузовой; 13 — вентилятор; 14 — задний подшипниковый щит; 20— глав-
ный полюс „ , , ,.
93
Вид со стороны коллектора
Рис. 49. Схема электрическая соединения обмоток
электродвигателей серии П
единичных случаях применяется установка двигателя с вертикаль-
ным расположением вала (для вентилятора кузова).
В обозначении типа машины первая цифра указывает порядко-
вый номер габарита машины (по диаметру якоря), а вторая — по-
рядковый номер длины сердечника. Всего машины серии П имеют
11 значений диаметра якоря и два значения длины сердечника на
каждый диаметр.
Станины машин 1—6-го габаритов выполнены цилиндрическими
из стальных труб. Машины 1—3-го габаритов выпускают с двумя
главными и одним добавочным полюсом; остальные машины (4 —
11-го габаритов) — с 4 главными и 4 добавочными полюсами.
Параллельная обмотка возбуждения выполнена из изолирован-
ного провода круглого сечения. Последовательная обмотка возбуж-
дения и обмотка добавочных полюсов изготовлены из изолирован-
ного круглого провода или при большей площади сечения — из
прямоугольной голой меди (обычно машины 3—4-го габаритов и
выше).
Якоря машин 1—6-го габаритов имеют полузакрытые пазы. Сер-
дечник якоря выполнен из листов электротехнической стали толщи-
ной 0,5 мм, набранных непосредственно на вал. Обмотка якоря ма-
шин 1—6-го габаритов — всыпная из провода круглого сечения. В
94
пазах обмотка удерживается текстолитовыми клиньями. Бандажи из
стеклоленты или из стальной проволоки укрепляют лобовые части
обмотки.
Обмотки полюсов и якоря пропитаны лаком и покрыты эмалью.
Машины 1—3-го габаритов имеют изоляцию класса А, 4—6-го габа-
ритов — изоляцию класса В.
Коллектор машин 1—6-го габаритов имеет пластмассовый кор-
пус. Обмотка якоря припаивается к коллекторным пластинам оло-
вянисто-свинцовым припоем ПОС-40.
Траверсы машин этих габаритов отлиты под давлением из алю-
миниевого сплава. Щеткодержатели изготовлены из листовой лату-
ни и установлены на текстолитовые пальцы.
Щетки — марок ЭГ-2 или ЭГ-4, размером для машин 1-го габа-
рита 8x10x25 мм, 2-6-го габаритов — 10x12,5x32 мм.
Вентиляция машин защищенного и брызгозащищенного испол-
нения (1—8-го габаритов) — аксиальная вытяжная при помощи вен-
тилятора из алюминиевого сплава, укрепленного на валу.
Коробка выводов машин 1—6-го габаритов отлита из алюминие-
вого сплава АЛ9 и расположена с правой стороны машины, если
смотреть со стороны коллектора.
Подшипниковые узлы для машин 1—6-го габаритов бескапсуль-
ного исполнения с шариковыми радиальными однорядными под-
шипниками следующих номеров (по ГОСТ 8338-57) (табл. 9).
Таблица 9
Габарит машины 1 2 3 4 5
Сторона привода Сторона коллектора 6-304Ш1 6-302Ш1 6-305Ш1 6-304Ш1 76-307Ш1 76-305Ш1 76-307Ш1 76-307Ш1 76-309Ш1 76-309Ш1
Соединение с агрегатом — эластичной муфтой. Свободный ко-
нец вала со стороны, противоположной коллектору.
Нормально двигатели поставляют для правого вращения (по ча-
совой стрелке, если смотреть со стороны, противоположной коллек-
тору).
Машины каждого из типов могут выполняться на различные
значения мощности, напряжения и скорости вращения путем изме-
95
нения параметров обмоток. Указанные разновидности характеризу-
ются фабричным ордером (фордером ФО).
В перспективе на тепловозах будут применяться машины серии
2П. Электродвигатели ДВ-75 (рис. 47) используются для привода
вентиляторов (антиобледенителей) кабины машиниста, а также вен-
тилятора калорифера отопительно-вентиляционной установки. Это
двухполюсная машина (без добавочных полюсов) с последователь-
ным возбуждением. Двигатель имеет закрытое исполнение и охлаж-
дается путем наружного обдува приводимым во вращение вентиля-
тором. Щетки — марки ГЗ размером 8x9x20 мм.
Техническая характеристика стартер — генераторов и электро-
двигателей привода компрессора приведена в табл. 10.
,, , г < .л ,, Таблица 10
Техническая характеристика стартер-генераторов и
электродвигателей привода компрессора
Показатели Значения показателей для машин
Стартер - генераторы Электродвигатели
ПСГ 2ПСГ П2К 2П2К
1 2 3 4 5
Мощность номинальная, кВт 50 55 25 37
Напряжение, В НО ПО НО НО
Ток, А 455 500 280 400
Частота вращения, об/мин 1150-3000 700-2000 1000 1450
Масса машины, кг 800 1300 520 550
Кол-во главных полюсов 4 4 4 4
Кол-во витков на полюс обмоток: параллельного возбуждения последовательного возбуж- дения 436 7,5 294 6,5 494 2 494 2
Сечение провода обмоток, мм: параллельного возбуждения последовательного возбуж- дения 2,1 1,81 х 35 2,26 2(1,81 х 30) 1,68 2(2,1 х х18) 1,68 2(2,1 х 18)
Марка провода обмоток: параллельного возбуждения последовательного возбуж- дения ПСДК ЛММ ПСДК ЛММ псд ПММ псд ПММ
96
Окончание табл. 10
1 2 3 4 5
Кол-во добавочных полюсов 4 4 4 4
Кол-во витков на полюс 11,5 9,5 13 8
Сечение провода, мм 6x25 5,5 х 25 2(2,1 х 18) 2(2,1 х 18)
Марка провода ПММ ПММ ПММ ПММ
Диаметр сердечника якоря, мм 294 327 245 245
Длина сердечника, мм 205 350 175 175
Кол-во пазов 46 42 27 53
Шаг по пазам 1-12 1-11 1-8 1-14
Шаг по коллектору 1-2 1-2 1^11 1-27
Обмотка якоря Петлевая Волновая
Количество катушек 46 42 27 53
Количество секций в катушке 3 3 3 1
Сечение провода, мм 1,4 х 6,3 1,8 х 6,3 2,65x5,0 2,8 х 5,0
Марка провода ПСДК ПСДК псд псд
Диаметр коллектора, мм 200 250 200 200
Длина рабочей части, мм ПО 170 120 120
Количество пластин 138 126 81 53
Количество бракетов щеткодержателей 4 4 4 4
Марка щеток Эг-14 Эг- 14 Эг-14 Эг - 14
Размер щеток, мм 2( 12,5x32x57)
Нажатие на щетку, кгс 1,6- -2,0
Тип подшипников со сто- роны коллектора 76-313 76-317 76- -314
С другой стороны 76-3615к1м 76-32317 76-314 76-314
Класс нагревостойкости изоляции обмоток:
ПОЛЮСОВ F F F F
якоря Н Н Н Н
Направление вращения (со стороны коллектора) Левое Левое Левое Правое
Ток возбуждения, А 8 7 9 10
кпд 0,815 0,822 0,812 0,840
91
3.6. Вспомогательные электрические машины
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Электродвигатель АМВ 37-03 встроен в вентилятор и обозначается
как мотор-вентилятор МВ-11 (рис. 50). Он служит для охлаждения
воды и масла дизеля. Ротор 2 с короткозамкнутой обмоткой вращается
вокруг непод вижного статора с трехфазной обмоткой. Кроме ротора в
электродвигателе имеется вал ротора 6, обмотки 8 и сердечника 9 ста-
тора и двух шарикоподшипников. К основанию 10 вентилятора кре-
пится болтами втулка 7, на которую напрессовывается сердечник ста-
тора. От проворота сердечник на втулке удерживается шпонкой, а от
смещения вдоль оси двумя шайбами и полукольцами. Сердечник ста-
тора набирают из штампованных листов электротехнической стали тол-
щиной 0,5 мм. Обмотка статора трехфазная, двухслойная, симметрич-
ная, фазы соединены в «звезду». Катушки обмотки статора имеют по
пять витков из провода ПСДК диаметром 1,45 мм.
Рис. 50. Мотор-вентилятор МВ—11:
1 — вентиляторное колесо; 2 — ротор; 3 — днище; 4,7— втулки; 5 — верх-
няя крышка; 6 — вал ротора; 8 — обмотка статора; 9 — сердечник; 10 —
основание; 11 — пробка
98
Внутри втулки 7 на двух шарикоподшипниках установлен вал
ротора 6. Нижний подшипник удерживается на валу кольцом, верх-
ний — гайкой. Верхний подшипник имеет лабиринтовые уплотне-
ния. Вентиляторное колесо 7 вместе с запрессованным в него рото-
ром 2 надевается на статор снаружи и крепится к верхнему торцу
вала ротора болтами. Сердечник ротора набран из штампованных
листов электротехнической стали и имеют 50 пазов, расположенных
на внутренней поверхности листов. Пазы ротора залиты алюминие-
вым сплавом АКМ. Ротор после запрессовки в корпус вентилятор-
ного колеса фиксируется четырьмя штифтами. Колесо вентилятора
вместе с ротором подвергают динамической балансировке. Техни-
ческая характеристика МВ-11 приведена в табл. 11.
На тепловозах 2ТЭ116 более ранней постройки для привода вен-
тиляторов охлаждения ТЭД и вентилятора охлаждения выпрямитель-
ной установки использовались двигатели А2-82-6-100 и АОС2-62-6-
100. Эти двигатели относятся к числу трехфазных короткозамкнутых
двигателей серий А2 и АО2, которые выпускались нашей промыш-
ленностью с 1970-1971 гг. Двигатели этой серии имели мощность
0,6-100 кВт с высотой оси вращения от 90 до 280 мм.
Двигатели серии А2 имеют защищенное исполнение, двигатели
АОС2 имеют закрытое обдуваемое исполнение с повышенным сколь-
> I ч, ’ » Таблица 11
Техническая характеристика асинхронных электродвигателей
привода вентилятора холодильника
Показатели Значения показателей для двигателя
AMB-37-O3M АМВ-75-О2
Мощность, кВт Напряжение линейное, В Ток, А Частота, Гц Частота вращения (синхронная), мин'1 Соединение фаз Конструкция обмотки Класс нагревостойкости изоляции Подшипники верхний нижний Масса двигателя, кг 37 228/394 125/72,2 100 2000 в звезду двухслойная Н 313 310 161 75 228/394 250/144,5 35-100 420-1200 в звезду двухслойная Н 66322 321 275
99
жением для работы в приводе механизмов с большими маховыми
массами. В индексации этих двигателей первое число
(6 или 8) показывает габарит, второе число (2) — номер длины
сердечника, следующее число (6) — число полюсов и последняя
цифра (100) — номинальная частота питающего тока.
На тепловозах 2ТЭ116 более позднего выпуска устанавливаются
двигатели 4АЖ-225-М6О2 и 4АЖ-160-М6О2 (рис. 51). Эти двига-
тели относятся к числу трехфазных короткозамкнутых двигателей
новой серии 4А, которые в настоящее время выпускаются нашей
промышленностью. Эта новая серия выпускается на мощность 0,06-
400 кВт и 17 значений высоты оси вращения от 50 до 355 мм. Для
этой серии двигателей предусмотрена модификация для железно-
Рис. 51. Асинхронный двигатель 4АЖ-225-М602 привода
вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей:
1 — щиток направляющий, 2 — вентилятор; 3 — корткозамкнутая обмотка
ротора, 4, 10 — щиты подшипниковые; 5 — остов, 6 — обмотка статора;
7 — сердечник ротора, 8 — сердечник статора, 9 — коробка зажимов;
11 — пресс масленка; 12 — фланец; 13 — выводы обмотки статора;
14 — уплотнитель, 15 — конец вала ротора; 16 — лапы опорные
100
дорожного транспорта (буква Ж), которая рассчитана на большие
вибрации и удары, характерные для локомотива, длительный ре-
жим эксплуатации и широкий диапазон температур при различных
климатических условиях. В обозначении этих двигателей цифры
(вслед за буквами) (225,160) показывают высоту оси вращения, бук-
ва М — среднее значение условной длины станины, цифра 6 —
число полюсов, буква О — возможность эксплуатации во всех кли-
матических условиях, 2 — категория размещения (в кузове подвиж-
ного состава).
Технические данные этих двигателей приведены в табл. 12, 13.
г >
Таблица 12
Техническая характеристика асинхронных электродвигателей
4АЖ привода вентиляторов
Показатели X JUV г Значение показателей для двигателей
4АЖ-225-М6О2 4АЖ-160-М6О2
Мощность номинальная, кВт 45 7,5
Напряжение номинальное, В 400 400
Частота питающего тока, Гц 100 100
Частота вращения (синхронная), об/мин 2000 2000
Класс нагревостойкости изоляции F F
. 1 ' Таблица 13
Техническая характеристика асинхронных электродвигателей
А2, АО2, АОС2 привода вентиляторов
Показатели Значение показателей для двигателей
А2-82- 6-100 А2-72- 6-100 АОС2- 62-6-100 А02-42- 6-100
Мощность номинальная, кВт 40 24 8 6
Напряжение линейное, В 228/394 228/394 228/394 228/394
Частота питающего тока, Гц 35-100 35-100 35-100 35-100
Частота вращения (синхрон- ная), об/мин 700-2000 700-2000 700-2000 700-2000
Класс нагревостойкости изоляции Н Н F Н
Вид обмотки двухслойная однослойная
Масса двигателя, кг 340 210 173 77
101
3.7. Электродвигатели привода вентиляторов
ОХЛАЖДЕНИЯ ТОРМОЗНЫХ РЕЗИСТОРОВ
Электродвигатели привода вентиляторов (рис. 52) охлаждения тор-
мозных резисторов получают питание за счет электроэнергии, выра-
батываемой тяговыми электродвигателями в режиме электрического
торможения. Это двигатели постоянного тока, с последовательным
возбуждением. Техническая характеристика двигателей приведена в
табл. 14, а электрическая схема соединения обмоток на рис. 53.
Таблица 14
Техническая характеристика электродвигателей ПНЖ-200М,
2ПН-200М для привода вентиляторов охлаждения тормозных
резисторов
Показатели Значения показателей для двигателей
ПНЖ-200М 2ПН-200М
Мощность номинальная, кВт 45 60
Ток номинальный, А 151 200
Напряжение номинальное, В 340 340
Частота вращения, об/мин 3000 3000
Возбуждение Последовательное
Количество полюсов:
главных 4 4
добавочных 4 4
Кол-во бракетов щеткодержателей 4 4
Кол-во щеткодержателей в бракете 4 4
Траверса Поворотная
Вентиляция Самовентиляция
КПД, % 87,7 88,1
Масса, кг 291 346
3.8. Тахогенераторы
Тахогенераторы Тг1-Тг6 марки ТГС-12Э применяются на тепло-
возах ТЭП70 и 2ТЭ121. Они служат для подачи в САУ электри-
ческим тормозом сигнала, пропорционального частоте вращения
колесных пар. Технические данные тахогенераторов приведены в
табл. 15.
102
Рис. 52. Электродвигатель
ПМЖ-200М
1 — болт; 2 — крышка подшип-
ника; 3— щит подшипниковый;
4 — болт, 5 — лента защитная;
6 — траверса; 7 — полюс доба-
вочный; 8 — плюс главный;
9— станина; 10— болт заземле-
ния; 11 — болт; 12 — щит под-
шипниковый; 13 — вентилятор;
14 — якорь; 15, 16 — болт;
17 — крышка
Рис. 53. Электрическая схема
соединения обмоток
электродвигателя ПМЖ —200М
и 2ПМ-200М
103
Тахогенератор Тг марки ДТЭ-018 на тепловозах ТЭП70 подает в
САУ пуском дизеля сигнал, пропорциональный частоте вращения
вала дизеля.
Таблица 15
Техническая характеристика тахогенераторов ТГС-12Э
Показатели Значения показателей
Число фаз 3
Соединение фаз В звезду
Число полюсов 12
Частота вращения, мин1: номинальная 750
максимальная (кратковременно) 1500
Напряжение номинальное, В 30
Нелинейность выходного напряжения, не более 2,5%
Крутизна выходного напряжения на холостом ходу, мВ/мин”1 40
Режим работы Продолжительный
Линейная зависимость выходного напряжения от частоты вращения гарантируется в диапазоне, мин”1 50-750
Зависимость выходного напряжения от тока нагрузки, не более В/мА 0,1
4. Тепловозные аккумуляторные батареи
‘ 4.1. Кислотные и щелочные аккумуляторы
Тепловозные аккумуляторные батареи (АБ) применяются для
питания тяговых генераторов, стартер-генераторов при пуске дизе-
лей, питания цепей управления и освещения, а также некоторых
вспомогательных цепей при остановленном дизеле ( рис. 54—56).
Аккумуляторные батареи должны удовлетворять следующим тре-
бованиям:
• иметь большую емкость при небольших габаритах и массе;
• обладать малым внутренним электросопротивлением, для по-
лучения разрядного тока большой силы при запуске дизеля;
• сохранять работоспособность при низких температурах окру-
жающей среды;
• обладать простой конструкцией и небольшим объемом ТО;
104
/ — бак; 2 — пластины; 3 — щиток; 4 — контакт; 5 — крышка; 6 — асбе-
стовый шнур; 7— мастика; 8, 9 — резиновые шайбы; 10 — конусное коль-
цо; 77—пробка; 12, 13 — сепараторы; 14 — резиновые амортизационные
полосы; 15 — кольца изоляционные; 16 — сосуд металлический; 17 — че-
хол резиновый; 18 — электролит; 19 — блок пластин
• иметь длительный срок службы и большую механическую
прочность: ( (...
• обладать малым саморазрядом.
Кислотная аккумуляторная батарея (рис. 54, а) состоит из эбонито-
вого бака 1 и двух полублоков положительных и отрицательных плас-
тин 2, разделенных сепараторами 12 и 13. На дне бака имеются два
выступа, а снизу — четыре резиновые амортизационные полосы 14.
В крышке 5 элемента пять отверстий, предназначенных для кон-
тактов и одно (центральное) с пробкой 77 для заливки электролита.
В пробке имеются вертикальные и горизонтальные каналы с отра-
жательным щитком. Каналы служат для выпуска газов из бака, а
щиток предотвращает выплескивание электролита.
Пластины это щитки из свинцовосурмян истого сплава, запол-
ненные активной массой. Каждая пластина в нижней части имеет
две ножки для опоры на выступы сосуда, а в верхней — контактные
105
Рис. 55. Пластины кислотной
аккумуляторной батареи:
а — положительные; б — отрицательные
W 4^ 4 4
железа
Рис. 56. Пластины щелочной (железо-
никелевой) аккумуляторной батареи:
ушки. Положитель-
ные и отрицатель-
ные пластины соеди-
нены баретками и
образуют два полу-
блока с контактами
из медного штыря с
свинцовосурмянис-
той наплавкой. Кон-
такты в крышке уп-
лотнены резиновыми
шайбами 8 и 9 Се-
параторы, разделяю-
щие разноименные
пластины выполня-
ются из листового
пористого полихлор-
винила, стекловолок-
на или винипласта.
Для предотвращения
расплескивания элек-
тролита сверху на се-
паратор уложен за-
щитный щиток 3. В
качестве электролита
используется раствор
серной кислоты плот-
ностью 1,83 г/см3 в
дистиллированной
воде.
Щелочные желе-
fl — положительные; б — отрицательные
зо-никелевые акку-
муляторные батареи
46ТПЖН- 550 предназначены для работы в стартерном режиме при
запуске дизеля, также для питания цепей управления, освещения и
вспомогательных цепей при не работающем дизеле.
Батарея предназначена для работы в условиях повышенной влаж-
ности (не более 98%) воздуха при температуре +20° С, воздействии
вибрационных нагрузок в диапазоне частот до 100 Гц и при воздей-
ствии в горизонтальном направлении с ускорением 4g.
106
В обозначении АБ буквы и цифры характеризуют следующие
данные:
«ТП» — область применения — тепловозная;
«НЖ» — электрохимическая система аккумулятора (никель-же-
лезная);
«550» — номинальная емкость при 5 часовом режиме разряда;
У — климатическое исполнение;
«2» — категория размещения.
Железо-никелевая аккумуляторная батарея остоит из блока поло-
жительных и отрицательных электродов, размешенных в стальном
баке. Положительные и отрицательные электроды состоят из час-
тей, соединенных между собой в замок и укрепленных с обеих сто-
рон стальными ребрами.
Активная масса положительного электрода состоит из гидрата
закиси никеля, графита и активирующих добавок, а отрицательного
электрода — из восстановительной смеси руды, окиси железа и ак-
тивирующих добавок.
Блок аккумулятора имеет четыре клеммы, выведенные через от-
верстия крышки бака и изолированы от нее пластмассовыми коль-
цами, втулками и резиновыми кольцами, которые собраны в герме-
тичные узлы, препятствующие вытеканию электролита из
аккумулятора.
В качестве сепаратора применяется пленка из гофрированного и
перфорированного винипласта, резиновый или пластиковый шнур.
Сепаратор используется для изоляции положительных электродов
от отрицательных и для создания межэлектродных зазоров.
Блок электродов от стальных стенок бака аккумулятора изоли-
руется винипластовой пленкой по всему периметру.
В нижней части бака имеется пространство, называемое шламо-
вым, предназначенное для сбора осыпавшейся активной массы.
Щелочные батареи имеют два блока положительных и отрица-
тельных пластин, размещенных в стальном сосуде 16 (рис. 54, б).
Пластины это ламели, соединенные между собой в замок и укреплен-
ные стальными ребрами, к которым приварены контактные планки.
Пластины изолированы перфорированными сепараторами и резино-
выми шнурами. Каждый блок имеет два вывода в крышке, изолиро-
ванные винипластовыми и резиновыми кольцами 15. В качестве элек-
тролита в щелочной батарее используется 20-процентный водный
раствор едкого калия плотностью 1,19—1,21 г/см3 в дистиллирован-
ной воде с добавлением 20 г/л моногидрата едкого лития для повы-
107
шения срока службы, особенно в жарких условиях. При низких тем-
пературах (ниже — 15°С) применяют раствор чистого едкого калия
плотностью 1,27г/см3. Готовят электролит в железной посуде.
4.2. Работа аккумуляторных батарей при разряде
И ЗАРЯДЕ
На магистральных и маневровых тепловозах установлены АБ двух
типов:
кислотные - 32ТН-450, 48ТН-450, 48ТН-350
и щелочные - 46ТПНЖ-550 - У2.
При зарядке кислотные батареи от внешнего источника электри-
ческой энергии или при разряде химические реакции, проходящие
в свинцовых АБ можно представить в виде:
а) при разряде
АБ заряжена
РЬО2 + 2 H2SO4
АБ полностью разряжена
+ Pb = PbSO4+ 2 Н2О + PbSO4
зД
3
JS
3
к
uq
Е?
<□
Н
Д
X
о
Е?
о
с
эД
3
д
л
5
Й
g
&
б) при заряде
АБ до заряда
PbSO4 + 2 Н2О +
АБ после заряда
PbSO4 = РЬО2 + 2 H2SO4 + Pb
ЭД
3
д
л
5
Й
Ef
S
&
Уменьшение плотности электролита при разряде АБ и увеличе-
нии ее при заряде используется в практике эксплуатации для конт-
роля степени заряженное™ батарей.
Процессы, протекающие в щелочном аккумуляторе при заряде и
разряде можно схематически представить уравнением:
108
заряд
4Ni (0Н)2 + Fe 04
Wivi I j 11 >, .
у» 4NiOOH + 3 Fe + 4 OH
разряд • i> । -w • v,.? i
При зарядке, кроме основных токообразующих процессов — вос-
становления железа и окисления гидрата закиси никеля, происходит
электролиз воды из электролита с образованием водорода на отри-
цательном электроде , i(
•WK 2 Н7О + 2е = Н, + 2ОН ' г • w
и кислорода на положительном > , г>
4 ОН- -► О2+ 2 Н2О + 4е
Газовыделение из аккумуляторов начинается в самом начале и
заметно усиливается к концу заряда (электролит «кипит»)
Входящие в обозначение АБ цифры и буквы характеризуют сле-
дующие данные батарей: 32, 46, 48 — количество последовательно
соединенных аккумуляторов в батареи; 350, 450, 550 — номинальная
емкость аккумуляторов при определенном режиме заряда, Ач;
ТП — тепловой, пусковой; Н — намазные; ЖН — железоникелевые
батареи.
Основными электротехническими характеристиками стартерных
АБ являются: ЭДС, внутреннее сопротивление, напряжение, мощ-
ность, емкость и саморазряд.
ЭДС аккумулятора. ЭДС представляет собой разность электро-
дных потенциалов при разомкнутой цепи
< t ‘ 1 •
Е = у+ — у—,
где у+, у— соответственно равновесные потенциалы положительных
и отрицательных электродов, В.
ЭДС батареи определяется суммой ЭДС последовательно соеди-
ненных аккумуляторов. Приближенно ЭДС свинцового аккумуля-
тора можно определить по электрической формуле:
Е « 0,84 +р|5,
где р15 — плотность электролита, г/см3 при 15° С
Величину Е измеряют вольтметром с внутренним сопротивлени-
ем более 300 Ом/В или потенциометром путем подсоединения при-
109
бора к выводам аккумулятора. При этом через аккумулятор (бата-
рею) не должен протекать зарядный или разрядный ток.
ЭДС кислотного аккумулятора почти не зависит от степени заря-
да электродов, их размеров, температуры, количества активных ма-
териалов и изменяется прямо пропорционально плотности электро-
лита. ЭДС зависит от химических и физических свойств материалов
электродов, активного вещества и электролита.
Внутреннее сопротивление. При питании потребителей от АБ ве-
личина тока зависит от величины ЭДС, ее внутреннего сопротивле-
ния и сопротивления внешней цепи.
Величина полного внутреннего сопротивления АБ слагается из
электросопротивления электролита, электродов, сепараторов, а так-
же ЭДС, образующейся в результате выделения воздуха на поверх-
ности электродов и определяется по формуле, , ,
г = г + г .
* <п * 0 и5 *
где гв — электросопротивление электродов, электролита, сепарато-
ров, барнов, перемычек, Ом;
гп — сопротивление поляризации, Ом.
Электросопротивление АБ зависит от степени ее разряженности
и температуры. С увеличением степени разряда омическое сопро-
тивление увеличивается в связи с тем, что снижается концентрация
серной кислоты в электролите. При понижении температуры вяз-
кость увеличивается и уменьшается скорость проникновения элект-
ролита в поры активной массы электродов.
Следует отметить, что сопротивление электролита является опре-
деляющим фактором увеличения внутреннего сопротивления АБ при
низких температурах, так как сопротивление электродов, и соедини-
тельных свинцовых деталей с изменением температуры меняется
незначительно.
Величина гп зависит от силы тока и не подчиняется закону Ома
Л • Av
где Av — поляризация, вызываемая изменением плотности
электролита и перенапряжением реакций на положительных и
отрицательных электродах;
/ 3 — величина разрядного (зарядного) тока аккумулятора, А.
110
Сопротивление аккумулятора можно определить по формулам:
E — Up U3-E
r= I ; г= ~ ,
1Р 'з
где 7, 73 — величина разрядного и зарядного тока, А;
Up, U3 — напряжение при разряде и заряде на полюсных выводах
аккумулятора, В.
В разряженном состоянии сопротивление АБ машины возра-
стает более чем в два раза по сравнению с заряженной батареей.
Напряжение аккумулятора. При разряде АБ напряжение на по-
люсных выводах всегда меньше ЭДС на величину внутреннего па-
дения напряжения, обусловленного внутренним сопротивлением
батареи. Тогда
Up= Е —Ли
или U = Е — 1 г = Е — I г — Лу
I Р Р g О S ,
где Up — напряжение батареи (часть ЭДС, затрачиваемая на
преодоление внешней электрической цепи), В;
AU — величина внутреннего падения напряжения, В;
I- г0 —омичити потери напряжения, В;
Лу — поляризация. t ( f,
Саморазряд — потеря емкости АБ при разомкнутом внешней
цепи. Саморазряду АБ в большей степени подвержены поляризо-
ванные электроды, так как имеющиеся примеси (медь, сурьма и др.)
обладают большим положительным потенциалом, чем свинец, обра-
зуют большое число замкнутых микроэлементов. Последние разря-
жают отрицательные электроды, превращая губчатый свинец в суль-
фат свинца с выделением водорода.
Основной причиной саморазряда положительных электродов
является разность потенциалов между материалом решеток и актив-
ной массы. Это приводит к образованию также сульфата свинца.
Имеются и другие причины саморазряда.
Величину саморазряда выражают в процентах потери емкости
за сутки
К= —7?- 100%
Х'С : • **•
111
где С, С,—емкость АБ до и после хранения, приведенные к
температуре 25°С, А ч;
т —продолжительность хранения (в сутках) ?
Потери емкости от саморазряда после бездействия в течение
14 суток при температуре окружающей среды 20±5°С не должна
превышать 10% или 0,7% за сутки.
, , 4.3. Щелочные аккумуляторные батареи
Процесс, протекающий в аккумуляторе при заряде и разряде
схематически может быть представлен в виде
* rt f ” / s ?» ,
заряд М»
4Ni (ОН), + Fe, Од у» 4NiOOH + 3Fe + 4ОН '
' '2 3 4
разряд
При заряде помимо основных образующих процессов — вос-
становления железа и окисления гидрата закиси никеля, проис-
ходит электролиз воды из электролита с образованием водорода на
отрицательном электроде
2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН ' * ' ’ ’ " '
и кислорода на положительном
4ОН = О2 + 2Н2О + 4е.
Газовыделение из аккумулятора начинается в самом начале и
заметно усиливается к концу заряда.
После установки АБ в батарейном ящике определяет суммарное
сопротивление изоляции аккумуляторов и изоляционного покрытия
батарейного ящика с помощью вольтметра по формуле Фрита
r=rb тт~1 1 > °м>
► • 1 .. * в U| + V 2 J „
где Rx — сопротивление изоляции батареи Ом;
RB — внутреннее сопротивление вольтметра, Ом;
U — напряжение на зажимах батареи, В;
Ut — напряжение между положительным выходом батареи и
корпусом батарейного ящика, В;
U2 — напряжение между отрицательным выходом батареи и
корпусом батарейного ящика, В.
112
Сопротивление изоляции батареи при установке на тепловоз дол-
жно быть не менее 50 кОм, а в эксплуатации не менее 25 кОм. Более
низкое сопротивление указывают на утечки тока. Для определения
сопротивления изоляций батарей применяется вольтметр с предель-
ным измерением до 75 В с внутренним сопротивлением не менее
2,5 кОм, первого класса точности с ценой деления 0,1 — 0,2 В.
5. Техническое обслуживание
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
5.1. Характеристика неисправностей
. ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН • ' 'Д
Надежность электрических машин зависит в первую очередь от
условий их работы, ухода за ними в эксплуатации и качества ре-
монта.
Условия работы электрических машин на тепловозе особенно тя-
желые. Высокие температуры воздуха в дизельном помещении, на-
сыщенного парами масла и топлива, запыленность в летний период,
попадание снега и влаги, резкие перепады температур, повышенные
вибрации при работе дизеля способствуют снижению сопротивления
изоляции и ее последующему разрушению, приводят к механическим
повреждениям машин: электрических генераторов и двигателей.
В особенно тяжелых условиях работают тяговые электродвигатели
при опорно-осевом подвешивании. Толчки и удары, передаваемые
через колесные пары от рельсовых стыков и неровностей, вибраци-
онные процессы в изношенной зубчатой передаче приводят к рас-
стройству соединений обмоток полюсов, нарушению работы кол-
лекторно-щеточного узла, перетиранию изоляции и другим
неисправностям.
В зимний период еще более усугубляется работа электрических
машин: снег, влага, резкие перепады температур приводят к сниже-
нию сопротивления изоляции, искрению щеток и круговому огню.
Неисправности электрических машин по их характеру подразде-
ляют на электрические, электромеханические и механические.
К электрическим неисправностям относятся: снижение сопро-
тивления и пробой изоляции (межвитковое замыкание обмоток) якоря,
главных и дополнительных полюсов, сильное искрение щеток, кру-
5 Скалии
113
говой огонь по коллектору, пробой изоляции пальцев кронштейна
щеткодержателя.
Электромеханические неисправности связаны с вибрационными
процессами и динамическими воздействиями на токопроводящие
соединения катушек полюсов, на узлы крепления полюсов, коллек-
торно-щеточный узел. Ослабление болтов крепления полюсов при-
водит к опусканию полюсов и уменьшению воздушного зазора, что
ухудшает коммутацию. Ослабление катушек на полюсах приводит к
перетиранию изоляции и последующему замыканию на корпус и
межвитковым замыканиям. Вибрация приводят к трещинам и изло-
мам выводных концов катушек, ослаблению болтовых контактов
межкатушечных соединений и их отгару.
Наиболее уязвимым элементом якоря является его коллектор.
Происходит износ его рабочей поверхности, образование рисок и
забоин, подгар и оплавление коллекторных пластин, (в том числе на
поверхности петушков), выплавление припоя в местах пайки обмо-
ток. Повреждается изоляция (прожоги, подгары межламельной изо-
ляции, миканитовых конусов и цилиндров).
От действия динамических и центробежных сил, температурных
напряжений происходит старение изоляции обмоток якоря. С поте-
рей изоляционных свойств она истирается и разрывается, приводя к
межвитковым замыканиям.
От динамических усилий и токовой перегрузки изнашиваются щет-
ки, появляются трещины, сколы, перетираются шунты как у щеток так и
у нажимных пружин, возникают трещины в корпусе щеткодержателей,
разрабатываются направляющие гнезда под щетки.
К неисправностям механического характера относят ослабления
текстолитовых клиньев в пазах якоря, разрыв бандажной проволо-
ки, трещины в валах, подшипниковых щитах, остовах, разрушения
якорных подшипников, ослабление шестерни на валу двигателя, на-
грев и задир моторно-осевых подшипников, износ накладок опор-
ных носиков двигателя.
Опыт эксплуатации двигателей при опорно-осевом подвешива-
нии показывает, что количество отказов по названным признакам
распределяется примерно поровну. Наиболее часто тяговые электро-
двигатели попадают в ремонт из-за повреждения изоляции (30%) и
ее низкого сопротивления (5%), а так же по перебросу (круговому
огню) по коллектору.
Повреждаемость тяговых электродвигателей при опорно-рамном
подвешивании в 10—15 раз ниже, чем при опорно-осевом подвеши-
114
вании. Объясняется это тем, что двигатели при опорно-рамном под-
вешивании защищены от динамического воздействия пути.
Механические неисправности, как правило, выявляются при внеш-
нем осмотре. К ним следует отнести следующие неисправности:
1. Ослабление болтовых креплений частей машин к остову, а так
же крепление остова к месту посадки проверяют легким остукива-
нием болтов.
Покачивая, выявляют ослабление креплений щеткодержателей,
щеточных шунтов, собирательных шин, межполюсных перемычек и
кабелей.
Чаще других встречаются случаи ослабления и обрыва болтов
крепления добавочных полюсов. Неплотное крепление полюсов дви-
гателей заметно по разрушению заливочной мастики под головками
болтов. При частых расстройствах этих соединений определяют и
устраняют причины повышенной вибрации или ударной работы ча-
стей машины. К ним относятся чрезмерные зазоры в моторно-осе-
вых подшипниках, нарушение плавности зацепления в тяговой пе-
редаче, отрыв балансировочных грузов якоря, нарушение соосности
вала генератора с валом дизеля, или чрезмерный перекос приводно-
го вала двухмашинного агрегата.
2. Обрыв лап подшипникового щита тягового генератора и двух-
машинного агрегата в местах приварки характеризуется увеличен-
ной вибрацией подшипникового щита, а так же биением коллектора
при работе.
3. Обрыв и размотка проволочного бандажа якоря являются тя-
желым повреждением, выводящим машину из строя. Размотка бан-
дажей тяговых электродвигателей может быть следствием плохого
крепления бандажа, расплавления олова и пережога бандажа при
перебросах электрической дуги, межвитковых или корпусных замы-
каний якорной обмотки под бандажом.
Бандаж ослабевает так же при выползании из-под него изоляции
при неоднократных перегревах якоря. Наиболее часто встречаются случаи
обрыва бандажа, предварительно поврежденного при боксовании ко-
лесной пары, если реле боксования заклинено или отключено.
Полное распускание бандажа вызывает появление дыма из дви-
гателя и заклинивание якоря в остове.
Первоначальные признаки разрушения бандажа в виде поджо-
гов, оплавлений олова, ослабления витков и выпучивания можно
замерить на доступных частях бандажа в процессе осмотра коллек-
торной камеры.
115
4. Ослабление затяжки и деформация коллектора вызывает не-
нормальную работу щеток (подпрыгивание, изломы, сильное искре-
ние). При осмотре такую неисправность коллектора можно заметить
по вспучиванию и выступанию пластин, Места коллектора, откло-
няющиеся от правильной формы, подгорают. Форма коллектора на-
рушается так же при чрезмерных его перегревах.
5. Разрушение якорных подшипников электрических машин со-
провождается сильным скрежетом, ударами, нагревом, выбросом дыма
и смазки. В тяговых электродвигателях при этом часто заклинивает
якорь в остове, а колесная пара идет юзом.
Разрушение подшипника не происходит внезапно. Вниматель-
ный осмотр и прослушивание работы подшипника позволяет уста-
новить начальные признаки повреждения, такие как неровная ра-
бота и сотрясение подшипника при остановке якоря, смещение
лабиринтового кольца и подтекании смазки, ненормальный нагрев
подшипника до температуры выше 80°С.
При приемке тепловоза (с охлажденными неработающими ма-
шинами) поврежденный подшипник можно выявить по следам пе-
регрева корпуса и кромки подшипника (копоть, обгорание краски и
смазки, запах горевшего масла).
Причинами повреждения якорных подшипников электрических
машин могут быть:
• неправильный монтаж подшипника с применением ударных
усилий и отклонением от установленных величин натяга и зазоров,
что приводит к перенапряжению деталей, образованию надрывов
или срыву и провороту внутреннего кольца подшипника на валу
якоря;
• нарушение режима смазки (качественное или количественное),
переполнение полости подшипника смазкой не менее опасно, чем
работа без смазки;
• заклинивание роликов вследствие накопления бронзовой пыли,
попадания частиц выкрошившегося металла;
• значительная ударная нагрузка на подшипник при неудовлет-
ворительной работе зубчатой передачи, перекосе якоря вала или на-
рушения его балансировки.
К механическим неисправностям машин относятся также зади-
ры рабочей поверхности коллектора посторонними предметами, ко-
торые случайно могут попасть под щеткодержатель. Глубокие за-
диры вызывают межвитковые замыкания и выход машины из
строя.
116
6. В процессе работы электромашин происходит износ их узлов и
деталей. По характеру износ подразделяется на естественный и по-
вышенный.
Естественный износ вызван определенными условиями работы уз-
лов и деталей, свойствами материалов из которых они изготовлены.
Повышенный износ машин — это результат низкого качества
изготовления и ремонта, неудовлетворительного ухода и неправиль-
ной эксплуатации.
К нарушениям эксплуатации следует отнести перегрузку элект-
ромашин по току, боксование колесных пар, неправильное приме-
нение реостатного торможения, несвоевременная подготовка и ра-
бота в зимних условиях.
К электрическим неисправностям можно отнести следующие:
1. Повреждения межкатушечных соединений (излом выводов по-
люсов, потеря контакта в соединениях) вызываются ослаблением
крепления и подгоранием наконечников, а так же ослаблением по-
садки катушек на сердечниках. Обрыв межполюсных перемычек яв-
ляется одной из характерных неисправностей двухмашинных агре-
гатов.
Цепь обмоток полюсов тяговых электродвигателей может быть
нарушена так же вследствие неудовлетворительного качества при-
варки выводов к шине катушки или из-за плохой впайки кабеля в
отверстие вывода. Если обрыв обмотки возбуждения тяговых элек-
тродвигателей произошел при ослабленном поле первой или второй
ступени, то в результате падения противоЭДС в якорях двигателей
до нуля, генератор замыкается на омическое сопротивление якоря и
сопротивление шунтировки поля, которые имеют сравнительно не-
большую величину. Происходит короткое замыкание тягового гене-
ратора, которое нередко заканчивается пожаром на тепловозе.
При частичной потере контакта из-за окисления или подгорания
межполюсного соединения тяговых электродвигателей нарушается
равенство сопротивлений параллельных ветвей обмоток полюсов, а
так как сопротивление самих обмоток очень мало, происходит рез-
кое перераспределение тока между параллельными парами полюсов
и искажение магнитного поля машины.
Ухудшение контакта в соединениях между главными полюсами
тяговых электродвигателей можно заметить по ложному срабатыва-
нию реле боксования в момент трогания тепловоза.
Нарушение контактов в межкатушечных соединениях выявляют-
ся ощупыванием в доступных местах после снятия нагрузки. По-
117
врежденное соединение перегревается, а место вокруг него обычно
бывает закопчено. Неработающие полюсы определяют по степени
нагрева сердечников сразу после кратковременной нагрузки. Сер-
дечники таких полюсов менее нагреты.
2. Повреждение коллектора и щеток являются следствием многих
неисправностей электрических машин. Коллектор должен иметь очень
гладкую полированную поверхностей правильной цилиндрической
формы. О хорошем состоянии коллектора свидетельствует равно-
мерная глянцевая пленка коричневого цвета, образующаяся на кон-
тактной поверхности и улучшающая работу щеток и коллектора.
Появление цветов побежалости, выброс капелек олова из петуш-
ков указывает на значительный перегрев коллектора.
Совершенно недопустимо местное биение коллектора, наличие
на рабочей поверхности задиров, запавших и выпученных пластин,
следов подгорания и перебросов дуги, а также отложений щеточной
пыли, масла и влаги.
Щетка должна плотно прилегать к коллектору (не менее 75%
площади), иметь установленное усилие нажатия и легко, но без
перекосов перемещаться в гнездах щеткодержателя.
Соседние пластины коллектора должны быть четко разделены
дорожками без «затягивания» их медью и грязью. Необходимо по-
мнить, что коллектор и щетки не выходят из строя неожиданно.
Незначительные на первый взгляд неисправности коллектора и ще-
ток создают условия для появления более серьезных повреждений.
3. Усиление искрения по коллектору указывает на ухудшение ком-
мутации и ненормальную работу коллектора и щеток.
Ненормальное искрение на коллекторах тепловозных электри-
ческих машин вызываются следующими причинами:
1) изменением равномерности распределения тока под щетками;
2) вибрацией щеток, нарушающей плотность прилегания их к
коллектору;
3) попаданием на коллектор электродвигателя токопроводящих
частиц и предметов.
Неправильное распределение тока под щетками может быть след-
ствием:
а) искажения магнитного потока главных полюсов. В тяговых
электродвигателях с последовательно-параллельным соединением
обмоток возбуждения работа полюсов нарушается при повреждении
межкатушечных соединений. Искажение магнитного потока вызы-
вает перегрузку уравнительных соединений и пластин коллектора,
118
связанных с ними. Пластины темнеют через две на третью. В тяго-
вых генераторах и двухмашинных агрегатах магнитный поток иска-
жается при межвитковых замыканиях обмоток полюсов. Нарушение
полярности катушек полюсов или установление неравномерного воз-
душного зазора под полюсами в процессе ремонта может быть при-
чиной искажения магнитного потока;
б) ослабление или потеря контакта в межполюсной перемычке
или собирательной шине, вызывающей прекращение работы одной
параллельной группы добавочных полюсов;
в) смещение щеток от установленного положения чаще всего на-
блюдается на двухмашинных агрегатах, вспомогательных машинах
и тяговых генераторах, имеющих поворотную траверсу щеткодер-
жателей
Вибрация щеток вызывается нарушением геометрической фор-
мой коллектора и появлением неровностей на его рабочей поверх-
ности. При набегании на неровность щетки отрываются от пластин
и искрят, а дефектные места коллектора подгорают. Щетки вибри-
руют и при исправном коллекторе, если допущено ослабление креп-
ления щеткодержателя, нарушение балансировки якоря или соснос-
ти вала якоря с валом привода. Щетки тяговых электродвигателей
испытывают дополнительные толчки при проходе колесными пара-
ми неровностей пути, а так же при наличии ползунов, неравномер-
ности проката, овальности и эксцентричности. Вибрация щеток от
этих причин усиливается при недостаточном их нажатии. При уда-
рах о коллектор происходит выкрашивание и откол кромок щеток.
Вибрация тяговых электродвигателей резко усиливается при боксо-
вании колесной пары. Отрыв щеток от коллектора вызывает груп-
повое подгорание пластин в различных местах коллектора. На силу
искрения оказывает влияние частота вращения якоря.
Искрение, вызванное неравномерным распределением тока, уси-
ливается при увеличении нагрузки. Очаги искрения в этом случае
чаще располагаются у сбегающих кромок щеток. Искры имеют го-
лубовато-белый цвет.
В процессе работы на поверхности коллектора и в дорожках от-
кладываются частицы износа щеток и медных пластин, балластная
пыль, копоть от электрических разрядов. Эти частицы хорошо за-
держиваются на коллекторе при попадании на него тонкой пленки
смазки или топлива.
Особенно подвержены замасливанию коллекторы тяговых гене-
раторов. Масляные пары и брызги смазки могут проникать в гене-
119
ратор с охлаждающим воздухом, через неплотности коллекторных
люков, а так же из подшипников вала якоря. ’ >
Загрязнения, накопившиеся в дорожках коллекторов, образуют
«перемычки» сгорающие при протекании по ним тока, возникают,
так называемые «единичные вспышки» на коллекторе и создаются
предпосылки для перекрытия (переброса) коллектора электрической
дугой. Особенно опасны вспышки от замыкания пластин коллекто-
ра наволакиванием меди, медными заусенцами и осколками щеток,
вдавленными между пластинами.
Небольшая электрическая дуга, возникшая между отдельными
соседними пластинами на быстровращающемся коллекторе воспри-
нимается зрением, как огненное кольцо. Отсюда и появился термин
«круговой огонь».
Причиной появления мощных и опасных вспышек на коллекто-
ре может быть замыкание группы соседних коллекторных пластин
щеточными шунтами, выпавшими шайбами или болтами щеточного
аппарата или посторонними металлическими предметами.
При работе электрических машин с повышенной мощностью,
когда повышается напряженность электрического поля между
соседними щеткодержателями и усиливается ионизация воздуха в
коллекторной камере, единичные вспышки на коллекторе легко пе-
рерастают в «переброс дуги» по коллектору между соседними щет-
кодержателями.
При этом возникает короткое замыкание машины между щетка-
ми различной полярности через мощную электрическую дугу.
Практически развитие переброса по коллектору происходит по-
чти мгновенно. Переброс дуги напоминает сильный выстрел с яр-
кой вспышкой и выделением дыма. Обычно, при этом срабатывает
реле заземления и снимается нагрузка с тягового генератора. При
загрязнении изоляторов щеткодержателей или бандажа миканито-
вой манжеты коллектора переброс дуги на корпус может иметь мес-
то и при отсутствии очагов кругового огня на самом коллекторе.
Недопустимое искрение, перебросы дуги по коллектору, корот-
кое замыкание пластин коллектора или перебросы на корпус сопро-
вождаются почернением рабочей поверхности коллектора; отложе-
нием копоти на нем и окружающих частях машины; следами
оплавления и каплями металла на рабочей поверхности и торцах
пластин коллектора, на щеткодержателях и подшипниковом щите;
протором миканита между коллекторными пластинами и разруше-
нием отдельных щеток.
120
Большую опасность для коллекторов тяговых электродвигателей
представляет продолжительная работа дизеля под нагрузкой при тро-
гании состава. Большая сила тока вызывает прогары и коробление
пластин, выплавление олова в петушках.
4. Пробой изоляции токоведущих частей машины может быть
результатом теплового старения, а также повреждений изоляции,
вызванных температурными деформациями, плохим укреплением и
вибрацией изолированных частей, неправильным уходом и эксплу-
атацией.
Разрушающее действие на изоляцию оказывают импульсы пере-
напряжения генератора от ЕДС самоиндукции, возникающие при
отключении возбуждения генератора в процессе боксования колес-
ных пар при «звонковой» работе реле боксования.
Очень опасно для изоляции попадание влаги и масла внутрь
машины. Пробои изоляции чаще всего происходят в зимнее время в
виду большого увлажнения машин, особенно тяговых электродви-
гателей.
Наибольшее число повреждений изоляции приходится на катуш-
ки добавочных полюсов и обмотку якоря тяговых электродвигате-
лей (до 50% всех отказов).
В тяговых генераторах, работающих в непосредственной близос-
ти от дизеля и его вспомогательного оборудования, изоляция может
загрязняться маслом. Попадание масла на изоляцию возможно при
неудовлетворительном уплотнении подшипников вала якоря и пе-
реполнении их смазкой. Под действием масла изоляция теряет
механическую прочность. Графитовая пыль, оседающая на замас-
ленных местах, приводит к утечке тока. Пробою или перекрытию
изоляции, как правило, предшествует понижение сопротивления
изоляции относительно корпуса. Эксплуатация тяговых электродви-
гателей и тяговых генераторов недопустима, если сопротивление
изоляции ниже 0,5 МОм.
Изоляцию доступных частей машины осматривают при каждом
открытии коллектора. О порче изоляции свидетельствует обуглива-
ние, вспучивание и выкрашивание ее под небольшим усилием.
Пробой изоляции в машинах под нагрузкой сопровождается сраба-
тыванием реле заземления, появлением дыма и характерного запаха.
5. На старение изоляции оказывает влияние абсолютная темпера-
тура ее нагрева, поэтому для каждого класса изоляции нормированы
предельно допустимые превышения температур частей тяговых элек-
тромашин над температурой охлаждающего воздуха (табл. 16).
121
Таблица 16
Класс изоляции Основные изоляционные материалы Температура, °C
Обмоток якоря Обмоток полюсов Коллектора
А Пропитанные волокнистые материалы из целлюлозы и шелка 85 85 95
Е Синтетические органические пленки 105 115 95
В Материалы на основе слюды (в том числе и органических подложках), асбест и стек- ловолокно (применяются с органическими связующими) 120 130 95
F Материалы на основе слюды, асбеста, стекловолокна, применяемые с синте- тическими связующими и пропитываю- щими составами(монолитная изоляция на эпоксидной смоле) 140 155 95
Н Материалы на основе слюды, стеклово- локна и асбеста, применяемые с кремний- органическими пропитывающими соста- вами, кремнийорганические эластомеры 160 180 105
Перегрев обмоток машин выше предельно допустимых темпера-
тур возникает тогда, когда количество выделенного в машине тепла
превышает расчетные значения. Нагрев в машинах происходит при-
мерно пропорционально квадрату тока якоря. Опасность перегрева
машин возникает при движении тепловоза с малой скоростью и
большими токами.
Работа машин при чрезмерных температурах обмоток ограничи-
вает мощность машин, приводит к преждевременному старению изо-
ляции, ослаблению крепления катушек полюсов обмоток якоря, к
повреждению паяных соединений.
Общий перегрев машин может быть вызван недостаточным по-
ступлением охлаждающего воздуха или загрязнением внутренних
поверхностей, с которыми соприкасается воздух.
122
5.2. Уход ЗА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ
В ЭКСПЛУАТАЦИИ
От правильного использования электрических машин и содер-
жания их в чистоте в процессе эксплуатации во многом зависит
надежная и долголетняя их работа. Кроме плановых технических
обслуживаний ТО2 и ТОЗ и текущих ремонтов ТР1, ТР2, ТРЗ не
обходимо повседневное и тщательное наблюдение за состоянием
электрических машин тепловоза со стороны локомотивных бригад.
Прежде всего нужно обращать внимание на состояние коллекто-
ра и щеток, надежность закрепления щеткодержателей, токоведущих
частей и межкатушечных соединений, а также температуру нагрева
подшипников и самих электрических машин.
При наружном осмотре тяговых и вспомогательных электричес-
ких машин локомотивная бригада должна убедиться в исправном
состоянии подводящих кабелей и проводов, их креплении и изоля-
ции, проверить целость чехлов и крепление электрических машин.
Не допускается трение кабелей и их изоляции о металлические
детали локомотива. При осмотре обращают внимание на состояние
и крепление вентиляционных патрубков, из-за негерметичности
которых внутрь электрической машины может попасть пыль или
влага. С помощью слесарного молотка убеждаются в прочном креп-
лении крышек моторно-осевых подшипников, подшипниковых щи-
тов, крышек якорных подшипников, вентиляционных патрубков.
Если болты ослабшие, то звук будет глухой или дребезжащий. Ос-
лабление можно заметить по нарушению слоя пыли вокруг болта и
выступанию ржавчины.
Крепление главных и добавочных полюсов проверяют таким же
способом, однако болты, которые залиты компаундной массой, об-
стукивать нельзя. Признаком ослабления таких болтов является вык-
рашивание этой массы.
При внутреннем осмотре открывают крышки коллекторных лю-
ков, предварительно очистив их и поверхность остова около люков
от грязи, пыли или снега. При обнаружении загрязнения внутри
остова следует проверить герметичность вентиляционной системы и
особенно плотность прилегания крышек к люкам.
Осматривая коллектор, следует помнить, что его рабочая поверх-
ность должна быть гладкой, полированной и не иметь забоин, подга-
ров и других повреждений. Даже незначительное количество угольной
пыли в продорожке коллектора тягового генератора и других электри-
123
ческих машин тепловозов может привести к появлению кругового огня
по коллектору.
Цвет и рисунок поверхностной пленки (политуры) на коллектор-
ных пластинах характеризуют общее состояние электрической ма-
шины. Нормально отполированная поверхность имеет равномерный
темно-коричневый цвет с фиолетово-красноватым или каштановым
оттенком. Общий износ коллектора вызывается абразивным и элек-
троэрозионным износами.
Абразивный износ зависит от коэффициента трения и нажатия
щеток, степени чистоты охлаждающего воздуха. Электроэрозион-
ный износ является результатом неудовлетворительной коммутации
машины, т. е. искрением щеток. Механическими причинами искре-
ния является вибрация щеток, возникающая из-за недостаточного
нажатия, высокой их твердости или неправильного износа коллек-
тора, электрические причины —- ухудшенная коммутация.
Наличие цветов побежалости на политуре коллектора, следов при-
поя на петушках, межкатушечных соединениях и на корпусе, а так-
же изменение цвета (потемнение) окрашенных частей указывают на
имевший место перегрев. Последний возможен из-за недостатка ох-
лаждающего воздуха вследствие его утечки или засорения вентиля-
ционных каналов, перегрузки машины током или искрения. Силь-
ный перегрев является причиной расплавления припоя, нарушения
контакта между концами проводников обмотки якоря и прорезями
петушков коллектора, значительного увеличения переходных сопро-
тивлений. Расплавленный припой может выступать не только нару-
жу, но и проникать под изоляцию, где, растекаясь, замкнет якор-
ную обмотку накоротко. При перегреве коллектора может возникнуть
ослабление пластин, западание или выступание относительно общей
поверхности коллектора.
Форма коллектора должна быть цилиндрической. Изменение
формы коллектора происходит в результате ослабления его затяжки
и деформации. Это может привести к вспучиванию и выступанию
пластин, что вызывает подпрыгивание, перекос и изломы щеток, а
это может привести к искрению, местному перегреву и подгоранию
коллектора. Каждая щетка должна иметь прилегание к коллектору
не менее 75% рабочей поверхности, свободно перемещаться по щет-
кодержателю и иметь нажатие и другие основные размеры согласно
нормам для соответствующих машин.
Следует помнить, что слабое или сильное давление щеток ведет к
появлению искрения, чрезмерному износу коллектора и щеток.
124
Во время внутреннего осмотра внимательно проверяют крепле-
ние кронштейнов щеткодержателей к остову. От точности закрепле-
ния щеточного аппарата и его исправности во многом зависит ис-
правная работа электрических машин. Если щетки зависают или
туго перемещаются в гнездах, то их следует очистить и расходить.
При осмотре через люки доступных частей обмотки якоря и по-
люсов убеждаются, что они не имеют подгаров и других поврежде-
ний. Обрыв бандажей якоря — наиболее опасное повреждение, ко-
торое может привести к выходу из строя электрической машины.
Это может произойти в результате плохого крепления бандажа, оп-
лавления его при перебросах электрической дуги, при боксовании
колесных пар и т. д.
При осмотре тяговых и вспомогательных машин тепловозов не-
обходимо обращать внимание на отсутствие во внутренней полости
коллекторной камеры, подшипниковом щите и коллекторном банда-
же смазки из подшипников, Наличие масла, влаги и грязи на по-
верхности изоляции обмоток способствует ее разрушению. Боль-
шую угрозу для изоляции электрических машин представляет влага,
которая может попасть в остов не только через неплотности, но и
конденсируясь из воздуха. Это происходит при изменении темпера-
туры окружающего воздуха, например при перестановке холодного
локомотива с деповских путей в теплое помещение цеха.
Отдельные неисправности электрических машин должны опре-
деляться в рабочем состоянии. Нарушение нормальной коммутации
электрических машин, как правило, проявляется появлением искре-
ния под щеткой. Кратковременные, быстро гаснущие искры не
повреждают поверхности коллектора и не нарушают работу элект-
рической машины. При продолжительном сильном искрении уве-
личивается опасность повреждения коллектора, щеток и в целом
всей машины. Искрение под щетками вызывает ионизацию возду-
ха, которая способствует образованию из искр отдельных электри-
ческих дуг, а они при определенных условиях превращаются в сплош-
ной круговой огонь. Степень искрения в значительной мере зависит
от напряжения между соседними коллекторными пластинами, со-
стояния коллектора и щеток.
Для оценки качества коммутации установлено пять степеней ис-
крения (1; l'/4; 1 '/2; 2; 3). Искрение степеней 1; 1'/4; 1'/2 практичес-
ки для электрических машин не опасно и допускается для всех но-
минальных режимов работы двигателей в течение длительного
времени. Искрение со степенью 2 (следы почернения на коллекторе,
125
а на щетках — следы нагара) допускается только при кратковремен-
ных перегрузках. Работа электрических машин со степенью искре-
ния 3 не допускается.
Большое искрение на коллекторе электрических машин вызывает-
ся следующими причинами: расстояние между щетками отдельных
щеткодержателей по окружности неравномерно, большой зазор меж-
ду щеткодержателями и рабочей поверхностью коллектора, неравно-
мерное нажатие на щетки, слабое крепление щеткодержателей и
траверс, при установках щеток в щеткодержатели других марок, при
внутривитковом замыкании в обмотках полюсов и якоря и т.д.
Искренне под щетками электрических машин возникает также
при быстром изменении нагрузки (во время боксования, при сраба-
тывании защитных устройств, быстром наборе или сбросе пози-
ций). Особенно опасно продолжительное боксование при отклю-
ченной или неисправной защите от боксования.
В практике наблюдались случаи появления мощных и опасных
вспышек на коллекторе в результате замыкания группы коллектор-
ных пластин токопроводящими предметами (щеточные шунты, шай-
бы, болты и т.д.). В результате этого происходит почернение рабо-
чей поверхности коллектора, отложение на нем и других частях
машины копоти, прогар миканитовой изоляции, оплавление метал-
ла на пластинах коллектора, щеткодержателях и других узлах. При
обнаружении такого состояния тягового генератора необходимо про-
верить его работоспособность при холостой работе и выключенных
тяговых электродвигателях. Для этого все отключатели двигателей
(ОМ) устанавливают в положение «Выключено», включают автомат
(кнопку) «Управление» и постепенно переводят рукоятку коллектора
с нулевой на максимальную позицию. Если на коллекторе генерато-
ра появляются длинные искры красноватого цвета, значит, имеются
замкнутые пластины или выгорела изоляция между ними.
Пробой изоляции обмоток электрических машин в основном про-
исходит в результате ее увлажнения, ослабления крепления меж-
катушечных соединений и повреждения при этом их изоляции, ста-
рения ее из-за больших и длительных перегревов машин при
перегрузках, естественного износа, механического повреждения при
разборке и сборке машин, перенапряжении, при внезапных обрывах
цепей, боксовании колесных пар и т.д. При пробое изоляции в
электрических машинах под нагрузкой срабатывает реле заземления
с появлением дыма и характерного запаха.
Очень опасны повреждения изоляции в силовой цепи. Они при-
126
водят к короткому замыканию электрической машины через корпус
и возникновению пожара. При повреждении изоляции с междувит-
ковым замыканием обмотки якоря происходит выгорание коротко-
замкнутого контура и выход машины из строя.
Чрезмерный нагрев электрических машин ограничивает их мощ-
ность, приводит к преждевременному старению изоляции, ослабле-
нию креплений главных и добавочных полюсов, обмоток якоря, а
также к повреждению паяных соединений.
Опасность перегрева электрических машин возникает при дви-
жении тепловоза на затяжных подъемах и трогании с места, и осо-
бенно при массе поезда выше критической и скорости ниже расчет-
ной, недостаточном количестве охлаждающего воздуха, загрязнении
внутренних поверхностей, длительной стоянке тепловоза под на-
грузкой и т.д. Признаком недопустимого перегрева обмоток элект-
рических машин может быть наличие запаха горелого лака. Значи-
тельный перегрев коллектора можно обнаружить по следам выброса
олова из петушков коллектора на внутренние части остова и появле-
нию синего цвета на краях пластин .
Снижение сопротивления изоляции вызывается также и загряз-
нением поверхностного ее слоя токопроводящей пылью, по которой
происходит утечка тока. На рис. 57 показаны наиболее вероятные
пути утечки тока по загрязненному слою изоляции якоря, щетко-
держателя и катушек полюсов.
Рис. 57 Пути утечки тока по поверхностному загрязненному слою
изоляции якоря, щеткодержателя и катушек полюсов:
А — длина пути пробоя; В — длина пути утечки; 1 — путь утечки тока в
землю через коллекторный бандаж; 2 — в землю; 3 — то же от короткого
замыкания
127
Целостность и надежность межкатушечных соединений, вывод-
ных проводов и перемычек устанавливают внешним осмотром по
состоянию и цвету изоляции. Подвижность в соединениях наруша-
ет покровную изоляцию, ослабления контактных соединений вызы-
вает изменение цвета изоляции вследствие перегрева. Состояние
подшипников проверяют на слух и нагрев в процессе работы маши-
ны. Звук от подшипников должен быть ровным, без стука, скрежета
и толчков. Нагрев определяют на ощупь.
5.3. Техническое обслуживание электрических машин
В ЭКСПЛУАТАЦИИ
Объем работ по электрическим машинам при технических обслу-
живаниях, а также текущих ремонтах ТР1 и ТР2 сводится в основ-
ном к ревизии узлов, осмотру, выявлению и устранению дефектов.
При технических обслуживаниях сразу же после постановки теп-
ловоза на канаву проверяют нагрев моторно-осевых подшипников,
сливают конденсат из масляных ванн подшипников и добавляют
при необходимости подогретую смазку.
В случае ненормального грения шапку подшипника очищают от
грязи и снимают вместе с вкладышем для осмотра состояния шейки
оси и вкладыша. При возможности причину грения устраняют на
месте, удаляя шабером риски и задиры на подшипнике и приводя в
порядок смазочное устройство.
При работающем дизеле продувают тяговый генератор сухим сжа-
тым воздухом давлением 0,2-5-0,3 МПа (2^-3 кгс/см2). Наконечник шланга
при этом следует держать на расстоянии не менее 150 мм от обдува-
емой поверхности. На слух проверяют работу генератора и других
электрических машин. Если обнаружены посторонние шумы, стуки,
скрежет принимается решение о замене и передаче тепловоза в ре-
монтное стойло депо.
При остановленном дизеле снимают крышки коллекторных лю-
ков электрических машин, осматривают коллекторы, щеткодержате-
ли, щетки. Изношенные щетки заменяют, коллектор при необходи-
мости протирают салфеткой, смоченной в бензине. Незначительные
брызги металла от переброса на торцах пластин (если они не замы-
кают пластины коллектора или не выходят на дорожку под щетки)
могут быть оставлены до ближайшего технического обслуживания
ТО-3. Если брызги металла замыкают пластины на торце или выхо-
дят на дорожку под щетками, их можно зачистить ручным оселком.
128
Длина оселка в этом случае должна перекрывать зачищаемое место.
Миканит в этом месте должен быть продорожен. При зачистке от-
дельных капель меди на рабочей поверхности коллектора необходи-
мо следить за тем, чтобы не нарушить радиус рабочей поверхности,
не создать «лыски».
В противном случае при работе в этом месте коллектор будет
подгорать. Возможность устранения дефектов коллектора в пункте
технического обслуживания в каждом конкретном случае решает
мастер.
Особое внимание обращают на крепление щеткодержателей, шун-
тов щеток. Выпадание болта, крепящего шунт щетки к щеткодержа-
телю, а тем более опускание щеткодержателя на коллектор вслед-
ствие ослабления болтов всегда приводит к разрушению коллектора.
Щетки с высотой менее допустимой правилами ремонта, отколами
до 15% рабочей поверхности, перегретыми шунтами, ослабшей ар-
матурой заменяют.
Вновь устанавливаемые щетки должны быть притерты по кол-
лектору. Для этого под них подкладывают шлифовальное полотно
зернистостью 12 (ГОСТ 500—68) шероховатой стороной к щетке.
Остальные щетки данного щеткодержателя поднимают. После этого
протягивают несколько раз полотно под замененной щеткой, при-
жимая ее для того, чтобы края щеток после притирки прилегали к
коллектору. После притирки щеток коллектор продувают и ставят
поднятые ранее соседние щетки на место. Проверяют состояние
изоляторов и при наличии на них копоти или пыли протирают
салфеткой.
При техническом обслуживании ТО-3 снимают крышки со всех
люков тяговых электродвигателей, генераторов и других машин и
обдувают их воздухом. Изоляторы, бандаж переднего нажимного
конуса протирают салфеткой, смоченной в бензине. Следы перебро-
са, законченности зачищают стеклянным полотном, протирают сал-
феткой, смоченной в бензине, а затем красят изоляционной эма-
лью. Болты крепления щеткодержателей, щеток проверяют с
подтяжкой ключом.
Если на коллекторах тяговых электродвигателей имеются подга-
ры, шероховатости то их шлифуют на смотровых канавах для чего
колесно-моторный блок вывешивают. На тяговый электродвигатель
вместо одного из щеткодержателей устанавливают приспособление
со шлифовальным бруском или, если он отсутствует, со стеклянным
полотном и подключают электродвигатель к деповскому генератору.
129
Якорь вращается и без участия человека коллектор шлифуется. В
ряде случаев применяют шлифовку коллектора электродвигателя от
собственной силовой установки.
После шлифовки коллектор должен быть очищен жесткой воло-
сяной щеткой и продут.
К часто выполняемым работам при техническом обслуживании
ТО-3 в зимнее время относится сушка тяговых электродвигателей
под тепловозом. При текущем обслуживании ТО-3 могут устанав-
ливаться устройства для защиты от попадания снега в тяговые
электродвигатели, которые с наступлением весны снимают.
На плановом текущем ремонте ТР-1 (в дополнение к работам,
выполняемым при техническом обслуживании ТО-2, ТО-3) добавля-
ют смазку в роликовые подшипники и другие узлы трения.
К числу плановых работ при текущем ремонте TP-1 относится
прослушивание роликовых подшипников тяговых электродвигате-
лей при вывешенном колесно-моторном блоке. Для поднятия ко-
лесных пар под буксы устанавливают гидравлические домкраты гру-
зоподъемностью не менее 13 т. Колесную пару поднимают на 5 мм
и электродвигатель подключают к деповскому генератору.
При текущем ремонте ТР-1 проверяют распределение воздуха
по тяговым электродвигателям замером статического давления внутри
остова при помощи дифманометра при максимальной частоте вра-
щения коленчатого вала дизеля. Для этого свободный конец рези-
новой трубки дифманометра вставляют в отверстие крышки ниж-
него люка электродвигателя и уровень жидкости дифманометра
покажет величину статического давления воздуха, которая для элек-
тродвигателей ЭД-107, ЭД-107А, ЭД-118 на тепловозах типов ТЭ10,
2ТЭ116 составляет 160 мм вод. ст. Если статическое давление меньше
указанной величины, проверяют целостность брезентовых рука-
вов, подводящих охлаждающий воздух к электродвигателям, плот-
ность пригонки их к остову, частоту вращения вентиляторов ох-
лаждения для учета влияния проскальзывания приводных ремней
и других приводных устройств, правильность сборки вентилято-
ров, наличие торцового зазора между крыльчаткой и диффузором.
Такие проверки целесообразно производить, если статическое дав-
ление воздуха меньше у всей группы электродвигателей (тележки),
т.е. воздух на охлаждение поступает от одного вентилятора. Если
же разница обнаружена между отдельными электродвигателями од-
ной тележки, то необходимо искать нарушения по каждому элект-
родвигателю.
130
6. Текущий ремонт электрических машин
6.1. Объем работ, выполняемых
ПРИ ТЕКУЩЕМ РЕМОНТЕ ТР-3
Объем работ при текущем ремонте ТР-3 определяется действую-
щими Правилами ремонта электрических машин тепловозов. Необ-
ходимость замены деталей машин новыми, восстановление изно-
шенных устанавливается на основании норм допусков и износов
тяговых электродвигателей, тяговых генераторов и вспомогатель-
ных электрических машин.
Запись необходимого ремонта электрической машины с указани-
ем фактического состояния ее элементов заносится в ремонтный
лист или журнал установленной формы электромашинного отделе-
ния депо, участка дорожных мастерских.
Электрические машины, которые не могут быть отремонтирова-
ны в условиях депо в соответствии с требованиями действующих
Правил ремонта электрических машин тепловозов, подлежат отправке
в ремонт на заводы или списанию в установленном порядке.
При текущем ремонте ТР-3 выполняются следующие обязатель-
ные работы:
• освидетельствование электрической части остова с проверками
межкатушечных соединений и их выводов, крепления полюсных
сердечников, правильности установки главных и добавочных полю-
сов и посадки катушек;
• замер величины вибрационного ускорения и амплитуды виб-
рации на лапах тягового генератора, значения которых не должны
превышать следующих величин:
а) вибрационное ускорение —- не более 1g;
б) амплитуда вибрации при частотах до 17 Гц — не более
0,25 мм.
• сушка обмоток якорей тяговых электродвигателей и вспомога-
тельных машин, с последующим покрытием их изоляционной эмалью
горячей сушки. При необходимости пропитка якорей производится
без снятия бандажей и клиньев, если это не требуется по состоянию.
Полюсные катушки, с сопротивлением изоляции в холодном состоя-
нии ниже 20 МОм или имеющие повреждения, ремонтируются со сня-
тием с остова. Полюсные катушки, сопротивление изоляции которых
выше указанной величины, покрываются после очистки эмалью;
131
• освидетельствование и ремонт механической части остова (ста-
тора) и его деталей;
• освидетельствование и ремонт механической части якоря (ро-
тора);
• магнитная или ультразвуковая дефектоскопия внутренних ко-
лец подшипников и шеек валов;
• обработка, продорожка со снятием фасок и шлифовка коллек-
торов (обработка и шлифовка коллекторов должна производиться
только в случае необходимости с минимальным снятием металла);
• ревизия и ремонт подшипниковых узлов, подшипников мо-
торно-осевых, щеткодержателей и их кронштейнов, траверс, кры-
шек люков и крепежных деталей;
• проверка и испытание;
• отделка и окраска электромашин.
6.2. Очистка и разборка электрических машин
Снятые с тепловоза в ремонт электрические машины в собран-
ном виде продуваются сухим сжатым воздухом давлением 200—
300 кПа и очищаются от загрязнений. Устанавливается контроль
технологов и приемщиков локомотивов за выполнением правил очи-
стки, мойки машин в целях предупреждения порчи изоляции.
Например, тяговый электродвигатель должен поступать в цех
после обмывки наружной поверхности. Перед мойкой на участке,
разборки колесно-моторного блока сливают масло из моторно-осе-
вых подшипников, удаляют подбивку, польстеры, снимают шапки.
Подбивку и польстеры передают в специализированные отделения,
а шапки и электродвигатели — на мойку. Перед подачей электро-
двигателя на мойку замеряют сопротивление изоляции для того,
чтобы после мойки, повторно замеряя сопротивление изоляции, оп-
ределить степень ее увлажнения. Чтобы предохранить электродви-
гатель от попадания воды внутрь, на все вентиляционные отверстия
ставят заглушки, а на наконечники выводных проводов надевают
металлические стаканы. Защищенный от попадания воды электро-
двигатель передают на тележке или краном в моечную машину.
Люки па остове закрывают заглушками с гибкими шлангами, по
которым подается нагретый до температуры 80—90°С воздух под
давлением до 500 кПа. Воздух, попадая внутрь электродвигателя,
препятствует проникновению в него воды, а повышенная его тем-
пература способствует ускорению высыхания попавшей влаги. На
132
выкаченных из моечной машины электродвигателях тут же снима-
ют заглушки, стаканы и брезентовые рукава (если они были наде-
ты), продувают воздухом и замеряют сопротивление изоляции. Если
сопротивление изоляции значительно понизилось по сравнению с
замером перед мойкой, то электродвигатель направляют на сушку.
Если сопротивление изоляции осталось в норме, то двигатель пере-
дают на разборку.
Мойку двигателей выполняют только в том случае, если обеспечи-
вается защита электродвигателя от попадания влаги внутрь. Если это
условие выполнить нельзя, то очистку электродвигателя ведут скреб-
ками с последующей протиркой ветошью, смоченной в керосине.
Изучаются записи в технических паспортах электрической ма-
шины о предыдущих ремонтах, выполненном пробеге от начала эк-
сплуатации, от капитального и текущего ремонтов, заносятся эти
сведения в ремонтный лист или журнал цеха. Разборка и ремонт не
очищенных машин не допускается.
После очистки внешней поверхности электродвигателя в сборе
приступают к проверкам. Индикаторным приспособлением измеря-
ют осевой разбег якоря в подшипниках и радиальное биение кол-
лектора, мегаомметром — сопротивление электрической изоляции
относительно корпуса, ме-
тодом «амперметра —
вольтметра» — активное
сопротивление проводни-
ков якорной цепи и цепи
главных полюсов. Замеря-
ют воздушные зазоры
между полюсами и якорем,
диаметры горловин под
моторно-осевые подшип-
ники, расстояние между
опорными поверхностями
носиков электродвигателя.
Разборку электродвига-
теля ведут в такой же
последовательности. От-
вертывают гайку гидрав-
лическим съемником или
путем нагнетания масла
(рис. 58) демонтируют ше-
Рис. 58. Масляный насос для
распрессовки деталей на конусной
посадке:
1 — корпус масляного насоса; 2, 8 — кла-
паны; 3 — игла; 4 — пружина; 5 — резерву-
ар для масла; 6 — штуцер; 7 — рукоятка
насоса; 9 — плунжер
133
стерню с конусного конца вала якоря, снимают с концов вала лаби-
ринтное уплотнительное кольцо, крышки подшипников, упорное
кольцо.
Щупом или индикаторным приспособлением измеряют радиаль-
ный зазор в роликовых подшипниках. Извлекают из щеткодержате-
лей щетки.
Гайковертами отвинчивают болты, крепящие подшипниковый щит
со стороны, противоположной коллектору. На конце вала якоря
укрепляют Г-образную скобу. Из остова извлекают краном якорь
вместе с подшипниковым щитом и укладывают их на стеллаж.
Снимают подшипниковый щит со стороны коллектора. Щиты
перед съемкой выпрессовывают из остова гидропрессом или вы-
жимными болтами, ввертываемыми в резьбовые отверстия щитов.
После этого приступают к разборке отдельных сборочных единиц.
Извлекают из подшипниковых щитов наружные кольца роликопод-
шипников, предварительно пометив краской ориентированное по-
ложение колец относительно щитов. Проверяют, имеются ли мар-
кировочные метки спаренности на щитах и остове.
Токопроводящие сборочные единицы остова, т.е. полюсы и меж-
катушечные соединения, демонтируют лишь при капитальном ре-
монте. При других видах ремонта снимают детали или сборочные
единицы только в случае их повреждения. Чтобы демонтировать
полюсы, разъединяют и снимают межкатушечные соединения, от-
вертывают болты крепления и извлекают из остова сначала доба-
вочные, а затем главные полюсы. Для снятия щеткодержателей от-
соединяют от них проводку и отвертывают болты крепления. До
съемки положение щеткодержателей относительно остова отмечают
краской. Снятые регулировочные прокладки сохраняют.
Тяговый генератор в условиях депо демонтируют с тепловоза
при текущем ремонте ТР-3, а также при наличии неисправностей,
устранение которых возможно только после выемки. Сначала де-
монтируют вентилятор охлаждения генератора с приводным редук-
тором, нагнетатель второй ступени с промежуточным холодильни-
ком, а также отсоединяют токоведущие кабели, вал якоря генератора
от промежуточного вала и полужесткой муфты, извлекают кони-
ческие установочные штифты и болты крепления к поддизельной
раме. Чтобы не повредить изоляцию якоря о сердечники полю-
сов, между ними закладывают листовой картон. Краном через
верхний люк капота снимают генератор, зачаленный с помощью
скобы (рис. 59).
134
Рис. 59. Выемка якоря:
1 — деревянный брус; 2— рым;
3 — скоба; 4 — подставка
Разборку тягового генератора про-
изводят, как и при демонтаже, с по-
мощью Г-образной подъемной скобы
(рис.59). Прежде всего снимают кли-
цы, крепящие провода, разъединяют
выводы добавочных полюсов и токо-
собирательных шин. После снятия
фланца, соединительной муфты отни-
мают крышку подшипников, отверты-
вают болты, крепящие подшипнико-
вый щит, и отжимными болтами
выпрессовывают его из остова. До
выпрессовки щита из остова помеча-
ют краской его взаимное положение и
извлекают щетки из щеткодержателей.
Наличие установочных меток ускоря-
ет постановку щита в прежнее поло-
жение при сборке. Якорь, подвешен-
ный на скобе, краном выводят из
остова и укладывают на стеллаж, а статор устанавливают при не-
обходимости для разборки магнитной системы. Для генераторов ГП-
311 вслед за крышкой снимают ступицу подшипника из подшип-
никового щита, извлекают якорь из остова и только после этого
снимают подшипниковый щит.
Разборка вспомогательных электрических машин, в том числен
синхронного возбудителя, не имеет принципиального отличия.
После разборки электрических машин их детали подвергаются
очистке. Очистка машин повышает качество дефектировки и ре-
монта. Статоры и якори продувают в продувочной камере, обору-
дованной вытяжной вентиляцией, сухим сжатым воздухом давле-
нием 250—350 кПа. Чтобы не допустить порчи изоляции, не следует
подносить к ней наконечники шлангов ближе 150 мм. После про-
дувки статор и якорь протирают ветошью или салфеткой, смочен-
ной в бензине. Якори тяговых электродвигателей дополнительно
очищают химическим способом — парами поверхностно-активных
веществ (ПАВ) в специальной установке с последующей продув-
кой сжатым воздухом или моющим составом в моечной машине с
последующей сушкой в циркуляционной печи. Статор (без полю-
сов) и его детали обезжиривают в выварочной ванне горячим ра-
створом каустической соды, а затем обмывают в моечной машине.
135
Детали машин, за исключением деталей из цветного металла,
вываривают в ваннах в растворе щелочи, после чего промывают в
теплой воде и просушивают. Подшипники моют в специальной мо-
ечной машине.
6,3. Ремонт и контроль деталей остова (статора)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Остов электрических машин наиболее часто деформируется в
местах установки подшипников. Основными неисправностями яв-
ляются: проворот наружных обойм подшипников, ослабление по-
садки и овальность горловин подшипниковых шитов в остове более
1 мм, трещины в остовах, щитах и их лапах.
Дефектировку и ремонт остовов делают на кантователях. Трещи-
ны в остовах обнаруживают визуально или с помощью цветной
дефектоскопии и устраняют сваркой. Чтобы не допустить коробле-
ния, трещины в лапах подшипникового щита тягового генератора и
двухмашинного агрегата заваривают на кондукторе. При незначи-
тельной выработке (не более 0,15 мм) в подшипниковом гнезде
посадку подшипника восстанавливают гальваническим наращива-
нием наружной обоймы, при большой выработке — наплавкой под-
шипникового гнезда, желательно вибродуговой сваркой, не вызы-
вающей коробления, с последующей обработкой под нормальный
размер. Горловины остова под подшипниковые щиты и моторно-
осевые горловины тяговых электродвигателей измеряют микромет-
рическим или индикаторным нутромером. Диаметр моторно-осевых
горловин измеряют при плотно привернутых шапках. При значи-
тельных дефектах горловины наплавляют под слоем флюса или в
нейтральной среде углекислого газа с последующей обработкой до
чертежного размера. Изношенные посадочные поверхности горло-
вин под шейки моторно-осевых подшипников восстанавливают элек-
тронаплавкой с последующей обработкой на строгальном станке.
Трещины, износ посадочных поверхностей щитов устраняют завар-
кой и наплавкой с последующей обработкой по размерам остова.
Изношенные лабиринтовые уплотнения в щите допускается выре-
зать на станке и устанавливать втулку с последующей ее приваркой
и обработкой по чертежу. Поврежденную резьбу в отверстиях зава-
ривают, затем сверлят и нарезают новую. Дефектные пластины опор-
ных выступов подвески тягового электродвигателя заменяют. До-
пускается приварка ослабших пластин по контуру.
136
Полюса ремонтируют при капитальных ремонтах. В случае про-
боя изоляции катушек на корпус или между витками, повреждения
выводов, низкого сопротивления изоляции, не устраняемого суш-
кой, полюса демонтируют независимо от вида ремонта.
Прочность посадки полюсных катушек на сердечниках при затя-
нутых полюсных болтах проверяется по видимым следам смещения
(потертость, зашлифованность на пружинных фланцах и поверхно-
сти катушек, ослабление диамагнитных угольников на сердечниках
добавочных полюсов, появление ржавчины и др.) при постукива-
нии по фланцам, а также по перемещению катушек. Разрешается
уплотнять посадку полюсных катушек на сердечники при помощи
прокладок из пропитанного электрокартона, кроме катушек с крем-
нийорганической изоляцией и «Монолит-2».
Если производилась замена полюсов проверяются межполюсные
расстояния и расстановка полюсов по окружности. Размеры должны
соответствовать нормам.
Катушки с поврежденной изоляцией, а также имеющие призна-
ки ослабления посадки на сердечниках ремонтируются со снятием с
остова. Ремонт катушек при этом производится с выпрессовкой сер-
дечников.
Ослабшие диамагнитные угольники, пружинные рамки и фланцы
и диамагнитные прокладки с трещинами заменяются исправными.
Постановка сердечников с поврежденной резьбой не допускается.
Проверяется затяжка полюсных болтов ключом и остукиванием
молотком. Полюсные болты с дефектами (оборванные, с изношен-
ными или забитыми гранями головок, с трещинами и т.д.) заменя-
ются, ослабшие отворачиваются и проверяются. Пружинные шайбы
проверяются и негодные заменяются. Проверяется соответствие длин
болтов, крепящих полюс, глубина отверстия под болт. Несоответ-
ствие длины болтов у главных полюсов определяется по выпучива-
нию железа внутрь остова, у добавочных — по обжатию пружинной
шайбы. Обнаруженные неисправности устраняются.
Болты, крепящие полюсы тяговых электродвигателей, проверя-
ются ультразвуковым дефектоскопом. При обнаружении хотя бы
одного болта с трещиной все болты данного полюса заменяются.
Разрешается проверка болтов без их снятия. Под головки болтов
устанавливаются пружинные шайбы. Затяжка полюсных болтов про-
изводится при подогретых до температуры 70—100°С катушках. Го-
ловки полюсных болтов, где это предусмотрено чертежом, залива-
ются компаундной массой. Головки болтов главных полюсов со
137
стороны моторно-осевой горловины контрятся пластиной согласно
чертежу.
Плотность контактных соединений в цепи полюсов электричес-
ких машин проверяется нагревом двойным номинальным током в
течение 8—10 мин. О надежности контактов судят по разнице нагре-
ва мест соединений путем ощупывания после отключения тока, из-
менению показаний амперметра при качке мест соединений или по
омическому сопротивлению.
При проверке крепления межполюсных соединений тяговых элек-
тродвигателей (при необходимости) снимается изоляция соедине-
ний, болты подтягиваются и вновь изолируются, для чего:
а) кладется замазка ЭП-2 13000 004 и выравниваются изолируе-
мые поверхности;
б) накладываются (с перекрытием без просветов) три слоя стек-
лоткани ЛСЭ 105/130-017 ГОСТ 10156 и два слоя стеклянной лен-
ты ЛЭС 0,2x35 ГОСТ 5937, пропитанной в лаке.
Болты контактных соединений затягиваются динамометрически-
ми ключами. Моменты затяжки должны соответствовать требовани-
ям технической документации на электрическую машину.
Кабельные наконечники, имеющие признаки перегрева, разъе-
диняются, зачищаются и облуживаются, а контактные поверхности
проверяются на плотность прилегании. Дефектные наконечники,
болты и гайки заменяются. Наконечники между собой должны иметь
прочное соединение и надежный контакт.
Провода, имеющие обрыв жил более 10%, заменяются или ре-
монтируются с перепайкой наконечников. Разрешается производить
сращивание выводных проводов наконечниками на расстоянии не
менее 200 мм от выводной коробки или клицов.
Поврежденная изоляция шин, проводов и межкатушечных со-
единений восстанавливается. Восстановление изоляции выводных
проводов разрешается, если участок повреждения находится не бли-
же 200 мм от выводной коробки или клицы. Поврежденная изоля-
ция проводов восстанавливается лентой из резины и лакотканью.
Для этого изоляция провода в месте повреждения вырезается, края
основной изоляции срезаются на конус длиной 20—25 мм. Новая
изоляция накладывается плотно, без морщин, вгюлуперекрышу пос-
ледовательно от одного края вырезанной части к другому. Каждый
слой промазывается клеящим лаком. Общая толщина наложенных
слоев должна быть не менее толщины основной изоляции. Сверху
последнего (лакотканного) слоя накладываются вполуперекрышудва
138
слоя прорезиненной изоляционной ленты, перекрывающих нижние
слои на 5—10 мм.
Ослабшие бандажи соединений заменяются новыми. Изолиро-
ванная часть должна быть плотной и не иметь признаков сползаний
с провода.
Крепление проводов в корпусе остова должно быть прочным и
исключать возможность вибрации, протирания и других поврежде-
ний изоляции, а также напряженного состояния мест соединений.
Разрешается укреплять провода крученым шпагатом или устанавли-
ваемыми на корпусе остова металлическими скобами с обязательной
дополнительной изолировкой проводов в местах крепления.
Запрещается изгибать провода ближе 50 мм от наконечника и
применять для бандажей и крепления проводов в корпусе остова
киперную и другие виды лент, способных вытягиваться.
Провода плотно укрепляются в выводных коробках остова и в
клицах кронштейна на остове. Поврежденные и слабо сидящие на
проводе или в отверстии корпуса остова резиновые втулки заменя-
ются. Защитные рукава на выводных проводах должны быть целы-
ми, надежно закреплены и уплотнены на конце провода и у вывод-
ной коробки или клицов остова.
Сушка и покрытие электроизоляционной эмалью катушек полю-
сов допускается производить в корпусе остову без снятия с предва-
рительной их очисткой. Катушки очищаются и окрашиваются элек-
троизоляционной эмалью. Катушки, снятые с остова для ремонта,
пропитываются в компаунде или лаке и покрываются эмалями со-
ответствующего класса нагревостойкости в соответствии с действу-
ющей Инструкцией по пропитке.
Подшипниковые щиты и крышки (шапки) моторно-осевых под-
шипников после очистки осматриваются и проверяется их исправ-
ность. Забоины и задиры на привалочных и посадочных поверхно-
стях зачищаются. Подшипниковые щиты, имеющие сквозные
радиальные трещины или трещины, ведущие к отколу лабиринтных
буртов, а также щиты с трещинами, занимающими более 20 % сече-
ния, заменяются. Контролируются размеры и форма деталей лаби-
ринтных уплотнителей (крышек, щитов, уплотнительных колец).
Отверстия трубок для смазки подшипников в щитах и крышках
подшипниковых щитов прочищаются, продуваются воздухом. Пробки
трубок плотно пригоняются к отверстиям, проверяется качество при-
варки трубок, исправность масленок. Имеющиеся в подшипнико-
вых щитах машин воздушные каналы и каналы регулировки коли-
139
чества смазки или сброса отработавшей смазки прочищаются и про-
дуваются сжатым воздухом; проверяется целостность каналов в
крышках.
Внутренняя поверхность подшипниковых щитов окрашивается
электроизоляционной эмалью или изоляционным лаком.
Польстеры корпусов моторно-осевых подшипников тяговых дви-
гателей промываются и осматриваются. Негодные пружины, изно-
шенный войлок или фитили и другие неисправные детали заменя-
ются.
При необходимости для обеспечения натяга согласно нормам чер-
тежа производится наплавка изношенных посадочных поверхностей
подшипниковых щитов с последующей приточкой щита по горло-
вине остова. Проверка и обработка всех привалочных и посадочных
поверхностей производится с одной установки.
Поврежденные резьбовые отверстия корпусов для болтов креп-
ления подшипниковых щитов, крышек моторно-осевых подшипни-
ков и кожухов разрешается восстанавливать наплавкой или произ-
водить постановку специальных вварных втулок с последующей их
рассверловкой и нарезкой.
6.4. Ремонт и контроль якорных подшипников
Срок службы якорных подшипников против расчетного снижа-
ется из-за несоблюдения технических требований при эксплуата-
ции, монтаже и демонтаже подшипниковых узлов; неточности со-
прягаемых деталей и отступления от технических требований при
ремонте; невысокого качества смазки и сложных температурных ус-
ловий работы. При износе беговых дорожек и буртов колец, роли-
ков и гнезд сепараторов увеличиваются радиальные и осевые зазо-
ры, возрастают динамические усилия в подшипниках, нарушается
геометрическая форма деталей, изменяется структура наружного слоя
рабочей поверхности с образованием забоин, смятия, выкрашива-
ния, шелушения и задиров. При недостаточной и некачественной
смазке наблюдаются задиры и абразивный износ.
Характерные повреждения подшипников тяговых двигателей:
неисправность сепараторов с ослаблением заклепок; откол буртов
наружных колец большей частью с внешней стороны; провертыва-
ние и поперечные трещины с разрывом внутреннего кольца; про-
дольные задиры на роликах и внутренних кольцах; чрезмерный на-
грев с повреждением деталей.
140
Разборка, осмотр, дефектация и сборка роликовых подшипников
производится в соответствии с действующей Инструкцией по тех-
ническому обслуживанию и ремонту узлов с подшипниками каче-
ния локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Осмотру и
проверке подвергаются все подшипники как бывшие в эксплуата-
ции, так и новые. Съем и постановка подшипников производится
только специальными приспособлениями. Осмотр и ремонт под-
шипников производится в отделении для ремонта роликовых под-
шипников. Все детали подшипников очищаются и предохраняются
от загрязнения и коррозии.
При деповском ремонте электромашин выполняют ревизию под-
шипниковых узлов, при этом исправные внутренние кольца роли-
ковых подшипников, имеющие нормальную посадку, с вала двига-
теля не снимают. Ремонтируемые якорные подшипники для удаления
смазки промывают в горячей воде и в бензине с добавлением 5—8%
по объему трансформаторного масла. Для повышения качества про-
мывки применяют моечные машины и ультразвуковые агрегаты.
После промывки наружное кольцо с роликами и сепаратором в
сборе осматривают для определения ремонта, провертывая при этом
детали и пользуясь лупой. Внутреннее кольцо контролируют, намаг-
ничивая его для обнаружения трещин, размагничивают и измеряют
геометрию дорожки качения, а в случае снятия с вала — и внутрен-
нюю поверхность. При необходимости восстанавливают натяг коль-
ца цинкованием или клеем типа ГЭН-150. Неразъемные шариковые
подшипники со штампованными сепараторами осматривают с про-
веркой легкости вращения и измеряют боковое биение колец.
Ремонтируемые без переборки подшипники очищают от корро-
зии, подтягивают ослабшие заклепки, комплектуют с внутренними
кольцами, проверяют радиальные зазоры и разность их крайних
значений, а затем промывают в бензиновой ванне с добавлением
1—2% трансформаторного масла. При ремонте оставляют на нерабо-
чих поверхностях черноту до 10% площади, местную выработку на
торцах, следы зачистки забоин, мелкие шлифовальные риски.
Цилиндрические роликовые подшипники в некоторых депо ре-
монтируют с переборкой роликов, заменой заклепок, шлифовкой
роликов и внутренних колец. Сферические (установленные на тяго-
вых генераторах) и шариковые подшипники (установленные в
основном на вспомогательных машинах) ремонту с переборкой не
подлежат и при наличии увеличенного радиального зазора, повреж-
дения роликов или колец их выбраковывают и заменяют новыми.
141
Внутренние кольца цилиндрических роликовых подшипников
снимают с вала при помощи индукционного нагрева. Для этого
кольцо подшипника 2 (рис. 60, а) помещают в электромагнитное
поле катушки 4 индукционного нагревателя 1, под действием кото-
рого в кольце индуктируется электрический ток и выделяется тепло.
При этом должен быть обеспечен быстрый нагрев кольца с тем,
чтобы не успела нагреться шейка вала 3.
Индукционные нагреватели изготавливают либо для одного наи-
более массового размера подшипника либо универсальные для ис-
пользования при демонтаже различных форм и размеров внутрен-
них колец.
Универсальный нагреватель 1 (рис. 60, б) прижимают к кольцу
подшипника 2 при помощи двух переходных колец: одного с шар-
ниром 6 и другого 5 без шарнира. Нагрев и съем внутренних колец
производят в такой последовательности: с кольца удаляют остатки
Рис. 60. Индукционный нагреватель для снятия внутренних колец
подшипников:
а — для одного типоразмера; б — универсальный; в — схема установ-
ки переходных колец
142
смазки и поверхность его насухо протирают салфеткой. Индукци-
онный нагреватель надевают на кольцо вплотную и включают.
Для ослабления кольца подшипника на валу необходимо нагреть
его до температуры 100— 120°С. Это достигается за 30—45 с. Нагрев
кольца более 1 мин не допускается, так как может произойти отпуск
металла. Ослабление кольца на валу определяют покачиванием на-
гревателя относительно оси. Ослабшее кольцо вместе с нагревателем
снимают с вала, затем нагреватель выключают и кольцо удаляют из
него. Выключать нагреватель до полного ослабления и снятия коль-
ца нельзя, так как в этом случае из-за увеличения времени про-
изойдет передача тепла от кольца на вал, который тоже будет рас-
ширяться, а это затруднит съем.
Если нагреватель держали на кольце включенным в течение
1 мин и кольцо не ослабло, то нагрев следует прекратить и повто-
рить эту операцию только после того, как вал с кольцом охладятся
до температуры цеха.
При отсутствии индукционного нагревателя в депо или его по-
вреждении допускается съем подшипников производить механичес-
ким съемником после предварительного подогрева кольца поливом
масла, нагретого до температуры 150°С. Для снятия внутренних ко-
лец подшипников могут быть использованы обычные съемники с
переходными кольцами 6различной конфигурации (рис. 60, в).
Пользуются кольцами
преимущественно там, где
большая разнотипность под-
шипников или разборка их
является случайным ремон-
том.
Лабиринтные кольца
снимают при помощи уни-
версального или специаль-
ного индукционного нагре-
вателя (рис. 61). Для этого
магнитопровод нагревателя
7 прижимают сбоку и
сверху к лабиринтному
кольцу 2, образуя замкну-
тый контур, кольцо нагре-
вается и снимается с вала 3.
В связи с тем, что лабирин-
Рис. 61. Индукционный нагреватель
для снятия лабиринтных колец
143
тные кольца на различных машинах неодинаковые по размерам,
конфигурации, то комплектно с индукционными нагревателями по-
ставляют большое количество переходных колец 4.
Для снятия с вала (генератора) сферического роликового под-
шипника индукционный нагрев можно применить, если наружное
кольцо, ролики и сепаратор демонтированы. Для нагрева внутрен-
него кольца в этом случае используют переходные кольца (см. рис.
60, в). Если таких колец нет, то демонтаж подшипника производят
механическим съемником после подогрева кольца поливом масла,
нагретого до температуры 150°С.
Съем сферических роликовых подшипников облегчается при при-
менении гидросъема. При этом масло под высоким давлением пода-
ется между двумя сопрягаемыми поверхностями (между внутрен-
ним кольцом подшипника и валом). Наличие на сопрягаемых
поверхностях масляной пленки уменьшает коэффициент трения,
снижает усилие распрессовки и обеспечивает механическое переме-
щение узлов без повреждения посадочных поверхностей.
Ролики подшипников тщательно осматриваются. При этом каж-
дый ролик проверяется и осматривается по всей поверхности, про-
веряется состояние сепараторов и осматриваются кольца и их бего-
вые дорожки по всей длине, измеряются зазоры в роликовых
подшипниках. Проверяется зазор плавания сепараторов. Зазор пла-
вания измеряется у подшипников с центрированием сепараторов по
буртам наружных колец в верхней его части (внизу сепаратор дол-
жен лежать на буртах), у подшипников с центрированием сепарато-
ра по роликам — в нижней части. Величина зазоров плавания долж-
на соответствовать требованиям действующей Инструкции по
содержанию и ремонту узлов с подшипниками качения локомоти-
вов и моторвагонного подвижного состава.
При разборке подшипников ролики, кольца и другие стальные
детали подвергаются магнитному контролю. После магнитного кон-
троля детали подшипников размагничиваются.
Роликовые подшипники, имеющие предельные износы рабочих
поверхностей, трещины и деформации сепаратора и его шайб, рако-
вины, шелушение, трещины или отколы роликов и колец, а также
заклинивание, толчки и ненормальный шум при вращении, заменя-
ются или ремонтируются в соответствии с требованиями действую-
щей Инструкции по содержанию и ремонту узлов с подшипниками
качения локомотивов и моторвагонного подвижного состава.
Ослабление заклепок и шайб сепаратора, а также наличие зазоров
144
между шайбой и сепаратором не допускаются. Подшипники, имею-
щие ослабшие или оборванные заклепки сепаратора, ремонтируют-
тся с выполнением требований указанной Инструкции.
При отсутствии требуемого натяга внутренних колец на валу до-
пускается на посадочные поверхности наносить слой электролити-
ческого железа, электролитического цинка или полимерной пленки
эластомера ГЭН-150 или Ф6, Ф4О. Толщина слоя железа допуска-
ется не более 0,5 мм, цинка и полимерной пленки — до 0,2 мм.
При применении эластомера ГЭН-150 или Ф6, Ф40 принимают-
ся меры по предотвращению склеивания кольца с валом. Хромиро-
вание колец запрещается.
У вспомогательных машин суммарный натяг посадки внутрен-
них и наружных колец подшипников должен быть меньше их ради-
ального зазора в свободном состоянии. Внутренние кольца ролико-
вых подшипников при их исправности с вала якоря не снимаются.
Шариковые подшипники подлежат съему с вала якоря.
Отремонтированные подшипники и осмотренные новые промы-
ваются и смазываются минеральным маслом.
Отклонения от номинальных размеров подшипников допуска-
ются следующие:
• износ, овальность и конусность по внешнему диаметру наруж-
ного кольца до 0,03 мм;
• уменьшение диаметра беговой дорожки внутреннего кольца на
0,03 мм, ее конусность и овальность до 0,01 мм;
• уменьшение ширины колец на 0,5 мм;
• увеличение радиального зазора на 0,1 мм и осевого разбега на
0,2 мм;
• уменьшение диаметра посадки внутреннего кольца в соответ-
ствии с градацией ремонтных размеров через 0,25 мм, но не более
чем на 1 мм;
• уменьшение твердости на торцах колец до 58, а в зоне контак-
та до 60 единиц шкалы С по Роквеллу.
6.5. Проверки и ремонт якоря
После очистки якоря от загрязнений выясняют состояние обмот-
ки, проверяя электрическое сопротивление изоляции мегаомметром,
витковую изоляцию, целость цепи обмотки и качество пайки шин
или проводов в петушках коллектора. При увлажнении изоляции
якорь сушат в печи при 110— 130°С. При замыкании обмотки на
6 Скалин
145
корпус выясняют место замыкания и устраняют вызывающие его
причины. Обрыв витков обмотки вызывает подгар коллекторных
пластин; при волновой обмотке подгорает несколько пластин, рас-
положенных на расстоянии шага по коллектору, причем число под-
горевших мест равно числу пар полюсов. Грубый контроль витко-
вых замыканий проводят индуктированием напряжения в обмотке
якоря при помощи электромагнита переменного тока 200 гц с раз-
движными полюсами. Якорь устанавливают с наименьшим зазором
над полюсами электромагнита и поворачивают вокруг оси. Индук-
тируемая ЭДС вызывает в замкнутом витке обмотки якоря ток зна-
чительной величины. Над пазом с коротко-замкнутым витком при-
кладываемая стальная пластина притягивается и дребезжит.
Вследствие малого испытательного напряжения на виток этот метод
не дает надежных результатов.
Проверку якоря с петлевой обмоткой и уравнительными соедине-
ниями на межвитковое замыкание, целостность ее и качество пайки
проводят методом падения напряжения. На поверхность коллектора
устанавливают по шагу обмотки укрепленные в дуге угольные кон-
такты, к которым подведено напряжение от аккумуляторной батареи
(рис. 62). Прикладывая поочередно к смежным коллекторным плас-
тинам пару щупов, соединенных
с миллиамперметром, следят за
показаниями, которые при отсут-
ствии витковых замыканий пример-
но одинаковы и отклоняются не
больше чем на ±20% от средней
величины замеров. Отсутствие по-
казаний миллиамперметра ука-
зывает на обрыв, увеличенное от-
клонение — на надрыв или пло-
хую пайку проводов, предельное
отклонение стрелки прибора —
на витковое замыкание обмотки.
Проволочные бандажи делают
из стальной луженой проволоки
с временным сопротивлением
разрыву 1600—2000 Н/мм2. При
расчете бандажа берут четырех-
пятикратный запас прочности.
Если проволока требуемого по
10-12 В
Рис. 62. Проверка падения
напряжения между
коллекторными пластинами:
1 — коллектор; 2 — вилка со щупа-
ми; 3 — миллиамперметр; 4 — ис-
точник тока
146
чертежу диаметра отсутствует, ее заменяют проволокой другого ди-
аметра, изменив количество витков пропорционально квадрату от-
ношения диаметров.
Бандажи якоря проверяют легким остукиванием молотком. Бан-
дажи, издающие дребезжащий звук, а также имеющие сдвиг витков
(проволочные), расслоения (стеклянные) и механические поврежде-
ния, заменяют. Для этого бандаж разрубают или разрезают фрезой
в том месте, где из-под него выступает полоска электрокартона для
защиты от повреждения обмотки. Новый бандаж (проволочный или
стеклянный) после проверки состояния изоляции наматывают на
бандажировочном станке.
Бандажную проволоку укладывают на прочную теплостойкую
изоляцию — миканит толщиной 0,25—0,5 мм, покрытый слоем элек-
трокартона. Ширина изоляционной прокладки должна быть равна
ширине канавки под бандажом на якоре (у вспомогательных ма-
шин), а на лобовых частях на 6—8 мм больше ширины бандажа.
Перед намоткой бандажа обмотка должна быть закреплена от пере-
мещения и сдвигов. Натяжение проволоки при намотке устанавли-
вают в зависимости от диаметра проволоки. Во время намотки под
бандаж равномерно по окружности якоря подкладывают из белой
луженой жести скобы толщиной 0,25 мм для проволоки до диаметра
1,2 мм и 0,30 мм — для проволоки большего диаметра. При намотке
бандаж выравнивают, подбивая деревянным молотком, пропаивают
сплошным слоем припоем ПОСУ-40-2, используя при этом в каче-
стве флюса канифоль.
В последние годы в качестве основного материала для бандажи-
ровки якорей тяговых электродвигателей и генераторов применяют
стеклобандажную ленту. Изготавливают ее из непрерывных стек-
лянных нитей, скрепленных между собой электроизоляционным
лаком ПЭ 933. Стеклобандажную ленту, как и проволочную, нама-
тывают с определенным для каждой машины натяжением и числом
витков, заданных чертежом. Натяжение стеклобандажной ленты дол-
жно быть 1500 Нс для нижних слоев и 1300 Нс — для верхних. По
окончании намотки бандажа последний виток закрепляют нагретым
паяльником. Термообработку бандажа производят в печи одновре-
менно с сушкой якоря. Начальная температура не должна превы-
шать 60—70°С. Затем ее повышают до требуемой величины со ско-
ростью 25—30°С в 1 ч.
Применение бандажа из стеклобандажной ленты позволяет не
только экономить проволоку и припой, но и способствует сохране-
147
нию отдельных узлов машины при пробое изоляции и других по-
вреждениях. При применении стальных бандажей витковое замыка-
ние секции якоря приводило к распайке и размотке бандажа, а раз-
мотавшийся бандаж повреждал все узлы генератора или тягового
электродвигателя. Применение стеклобандажной ленты в большин-
стве случаев не приводит к повреждениям магнитной системы. Од-
нако такая лента имеет существенный недостаток — при длительном
хранении она становится жесткой, хрупкой. Использование ее раз-
решается только при условии, если срок хранения не превышает
одного месяца со дня изготовления. Наложение бандажей произво-
дят на холодный якорь. Бандаж из ленты окончательно запекают
при сушке якоря в печи. Поверхность стеклобандажа должна быть
ровной, строго цилиндрической формы. Количество уложенных вит-
ков должно контролироваться по счетчику, а натяжение — по мано-
метру.
Вновь наложенный бандаж из ленты должен иметь глянцевую
поверхность и при остукивании издавать металлический звук. На
бандажах не допускаются трещины, вздутия, щели.
Вал якоря, его конусную часть и шейки под подшипники прове-
ряют дефектоскопом с осмотром при помощи лупы не менее пяти-
кратного увеличения. Неснятые кольца роликовых подшипников
проверяются дефектоскопом на валу.
Якорь, вал которого имеет после проточки под наплавку попе-
речные трещины независимо от их размеров и количества подлежат
капитальному ремонту на заводах.
Замеряют диаметры посадочных поверхностей шеек валов, рас-
стояние между торцами упорных втулок на соответствие нормам.
Посадочные поверхности валов вспомогательных электрических ма-
шин разрешается восстанавливать постановкой специальных втулок
по чертежу, утвержденному ЦТ ОАО «РЖД», а также вибродуговой
наплавкой под слоем флюса в соответствии с действующей Инст-
рукцией по сварочным и наплавочным работам при ремонте тепло-
возов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов с последую-
щей обработкой и упрочняющей накаткой под чертежный размер в
обоих случаях. Натяг ремонтной втулки должен быть в пределах
0,06—0,08 мм. Толщина стенки должна быть не менее 3 мм. Поса-
дочные поверхности валов тяговых электродвигателей восстанавли-
ваются вибродуговой наплавкой.
При обработке шеек вала и других частей якоря на станке пра-
вильность центров вала предварительно проверяется относительно
148
посадочной поверхности под подшипники или относительно бего-
вых дорожек внутренних колец подшипников, биение которых не
должно быть более нормы. Шероховатость поверхности шеек вала
при обработке должна соответствовать чертежу. Если вал не обраба-
тывается, то разрешается на шейках оставлять риски глубиной не
более 0,1 мм. Галтели радиусом менее установленного чертежом не
допускаются. Поперечные риски и подрезы на галтелях не допуска-
ются.
Конусы для посадки шестерен зачищают от заусенцев и забоин.
Прилегание конусного кольцевого калибра по краске должно быть
не менее 75% посадочной поверхности, с равномерным распределе-
нием краски по всей поверхности конуса. Разрешается оставлять на
конусной части вала отдельные вмятины или риски общей площа-
дью не более 20% посадочной поверхности конуса и глубиной не
более 1,5 мм без выступания краев. Притирка конуса с шестерней
производится абразивным порошком.
Разрешается вибродуговая наплавка посадочной поверхности ко-
нуса вала под слоем флюса в соответствии с действующей Инструк-
цией по сварочным и наплавочным работам при ремонте теплово-
зов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов.
При выпуске якоря из ремонта должно быть обеспечено расстоя-
ние от калибра конуса до галтели по нормам допусков.
Шпоночные канавки на валах вспомогательных электрических
машин и тягового генератора зачищают от заусенцев и забоин. Раз-
решается электронаплавка поврежденных шпоночных канавок с пос-
ледующей обработкой или уширение их до 1 мм, а также выпиловка
трещин в углах канавки при длине их до 10 мм и глубине до 5 мм.
Поврежденная или разработанная резьба вала восстанавливается
наплавкой с последующей нарезкой резьбы согласно чертежу.
Уплотнительные и другие кольца при наличии трещин и ослаб-
ления заменяются.
Разрешается восстановление электронаплавкой посадочных по-
верхностей лабиринтных и упорных втулок.
Коллекторные болты должны быть хорошо затянуты и не иметь
вибрации при их остукивании. Усилие подтяжки коллекторных
болтов: 120—150 Нм для электродвигателей ЭД-118А, ЭД-118Б —
350—400 Нм, для генераторов ГП-312 Н. Коллектор, имеющий
ослабление болтов или нажимных гаек, нагревается до температуры
70—80°С и подтягиваются болты.
Подтяжка болтов производится плавно не более чем на пол-обо-
6* Скадин
149
рота за один прием с диаметрально противоположной очередностью.
После подтяжки производят механическую обработку коллектора.
Рабочая поверхность коллектора должна быть измерена для опре-
деления износа по диаметру и проточена с минимальным снятием
металла. Торцы коллекторных пластин тяговых электродвигателей и
вспомогательных электрических машин закругляются радиусом 3 мм.
При обработке коллектора при необходимости (значительная вы-
работка, подгары и т.д.) разрешается:
• углублять проточкой канавку у петушков до допускаемого раз-
мера:
• выполнять ступенчатую обработку коллектора тягового генера-
тора со стороны петушков для предотвращения образования щелей;
• заплавлять тугоплавким припоем местные забоины на пласти-
нах коллектора.
Запрещается:
• обтачивать петушки коллектора:
• опиливать рабочую поверхность коллектора:
• устранять местные забоины на пластинах глубиной более
0,5 мм обточкой коллектора;
• шлифовать коллектор наждачной бумагой или полотном;
• обтачивать и шлифовать коллектор, если износ его не превыша-
ет 0,2 мм и допуск на биение не превышает установленные нормы:
• разъединять якорь с остовом, если его рабочее состояние и
рабочая поверхность коллектора в пределах нормы.
Коллектор продораживается на глубину 1,4—1,6 мм на станке
или специальным приспособлением. Вдоль продорожки не допуска-
ется наличие слюды у стенок пластин.
При продороживании коллектора запрещается подрезать стенки
пластин или наносить риски на рабочей поверхности коллектора,
допускать подрезы или забоины на петушках и уступы по длине
коллектора на дне канавки.
После продорожки с кромок коллекторных пластин приспособле-
нием снимают фаски размером 0,5 мм х45° по всей длине рабочей
части, производят зачистку заусенцев, разделку ламелей и шлифов-
ку коллектора брусками типа БКв или бумагой Ш720 х 100, зак-
репленной на твердом основании. Очищается коллектор жесткой
волосяной щеткой.
Бандаж на переднем миканитовом конусе коллектора зачищают
мелкой стеклянной бумагой до удаления верхнего слоя лака, проти-
рают чистыми сухими салфетками и покрывают дугостойкой эма-
150
лью в соответствии с требованиями чертежей не менее двух раз до
получения сплошной глянцевой поверхности.
При наличии механических повреждений, выжигов, следов пере-
броса, не устранимых зачисткой, бандаж заменяют. Для этого старый
бандаж разрезают в нескольких местах и снимают с конуса. Поверх-
ность конуса тщательно осматривают и очищают в доступных местах
от пыли и загрязнении сухими обтирочными салфетками и наклады-
вают новый бандаж из стеклобандажпой ленты ЛСБ-F 0,2 х 20. При
наложении бандаж сильно утягивают с промазкой каждого слоя эма-
лью ГФ95. Работы эти выполняют на бандажировочном станке. Для
закрепления от разматывания бандаж по окружности заглаживают
горячим паяльником. Прожоги от паяльника недопустимы. Бандаж
после окончательной обработки и торцы коллекторных пластин нео-
днократно покрывают эмалью ГФ92-ХК или ГФ92-ХС до тех пор,
пока не образуется прочная, гладкая глянцевая поверхность. Делается
это для того, чтобы на ней не скапливались пыль, влага, а при их
попадании легко сдувались или вытирались.
Сушка, пропитка и покрытие эмалью обмоток якорей произво-
дится в соответствии с общими положениями и действующими ин-
струкциями. После операций сушки и пропитки якорей необходимо
подтянуть коллекторные болты.
6.6. Основные технические требования по сушке
И ПРОПИТКЕ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ И ПОЛЮСНЫХ КАТУШЕК
Якори, полюсные катушки электрических машин очищаются от
загрязнений, просушиваются, затем пропитываются в лаках или ком-
паундах. После пропитки и сушки покрываются электроизоляцион-
ным лаком или эмалью. Применяемые для пропитки и покрытия
лаки, эмали, компаунды должны соответствовать требованиям чер-
тежей и действующих Правил ремонта электрических машин тепло-
возов.
Во всех случаях пропитки изделие (якорь с обмотками, полюса)
предварительно должно быть просушено. Если этого не сделать, то
содержащаяся в изоляции влага закупорится в порах лаком и даль-
нейшее удаление ее будет невозможным. Она станет оказывать вред-
ное влияние на электрические свойства изоляции. Кроме того, после
пропитки или покрытия лаками необходима сушка для удаления ле-
тучего растворителя и для запекания лаковой пленки. Процесс про-
питки лаком изоляции обмоток, якорей, катушек полюсов заключает-
151
ся в том, что после сушки в печи при температуре 100—110°С в
течение 5—10 ч (и зависимости от размеров) изделия, остывшие до
температуры 60—70°С, погружают в ванну с лаком и выдерживают
там до прекращения выделения пузырьков воздуха, но не менее
15 мин, затем дают лаку стечь и далее сушат режимом, соответствую-
щим дня каждого типа изделия и класса нагревостойкости изоляции.
Пропитка может быть дву- и трехкратной, каждый раз чередуясь с
сушкой.
На пропитанное и высушенное изделие наносят покровный лак
или эмаль и вновь сушат в печи. Покровный лак можно наносить
окунанием изделия, пульверизатором или кистью. После сушки по-
кровного слоя должна образоваться гладкая, блестящая пленка. На-
теки, наплывы, шероховатости на ней недопустимы. На гладкой
поверхности не задерживается наружная пыль и пыль от работы
щеток, а если она и осела, то легко сдувается воздухом. Такая плен-
ка увеличивает сопротивление поверхностным утечкам тока.
Сушку производят в печах с электрическим обогревом. Горячий
воздух с температурой 130—150°С, а для лака ПЭ-933 — до 170°С (в
зависимости от класса нагревостойкости изоляции) прогоняется вен-
тилятором через печь, в которой установлены изделия. Печь снаб-
жена приборами для измерения температуры или устройствами для
автоматического регулирования. Применяют также сушку инфра-
красным (тепловым) облучением. Источником излучения служат
лампы накаливания, которые снабжены рефлекторами, чтобы поток
лучей можно было направить в необходимом направлении. Лампы
накаливания при необходимости можно устанавливать открыто на
специальных подставках вблизи нагреваемого предмета, что бывает
необходимо для ремонтных работ в депо, когда требуется провести
сушку на месте.
Якоря тяговых электродвигателей для сушки устанавливают по
6 шт. коллекторами вверх на специальную тележку. Конусной час-
тью якоря опираются в специальные подставки. Тележку по рель-
сам закатывают в печь. Расстояние между якорями (или машинами)
в печи для обеспечения свободного доступа воздуха должно быть не
менее 50 мм. Катушки полюсов, снятые с остовов, можно подавать
в печь в специальных контейнерах. Температура воздуха в печи для
более полного и быстрого удаления влаги из обмоток с изоляцией
классов нагревостойкости В, F и Н должна находиться в пределах
соответственно 130—140, 150 и 175°С. Прерывать процесс сушки
(открывать печь и производить частичную выгрузку или загрузку)
152
не допускается. Если же такая необходимость возникла, то продол-
жительность сушки увеличивают. Время сушки устанавливают для
каждой машины опытным путем, по величине сопротивления изо-
ляции. После предварительной сушки сопротивление изоляции об-
мотки якоря должно быть не менее 3 МОм.
В условиях депо, как правило, якорь пропитывают окунанием в
бак с лаком. Уровень лака в баке должен не доходить до петушков
на 10—15 мм. После выдержки в лаке в течение 15—20 мин якорь
вынимают и устанавливают горизонтально в приспособление с под-
доном и через каждые 3—5 мин его поворачивают на 1 /4 оборота
для стекания излишков лака. Конус вала, чтобы не образовалась на
нем корка запекшегося лака, промывают ксилолом.
Пропитанные якоря подвергают воздушной сушке, общее время
которой составляет 2,5—3 ч. После этого якорь снимают и направ-
ляют в печи для сушки.
Пропитка изоляции компаундами близка к пропитке лаками, но
компаунд должен быть предварительно разогрет до жидкого состоя-
ния. Подвергаемые пропитке катушки перед погружением в рас-
плавленный компаунд бандажируют киперной лентой. После окон-
чания пропитки эту ленту разматывают и вместе с ней удаляют
сгустки застывшего компаунда, а катушки получаются ровными,
гладкими и монолитными.
Продолжительность пропитки в лаке ФЛ-98 и сушки тяговых
электрических машин в условиях депо приведена в табл. 17.
Пропитанные якори, полюсные катушки не должны иметь воз-
душных мешков, скопления непросохшего лака. Пропитка должна
быть на всю глубину укладки обмотки в пазах и лобовых частях. У
полюсных катушек пропитывается межвитковая и корпусная изоля-
ция. Излишки лака после пропитки перед сушкой удаляются путем
стекания.
После пропитки и сушки якорь и катушки полюсов покрываются
эмалью в соответствии с требованиями чертежа. Забандажированная
поверхность миканитового конуса коллектора и его торец покрыва-
ются ровным слоем без подтеков дугостойкой эмалью согласно чер-
тежу. Поверхность должна быть твердой, гладкой и блестящей.
Находящийся в баках пропиточный лак или компаундная масса
регулярно перед применением, а также после добавления составля-
ющих компонентов, должна проверяться на вязкость, температуру
размягчения и внешний вид. Не реже одного раза в неделю посто-
янной работы проверяется пропитывающая способность компаун-
153
Таблица 17
Наименование операции т Температура якоря, _ Продолжительность пропитки и сушки1, ч
тягового 5 3 5 3 генератора возбудителя вспомогательног о генератора
Предварительная сушка в печи 130-140 8 14-18 5
Пропитка погружением в лак 60-70 8-10 мин 8-10 мин 8-10 мин
Сток лака — 10-15 мин 10-15 мин 10-15 мин
Сушка после пропитки в печи 130-140 10 10-12 4
Покрытие якоря эмалью:
ЭП-91 70-80 8-10 мин 10-15 мин 5-8 мин
ГФ92-ГС 60-70 8-10 мин 10-15 мин 5—8 мин
Выдержка якоря на воздухе — 2 1 1
Сушка после покрытия якоря эмалью 140-150 4 4 4
1 Время сушки отсчитывают при достижении температуры печи 130 С.
дов и количество основы в пропиточном лаке. Испытания лаков,
компаундов и разбавителей, применяемых при ремонте электричес-
ких машин, производятся не реже одного раза в месяц на соответ-
ствие требованиям технологических инструкций.
Режим сушки и пропитки обмоток контролируется соответству-
ющими контрольно-измерительными приборами. Ведется учет па-
раметров технологического процесса пропитки, сушки и сопротив-
ления изоляции обмоток с записью в журнале цеха.
6.7. Вакуумно-нагнетательная пропитка
И СУШКА ЯКОРЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
При большой программе ремонта ТЭД применяется вакуумно-
нагнетательная пропитка якорей тягового электродвигателя.
Предварительно следует измерить сопротивление изоляции об-
мотки якоря мегаомметром на 1000В (ГОСТ 23706-93). Сопротив-
ление изоляции должно быть не менее 1 МОм.
Сушка якоря производится в специальной сушильной печи, приве-
154
Рис. 63. Печь сушильная вакуумная
денной на рис. 63. Для
этого необходимо от-
крыть крышку сушиль-
ной печи и установить в
нее якорьную подставку.
Транспортировку якоря
осуществлять краном-
балкой грузоподъемнос-
тью не менее 30 кН.
Крышка плотно закры-
вается.
Включить нагрева-
тельные элементы печи,
вакуумный насос и про-
извести сушку якоря.
Величина вакуума составляет 600—730 мм. рт. столба. Температура в
печи 130—140° С. Время сушки 10 часов.
После сушки выключить нагревательные элементы печи, вакуум-
насос и вынуть якорь из печи, уложить его на подставку и измерить
сопротивление изоляции при температуре 130° С, которое должно
быть не менее 2 МОм.
Пропитку якоря производить в специальном автоклаве (рис. 64)
в следующем порядке:
1. Загрузить якорь в автоклав. Температура якоря перед загруз-
кой в автоклав составляет 70—80° С.
2. Проверить плотность закрытия крышки автоклава.
3. Включить вакуум-насос, который должен создавать вакуум
650—700 мм. рт. столба. Время выдержки в автоклаве 1 час.
4. Открыть кран, сообщающий автоклав с лакоприемником
и затянуть лак в бак. При этом поддерживается вакуум 200—250 мм.
рт. столба. Уровень лака контролируется через смотровое окно в
крышке автоклава. Для пропитки используется лак ФЛ-98 *
ГОСТ 12294-66).
5. Закрыть кран, сообщающий автоклав с лакоприемником и
вакуум-насосом.
6. Открыть кран подачи сжатого азота и создать избыточное
давление автоклава 0,2 МПа. Пропитку якоря производить в те-
чение 30 минут при температуре 60—70° С. Давление азота, по-
даваемого из баллона емкостью 50 л, должно составлять 0,1 —
0,15 МПа.
155
7. Открыть кран, сообщающий автоклав с лакоприемником и
удалить лак из автоклава сжатым воздухом.
8. Закрыть краны, сообщающие автоклав с баллоном азота и
с лакоприемником. Включить вакуум-насос, создающий вакуум
550—660 мм.рт.столба. Время выдержки якоря в вакууме 1 час.
9. Открыть автоклав, выгрузить якорь из бака и уложить его на
технологическую подставку с поддоном.
10. Протереть вал якоря технической (ТУ2 0,4-231-88) салфет-
кой, смоченной в ксилоле (ГОСТ 9949-76Е).
11. Покрасить эмалью ГФ-92ХК (ГОСТ 9151-75) ленточ-
ный бандаж миканитового конуса коллектора кистью КФК
(ГОСТ 10597-87).
После пропитки производится сушка якоря в специальной су-
шильной печи (рис. 63). Для этого через крышку в печь устанавли-
вается якорь на специальную подставку и закрывается крышкой.
Включением нагревательных элементов печи и вакуум-насоса про-
изводится сушка якоря со стеклобандажем двумя ступенями:
1 ступень: температура — ПО—120°С, время сушки — 10 часов;
2 ступень: температура — 156—160°С, время сушки — 12 часов.
Нагрев печи производится со скоростью — 25—30°С в час. После
сушки якоря измеряется сопротивление изоляции. При температуре
130°С сопротивление изоляции допускается не менее 2 МОм.
После сушки вновь загружается якорь в пропиточный бак с ла-
ком. Установка для пропитки погружением якорей ТЭД
(А1006.01.ПКБ ЦТ) показана на рис. 65.
6 Рис. 64. Автоклав:
1 — котел; 2 — крышка;
3 — рычаг; 4 — механизм
подъема крышки;
.Ступица 5-противовес;
о — затвор;
под якорь _ _
7 — патрубок для входа
и выхода лака
156
Рис. 65. Емкость для пропитки ТЭД
методом погружения
Крышка
Пропиточный
бак —
Загружается якорь в пропиточный бак до петушков коллектора.
Температура якоря перед загрузкой в бак 60—70°С. Якорь выдержи-
вают в лаке до прекращения выделения пузырьков воздуха, но не
менее 10 минут.
После пропитки приподнять якорь над баком, дать стечь излиш-
кам лака. Установить якорь на технологическую подставку с роли-
ками и поддоном.
Протереть вал якоря салфеткой, смоченной в ксилоле.
Время выдержки — 30 минут. Периодически поворачивают якорь
до полного стекания лака.
После пропитки погружением необходимо якорь загрузить в су-
шильную печь и просушить. Температура сушки — 130—140°С. Время
выдержки в печи — 8 часов. Величина вакуума — 600—730 мм. рт.
столба. Измерить сопротивление изоляции. При температуре 130°С
сопротивление изоляции должно быть не менее 2 МОм.
Тележка с якорем перемещается в камеру с вытяжной вентиля-
цией. Покрывают якорь эмалью ЭП-91. Температура якоря при
покрытии — 70—90°С. Слой эмали должен быть равномерным без
вздутия. В течение 1 часа якорь выдерживается на воздухе. После
чего якорь загружается в печь и производится сушка в течении
18 часов при температуре 130—140°С.
После сушки поверхность, покрытия эмалью, должна иметь твер-
дую, гладкую, блестящую пленку — без отслаивания и вздутий.
Сопротивление изоляции при температуре 130°С должно быть не
ниже 2 МОм.
После окончания процесса вакуумно-нагнетательной пропитки и
сушки якоря, подтягиваются коллекторные болты. Крепление бол-
тов производится при температуре коллектора 70—80°С с моментом
крепления 120—150 нм, динамометрическим торцевым ключом
157
5 =27. Крепление производится плавно, по пол-оборота за один
прием, поочередно диаметрально противоположными болтами.
Перед передачей якоря из отделения производится запись в жур-
нале цеха о режимах пропитки и сушки якоря.
6.8. Ремонт щеткодержателей и их кронштейнов
Наряду с визуальным освидетельствованием щеткодержателей и
их кронштейнов измеряют мегаомметром сопротивление, которое
должно быть не менее 100 МОм. Если после просушки пальцев
сопротивление их не достигло установленного уровня, пальцы ре-
монтируют или заменяют. Изоляторы пальцев с трещинами, сколо-
тыми краями, поврежденной глазурью заменяют. Изоляторы, ос-
лабшие на пальцах, перепрессовывают с наложением дополнительной
изоляции и его торцовые части заливают компаундом и покрывают
эмалью. Пластмассовые изоляторы при растрескивании и других
повреждениях заменяют на фарфоровые.
Ослабленные стаканчики пальцев обжимаются на специальном
приспособлении. Глубина канавки от обжатия должна быть 0,5 мм
на расстоянии 5—6 мм от торца.
Изоляционные пальцы щеткодержателей испытываются на элек-
трическую прочность изоляции током промышленной частоты в те-
чение 1 мин напряжением, указанном в табл. 18.
Таблица 18
Номинальное напряжение машины, В Испытательное напряжение, кВ
После механической обработки (запрессовки пальцев) После окончательной отделки
До 150 з,о 2,5
151-400 4,0 3.5
401-700 4,5 4,0
701-750 6,0 5,5
Корпус щеткодержателя зачищают от оплавления. Трещины кор-
пусов щеткодержателей разрешается заваривать газовой сваркой с
разделкой их и предварительным подогревом с последующей про-
тяжкой окон под щетки. Заваривать трещины у основания прилива
для крепления щеткодержателей запрещается.
Гнезда для щеток, имеющие заусенцы, местные износы восста-
навливаются опиловкой с последующим восстановлением размеров
158
до установленных нормами допусков и износов путем наращивания
металла гальваническим способом с последующей протяжкой либо
обжатием в горячем состоянии на специальном приспособлении.
При наличии выработки отверстий в корпусе под оси пружин
или храповиков более 0,5 мм разрешается заваривать их с одновре-
менной заваркой отверстий под шплинты и последующей рассвер-
ловкой согласно чертежу.
Оси пружин или храповиков в местах посадки в корпус щетко-
держателей не должны иметь выработки более 0,3 мм. Диаметры
отверстий в осях под шплинты должны соответствовать диаметрам
отверстий в корпусе, в противном случае оси заменяются.
Пружины щеткодержателей ослабшие, с трещинами, со следами
поджогов и оплавлений заменяют: Спиральные пружины с переко-
сом витков заменяются.
Проверяют состояние шунтов и крепление наконечников шунтов
согласно чертежу. Разрешается оставлять гибкие шунты с обрывом
не более 10% жил при отсутствии следов их перегрева.
Нажимные пальцы в собранном щеткодержателе при нормально
натянутых пружинах не должны касаться боковых стенок выреза
как при вертикальном, так и при горизонтальном их перемещении.
Поворот пальца вокруг оси должен происходить без заеданий. На-
жатие пальцев щеткодержателя регулируется в пределах норм. Раз-
ница в нажатии на щетки для одного щеткодержателя тягового элек-
тродвигателя между максимальным и минимальным значением не
должна быть более 10 % номинального.
Проверяется состояние крепления кронштейнов щеткодержате-
лей в остове. При наличии трещин и других неисправностей креп-
ления узел ремонтируется с обеспечением расположения кронштей-
нов согласно требованиям чертежа.
Бракеты щеткодержателей тягового генератора заменяются при
отколах, трещинах и оплавлениях более 30% сечения. Другие тре-
щины и оплавления устраняются сваркой с последующей механи-
ческой обработкой.
6.9. Ремонт синхронного генератора
Синхронный генератор отличается от электрических машин по-
стоянного тока устройством статора и ротора. Здесь ток возбужде-
ния подается через контактные кольца на обмотку ротора, а снима-
ется ток (переменный) с обмоток статора. Статорные обмотки
159
соединены в две трехфазные звезды, от которых ток поступает в
выпрямительную установку.
При текущем ремонте ТР-3 генератор снимают с тепловоза, раз-
бирают, очищают и освидетельствуют с целью выявления необхо-
димого ремонта.
Разборку генератора начинают с выпрессовки съемной ступицы
подшипника из подшипникового щита, для чего вывертывают бол-
ты, крепящие ступицу к подшипниковому щиту, а так же болты,
стягивающие наружную и внутреннюю лабиринтные крышки, спрес-
совывают ступицу отжимными болтами. Предварительно отсоеди-
няют токоведущие шины к контактным кольцам ротора.
С помощью Г-образной скобы, закрепляемой на приводном флан-
це ротора, краном вынимают ротор из статора, следя за тем, чтобы
полюсы ротора не касались железа статора.
Снятый ротор продувают от пыли, протирают ветошью смочен-
ной в керосине. В местах, где имеются изолированные детали, ве-
тошь смачивают авиационным бензином. Контактные кольца про-
тирают сухими безворсными салфетками.
При поднятых щетках на контактных кольцах замеряют сопро-
тивление изоляции обмоток ротора мегаомметром на 500 В. Еще раз
тщательно очищают поверхности катушек ротора, сердечников по-
люсов и контактных сегментов. Сушат ротор в печи при температу-
ре ПО—120°С в течение 10—12 часов.
Если сопротивление изоляции не восстановилось, снимают кон-
тактные сегменты, зачищают поверхности, промывают в бензине
сегменты и просушивают, после чего снова замеряют сопротивле-
ние изоляции раздельно каждого из полюсов, присоединяя вывод
мегаомметра к выводам каждой из катушек. Если сопротивление
изоляции восстановить не удалось, ротор отправляют на завод.
Для дефекгировки сферического роликового подшипника вала
ротора его разбирают. Для разборки используют латунные оправки
в виде стамесок.
Один из роликов с торца внутреннего кольца приподнимают
латунной стамеской, другой стамеской ролик выталкивают из гнезда
сепаратора. Ролики вынимают в том месте, где внутреннее кольцо
имеет небольшую выемку. Таким образом, все ролики в определен-
ной последовательности извлекают из подшипника и наружное кольцо
снимают. При этом укладывают раздельно ролики с внутренней и
наружной дорожек (подшипник двухрядный) для того, чтобы при
сборке каждый из роликов попал на свою дорожку. Разобранные
160
детали подшипника проверяют дефектоскопом. Внутреннее кольцо
дефектоскопом проверяют без съема с вала. В связи с тем, что роли-
ки и наружные кольца подшипника генератора ставят только на
свои дорожки, моют их, как правило, на месте разборки в ваннах
ручным способом.
Если при осмотре подшипника будут обнаружены на дорожках
качения или на роликах дефекты (трешины, выкрашивания, зади-
ры, сколы, следы перегрева и др.), то подшипник снимают с вала.
Если якорь имеет низкое сопротивление изоляции и в процессе
ремонта будет сушиться в печи, то подшипник тоже снимают спе-
циальным съемником. Внутреннее кольцо можно снять и индукци-
онным съемником с переходными кольцами.
После снятия кольца шейку вала проверяют дефектоскопом, мик-
рометром замеряют в трех плоскостях со сдвигом на 120° диаметр
вала в месте посадки кольца. Для определения натяга берут средний
из них. Если натяг подшипника не может быть обеспечен за счет
подбора подшипника по его внутреннему диаметру, то посадочную
поверхность разрешается наплавлять под слоем флюса вибродуго-
вым способом. Если же в депо этого сделать не представляется
возможным, то в исключительных случаях допускается протачивать
шейку и напрессовывать втулку. Для этого генератор устанавлива-
ют на станок и протачивают шейку под роликовое кольцо на 10 мм
меньше чертежной величины. Галтель при этом обрабатывают ра-
диусом не менее Змм. Риски на галтели не допускаются. Затем вы-
тачивают втулку с толщиной стенки 6—7 мм и насаживают ее на
шейку вала в нагретом состоянии с натягом 0,06—0,08 мм. Нагрева-
ют втулку до температуры 160—180°С и после посадки дают остыть
до температуры цеха. После того как втулка остыла, якорь вновь
устанавливают на станок и протачивают надетую на вал втулку под
номинальный размер.
Для посадки на вал внутреннее кольцо нагревают до температу-
ры 100—120°С индукционным нагревателем или в масле. Для обес-
печения плотной посадки внутреннего кольца к уплотнительному
кольцу необходимо пользоваться монтажным стаканом с ручками,
держась за которые, прижимают кольцо, пока оно не остынет.
Внутреннее кольцо подбирают по диаметру посадочной поверх-
ности так, чтобы натяг его был в пределах 0,027—0,052 мм. Если
снятый подшипник оказался исправным, его следует установить на
свое место, обязательно проверив внутренний диаметр. После по-
садки внутреннего кольца на вал собирают подшипник в такой пос-
161
ледовательности: устанавливают пять роликов в гнезда сепаратора,
последний с роликами надевают на внутреннее кольцо (ролики и
сепараторы следует устанавливать каждый в свою дорожку внутрен-
него кольца), затем вставляют еще по одному ролику в среднее
гнездо сепаратора, диаметрально противоположно установленным
ранее пяти роликам. После установки этого ролика сепаратор будет
нормально удерживаться на внутреннем кольце, сохраняя возмож-
ность поворачиваться на значительный угол относительно дорожки.
Затем на сепаратор с шестью роликами надевают наружное кольцо и
вводят недостающие ролики в гнезда сепаратора. При установке
наружного кольца его необходимо повернугь под наибольший воз-
можный угол по отношению к внутреннему кольцу; заполнить под-
шипник смазкой и надеть чехол для предохранения от загрязнения.
Ремонт статора (рис. 66) в условиях депо сводится прежде всего
к очистке. Наиболее характерным и неблагоприятным фактором яв-
ляются загрязнение и связанные с этим утечки тока, снижение со-
противления изоляции.
Станину промывают в ванне в горизонтальном положении, по-
гружая ее в бензин и периодически поворачивая относительно оси.
После промывки станину сушат на воздухе, осматривают и замеряют
Рис. 66 Статор:
1 — секция обмотки; 2 — клин; 3 — обмоткодержатсль; 4 — кольцо;
5 — скоба; 6 — клицы шин; 7 — соединительные шины; 8 — гильза;
9 — коронка
162
сопротивление изоляции. При осмотре обращают внимание на цело-
стность изоляции, на выступающие части обмотки, соединительные
шиты, повреждение которых возможно при разборке генератора, транс-
портировке и т. д. Обращают внимание на правильность положения
и исправность изоляционных гильз, установленных на концах
секции коронок на выходе из паза, на целостность изоляции и от-
сутствие трещин на изолированных кольцах крепления секций об-
моток и на изоляции обмотки (сечение А—А).
Наличие трещин в изоляции особенно вблизи металлических уз-
лов приводит к снижению сопротивления, а затем и к пробою на
корпус. Тщательно осматривают места пайки обмотки, соединения
демпферной обмотки.
У очищенного от загрязнений статора измеряют сопротивление
изоляции мегаомметром напряжением 500 В. В связи с тем, что
каждая звезда обмотки статора имеет самостоятельные выводы, из-
мерение производят для каждой звезды отдельно. Для этого зажим
мегаомметра, предназначенный для соединения с землей, присоеди-
няют к корпусу машины, а другой зажим соединяют с одним из
выводов 1С1, 1С2 или 1СЗ (рис.67) фаз первой звезды. При этом
одни из выводов фаз 2С1, 2С2 пли 2СЗ второй звезды должен быть
соединен с корпусом машины. После измерения сопротивления изо-
ляции первой звезды зажим мегомметра отсоединяют от ее вывода
и присоединяют к одному из выводов фаз второй звезды (2С1, 2С2
или 2СЗ), а заземление переставляют со второй звезды на один из
выводов фаз (1CI, IC2 или 1СЗ) первой звезды, после чего произ-
водят измерение сопротивления изоляции второй звезды.
При такой методике измерения нет необходимости отдельно про-
изводить измерение сопротивления изоляции между звездами. Со-
противление изоляции каждой звезды обмотки статора тягового син-
хронного генератора при выпуске тепловоза из деповского ремонта
должно быть не менее 2 МОм. Для определения обрыва в цепи
статора используют также мегаомметр. Для этого проверяют нали-
чие цепи между выводами попарно 1С1, 1С2и 1СЗ. При обрыве в
фазе измерения на зажимах (1С1 — 1СЗ) покажуг ноль (наличие
соединения), а измерения на зажимах 1С1—1С2и 1С2-1СЗпока-
жуг сопротивление изоляции (отсутствие цепи).
Также проверяют и другую фазу. Отсутствие цепи в одной из фаз
чаще всего означает нарушение пайки в соединении или обрыв вит-
ков секции. Обмотку статора проверяют на межвитковые замыкания
таким же методом, как это делают для машин постоянного тока.
163
Рис. 67. Измерение
сопротивления изоляции
КО-947 или КО-916К.
Вторая При обнаружении витко-
вых замыканий в обмотке ста-
тора генератор направляют на
завод.
При сопротивлении изоляции
ниже нормы, наличии трещин в
покрытиях обмотки, ослабле-
ния в пазах статор разрешается
пропитать в депо. Для этого его
предварительно в течение 15—
16 ч при температуре 175°С, об-
дувают от пыли и при достиже-
нии температуры 50—60°С
пропитывают в ванне с лаком
После выемки из ванны выдерживают на воздухе до 1,5 ч, а
затем смоченными в ксилоле салфетками удаляют лак с мест, где
наличие лака не предусмотрено (наконечники выводов, посадочные
места подшипникового щита и др.). После этого статор сушат сна-
чала при температуре 110~130°С в течение 2 ч, а затем при темпера-
туре 170— 180°С в течение 16 ч.
Сопротивление изоляции обмоток статора при температуре
100—110°С должно быть не менее 1 МОм. После пропитки обмотку
статора покрывают изоляционной эмалью и вновь сушат при тем-
пературе 110—120°С в течение 2 ч и при температуре 140—150°С — в
течение 6 ч.
6.10. Ремонт контактных колец и щеткодержателей
Контактные кольца осматривают для выявления износа, чистоты
поверхности, плотности посадки па цилиндре. Проверяют качество
приварки шпилек в кольцах, отсутствия их ослабления. Кроме того,
осматривают состояние изоляционной поверхности шпилек и ци-
линдра, убеждаются, нет ли трещин и отколов.
Контактные кольца при износе протачивают с минимальным сня-
тием металла, а потом шлифуют. В эксплуатации допускается умень-
шение диаметра контактных колец на 16 мм, т.е. до 384 мм. При
нормальном уходе за контактными кольцами и удовлетворительной
работе генератора такой запас по диаметру колец может обеспечить
срок службы до 2—2,5 млн км, т.е. на 15—20 лет. Если этот износ в
164
силу каких-то непредвиденных причин наступит раньше, то контак-
тные кольца заменяют.
Изоляция цилиндра и шпилек представляет собой стеклянную
ткань, пропитанную изоляционным составом ПС-ПФ пли ЭП-70,
намотанную на упомянугые детали и опрессованную в пресс-фор-
ме. При появлении в изоляции цилиндра сквозных трещин, отко-
лов, расслоений ротор направляют на ремонтный завод.
Шпильки с поврежденной изоляцией заменяют в депо. В усло-
виях депо могут быть также устранены механические задиры, ца-
рапины на изолированной поверхности зачисткой мелкой шкуркой
и покрытием эмалью ЭП-91 и ГФ92-ГС с последующей сушкой.
В целом узел контактных колец с щетками сравнительно надеж-
ный, не требует такого сложного ухода, который требует коллек-
торно-щеточный аппарат генератора постоянного тока. Щетки при-
зирают на кольцах протягиванием мелкой шкурки под щеткой.
При сборке подшипникового щита тщательно осматривают со-
стояние швов приварки подвески к ребрам щеткодержателя. Обна-
руженные трещины разделывают и подваривают с принятием мер,
нс допускающих деформации щита.
При сборке генератора щит заводят в расточку горловины и зап-
рессовывают болты. Щеткодержатели на подвеске закрепляют
так, чтобы расстояние от них до контактных колец было в пределах
2—4 мм. Это расстояние может быть изменено за счет ослабления
болта крепления щеткодержателя к подвеске и перемещения корпуса
относительно его квадратной головки вдоль паза в корпусе щетко-
держателя. Шунты щеток крепят к подвескам винтами. Чтобы шун-
ты не могли задеть за что-либо и не вибрировать при работе генера-
тора, их скручивают.
На клицах восстанавливают маркировку эмалью ГФ92-ХК. Пос-
ле окончательной сборки генератор соединяют с дизелем и центри-
руют. Измерение зазора под полюсами производят со стороны кон-
тактных колец щупом длиной 300 мм и шириной не более 8 мм.
Минимальная толщина щупа 4,7 мм, максимальная — 5,9 мм. На
одном генераторе разница между максимальными и минимальными
зазорами допускается не более 0,5 мм. Измерения производят стро-
го под серединой полюса. Биение контактных колец допускается не
более 0,06 мм. Вибрация генератора не должна превышать на лапах
генератора 0,25 мм при частоте 6—17 Гц, а на плите под вспомога-
тельные агрегаты: вертикальная 0,2 мм, поперечная 0,45 мм и про-
дольная 0,2 мм.
165
7. Сборка электрических машин
7.1. Общие требования
Детали и узлы, поступающие на сборку электрических машин,
должны быть отремонтированы и проверены в соответствии с дей-
ствующими технологическими инструкциями и Правилами ремонта
электрических машин тепловозов.
Внугренние поверхности подшипниковых щитов и крышек ок-
рашиваются эмалью воздушной сушки в соответствии с чертежом.
При сборке электрических машин все окрашенные части должны
быть сухими. Якорь (ротор), остов (статор) и траверса со щеткодер-
жателями перед сборкой продуваются сухим жатым воздухом, про-
тираются чистыми сухими салфетками.
Электрические машины, в частности тяговые электродвигатели
собирают в депо на конвейерных линиях, а там где их нет — на
кантователях или специальных рабочих местах.
Сборку электрических машин начинают после того, как полнос-
тью укомплектованы, собраны и проверены их основные узлы: ос-
тов, якорь, подшипниковые щиты с якорными подшипниками и
крышками, траверсы или кронштейны со щеткодержателями и щет-
ками, моторно-осевые подшипники с их крышками (для тяговых
электродвимгателей). Подшипниковые щиты, шапки моторно-осе-
вых подшипников, а также траверсы необходимо устанавливать на
те же остовы, с которых они были сняты.
Все отремонтированные узлы тщательно проверяют и подгоняют
друг к другу с учетом установленных допусков. Взаимная подгонка
сопрягаемых поверхностей с соблюдением норм натяга и зазоров
обеспечивает надежную работу подшипниковых узлов и в целом
электрической машины.
При сборке электрических машин необходимо соблюдать следу-
ющие требования:
установка уплотнительных колец на вал якоря производится в
нагретом до температуры 130—150°С состоянии. Натяг посадки уп-
лотнительных колец на вал должен соответствовать чертежу. Торцо-
вое биение уплотнительных колец относительно оси вала не должно
превышать допустимой по чертежу величины;
шариковые подшипники и внутренние кольца роликовых под-
шипников устанавливаются в нагретом до температуры 100—120°С
166
состоянии. Внутреннее кольцо подшипников должно плотно приле-
гать к уплотнительному кольцу. Допускается односторонний зазор
не более 0,05 мм. Торцовое биение (перекос) наружных колец под-
шипников тяговых электродвигателей и их радиальные зазоры пос-
ле сборки должны соответствовать допустимым нормам (при затя-
нутых подшипниках моторно-осевых). При монтаже подшипникового
узла тяговых электродвигателей смещение роликов с дорожки каче-
ния внутреннего кольца подшипника не допускается. Зазоры и на-
тяги деталей в подшипниковых узлах, а также осевой разбег якорей
электрических машин выдерживаются строго по чертежу, а для тя-
говых электродвигателей они должны соответствовать требованиям
действующей Инструкции.
7.2. Сборка магнитной системы
При установке снятых полюсов в остов ставят снятые ранее про-
кладки: стальную 1 (рис. 68), диамагнитную 2, изоляционную 4 и
пружинную 3 (в зависимости от типа электродвигателя количество
их может быть различно). Затем подтягивают полюсные болты тор-
цовым ключом попеременно вначале средний, затем крайние. Хоро-
шо затянутый болт при остукивании молотком должен издавать звон-
кий звук.
После окончательной затяжки болтов замеряют расстояние меж-
ду главными и добавочными полюсами, которое должно быть в
пределах допустимых норм. Замер производят микрометрическим
нутромером. При несоответствии этих размеров подтягивают болты
или подкладывают прокладки под полюсы. Если это не помогает, то
заменяют сердечник полюса.
Затем проверяют расстояние М между башмаками рядом распо-
ложенных полюсов. Разница этого размера под всеми полюсами не
должна превышать 2 мм. Наименьшее расстояние А между соседни-
ми катушками главных 6 и добавочных 5 полюсов допускается не
менее 3 мм. Расстояния эти замеряют с обеих сторон остова. Изме-
нение этих размеров достигается перемещением полюсов при ослаб-
ленных болтах.
После окончательной проверки размеров между полюсами со-
единяют межкатушечные соединения по схеме, соответствующей для
каждого типа электродвигателя. Затем проверяют полярность кату-
шек компасом при пропускании по ним тока.
Для такой проверки необходимо в цепь катушек подключить
167
6
14 15 16
Рис. 68. Сборка магнитной
системы электродвигателя
ЭД118А:
а — соединение катушек главных
полюсов со стороны привода;
б — соединение катушек доба-
вочных полюсов и щеткодержа-
телей;
7, 2, 3, 4 — прокладки, соответ-
ственно стальная, диамагнитная,
пружинная, изоляционная; 5 — добавочный полюс; 6 — главный полюс;
7 — гайка; 8 — вывод; 9 — наконечник; 10 — изоляционная замазка;
11 — стеклоткань; 12 — стсклолента; 13 — пружина пластинчатая;
14 — резиновая втулка; 15 — кабель; 16 — клицы
168
напряжение 6—8 В (от аккумуляторной батареи) и, поднося компас
к каждой катушке, установить полярность. Полюс, к которому стрелка
компаса поворачивается концом S, будет северным. Убедившись в
правильной полярности, закрепляют окончательно межкатушечные
соединения. Вывод 8, наконечник 9 и гайка 7 должны иметь плос-
кую форму и хорошо облужены. Пластинчатую пружину 13 ставят
выпуклой стороной к наконечнику. Болты хорошо затягивают. Не-
ровности, образованные в местах соединения наконечников, вырав-
нивают изоляционной замазкой 10. Место соединения изолируют
тремя слоями стеклолакоткани 11 и одним слоем стеклянной ленты
72 и покрывают изоляционным лаком. После соединения и изоли-
ровки межкатушечные соединения прикрепляют хомутами к метал-
лическим скобам, приваренным костову.
После соединения катушек полюсов устанавливают щеткодер-
жатели. Перед их постановкой осматривают места приварки крон-
штейнов к остову и убеждаются в исправности резьбы в кронш-
тейне. Щеткодержатель заводят пальцами в углубления между
кронштейном и накладкой и зажимают болтом. Пальцы должны
быть надежно зажаты между кронштейном и накладкой. Оконча-
тельно закрепляют щеткодержатель после установки в остов якоря.
На данном этапе сборки магнитной системы к щеткодержателям
болтами присоединяют кабели, соединяющие щеткодержатели оди-
наковой полярности, и кабели от добавочных полюсов в соответ-
ствии со схемой внутренних соединений каждого из электродвига-
телей.
Выводные кабели 15 со стороны добавочных и главных полюсов,
как правило, при деповском ремонте не снимают. Их осматривают
на месте.
Основными неисправностями кабелей являются механические по-
вреждения наружной оплетки, которые устраняют на месте. Для
этого участок кабеля с поврежденной оплеткой изолируют наложе-
нием стеклянной ленты в один-два слоя вполуперекрышу с про-
мазкой каждого слоя клеящим изоляционным лаком, плотной утяж-
кой ленты и сушкой на воздухе. При повреждении резиновой
изоляции (перетертости, трещины, изломы) участок кабеля (если
это возможно) изолируют со срезом на конус поврежденной изо-
ляции и накладывают несколько слоев (до заполнения среза) изо-
ляционной ленты.
Окончательно собранную магнитную систему при необходимос-
ти сушат, покрывают эмалью ГФ92-ХС (за исключением посадоч-
7 Скалин
169
ных мест и резьбовых отверстий наконечника) и передают на по-
зицию для испытания на электрическую прочность напряжением
1600 В переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин. Готовую
магнитную систему передают на позицию сборки.
7.3. Сборка подшипниковых узлов
На вал отремонтированного якоря тягового электродвигателя с
обеих сторон насаживают в нагретом состоянии уплотнительные
кольца до упора в бурты вала, затем напрессовывают внутренние
кольца подшипников, если их по какой-либо причине снимали.
Подшипники подбирают так, что радиальный зазор в собранном
виде (на электродвигателе) был в пределах 0,09-И),25 мм со стороны
шестерни и 0,05-И), 19 мм со стороны коллектора.
Подшипники в щиты запрессовывают на прессах. Во многих депо
для этого используют индукционные нагреватели. При покрытии
наружной поверхности подшипников эластомером посадка должна
быть выполнена только по второму способу, т.е. с нагревом щита
После насадки внутренних колец подшипников на вал, а в
щиты наружных колец с роликами приступают к сборке тягового
электродвигателя. Для посадки щита используют тот же пресс, ко-
торый применяли при разборке. Для облегчения сборки горловину
остова нагревают до температуры 80—100°С индукционным нагре-
вателем в течение 4—5 мин. Первым запрессовывают щит со сторо-
ны коллектора.
При сборке подшипникового узла тягового двигателя обеспечи-
вается равномерность зазора между крышкой подшипника по всей
окружности.
Запрессовка подшипниковых щитов и подшипников произво-
дится при равномерном давлении, без перекосов, ударов и повреж-
дений. Разрешается производить индукционный нагрев горловины.
Подшипниковые щиты должны плотно прилегать к торцовым
поверхностям корпуса остова: общая длина местных неплотностей
допускается не более 1 /8 длины окружности.
Смазочные камеры в подшипниковых щитах и крышках запол-
няются смазкой, канавки лабиринта заполняются полностью, роли-
ки и сепараторы смазываются по их поверхности, атмосферные ка-
налы смазкой не заполняются. Тип смазки должен соответствовать
условиям чертежа или действующей Инструкции ЦТ ОАО «РЖД»
по применению смазочных материалов.
170
7.4. Установка якоря и окончательная сборка
Якорь (ротор) устанавливается в остов (статор) на специализиро-
ванном стенде с использованием приспособления обеспечивающего
его установку без повреждения обмотки, коллектора и подшипников.
При вертикальном способе остов устанавливают по уровню и в
него опускают якорь. На вал надевают направляющие втулки, кото-
рые центрируют положение якоря относительно подшипников и
предохраняют их от повреждений. При горизонтальной сборке якорь
заводят при помощи Г-образной скобы. Для нагрева горловины
перед постановкой щита индукционный нагреватель (при горизон-
тальной сборке) не накладывают сверху на остов, а прижимают сбо-
ку. В этом случае нагреватель перемещается при помощи специаль-
ного механизма вдоль рабочих тумб, на которых установлен остов,
или подвозят его на тележке.
После сборки остова проверяют приспособлением 1 (рис. 69, о,
б) торцовое биение подшипников 2. Для этого приспособление при
помощи втулки и гайки 5 закрепляют на валу якоря 3. В оправке
устанавливают индикатор, который ножкой прикасается к торцу на-
ружного кольца подшипника. Рукояткой 4, приваренной к втулке,
вал якоря медленно проворачивают и индикатор показывает биение
подшипника, которое не должно превышать 0,2 мм. Превышение
этой величины указывает на то, что подшипниковый щит собран
неправильно. В этом случае проверяют затяжку болтов. Если этим
Рис. 69. Проверка торцового биения подшипника со стороны
коллектора (а) и со стороны шестерни (б)
171
способом не удалось уменьшить биение, то щит выпрессовывают,
проверяют поверхность прилегания щита к остову и устраняют при-
чины, которые привели к перекосу.
Трубку, подводящую смазку к подшипнику, перед постановкой
крышки промывают бензином и заполняют смазкой. Зазор между
крышкой и щитом, контролирующий надежность закрепления на-
ружного кольца подшипника, должен быть равномерным по всей
окружности и величина его должна быть не менее 0,05 мм. Отсут-
ствие зазора показывает на то, что крышка не упирается в подшип-
ник. После монтажа этот зазор заполняют густотертыми белилами
или эмалью.
Проверяют положение щеткодержателей. Расстояние от корпуса
щеткодержателя до коллектора должно быть 2—4 мм. Если это рассто-
яние оказалось меньше или больше, то ослабляют болт — и щеткодер-
жатель опускают (если зазор больше 4 мм) или поднимают (если зазор
меньше 2 мм) и вновь закрепляют болт. Чтобы не допустить перекоса
корпуса относительно коллектора, между ними устанавливают изоля-
Рис. 70. Определение осевого
разбега якоря тягового
электродвигателя:
7 — упорное кольцо подшипника;
2 — стопорная планка; А, Б — места
шлифования
ционную или деревянную проклад-
ку необходимого размера (3 мм) и
окончательно закрепляют болт.
Кроме того, проверяют расстояние
от корпуса щеткодержателя до тор-
ца петушков, которое должно быть
в пределах 7—16 мм. Это расстоя-
ние зависит в основном от шири-
ны петушков: у нового якоря оно
равно 7—8 мм, а у давно работаю-
щего 15—16 мм.
Щетки на коллекторе распола-
гают равномерно. Разница рассто-
яний но окружности коллектора
между осями любых пар щеток не
должна превышать 2 мм.
Продольные оси башмаков сер-
дечников главных полюсов и окон
соответствующих щеткодержате-
лей должны совпадать: допуска-
ется отклонение не более 1,8 мм.
Осевой разбег якоря электро-
двигателя должен быть в преде-
172
лах 0,15<-1 мм. Его устанавливают при помощи упорного кольца 1
(рис. 70). Нужно следить чтобы это кольцо было установлено пра-
вильно.
7.5. Основные чертежные и допускаемые размеры
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН В ЭКСПЛУАТАЦИИ
Основные чертежные и допускаемые в эксплуатации размеры
электрических машин тепловоза 2ТЭ10М приведены в табл. 19.
Таблица 19
Контролируемый размер (величина) Значение контролируемого размера (величины), мм
чертежное допускаемое при выпуске из ТР-2 браковочное при выпуске из ТР-1 и из непланового
1 2 3 4
Электрические машины Тяговый электродвигатель ЭД-118А
Биение рабочей поверхности коллектора, измеренное инди- катором в собранной машине в горячем состоянии 00,04 Более 0,06
Глубина продорожки миканита между коллекторными пласти- нами 1,0-1,5 Более 1,5
Диаметр коллектора 399-492 Не менее 384 Менее 384
Зазор между щеткодержателем и коллектором 2-4 Более 4, менее 2
Перекос щеток по длине коллекторных пластин на суммарной длине щеток Нс более 1,5 Не более 1,5 Более 1,5
Зазор между щеткой и окном щеткодержателя:
по тангенциальному размеру 0,04-0,23 0,04-0,5 Более 0,5, менее 0,04
по аксиальному размеру 0,05-0,3 0,05-1,0 Более 1,0 Менее 0,05
173
Продолжение табл. 19
1 2 3 4
Радиальный размер щетки без резинового амортизатора 52±0,8 51-23 Менее 23
Нажатие пружины на щетку, Н(кгс) 42-48 (4,2—4,8) 40-50 (4,0-5,0) » 40 (4,0) Более 50 L (5Д)
Тяговый генератор ГП311БУ2
Биение рабочей поверхности коллектора, измеренное индика- тором в собранной машине в горячем состоянии 0-0,06 0-0,1 Более 0,1
Разность радиальных биений коллектора в холодном и горя- чем состоянии Не более 0,03 Не более 0,03 Более 0,05
Глубина продорожки миканита между пластинами 0,7-1,0 0,5-1,5 Более1,5, менее 0,5
Диаметр коллектора 849-850,5 Не менее 825 Менее 825
Зазор между щеткодержателем и рабочей поверхностью кол- лектора (посередине щеткодер- жателя) 2+1 2-3 Более4,0 менее 2,0
Вертикальный перекос щетко- держателя относительно рабо- чей поверхности коллектора Не более 0,75 Не более 0,75 Более 0,75
Перекос щеток по длине коллекторных пластин 2 0-2,5 Более 2,5
Зазор между щеткой и окном щеткодержателя:
по тангенциальному размеру 0,08-0,254 0,08-0,5 Более 0,5 менее 0,08
по аксиальному размеру 0,1-0,3 0,1-0,5 Более 0,6 менее 0,1
Нажатие пружины на щетку, Н (кгс) 18+2 (1,8±2) 14-20 (1,4-2,0) Более 0,6, менее 0,1 Менее 14 (1,4)
Радиальный размер щетки без резинового амортизатора 56,2-57,8 17-58 » 17
174
Окончание табл. 19
1 2 3 4
Моторно-осевой подшипник
Диаметральный зазор между вкладышем и шейкой оси колесной пары с электродви- гателем ЭД-118Б 0,5-0,79 0,5-1,6 Более 2,0
Диаметральный зазор между вкладышем и шейкой оси колес- ной пары с электродвигателем ЭД-118А 0,5-0,89 0,5-1,6 »20
Осевой разбег тягового электродвигателя на колесной паре 1,0-2,55 — » 5,0
Суммарный торцовый зазор между шестернями шесте- ренного насоса и корпусом клапанной коробки Не более 0,07 - » 0,25
Радиальный зазор между шестернями насоса и корпусом »0,1 - »0,3
Зазор между валиками шестерен и втулками насоса 0,045-0,11 »0,3
Диаметр валика шестерен насоса 1 с-0,045 1О~0,075 — Менее 16,5
8. Ремонт и испытание тягового
электродвигателя ТЕ-006 тепловоза ЧМЭЗ
8.1. Контроль состояния
И УСТРАНЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ
У остова ТЭД внешним осмотром и обстукиванием молотком
выявляют трещины. Поверхности остова у коллекторных люков,
вентиляционных окон, отверстий под болты подшипниковых щи-
тов у моторно-осевой горловины осматривают через лупу 5—6- крат-
ного увеличения, поскольку там наиболее вероятно появление тре-
175
щин. Также трещины в остовах можно обнаружить при помощи
цветной дефектоскопии. Устраняют их сваркой.
Отклонение межцентрового рас-
Рис. 71. Схема измерения
расстояния между осями якоря
и постелей моторно-осевых
подшипников остова тягового
электродвигателя
стояния С (рис. 71) от нормального
размера более чем на 1 мм, оваль-
ность постелей МОП более
0,3 мм устраняют наплавкой по-
верхностей постелей и горловин с
последующей расточкой их под нор-
мальный размер с одной установки
на специализированных режущих
станках. В условиях депо нормаль-
ный натяг между подшипниковы-
ми щитами и остовом, а также между
крышками МОП и остовом восста-
навливают наплавкой соответству-
ющих поверхностей и крышек под-
шипниковых щитов и крышек
подшипников с последующей меха-
нической обработкой.
При отсутствии надлежащего
оборудования сопрягаемые повер-
хности остова, щитов и крышек
подшипников наиболее рациональ-
но наращивать электроискровой
обработкой.
Чтобы выдержать соосность и
ступенчатость постелей МОП в до-
пустимых пределах, крышки по
замкам остова подгоняют по технологическому валу с установкой
между крышкой и остовом ранее снятых регулировочных прокла-
док. Подгоночные работы ведут опиловкой или шлифовкой замко-
вых поверхностей крышки. Нормальный натяг между крышкой и
остовом 0,096 мм. Допускается слабина до 0,043 мм (при выпуске
из СР). Если выработка (износный след) в подшипниковом гнезде
проворота наружной обоймы роликоподшипника не превышает
0,05 мм, то нормальная посадка между деталями достигается за счет
наращивания наружной обоймы роликоподшипника электролизом.
В случае большей выработки посадку восстанавливают наплавкой
подшипникового гнезда, с последующей обработкой под нормаль-
176
ный размер. При вибродуговой наплавке не происходит коробление
подшипникового щита.
Герметичность масляной камеры крышек МОП ТЭД проверяют
керосином. Дефектное место заваривают, а поры закупоривают пас-
тообразными клеевыми составами. Механизм польстера после ис-
правления и замены негодных деталей должен обеспечивать равно-
мерное прижатие с оси пряжи и упругое, без заеданий, ее перемещение.
Резьбу болтов, гаек и отверстий для крепления полюсных сер-
дечников, букс МОП, подшипниковых щитов и их крышек, кронш-
тейнов щеткодержателей и другие резьбы проверяют резьбовыми
калибрами. Проходные отверстия под болты в подшипниковых щи-
тах, изношенные более допустимых размеров или смещенные отно-
сительно сопрягаемых деталей и, недопускающие постановку болта
соответствующего размера, заваривают и вновь просверливают со-
гласно требованиям чертежа. Исправление отверстий сверловкой или
разверткой до больших размеров не допускается.
Крышки коллекторных люков ремонтируют и подгоняют так,
чтобы они плотно закрывали люк, легко снимались и устанавлива-
лись, а их запоры исправно работали. Поврежденное войлочное уп-
лотнение крышек (где оно предусмотрено) заменяют, новое уплот-
нение надежно приклеивают или укрепляют заклепками. Масляную
полость крышек МОП и внутреннюю поверхность подшипниковых
щитов покрывают эмалью ГФ-92-ХС, а наружные поверхности этих
деталей — черным отработавшим лаком БГ-99.
Токоведущие части остова электрической машины, т.е. полюсы и
межкатушечные соединения, демонтируют лишь при ремонтах СР и
КР. При других видах ремонтов снимают только неисправные дета-
ли или узлы.
Наиболее характерными повреждениями токоведущих частей ос-
товов электрических машин являются: трещины, изломы выводов и
пробой изоляции на корпус катушек полюсов, ослабление непод-
вижных разъемных контактных соединений, увлажнение и загряз-
нение поверхностного слоя изоляции, и механические повреждения
выводных кабелей.
Трещины и излом выводов катушек, нарушение контакта у меж-
катушечных соединений происходят из-за ослабления полюсных
катушек в посадке, вызываемого тряской и вибрацией при движе-
нии тепловоза, а также вследствие многократного нагрева и охлаж-
дения катушек (усадка изоляции), деформации пружинных шайб и
крепежных деталей.
177
Ослабшую в посадке катушку определяют, прежде всего, по вне-
шним признакам, таким, как следы смещения (натертости), а также
наличие ржавчины на металлических деталях или поверхности са-
мой катушки, а затем — обстукиванием деталей. Если на поверхно-
сти пружинной рамки или у самой катушки замечены следы смеще-
ния (натертости) или когда при обстукивании пружинная рамка,
помещенная под катушкой, вибрирует или перемещается («отдает в
руку») у такого полюса подтягивают полюсные болты. Если не уда-
ется восстановить нормальную посадку катушки, отпускают полюс-
ные болты, чтобы под катушку можно было подложить П-образную
прокладку из электроизоляционного картона. Желательно оконча-
тельную затяжку полюсных болтов производить после нагрева ка-
тушек током. После этих операций следует проверить прочность
изоляции электрических частей относительно корпуса. Эта вели-
чина должна составлять 15 МОМ. Проверку ведут напряжением
2,5 кВ, частотой 50 Гц в течение 1 мин.
Надежность затяжки и состояние крепежных деталей полюсов
проверяют обстукиванием, внешним осмотром пружинных шайб, а
болты, кроме того, ультразвуковым дефектоскопом с целью выявле-
ния скрытых повреждений.
Полюсы с пробоем изоляции катушек на корпус и межвитковым
замыканием, поврежденными выводами, с пониженным сопротив-
лением изоляции, не устраняемым сушкой, демонтируют из остова
для ремонта или замены.
Для контроля состояния деталей снятые полюсы разбирают, т.е.
из катушки выпрессовывают сердечник. Состояние катушек с моно-
блочной конструкцией проверяют без разборки. Детали полюса раз-
бирают, катушки полюсов с пробоем изоляции на корпус или меж-
витковым замыканием направляют в капитальный ремонт.
Сердечники полюсов с завальцованной или поврежденной по-
верхностью (со стороны якоря), расслоением листов или боковина-
ми, имеющими трещины, заменяют. Ослабшие боковины укрепля-
ют расклепкой заклепок. Заусенцы, забоины и другие неровности
поверхностей, сопрягаемых с катушкой, следует удалить. Углы сер-
дечника в местах сопряжения с катушкой должны иметь закругле-
ния согласно чертежу.
От состояния пружинной рамки во многом зависит надежность
посадки катушек полюса в остове, поскольку пружинная рамка окон-
чательно смонтированного главного полюса в остове ТЭД создает
распирающее усилие до 10 кН. Пружинную рамку с деформирован-
178
ной (просевшей) пружинной пластиной, трещинами и отколами сле-
дует заменить. Искривленные места рамки выправляют. Размеры
рамки должны соответствовать чертежу. После ремонта рамку по-
крывают лаком или эмалью.
Сборку полюса, например главного полюса ТЭД, ведут в таком
порядке: надевают на заплечики сердечника пружинную рамку пла-
стинкой к заплечикам и затем надевают фланец. Сердечники в сбо-
ре с пружинной рамкой и фланцем запрессовывают в катушку. Ка-
тушка на сердечнике должна сидеть плотно (с натягом), при
надобности между ними прокладывают электрокартон. До посадки
сердечника в катушку ее нагревают в печи до 80—90°С.
Процесс монтажа полюсов в остове состоит из следующих опера-
ций: очистка покрытия эмалью внутренней поверхности остова, про-
верки прямолинейности и плоскостности мест установки полюсов,
закрепления полюса в остове, проверки полярности катушек, про-
верки качества контактных соединений, изолирования контактов и
закрепления межкатушечных соединений в остове.
Внутреннюю поверхность остова тщательно очищают, обезжи-
ривают бензином, после чего покрывают (кроме места под главные
полюса) электроизоляционной эмалью ГФ-92-ХС.
Место постановки полюса в остове ТЭД должно иметь ровную
поверхность. Ее проверяют контрольной линейкой длиной 500 мм.
Зазор между линейной и любым участком контролируемой поверх-
ности не допускается. Неровности устраняют опиловкой или шаб-
ровкой.
Вначале в остове монтируют главный, а затем добавочный по-
люс. Под полюсы помещают ранее снятые регулировочные про-
кладки, а под добавочный полюс — пружинную рамку. Закрепляют
полюсы болтами. После этого измеряют расстояние между сердеч-
никами каждой пары полюсов, а затем определяют разность рассто-
яния от продольной оси остова до сердечника каждого полюса. У
одной пары полюсов разность этих расстояний допускается не более
1 мм. Регулировку ведут прокладками. Материализованной осью
остова может служить контрольная труба приспособления. Приспо-
собление монтируется в отверстиях остова вместо подшипниковых
щитов. После окончательной установки расстояние между бокови-
нами катушек полюсов должно быть не менее 3 мм.
Чтобы проверить полярность и чередование полюсов по цепи
катушек главных и добавочных полюсов, пропускают ток (10—20%
от номинального) в направлениях, согласно электрической схеме
179
машины. Чередование полюсов определяют магнитной стрелкой,
которую подвешивают на короткой тонкой нити и, осторожно, во
избежание перемагничивания, подносят поочередно к середине сер-
дечника каждого полюса. О полярности судят по тому, какой конец
магнитной стрелки подтягивается к полюсу. У электродвигателя по-
люсы должны чередоваться так, чтобы по направлению вращения
якоря за любым главным полюсом находился одноименный доба-
вочный (-> N-n-S-s). При собранной машине магнитную стрелку
подносят к головкам полюсных болтов. При этом стрелка покажет
полярность, противоположную действительной полярности полюса.
После проверки полярности и чередования полюсов контролируют
качество сборки межкатушечных соединений по степени нагрева кон-
тактных частей, окончательно затягивают (при горячих катушках) и
контрят полюсные болты. Контакты межкатушечных соединений
изолируют, кабели скрепляют на остове скобами.
Окончив все работы по устранению повреждений токоведущих
частей остова, внутреннюю поверхность остова, наружные поверх-
ности катушек и межкатушечных соединений после повторной очи-
стки покрывают электроизоляционной эмалью ГФ-92-ХС, затем
вновь проверяют состояние токоведущих частей.
Из механических частей якоря ТЭД чаще всего повреждается вал
по причине ослабления посадки и проворота внутренних обойм ро-
ликоподшипников, а также шестерки на конусной части вала. Иног-
да можно наблюдать трещины на валу или ослабление в посадке
нажимной шайбы якоря со стороны, противоположной коллектору.
Наращивание конусной части и шеек вала под посадку деталей ре-
комендуется вести вибродуговой наплавкой под флюсом.
К наиболее характерным неисправностям токоведущих частей
якоря относятся: увлажнение и загрязнение поверхностного слоя
изоляции обмотки, пробой изоляции на корпус и между витками,
ослабление и размотка бандажей и повреждение коллектора.
О степени увлажнения изоляции судят по величине ее сопротив-
ления и коэффициенту абсорбции. Для определения этого коэффи-
циента измеряют сопротивление изоляции мегаомметром спустя 15
и 60 с с момента приложения напряжения при одной и той же
скорости вращения рукоятки мегаомметра и берут отношение пока-
заний К = .
*15
Изоляция считается сухой, если К больше 2; если меньше —
изоляция увлажнена и необходима ее сушка. Вели чина К с повыше-
180
нием температуры токоведущей части уменьшается. Для получения
правильных показаний мегаомметра перед каждым измерением нужно
снимать остаточные заряды изоляций путем заземления токоведу-
щих частей на несколько минут. Сушку также проводят, если со-
противление изоляции холодного якоря менее 3 МОм. Сушку про-
водят в камерной сушильной печи или током от постоянного
источника. Сушильная камера печи обогревается непрерывно цир-
кулирующим горячим воздухом, подогреваемым в выносных кало-
риферах. Тепловые агрегаты, как правило, делаются с частичной
рециркуляцией отработавшего воздуха, т.е. часть его выбрасывается
наружу, а другая часть снова возвращается в сушильную камеру.
При сушке током от постороннего источника используют источ-
ник тока нужного напряжения. Ток, необходимый для сушки, при
отсутствии искусственной циркуляции воздуха не должен превы-
шать 375-525 А.
Повышение диэлектрической прочности верхних, загрязненных
слоев изоляции связано с большими трудностями, главная из них —
проблема очистки. Пыль, оседающая на поверхности изоляции то-
коведущих частей тепловоза, состоит из 80—90% углерода, железа,
меди, песка; смешиваясь с влагой и маслом, оседающими в виде
паров на поверхности якоря, она постоянно «цементируется» и ста-
новиться проводником тока. Если сушкой и тщательной очисткой
сопротивление изоляции довести до нормы не удается, якорь на-
правляют в заводской ремонт.
Прочность изоляции относительно корпуса проверяют на той
же установке, что и изоляцию обмотки статора, но напряжением
1,8 кВ. Якорь с пробоем изоляции на корпус или межвитковым
замыканием обмотки в условиях депо не ремонтируют, а отправля-
ют на ремонтный завод для замены обмотки или разрушенной изо-
ляции других частей.
Ослаблению бандажей способствуют температурные деформации,
«усыхание» и усадка изоляции токоведущих частей, вибрации и цен-
тробежные силы, возникающие при движении и буксовании колес
тепловоза.
Металлические бандажи с ослабшими витками, сдвигом или об-
рывом замковых скоб или конца витка в замке меняют. Плохо спаян-
ные скобы и окисленные участки защищают и пропаивают вновь.
Негодный бандаж перерезают наждачным кругом. Перед наложением
нового бандажа проверяют состояние подбандажной изоляции. Она
должна быть цельной, без трещин, надрывов и других повреждений.
181
Местные повреждения устраняют. Негодную изоляцию заменяют.
Чтобы достигнуть равномерного обжатия обмотки бандажом, поверх-
ность подбандажной изоляции делают ровной, без углублений, буг-
ров и скосов. Для выравнивая изоляции под нее в отдельных местах
подкладывают электрокартон или гибкий миканит.
Для получения тугого жесткого бандажа при его намотке соблю-
дают ряд требований:
• для намотки применяют магнитную луженую бандажную про-
волоку марки М диаметром 2 мм, обладающим высокими механи-
ческими свойствами;
• натяжение бандажа ведут с натяжением проволоки, которое
для нижнего слоя бандажа должно быть 5—10% больше, чем для
верхнего слоя: нижний слой 1,0—1,2 кН; средний слой 0,9—1,1 кН;
верхний слой 0,8—0,9 кН;
• витки проволоки укладывают один за другим без промежутков
между ними. Для закрепления концов бандажа и предохранения
витков от раздвигания применяют замковые и промежуточные ско-
бы из белой жести;
• замковые скобы укладывают при наложении первого витка
бандажа. Начало и конец проволоки перекрывают таким образом,
чтобы между замковыми скобами бандаж имел на одну проволоку
больше, чем в остальных сечениях;
• для увеличения жесткости и удержания витков от проскальзы-
вания, а также предохранения от мгновенной размотки бандаж про-
паивают припоем ПОС-40. Поверхность бандажа после пайки дол-
жен быть ровной и гладкой;
• намотку бандажа ведут при холодном якоре на бандажировоч-
ных станках с обязательным контролем усилия нажатия проволоки.
Бандаж миканитового конуса коллектора с прожогом, сдвигом,
отслоением или вздутием ленты заменяют. После удаления старого
бандажа и очистки миканитового конуса последний покрывают эма-
лью ГФ-92-ХК. Затем накладывают в полуперекрышу десять слоев
стеклоленты, чтобы закрыть возможные пути проникновения влаги
и масла под коллектор. Ленту укладывают равномерно, с одинако-
вым нажатием. Конец ленты закрепляют под предшествующим вит-
ком бандажа.
Чтобы сделать бандаж более плотным, его поверхность прогла-
живают горячим валиком или электропаяльником, а затем покрыва-
ют двумя слоями эмали ГФ-92-ХК. Поверхность бандажа должна
быть однородного цвета, ровной и глянцевой.
182
По внешнему виду контактной поверхности коллектора судят о
состоянии и работе всей электрической машины. Коллектор, нор-
мально работающей поверхности машины, обычно имеет глянце-
вую поверхность темно-коричневого цвета одинакового для всех
пластин, которые покрыты политурой — особой тонкой оксидной
пленкой повышенной твердости. Такая пленка, образующаяся в про-
цессе электрического контакта между коллектором и щетками, спо-
собствует улучшению коммутации машины и уменьшает износ кол-
лектора.
К наиболее часто встречающимся повреждениям коллекторов яко-
рей ТЭД относятся: механический и электрический (эрозионный)
износ, распайка концов обмотки в петушках коллектора, западание
и выступание пластин, задиры и риски. Все эти неисправности вы-
зываются совокупностью факторов конструкционного, производ-
ственного, эксплуатационного и аварийного характера.
Причинами повышенного износа могут быть: применение щеток
с повышенным коэффициентов трения; плохая очистка воздуха,
поступающего в машину для охлаждения; чрезмерное контактное
нажатие щеток. Неравномерному износу во многих случаях сопут-
ствует перегрев отдельных пластин и биение коллектора вследствие
его эксцентричности относительно оси вращения. Диаметральный
износ коллектора определяют микрометражом. При этом измерение
ведут микрометрической скобой по двум поясам (щеточным следам)
по длине коллектора и двум взаимно перпендикулярным плоско-
стям в каждом поясе. Радиальный износ грубо можно определить
щупом, измерив световую щель между контрольной линейкой и
коллектором, а более точно — индикалюрным приспособлением.
Эрозионный износ контактной поверхности коллектора вызывает-
ся неудовлетворительной коммутацией машины, т.е. чрезмерным ис-
крением щеток, вызывающим подгар коллекторных пластин. Искре-
ние нередко переходит в круговой огонь по коллектору, приводящий
к поджогу и оплавлению пластин, распайке колец обмотки в петуш-
ках коллектора и другим тяжелым повреждениям машины (рис.72).
Подгары коллекторных пластин, в большинстве случаев, группи-
руются в четырех или восьми симметрично расположенных зонах
по окружности коллектора, что свидетельствует о взаимодействии
электромагнитных и механических факторов. Повреждения, возни-
кающие вследствие эрозионного износа и кругового огня, опреде-
ляют осмотром, измерением сопротивления изоляции токоведущих
частей микрометражом.
183
Наволакивание
меди 5^,
Замыкание
пластин
Прогар
миканита
Рис. 72. Повреждение контактной поверхности коллектора якоря
Прожжение места у отдельных медных пластин глубиной до
0,5 мм устраняют обточкой коллектора на станке, а глубиной более
0,5 — запайкой дефектного места припоем ПОС-61. Выгоревшие
участки миканитовых пластин восстанавливают заделкой электро-
изоляционной пастой. Глубину и длину поврежденного участка вы-
являют иглой, которая застревает обычно в прогоревших местах.
После очистки дефектного места мелкие подгары перед заделкой
углубляют фрезой или сверлом на глубину до 10—15 мм. После
обезжиривания спиртом эти места заполняют пастой и хорошо ее
уплотняют. Якорь сушат внешним обогревом или током от посто-
роннего источника при 70—80°С в течение 10—15 ч. В качестве за-
мазки применяют ПМФ-12 в смеси с гидратом алюминия или слю-
дяную муку в смеси с клеем ВС10-Т. После сушки производят
продорожку восстановленных мест.
При необходимости производится перепайка концов обмотки в
петушках коллектора. Увеличенное контактное сопротивление, выз-
ванное распайкой, окислением или плохой пайкой, устраняют пере-
пайкой на установке для контактной пайки или электрическим па-
яльником с регулированием температуры нагрева.
Перед перепайкой удаляют старый припой. Чтобы предотвратить
затекание припоя в обмотку, якорь устанавливают с наклоном на 20—
30° к горизонту, коллектором вниз, переднюю лобовую часть обма-
тывают асбестовой лентой. Для удаления старого припоя поврежден-
ное паяное соединение нагревают до тех пор, пока старый припой не
перестанет выступать из паза петушка коллектора. Чтобы при этом
избежать перегрева, образование окалин и пленки окислов на спаива-
емых поверхностях, на нагреваемое место обильно наносят флюс или
канифоль. Перегрев коллектора опасен тем, что может привести к
184
вытеканию склеивающих лаков, к расслоению миканитовых пластин,
конусов и манжет и, следовательно, к порче изоляции.
Спаиваемые части нагреваемых до 300—400°С (светло-красное
каление электрода), обильно смачивая флюсом, и заполняют при-
поем ПОС-61 пазы каждого петушка до появления припоя под па-
зом. Качество спайки проверяют методом милливольтметра. Он ос-
нован на измерении и сравнении падения напряжения на отдельных
участках токоведущей части.
При пайке рекомендуется флюс ЛК-2, состоящий из 66% этило-
вого спирта, 30% канифоли, 3% хлористого цинка и 1% хлористого
аммония.
Коллекторные болты подтягивают в тех случаях, когда наблюда-
ется западание или выступание единичных пластин коллектора, про-
изошел сильный перегрев коллектора и обнаружено ослабление креп-
ления коллекторных болтов. Чтобы подтянуть болты крепления
коллектора, освобождают их головки от сварки, нагревают якорь до
70—80°С и подтягивают болты в последовательности и с усилием
(момент затяжки 0,1—0,11 кНм). После чего головы болтов вновь
контрят сваркой путем прихватывания бронзовыми или медными
электродами по наружному радиусу.
Окончательная отделка контрольной поверхности коллектора
включает: обточку коллектора, придорожку миканитовых пластин,
разделку фасок у медных пластин и шлифовка контактной поверх-
ности коллектора.
Обтачивают коллектор с целью устранения последствий механи-
ческого и эрозионного износа, и после подтягивания коллекторных
болтов. Обтачивают коллектор алмазным резцом с минимальным
сжатием металла до состояния «как чисто».
После обточки коллектора углубляют проточку у его петушков
до нормальной величины, а торцы пластин со стороны миканитово-
го конуса для облегчения процесса продорожки закругляют радиу-
сом 3 мм.
Если после обточки коллектора глубина утопания миканитовой
изоляции будет менее 1,3—1,2 мм делают продорожку. После этого
производят разделку фасок.
Шлифуют коллектор предварительно абразивным бруском марки
Р17 или Р17Б, а окончательно — РЗО. Режим шлифования: частота
мм
вращения якоря 300—500мин ’, продольная подача 0,2 ——. Шеро-
об
ховатость обработанной поверхности соответствует 8—9-му классу.
185
После шлифования коллектора внимательно осматривают и
очищают токоведущие части якоря, измеряют сопротивление изо-
ляции и меди. Проверяют качество пайки петушков и отсутствие
замыкания между витками, а также прочность изоляции высоким
напряжением.
Балансировку якоря производят на специализированных бала-
стировочных станках. Допустимый небаланс 400 гем.
Щеткодержатели тяговых электродвигателей и двухмашинного
агрегата снимают для проверки состояния деталей при ремонте
ТРЗ. Неплановый ремонт вызывается необходимостью устранения
последствий кругового огня по коллектору, оплавления корпусных
деталей, разрушения изоляторов.
Характерные неисправности: износ щеток, износ гнезд под
щетки в корпусе щеткодержателя, повреждение и ослабление изо-
лятора в посадке, износ деталей пружинного механизма.
Перед съемкой щеткодержателя измеряют сопротивление изо-
ляции относительно корпуса и отличают краской или кернами
взаимную ориентацию щеткодержателей относительно остова.
Если корпус имеет трещины, могущие привести к отколу металла
в местах крепления или в гнездах под щетки, то его заменяют.
Трещины иного характера, а также выработку резьбовых и круглых
отверстий, выжиги в нижней части гнезд устраняют газовой свар-
кой с предварительным нагревом корпуса до 200—250°С.
Износ стенок гнезд по высоте неравномерен, причем эта не-
равномерность тем выше, чем больше зазор между щеткой и ее
гнездом, между щеткодержателем и коллектором. Объясняется это
тем, что при изменении направления вращения якоря щетки
наклоняются и не прилегают полностью не только к коллектору,
но и к стенке гнезд щеткодержателей. Этим же вызывается двой-
ное «зеркало» приработки у щеток, скол по рабочей части. Допу-
стимый размер окна под щетку: по ширине — 25,1 мм, по дли-
не — 32,3 мм.
Небольшой износ гнезд щеткодержателей устраняют за счет
усадки металла, т.е. нагрева корпуса до 300—600°С (в зависимости
от величины износа) и охлаждения его на воздухе. Чтобы щетки
при работе не качались, стенки гнезд обрабатывают по шаблону.
Их поверхности делают ровными, без закруглений. Зазор между
шаблоном и гнездом должен быть минимальным, а шаблон при
этом должен входить в него под действием собственного веса
Щеткодержатели со значительным износом гнезд заменяют.
186
Сопротивление изоляции пальцев и кронштейнов щеткодержа-
телей ТЭД должно быть не менее 50 МОМ. Изоляторы с нуле-
вым сопротивлением, а также с трещинами, потемнением глазури
фарфора заменяют новыми. Изоляторы, не имеющие поврежде-
ний, с сопротивлением изоляции выше нуля, но ниже нормы
сушат при температуре 120—130°С в течение 2—4 часов. Ослабшие
фарфоровые изоляторы на пальцах щеткодержателя ТЭД пере-
прессовывают. При этом на палец наматывают асбестовую ленту,
пропитанную в эпоксидно-бакелитовом лаке (30% эпоксидной
смолы ЭД-6 и 70% бакелитового лака) или промазанную клеем
ГЭН-150В. Торцовые части изолятора заливают бакелитовым
лаком или клеем ГЭН-150В, затем сушат и покрывают эмалью
ГФ-92-ХК и вновь сушат в печи. Ослабший латунный стакан на
пальце укрепляют обжимкой по двум кольцевым канавкам. Элек-
трическую прочность пальца проверяют напряжением 3500 В.
Величина снимаемого каждой щеткой тока зависит во многом
от нажатия щеток на коллектор. Поэтому негодные детали пру-
жинного механизма (пальцы, оси, барабаны и др.) и особенно
пружины, имеющие трещины, излом витков и недостаточную
упругость вследствие перерыва, заменяют. Чтобы пружинный ме-
ханизм щеткодержателя создавал по возможности равномерный
нажим на щетку, надо обращать внимание на положение пальца
пружины и добиваться того, чтобы при среднем износе щетки (по
высоте) давление пружины приходилось точно посередине щетки.
Палец пружины должен свободно подниматься и опускаться, а у
щеткодержателя электродвигателя, кроме того, не касаться стенок
вырезов в корпусе.
Нажатие на щетку лучше всего регулировать по макетной
щетке до постановки щеткодержателя в машину. Высота макетной
щетки 43—45 мм при регулировке пружины щеткодержателя ТЭД,
что соответствует высоте щеток со средним износом. При регу-
лировке нажатия пружины по макетной щетке отпадает необхо-
димость подрегулировки нажатия на щетку в процессе эксплуа-
тации. В случае предельного износа щетки или постановки новой
усилие нажатия на щетку будет находиться в пределах установ-
ленных норм 15—18 Н. Изменение нажатия на щетку достигается
поворотом втулки от одного фиксированного положения до дру-
гого, что соответствует изменению давления на щетку в пределах
4,0—6,0 Н. Разница в нажатиях на щетки одного щеткодержателя
допускаются не более 3,0 Н.
187
8.2 Сборка тягового двигателя ТЕ-006
Технологический процесс сборки складывается из комплектова-
ния деталей, собственно сборки и контроля качества сборки.
Комплектование деталей включает следующие работы:
• подбор новых деталей вместо заменяемых, чтобы обеспечива-
лась нормальная посадка. Детали, ранее работавшие вместе и, име-
ющие допустимые размеры, следует устанавливать на свои места;
• подбор парных якорных подшипников ТЭД, у которых раз-
ность радиальных зазоров не превышает 0,05 мм;
• желательно комплектовать щетками не только одной марки, но
и одного завода-изготовителя.
Схема сборки, т.е. последовательность, в которой на остове ТЭД
монтируются другие детали двигателя, представлена на рис. 73. Об-
щая сборка ТЭД ведется в следующем порядке. Устанавливают на
валу якоря внутренние обоймы роликоподшипников, наружные обой-
мы подшипников вместе с роликами, ставят и закрепляют на остове
подшипниковый щит и, укрепив на валу подъемную скобу, встав-
ляют якорь вместе со щитом в остов. Закрепляют на остове под-
шипниковый щит. Затем измеряют радиальное биение коллектора
(до 0,04 мм), осевой разбег якоря в подшипниках (в пределах
0,15—0,75 мм в холодном состоянии), проверяют длинными щупа-
ми зазоры между сердечниками главных (4 ±0>35мм), добавочных
Рис. 73. 1—5 — порядковый номер операции
188
(мм) полюсов и железом якоря. После регулировки осевого
разбега ставят на место крышки подшипников, а также лабиринто-
вое кольцо. В остове монтируют щеткодержатели, притирают щетки
по коллектору. Проверяют качество сборки ТЭД.
Подшипниковые щиты перед посадкой наружных обойм ролико-
вых подшипников, а также остов перед посадкой подшипникового
щита нагревают до 100— 120°С индуктивными нагревателями. Под-
шипниковые щиты размагничивают. О правильности монтажа под-
шипниковых щитов в остове судят по отсутствию зазора (по щупу),
а также по величине торцового биения наружных обойм роликопод-
шипников, определяемого индикаторным приспособлением, стойку
которого при измерениях укрепляют на валу якоря. Монтаж под-
шипниковых щитов считается нормальным, если местный зазор
между щитом и остовом не превышает 0,15 мм, а торцовое биение
обойм роликоподшипников — 0,12 мм. Недопустимое биение обойм
подшипника вызывается их деформацией или деформацией под-
шипникового щита из-за нарушения последовательности затяжки
болтов крепления.
Осевой разбег якоря измеряют индикаторным приспособлением
и регулируют за счет толщины упорного кольца подшипника, рас-
положенного со стороны коллектора якоря. Положение упорного
кольца фиксируется стопорной планкой
Для достижения бсзискровой работы скользящего контактного
соединения щеткодержатели устанавливают в остове машины так,
чтобы:
• промежутки между щеткодержателями по окружности были
одинаковыми (с разницей ±2мм);
• нижняя плоскость каждого щеткодержателя должна быть па-
раллельна образующей коллектора и расположена перпендикулярно
плоскости, проходящей через продольную ось щеток и ось коллек-
тора. Допустимая перпендикулярность этих плоскостей на ширине
окна 0,1 мм;
• зазор между нижней плоскостью щеткодержателя и коллекто-
ром должен быть равномерным и в пределах 2—4 мм.
Чтобы обеспечить безискровую работу ТЭД нужно создать на-
дежный контакт между щетками и коллектором, а также равномер-
ное распределение тока по рабочей поверхности каждой щетки. Пер-
вое условие обеспечивается чистой и гладкой поверхностью
коллектора, правильной ориентацией щеткодержателей, работой ще-
189
ток с достаточным нажатием на коллектор и свободным их переме-
щением (без качки) в гнездах щеткодержателей. Вторым важным
условием является жесткость щеткодержателей и надежность их креп-
ления — достигается притиркой щеток.
8.3. Проверка работы и послеремонтные испытания
ТЭД типа ТЕ-006 тепловоза ЧМЭЗ
Рис. 74. Принципиальная
электрическая схема соединения
тяговых двигателей на
испытательном стенде
Каждую выпускаемую
из ремонта электрическую
машину по окончании
всех работ и укомплекто-
вания всеми частями и
деталями подвергают кон-
трольным испытаниям в
соответствии с ГОСТ
2582-81, ГОСТ 183-74.
Испытание ТЭД раз-
решено производить ме-
тодом взаимной нагрузки
(рис. 74).
Проверка скоростной характеристики ТЭД
Проверку скоростной характеристики ТЭД производят в обоих
направлениях вращения якоря при следующих параметрах:
Напряжение, В...........................197
Ток, А..................................750
Частота вращения, мин-1.................295
Отклонение действительной частоты вращения от номинальной
не должно быть более ±4%. Разница между фактической частотой
вращения одного направления и частотой вращения другого на-
правления не должна превышать 3% от среднеарифметического зна-
чения обеих частот вращения.
190
Испытание тяговых электродвигателей на нагрев
Испытание тяговых электродвигателей на нагрев производят без
подачи вентиляционного воздуха при открытых люках в течение 1 ч
в обоих направлениях вращения по 30 мин по следующему режиму:
Напряжение, В............................200
Ток, А...................................600
При этом испытании превышение температуры отдельных частей
электрических машин не должно быть выше следующих величин:
Обмотка якоря............................120°С
Обмотка полюсов..........................120°С
Коллектор.................................95°С
Подшипники................................55°С
Температуру подшипников измеряют термометром или термо-
парой.
Температуру обмоток рассчитывают приводя омическое сопро-
тивление к 20°С, по формуле:
1
где Rq — сопротивление обмотки действительное;
jRjo — сопротивление обмотки при 20°С;
а — температурный коэффициент меди.
При температуре 15—20°С омическое сопротивление обмоток элек-
трического двигателя не должно отклоняться от указанных ниже
значений более чем на ±10%.
Обмотка якоря..................... 0,00766 Ом.
Главных полюсов................... 0,00773 Ом.
Добавочных полюсов................ 0,00471 Ом.
Проверка коммутации тяговых электродвигателей
Проверку коммутации ТЭД производят в течение 30 с. при каж-
дом направлении вращения при следующих режимах:
I режим — I — 1130 А U - 130 В II режим — U — 283 В п — 2420 мин-1 191
Машину считают выдержавшей испытание, если она не получи-
ла никаких повреждений или кругового огня, а коллектор пригоден
к работе без очистки или каких-либо исправлений.
Проверка правильности сборки ТЭД
Нагрев подшипников и приработку щеток определяют на холос-
том ходу в течение 30 минут при п = 350 об/мин на первом режиме
испытаний и в течение 1 часа при п — 1950 об/мин на втором
режиме. При этом двигатель должен работать без подачи охлаждаю-
щего воздуха. Во время этих испытаний контролируют вибрацию
машины, работу подшипников на слух. Вибрацию определяют виб-
рографом, прикладывая его к различным частям остова. По величи-
не вибрации судят о динамической балансировке якоря. Максимально
допустимое показание не более 0,15 мм.
После проверки ТЭД на холостом ходу вновь контролируют со-
стояние токоведущих частей. После испытаний заливают компаунд-
ной массой головки болтов крепления полюсов, продувают внут-
ренние полости машины сжатым воздухом и ставят на место крышки
и люки остова.
9. Испытание тяговых электрических машин
тепловозов
9.1. Диагностика технического состояния
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Целью диагностики является определение работоспособности элек-
трической машины в данный момент времени и выявление дефек-
тов ее отдельных узлов, определение характера дефекта и место его
нахождения. По результатам диагностирования делается вывод о
соответствии данной машины техническим условиям, и определя-
ются меры, необходимые для восстановления машины в работоспо-
собное состояние.
Диагностика электрической машины позволяет прогнозировать тех-
ническое состояние ее на определенный промежуток времени эксплу-
атации, разрабатывать мероприятия по повышению ее надежности.
Возможность решения задачи прогнозирования состояния машины
обуславливается тем, чтов большинстве случаев отказы ее являются
192
следствием постепенного накапливания повреждений, постепенного
старения и изнашивания. Накопление информации с помощью диаг-
ностирования позволяет предсказать наступление предельного состо-
яния машины или ее отдельных узлов, т.е. спрогнозировать отказ.
Для основных узлов электрической машины не существует еди-
ного информационного показателя, полностью характеризующего
его техническое состояние. В связи с этим для контроля работы узла
желательно фиксировать возможно большее число показателей, ибо
в совокупности они достаточно полно описывают картину техни-
ческого состояния.
К основным параметрам, характеризующим состояние электри-
ческих машин, можно отнести: положение геометрической нейт-
рали, переходное сопротивление щетка-коллектор, наличие или
отсутствие замыкания обмоток, омическое сопротивление обмоток,
уровень вибрации подшипников и др.
Основная цель современной диагностики при технических об-
служиваниях и текущих ремонтах — выявление на ранне стадии
потери работоспособности узлов электрических машин, а в отдель-
ных случаях — прогнозирование их остаточного ресурса.
На сети железных дорог развернуто широкое внедрение средств
контроля и технического диагностирования с использованием мик-
ропроцессорных систем и передачей информации на дисплей ЭВМ
с сохранением диагностической информации в памяти машины. Для
диагностирования тяговых электродвигателей и генераторов приме-
няются также системы как «Доктор 10», позволяющая выявить меж-
витковые замыкания в якоре и обмотках возбуждения, оценить со-
противление контакта щеток с коллектором, произвести настройку
нейтрали; «Прогноз» и «Вектор-2000» позволяющие произвести виб-
родиагностику подшипников электрической машины. Созданная на
Горьковской ж.д. одноканальная многофункциональная система ди-
агностики (ОМСД) так же служит для диагностирования подшип-
никовых узлов.
Разработанные специалистами АО ВАСТ (С-Петербург) в содру-
жестве с рядом зарубежных фирм портативные виброакустические
системы диагностики роторных машин позволяют диагностировать
подшипниковые узлы и электромагнитные системы электрических
машин.
Для обнаружения дефектов износа в подшипниках качения за-
действовано три главных признака, которые могут появляться как
независимо друг от друга, так и совместно. Это появление ударных
193
импульсов, рост мощности высокочастотной вибрации и периоди-
ческое изменение мощности высокочастотной вибрации. Для одно-
значного обнаружения этих признаков достаточно измерять только
спектр огибающей высокочастотной вибрации, возбуждаемой сила-
ми трения в подшипниках качения.
Для обнаружения дефектов в электромагнитных системах элект-
рических машин используют один главный признак — появление
пульсирующих моментов, действующих на ротор и статор, которые
у бездефектных машин отсутствуют.
Частоты возникающих пульсирующих моментов определяются
видом дефекта, причем число используемых методов обнаружения
этих моментов по сигналу вибрации достаточно велико и зависит от
частоты пульсирующего момента. Величина дефекта определяется
амплитудой пульсирующего момента и измеряется по параметрам
узкополосного спектра вибрации. Спектр огибающей вибрации в
диагностике электромагнитных систем не используется.
Программное обеспечение для вибрационной диагностики про-
изводства АО ВАСТ совместно с 1ТЕ 1пс. рассчитано на диагности-
ку узлов машин либо независимо, либо в группе узлов, взаимодей-
ствие которых друг с другом существенно изменяет диагностические
признаки дефектов каждого узла. Так, например, подшипники каче-
ния могут диагностироваться независимо от других узлов только по
спектру огибающей вибрации, а могут диагностироваться совместно
с валом (ротором) или совместно с шестерней зубчатой передачи.
В состав переносной системы, обеспечивающей мониторинг со-
стояния оборудования и машин, а также глубокую диагностику уз-
лов вращающегося оборудования входят:
• переносной узкополосный анализатор спектра вибрации (сбор-
щик данных) СД-11;
акселерометр, согласованный с анализатором спектра;
• персональный компьютер, совместимый с IBM РС/ АТ 486 DX;
кабель связи анализатора с портом RS-232 компьютера;
• пакет программ DREAM DOS на дискетах;
• инструкция по эксплуатации;
датчик оборотов (поставляется по отдельномусоглашению).
Разработанные пакеты программ DREAM DOS позволяют обна-
руживать такие дефекты вала с подшипниками качения:
1. Бой вала в подшипнике;
2. Неравномерный радиальный натяг подшипника;
3. Перекос неподвижного (наружного) кольца;
194
4. Износ наружного кольца;
5. Раковины, сколы, трещины на наружном кольце;
6. Износ внутреннего кольца;
7. Раковины, сколы, трещины на внутреннем кольце;
8. Износ тел качения и сепаратора;
9. Раковины, сколы, трещины на телах качения;
10. Неуравновешенность вала (ротора);
11. Дефекты узлов крепления;
12. Дефекты смазки.
Пакет программ DREAM DOS автоматически обнаруживает так-
же дефекты и в электрических машинах. Так у асинхронных двига-
телей идентифицируются следующие дефекты:
1. Неуравновешенность ротора;
2. Бой вала (муфты);
3. Дефекты крепления опор ротора;
4. Статический эксцентриситет зазора;
5. Динамический эксцентриситет зазора;
6. Дефекты беличьей клетки;
7. Дефекты обмоток статора;
8. Искажения формы напряжения;
9. Несимметрия напряжения питания.
В синхронных машинах идентифицируются практически те же
дефекты:
1. Неуравновешенность ротора;
2. Бой вала (муфты);
3. Дефекты крепления опор ротора;
4. Статический эксцентриситет зазора;
5. Дефекты обмоток ротора;
6. Дефекты обмоток статора;
7. Искажения формы напряжения;
8. Несимметрия напряжения питания.
В машинах постоянного тока обнаруживаются следующие де-
фекты:
1. Неуравновешенность якоря;
2. Бой вала;
3. Дефекты узлов крепления;
4. Дефекты обмоток якоря;
5. Дефекты системы возбуждения;
6. Дефекты щеточно-коллекторного узла;
7. Пульсации напряжения питания.
195
9.2. Проверка сопротивления изоляции электрических
МАШИН
Сопротивление изоляции обмоток измеряют относительно кор-
пуса электрической машины и между самими обмотками. Измере-
ния производят мегаомметром, который представляет собой мало-
мощный высоковольтный генератор постоянного тока. В настоящее
время промышленность выпускает и электронные мегаомметры типа
Ф410 на напряжения 100, 500 и 1000 В.
Если напряжение в обмотках выше 500 В. применяют мегаом-
метры класса 1000 В и выше. Величину сопротивления изоляции
тяговых электродвигателей измеряют напряжением 2500 В.
Мегаомметр — прибор высокого напряжения, поэтому при
пользовании им необходимо соблюдать правила техники безопасно-
сти: привести локомотив в нерабочее состояние, все работы прекра-
тить. Перед началом работы мегаомметр проверяют: при вращении
ручки и разомкнутых контактах проводов стрелка должна показать
а при замкнутых — 0.
Провод зажима «земля» соединяют с корпусом двигателя, а про-
вод зажима «линия» — с оголенным местом проверяемой цепи. Руч-
ку вращают с частотой 120 мин 4 и по стрелке прибора определяют
величину сопротивления изоляции, которая должна быть не ниже
1,2 МОм (рис. 75). Если прибор покажет нуль, то изоляция повреж-
дена (пробита) или сильно увлажнена. Место повреждения опреде-
ляют осмотром наиболее уязвимых частей.
В месте повреждения при работе мегаомметра проскакивают
синие искры и слышится тихое потрескивание.
Если место повреждения изоляции цепи не удается обнару-
жить, то электрическую цепь делят на участки, в точках 1 и 3
устанавливают изолирующие прокладки. Мегаомметром проверяют
Рис. 75. Определение сопротивления
4 изоляции в цепи тяговых двигателей:
1 — контакт реверсора; 2— разъемные соеди-
нения обмоток главных полюсов; 3 — изоля-
ционная прокладка; 4 — мегомметр
196
обмотки возбуждения главных полюсов и тягового двигателя. Об-
наружив неисправность, разъединяют силовые кабели в точке 2
и определяют повторной проверкой неисправный двигатель. По
месту и характеру повреждения решают, устранить неисправность
на месте или выкатить двигатель и произвести его разборку.
Измерение сопротивления изоляции производят как в практи-
чески холодном, так и в нагретом состоянии при температуре обмо-
ток, близкой к рабочей, а так же до и после испытаний на электри-
ческую прочность. Сопротивление изоляции относительно корпуса
машины и между фазами следует измерять поочередно для каждой
цепи, имеющей отдельные выводы.
После окончания измерений сопротивления изоляции каждой
цепи ее следует разрядить, соединив с заземленным корпусом ма-
шины не менее чем на 3 мин.
9.3. Проверка степени увлажнения изоляции
Понижение сопротивления изоляции вызывается двумя причина-
ми увлажнением и загрязнением. С течением времени поверхност-
ный слой изоляции, особенно у якорей тяговых электрических ма-
шин теряет влагостойкость, несмотря на то, что якори при
изготовлении или ремонте со сменой изоляции подвергают дву-
кратной вакуумно-нагнетательной обработке лаком и дополнитель-
но покрывают влагостойкой электроизоляционной эмалью.
Потеря влагостойкости объясняется появлением трещин в поверх-
ностном слое изоляции в результате различного теплового расшире-
ния меди обмотки и стали сердечника якоря. Опыты показали, что
при пропускании через якорь тока, равного 70% его номинального
значения, медные проводники обмотки удлиняются больше (пример-
но на 0,35 мм), чем сердечник якоря. Защитная электроизоляционная
лаковая пленка толщиной примерно 0,10—0,20 мм, нанесенная на
поверхность якоря, не может растянуться на величину, достаточную
для компенсации теплового перемещения меди обмотки и стали сер-
дечника, и поэтому трескается, начинает шелушиться.
Сопротивление изоляции заметно снижается и становится недо-
статочным для безопасной работы электрических частей. Если свое-
временно не закрыть пути утечки тока, то возможно разрушение
изоляции.
Увлажнение изоляции токопроводящих частей и особенно тяго-
вых электродвигателей, происходящее главным образом в осенне-
197
Рис. 76. Панель прибора
контроля влажности (ПКВ):
1 — ключ гальванометра; 2— из-
мерительный прибор; 3 — пере-
ключатель частот; 4 — ручка на-
стройки
зимний период, определяют по заметному снижению сопротивле-
ния изоляции одновременно у большинства машин и аппаратов.
Чаще это происходит при постановке холодного тепловоза в отап-
ливаемое помещение и при резких оттепелях на открытом воздухе.
Опасность конденсации водяных паров на поверхности токопрово-
дящих частей уменьшается, когда температура этих частей выше
температуры окружающей среды на 4—6 °C.
Степень увлажнения изоляции
определяют прибором контроля
влажности (рис.76). Действие при-
бора основано на измерении
емкости изоляции при частоте на-
пряжения 2 и 50 Гц. Измерение про-
изводят при температуре от +15 до
—25°С. Если соотношение емкостей
С2/С50 при указанных частотах на-
пряжения будет меньше 1,4, то изо-
ляция элемента увлажнена и под-
лежит сушке. К зажимам прибора
«сеть» подключают питание от сети
переменного тока 220 В, к зажимам
Сх — проверяемый элемент.
Степень увлажненности изоля-
ции оценивают по коэффициенту
абсорбции К. Для этого измеряют
сопротивление изоляции мегаоммет-
ром спустя 15 и 60 с с момента при-
ложения напряжения при одной и
той же частоте вращения рукоятки
и берут отношение показаний мега-
омметра К = R60/ Riy Изоляция счи-
тается сухой, если коэффициент К
более 2, если он меньше, изоляция увлажнена и необходима ее
сушка.
9.4. Определение степени искрения
КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН
При работе щеток на коллекторе происходят непрерывные замы-
кания и размыкания электрической цепи коммутируемых секций,
198
содержащих индуктивность и омическое сопротивление. Размыка-
ния цепи сопровождаются протеканием тока через газовый проме-
жуток, электродами которого являются сбегающие края щеток и
коллекторные пластины. Если запас электромагнитной энергии в
момент разрыва цепи достаточен для образования импульсной дуги,
наблюдается искрение между щеткой и коллектором. Когда выделя-
ющаяся энергия достигает определенной величины, имеют место
электроэрозионные процессы, разрушающие щетки и вызывающие
усиленный, неравномерный износ и загрязнение коллектора, обра-
зование кругового огня с перебросами на корпус и срабатывание
защиты с отключением двигателей.
Оценка степени искрения машин постоянного тока и коллектор-
ных машин переменного тока оценивается по степени искрения под
сбегающим краем щетки. ГОСТ 183—74 предусматривает пять воз-
можных степеней искрения: 1; Р/4; V/2; 2 и 3 (см. табл. 20). Как
правило, степень искрения электрических машин при номинальном
режиме работы не превышает 1 ’/2.
Анализ приведенных характеристик степени искрения указывает
на ее весьма субъективную оценку, что требует разработки методов
и приборов, позволяющих оценивать коммутацию количественно.
Кроме того, прямая визуальная оценка степени коммутации не по-
зволяет проводить измерения дистанционно. Несовершенство оцен-
ки искрения работающих машин привело к разработке многочис-
ленных приборов, позволяющих более объективно и точно оценивать
степень искрения. Благодаря этому обстоятельству можно увели-
чить число степеней искрения в 2—3 раза по сравнению с предпи-
санными ГОСТ 183—74 и тем самым более объективно сравнивать
по этому признаку коллекторные машины.
Методы оценки коммутации можно разделить на фотографичес-
кие, фотоэлектрические, регистрирующие уровень радиопомех, из-
меряющие напряжение под сбегающим краем щетки и реагирующие
на импульсные напряжения коммутационной реакции якоря.
К первой группе методов относятся собственно визуальная оценка
по изложенным ранее критериям, фотографирование искрения с
последующей его оценкой по фотографиям и метод светового кли-
на, позволяющий судить о степени искрения по его яркости в соот-
ветствии с плотностью применяемого светофильтра.
Фотоэлектрические приборы состоят из фотодатчика, канала пе-
редачи информации, фотоусилителя и регистрирующего прибора, в
качестве которого могут быть использованы стрелочные индикато-
199
Таблицы 20
Степень искрения (класс коммутации) Характеристика степени искрения Состояние коллектора и щеток
1 Отсутствие искрения (тем- ная коммутация) —
1% Слабое точечное искрение под небольшой частью щетки Отсутствие почернения на кол- лекторе и нагара на щетках
1’/2 Слабое искрение под большей частью щетки Появление следов почернения на коллекторе, легко устраняе- мых протиранием поверхности коллектора бензином, а также следов нагара на щетках
2 Искрение под всем краем щетки. Допускается толькс при кратковременных толчках нагрузки и перегрузки. Появление следов почернения на коллекторе, не устраняемых про- тиранием коллектора бензином, а также следов нагара на щетках Значительное почернение на
3 Значительное искрение под всем краем щетки с наличием крупных и выле- тающих искр. Допуска- ется только для моментов прямого (без реостатных ступеней) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в сос- тоянии, пригодном для дальнейшей работы коллекторе, не устраняемое про- тиранием поверхности коллек- тора бензином, а также подгар и разрушение щеток
ры и осциллографы. Фотодатчики крепятся в непосредственной бли-
зости от щеток, поэтому должны быть приняты меры по уменьше-
нию влияния на их работу вибраций и теплоты от испытуемой
машины. Кроме того, следует экранировать их от внешних источ-
ников света. Эти приборы могут применяться при исследовании
переходных процессов.
Коммутация сопровождается радиопомехами в диапазоне частот
1000—3000 Гц, причем ухудшение коммутации (усиление степени
искрения) приводит к увеличению уровня радиопомех. Таким обра-
200
зом, измерение радиопомех в зоне щеточного контакта позволяет
оценить степень искрения. К недостатку приборов, использующих
этот принцип относится зависимость уровня радиопомех от частоты
вращения исследуемой машины и от внешних радиопомех, которые
могут содержаться в питающей сети.
Приборы, измеряющие напряжение под сбегающим краем щет-
ки, по существу позволяют снять потенциальную кривую. По виду
этой кривой можно делать качественные заключения о характере
коммутации. Для проведения этих измерений требуется установка
на коллекторе дополнительной (измерительной) щетки. В ряде слу-
чаев измеряется напряжение под набегающим краем щетки.
При коммутации не всегда можно заметить искрение, однако оно
сопровождается импульсными напряжениями до нескольких десятков
вольт. Эти напряжения увеличиваются при ухудшении коммутации.
Приборы, измеряющие импульсные напряжения, позволяют свя-
зать степень искрения с нормами, приведенными в ГОСТ 183—74.
Для проведения этих измерений требуется установка на коллекторе
дополнительной щетки. Приборы позволяют проводить дистанци-
онные измерения, исследовать динамические режимы работы, они
мало подвержены внешним влияниям.
Разновидностью описанной группы приборов являются прибо-
ры, измеряющие импульсную составляющую поля коммутацион-
ной реакции якоря на главных полюсах. В этом случае вместо до-
полнительной щетки на коллекторе требуется дополнительная
(измерительная) обмотка на главных полюсах.
Для объективной оценки искрения используют индикатор искре-
ния ИИ-5 (рис. 77) Всесоюзного научно-исследовательского инсти-
тута электромеханики. Прибор подключают к щеткам противопо-
ложной полярности и определяют степень искрения по показаниям
микроамперметра. При этом
для каждого типа электрома-
шин должна быть разработа-
на градуированная шкала
пропорциональности. Инди-
катор искрения ИИ-5 пока-
зал удовлетворительные
результаты при оценке ком-
мутации тяговых двигателей
на различных режимах ра-
боты.
Рис. 77. Блок-схема индикатора
искрения ИИ-5:
7 — разделительные емкости; 2 — фильтр;
3 — двухполупериодный выпрямитель;
4 — секционированное сопротивление;
5 — индикатор-микроамперметр
8 Скалин
201
9.5. Измерение сопротивления обмоток
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Состояние проводников тока определяют у проводников, закры-
тых изоляцией и находящихся в сборочных единицах, измерением
их активного сопротивления и сравнением его с действующими нор-
мами. Механические повреждения открытых участков проводников,
не скрытых изоляцией, отыскивают визуально.
Различают сопротивление токопроводящей части в холодном и
горячем состоянии. За холодное состояние токопроводящей части
объекта принимают такое его состояние, при котором температура
любой части отличается от температуры окружающей среды не бо-
лее чем на 3°С.
Активное сопротивление проводников тока определяют измери-
тельными мостами или методом «амперметра—вольтметра». Когда
нужно знать действительное значение сопротивления проводников,
пользуются мостами постоянного тока или методом «амперметра-
вольтметра». Чтобы установить, находится ли измеряемое сопро-
тивление в допустимых пределах, используют одинарные или двой-
ные автоматические мосты. Для определения процента отклонения
измеряемого сопротивления от номинального его значения приме-
няют одинарные или двойные процентные измерительные мосты.
На тепловозоремонтных предприятиях при контроле токопрово-
дящих частей определяют главным образом действительное значе-
ние активного сопротивления проводников тока. Одинарным мос-
том измеряют сопротивления более 1 Ом, а двойным — менее 1 Ом.
Особое значение при измерении методом «амперметра—вольт-
метра» придается классу точности используемых приборов и схемам
их соединения (рис. 78). Когда не требуется высокая точность изме-
рения, приборы соединяют по схемам, приведенным на рис. 78.
Подсчет результатов ведут по формулам:
Rx = —^-77— (для схемы рис. 78, а);
7 в
_ив
- ~j га (для схемы рис. 78, б),
где UB— показание вольтметра, В;
202
1а —показание амперметра, А;
г , га —внутреннее сопротивление соответственно вольтметра и
амперметра, Ом (указывается на шкале прибора).
При измерении сопротивлений меньше 1 Ом наиболее достовер-
ные результаты получаются при соединении приборов класса точ-
ности не ниже 0,5 по схеме, приведенной на рис. 78, в, где вольт-
метр подключен непосредственно к измеряемому сопротивлению.
Рис. 78. Схемы для измерения активного сопротивления
проводников токопроводящих частей методом
«амперметра — вольтметра»
9.6. Проверка электрической про чности изоляции
Величина сопротивления изоляции токопроводящей части сама
по себе не является достаточным показателем ее состояния и степе-
ни надежности, так как в процессе эксплуатации тепловозов первую
очередь происходит увлажнение и загрязнение поверхностного слоя
изоляции. В этом случае сопротивление изоляции определяется по-
верхностными токами утечки, а не токами, протекающими в ее тол-
ще. Кроме того, мегаомметром можно обнаружить лишь «глухие
пробои» изоляции на корпус, т.е. когда между проводником тока и
корпусом («землей») появляется постоянный электрический контакт.
В тех же случаях, когда проводник тока и корпус («земля») оста-
ются после пробоя изоляции разделенными воздушным промежут-
ком, обнаружить повреждение изоляции проверкой мегаомметром
не удается. Такого вида электрический пробой изоляции на корпус
называют иногда «неявным» и он дает о себе знать лишь при резких
толчках во время движения тепловоза, когда происходит кратковре-
менное замыкание проводника тока с корпусом («землей»). Поэтому
только испытание повышенным напряжением позволяет установить
действительную электрическую прочность изоляции токопроводя-
щей части.
Испытание электрической прочности изоляции повышенным
напряжением производят переменным напряжением промышлен-
203
ной частоты, выпрямленным напряжением и импульсным напряже-
нием.
При испытании изоляции повышенным переменным напряжени-
ем промышленной частоты удается достигнуть:
• соответствия по форме испытательного напряжения и рабоче-
го напряжения контролируемой токопроводящей части (для машин
переменного тока);
• проверки надежности изоляции с точки зрения ионизационно-
го и теплового пробоя, так как в газовых и воздушных включениях
изоляции могут иметь место интенсивные процессы ионизации.
Испытание изоляции повышенным выпрямленным напряжением
имеет ряд преимуществ по сравнению с испытанием переменным
напряжением, а именно:
• возможность измерения токов утечки, по значению которых
судят об увлажнении и загрязнении изоляции, что в свою очередь
позволяет приостановить испытание изоляции высоким напряже-
нием прежде, чем произойдет ее электрический пробой и разруше-
ние;
при испытаниях обмоток якорей достигается более надежный
контроль их лобовых частей, так как напряжение по поверхности
изоляции лобовых частей распределяется более равномерно;
большая чувствительность к местным повреждениям изоля-
ции.
Эти преимущества обусловлены отсутствием емкостных токов в
изоляции, в то время как при испытании переменным напряжением
они играют существенную роль. Кроме того, при испытании вып-
рямленным напряжением применяется удобная для работы порта-
тивная переносная аппаратура.
Испытание импульсным напряжением применяется главным об-
разом для контроля межвитковой изоляции якорных, полюсных и
других катушек, так как для создания необходимого испытательного
напряжения между витками (свыше 500 В) обычными методами
потребовалось бы подать на контролируемую обмотку напряжение,
во много раз превышающее уровень электрической прочности изо-
ляции. Сущность этого метода заключается в том, что запасенная в
генераторе импульсов (конденсаторе большой емкости) энергия при
разряде образует быстро бегущую с крутым фронтом волну напря-
жения, падающую на контролируемую обмотку. Значительная ско-
рость движения волны (порядка 50 000 км/ч) обеспечивает получе-
ние больших напряжений между витками обмотки.
204
При проверке электрической прочности изоляции относительно
корпуса один вывод от высоковольтной установки подсоединяют к
проводнику токопроводящей части, другой — к корпусу испытуемо-
го объекта («земле»), а при контроле межвитковой изоляции зажи-
мы присоединяют к проводникам токопроводящих частей рядом рас-
положенных витков, проводов, кабелей и т. п.
Стенды для проверки электрической прочности изоляции состо-
ят обычно из двух ячеек: одна из них служит для размещения необ-
ходимого оборудования и пускорегулируюшей аппаратуры, а дру-
гая, так называемая пробивная ячейка предназначена для испытуемого
объекта. Входная дверь пробивной ячейки имеет блокировку безо-
пасности. Принципиальная схема пробивной установки для провер-
ки прочности изоляции повышенным переменным напряжением
промышленной частоты приведена на рис. 79.
Рис. 79. Схема стенда для испытания электрической прочности
изоляции токопроводящих частей электрического оборудования:
1 — автоматический выключатель; 2 — блокировка безопасности;
3 — сигнальная лампа; 4 — автотрансформатор; 5 — высоковольтный
повышающий трансформатор; 6 — испытуемый объект ремонта
Процесс проверки электрической прочности изоляции состоит из
подготовки стенда и объекта ремонта к контролю и собственно кон-
троля. Для проверки действия стенда служит руководство по его
эксплуатации. В нормальном положении все электрические цепи
стенда должны быть обесточены; блокировка безопасности двери
пробивной ячейки исправна.
Перед испытанием объект ремонта тщательно очищают от загряз-
нения, сопротивление его изоляции проверяют мегаомметром. Нельзя
подвергать изоляцию проверке высоким напряжением, если ее со-
противление относительно корпуса ниже установленной нормы. На-
пример, минимально допустимое сопротивление изоляции холодного
якоря тягового электродвигателя должно быть не ниже 20 МОм.
Якорь или другой объект, подлежащий контролю, помещают в
пробивную ячейку стенда. Выводы от высоковольтного трансфор-
205
матора надежно подсоединяют к якорю: один к валу, а другой к
любой медной пластине коллектора. Коллектор якоря предваритель-
но закорачивают голой медной проволокой, чтобы все катушки об-
мотки находились под одним напряжением. После закрытия двери
пробивной ячейки приступают к испытанию. Повышают напряже-
ние до 1/3 испытательного, затем медленно в течение 10—12 с дово-
дят его до испытательного значения. Под этим напряжением якорь
выдерживают 1 мин. Заканчивают испытание плавным снижением
напряжения до нуля.
Величины испытательного напряжения для якорей и других то-
копроводящих сборочных единиц тяговых электродвигателей нахо-
дят из выражений:
t/ = + — ДЛЯ машин> выпускаемых из капиталь-
ного ремонта;
£7 = 0,75 (1,7£/ + 1000) — для машин, выпускаемых из теку-
щего ремонта,
где 7/^—максимальное напряжение тягового электродвигателя, В.
9.7. Проверка электрической прочности межвитковой
изоляции
Электрическую прочность межвитковои изоляции якорных и по-
люсных катушек проверяют на импульсной установке типа ИУ-57.
Контролируют/и испытывают межвитковую изоляцию обмоток
Генерагор
импульсов
Рис. 80. Схема расположения
электродов при контроле
электрической прочности витковой
изоляции обмотки якоря
на установке ИУ-57
на установке ИУ-57 методом
сравнения, т. е. импульс напря-
жения прикладывают к двум
одинаковым испытуемым ка-
тушкам, одинаковым обмоткам
или частям обмотки.
Схема контролируемой
части обмотки якоря тягового
электродвигателя показана на
рис. 80. Коммутатор установки
располагают на коллекторе
якоря таким образом, чтобы
между его центральным 3 и бо-
ковыми 2 и 4 электродами на-
ходилось одинаковое число кол-
206
лекгорных пластин. В этом случае испытуемую часть якорной об-
мотки можно представить в виде моста, состоящего из четырех вет-
вей. В одну диагональ моста включен генератор импульсов, а в
другую индикатор. Так как боковые электроды расположены сим-
метрично, то общие сопротивления каждой пары плеч моста будут
практически одинаковыми. При подаче импульса волны высокого
напряжения будут распространяться одинаково по обеим параллель-
ным ветвям и достигнут боковых электродов одновременно, о чем
сигнализирует прямая линия на экране индикатора. Если же сопро-
тивления ветвей будут различными вследствие электрического про-
боя или повреждений межвитковой изоляции, обрыва витков, то
равновесие плеч моста нарушится, возникнет разность потенциалов
в диагонали моста; на экране индикатора вместо прямой появится
кривая линия.
У якоря тягового электродвигателя ЭД-1 18А боковые электроды
2 и 4 коммутатора контактируют с седьмыми медными пластинами
коллектора, считая пластину под центральным электродом 3 за пер-
вую. Иначе говоря, электроды установки должны контактировать с
любыми коллекторными пластинами, имеющими условные номера
1— 7—13. У якоря тягового генератора ГП-311Б электроды коммута-
тора должны быть присоединены к коллекторным пластинам с ус-
ловными номерами 1—19—37.
Подготовку установки к работе производят в соответствии с ру-
ководством по ее эксплуатации. Установку подключают к источни-
ку питания (220 В, 50 Гц), выжидают 2—3 мин, чтобы она прогре-
лась. Для присоединения контролируемого якоря к установке на его
коллектор ставят коммутатор таким образом, чтобы его боковые элек-
троды расположились на седьмых медных пластинах коллектора,
считая пластину под центральным электродом за первую. При этом
каждый электрод должен, касаться только одной коллекторной пла-
стины. Вал якоря и вывод установки 1 («земля») надежно соединя-
ют со станиной, на которой покоится якорь.
Чтобы проверить электрическую прочность межвитковой изо-
ляции, установить характер и местонахождение повреждения, мед-
ленно повышают напряжение до 1000 В. Испытательное межвитко-
вое напряжение при этом будет 60—70 В. Медленно проворачивая
якорь, проверяют всю его обмотку. Если на экране электронно-
лучевой трубки будет видна горизонтальная линия, то это сви-
детельствует об исправности токопроводящих частей; появление
кривой линии с некоторой амплитудой будет сигнализировать о
207
коротком замыкании между витками обмотки или пластинами кол-
лектора. При появлении кривой линии на экране вращение якоря
прекращают.
Затем, чтобы установить местонахождение повреждения, якорь
снова начинают медленно проворачивать в ту или другую сторону
до появления на экране максимальной амплитуды. Это укажет на
то, что поврежденный участок находится между двумя боковыми
электродами 2—3 или 3—4.
Достоверность этого положения проверяют последовательным
замыканием коллекторных пластин поврежденного участка сталь-
ной отверткой с хорошо изолированной ручкой. В этом случае при
замыкании пластин, соединенных с поврежденным витком, форма
кривой на экране индикатора почти не изменится. Момент измене-
ния пика кривой (всплеска волны вверх и вниз от горизонтали)
указывает на переход замкнутых пластин через центральный элект-
род в ту или другую сторону.
9.8. Контроль паяных соединений
Стенд контроля паяных соединений (рис. 81) содержит измери-
тель уровня инфракрасного излучения (ИК) в виде приемника ИК-
лучей 1 с модулятором 2. Приемник соединен через усилитель 4,
подключенный к блоку питания 5, с регистрирующим прибором б и
блоком автоматического управления (БАУ) 11. контролируемый якорь
8 связан валом 19 через редуктор 18 с приводным двигателем 20.
Редуктор 18 через зубчатую передачу 17 соединен с валом 12 якоря,
установленного на кантователе 7.
На коллекторе расположены щетки 10, соединенные проводника-
ми 15 и 16 через амперметр 21 с источником питания 14, который в
свою очередь связан с блоком управления 13. Приемник ИК-лучей
установлен на расстоянии 20—50 мм от петушков коллектора 9 при
помощи штатива 3.
Источник питания 14 представляет собой диодно-тиристорный
регулятор. Модулятор 2 — это диск трубка с отверстиями. Изготов-
ленные из материала, не пропускающего ИК-лучи.
Контролируемый перед КР-1 якорь 8, установленный на канто-
вателе 7, с помощью приводного двигателя 20 через регулятор 18 и
зубчатую передачу 17 приводится во вращение с небольшой часто-
той. К коллектору 9 якоря через шесть щеток 10 от источника 14
подводится постоянное напряжение. Тепловой поток от нагретых
208
током петушков коллектора 9 передается к приемнику 1 через вра-
щающийся механически регулятор 2.
Напряжение на входе приемника практически пропорционально
температуре поверхности петушков. Сигнал поступающий от при-
емника ИК-лучей, усиливается и регистрируется прибором б, пока-
зывающем уровень принимаемых и усиленных ИК-лучей в местах
паянных соединений петушков.
Приемник 7 вместе с механическим модулятором 2, усилителем
4 и регистрирующим прибором 6 позволяет проводить бесконтакт-
ный сканирующий контроль поверхности петушков коллектора 9.
Рис.81. Функциональная схема стенда
209
9.9. Контрольные испытания тяговых электрических
МАШИН И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
После ремонта узлов и сборки электрические машины проверяют
путем проведения контрольных испытаний. По окончании предва-
рительных испытаний, которые являются частью контрольных, ма-
шины испытывают дальше по специальной программе. Испытания
проводят на испытательных станциях депо или заводов, имеющих
специальные стенды, оборудование и приборы. В ходе испытаний
проверяют качество ремонта и сборки, технические характеристики,
выявляют пригодность к дальнейшей работе.
Перед испытанием электрических машин производят проверку
состояния рабочей поверхности коллектора, щеточного аппарата,
качества притирки щеток, правильность маркировки и располо-
жения выводных кабелей и проводов. Проворачиванием вручную
убеждаются свободном вращении якоря, нет ли касания обмотки
о подшипниковый щит и стуков в подшипниках при крайних
положениях якоря.
Приемо-сдаточные испытания тяговых электрических машин теп-
ловозов производит согласно ГОСТ 2582—81 с соблюдением режи-
мов и норм, приведенных в табл. 21.
Омическое сопротивление обмоток электрических машин, изме-
ренное в холодном состоянии и приведенное к температуре
20°С, не должно отклоняться, от номинального значения более чем
на ±10 % для тяговых генераторов и вспомогательных электрических
машин, для тяговых электродвигателей +9 % 3% и ±5 % при изме-
рении омического сопротивления обмоток статора синхронных гене-
раторов.
Испытание тяговых электродвигателей и тяговых генераторов на
нагревание производят методом взаимной нагрузки по утвержден-
ным режимам.
Разрешается испытывать тяговые генераторы и тяговые электро-
двигатели без подачи охлаждающего воздуха (кроме МЦТ-99/47,
МПТ-84/39, ГП-300) при открытых люках в течение 1 ч при номи-
нальном напряжении и токе, дающем превышение температуры, со-
ответствующее превышению температуры при номинальном режиме.
В программу испытаний входят испытания на нагревание, изме-
рение шумов и вибраций, проверка качества изоляции, определение
перегрузочной способности, определение отдельных характеристик
и параметров машин.
210
Таблица 21
№ п/п Вид испытания Электродвига- тель I L Генераторы
ЭД-108АУ1, ЭД-108АУ2 ЭД-108БУ1 ГП-311БУ2 ГП-312У2 ГС-501АУ2 ВС650ВУ2
1 2 3 4 5 6 7
1 Измерение сопротивления изоляции обмоток в холод- ном состоянии, МОм, не менее 20 20 20 20 20
2 Измерение омического сопро- тивления обмоток при темпе- ратуре +20°С, Ом (±10%): якоря (статора) главных полюсов добавочных полюсов 0,0135 0,0105 0,00821 0,001178 0,863 0,000865 0,00103 0,9 0,00087 0,00115 0,51 0,0425 2,25
3 Испытание на нагревание напряжение, В ток, А Превышение температуры обмотки, °C, не более: якоря (статора) главных полюсов добавочных полюсов коллектора 470 575 140 155 155 95 465 4320 140 180 155 95 356 3570 140 180 155 95 2x2700 180 140 105 170 140 155 105
4 Испытание на повышенную частоту вращения продолжи- тельностью 2 мин, об/мин 2860/2340* 1020 937 1380 3960
5 Пятиминутное испытание электрической прочности межвитковой изоляции обмоток напряжением, В 1050 775 630 600 400
6 Проверка биения коллек- тора (на нагретой машине), мм, не более 0,06 0,06 0,06 0,06 0,03
211
Продолжение табл. 21
1 2 3 4 5 6 7
7 Проверка коммутации: I режим (4 по ГОСТ 2582-81) напряжение, В, при полном поле ток перегрузки, А II режим (5 по ГОСТ 2582-81) напряжение, В ток, А частота вращения, об/мин степень возбуждения, % Ш режим (6 по ГОСТ 2582-81) напряжение, В ток при полном поле, А частота вращения, об/мин время испытаний в каж- дом направлении, с 303 1100/635 700 476/525 2290/1870 36 463/475 720/700 585/610 30 300 6600 212 6000 — —
8 Измерение сопротивления изоляции обмоток в горя- чем состоянии, МОм, не менее 2 1 1 1 3
9 Определение омического сопротивления обмоток в горячем состоянии1 — — — — —
10 Испытание в течение 1 мин при частоте 50 Гц электри- ческой прочности изоляции обмоток относительно кор- пуса машины и между обмот- ками напряжением, В 2000 1150 1100 1900 —
11 Проверка уровня вибрации (в режиме холостого хода на упругом стенде): номинальная частота вращения, об/мин максимальная частота вращения, об/мин эффективность виброско- рость, мм/с, не более двойная амплитуда вибра- ции, мм 585/610 2290 4 850 0,07 750 0,07 1000 0,07 2470 0,033
212
Окончание табл. 21
1 2 3 4 5 6 7
12 Испытание в течение 1 ч на нагрев от трения щеток и подшипников на холостом ходу без вентиляции при частоте вращения, об/мин 2290
1 Определяется по таблицам, рассчитанным по формуле
rT =rj 1+о.(/, -О] >
где г. — сопротивление испытуемой обмотки в горячем состоянии, Ом;
гх —сопротивление испытуемой обмотки в холодном состоянии,
Ом (должно соответствовать данным табл. 21);
а = 0,004 — температурный коэффициент расширения меди;
/ —температура нагрева обмоток в результате испытаний;
/х —температура, при которой измерено сопротивление гх.
* Испытание в течение 1 ч без вентиляции.
Здесь и далее до косой черты значение для двигателей ЭД118/АУ,
ЭД118БУ, за косой чертой — для двигателей ЭД108АУ1.
В табл. 21 приведены основные параметры электрических ма-
шин, получаемых в процессе испытаний.
Испытания тяговых электрических машин ведут методом взаим-
ной нагрузки (рис. 74).
При испытаниях по методу взаимной нагрузки две электричес-
кие машины соединяются между собой механически и электрически
и подключаются к внешнему источнику энергии. Одна из машин
работает в режиме генератора и отдает всю вырабатываемую элект-
рическую энергию другой машине, которая работает в режиме дви-
гателя и расходует всю свою механическую энергию на вращение
первой машины.
Расход энергии при испытаниях по методу взаимной нагрузки
определяется суммарными потерями в обеих испытуемых машинах.
Компенсация этих потерь осуществляется от внешнего источника
электрической или механической энергии или от обоих источников
одновременно. Если учесть, что КПД электрических машин средней
и большой мощности составляет 90% и более, а трансформаторов —
свыше 95%, то окажется, что с помощью ограниченного источника
мощности (10—20% мощности одной испытуемой машины или транс-
форматора) можно испытывать две крупные электрические машины
одновременно.
213
Электрическое соединение машин выполнено так, что обеспечи-
вает их взаимную нагрузку, двигатель вращает якорь генератора, а
генератор питает энергией двигатель. Электрическая схема соедине-
ния двигателей приведена на рис. 74.
В процессе работы генератор Г и двигатель М имеют потери
электрические и механические. Эти потери восполняют две другие
электрические машины: вольтодобавочная машина ВДМ и линей-
ный генератор Л Г, приводимые во вращение асинхронным двигате-
лем АД. Обмотки главных полюсов двигателя ГПДтл генератора ГПГ
включены последовательно с якорем двигателя М.
Обмотки возбуждения вольтодобавочной машины и линейного ге-
нератора получают питание от внешнего источника тока. Напряжение
на их зажимах регулируют резисторами R1 и R2, изменяя величину
тока в обмотках возбуждения. Вольтодобавочную машину включают
последовательно с обмоткой якоря генератора так, чтобы их ЭДС име-
ли одинаковую величину. Линейный генератор включают параллельно
обмоткам якоря и главных полюсов двигателя и генератора.
Данная схема удобна для управления машинами, экономична,
так как электрическая энергия внешней сети расходуется только на
покрытие потерь в испытываемых двигателях.
10. Ремонт и обслуживание
АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
10.1. Назначение и принцип работы
Аккумуляторные батареи, установленные на локомотивах, пред-
назначены для питания энергией генераторов при пуске дизеля, це-
пей управления, защиты, освещения и автоматической локомотив-
ной сигнализации при отсутствии основного питающего напряжения.
После включения в работу устройств, обеспечивающих основное элек-
тропитание, осуществляется заряд аккумуляторной батареи.
Аккумуляторами называют химические источники электричес-
кой энергии, основанные на использовании обратимых химичес-
ких реакций, которые способны накапливать (аккумулировать) в
себе электрическую энергию и по мере необходимости отдавать ее
во внешнюю цепь.
Аккумуляторная батарея составляется из последовательно соеди-
ненных элементов, работа которых основана на способности элект-
214
рической энергии преобразовываться в химическую и, наоборот, хи-
мическую — в электрическую. Параллельное и смешанное соедине-
ние аккумуляторов применяют весьма редко из-за невозможности
обеспечить равномерное распределение тока между ветвями. На ло-
комотивах применяют свинцовые (кислотные) аккумуляторы, отли-
чающиеся друг от друга материалом пластин и составом электролита.
Электролитом в кислотных аккумуляторах является 25—34%-ный
водный раствор серной кислоты, в щелочных — 20%-ный раствор
едкого кали с примесью моногидрата лития (20—30 г/л), которая
увеличивает срок службы аккумулятора.
10.2. Характеристики аккумуляторов
И УСЛОВИЯ ИХ РАБОТЫ
Полностью заряженный кислотный аккумулятор имеет электро-
движущую силу около 2,2 В. Приблизительно такое же напряжение
на зажимах аккумулятора, в связи с весьма небольшим его внутрен-
ним сопротивлением.
При разряде напряжение аккумулятора довольно быстро падает
до 2 В, а затем медленно понижается до 1,8 В. При этом напряже-
нии разряд прекращают во избежание повреждения аккумулятора.
При разряде кислотного аккумулятора концентрация серной кисло-
ты понижается, т.е. удельный вес электролита уменьшается.
В щелочном аккумуляторе между электродами возникает разность
потенциалов около 1,5 В, обеспечивающая протекание тока во внеш-
ней цепи и внутри аккумулятора. Полностью заряженный аккуму-
лятор имеет ЭДС, около 1,45 В. Вследствие большого внутреннего
сопротивления его напряжение при разряде значительно меньше
этой величины, а при заряде значительно больше.
При разряде напряжение аккумулятора довольно быстро падает
до 1,3 В, а затем медленно уменьшается до 1,1 В. При этом
напряжении разряд следует прекращать.
Основным показателем характеристики аккумулятора является
емкость.
Емкостью называется количество электричества в ампер-часах,
которое может дать полностью заряженный аккумулятор при разря-
де его до предельно-допустимого напряжения.
За номинальное значение емкости в кислотных аккумуляторных
батареях принимают емкость при 5-ч режиме, т.е. при разряде акку-
мулятора таким током, при котором он разряжается до напряжения
215
1,8 В в течение 5 ч. В щелочных аккумуляторных батареях номи-
нальным значением емкости считают емкость при 8-ч или 10-ч раз-
рядном режиме.
Щелочные аккумуляторные батареи имеют ряд преимуществ пе-
ред кислотными. Они обладают большой механической прочнос-
тью, малочувствительны к толчкам и сотрясениям, имеют меньший
вес и требуют меньшего ухода. Благодаря большому внутреннему
сопротивлению эти аккумуляторы менее чувствительны к коротким
замыканиям и имеют малый саморазряд.
Недостатком щелочных аккумуляторных батарей является мень-
шее, чем у кислотных, напряжение, а также меньший коэффициент
отдачи и КПД. На локомотивах, выпускаемых в настоящее время,
устанавливают только щелочные аккумуляторы.
Срок службы аккумуляторной батареи определяется условием со-
хранения необходимой емкости. Аккумуляторные батареи на локо-
мотиве эксплуатируются при разных температурных условиях, под-
вергаются воздействию грязи, пыли, влаги, а также тряске, вибрации
и толчкам. Эти условия без надлежащего ухода за батареями приво-
дят к сокращению срока их службы. Работа аккумуляторов при тем-
пературе выше 45°С приводит к размягчению активной массы плас-
тин и, ослабляя ее связь с решеткой, способствуют разрушению.
Глубоко разряженная батарея подвергается опасности замерзания при
низкой температуре.
10.3. Основные условия обслуживания
И РЕМОНТА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
При нормальной эксплуатации срок службы аккумуляторной бата-
реи ограничивается выпадением или вымыванием активной массы и
повреждением решеток пластин. Разрушение пластин — естественный
процесс, остановить который нельзя, но можно и нужно замедлить
разумной организацией технического обслуживания и соблюдения пра-
вил ухода. Поэтому все работы, связанные с обслуживанием батареи
от начала ее эксплуатации до замены, носят профилактический харак-
тер. К «хирургическому» вмешательству, т.е. вскрытию банок, прибе-
гают только в крайних случаях, в основном для лечения наиболее
«слабых» элементов. Правилами ремонта регламентированы следую-
щие профилактические работы по аккумуляторным батареям.
При ТО2 и ТОЗ измеряют уровень электролита, а при ТОЗ,
кроме того, определяют его плотность и напряжения каждого эле-
216
мента, а также сопротивление изоляции батареи относительно кор-
пуса. При ТР1 к перечисленным работам добавляется восстанови-
тельный подзаряд батареи, а через каждые 6—7 месяцев — лечебный
перезаряд и химический анализ электролита. При ТР2 и ТРЗ бата-
рею снимают с локомотива для лечебного перезаряда и выполнения
других профилактических работ. При капитальном ремонте батарею
заменяют новой.
На каждую аккумуляторную батарею заводят журнал («историю
болезни»), куда систематически заносят данные, характеризующие
состояние каждого элемента батареи от начала эксплуатации. Ана-
лиз этих данных дает возможность ставить правильный «диагноз
болезни» того или иного элемента и своевременно принимать пре-
дупредительные меры.
10.4. Требования по уходу за кислотной
И ЩЕЛОЧНОЙ БАТАРЕЯМИ
Для обеспечения надежной и безотказной работы аккумулятор-
ной батарей и продления ее срока службы необходимо следить за ее
состоянием. При осмотре аккумуляторной батареи проверяют уро-
вень электролита, который должен быть выше защитной сетки на
15 мм в кислотных аккумуляторах и на 40 мм выше верхних кромок
сепараторов в щелочных аккумуляторах. При необходимости добав-
ляют дистиллированную воду. Контроль за правильным уровнем
электролита должен быть особенно тщательным, так как из-за вы-
сокой температуры и постоянного подзаряда происходит заметное
его испарение.
Кроме того, проверяют надежность крепления соединительных
перемычек и кабелей. Следует помнить, что при нарушении контак-
та в соединениях возможны искрение и взрыв баков аккумуляторов.
При наличии на контактах налета белого цвета следует удалить его
сухой тряпкой.
Батарея имеет максимальную емкость при температуре электро-
лита от + 15 до +35°С. При температуре ниже +15°С затрудняется
проникновение электролита в поры пластин активной массы и, как
следствие, получается недозаряд, который , как известно, ведет к
уменьшению емкости. При температуре электролита выше +35°С
заметно повышается напряжение конца заряда, что ведет к переза-
ряду батареи, т.е. разрушению пластин. Температуру электролита
измеряют термометром. Максимально допустимая температура +45°С.
217
Разница температур у элементов одной батареи допускается не бо-
лее +5°С.
Плотность электролита. У нормально заряженной работающей
кислотной батареи при температуре +30°С поддерживают в преде-
лах 1,24—1,25. Зимой в районах с низкой температурой, чтобы умень-
шить вероятность замерзания электролита, его плотность искусст-
венно повышают до 1,26—1,27.
У нормально заряженной работающей щелочной батареи плот-
ность электролита при температуре +20°С должна находиться в пре-
делах 1,19—1,21. Плотность электролита определяют ареометром. Чем
ниже плотность, тем глубже погружают поплавок ареометра в элек-
тролит, набранный в стеклянный сосуд. Плотность отсчитывают по
шкале ареометра. При отсчете следят, чтобы поплавок не «прили-
пал» к стенке сосуда. По величине плотности электролита судят о
степени заряженности элементов батареи.
Работоспособность батареи или отдельного ее элемента характе-
ризуется постоянством напряжения на зажимах при нормальных
нагрузках во внешней цепи. Без нагрузки даже «больной» элемент
может показать нормальное напряжение. Поэтому напряжение ба-
тареи на локомотиве измеряют при включенном прожекторе и всей
осветительной сети, в отдельных случаях и при работающем элект-
родвигателе топливоподкачивающего насоса. Напряжение у исправ-
ного и нормально заряженного элемента должно быть: у кислотной
батареи 2,3—2,4 В, у щелочной — 1,654~1,70 В. Напряжение от-
дельного элемента измеряют специальной нагрузочной вилкой. На-
пряжение элемента после подключения его к зажимам нагрузочной
вилки должно оставаться в течение 5 с постоянным и быть не менее
1,8 В у кислотной и 1 В у щелочной батареи.
Резкое падение напряжения в первые секунды измерения свиде-
тельствуют о повышенном внутреннем сопротивлении элемента или
коротком замыкании пластин.
Сопротивление электрической изоляции. Батарея должна быть до-
статочно хорошо изолированной от корпуса локомотива, чтобы не
происходила утечка тока (саморазряд). Минимально допустимое со-
противление изоляции у новой батареи 50 кОм и измеряют его
методом вольтметра. Для этого при полностью отключенной на-
грузке измеряют напряжение U на зажимах батареи, Ц — между
положительным полюсом и «землей» (корпус локомотива) и Ц -
между отрицательным полюсом и «землей». Сопротивление изоля-
ции батареи:
218
/?л = /Ц£//(Ц+Ц)- 1],
где Rv — внутреннее сопротивление вольтметра, Ом. Желательно,
чтобы сопротивление Rv и сопротивление изоляции батареи были
примерно равны.
Допускается измерение сопротивления изоляции батареи мегом-
метром.
Восстановительный подзаряд батареи. Подзаряд (восстановитель-
ный) необходим для восстановления работоспособности «отстаю-
щих» элементов (когда их больше 10%) и в том случае, когда заря-
женная батарея оставалась без действия более 5 суток.
Подзаряд кислотной батареи ведется в таком порядке. Сначала
батарею заряжают током 45 А, пока напряжение у большинства
элементов не достигнет 2,3—2,4 В. Заряд прекращают на 2—3 часа,
после чего вновь дают заряд, но током 20 А. в течение одного часа.
Операция заряда током 20 А. с перерывами 1—2 часа повторяют
2—3 раза, пока сразу после включения батареи под заряд не будет
наблюдаться бурное «кипение» электролита. В конце подзаряда кор-
ректируется уровень электролита.
Подзаряд щелочной батареи ведется током 150 А. в течение 2—
5 часов.
Лечебный перезаряд (разряд-заряд) необходим для того, чтобы
включить в работу более глубокие слои активной массы пластин и
предотвратить тем самым их разрушение и сульфитацию. Для пере-
заряда батарею снимают с локомотива. После ее очистки, проверки
уровня, плотности и температуры электролита, напряжение каждого
элемента. А также изъятия «тяжелобольных» элементов приступают
к лечебному перезаряду.
Кислотную батарею включают на контрольный заряд током 35 А
до окончания заряда. Признаками окончания заряда являются по-
стоянство напряжения и плотности электролита у всех элементов
батареи в течение 2 часов после заряда и активное «кипение» элект-
ролита. После контрольного заряда батарею разряжают током 10-
часового режима (45 А), пока напряжение хотя бы на одном - двух
элементах не достигнет 1,8 В. После этого батарею вновь заряжают
сначала током 65 А до достижения напряжения 2,3—2,4 В у боль-
шинства элементов, затем ток уменьшают до 35 А и продолжают
питать батарею до окончания заряда. Перерыв между концом разря-
да и началом заряда не должен превышать 2 часов.
219
Щелочную батарею разряжают силой тока, равной ПО А, до
напряжения 1 В у 10—15% элементов, а затем сливают электролит
из всех банок. Банки тщательно промывают теплой (40—50°С), дис-
тиллированной водой и заливают свежим электролитом. Дают бата-
реи отстояться 12 часов для пропитки активной массы пластин элек-
тролитом.
Первый заряд ведется током 150 А в течение 12 часов. Затем
батарею разряжают нормальной (ПО А) силой тока, пока напряже-
ние хотя бы в трех-четырех элементах не достигнет 1 В. Затем
производят второй (контрольный) заряд-разряд, который ведется
аналогично первому, после чего корректируют уровень и плотность
электролита и, наконец, заряд током 150 А в течение 12 часов.
Во всех случаях заряда или разряда батареи каждые 15—30 ми-
нут измеряют и заносят в журнал величины тока, плотность и тем-
пературу электролита, напряжение каждого элемента. По окончании
процесса контрольного разряда определяют фактическую емкость
батареи, равную произведению величины тока на продолжитель-
ность разряда (Ач). У кислотной батареи измеренную емкость при
разряде приводят к емкости при 30°С электролита по формуле
С30 =Сф/1 + 0,008(/-30°),
где Сф — емкость полученная при средней температуре разряда, Ач;
t — средняя температура электролита при разряде (среднеариф-
метическая всех измерений), °C;
0,008 — температурный коэффициент емкости.
Емкость батареи должна быть не менее 60% номинальной при
выпуске из ремонта ТР-2 и не менее 65% при выпуске из ремонта
ТР-3.
10.5. Восстановление работоспособности «больных»
ЭЛЕМЕНТОВ КИСЛОТНОЙ И ЩЕЛОЧНОЙ БАТАРЕЙ
К наиболее серьезным повреждениям относят сульфатацию и
короткое замыкание пластин.
Сульфатация характеризуется отложением на пластинах плотно-
го слоя крупнозернистого сульфата свинца, который закупоривает
поры активной массы пластин, мешает проникновению в них элек-
тролита, нарушая, таким образом, течение химических процессов
220
внутри элемента и одновременно резко повышает их внутренне элек-
трическое сопротивление.
Для устранения необратимой сульфатации элемента или всей ба-
тареи, их подвергают длительному десульфатационному заряду то-
ком, непревышающем 0,25—0,5 нормального зарядного тока при сла-
бом электролите (плотность 1—1,5). Если сульфатация произошла
вследствие загрязнения электролита, батарею разряжают, электро-
лит сливают, банки после промывания заполняют свежим электро-
литом плотностью 1,19—1,2 и по истечении 3—4 часов батарею ста-
вят на заряд током нормального режима.
Короткое замыкание пластин — результат разрушения сепарато-
ров, образование шлама между пластинами из-за выпадения актив-
ной массы или нароста губчатого свинца на кромках отрицательных
пластин. Короткое замыкание устраняют заменой негодных пластин.
Щелочные батареи работают более надежно, чем кислотные. По-
этому их «больные» элементы лечат, не вскрывая банок, путем про-
мывания их от шлама, замены негодных изоляционных чехлов и
загрязненного электролита.
10.6. Техника безопасности при работе
С АККУМУЛЯТОРНЫМИ БАТАРЕЯМИ
При выполнении работ с аккумуляторами необходимо соблюдать
ряд предосторожностей. Многие элементы, входящие в аккумуля-
тор, оказывают вредное воздействие на организм человека (свинец,
заливочная битумная мастика, серная кислота, щелочь). Очень опа-
сен гремучий газ, который образуется при заряде аккумуляторов.
Появление искры может вызвать взрыв. Необходимо следить, что-
бы аккумуляторные отсеки на локомотивах хорошо вентилирова-
лись. В аккумуляторных отделениях необходимо иметь всегда воду
для нейтрализации щелочи.
Нахождение кислотных и щелочных батарей в одном цехе недо-
пустимо. Попадание щелочи в кислотные батареи разрушает их, а
попадание кислоты в щелочные батареи разрушает последние. По-
этому нельзя пользоваться одной посудой, ареометрами, мерными
трубками, грушами.
Работникам, связанным с обслуживанием аккумуляторных бата-
рей, необходимо соблюдать правила личной безопасности: не пользо-
ваться открытым огнем в аккумуляторных помещениях и на локо-
мотиве, не выполнять каких-либо работ на батарее во время ее
221
заряда. Работы, связанные с приготовлением электролита, разливом
его по банкам и обслуживанием батарей, выполнять в защитных
очках, фартуке и резиновых сапогах.
Все механические работы выполнять инструментом, имеющим
изолированные ручки. Случайные короткие замыкания инструмен-
том могут привести к взрыву. Нельзя вливать кислоту в воду — это
может вызвать бурный нагрев и выбрасывание электролита (сосуд
заполняют водой, а затем вливают в кислоту).
Поднимая и, опуская щелочной аккумулятор в резиновом чехле,
нужно быть особенно внимательным, так как в чехле часто скапли-
вается электролит и при резком опускании аккумулятора он фонта-
ном выбрасывается из-под аккумулятора и может попасть в лицо.
Кожу рук и одежду следует защищать от попадания кислоты, щело-
чи и электролита.
11. Тяговые электрические машины
для вновь СТРОЯЩИХСЯ ТЕПЛОВОЗОВ
Современные тяговые машины, выпускаемые холдинговой ком-
панией ООО «Привод» (г. Лысьва Пермская обл.) поставляются для
вновь строящихся тепловозов. В настоящее время основные объемы
серийно выпускаемой тяговой номенклатуры продукции приходит-
ся на поставки в ОАО «Коломенский завод» для комплектации теп-
ловозов ТЭП-70 (комплектная поставка:
ГСТ-2800-1000У2, ВСТ-26-3300У2, ЭДУ-133Р, 5-СГ ДПГ-25,
4ПНЖ-200МА), для опытных 2ТЭ-70 (ГСТ-2800-1000УЗ, ВСТ-3300У2»
ЭДУ-133Р, 6-СП 4ПНЖ-200МА, ДПТ-37), ТЭП-70БС (АСТМ-2800,
ВСТ-3300У2, ЭДУ-133Р, 6-СГ, 4ПНЖ-200МА, ДПТ-25);
в ЗАО УК «Брянский маш. завод» для ТЭК4-21 (ГСГ-1050,
ДАТ-3-5), ТЭМ-18 (ГПТ-840, ВСТ-26-3300, ЭДУ-133П), 2ТЭ-25К
(АСТГ-3150, ЭДУ-133Ц 4ПНЖ-200МА. ДПТ-37);
в ОАО «Людиново-тепловоз» для ТЭМ-7, ТЭМ-7А (ГСГ-1400,
ВСТ-26-3300, 5-СГ, АМВР-37, ЭДУ-133П).
Генераторы тяговые ГСТ
Генераторы ГСТ синхронные явнополюсные служат для преоб-
разования механической энергии дизеля тепловоза в электрическую
222
и питания ивовых электродвигателей постоянного тока через вып-
рямительную установку. Генераторы устанавливаются в кузове теп-
ловоза.
Возбуждение генераторов независимое, осуществляется от одно-
фазных возбудителей ВСТ. Режим работы генераторов — продол-
жительный при параметрах, не превышающих номинальные, и тем-
пературе окружающей среды от —50°С до +40°С.
Способ охлаждения генераторов — нагнетательная принудитель-
ная вентиляция. Забор охлаждающего воздуха производится извне
через воздушные фильтры
Генераторы выполнены с одним подшипниковым шитом и сво-
бодным концом вала со стороны контактных колец. Форма испол-
нения генераторов JM1309. Исполнение генераторов защищенное,
степень зашиты IP21. Тип изоляции обмоток статора и полюсных
катушек ротора — термореактивная «Монолит-2» класса F, контакт-
ных колец — класса В.
Генератор двенадцатиполюсньй. Схема соединения обмоток ста-
тора — две трехфазные звезды с пространственным сдвигом по фазе
на 30 электрических градусов.
Агрегат синхронный тяговый
ACT2800/600-1000 У2
Агрегат предназначен для питания через выпрямительную уста-
новку тяговых двигателей, питания систем возбуждения и энерго-
потребителей вспомогательных систем тепловоза а также для пита-
нии цепей энергоснабжения вагонов пассажирских поездов. Состав
агрегата - тяговый и вспомогательньй синхронные генераторы, ском-
понованные в одном корпусе. Климатическое исполнение У2, спо-
соб охлаждения агрегата ICA 37, вентиляция агрегата — принуди-
тельная нагнетательная. Класс изоляции — F.
Двигатели тяговые ЭДУ133
Двигатели тяговые постоянного тока, 4-х полюсные, последова-
тельного возбуждения типа ЭДУ133 предназначены для привода
колесных пар тепловозов. Вид климатического исполнения — УХЛ1,
режим работы продолжительный S1.
Двигатели выполнены на щитовых подшипниках качения. Кон-
струкция уплотнителей якорных подшипников предотвращает
223
выпадание смазки из подшипников и проникновение в узлы пыли
и влаги.
Вентиляции двигателей — независимая нагнетательная. Способ
охлаждения ICA 17; исполнение двигателей защищенное. Тип об-
мотки якоря — петлевая; класс изоляции Н; полюсов — F.
Двигатели асинхронные тяговые типа ДАТ
Двигатели асинхронные тяговые типа ДАТ-305, ДАТ-510 явля-
ются комплектующими изделиями тепловозов с тяговой электропе-
редачей переменного тока и предназначены для привода колесных
пар. Вид климатического исполнения УХЛ1; режим работы продол-
жительный S1; двигатели выполнены на щитовых подшипниках
качения. Конструкция уплотнений подшипников ротора предотвра-
щает вытекание смазки из подшипниковых узлов и проникновение
в узлы пыли и влаги как снаружи, так и изнутри. Способ охлажде-
ния — ICA 17.
Возбудители ВСТ
Возбудители синхронные тяговые ВСТ предназначены для воз-
буждения тяговых генераторов тепловозов. Возбудитель представ-
ляет собой обращенную однофазную синхронную машины пере-
менного тока с явновыраженными полюсами.
Конструктивное исполнение по способу монтажа JM ИОЗ. Сте-
пень защиты — IP21.
Способ охлаждения — JCAOI. Высота оси вращения — 140 мм.
Тип изоляции обмоток возбуждения, якоря, контактных колец
термореактивная «Монолит-2» класса F; тип обмотки якоря — вол-
новая.
Электродвигатель постоянного тока
4ПНЖ-2(Х)МА
Двигатель постоянного тока 4ПНЖ-200МА предназначен для
привода вентилятора обдува тормозных сопротивлений на теплово-
зе. Исполнение двигателя — защищенное с самовентиляцией. Спо-
соб охлаждения IC01. Степень защиты — IP23. Класс изоляции
двигателя — Н; тип обмотки якоря — волновая.
224
Стартер-генератор 5СГ
Стартер-генератор 5СГ предназначен для пуска дизель-генерато-
ра и для работы в качестве вспомогательного генератора тепловоза.
Стартер-генератор работает в режимах: стартерном (режим трога-
ния и режим прокрутки) и генераторном. Режим работы в стартер-
ном режиме кратковременный, в генераторном — перемежающийся
и продолжительный. Класс изоляции двигателя — Д; тип обмотки
якоря — петлевая.
Двигатели постоянного тока ДГТГ
Двигатели ДГТГ — машины постоянного тока смешанного или
последовательного возбуждения, предназначенные для привода ком-
прессора тепловоза. Климатическое исполнение УХЛ2. Исполне-
ние двигателя — горизонтальное, защищенное с самовентиляцией.
Степень защиты 1Р22. Класс изоляции двигателя — Н; тип обмотки
якоря — волновая.
Асинхронный двигатель для мотор-вентилятора
AIVIBP-37-03
Асинхронный трехфазный двигатель с внешним ротором для при-
вода осевых мотор-вентиляторов охлаждения воды и масла дизелей
тепловозов.
Двигатель вертикального исполнения. Режим работы — продол-
жительный или повторно-кратковременный.
Диапазон изменения линейного напряжения от 400 В до 25 В
(400, 100, 25). Диапазон изменения частоты питающего напряжения
от 100 Гц до 25 Гц дискретно (1; 05; 0,25). Климатическое исполне-
ния — 03.
Технические параметры современных электрических машин для
вновь строящихся тепловозов приведены в табл. 22.
225
Таблица 22
Тип изделия Аналог Мощность активная, кВт Напряжение, В Частота вращения, об/мин КПД, % Ток, А Масса кг Применение
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ГСТ 2800-1000 У2 ГС-501А 2800 580/360 1000 95,9/ 950 2x1520/ 2 х 2400 6000 ТЭП-70,2ТЭ-116
ГСТ 1400-1000 У2, УХЛ2 ГС-515 1400 280/360 1000 95,8/95,5 2 х 1524/ 2 х 2500 5130 ТЭМ-2, ТЭМ-7
ГСТ 1050-1000 УХЛ2 1050 505/1000 1000 94,5/ 95,0 2 х 750 / 2x340 4500 ТЭМ-18
ЭДУ 133Ц УХЛ1 ЭД-107 ЭД-118 ЭД-120 ЭД-121 ЭД-123 414 506/780 600/2320 92,0 890/577 3350 ТЭ-10,2ТЭ-116, ТЭМ-7, ТЭМ-2, ТЭП-70
ЭДУ 133Р УХЛ1 2950
ЭДУ 133П УХЛ1 3100
ЭДУ 133К УХЛ1 3100
ДПТ-25 УХЛ2 П2К 25 НО 1000 82,4 276 550 ТЭП-70 ТЭП-80
ДГГГ-37 УХЛ2 2П2К 37 ПО 1450 82,4 400 550 2ТЭ-116, ТЭМ-2П
ВСТ 26-3300 У2, УХЛ2 ВС-650 26 215/287 2470/3300 76,0 164/146 360 ТЭП-70, 2ТЭ-116, ТЭМ-7
Окончание табл. 22
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ВСТ 16-3300 УХЛ2 16 220/230 1700/3300 72,0 355
5СГ УХЛ2 5-ГГТ 62(34) 110(75) 1050/3333 86/74 564 800 2ТЭ-116, ТЭП-70, ТЭМ-2П
4ПНЖ-200МА 4ПВЖ- 200 60 340 3000 89,4 197 350 ТЭП-70, ТЭП-80
АМВР-37-03 37 400 1500 92 144
ДАТ510 ДАТ510 ДАТ510 510 620/700 654/2230 94 540/480 2500
ДАТЗО5 ДАТ305 305 685/1145 315/2230 91 300/170
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник по электрическим машинам. В 2 т. Под общ.
ред. И.П. Копылова и В.К. Клокова Т. 1. — М.: Энергия, 1988. —
456 с.
2. Раков В.А. Локомотивы и моторвагонньй подвижной состав
железных дорог Советского Союза (1976—1985 г.г.) — М.: Транс-
порт, 1990 — 238 с.
3. Рудая К.И., Логинова Е.Ю. Тепловозы. Электрическое обору-
дование и схемы. Устройство и ремонт: Уч. для техн. шк. — М.:
Транспорт, 1991, — 303 с.
4. Тепловозы типа ТЭ10М. Руководство по эксплуатации и об-
служиванию. — М.: Транспорт, 1985. — 431 с.
5. Тепловоз 2М62. Руководство по экстплуатации и обслужива-
нию. — М.: Транспорт, 1974. — 304 с.
6. Тепловоз 2М62. Экипажная часть. Электрическое и вспомога-
тельное оборудование. С.П. Филонов, А.Е. Зиборов, В.В. Разумей-
чик и др. — М.: Транспорт. 1987 — 184 с.
7. Тепловоз ТЭП 60. Руководство по эксплуатации и обслужива-
нию. Изд. 2-е перераб. И доп. — М: Транспорт. 1975. — 384 с.
8. Морошкин Б.Н. Электрическое оборудование тепловоза
ТЭП 60. — М.: Транспорт, 1987. — 224 с.
9. Тепловоз 2ТЭ116. С.П. Филинов, А.И. Гибалов, В.Е. Быков-
ский и др. Изд. 2-е перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1985. 328 с.
10. Пассажирский тепловоз ТЭП70. В.Г. Быков, Б.Н. Морош-
кин, Г.Е. Серделевич и др. — М.: Транспорт, 1976. — 232 с.
11. Тепловоз ТЭМ2У. Руководство по эксплуатации и обслужи-
ванию. — ПО «Бранский машиностроительньй завод» им. В.И. Ле-
нина — М.: Транспорт, 1988. — 256 с.
12. Тепловоз ТЭМ7. А.В. Балашов, И.И. Зеленов, Ю.М. Козлов
и др. Под. ред. Г.С. Меликджанова. — М.: Транспорг, 1098. — 295 с.
13. Аникеев И.П., Антропов В. С. Ремонт электрооборудования
тепловозов. — М.: Транспорт, 1989. — 200 с.
14. Денисова Т. В. Ремонт электрооборудования тепловозов.—
М.: Транспорт, 1980. — 295 с.
15. Шубников П.Ф., Мазо Я. С. Ремонт электрооборудования элек-
троподвижного состава. — М.: Транспорт, 1979. — 232 с.
16. Правила ремонта электрических машин тепловозов. — М.:
Транспорт, 1992. ЦТ — ЦТВР от 15.03.89 г.
4677
228
17. Присяжнюк С.И. и др. Управление тепловозом и дизель-
поездом и их техническое обслуживание. — М.: Транспорт, 1987. —
312 с.
18. Рахматуллин М.Д. Технология ремонта тепловозов: — М.:
Транспорт, 1983. —319 с.
19. Технология ремонта тепловозов: Под ред. В.П. Иванова, 2-е
изд. перер. И доп. — М.: Транспорт, 1987.
20. Технологическая инструкция по применению виброаку-
стического комплекса для контроля подшипников качения буксово-
го узла ЦГЭр-10-2ю DREAM DOS. Краткое описание системы
и программного обеспечения.
21. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытание и надежность элек-
трических машин. — М.: Высшая школа 1988. — 232 с.
22. Руководство по техническому обслуживанию и текущему ре-
монту тепловозов М62. — М.: ВНИИЖТ.
23. Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А. Тяговые электрические маши-
ны Уч. для вузов ж. д. тр-та. — М.: Транспорт, 1991. — 343 с.
24. Бородин А.П. Электрическое оборудование тепловозов. — М.:
Транспорт, 1988.—285 с.
25. Апанович Н.Г. Электрические передачи мощности на посто-
янном и переменном тока. — Тула: 1977. — 73 с.
26. Зеленченко А.П. Устройства диагностики тяговых двигателей
электрического подвижного состава — М.: 2002, 35 с.
27. Гаккель Е.Я., Рудая К И, Пушкарев И.Ф. и др. Электрические
машины и электрооборудование тепловозов. 3-е изд. перераб. и доп.
Уч-к для вузов. — М.: Транспорт, 1981. 256 с.
28. Степанов А.Ф., Васильев В.А. и др. Передачи мощности теп-
ловозов. — М.: Машиностроение, 1967. 476 с.
29. Рудая К.И. Электрическое оборудование тепловозов. 5-е изд.,
перераб и доп. — М.: Транспорт, 1981. 287 с.
30. Кононов В.Е., Хуторянский Н.М., Скалин А.В. Тепловозы. —
М.: Желдориздат, 2005, 555 с.
31. СкалинА.В., Кононов В.Е., Шаров В.Д. Справочник машинис-
та тепловоза. — М.: Желдориздат, 2004, 320 с.
229
Содержание
Введение .................................................. 3
1. Работа тяговых электрических машин в энергетической
цепи тепловозов............................................ 5
1.1. Особенности работы электрических машин на тепловозе 5
1.2. Автоматическое регулирование тяговых генераторов
тепловозов................................................ 12
1.3. Регулирование тяговых электродвигателей..... 20
2. Конструкция тяговых электрических машин тепловозов 22
2.1. Общие сведения.................................... 22
2.2. Тяговые генераторы постоянного тока............... 24
2.3. Тяговые генераторы типа TD-802 (ЧМЭ-3)............ 37
2.4. Тяговые синхронные генераторы..................... 42
2.5. Тяговые агрегаты.................................. 49
2.6. Тяговые электродвигатели постоянного тока... 52
2.7 . Назначение и устройство тягового электродвигателя
типа ТЕ—006............................................... 63
2.8. Тяговые электродвигатели переменного тока... 67
3. Вспомогательные электрические машины................... 69
3.1. Двухмашинные агрегаты............................. 69
3.2. Синхронные возбудители и подвозбудители..... 82
3.3. Стартер-генератор ПСГ............................. 88
3.4. Электродвигатели привода компрессора.............. 90
3.5. Вспомогательные электрические машины постоянного
тока ..................................................... 92
3.6. Вспомогательные электрические машины переменного
тока ..................................................... 98
3.7 . Электродвигатели привода вентиляторов охлаждения
тормозных резисторов................................ 102
3.8. Тахогенераторы................................... 102
4. Тепловозные аккумуляторные батареи.................... 104
4.1. Кислотные и щелочные аккумуляторы................ 104
4.2. Работа аккумуляторных батарей при разряде и заряде 108
4.3. Щелочные аккумуляторные батареи............. 112
230
5. Техническое обслуживание электрических машин..... 113
5.1. Харак геристика неисправностей электрических машин 113
5.2. Уход ia электрическими машинами в эксплуатации 123
5.3. Iсхнпчсское обслуживание электрических машин в
эксплуатации........................................... 128
6. Текущий ремонт электрических машин.................. 131
6.1. Обьсм работ, выполняемых при текущем ремонте ТР-3 131
6.2. Очистка и разборка электрических машин......... 132
6.3. Ремонт и контроль деталей остова (статора) электри-
ческих машин........................................... 136
6.4. Ремонт и контроль якорных подшипников....... 140
6.5. Проверки и ремонт якоря........................ 145
6.6. Основные технические требования по сушке и пропитке
обмоток якорей и полюсных катушек...................... 151
6.7. Вакуумно-нагнетательная пропитка и сушка якоря тяго-
вого электродвигателя.................................. 154
6.8. Ремонт щеткодержателей и их кронштейнов..... 158
6.9. Ремонт синхронного генератора.................. 159
6.10. Ремонт контактных колец и щеткодержателей.. 164
7. Сборка электрических машин.......................... 166
7.1. Общие требования............................... 166
7.2. Сборка магнитной системы....................... 167
7.3. Сборка подшипниковых узлов..................... 170
7.4. Установка якоря и окончательная сборка......... 171
7.5. Основные чертежные и допускаемые размеры электри-
ческих машин в эксплуатации............................ 173
8. Ремонт и испытание тягового электродвигателя ТЕ-006
тепловоза ЧМЭЗ......................................... 175
8.1. Контроль состояния и устранение повреждений деталей 175
8.2 Сборка тягового двигателя ТЕ-006................ 188
8.3. Проверка работы и послеремонтные испытания ТЭД
типа ТЕ-006 тепловоза ЧМЭЗ............................. 190
9. Испытание тяговых электрических машин тепловозов.... 192
9.1. Диагностика технического состояния электрических
машин ................................................. 192
9.2. Проверка сопротивления изоляции электрических машин 196
231
9.3. Проверка степени увлажнения изоляции........ 197
9.4. Определение степени искрения коллекторных машин 198
9.5. Измерение сопротивления обмоток электрических машин 202
9.6. Проверка электрической прочности изоляции. 203
9.7. Проверка электрической прочности межвитковой
изоляции ............................................ 206
9.8. Контроль паяных соединений.................. 208
9.9. Контрольные испытания тяговых электрических машин
и вспомогательных генераторов........................ 210
10. Ремонт и обслуживание аккумуляторных батарей... 214
10.1. Назначение и принцип работы................. 214
10.2. Характеристики аккумуляторов и условия их работы 215
10.3. Основные условия обслуживания и ремонта аккуму-
ляторных батарей .................................... 216
10.4. Требования по уходу за кислотной и щелочной
батареями ........................................... 217
10.5. Восстановление работоспособности «больных» элемен-
тов кислотной и щелочной батарей..................... 220
10.6. Техника безопасности при работе с аккумуляторными
батареями ........................................... 221
11. Тяговые электрические машины для вновь строящихся
тепловозов........................................... 222
Литература....................................... 228
Читайте и выписывайте журнал
«Локомотив»!
Это ежемесячное цветное научно-популярное,
производственно-техническое издание основано в 1957 г.
Здесь публикуется информация обустройстве
и эксплуатации электровозов, тепловозов, электропоездов
и дизель-поездов, системах электроснабжения.
Помещаются также материалы по безопасности движения,
экономике, истории, зарубежной технике, публикуются
вкладки с цветными схемами электрических цепей, даются
технические и юридические консультации.
Журнал предназначен для железнодорожников и любителей
железных дорог, он распространяется как в России,
так и в странах ближнего и дальнего зарубежья.
Сведения о подписке на журнал можно наити в любом
отделении связи в каталогах "Газеты. Журналы" (подписные
индексы 71103 для индивидуальных подписчиков, 73559
для юридических лиц), "Пресса России" (индекс 87716)
Адрес редакции:
129110, г. Москва, ул. Пантелеевская, 26.
Тел./факс (495) 262-12-32, тел. 262-30-59, 262-44-03.
E-mail: lokomotiv@css-rzd.ru
Л
ISBN 5-94069-005-Х
У