Электровозы. Устройство и ремонт электровозов.

Электровозы

Электровозы и их устройство

по выполняемой службе электровозы разделяются на грузовые, пассажирские, маневровые, а также шахтные и специальные промышленного назначения. Наш проект - справочник по общему устройству, эксплуатации и ремонту электровозов.
Разделы справочника:
Важно:
Бригада электровоза состоит из машиниста и его помощника. Согласно Правилам технической эксплуатации (§ 250) электровозная бригада может быть прикреплена к двум односерийным электровозам, работающим по системе многих единиц, т. е. постоянно сцепленным между собой, соединённым междуэлектровозными соединениями, тормозными и питательными магистралями и управляемым из одной кабины. При этом работу двух электровозов можно рассматривать как работу одного локомотива, имеющего мощность, в два раза большую, чем мощность каждого отдельного электровоза. Машинисты электровозов назначаются из помощников машинистов, имеющих право управления электровозом.....
прочитать полностью

Аккумуляторная батарея служит источником энергии для питания цепи низкого напряжения электровоза при неработающем генераторе тока управления. Во время подготовки электровоза к работе, а также при повреждении генератора тока управления в пути аккумуляторная батарея питает электроэнергией катушки различных аппаратов, осветительные и сигнальные лампы. После включения генератора тока управления питание низковольтных цепей электровоза производится от генератора, который одновременно заряжает аккумуляторную батарею.
прочитать полностью

Партнеры:

Свежие материалы:
Полезное:

Сердечник якоря


    Сердечник якоря состоит из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, покрытых тонким слоем лака (фиг. 135). По периферии каждый из листов имеет 57 пазов. В середине каждого листа выштамповано отверстие диаметром 180 мм и канавка под шпонку для направления листов сердечника якоря на втулке. Кроме того, в сердечнике якоря имеется ряд круглых отверстий диаметром 29 мм, расположенных на окружностях диаметром 254, 340 и 425 мм. Через эти отверстия прогоняется воздух для охлаждения сердечника якоря. Форма вентиляционных каналов взята круглая, так как при этой форме достигается наиболее полное использование каналов. При прямоугольной форме каналов в углах получается слабое течение воздуха, и, таким образом, тепло отдаётся воздуху не со всей поверхности канала одинаково интенсивно.
    Часть листов сердечника якоря имеет наружный диаметр 628 мм, а часть 635 мм. При сборке сердечника якоря листы кладутся таким образом, чтобы на наружной поверхности получились впадины глубиной 3,5 мм для банда-жировки. Расположение этих впадин показано на фиг. 135.
    Сердечник якоря набирается из отдельных листов, изолированных друг от друга слоем лака, для того чтобы уменьшить потери от вихревых токов. Если бы якорь был выполнен в виде стального массивного цилиндра, то электрическое сопротивление между его отдельными точками было бы очень мало, а вихревые токи, возникающие от пересечения сердечником якоря магнитного потока, доходили бы до значительных величин, бесполезно нагревали сердечник якоря и снижали к. п. д.
    двигателя.
    Втулка и нажимные шайбы якоря. Отдельные листы электротехнической стали набираются на втулку якоря (фиг. 136) и подпрессовываются; окончательно собранные листы прессуются под давлением 90 т так, чтобы активная длина сердечника якоря составляла 305 мм.
    Для однообразности положения отдельных листов стали, т. е. точного совпадения их пазов и зубцов и правильного положения пазов относительно коллекторных пластин, листы стали набираются на направляющую шпонку. От проворота листы удерживаются силами трения, которые возникают между самими листами и между листами и нажимными шайбами при прессовой
    посадке последних.
    В окончательно собранный спрессованный из листов стали сердечник якоря не должен проходить щуп толщиной 0,3 мм глубже чем на 5 мм на расстоянии 15 мм от последнего листа сердечника якоря, и при простукивании молотком с торца по собранному пакету сердечника якоря должен получаться глухой звук. Об
    Втулка якоря у двигателей типа ДПЭ-340 отлита вместе с задней нажимной шайбой сердечника якоря, а у двигателей типов ДПЭ-400А, ДПЭ-400Б и ДПЭ-340А отдельно.
    Со стороны коллектора стальные листы сердечника якоря удерживаются второй нажимной шайбой (фиг. 137), напрессованной на втулку якоря. Наружные очертания второй нажимной шайбы приспособлены для напрессовки на колпачков, крайние восемь листов -мм стали и соединены между собой тонее коллектора.
    Втулки напрессовываются на вал под давлением в пределах 78—96 т.
    Нажимные шайбы двигателей типа ДПЭ-340 имеют по своей периферии зубья, которые не позволяют распушиться зубцам крайних листов сердечника якоря. На эти зубья надеваются изоляционные колпачки, предохраняющие изоляцию обмотки якоря от протирания её краями паза. У тяговых двигателей, нажимные шайбы которых не имеют зубьев и изоляционных сердечника якоря выполнены из чечной сваркой.
    Рядом с нажимными шайбами на вал тягового двигателя типа ДПЭ-400 напрессованы уплотняющие кольца (см. фиг. 124), а у двигателя типа ДПЭ-340 — маслоотбоиные кольца, которые не позволяют попасть маслу из подшипниковой камеры внутрь двигателей и возвращают его обратно в масляный резервуар подшипникового щита.
    У двигателей типа ДПЭ-340А маслоотбойным кольцом со стороны, противоположной коллектору, служит коническая расточка конца втулки якоря.
    Так как все части якоря собраны на втулке, то становится возможным снять якорь с вала, не разбирая обмотки и не снимая коллектора, что позволяет менять в случае необходимости вал якоря.
    Коллектор. Коллектор состоит из следующих деталей (фиг. 138): коллекторных пластин, или ламелей, 5 клинообразного сечения, изготовленных из твёрдотянутой красной меди, изоляции между пластинами, изоляционного цилиндра 4, изоляционных манжет (конусов) б и 7, корпуса коллектора , нажимного конуса 2 и болтов 3.
    Коллектор тягового двигателя типа ДПЭ-340 имеет 341 пластину, коллектор тягового двигателя типа ДПЭ-400 — 285 пластин. Среднее напряжение между соседними коллекторными пластинами при напряжении на коллекторе 1500 в составляет соответственно 17,6 и 21,1 в.
    Внутренние концы коллекторных пластин сделаны в форме ласточкина хвоста; этими концами пластины зажимаются между корпусом / и нажимным конусом 2. На наружной стороне пластины имеют выступы, носящие название «петушков», в прорези которых впаиваются концы секций обмотки якоря. Отдельные коллекторные пластины изолируются между собой пластинами мегомита толщиной 1,14 мм. Мегомит (коллекторный миканит) отличается от миканита меньшим содержанием склеивающего лака и более сильной прессовкой. Последнее обеспечивает большую жёсткость коллектора и большую точность при его изготовлении.
    Мегомит как материал более твёрдый, чем медь, изнашивается медленнее последней, и с течением времени на поверхности коллектора выступили бы наружу все мегомитовые пластины и щётка стала бы подпрыгивать на этих пластинах, что вызвало бы искрение, перегрев коллектора и быстрое дальнейшее выгорание меди коллекторных пластин.
    Чтобы при работе двигателя щётки не задевали мегомитовых прокладок, помещённых между коллекторными пластинами, изоляция между этими пластинами фрезеруется на глубину 1,2 мм.
    Для изоляции коллекторных пластин от корпуса 1 и нажимного конуса 2 под коллекторные пластины зажимаются миканитовые изоляционные манжеты (конусы) 6 и 7, а под ласточкины хвосты помещается миканитовый цилиндр 4. Выступающая из-под коллекторных пластин часть миканитовой манжеты (конуса) 6 бандажируется бечевой и покрывается лаком. В эксплуатации необходимо тщательно следить за чистотой этого выступа, так как его загрязнение может привести к перебросу с коллектора на корпус и выгоранию миканитовой манжеты. Для предотвращения вывёртывания болтов 3, крепящих коллектор, и для создания уплотнений, препятствующих попаданию влаги под обмотку якоря, под головки болтов ставятся специальные шайбы.
    Коллектор на коробку якоря напрессовывается под давлением 26—50 т.
    Несмотря на то, что все металлические части коллектора обрабатываются на токарном станке, из-за наличия скрытых раковин в литье и некоторой неровности толщины изоляционного цилиндра и манжет центр тяжести коллектора не всегда совпадает с его геометрической осью. Чтобы сбалансировать коллектор, к корпусу 1 приваривают небольшой балансировочный груз 8.
    Обмотка якоря. Якоря тяговых двигателей типов ДПЭ-400 и ДПЭ-340 имеют волновую обмотку.
    Волновая обмотка нечувствительна к магнитной асимметрии машины, так как параллельные цепи этой обмотки размещаются под всеми полюсами и магнитная асимметрия сказывается одинаково на э. д. с. всех параллельных цепей обмотки. Поэтому в обмотке не возникает уравнительных токов, что бывает при петлевой обмотке, требующей специальных уравнительных соединений. Схема волновой обмотки двигателя типа ДПЭ-400, имеющей шаг по коллектору 1—143 и по пазам 1—16, дана на фиг. 139.
    К каждой коллекторной пластине присоединены (припаяны) два проводника так, что общее количество проводников в якоре 285-2 =570. Проводники расположены в 57 пазах якоря. В каждом пазу помещено 10 проводников, расположенных в два слоя (фиг. 140).
    У тяговых двигателей типа ДПЭ-340, имеющих шаг обмотки по коллектору 1—173 и шаг по пазам 1—16, общее количество рабочих проводников равно 341-2 = =682, а количество проводников в пазах 57-12=684. Поэтому у этих двигателей два проводника не соединены с коллектором и носят название «мёртвых».
    Обмотки якорей двигателей типов ДПЭ-400 и ДПЭ-340 выполнены из 114 шаблонных полусекций—57 верхних / и 57 нижних 2 (фиг. 141), имеющих соответственно пять или шесть проводников. Каждый отдельный проводник выполнен из двух штампованных медных стержней толщиной 0,8 мм (двигатель типа ДПЭ-400) или 0,58 мм (двигатель типа ДПЭ-340) и шириной 21,6 мм. Отштампованный стержень имеет вид, показанный на фит. 142, /.
    Вдоль стержня идут две прорези по всей длине сердечника якоря.
    После штамповки стержни отжигаются и перегибаются по линии, изображённой на фиг. 142, пунктиром, так что приобретают вид, показанный
    Перегнутые стержни складываются попарно таким образом, чтобы перегиб одного стержня заходил в другой и стержни как бы переплетались между собой. Между стержнями и в прорези отдельных стержней закладывается слюдяная изоляция, которая разделяет проводник в средней его части на шесть отдельных проводников. Такой разделённый и перегнутый проводник носит название проводника с транспозицией.
    Транспозиция проводников служит для уменьшения добавочных потерь в меди обмотки якоря.
    Эти добавочные потере возникают по двум причинам. Первая причина — наличие поперечного пазового поля от главных полюсов (фиг. 143) и от магнитного потока реакции якоря (фиг. 144). Как видно из этих фигур, в пазах якоря имеются поперечные магнитные линии и волокна проводника, находящиеся в разных местах по высоте паза, в процессе вращения якоря пересекают разное число магнитных линий, а следовательно, в этих различных волокнах индуктируются различные величины э. д. с. Под влиянием разности этих э. д. с. в толще проводников возникают вихревые токи, а следовательно, и дополнительные электрические потери.
    Второй причиной возникновения добавочных потерь в стержнях обмотки якоря служит пазовый поток, сцепленный с ними и изменяющийся в процессе коммутации при переходе витка обмотки из одной параллельной цепи в другую, когда ток меняет своё направление на обратное. Процесс здесь рисуется следующим образом: вокруг проводников с током образуется поток рассеяния, сцепленный.. с ними и замыкающийся так, . как это показано на фиг. 145. При изменении величины и направления тока меняется и поток, сцепленный с тем или иным проводником, а пересечение им стержня наводит в его элементах э. д. с. В силу того, что под дном паза находится стальное тело сердечника якоря, т. е. среда высокой магнитной проницаемости, магнитное поле, например, уменьшаясь, перемещается сверху вниз. Из фиг. 145 видно, что чем ниже расположено волокно металла стержня, тем с большим потоком оно сцеплено и тем большим числом магнитных линий оно пересекается, а следовательно, тем большая э. д. с. в нём наводится. Эти э. д. с, как индуктивно возникшие, имеют направления, встречные по отношению к напряжению, которое приложено к обмотке якоря двигателя. Встречая большее сопротивление в нижних волокнах стержня, ток большей своей частью загружает верхние волокна, как говорят «вытесняется» в верхнюю часть стержня. Току таким образом приходится распределяться неравномерно по всему сечению стержня, а в основном по верхним его волокнам. Это равносильно уменьшению сечения проводника, т. е. увеличению его сопротивления. Увеличение сопротивления проводника приводит к увеличению электрических потерь в нём.
    Перегиб разрезных стержней значительно уменьшает неравномерное распределение тока по .сечению проводника, так как верх и низ одной стороны
    проводника являются продолжением соответственно низа и верха другой стороны, т. е. каждая отдельная полоска проводника ставится в одинаковые условия по отношению магнитного потока, действующего на проводник. Равномерное распределение тока по всему сечению проводника уменьшает потери в обмотке якоря примерно на 10%. Если бы стержни не имели разрезов, то в верхней части проводника плотность тока была бы значительно выше, чем в нижней, что привело бы к перегреву перегруженной части и неиспользованию части с малой плотностью тока.
    Недостатком транспозиции проводников является меньшее заполнение паза медью за счёт дополнительных слоев изоляции между отдельными частями стержней, некоторое ухудшение процесса коммутации и большая стоимость изготовления обмотки.
    Концы отдельных проводников после зачистки обслуживаются на длину 50 мм.
    Проводник, состоящий из двух стержней 2 (см. фиг. 140), обматывается по всей длине миканитовой лентой 4 в один оборот с полуперекрышей; шесть или пять проводников складываются в ряд и между ними прокладываются полоски 3 из миканитовой бумаги. После опрессовки секция обматывается по своей прямолинейной части (части, закладываемой в паз) пятью, а для двигателей типа ДПЭ-340 — восемью оборотами миканитовой ленты 6 вполуперекрышу и вторично прессуется. Далее полсекции в местах изгибов (фиг. 141) обматываются миканитовой лентой и затем по всей длине обматываются асбестовой лентой 5 (см. фиг. 140) в один оборот без перекрыши, причём при обмотке верхних секций под асбестовую ленту предварительно прокладывается на прямолинейной части миканитовая пластина / (см. фиг. 140). Для обмотки одного якоря идёт 57 верхних и 57 нижних секций, которые, помимо миканитовой пластины под асбестовой лентой, отличаются между собой выгибом лобовых частей и наличием соединительных скоб у нижних стержней со стороны, противоположной коллектору.
    После изготовления каждая секция испытывается на междувитковое замыкание напряжением 1 500 в в течение 5 сек.
    Обмотка якоря производится следующим образом. Первоначально заматывается доверху щель между нажимной шайбой 2 (фиг. 146) и коробкой коллектора 3 бандажным шнуром 1У пропитанным лаком. Это делается для того, чтобы не дать возможности попасть влаге под обмотку. На зубья нажимных шайб 2 я 4 надевают миканитовые колпачки 5 и б, чтобы лучше изолировать медь обмотки якоря от заземлённого сердечника якоря. Поверхность якоря между ми-канитовыми колпачками и коллектором покрывается лаком и миканитовой изоляцией 7. Фланцы 5 обкладываются миканитовой изоляцией 9. Часть изоляции 9 и нажимная шайба 4 покрываются также лаком и мика-Фиг. 145. Поток рассеяния вокруг нитовой изоляцией 10. Между нажимной проводников паза шайбой и изоляцией наматывают полотно,
    пропитанное лаком. После этих подготовительных операций приступают к обмотке якоря, предварительно разметив его.
    Перед укладкой каждой секции прокладывают на дно паза полоски (прокладки) 11 из миканита толщиной 0,8 мм, а на концах паза ставят скобочки 12 U-образной формы из миканитовой ленты толщиной 0,4 мм. Прокладка скобочек и миканита на дно паза предохраняет секции от протирания об острые края конца паза и неровности его дна.
    Прежде чем вкладывать в пазы нижние секции, их подогревают в электрической печи. В нагретом состоянии секции делаются более гибкими и эластичными и их изоляция не трескается при закладке в пазы.
    После закладки нижнего ряда секций в пазы и концов их шин в прорези петушков коллектора якорь сушится в течение 6 час. при температуре 110°. Нагрев производится для того, чтобы секции плотнее сели в паз. Затем лобовые части нижних секций покрываются изоляцией 13 и 14 из гибкого миканита различного размера и вкладываются верхние секции. Между нижней и верхней секциями прокладываются полоски миканита. В лобовых частях обмотки
    у выхода из паза, где секции изгибаются и наиболее плотно двумя соседними полоски миканиталяции.
    После закладки верхних секций якорь поступает в сушку и на повторное испытание на пробой. Затем производят пайку лобовых частей, т. е. запаивают скобки, соединяющие шины нижней и верхней секций, и пайку петушков (место, где шины вставлены в прорези коллекторных пластин). В местах пайки коллектор обтачивается.
    Концы секции припаиваются к коллектору сплавом (оловянисто-свинцовым припоем), содержащим 66—70% олова, 30—34% свинца, 1,5—2% сурьмы и имеющим температуру плавления около 182°.
    В качестве флюса применяют очищенную канифоль и её раствор: 53% канифоли и 47 % бензина.
    Концы проводников секций со стороны, противоположной коллектору, соединяются между собой скобами, которые припаиваются к проводникам припоем, содержащим 30% меди, 25% цинка и 45% серебра; температура пайки 750—820°.
    Места спайки каждой секции тщательно зачищаются и с них удаляются все опилки. Концы секций после укладки их в пазы якоря должны выступать по одной линии.
    После этого головки секций закрываются с торца миканитовым кольцом и затягиваются специальной стальной шайбой— фланцем, который сажается на заднюю нажимную шайбу железа якоря на замазке, обеспечивая этим невозможность попадания влаги под обмотку якоря.
    После обмотки якорь два раза пропитывается лаком, просушивается и затем поступает для бандажировки. Предварительно лобовые части обмотки как со стороны коллектора, так и с противоположной изолируют миканитовыми лентами 15 и 16". Поверх миканита кладут летероид 17 и 18 и уже поверх него производят бандажировку стальной лужёной проволокой диаметром 2 мм (с пределом прочности при растяжении 170 кг/мм2). Бандаж наматывают на якорь с натяжением 190—210 кг. Поверхность петушков коллектора покрывается слоем" асбеста 19. Место для бандажа в сердечнике якоря, представляющее собой кольцевую выемку, прокладывается летероидом 20 и 21, поверх которого и наматывают бандаж.
    Для того чтобы бандаж не расходился, его скрепляют в нескольких местах небольшими жестяными скобочками и пропаивают по всей поверхности оловом.
    После бандажировки якорь испытывают, сушат, лакируют, шлифуют его коллектор и производят балансировку.
    Проволочные бандажи удерживают обмотку якоря в пазах при вращении якоря, когда на обмотку действуют центробежные силы. Недостатком крепления обмотки при помощи проволочных бандажей является некоторое ухудшение условий коммутации, так как стальной бандаж, перекрывая сверху пазы, несколько увеличивает индуктивность коммутирующих секций. Преимуществом крепления обмотки проволочным бандажом по сравнению с клиновым креплением является возможность делать менее глубокий паз.
    На фиг. 147 показана изоляция и крепление обмотки якоря тягового двигателя типа ДПЭ-400. Якорь этого двигателя не имеет зубьев на нажимных шайбах и миканитовых предохранительных колпачков.

    Оглавление   Вверх: Якорь