Что такое возбуждение тягового генератора

Что такое возбуждение тягового генератора

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Возбуждение — тяговый генератор

Возбуждение тягового генератора машинист регулирует вручную. [1]

Возбуждение тягового генератора осуществляется от генератора энергоснабжения с самовозбуждением, что позволило исключить возбудительный агрегат. Генератор энергоснабжения ГЭН имеет две обмотки статора: основную, состоящую из двух трехфазных звезд, сдвинутых на 30 эл. [3]

Магнитные регуляторы возбуждения тягового генератора составляют основу системы объединенного регулирования дизель-генераторной установки. Получая сигналы от датчиков о состоянии и режимах работы дизеля и генератора, такая система обеспечивает полное использование мощности дизеля, а также ограничение напряжения и тока тягового генератора. В такой системе функции магнитного регулятора выполняет магнитный усилитель с внутренней обратной связью, называемой амплистатом. [4]

В цепи возбуждения тягового генератора имеется резервный блок, подключенный параллельно работающему на стороне постоянного тока, но при снятых управляющих импульсах. Тиристорные преобразователи от токов короткого замыкания защищены быстродействующими предохранителями, включенными в цепь питания. [5]

При аварийной схеме возбуждения тягового генератора ток возбуждения возбудителя, а следовательно, и генератора на каждой позиции контроллера машиниста остается постоянным. Ток возбуждения возбудителя устанавливается при помощи резистора СВВ таким, чтобы на XV позиции контроллера машиниста при максимальном токе тягового генератора 6000 А мощность ( нагрузка) на валу дизеля не превышала его полной мощности. В этом случае при токах, меньших 6000 А, дизель будет недогружен. [7]

С ростом тока возбуждения тягового генератора увеличивается токовая нагрузка синхронного возбудителя. [8]

Система автоматического регулирования возбуждения тягового генератора представляет собой замкнутую систему с обратными связями по току и напряжению. Независимая обмотка возбуждения СГ питается от возбудителя В через управляемый выпрямитель возбуждения У ВВ. Вследствие влияния реакции якоря возбудителя при больших нагрузках его напряжение значительно уменьшается и может оказаться недостаточным для обеспечения нормального регулирования СГ. Кроме того, снижение напряжения отрицательно сказывается на работе блока задания возбуждения БЗВ, трансформаторов ТПТ и ТПН. Для компенсации реакции якоря введен узел коррекции УД. [9]

Нагрузкой амплистата служит обмотка возбуждения тягового генератора . У амплистата четыре подмагничивающие обмотки: задающая 03, управляющая ОУ, регулировочная ОР и дополнительная ОД, которая является запасной. [10]

Узел АРМ в схеме возбуждения тягового генератора с МУ, На тепловозах ТЭ10, ТЭП60, 2ТЭ10Л, ТЭ40 и др. используется узел АРМ. Как было показано выше, в схеме с магнитными усилителями прямолинейная внешняя характеристика генератора БК. Дополнительная перегрузка дизеля возникает также при включении потребителей собственных нужд — вентилятора холодильника и компрессора. Чтобы не перегрузить дизель и обеспечить его работу с номинальной частотой вращения при всех режимах, применяется система дополнительного регулирования мощности. [11]

Они основаны на использовании для возбуждения тягового генератора специальных возбудителей . На первых типах в системе возбуждения генератора используются магнитные усилители, на вторых — тиристоры. [13]

Они основаны на использовании для возбуждения тягового генератора специальных возбудителей . На первых в системе возбуждения генератора используются магнитные усилители, на вторых — тиристоры. [14]

На тепловозе ТЭЗ независимая обмотка возбуждения тягового генератора питается от возбудителя, возбуждение которого создается тремя обмотками: независимой, параллельной и дифференциальной. Внешнюю характеристику генератора регулируют согласованным действием всех трех обмоток. Настройку характеристики производят в такой последовательности. Устанавливают выключатель автоматического регулирования мощности в положение Отключено. Прогревают обмотку возбуждения ( и обмотку добавочных полюсов) генератора до температуры 70 — 80 С при нагрузке 1000 — 1200 А на XIV-XVI позициях контроллера. Температуру обмоток определяют по методике, изложенной в Правилах текущего ремонта. Регулируют ток в параллельной ( 1 2 А) и независимой ( 3 — 3 8 А) обмотках возбудителя. [15]

ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА И ВОЗБУДИТЕЛЯ

Тяговый генератор Г тепловоза имеет независимое возбуждение. Обмотка независимого возбуждения Н — НН получает питание от возбудителя В (рис. 244). Цепь возбуждения тягового генератора замыкается контактором КВ. Параллельно контактам контактора KB включен резистор СВГ, способствующий плавному изменению тока в обмотке возбуждения при отключении контактора КВ. Благодаря этому предупреждается перенапряжение на обмотке возбуждения генератора экстратоком выключения и обгорание контактов контактора. Контактор возбуждения генератора KB включается с помощью контроллера машиниста, начиная с первой его позиции.
Возбудитель тягового генератора представляет собой электрическую машину постоянного тока. Главные полюсы возбудителя снабжены двумя обмотками возбуждения: первая обмотка возбуждения H1—НН1 является основной, вторая обмотка Н2—НН2 применена для частичного размагничивания возбудителя, а также используется как главная обмотка возбуждения возбудителя при неисправности основной системы возбуждения и аварийном режиме работы. Для возбуждения возбудителя применен синхронный подвозбудитель СПВ. Возбуждение синхронного подвозбудителя осуществляется с помощью обмотки полюсов H1—Н2, получающей питание постоянным током от вспомогательного генератора ВГ через резистор СВПВ при включении контактора ВВ возбуждения возбудителя. Контактор ВВ, так же как и контактор KB, включается при переводе рукоятки контроллера машиниста на первую позицию.

Рис. 244. Схема цепей возбуждения тягового генератора и возбудителя тепловоза 2ТЭ10Л
Увеличить схему

Синхронный подвозбудитель СПВ питает переменным однофазным током первичную обмотку H1—К1 распределительного трансформатора Тр. От вторичных и автотрансформаторных обмоток этого трансформатора получают энергию цепи: обмотки H1—НН1 независимого возбуждения возбудителя и рабочих обмоток амплистата АВ (от зажимов H1—01); рабочих обмоток трансформаторов постоянного напряжения ТПН и постоянного тока ТПТ1—ТПТ4 и управляющей обмотки ОУ амплистата (соответственно от зажимов Н5—К5 и НЗ—КЗ, Н4—К4, Н2—К2 и H1—02); индуктивного датчика ИД регулятора дизеля и регулировочной обмотки ОР амплистата (от зажимов 01—02). Кроме того, синхронный подвозбудитель питает током через тахометрический блок БТ задающую обмотку 03 амплистата.
Размагничивающая обмотка Н2 — НН2 возбудителя получает постоянный ток непосредственно от вспомогательного генератора тепловоза после включения контактора ВВ.
Рассмотрим эти цепи более подробно.
Цепь независимого возбуждения возбудителя и рабочих обмоток амплистата: зажим Ш распределительного трансформатора Тр, провод 446, рабочая обмотка амплистата Н2—К2, провод 472, диод панели БВ, провода 475, 468, обмотка возбудителя H1—НН1, провод 469, диод панели БВ, контакт 3 штепсельного разъема, провод 445, зажим 01. При изменении направления переменный ток течет от зажима 01 по проводу 445, через диод панели БВ, контакт 2 штепсельного разъема, обмотку возбуждения возбудителя в прежнем направлении и далее через контакт 1 штепсельного разъема, диод панели БВ, провод 473, рабочую обмотку Н1—К1 амплистата к зажиму H1. Следовательно, в цепи возбуждения возбудителя, являющегося генератором постоянного тока, течет выпрямленный ток.
Цепь задающей обмотки 03 амплистата: от тахометрического блока БТ через контакт 2 штепсельного разъема, провода 1143, 1142, 1139,424, резисторы СОЗ, провод 443, обмотку 03, провода 444, 496, 740, контакт 5 штепсельного разъема, минусовый зажим блока БТ. В этой цепи блокировочные контакты реле управления РУ8 и РУ10 служат для шунтирования участков резистора СОЗ с целью ступенчатого усиления возбуждения возбудителя при наборе позиций контроллера, а блокировочный контакт реле РУ17 при боксовании тепловоза вводят в цепь задающей обмотки резистор ССН для снижения возбуждения возбудителя и, следовательно, тока в силовой цепи.
Неисправный тяговый электродвигатель тепловоза выключается из силовой цепи с помощью отключателей ОМ1—ОМ6. При этом отключатели вводят в цепь задающей обмотки амплистата третью ступень резистора СОЗ, обеспечивая уменьшение возбуждения возбудителя и мощности тягового генератора.
Задающая обмотка амплистата получает дополнительное питание от вспомогательного генератора по цепи: зажим контактора ВВ, провода 744, 410, 785, резистор Rп, обмотка 03 и далее провод (на схеме условно не показан), соединенный непосредственно с минусовым зажимом 6/2 цепи вспомогательного генератора. Благодаря дополнительной составляющей ток в задающей обмотке на промежуточных позициях контроллера увеличивается, обеспечивая повышение мощности дизель-генератора до заданных значений.
Цепь рабочих обмоток H1—К1 и Н2—К2 трансформатора постоянного напряжения ТПН: зажим Н5 распределительного трансформатора Тр, провод 1091, обмотки HI—К1 и Н2— К2, выпрямительный мост В4 и резистор СБТН, провод 1092, зажим К5 трансформатора.
Цепь управляющей обмотки трансформатора ТПН: плюсовый зажим тягового генератора Г, кабель 2-го тягового электродвигателя, провод 508, резистор СТН, провод 497, обмотка НУ—КУ, провод 498, минусовый зажим генератора.
Цепи рабочих обмоток H1—К1 и Н2—К2 трансформаторов постоянного тока TПT1—ТПТ4: зажимы Н3, Н4, Н2, H1 распределительного трансформатора Тр, рабочие обмотки трансформаторов, выпрямительные мосты ВЗ, В2, В1, В6, зажимы КЗ, К4, К2, 02 трансформатора Тр. Эти мосты со стороны выпрямленного тока соединены последовательно, замкнуты на балластный резистор СБТТ и образуют узел выделения максимального сигнала. В качестве обмоток управления через отверстия сердечников трансформаторов постоянного тока пропущены провода силовой цепи.
Управляющая обмотка амплистата ОУ получает питание от распределительного трансформатора Тр через селективный узел. Подробно эти цепи были рассмотрены при описании трансформаторов постоянного напряжения и тока.
Цепь регулировочной обмотки ОР амплистата: зажим 01 распределительного трансформатора Тр, провода 433, 414, обмотка индуктивного датчика ИД, провода 407, 1090, 1089, выпрямительный мост БВ, провод 1087, настроечный резистор СОР, замыкающий контакт реле РУ10, включенный, начиная с 4-й позиции контроллера, провода 415, 521, регулировочная обмотка ОР, провода 413, 1088, выпрямительный мост БВ, провод 1086, зажим 02.
Последняя обмотка управления амплистата — стабилизирующая НС—КС соединена последовательно со вторичной обмоткой Н2—К2 стабилизирующего трансформатора СТр. Первичная обмотка H1—К1 этого трансформатора через резистор СТС включена на зажимы возбудителя.
Кроме обмотки независимого возбуждения H1—НН1 возбудитель имеет размагничивающую обмотку Н2—НН2, которая ограничивает возбуждение и ток генератора для плавного трогания тепловоза с места.
На исправном тепловозе аварийный переключатель возбуждения АР устанавливают в положение «Нормальный режим». В этом случае замкнуты нечетные контакты переключателя и размагничивающая обмотка получает питание от вспомогательного генератора по следующей цепи (см. рис. 244): включенный контактор ВВ, провод 405, контакты 1 переключателя АР, перемычка 457, провода 460, 481, 467, обмотка возбудителя НН2—Н2, провод 466, резисторы СВВ, провод 458, контакт 3 переключателя, провод 434, минусовые зажимы 3/1—9.
Если основная система возбуждения возбудителя оказалась неисправной, то машинист может перейти на резервную аварийную схему возбуждения. Для этого переключатель АР ставят в положение «Аварийный режим», замыкая его четные контакты. Теперь в обмотке возбудителя Н2—НН2 ток проходит в обратном направлении по цепи: провод 405, контакты 2 переключателя, провода 1135, 1175, резисторы СВВ, провод 466, обмотка Н2—НН2, провода 467, 481, 460, контакты 4 переключателя, провод 434, минусовые зажимы 3/1—9. Реле РУ8 и РУ10 обеспечивают ступенчатое усиление возбуждения возбудителя, шунтируя своими блокировочными контактами участки резистора СВВ. В случае боксования тепловоза реле РУ5 своим размыкающим контактом вводит резистор СВВ в цепь обмотки Н2—НН2, возбуждение возбудителя и, следовательно, ток в силовой цепи снижаются.

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

Понятие возбуждения и его особенности

Возбуждение – это термин, используемый инженерами-электриками, означающий создание магнитного поля. Простой магнит, используемый в этой главе для иллюстрации работы генератора, конечно способен создать ток в обмотках генератора, но постоянный магнит перестает быть постоянным под действием вибраций и нагрева.

Описание процесса

Обычно ротор выполняется в виде электромагнита, изготовленного из мягкой стали или железа, на который намотана катушка. Через катушку пропускается постоянный ток, индуцирующий в железном роторе магнитное поле. Напряженность наведенного таким обрезом магнитного поля зависит от силы тока, пропускаемого через обмотку возбуждения, и этот факт дает еще одно преимущество, поскольку позволяет регулировать э.д.с, в статорных обмотках генератора.

Простой электромагнит и концентрация поля

Если катушку ротора намотать не железный сердечник так, как показано на рис. 3.13(а), то получится магнит с одной парой полюсов N (North – северный) и S (South – южный).

Рис. 3.13(а). Простой электромагнит.

Из-за большого расстояния между полюсами магнитные силовые линии окажутся сильно рассеянными в пространстве. Теперь протянем полюса магнита навстречу друг другу, так, чтобы между ними остался лишь небольшой зазор (см. рис. 3.13(б)).

Рис. 3.13(6). Загнем концы электромагнита, чтобы сконцентрировать поле.

И, наконец, выполним полюса магнита в виде набора зубьев, входящих друг в друга, но без соприкосновения (см. рис. 3.14). Мы получим в сумме длинный узкий зазор между полюсами N и S, через который будет происходить “утечка” магнитного поля наружу. При вращении ротора эта “утечка” будет пересекать обмотки статора, и наводить в них э.д.с.

Питание ротора постоянным током: особенности процесса

Для того чтобы магнитное поле в роторе не меняло направления, его катушка должна питаться постоянным током одной полярности. Подвод тока к вращающейся катушке осуществляется через угольные щетки и коллекторные кольца.

самовозбуждение и возбуждение от внешнего источника (обычно от аккумулятора).

Рис. 3.14. Зубчатый ротор генератора.

Возбуждение генератора: знакомство с определением

Возбуждение генератора – это процесс, который происходит на основе магнитодвижущей силы. Она выполняет процесс наведения магнитного поля, которое, в свою очередь, производит процесс образования электроэнергии. Для возбуждения генераторов первого поколения использовали специальные ротаторы постоянного тока, которые еще принято называть возбудителями. Их обмотка получала питание постоянного тока от другого генератора, его принято называть подвозбудителем. Все компоненты размещаются на одном валу, а их вращение происходит синхронно.

Обмотка возбуждения генератора: знакомство с определением

Обмотка возбуждения генератора – это один из основных конструктивных элементов синхронного генератора. Она получает питание от источника, предоставляющего постоянный ток. Чаще всего функцию источника выполняет электронный генератор напряжения. Такие регуляторы используется в новых моделях, работающих на основе самовозбудителя. А самовозбуждение, в свою очередь, основано на том, что первоначальное возбуждение происходит с помощью остаточного магнетизма магнитопровода синхронного генератора (СГ). Важно понимать, что энергия переменного тока поступает именно от обмотки статора СГ, трансформируя ее в энергию постоянного тока.

Для чего служит обмотка возбуждения генератора

Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Ротор вращается с помощью первичного двигателя, тем самым магнитное поле, создаваемое в роторе, тоже вращается вместе с ним с той же скоростью. Теперь линии магнитного поля пересекают обмотку статора, расположенную вокруг ротора. В результате в обмотке образуемся переменная электродвижущая сила (эдс).

Катушка возбуждения генератора: знакомство с определением

Катушка возбуждения генератора – это специальный электромагнит, который используют для генерации электромагнитного поля в электромагнитных машинах. В его состав входит катушка и проволока, по которой протекает ток. Если взять к примеру вращающиеся машины, то там катушки возбуждения наматываются на специальный железный магнитный сердечник. Именно последний выполняет функцию направления силовой линии магнитного поля. В состав магнитопровода входит два основные компонента:

• Статор – он неподвижный.
• Ротор – производит вращения вокруг статора.

Силовые линий магнитного поля непрерывно проходят от от статора к ротору и обратно. Катушки возбуждения могут располагаться либо на статоре, либо на роторе.

Система возбуждения тягового генератора

Возбуждение тягового генератора происходит от возбудителя постоянного тока В 600 (входит в двухмашинный агрегат А706А, состоящий из возбудителя и вспомогательного генератора).

Для создания необходимой внешней характеристики тягового генератора в схеме используются сигналы обратной связи по его току и напряжению, получаемые с помощью трансформаторов 777Г постоянного тока и ТЛЯ постоянного напряжения, а также сигнал от объединенного регулятора дизеля, получаемый от индуктивного датчика ИД. Эти сигналы совместно с сигналом уставки через селективный узел воздействуют на управление амплистата А В, выход которого включен в цепь возбуждения возбудителя. Благодаря этому напряжение возбудителя и тягового генератора изменяется по определенному закону.

Система регулирования обеспечивает ограничение тока и напряжения генератора и совместно с узлом управления полем возбуждения тяговых электродвигателей — полное использование свободной мощности дизеля вплоть до конструкционной скорости тепловоза.

а) Амплистат возбуждения. Известно, что если в катушке со стальным сердечником проходит переменный ток, то он ограничивается в основном индуктивным сопротивлением. Магнитодвижущая сила (м. д, -с.) такой катушки с сердечником равна произведению тока на число витков и выражается в амперах.

При увеличении м. д. с. магнитный поток в сердечнике возрастает вначале пропорционально. При магнитном насыщении материала сердечника индуктивное сопротивление катушки значительно уменьшается.

Если на замкнутый стальной сердечник надеть две катушки, одна из которых подключена к переменному напряжению, а вторая — к источнику постоянного тока, то последняя катушка будет создавать лодмагничивание сердечника.

Допустим, что катушка переменного тока создает в сердечнике магнитный поток, не достаточный для насыщения материала. Индуктивное сопротивление катушки будет значительным, а ток, проходящий в ней, — незначительный.

В катушке постоянного тока будем увеличивать ток — сердечник подмагничивается и насыщается. Теперь в первой катушке индуктивное сопротивление уменьшится, а ток в ней возрастет. Такое устройство называется управляемым дросселем.

Опытами установлено, что для дросселя с сердечником из высококачественного магнитного материала м. д. с. обмотки переменного тока дросселя примерно равна м. д. с. подмагничи-вагощей обмотки.

Следовательно, когда подмапшчивание отсутствует, индуктивное сопротивление обмотки переменного тока настолько велико, что ток в ней близок к нулю. С увеличением тока под-магничивания средняя величина переменного тока пропорционально возрастет.

Рис. 4. Принципиальные схемы простейших магнитных усилителей:

ОУ — управляющая обмотка; ОР1 н 0Р2 — рабочие обмотки; СИ — сопротивление нагрузки: В — выпрямитель

Простейший амплистат (магнитный усилитель) состоит из двух управляемых дросселей. Вместо двух подмапшчивающих обмоток применяют одну обмотку О У (рис. 4, а), охватывающую сердечники обеих дросселей. Обмотки переменного тока или, назовем их, рабочие обмотки ОР1 и ОР2 соединяют встр еч но — последов ате лыго. Это сделано для того, чтобы в обмотке подмагничивания ОУ не наводилось переменное напряжение, которое могло бы нарушить работу амплистата, В амплистате (магнитном усилителе) изменением подмагничивания можно регулировать величину тока в сопротивлении СИ нагрузки, а если в цепь сопротивления СИ нагрузки включить выпрямитель В, то в нагрузке будет протекать постоянный ток. Принципиальная схема магнитного усилителя с питанием от однофазного источника переменного тока и выпрямлением нагрузочного тока показана на рис. 4, 6.

Если в качестве нагрузки усилителя включить обмотку возбуждения электрической машины, например возбудителя, то таким усилителем можно регулировать величину тока в ней.

Даже для простейшего усилителя мощность нагрузки значительно больше мощности цепи подмагничивания. Отношение мощности нагрузки к мощности в цели подмагничивания называют коэффициентом усиления по мощности. Чтобы получить высокий коэффициент усиления, магнитный усилитель соединяют по схеме, показанной на рис. 5, в которой рабочие обмотки усилителя включены последовательно с вентилями Д1-Д4 моста. При этом ток в рабочих обмотках изменяется не по направлению, а только по величине, т. е. является пульсирующим.

Допустим, что в первый полупериод точка «ая имеет положительный потенциал по отношению к точке $б». Тогда ток потечет по вентилю ДЗ, сопротивлению нагрузки СИ, вентилю Д2, обмотке ОР1 и к точке «гбл». Во второй полупериод ток пойдет от точки «б» по обмотке ОР2 через вентиль Д1, по сопротивлению нагрузки СИУ через вентиль Д4 выпрямителя и к точке «а». Результирующий ток можно получить как сумму мгновенных величин переменного тока с определенной величиной постоянного тока. Постоянная составляющая, протекая по рабочим обмоткам, подмагничивает усилитель так, что рабочие

Рис. 5. Принципиальная схема однофазного магнитного усилителя с внутренней обратной связью:

ОУ — управляющая обмотка; ОР1 и ОР2 — рабочие обмотки; Д/, Д2. ДЗ, Д4 — выпрямители; СИ — сопротивление нагрузки обмотки являются одновременно И подмагничивающими. При этом большая часть мощности для ггод-м а гни чина ни я потребляется из цепи переменного тока, что приводит к резкому увеличению коэффициента усиления.

Такой магнитный усилитель (ам-плистат) называют усилителем с внутренней положительной обратной связью. Характеристика его приведена на рис. 6.

При отсутствии тока в обмотке подмагничивания (точка 0) ток нагрузки достигает значительной величины (точка В на оси ординат). Для усилителя без обратной связи ток нагрузки (выход) в этом случае близок к 0. При наличии обратной связи этот малый ток создает некоторое подмагничивание, вследствие чего ток нагрузки вновь увеличивается. Происходит самоподмагничивание усилителя до наступления равновесия (в точке Д). При протекании по обмотке подмагничивания тока положительного направления ток нагрузки возрастает до максимума (точка Г), при изменении направления тока .подмагничивания ток нагрузки снижается до минимума (точка Л). Отношение наибольшего тока выхода к наименьшему называют кратностью выходного тока усилителя.

На тепловозе М62 применен однофазный амплистат типа AB-ЗА с внутренней обратной связью (рис. 7). Амплистат состоит из двух магнитопроводов, на каждом из которых расположено по одной рабочей обмотке (PO) Н1-К1 и Н2-К2. Четыре обмотки подмагничивания охватывают оба магиитопро-вода: управляющая (ОУ) ИУ-КУ; задающая (03) ИЗ-КЗ; регулировочная (ОР) НР-КР; стабилизирующая (ОС) НС-КС.

Техническая характеристика амплистата АВ-ЗА

Напряжение питания, ß. 60

Напряжение наибольшее (выхода), В. 35

Ток наименьший (выхода), А. 0,5

Ток длительного режима, Л. 8,5

Частота тока питания, Гц. 133

Сопротивление нагрузки, Ом , . . б

Наибольшая магнитодвижущая сила управления, А . . . . 3400

Технические данные обмоток амплистата приведены в табл. 2.

Маневровые локомотивы

Тяговые генераторы

На тепловозе тяговый генератор преобразовывает механическую энергию дизеля в электрическую. Кроме того, тяговый генератор используют в качестве приводного двигателя для пуска дизеля. В этом случае он получает питание от аккумуляторной батареи и работает как двигатель последовательного возбуждения Тяговые генераторы типа МПТ-84/39 тепловозов ТЭМ1, типов ГП-300А, ГП-300Б тепловозов ТЭМ2 и типа ГП-319 тепловозов ТЭМ5 по конструкции мало отличаются друг от друга, поэтому они рассмотрены ниже одновременно. Генераторы ГП-319 еще не получили достаточно широкого распространения Основные технические данные тяговых генераторов и сопротивленле обмоток тяговых генераторов и возбудителей приведены в табл. 3 и 9

Генераторы МПТ-84/39, ГП-300А (рис. 150) и ГП-300Б представляют собой восьмиполюсные машины постоянного тока независимого возбуждения, защищенного исполнения с самовентиляцией. Воздух для вентиляции засасывается из кузова со стороны коллектора, охлаждает его, проходит через воздушный зазор и осевые каналы сердечника яко-

* В ЧИСЛИТеЛе — СОПрОТИВЛеНИе ТреХВИТКОВОЙ обмОТКИ в Знаменателе — ЧеТЫреХЗНТКОВ «ш

** В числителе — сопротивление обмотки независимой I системы, в знаменателе — независимой II системы

Рис 150 Тяговый генератор ГП 300А 1 — корпус якоря, 2 — ребра З — ступица корпуса якоря 4 — вал 5 — уплотнение переднее лоСи 1_ні — ое ь — подлипни роликовьн уплигнепие заднєє лабиринтное 8 — трубка дія сміз и

9 — шаиоа нажимная Ю — щит подшипниковый 11 — коллектор 12 — щетки 13 — щеткодержатечь 14 — катушка (обмотка) главного полюса 15 — уравнительные соединения 16 — сердечник главного полюса 17 — обмотка добавочного полюса 18 — сердечник добавочною полюса 19 — бандажи, 20 — сердечник якоря 21 — вентилятор 22 — обмотка якоря 2′ — фланец 24 — отверстия 25 — лапы опорные 26 — станина 27 — сетка 28 — 6jpt це ітрирмоідин 29 — торцовые вентиляционные отверстия о0 — проушина, 31 — крышка, 32 — оіверстия венгил їционньїе ря, а также через промежутки между полюсами и выбрасывается вентилятором 21 со стороны, противоположной коллектору

К станине 26 генератора крепятся все основные узлы и магнитопро-воды генератора, поэтому она изготовлена из литой стали с улучшенными магнитными характеристиками. К станине круглой формы приварены лапы 25 для крепления генератора на раме тепловоза На торце станины выточен центрирующий бурт 28, который входит в расточку торцового фланца рамы дизеля, и расточено десять отверстий с резьбой для постановки крепящих шпилек. Со стороны коллектора к станине прикреплен болтами подшипниковый щит 10

Главные полюсы создают основной магнитный поток машины Их сердечники 16 для уменьшения вихревых токов набраны из листовой электротехнической стали и скреплены заклепками. Листы толщиной 1 мм покрыты с обеих сторон изоляционным лаком. На каждом из полюсов размещены катушки 14 с двумя обмотками: независимого возбуждения и пусковой Пусковая обмотка имеет три витка из голой полосовой меди сечением 1,95X90 мм. Витки изолированы друг от друга миканитом толщиной 0,5 мм, а от каркаса, на который они намотаны, — миканитом и прессшпаном Катушка обмотки независимого возбуждения имеет 105 (у генератора ГП-300А-104) витков изолированной прямоугольной медной проволоки ПБД сечением 4,1X6,9 мм, намотанной в девять слоев Катушки обмотки независимого возбуждения, так же как и катушки пусковой обмотки, соединены последовательно.

Добавочные полюсы улучшают коммутацию генератора за счет компенсации потока реакции якоря Сердечники 18 добавочных полюсов изготовлены из прокатной стали Ст 3, так как размеры их невелики и потери от вихревых токов небольшие. Обмотка 17 добавочного полюса имеет семь витков из голой меди прямоугольного сечения 14X20 мм

Якорь генератора состоит из корпуса 1, напрессованного на вал 4, сердечника 20, коллектора 77 и обмотки 22. Стальной корпус сварен из литого барабана, двенадцати ребер 2 и ступицы 3. К барабану приварен фланец 23 с отверстиями для соединения с фланцем коленчатого вала дизеля На конец вала 4 напрессовано внутреннее кольцо двухрядного самоустанавливающегося роликового подшипника 6 Этот конец вала якоря генератора используют для привода двухмашинного агрегата, компрессора и вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей

Сердечник 20 якоря набран из лакированных листов электротехнической стали марки Э-310 толщиной 0,5 мм, каждый из которых имеет 76 пазов для укладки обмотки якоря Кроме того, в листах в два ряда выштампованы вентиляционные отверстия 32 по Зв отверстий в ряду Коллектор 77 генератора набран из 380 пластин клиновидного сечения, изготовленных из красной твердотянутой меди Пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом толщиной 1 мм Диаметр коллектора 680 мм, длина рабочей части 183 мм Биение коллектора по индикатору не должно превышать 0,04 мм

Якорь генератора имеет петлевую обмотку 22 с уравнительными соединениями 15 Обмотка выполнена из медных изолированных стержней марки ПДА прямоугольного сечения (1,81X5.5 мм), 1140 стержней обмотки собраны в 76 секций, каждая из которых состоит из 15» стержней, соединенных коллекторными пластинами по три параллельно Таким образом, обмотка имеет 380 витков

Восемь щеткодержателей 13 со щетками 12 прикреплены претив середин главных потюсов на подшипниковом щите посредством изоляционных держателей и подвесок из листовой стали, несущих по три щеткодержателя В каждом щеткодержателе установлено по две щетки, набегающая и сбегающая, марки ЭГ-14 размерами 9X39X55 мм (на генераторе МПТ-84/39) и 12,5X32X60 мм (на генераторе ГП-ЗООА) Набегающая щетка установлена под углом 30°, а сбегающая — под

углом 10° к поверхности коллектора Такое расположение щеток обеспечивает более надежный контакт с коллектором, препятствует заклиниванию щеток и улучшает коммутацию тока Нажатие щеток, равное 0,86 кгс, регулируют пружинами, концы которых можно переставлять по зубьям храповика

Тяговый генератор типа 5Б86/38х8 тепловозов ЧМЭ2 (рис 151) — самовентилирующаяся машина постоянного тока с независимым возбуждением и изоляцией класса В Конструктивно машина мало отличается от генератора типа МПТ-84/39. Станина 10 изготовлена из литой стали Нижняя полуокружность станины торцом прифланцована к корпусу дизеля Сердечник якоря 1 набран из листов лакированной электротехнической стали На конце вала на втулке 14 насажено вентиляторное колесо 2 Свободный конец вала опирается на двухрядный самоустанавливающийся роликовый подшипник 5 В 92 пазах сердечника якоря размещена обмотка 17 из прямоугольных проводников Стержни обмотки изолированы стеклослюдяной лентой, а в прямой части опрес-сованы микафолием Катушки изолированы стеклолентой Обмотка пропитана неорганическими лаками и окрашена глифталевым лаком

Коллектор набран из 460 пластин 15 на миканитовой обкладке кор ^са 13 и крепится болтами и нажимной шайбой 4 На подшипниковом щите установлены восемь щеткодержателей по пять щеток в каждом, размер щеток 32x12x50 мм, давление на щетку 0,8-1,2 кгс На главных полюсах, сердечники 6 которых набраны из листовой стали, насажены катушки обмотки независимого возбуждения из прямоугольной меди со стеклотканевой изоляцией Сердечники 11 добавочных полюсов изготовлены из толстой листовой стали, а их катушки 9 — из полосовой меди с прокладками из асбеста

Тяговый генератор типа ТО802 тепловоза ЧМЭЗ (рис 152) — деся-типолюсная самовентилирующаяся машина постоянного тока с независимым возбуждением и пусковой обмоткой Станина 2 сварена из листовой стали, прифланцована торцом к корпусу дизеля и лапами прикреплена к раме Сердечники 1 главных полюсов набраны из листов электротехнической стали толщиной 1 мм и стянуты четырьмя заклепками Катушка главного полюса состоит из пусковой обмотки и обмотки независимого возбуждения Пусковая обмотка содержит четыре витка (на тепловозах ЧМЭЗ до К0 353 — три витка) из полосовой меди сечением 1X95 мм, намотанной плашмя на изолированный каркас Обмотка воз буждения имеет 63,5 витка из прямоугольного изолированного провода сечением 4,0×7,5 мм, которые расположены в восемь слоев со ступенчатой разбивкой по слоям Каждый из слоев покрыт эпоксидным лаком

Сердечники 9 добавочных полюсов выстроганы из стальных пластин и прикреплены к станине двумя болтами Катушки добавочных полюсов имеют 9,5 витка из медной шины сечением 2,2X50 мм, намотанных в два ряда (5 и 4,5 витка) Витки изолированы друг от друга асбестовыми прокладками, а вся катушка после изготовления залита эпоксидным компаундом Сердечник 8 якоря набран из лакированных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и насажен на сварную звезду В листах выштампованы 135 пазов, 72 отверстия для вентиляции и шпоночный паз Обмотка петлевая с уравнительными соединениями Каждая секция состоит из шести проводников прямоугольного сечения размером 2,8X9,0 мм (два ряда по три проводника), изолированных пятью слоями микаленты в пазовой части и шестью слоями стеклолен-тп — в лобовых частях Между секциями и на дно паза укладывают миканитовые прокладки, а катушки изолируют от паза миканитовой втулкой В лобовых частях обмотку крепят бандажами из стальной проволоки диаметром 2 мм, а в пазовых — текстолитовыми клиньями

Коллектор 7 диаметром 595 мм набран из 405 медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками толщиной

0,8 мм Петушки припаяны к пластинам коллектора серебряным припоем. Коллектор собран на втулке, от которой изолирован манжетами из щипаной слюды, н стянут болтами через нажимную втулку. Токосъемное устройство состоит из десяти траверс щеткодержателей 3 с пятью двойными щетками в каждом. Нажатие н-а щетки 1,5-1,8 кгс, размеры щеток 2(32X10X40) мм

На тепловозах ВМЭ1 разных выпусков установлены тяговые генераторы следующих типов ЕВ5с41/200, ЕВ5с41Ь/200, ЕВ5с41с/200 и ЕВ5с41 а/200 Все они отличаются друг от друга параметрами обмоток. У генераторов ЕВ5с41а/200, 41Ь/200 и 41с/200 якоря взаимозаменяемы.

На литой станине 7 (рис 153) генератора укреплены восемь главных 13 и восемь добавочных 6 полюсов, якорь с коллектором 3, узел токосъема, подшипниковый щит 5 и щит 8. Станина имеет лапы для крепления генератора к раме Со стороны дизеля вал 1 генератора через шариковый шарнир и центрирующий вал 14 присоединен без под-

Рис 152 Тяговый генератор ТО802

1 — сердечник главного полюса 2 — станина 3 — траверса щеткодержателя, 4 — щит подшипниковый 5 — шкив клиноременнон передачи к двухмашинному агрегату и вентилятору тяговых двигателей б — вал 7 — коллектор 8 — сердечник якоря 9 — сердечник добавочного полюса; 10 — об-моткодержатель 11 — обмотка якоря, 12 — колесо вентиляторное

Рис 153 Тяговый генератор ЕВ5с41/200

/-вал якоря 2 — подшипник роликовый З — коллектор 4- щеткодержатель, 5 — щит подшипниковый 6 — полюс добавочный 7 — станина 8 — щит 9 — обмотка якоря 10- сердечник якоря, 11 — корпус якоря, 12-люк вентиляционный 13 — полюс главный 14 — вал центрирующии 15 —

гайка шипника к валу дизеля Сердечники главных полюсов набраны из лакированных листов электротехнической стали. На главных полюсах расположены пять обмоток независимого возбуждения, параллельная, про-тивокомпаундная, пусковая и компенсационная Первые три обмотки создают гиперболическую внешнюю характеристику, компенсационная улучшает коммутацию генератора, а пусковая — служит для пуска генератора в режиме двигателя

Параллельная обмотка имеет 420 витков (на полюс) из провода ПСД прямоугольного сечения размером 1,25×2,1 мм На генераторах ЕВЗс41/200 и ЕВ5с41с/200 катушки включены последовательно, а на генераторе ЕВЗс41 а/200 — в четыре параллельные ветви по две катушки в каждой Последовательно с обмотками включают регулируемый добавочный резистор Обмотка независимого возбуждения имеет также 420 витков из такого же провода и получает питание от возбдителя. Противокомпаундная обмотка выполнена из полувитка шинной меди сечением 3,5X4 мм на каждый полюс Она создает размагничивающий магнитный поток и снижает напряжение генератора при возникновении больших пусковых токов Пусковая обмотка имеет четыре витка из медной шины размером 6Х 10 мм и включена последовательно с якорем Компенсационная обмотка выполнена из медных стержней размером 2(6,5×30) мм, заложенных в пазы башмаков главных полюсов, и имеет на два полюса шесть витков Обмотка включена последовательно в цепь якоря и совместно с добавочными полюсами обеспечивает симметрию магнитного поля машины Обмотка добавочных полюсов имеет три витка на полюс, выполненных из медной шины размером 26,5X19 мм

В сердечнике 10 якоря из листов электротехнической стали выштам-повано 100 пазов для укладки обмотки. Обмотка 9 якоря петлевая выполнена из прямоугольного медного провода сечением 3X13 и 2(ЗХ Хб,5) мм В каждом из пазов уложены три проводника сечением 3×13 мм и шесть проводников сечением 3×6,5 мм, соединенных в две параллельные ветви Все обмотки генератора имеют кремнийорганиче-скую изоляцию. Коллектор 3 арочного типа состоит из 300 медных пластин и имеет диаметр 650 мм. На каждом из восьми щеткодержателей укреплено по шесть щеток марки ЭГ-14 размером 20X30X30 мм Вентилятор укреплен на валу якоря со стороны, противоположной коллектору. Охлаждающий воздух забирается из машинного отделения, прогоняется между полюсами и якорем и выбрасывается вниз под настил пола

5.1.2. Система возбуждения тягового генератора с использованием возбудителя с продольно-расщепленными полюсами

Возбудитель с продольно-расщепленными полюсами — четырех-полюсная электрическая машина, каждый полюс которой разделен вдоль оси на две неравные части. На одной из них, называемой насыщенной, расположены магнитные мостики в виде вырезов на сердечнике и стальной прокладки между сердечником и станиной.

Возбудитель имеет две обмотки возбуждения. Одна из них — основная ОВ — охватывает обе части полюса, другая дифференциальная ДВ — расположена на насыщенной части полюса (см. рис. 5.3.). Н.с., наводимые в этих обмотках, направлены в противоположные стороны (см. рис. 5.4.). Наконечники двух частей полюса разделены латунной прокладкой. Сердечник якоря разделен на две части пакетом латунных листов.

Основная обмотка питается от двух источников: вспомогательного генератора ВГ, дающего постоянное напряжение, и возбудителя В. Дифференциальная обмотка включена последовательно в силовую цепь тягового генератора Г. При малых токах генератора, когда н.с. дифференциальной обмотки мала, магнитные мостики намагничиваются потоком, созданным основной обмоткой.

С увеличением тока генератора н.с. дифференциальной обмотки сначала размагничивает, а потом перемагничивает насыщенную часть полюса. Соответственно сначала уменьшается, а затем изменяет направление магнитный поток, проникающий из этой части полюса в якорь. При больших токах генератора она снова насыщается и после увеличения тока до определенного значения магнитный поток насыщенной системы практически не изменяется.

ЭДС в обмотке якоря наводится двумя независимыми потоками. Один из них Ф′ создается н.с. основной обмотки и замыкается по ненасыщенной части полюса. Другой Ф′′ создается разностью намагничивающих сил основной и дифференциальной обмоток и проходит по насыщенной части полюса. При малых токах генератора второй поток совпадает по направлению с первым, при больших токах потоки имеют противоположные направления.

Возбудители с поперечным расщеплением полюсов имеют ряд преимуществ по сравнению с возбудителями с продольным расщеплением: более простую и удобную в изготовлении магнитную систему; более точное обеспечение заданной характеристики; большую гибкость при настройке системы.

Общим недостатком возбудителей с расщепленными полюсами является невысокая точность регулирования. Параметры магнитной системы возбудителей в большой степени зависят от точности сборки машины, магнитных свойств стали, температуры обмоток.

5.2. Аппаратный способ регулирования напряжения возбуждения тягового генератора

Работу системы возбуждения рассмотрим на примере тепловоза серии ТЭ10.

Независимая обмотка возбуждения ОВГ тягового генератора получает питание от возбудителя В (см. рис. 5.5.). На главных полюсах возбудителя расположены обмотки независимая НВ и размагничивающая РВ. Обмотка НВ подключена к амплистату возбуждения (АВ), а обмотка РВ — к вспомогательному генератору. Н.с. этих обмоток направлены встречно. Возбудитель и вспомогательный генератор объединены в двухмашинный агрегат, приводимый от дизеля.

АВ позволяет при помощи управляющих сигналов малой мощности изменять ток в цепи большой мощности. Принцип действия амплистата основан на свойстве магнитного усилителя с ферромагнитным сердечником изменять в больших пределах сопротивление переменному току в зависимости от насыщения сердечника. При насыщенном сердечнике индуктивное сопротивление рабочей обмотки амплистата велико, при ненасыщенном — очень мало. Изменять магнитное состояние сердечника можно при помощи обмоток управления, которые подключаются к источникам постоянного тока.

АВ выполнен по схеме с внутренней обратной связью, имеет две рабочих обмотки ОР1 и ОР2 и четыре обмотки управления: управляющую — ОУ, задающую — ОЗ, регулировочную — ОР и стабилизирующую — ОС. Для питания обмоток АВ применяется однофазный синхронный подвозбудитель СПВ. Связь по току тягового генератора осуществляется через селективный узел СУ. Датчик тока ТПТ и датчик напряжения ТПН представляют собой магнитные усилители, выполненные так, что ток ТПТ пропорционален току тягового генератора Iг, а ток ТПН пропорционален напряжению тягового генератора Uг. Обмоткой управления ТПТ служат силовые кабели, а ТПН имеет специальную обмотку управления ОУТН.

Рассмотрим принцип работы селективного узла (см. рис. 5.6.). Ток в обмотке ОУ iу имеет две составляющие iун и iут. При увеличении Iг увеличивается ток ТПТ — iт, а следовательно и ток iут. Соответственно увеличивается ток управления iу. Н.с. в обмотке ОУ направлена так, что при увеличении тока в ней напряжение на выходе АВ уменьшается. Соответственно снижается и Uг, а с ним и токи iн и iун.

Рис. 5.7. Внешняя характеристика тягового генератора при различных значениях частоты вращения коленчатого вала дизеля

В результате, при увеличении тока тягового генератора его напряжение уменьшается практически по линейному закону (участок БВ на рис. 5.7.), а ток iу в обмотке ОУ остается практически постоянным.

АВ имеет большой коэффициент усиления (десятки и сотни раз). В точке В составляющая iн становится равной нулю. Если Iг продолжает возрастать, то из-за большого коэффициента усиления системы напряжение генератора резко снижается даже при незначительном увеличении Iг — наступает ограничение максимального тока тягового генератора. При уменьшении Iг напряжение тягового генератора остается практически постоянным.

Обмотка ОЗ, н.с. которой пропорциональна напряжению блока тахометра БТ, а значит и частоте вращения вала дизеля, обеспечивает смещение внешней характеристики тягового генератора в зависимости от позиции контроллера машиниста. Н.с. обмотки ОЗ направлена навстречу н.с. обмотки ОУ и увеличение Fз вызывает увеличение тока возбуждения возбудителя.

Обмотка ОР включена последовательно с индуктивным датчиком ИД объединенного регулятора дизеля. Если мощность дизеля не соответствует заданному значению при заданной частоте вращения вала дизеля, то сервомотор регулятора мощности перемещает шток ИД и ток в обмотке ОР изменяется вместе с изменением тока датчика ИД.

Для стабилизации режима работы системы регулирования в АВ имеется обмотка ОС. В установившемся режиме ЭДС во вторичной обмотке трансформатора СТ и ток в обмотке ОС равны нулю. Во время переходного процесса, когда меняется напряжение возбудителя, во вторичной обмотке трансформатора СТ наводится ЭДС и по обмотке ОС протекает ток. При этом суммарная н.с. АВ изменяется таким образом, чтобы замедлить скорость изменения тока на выходе АВ.

Источник: nevinka-info.ru