Общее устройство тягового генератора тепловоза ЧМЭ3

Тяговые генераторы предназначены для преобразования механической энергии дизеля в электрическую, которая передается тяговым электродвигателям. Кроме того, в момент пуска дизеля генераторы постоянного тока работают кратковременно в режиме электродвигателя с последовательным возбуждением, приводящего во вращение коленчатый вал дизеля. Электрические машины постоянного тока условно можно разделить на четыре узла: 1.Магнитная система(станина и полюсы.) 2.Якорь (вал, сердечник, обмотка якоря, коллектор) 3.Подшипниковые узлы (щиты, подшипники, уплотнения) 4.Щеточный аппарат (щетки, щеткодержатели, кронштейны, изоляторы, траверсы) Станина генератора опирается лапами на поддизельную раму, а вал якоря генератора жестко или через полужесткую муфту соединен с коленчатым валом дизеля. Тяговый генератор тепловоза ЧМЭ3 типа TD 802. Генератор TD 802-десятиполюсная электрическая машина постоянного тока с независимым возбуждением и самовентиляцией. Станина 9 является частью магнитопровода машины и поэтому изготовлена из стали с хорошей магнитной проводимостью. Для монтажа генератора на раме дизеля с обеих сторон станины приварены лапы 28 и втулки 27 с резьбой под болты К станине приварены восемь кронштейнов 25 для крепления заднего щита 2. На станине укреплены десять главных 7 и десять добавочных 24 полюсов. Каждый полюс закреплен двумя болтами 33. Для уменьшения вихревых токов сердечник 35главного полюса набран из листов электротехнической стали. Листы сердечника вместе с пластинами спрессованы и стянуты четырьмя заклепками 37. В центральное отвер- стие сердечника запрессован стальной цилиндрический стержень 34. Каждый из главных полюсов имеет две катушки. Катушка 32 пусковой обмотки, 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 независимой обмотки —перемычками из многожильного медного провода Сердечник 39 добавочного полюса выстроган из стального листа и заужен со стороны, обращенной к якорю. Он имеет два резьбовых отверстия д под крепежные болты и четыре про- дольных паза г для крепления катушки. Катушка 38 добавочного полюса имеет 9,5 витков полосовой меди, намотанных в два слоя. При сборке добавочного полюса крепление катушки обеспечивается заливкой изоляционной массы между катушкой и сердечником. Магнитный поток, создаваемый добавочными полюсами, уменьшает искрение под щетками во время работы генератора, т. е. улучшает коммутацию машины. Между полюсами размещен якорь генератора, служащий для укладки проводников, в которых наводится электродвижущая сила (э. д. с). Якорь состоит из сварного корпуса с коротким валом, сердечника, обмотки и коллектора. Вал 16 запрессован в ступицу 21, соединенную восемью ребрами со стальным барабаном 8. На барабане размещен сердечник 23, набранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и восьми стальных листов толщиной 2 мм, расположенных по краям. Листы изолированы друг от друга лаком. В каждом листе сделаны 135 пазов для укладки обмотки якоря и 72 вентиляционных отверстия диамет- ром 35 мм, расположенные по двум окружностям. При сборке листы сердечника напрессовывают на барабан со шпонкой до упора в задний обмоткодержатель 5 — стальное кольцо, соединенное 32 приварными ребрами с барабаном. В собранном виде сердечник удерживается отлитой из стали передней нажимной шайбой 22, которая напрессована на барабан и дополнительно застопорена кольцом. В пазах сердечника уложена петлевая обмотка якоря 1, состоящая из 135 катушек. Каждая катушка состоит из трех одновитковых секций, обмотка якоря имеет 405 витков, каждый виток выполнен в виде двух медных изолированных стержней прямоугольного сечения, расположенных друг над другом. Катушка дополнительно изолируется стеклолентой 3. В каждый паз сначала укладывают активную сторону одной катушки, а поверх нее —активную сторону другой. Таким образом, все катушки размещены в 135 пазах. На дно паза и между катушками ставят изоляционные прокладки.Стороны обеих катушек отделены от сердечника пазовой изоляцией. Шаг обмотки якоря по пазам 1 — 14. Шаг обмотки по коллектору 1—2 (начало и конец каждой одновитковой секции присоединены к двум соседним коллекторным пластинам),катушки укреплены в пазах сердечника якоря текстолитовыми клиньями. Передние и задние лобовые части катушек удерживаются бандажами, намотанными из стальной проволоки, Под передними лобовыми частями в выемке нажимной шайбы размещены уравнительные соединения 10 (270 медных перемычек с щагом по коллектору 2 — 83, 3 — 84, 5 — 86, 6 — 87 и т. д.). 22 К ступице корпуса при помощи двух дисков приварена втулка 11, на которую напрессован коллектор 19 имеющий 405 медных пластин, соединенных перемычками с концами секций обмотки якоря. Пластины коллектора изолированы друг от друга миканитовыми прокладками и укреплены в кольцевом пазу, образованном корпусом коллектора 7 и нажимной шайбой 5. Корпус и шайба спрессованы и стянуты 14 болтами 4. Для изоляции медных пластин от корпуса коллектора и нажимной шайбы служат две миканитовые манжеты 1и 3 и миканитовый цилиндр 6. Выступающий конец передней манжеты закреплен веревочным бандажом и покрыт изоляционной эмалью. С противоположной стороны к торцу барабана 8 приварен стальной диск 4, к которому прикреплено 16 болтами стальное вентиляторное колесо, имеющее 35 лопаток. Дополнительная фиксация вентиляторного колеса осуществляется двумя штифтами. В расточку диска 4 вставлен и приварен стальной цилиндрический фланец 3, соединенный двенадцатью болтами с фланцем коленчатого вала дизеля. Таким образом, седьмой коренной подшипник коленчатого вала является одновременно и опорой якоря. Другой опорой якоря является роликовый подшипник 17, установленный в подшипниковом щите 13 — стальном фланце, к выступам которого приварены десять наклонных ребер 20, соединяющих его со станиной. В расточку щита вварено стальное кольцо с коническим отверстием под корпус подшипника 6 который после запрессовки в щит дополнительно закрепляют восемью болтами. Со стороны коллектора роликовый подшипник 2 имеет уплотнение, образованное задней крышкой 3 и напрессованным на вал 4 лабиринтным кольцом 5. С противоположной стороны подшипник закрыт передней крышкой 11 и маслоотражательным диском 8, прикрепленным шестью болтами к напрессованному на вал кольцу 9. Крышки 3 и 11 отлиты из чугуна и стянуты восемью болтами 1, проходящими через отверстия в корпусе подшипника. При сборке во внутреннюю полость подшипника закладывают 800 — 850 г смазки, а при текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 добавляют ее через трубочку, ввернутую в корпус под- шипника и соединенную вертикальным и горизонтальным каналами с его внутренней полостью. Просочившаяся наружу смазка собирается в кармане чугунного маслоотстойника 10, укрепленного на корпусе 6 подшипника двумя шпильками 7. Для удобства очистки карман выполнен съемным и прикреплен к маслоотстойнику двумя винтами. На конусную часть вала 16 напрессован шкив 14, имеющий 13 ручьев под клиновые ремни(восемь ремней для привода двухмашинного агрегата и пять для привода вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки). Шкив дополнительно закреплен 23 шайбой 15 и двумя болтами М20, ввернутыми в торец вала. Для снятия шкива с помощью гидравлического пресса на торце вала сделано осевое отверстие в под штуцер пресса, соединенное радиальным отверстием б диаметром 4 мм с кольцевой канавкой а шириной 3 мм, проточенной на наружной поверхности конусной части вала. К подшипниковому щиту 13 с внутренней стороны прикреплена десятью болтами М16 стальная траверса 18, на которой, установлены десять комплектов щеткодержателей 12. От- верстия под болты имеют овальную форму, что позволяет на капитальных ремонтах КР-1 и КР- 2 при необходимости поворачивать траверсу с щеткодержателями относительно подшип- никового щита, добиваясь безыскровой работы щеток. Комплект щеткодержателей, входящий в узел токосъема состоит из пяти латунных щеткодержателей 12, укрепленных при помощи зажимов 14 на общей латунной трубке 15. В каждом щеткодержателе имеется по одной разрезной щетке 13, прижимаемой к коллектору пластинчатой пружиной 25. Шунты 24 щеток прикреплены болтами к зажимам. В трубку запрессован стальной палец 17, на свободный конец которого напрессовывается пластмасса. При сборке пластмассовый изолятор 19 вставляют в приварное гнездо 22 траверсы 23 и укрепляют в нем накладкой 21 и двумя болтами 20. К трубке припаяна медная контактная пластина 16, соединенная с одной из двух собирательных шин 18. Каждая шина представляет собой медное кольцо квадратного сечения, объединяющее пять комплектов щеток одинаковой полярности (передняя шина плюсовая, а задняя минусовая). К шинам припаяны медные пластины с отверстиями для болтов крепления кабелей силовой цепи. Со стороны дизеля генератор закрыт задним щитом 2 который прикреплен 16 болтами М20 к кронштейнам 25. Задний щит представляет собой стальной цилиндрический диск с приваренными к нему восемью ребрами жесткости 30. К выступающим концам ребер приварены пластины 29 с отверстиями под крепежные болты. В щите расточено центральное отверстие под выступающий конец фланца 3 корпуса якоря. Для предотвращения попадания грязи внутрь генератора к заднему щиту с тыльной стороны прикреплено восемью болтами М10 уплотнительное текстолитовое кольцо 26, уменьшающее воздушный зазор между задним щитом и вращающим якорем до 1 мм. Пространство между ребрами 20, позволяющее осматривать коллектор и щетки, закрыто двумя съемными крышками. Охлаждающий воздух засасывается вентиляторным колесом 6 со стороны коллектора через окна между выступами подшипникового щита и выбрасывается в пространство между кронштейнами 25. Внутри генератора воздух расходится двумя параллельными потоками, один из которых омывает наружную поверхность якоря и полюсов, а другой проходит внутри корпусов коллектора и якоря и по вентиляционным каналам сердечника якоря. Над вращающимся вентиляторным колесом установлена защитная сетка из проволоки, приваренная к кронштейнам 25