Назначение и устройство двухмашинного агрегата тепловоза ЧМЭ3

ДВУХМАШИННЫЕ АГРЕГАТЫ Агрегаты представляют собой механическое объединение двух электрических машин: вспомогательного генератора ВГ и возбудителя В. Вспомогательный генератор питает цепи управления, освещения и заряжает аккумуляторную батарею. Возбудитель предназначен для питания независимой обмотки возбуждения тягового генератора. 38 Двухмашинный агрегат тепловоза ЧМЭ3 состоит из вспомогательного генератора DT-701и возбудителя DT-706питания независимой обмотки возбуждения тягового генератора Станины 7 и 2 обеих машин представляют собой стальные цилиндры диаметром 457 мм, к нижней части которых с двух сторон приварены лапы 3, используемые для монтажа агрегата на главной раме тепловоза. В каждой станине просверлены 16 сквозных отверстий в под болты крепления полюсов. На торцах станин имеются четыре резьбовых отверстия а под болты крепления подшипниковых щитов. Цилиндрическая часть станины возбудителя соединена сварным выступом и перемычкой с кольцом, в котором сделаны четыре сквозных отверстия г под болты 15 соединяющие станины обеих машин. При сборке двухмашинного агрегата фиксация станин обеспечивается постановкой двух цилиндрических штифтов диаметром 10 мм. К станинам прикреплены болтами по четыре главных и четыре добавочных полюса. Сердечники 14 главных полюсов набраны из листов электротехнической стали толщиной 1 мм, изолированных друг от друга лаком. По концам пакета поставлены стальные листы толщиной 5 мм. Каждый пакет спрессован и стянут пятью заклепками 17 диаметром 8 мм. В пакете сделаны два резьбовых отверстия д (M12) под крепежные болты. На сердечнике главного полюса вспомогательного генератора установлена катушка 16, размещенная между двумя гетинаксовыми прокладками 13 толщиной 3 мм. Четыре после- довательно соединенные катушки, выполненные из 800 витков изолированного медного провода, образуют обмотку параллельного возбуждения вспомогательного генератора. На главных полюсах возбудителя расположены три обмотки возбуждения. На каждом полюсе катушки всех трех обмоток отделены друг от друга гетинаксовыми прокладками 13 толщиной 3 мм. При сборке между станинами и главными полюсами с обеих сторон ставят резиновые клинья15. 39 Добавочные полюсы обеих машин конструктивно одинаковы и отличаются лишь по способу крепления катушек. Сердечники 22 выполнены цельными и имеют по два резьбовых отверстия д (Ml2) под крепежные болты. Обмотки добавочных полюсов состоят из четырех последова- тельно соединенных катушек, имеющих по 22 (вспомогательный генератор) и 17 (возбудитель) витков полосовой меди. Катушка 23 добавочного полюса возбудителя снизу упирается в полюсный наконечник 24, приваренный к сердечнику, а сверху фиксируется двумя цилиндрическими штифтами 21 диаметром 3 мм, проходящими через отверстия в сердечнике. Катушка 25 добавочного полюса вспомогательного генератора укреплена на сердечнике посредством двух верхних 21 и двух нижних 26 штифтов. Концы всех штифтов разведены в разные стороны. Каждая катушка помещена между двумя гетинаксовыми прокладками 13 толщиной 4 мм. Якори обеих машин собраны на общем валу 1 и конструктивно почти одинаковы. Каждый якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечники 19 набраны листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, изолированных друг от друга лаком. Листы зафиксированы шпонкой и стянуты двумя чугунными нажимными шайбами, напрессованными на вал. При сборке задние нажимные шайбы 20 насаживают до упора в борт вала, а передние нажимные шайбы 17 дополнительно стопорят пружинным кольцом. Сердечники имеют по восемь вентиляционных каналов диаметром 22 мм для прохода охлаждающего воздуха, а также 47 (вспомогательный генератор) и 37 (возбудитель) пазов, в которые уложены волновые обмотки якорей 8, собранные соответственно из 47 и 37 катушек. 40 Каждая катушка состоит из трех одновитковых секций, т. е. якорная обмотка вспомогательного генератора имеет 141 виток, а возбудителя — 111 витков. Катушки в пазах закреплены текстолитовыми клиньями; лобовые части катушек укреплены проволочными бандажами. Шаг обмоток по пазам 1 — 13 (вспомогательный генератор) и 1 — 10 (возбудитель), шаг по коллектору соответственно 1 — 71 и 1 — 56. Концы секций якорных обмоток припаяны к петушкам коллекторных пластин. Коллекторы 7 по конструкции одинаковы и имеют 141 (вспомогательный генератор) и 111 (возбудитель) коллекторных пластин. Корпус 28 коллектора и нажимная шайба 32 спрессованы и стянуты шестью шпильками 27 Гайки, навернутые на передние концы шпилек, дополнительно фиксируются лепестковыми шайбами. Коллекторные пластины 29 изолированы друг от друга миканитовыми прокладками, а от корпуса коллектора и нажимной шайбы — миканитовым цилиндром 30 и двумя манжетами 31. Вал 1 вращается в двух подшипниках: шариковом 16 (со стороны вспомогательного генератора) и роликовом 2 (со стороны возбудителя). Подшипники установлены в щитах 4, прикрепленных четырьмя болтами 9 к торцам станин. Внутренняя полость подшипников, за- полняемая смазкой, образована передней 22 и задней 23 подшипниковыми крышками, которые стянуты тремя болтами Мб, проходящими через отверстия в щитах. Задние крышки 23 вместе с упорными кольцами 24 образуют лабиринтные уплотнения, препятствующие попаданию смазки внутрь машин. Упорное кольцо со стороны возбудителя напрессовано на вал до упора в борт, а кольцо со стороны вспомогательного генератора надето на вал свободно, но прижато к его борту внутренним кольцом подшипника 16. Опорный подшипник 16 до- полнительно закреплен стопорным кольцом 25. Опорно-упорный подшипник 2 ограничивает осевой разбег вала двухмашинного агрегата. Подшипниковые щиты 4 отлиты из чугуна и по конструкции одинаковы. Для осмотра коллектора и щеток в щитах сделаны четыре люка, закрываемые съемными крышками с пружинными замками. Нижние крышки имеют прорези для прохода охлаждающего воздуха. На среднюю часть вала 1 напрессован стальной диск, к которому пятью болтами М8 прикреплено вентиляторное колесо 13, отлитое из силумина. Охлаждающий воздух заса- сывается через прорези в нижних крышках 21 подшипниковых щитов и выбрасывается через окна в станине возбудителя. Сверху к станине возбудителя прикреплена текстолитовая панель зажимов 14 закрываемая съемной крышкой. Токосъемные устройства обеих машин конструктивно одинаковы и аналогичны щеточному устройству тягового генератора. Четыре комплекта щеткодержателей вместе с пластмассовыми изоляторами укреплены при помощи стяжных болтов в приливах чугунной траверсы, которая прикреплена четырьмя болтами М8 к подшипниковому щиту. Комплект состоит из двух щеткодержателей 6, в каждом из которых установлено по одной щетке. Щетки вспомогательного генератора и возбудителя отличаются по размерам и поэтому невза- имозаменяемы. Со стороны возбудителя на конусную часть вала напрессован шкив 55 с восемью ручьями под приводные ремни. Шкив дополнительно закреплен гайкой 34 с двумя шайбами, из которых одна пружиная. Для спрессовки шкива предусмотрены осевое отверстие е и радиальное отверстие ж, совпадающее с кольцевой канавкой з на наружной поверхности вала 33. Приваренными к станинам лапами двухмашинный агрегат опирается на плиты 7 и 8 изготовленные из швеллера. Задняя плита 7 с обоих концов имеет приварные пластины 6 и при помощи пальцев 4 шарнирно соединена с ушками 5. В середине передней плиты 8 приварена накладка 9 с вырезом под стяжной болт 10, головка которого пальцем 11 шарнирно соединена с ушками 12 (ушки 5 и 12 приварены к главной раме тепловоза). Такое крепление агрегата на главной раме позволяет, меняя затяжку болта 10, регулировать натяжение приводных ремней. При усилии 10Н (1 кгс) стрела прогиба для новых ремней должна быть равна 12 — 14 мм, а для старых — 13 — 15 мм. Катушки 19 и20 независимой обмотки IF и обмотки параллельного возбуждения D, намотанные из медного изолированного провода, имеют соответственно 600 и 300 витков. 41 Катушки 18 противокомпаундной обмотки 2F имеют по 15 витков полосовой меди. Магнитная система возбудителя обеспечивает автоматическое регулирование мощности тягового генератора. Независимая обмотка IF возбудителя питается от вспомогательного генератора, напряжение которого поддерживается практически постоянным. Последовательно с этой обмоткой включен резистор R8. Сопротивление его меняется только при переводе главной рукоятки контроллера с одной позиции на другую Следовательно, при неизменной позиции контроллера, т. е. определенном сопротивлении резистора R8, магнитный поток, создаваемый независимой обмоткой, не меняется. Обмотка параллельного возбуждения D получает питание от самого возбудителя, напряжение которого меняется в зависимости от нагрузки тягового генератора. Однако создаваемый этой обмоткой магнитный поток примерно вдвое меньше магнитного потока независимой обмотки и поэтому имеет вспомогательное значение для плавного регулирования мощности. Сопротивление резистора R10, включенного последовательно с обмоткой параллельного возбуждения, также меняется только при изменении позиции контроллера (при наборе позиций сопротивление резистора R10 увеличивается, а при сбросе уменьшается). Обмотка 2F возбуждения возбудителя называется противокомпаундной, так как направление тока в ней не совпадает с направлением тока в двух других обмотках. Поэтому магнитный поток этой обмотки направлен встречно магнитным потокам независимой обмотки и обмотки параллельного возбуждения Противокомпаундная обмотка 2F подключена параллельно обмотке добавочных полюсов тягового генератора, т. е. протекаю- щий по ней ток пропорционален току в силовой цепи (току нагрузки), который меняется в зависимости от скорости движения тепловоза. Следовательно, создаваемый противокомпаундной обмоткой магнитный поток также меняется по величине в зависимости от тока нагрузки. Последовательно с этой обмоткой включен ограничительный резистор R11 сопротивлением 0,35 Ом, вследствие чего по ней протекает примерно 1 % тока нагрузки. При движении тепловоза на определенной позиции контроллера (т. е. при неизменной 42 частоте вращения якоря) э.д.с, индуцируемая в обмотке якоря, зависит только от результирующего (общего) магнитного потока возбудителя. Допустим, что тепловоз начинает двигаться по более тяжелому профилю пути. Из-за возросшего сопротивления движению скорость уменьшается, уменьшается и противо-э.д.с, на- водимая в якорных обмотках тяговых электродвигателей, что приводит к увеличению тока в них. С ростом тока нагрузки возрастает ток, протекающий по противокомпаундной обмотке возбудителя. Создаваемый ею магнитный поток увеличивается, вследствие чего результирующий магнитный поток возбудителя уменьшается. Это приводит к уменьшению э.д.с. и напряжения возбудителя, т. е. к уменьшению тока, поступающего в независимую обмотку тягового генератора. Соответственно уменьшаются магнитный поток тягового генератора, его э.д.с. и напряжение. Так как снижение напряжения на зажимах тягового генератора происходит практически одновременно с ростом тока на- грузки и в обратно пропорциональной зависимости, то произведение этих двух значений (т. е. мощность генератора) остается примерно постоянным. При уменьшении нагрузки (тепловоз перешел на более легкий профиль пути) размагничивающее действие противокомпаундной обмотки ослабевает, напряжение возбудителя растет, увеличивается ток возбуждения тягового генератора, повышаются его э.д.с. и напряжение. При настройке внешней характеристики тягового генератора на реостатных испытаниях тепловоза добиваются, чтобы в точке 2 ток нагрузки был равен 2350 А, а напряжение — 380 В. В точке 3 ток нагрузки должен быть 1560 А, а напряжение — 565 В.