Устройства на ЖДТ • Тяговые электрические машины

Синхронный тяговый генератор ГСТ 2800-1000

Синхронный тяговый генератор тепловозов ГСТ 2800-1000 предназначен для эксплуатации на тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного или переменно-переменного тока мощностью до 3000 кВт и служит для преобразования механической энергии дизеля в
27.09.15
Комментариев 0
Обсудить
Просмотров
4 939

Оцените изложенный материал


Синхронный тяговый генератор тепловозов ГСТ 2800-1000 предназначен для эксплуатации на тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного или переменно-переменного тока мощностью до 3000 кВт и служит для преобразования механической энергии дизеля в электрическую. Такие генераторы применяются на тепловозах ТЭП70, ТЭП70БС и 2ТЭ70.

Вырабатываемый тяговым генератором трехфазный переменный ток частотой до 100 Гц используется для питания тяговых электродвигателей через выпрямительную установку или выпрямительную установку и инверторный преобразователь.

Конструкция тягового генератора во многом определяется специфическими особенностями его работы на тепловозе — переменные режимы и стесненные габариты. Поэтому в нем применены материалы, допускающие высокие температуры, и стали, обладающие хорошей магнитной проводимостью.

Основные технические характеристики синхронного тягового генератора ГСТ 2800-1000 для продолжительного режима работы приведены ниже.

Генератор ГСТ 2800-1000 представляет собой синхронную электрическую машину защищенного исполнения, с явновы- раженными 12 полюсами на роторе, с независимым возбуждением, и принудительной вентиляцией. Охлаждающий воздух подается осевым вентилятором через сборный стальной патрубок со стороны, противоположной контактным кольцам (со стороны дизеля). В нижней части подшипникового щита под контактными кольцами укреплен стальной патрубок 1 для выброса в атмосферу нагретого воздуха. При необходимости воздух может частично выбрасываться в кузов тепловоза. Охлаждающий воздух забирается снаружи через воздушные фильтры, установленные с боков кузова тепловоза. В фильтрах воздух очищается от пыли, снега, масла и капель воды.

Генератор ГСТ 2800-1000
Тяговый генератор вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны контактных колец. Генератор ГСТ 2800-1000 состоит из неподвижного статора и вращающейся части — ротора 24 с полюсами возбуждения 20, питаемыми постоянным током через кольца 4 и щетки 10.

Статор двигателя имеет сварной корпус 17, изготовленный из стальных листов, которым с помощью вальцевания придается цилиндрическая форма, и сердечник 16, в пазах которого располагаются обмотки. К корпусу статора параллельно его оси с двух сторон приварены опорные лапы для установки тягового генератора на поддизельную раму. Перпендикулярно лапам для повышения их жесткости к корпусу статора приварены стальные ребра с проушинами, предназначенными для подъема и транспортировки генератора. В верхней части корпуса приварены кронштейны, служащие опорами для установки на генераторе синхронного возбудителя и стартер-генератора (также здесь может быть размещена выпрямительная установка).

Кроме статической механической нагрузки от массы сердечника, обмотки и других узлов, корпус воспринимает динамические нагрузки от поддизельной рамы, на которой он установлен. Часть статора, образующая пространство контактных колец, т.е. не служащая для проведения магнитного потока, выполнена в виде отдельных закрытых тонкостенными кожухами ребер, обеспечивающих только механическую прочность.

Сердечник статора изготовлен из штампованных листов высоколегированной электротехнической стали в виде сегментов толщиной 0,5 мм. Сердечник разбит на пакеты, содержащие шесть слоев сегментов. В листах имеются отверстия, образующие вентиляционные каналы. По внутреннему контуру в сегментах выштампованы пазы для укладки обмотки. Сегменты набираются на 24 шпильках со скользящей посадкой в корпусе статора.

Для снижения потерь от вихревых токов поверхность листа статора покрыта электроизоляционным лаком. С той же целью равномерно, через определенное число листов статора, в пакете проложены изолирующие листы из стеклотекстолита.

Торец сердечника статора со стороны подшипникового щита опирается на вертикальную стенку корпуса статора, с противоположной стороны — на нажимную шайбу статора, вместе с которой сердечник статора запрессован и зафиксирован болтами под прессом.

В пазах статора уложены две двухслойные трехфазные катушечные обмотки. Катушки обмотки жесткие и формируются из медного изолированного провода ПСДКТ-Л. Секция обмотки прямоугольной формы, соответствующей форме паза сердечника, выполнена из девяти уложенных друг на друга широкой стороной медных проводников 4 (рис. 1.2). Лобовые части обмотки крепятся к корпусу статора с помощью пластмассовых обмоткодержателей с запрессованными в них шпильками. Выводы обмотки статора имеют усиленную систему, пайка их к шинам производится се- рсбросодержагцим припоем. Лобовые части от радиального и тангенциального перемещения фиксируются об- моткодержателями, изготовленными из прессматериала миканит.

Для защиты изоляции катушек от механических повреждений в пазы статора укладываются пазовые гильзы из пли шостеклоткани 3, на торцах зубцов статора закреплены изолирующие коронки. Снаружи паз закрыт клином 1 из стеклотекстолита.

Изоляция катушек обмотки статора класса F, термореактивная «Монолит-2». Изоляция влагостойкая, стойкая к парам масла, что обеспечивает надежную работу тягового генератора при резких перепадах температуры окружающей среды в рабочем и нерабочем состоянии.

Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения обмотка выполнена по схеме двух независимых звезд (с двумя параллельными ветвями в каждой), сдвинутых одна по отношению к другой на 30° эл. В каждой звезде обмотки имеются две параллельные ветви.

Выводы обмоток предназначены для подключения тягового генератора к электрическим цепям тепловоза. Обмотка статора имеет шесть выводов (по три от каждой «звезды» — 1С1, 1С2, 1СЗ и 2С1, 2С2, 2СЗ) и два вывода от нулевых точек (10 и 20). Выводы фаз представляют собой гибкие шины, набранные из тонкой медной ленты, паянные к жестким луженым контактам с отверстиями для подключения к потребителям.

Схема электрических соединений обмоток тягового генератора ГСТ
Ротор двигателя имеет сварно-литой корпус 24, на котором собран и спрессован шихтованный пакет из двухмиллиметровых стальных листов индуктора 23. По обеим сторонам пакета расположены активные нажимные шайбы, выполняющие роль не только конструктивно-несущего элемента, т.е. служащие для закрепления пакета листов на корпусе с помощью посадочного натяга, но используемые также в качестве магнитно-активного железа. Весь набор из листов и нажимных шайб выполняет функции магнитопровода ротора.

В этих листах выштампованы пазы в форме «ласточкина хвоста», в которых на готовом корпусе ротора клиньями крепят 12 сердечников полюсов 20 моноблочной конструкции. До шихтовки листов индуктора в корпус запрессовывают и механически обрабатывают вместе с ним вал ротора.

Сердечник полюса ротора (рис. 1.4) набран из листов 1 конструкционной стали толщиной 1,4 мм и вместе с двумя опорными «щеками» спрессован и стянут четырьмя стальными заклепками (или шпильками) 2.

Полюс генератора тягового генератора ГСТ
Катушки полюсов 3 ротора выполнены из медной ленты МГМ размером 1,35 х 25 мм, гнутой «на ребро». Между витками меди проложена изоляционная прокладка 4, представляющая собой отдельные листы, выштам- пованные по форме витка катушки. Катушка пропитана термореактивной эпоксидной изоляцией типа «Монолит 2» класса F и в сборе с сердечником полюса представляет собою моноблок, что исключает любые перемещения катушки относительно сердечника.

Соединение выводов катушек обеспечивают гибкие межполюсные шины, которые расположены на торце магнитопровода. Все выводы катушек полюсов ротора с помощью контактных сегментов и болтов соединены последовательно, катушки с прямой и перекрещенной намоткой витков меди устанавливают на роторе через одну.

В отличие от тягового генератора ГС-501А ротор генератора ГСТ 2800-1000 выполнен без компенсационной обмотки.

Ротор имеет два вывода Ши U2, представляющие собой провода с наконечниками. Выводы предназначены для включения тягового генератора во внешнюю цепь возбуждения. С противоположной стороны ротора имеется фланец, с помощью которого через эластичную пластинчатую муфту ротор соединен с фланцем коленчатого вала дизеля.

Контактные кольца обеспечивают непрерывный контакт неподвижной части цепи питания обмотки возбуждения с подвижным ротором.

Контактные кольца 4 изготовлены из коррозионностойкой стали и напрессованы на изолированный цилиндр, насаженный на корпус ротора с натягом. В каждом контактном кольце в качестве контактного вывода закреплена токоподводящая шпилька.

Во внутренней полости тягового генератора на изогнутых ребрах с помощью четырех изоляторов закреплены две подвески 5, на каждой из которых установлены три радиальных латунных щеткодержателя 1, конструкция которых предусматривает постоянное усилие нажатия пружины на щетку 3 независимо от величины ее износа. Щетка вставлена в гнездо щеткодержателя и прижимается спиральной пружиной через рычаг к контактному кольцу 4 ротора. Постоянный контакт щеток с поверхностью контактных колец обеспечивается усилием нажатия пружины на щетку, равным 16...20 Н, в процессе всей эксплуатации независимо от степени износа щетки.

Контактная система тягового генератора ГСТ
Во избежание смещений закрепленных на траверсе щеткодержателей и для точной установки их относительно рабочей поверхности контактных колец, поверхности щеткодержателей, опирающиеся на траверсу, и соответствующие участки траверсы имеют специальное рифление одинакового профиля. С помощью болтов щеткодержатели крепятся по три на каждой траверсе подшипникового щита. Устанавливается шесть щеток марки ЭГ-4 размером 25 х 32 х 64 мм, снабженных резиновыми амортизаторами, которые служат для защиты от ударной и вибрационной нагрузки, передают на щетку усилие нажатия рычага пружины. Для обеспечения хорошего контакта поверхности щеток шлифуются и при сборке притираются к рабочей поверхности контактных колец.

Ток к щеткам подводится по плетеным медным проводникам- шунтам 2, наконечники которых через подвески соединены с выводами обмотки возбуждения. Камера контактных колец закрыта легкосъемными сварно-штампованными крышками, установленными по периметру конусной части подшипникового щита.

Подшишшковый щит имеет сварную конструкцию 13, укреплен болтами на корпусе статора, выполняет функцию звена, связывающего ротор со статором, и определяет положение оси тягового генератора.

Сборка подшипникового щита со статором осуществляется по принципу центрирующего посадочного замка, т.е. с помощью посадки центрирующего выступа внешнего кольца щита на посадочную поверхность корпуса статора, после чего соединение фиксируется болтами.

Конструктивно подшипниковый щит представляет собой сварной каркас из колец и ребер. В щите имеется съемная ступица 11, обеспечивающая возможность замены роликового подшипника 7 без снятия щита с генератора и без отделения тягового генератора от дизеля. Подшипниковый щит является несущей частью, так как через роликовый подшипник на ступицу одной стороной опирается ротор.

В тяговом генераторе применяется двухрядный сферический роликовый подшипник, обеспечивающий надежную работу тягового генератора в течение заданного срока эксплуатации. Подшипник обеспечивает свободное вращение ротора, а его установка в ступице — соответственно осевой разбег ротора при сборке тягового генератора. Кроме соответствия требованиям государственных стандартов, подшипник тягового генератора также должен отвечать требованиям технических условий на подшипники качения для железнодорожного транспорта. Крышки 5 и 8 с обеих сторон подшипников крепятся к ступице и образуют смазочную камеру.

Для смазки подшипника применяются консистентные смазки ЖРО или ЖРО-М (ТУ32ЦТ 520-83), обладающие высокой стабильностью смазывающих свойств. Для предотвращения вытекания смазки из камеры наружу или во внутрь тягового генератора, а также проникновения в подшипник пыли и влаги применяются лабиринтные уплотнения 6, образованные насаженными на вал тягового генератора уплотнительными кольцами и выступами в крышках подшипника.

В процессе эксплуатации смазка в подшипник добавляется шприц-прессом через пресс-масленку со смазкоподающей трубкой 12, вворачиваемую в ступицу 11 подшипникового щита. Сбор и удаление отработанной смазки осуществляется через специальную камеру, расположенную снизу в наружной крышке 8.

Патрубки предназначены для подвода и отвода из тягового генератора охлаждающего воздуха и вместе с каналами статора для прохождения воздуха образуют вентиляционную систему генератора. Выходные патрубки 1 представляют собой сварные каркасы из тонколистовой стали, закрепленные на генераторе болтами. Способ охлаждения тягового генератора — нагнетательная принудительная вентиляция с забором воздуха снаружи через специальные фильтры. Очищенный от посторонних примесей воздух нагнетается в патрубки со стороны дизеля, проходит через вентиляционные каналы статора, воздушный зазор тягового генератора, каналы между полюсами ротора и через окно выходного патрубка выбрасывается в окружающую среду.

Воздушные фильтры должны обеспечить степень очистки охлаждающего воздуха от пыли не менее 75 % и капельной влаги — 70 %. Фильтры не должны снижать количества охлаждающего воздуха в тяговом генераторе ниже установленного уровня. Контроль напора и расхода охлаждающего воздуха осуществляется при проверках системы охлаждения.

В конструкции тяговою генератора предусмотрено во всех узлах предохранение крепежных деталей от самоотвинчивания.

Основные параметры тягового генератора ГСТ 2800-1000

Наименование параметра ГСТ 2800- 1000У2 ГСТ 2800-1000Т2
Мощность активная, кВт 2800 1850
Напряжение линейное, В 580/360 535/345
Действующее значение линейного тока, А 2 х 1500/2 х 2400 2 х 1100/2 х 1700
Максимальное значение действующего линейного тока, А 2 х 3700 2 х 2700
Номинальная частота вращения ротора, с-1 (об/мин) 16,67 (1000) 16,67 (1000)
Номинальная частота электрического тока, Гц 100 100
Коэффициент полезного действия, % 95,9/95 95
Значение выпрямленного напряжения, В 750/475 700/425
Значение выпрямленного тока, А 3660/5900 2360/3900
Значение выпрямленного максимального тока (в течение 2 мин), А 8700 6600
Максимальный ток возбуждения, А 185 -
Номинальный расход охлаждающего воздуха, м3/с 4,45 4,0
Номинальное статическое давление, Па 1372 500
Обсудить
Просмотров
4 939
Подпишись на нашу рассылку лучших статей о технике
Подписалось
14
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Войти через: