- •3. Характеристики и регулирование напряжения тяговых генераторов
- •3.1. Совместная работа дизеля и генератора
- •3.2. Внешняя характеристика тягового генератора и её ограничения
- •3.3. Способ получения заданной внешней характеристики тягового генератора. Возбудители
- •3.3.1. Возбудитель с продольно – расщепленными полюсами
- •3.3.2. Возбудитель с радиальным расщеплением полюсов (тэ3, тэ7 и некоторые зарубежные)
- •Понятие о схемах соединения тяговых электрических машин тепловозов
- •3.4.1. Зависимость вида схемы передачи от мощности тепловоза и характера его работы. Выбор схемы соединения тг с тэд
- •3.4.2. Постоянная схема соединения тэд без ослабления возбуждения
- •3.4.3. Постоянная схема соединения тэд с ослаблением возбуждения
- •3.5. Определение основных параметров электропередачи
- •3.6. Определение режимов максимальной и минимальной нагрузок тягового генератора и тягового электродвигателя
- •3.7. Расчет и построение регулировочных характеристик
- •3.10. Особенности конструкции и расчета тягового генератора постоянного тока (гп–311б)
- •–Необходимая площадь сечения зубцов на один полюс при допустимой индукции в зубцах и максимальном напряжении
- •3.11. Расчет и построение характеристик тг постоянного тока
- •3.12. Выбор параметров обмотки возбуждения тг
- •3.13. Особенности конструкции синхронных генераторов
- •3.14. Схемы соединений сг и ву
- •3.15. Работа сг на 3х фазный выпрямительный мост
- •3.16. Режимы работы сг – ву
- •1 Режим – при угле коммутации 60° эл, когда коммутация начинается в момент равенства .
- •3 Режим – при прерывистом напряжении, когда возможна одновременная коммутация всех 3х фаз. В этом режиме постоянно включены 3 вентиля и добавляется 4й вентиль.
- •3.17. Аварийные режимы тепловозных выпрямителей (ву) и их защита
- •3.18. Расчет выпрямительной установки тепловоза
3.13. Особенности конструкции синхронных генераторов
ТГ ГС-501А (Г– генератор, С– синхронный, 501– номер разработки;
А–модификация).
СГ исключает проблему коммутации при любой мощности. В нем нет коллектора (следовательно, он более надежен), щеток значительно меньше, всего 6 штук, марки ЭГ-4, уменьшен износ их на контактных кольцах, снижена масса СГ.
Предназначен для использования на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока.
ГС-501А – это синхронная электрическая машина защищенного исполнения с явно выраженными 12 полюсами на роторе, с независимым возбуждением, с принудительной осевой системой охлаждения с поступлением воздуха извне и очисткой его специальными фильтрами. Подача воздуха осуществляется сверху со стороны привода, а выброс — через боковые патрубки щита. Расход охлаждающего воздуха 4,45 м3/с при напоре не более 1,5 кПа.
Статор – неподвижная часть – сварной стальной корпус. В пазах железа статора располагаются 2 трехфазные обмотки, сдвинутые на угол 30° эл. с целью уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Способ соединения обмоток – звезда.
Железо статора выполнено из штампованных листов высоколегированной электротехнической стали толщиной 0,5 мм, в котором имеются 120 вентиляционных отверстий диаметром 27 мм.
144 паза в статоре. 10 выводов: 6 – выводы фаз, 2 вывода – нулевые точки статора и 2 вывода от обмотки возбуждения ротора.
Ротор имеет сварно-литой корпус, безвальной конструкции, на который нашихтован и спрессован пакет из 2х миллиметровых стальных листов индуктора. В этих листах имеются пазы формы ласточкиного хвоста, в которые клиньями крепят 12 полюсов.
Сердечники полюса ротора набраны из, отдельных, листов электротехнической стали толщиной 1,4 мм марки 0,8кп, спрессованных и стянутых между собой при помощи нажимных шайб, 4 шпилек и гаек.
Мощность, которая передается на ротор, составляет не более 1,5% мощности генератора, уменьшена трудоемкость при ремонте. Масса и стоимость генератора снижены, в основном за счет уменьшения расходов электротехнической стали и меди.
Таблица 3.4
Показатели |
Тип генератора | |
ГС 504 |
ГП 313б | |
1. Мощность, кВт |
2750 |
2700 |
2. Частота вращения, с-1 |
16,6 |
16,6 |
3. Масса, кг |
6500 |
9000 |
4. Масса меди, кг |
880 |
1507 |
5. Масса стали, кг |
2534 |
3032 |
6. Удельная мощность, кВт/кг |
0,422 |
0,3 |
Частота вращения вала СГ может быть более высокой, чем у ГПТ, что позволяет снизить массу дизель-генератора.
Катушка полюса ротора выполнена из медной ленты ЛММ (1,35X25мм), гнутой на ребро. Между витками – изоляция. Вся катушка пропитана в эпоксидной смоле (компаунде) и имеет изоляцию типа «Монолит-2» класса F. Число витков на полюс – 66 витков. Ом.
В пазы полюсных наконечников встроена демпферная (успокоительная) обмотка, выполненная из восьми медных или стальных стержней диаметром 12 мм, соединенных по концам дугами с помощью пайки латунью. Стержни вложены в специальные пазы, расположенные в полюсном башмаке и создают ряд короткозамкнутых контуров, демпфирующих (ослабляющих) поле, которые вращаются несинхронно.
Посредствам фланца через эластичную пластинчатую муфту ротор соединен с фланцем коленчатого вала дизеля.
Подшипниковый щит сварной конструкции укреплен болтами на корпусе статора. В щите имеется выемная ступица (капсула), обеспечивающая замену роликоподшипника без снятия генератора. Подшипник ротора самоустанавливающийся, двухрядный, со сферическими роликами. В нижней части подшипникового щита под контактными кольцами укреплен стальной патрубок для выброса из СГ нагретого воздуха.
Щетки марки ЭГ-4 помещены в латунные щеткодержатели, подводят ток от возбудителя к обмотке возбуждения.
Для перспективных магистральных тепловозов и газотурбовозов, чтобы уменьшить общие габаритные размеры и массу, упростить привод и улучшить компоновку оборудования тяговые и вспомогательные синхронные генераторы выполняют в виде единого электрогенерирующего агрегата (А-714).
Тяговый агрегат А-714 используется на тепловозе 2ТЭ121 (А – агрегат, 714 – номер разработки).
А-714 состоит из синхронного тягового генератора и синхронного вспомогательного генератора. ТГ предназначен для питания через ВУ ТЭД, а вспомогательный генератор – для питания асинхронных электродвигателей вспомогательных механизмов и цепи возбуждения ТГ.
Таблица 3.5
Наименование параметров |
ГС-501А |
А-714 | |
ТГ |
ВГ | ||
1. Мощность, кВт |
2800 |
2800 |
630 |
2. Напряжение продолж. режима, В |
360 |
360 |
400 |
3. Частота вращения, мин-1 |
1000 |
1000 |
1000 |
4. Число фаз |
6 |
6 |
6 |
5. КПД |
0.95 |
0,95 |
0,91 |
6. Масса, кг |
6000 |
8200 |
8200 |
Роторы ТГ и ВГ явнополюсные (12 шт.) и расположены на одном валу. Имеют общий корпус с лапами для установки на поддизельной раме – это корпус статора ТГ. Корпус статора ВГ соединяется с общим корпусом.
Один подшипник в выемной ступице щита.
Вентиляция независимая.
Возбуждение ГСН осуществляется по принципу самовозбуждения. 12 полюсов на роторе получают питание от собственной статорной обмотки. Статор из Э43 толщиной 0,5 мм (40 вентиляционных отверстий, в пазах уложена волновая обмотка с изоляцией класса Н).