Тяговые электрические машины

Синхронный тяговый генератор ГСТ 2800-1000

«Синхронный тяговый генератор ГСТ 2800-1000
27-09-2015 3 588 0

Синхронный тяговый генератор тепловозов ГСТ 2800-1000 предназначен для эксплуатации на тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного или

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

Вас заинтересуют так же следующие новости

Больше интересного

Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
ИЛИ ЧЕРЕЗ СОЦ. СЕТЬ