Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Реверсирование дизеля

Реверсирование дизеля

Реверсирование с положения «вперед» в положение «назад»
При достижении рычагом телеграфа положения «стоп» с поршня выключающего сервомотора снимается давление силового масла и он пружиной перемещается в положение 0, которое также принимают топливные, насосы и указатель нагрузки.

Топливо отключено. С передвижением рычага телеграфа на «стоп» рычаг подачи топлива надо заблаговременно переставить в положение 3,1-3,5 на секторе указателя нагрузки дизеля.

Большая подача топлива в пусковой период вызывает удары в цилиндрах, жесткую работу двигателя, подрывы предохранительных клапанов.

При маневрировании не следует чрезмерно увеличивать подачу топлива. При экстренном маневрировании рычаг телеграфа переводят сразу с положения «вперед» в положение «назад», не ожидая полной остановки или уменьшения частоты вращения дизеля при положении рычага телеграфа «стоп».
В определенный момент гидравлическая блокировка освобождает пусковой рычаг, который может быть немедленно передвинут. Работающий в направлении «вперед» при частоте вращения 30-40 об/мин дизель тормозится контр воздухом, затем останавливается и начинает вращаться в направлении «назад».
Устройство, обеспечивающее надлежащее направление вращения коленчатого вала двигателя, автоматически включает подачу топлива в тот момент, когда дизель начинает вращаться в направлении «назад».
При подобном экстренном маневре топливный рычаг устанавливается на большую подачу (положение 5 вместо 3,5). Из всех элементов системы реверса наибольшую сложность представляют переключатели распределительного вала и заслонок управления выпуском.

Реверс двигателя осуществляется соответствующей перестановкой рычага телеграфа. При этом изменяет свое положение золотник реверса, который обеспечивает впуск масла под давлением 4,5-6 кг-с/см2 со стороны пластины переключателя в зависимости от требуемого направления вращения.
Пластина переключателя вместе с распределительным валом поворачивается относительно шестерни до прилегания к упорным буферам шестерни. Противоположная сторона пластины переключателя сообщается со сливным трубопроводом и освобождается от давления масла.
Топливные кулачки распределительного, вала и пусковой кулачок воздухораспределителя в этот момент занимают положение, при котором двигатель может работать в соответствии с заданным ходом. Привод вала заслонок управления выпуском осуществляется от распределительного вала посредством цепи и звездочек с передаточным отношением 1:2.

Термические напряжения при выводе двигателя из режима достигают значительных величин и могут явиться причиной возникновения трещин в деталях цилиндропоршневой группы. Это объясняется неодинаковой скоростью охлаждения, как отдельных деталей двигателя, так и их поверхностей.

Скорость охлаждения центральной части поршня опережает скорость охлаждения периферийных его участков. В первые 5 мин после остановки двигателя скорость охлаждения составляет около 20° С в минуту.
Скорость охлаждения крышки цилиндра, за исключением начального периода, меньше, чем у поршня. Разница в температуре по толщине крышки весьма значительная, и только через 30 мин она исчезает. Вывод двигателя из режима производится постепенно, со ступенчатым изменением нагрузки и с выдержкой времени на ступенях для равномерного охлаждения всех деталей.

На режиме среднего хода двигатель перед остановкой или, маневрами должен работать 20-30 мин. После остановки двигатель следует прокачивать пресной водой и маслом. Установлено, что заканчивать прокачку можно при температуре воды и масла 35° С на входе в двигатель и при разности температур на входе и выходе не более 3°С.
Продолжительность охлаждения не должна быть менее 1,5 ч, причем масляный насос должен работать после остановки двигателя не менее 2 ч. Вначале охлаждение двигателя происходит при сниженной подаче забортной воды на масло и водоохладители, а затем при отключенном насосе забортной воды.
На воздухоохладители вода при охлаждении двигателя не должна подаваться. Двигатель останавливают топливным рычагом, устанавливая его в положение 0 или пусковым рычагом, т. е. торможением пусковым воздухом. В последнем случае создается значительный момент, скручивающий коленчатый вал.
Этим способом: следует пользоваться в особых случаях, при реально угрожающей навигационной обстановке.

Реверс самолета. Реверс двигателя самолета.

Реверс – механизм для направления части реактивной или воздушной струи по направлению движения воздушного судна и создания обратной тяги. Помимо этого, реверсом называют используемый режим работы двигателя самолета, который задействует реверсивное устройство.

Устройство применяется в основном после посадки, на пробеге или для аварийного торможения. Кроме того, реверс используют для движения задним ходом без помощи буксирующего средства. Некоторые самолеты включают реверс прямо в воздухе. Чаще всего устройство эксплуатируется в транспортной и коммерческой авиации. После посадки реверс характеризируется шумом. Его применяют вместе с колесной тормозной системой, что приводит к снижению нагрузки на основную тормозную систему воздушного судна и сокращает дистанцию, в особенности при небольшом коэффициенте сцепления с ВПП, а также в самом начале пробега. Вклад реверсивной тяги сильно отличается в разных ситуациях и моделях самолетов.

Реактивный двигатель

Реверс производится при отклонении всей или части струи, которая поступает с двигателя, при помощи разных затворок. В разнообразных силовых установках реверсивное устройство реализуется по-разному. Специальные затворки способны перекрыть струю, которая создана сугубо внешним контуром турбореактивного двигателя (как на А320), или струи всех контуров (Ту-154М). Конструктивные особенности самолета влияют на оснащение реверса. Это могут быть как все двигатели, так и определенная часть. К примеру, на трехдвигательном Ту-154 реверс могут создавать только крайние двигатели, а самолет Як-40 – средний.

Ковшевые створки – специальный механизм, который перенаправляет воздушный поток. Подобных створок на двигателях может быть от двух и больше. Внешне они похожи на ковши. Например, в двигателе с высокой степенью двухконтурности с перекрытием потока по всей плоскости как у Д-30Ку-154 (Ту-154М).

Способ реверса, в котором в сопле и задней части двигателя установлен специальный металлический профиль, называется профилированные решетки. Двигатель задействован на прямой тяге, а сворки в решетки перенаправляют проход выходящих газов. Подобная конструкция эксплуатируется во многих двигателях самолетов, в частности на силовых установках с невысокой степенью двухконтурности с перекрыванием всего потока (Ту-154, Боинг 727).

Ограничения

Но у реверсной системы есть свои недостатки. К возможным неприятностям можно отнести применение реверса на небольших скоростях (меньше 140 км/ч). Струя может поднимать с поверхности ВПП мусор, который при пробеге самолета на небольших скоростях может попасть в воздухозаборник и стать причиной его повреждения. При больших скоростях поднятый мусор не создает помех из-за того, что не успевает на высоту воздухозаборника.

На Ил-76 реверсивное устройство установлено на четыре двигателя, но в практике 2-м и 3-м двигателем реверс не применяется, потому процесс может повредить обшивку фюзеляжа.

Двигатель с воздушным винтом

Реверс у винтовых воздушных суден реализуется при помощи поворота лопастей винта (меняется угол атаки лопастей на отрицательный), а именно при неменяемом направлении вращения. Поэтому винт создает обратную тягу. Подобный тип реверсивного устройства способен использоваться на поршневых и на турбовинтовых двигателях. Реверс часто предусматривается на амфибиях и гидросамолетах.

Впервые применение реверса началось в 30-х годах. Реверсом оборудовались пассажирские самолеты «Дуглас ДК-2» и «Боинг 247».

Самолеты без реверсивного устройства

Огромное количество самолетов не использует реверс по его ненадобности или технической сложности. К примеру, в связи с некоторыми способностями механизации крыла и высокой эффективностью воздушных тормозов в хвосте ВАе 146-200 включение реверса не требуется. Соответственно, все 4 двигателя в режиме реверса не работают. По той же причине в устройстве реверса не нуждается самолет Як-42.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя вольво s60

Большинство летательных аппаратов с форсажными камерами не обладает реверсом из-за величины после посадочного пробега. Это обстоятельство принуждает строить длинные ВПП, в конце которых следует устанавливать аварийные приспособления для торможения. Самолеты в этом случае оборудуются эффективными колесными тормозами и парашютами. Нужно отметить, что пневматика и тормоза подобных самолетов подвергаются сильному износу и часто требуют замены.

Применение реверса в воздухе

Часть самолетов допускает возможность использования реверса тяги прямо в воздухе, но подобное включение зависит от типа самолета. В некоторых ситуациях реверс включается перед посадкой, а в иных – в момент снижения, что значительно понижает вертикальную скорость торможения или дает возможность избежать допустимого превышения скоростей во время пикирования, экстренного снижения или выполнения боевых маневров.

ATR 72 – турбовинтовой авиалайнер, яркий пример использования реверса в воздухе. Кроме того, воздушный реверс могут применять турбореактивный лайнер «Трайдент», сверхзвуковой авиалайнер «Конкорд», военно-транспортный самолет С-17А, истребитель Сааб 37 «Вигген», турбовинтовой «Пилатус РС-6» и прочие.

Что такое реверсирование тягового двигателя

После ознакомления с принципом действия двигателей внутреннего сгорания становится очевидным, что пуск двигателя возможен только в том случае, если коленчатый вал приводится во вращение вспомогательным устройством. Проворачивание коленчатого вала от постороннего источника энергии — необходимое условие пуска двигателя, так как наполнение цилиндра свежим зарядом, образование горючей смеси, воспламенение и горение топлива происходят в результате перемещения поршня и клапанов, а также работы агрегатов двигателя, приводимых в движение от коленчатого вала.

Источник энергии и пусковое устройство составляют систему пуска двигателя.

Независимо от типа двигателя стремятся обеспечить пуск при минимально допустимой частоте вращения коленчатого вала, поскольку чем выше частота вращения, тем больше должны быть мощность источника энергии, габаритные размеры и масса пускового устройства. Минимальная пусковая частота вращения коленчатого вала карбюраторных двигателей равна приблизительно 50 об/мин; автомобильных и тракторных дизелей 120…240 об/мин; судовых и тепловозных дизелей 1/3 номинальной.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рассмотрим факторы, определяющие выбор минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала. В карбюраторных двигателях учитывают главным образом особенности смесеобразования, так как условия распыливания бензина в карбюраторе и его испарения при низкой — пусковой — частоте вращения коленчатого вала получаются не вполне удовлетворительными. Получить при пуске горючую смесь подходящего состава можно лишь при некоторой определенной скорости потока воздуха в карбюраторе. Обеспечение необходимой мощности электрической искры между электродами свечи зажигания не представляет при пуске ка-ких-либо трудностей.

Минимальная частота вращения коленчатого вала при пуске дизеля зависит не только от условий смесеобразования, но и от условий воспламенения топлива. Температура заряда в конце сжатия в цилиндре дизеля должна быть несколько выше температуры самовоспламенения топлива, равной 230…250 °С. При пуске дизеля, особенно в холодном его состоянии, условия испарения и воспламенения топлива менее благоприятные, чем при нормальной работе. Сказывается значительное увеличение теплоотдачи ввиду низкой температуры стенок цилиндра и увеличения времени цикла, так как частота вращения при пуске невелика. Кроме того, в процессе сжатия происходит утечка свежего заряда через зазоры между поршнем и цилиндром, особенно через зазоры в замках поршневых колец. Их доля от массы заряда цилиндра в начале сжатия составляет при пусковых условиях 20…45 %. Дополнительно 10… 15 % массы заряда вытекает из цилиндра во впускной трубопровод через впускной клапан, так как он закрывается после НМТ , с запаздыванием на 40…60° угла поворота коленчатого вала.

Увеличение теплоотдачи к стенке и утечка свежего заряда тем больше, чем меньше частота вращения коленчатого вала, поэтому при низкой частоте вращения или при низкой температуре атмосферного воздуха температура заряда в конце сжатия может оказаться ниже температуры самовоспламенения и пуск становится невозможным.

Пусковые устройства

Широко применяют электрические системы пуска и воздушный (или цилиндровый) пуск. Менее распространен пуск вспомогательным поршневым двигателем внутреннего сгорания. Ручной пуск, системы пуска с пневмостартером и инерционным стартером встречаются сравнительно редко. Пуск пневмостартером применяют в основном на двигателях мотовозов, работающих в шахтах и на рудниках, где опасность взрыва рудничных газов от искрения исключает применение электростартеров.

Электрические системы пуска с питанием от аккумуляторной батареи удобны в эксплуатации и требуют минимальных затрат на обслуживание; в этом их главные преимущества. На автомобильных и тракторных двигателях только для пуска предназначены электрические двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением — электростартеры. Крутящий момент с вала 6 привода передается на коленчатый вал двигателя посредством зубчатого колеса 5, которое на время пуска электромагнитным реле вводится в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя.

Судовые и тепловозные дизель-генераторы постоянного тока пускают способом обращения силового генератора в режим электродвигателя. По такому же принципу используют для пуска вспомогательные генераторы постоянного тока, которые называют стартер-генераторами. Вал стар-тер-генератора приводится во вращение либо от вала силового генератора, либо от распределительного вала дизеля. Во время работы двигателя вспомогательные генераторы дают ток системе электроснабжения, например судна, и подзаряжают при необходимости аккумуляторную батарею.

Воздушный пуск применяют на дизелях средней и большой мощности. В системах воздушного пуска в цилиндры в такте расширения поступает сжатый воздух из пусковых баллонов и приводит в движение кривошипно-шатунный механизм. Объем пусковых баллонов рассчитан на несколько повторных пусков без подачи воздуха.

Система воздушного пуска — пневмостартером — используется на двигателях мотовозов, работающих в шахтах и на рудниках, т. е. там, где существует опасность взрыва и исключается применение электростартеров.

Система воздушного пуска, помимо пусковых баллонов с арматурой, компрессора и воздухопроводов, включает воздухораспределитель и пусковые клапаны, по одному на каждый цилиндр. В системах пуска судовых двигателей применяют, кроме того, главный пусковой клапан, который располагают на воздухопроводе от баллонов со сжатым воздухом к двигателю. Он позволяет выполнять несколько последовательных пусков при маневрах судна «передний ход», «задний ход», не закрывая после каждого пуска вентили пусковых баллонов. Это облегчает управление двигателем и сокращает время маневра.

Через пусковые клапаны, которые устанавливают на крышках цилиндров, сжатый воздух поступает в цилиндры и производит в такте расширения работу, достаточную для проворачивания кривошип-но-шатунного механизма. В результате расширения воздуха при истечении из пускового клапана в цилиндр его температура при большом перепаде давлений в клапане может понизиться настолько, что температура в конце сжатия в цилиндре окажется недостаточной для воспламенения топлива. Поэтому целесообразно заполнять баллоны воздухом, который сжимается в компрессоре незадолго перед пуском.

По принципу действия различают управляемые пусковые клапаны и автоматические. Управляемые клапаны — с механическим и, чаще, с пневматическим управлением применяют на двигателях со средними и большими размерами цилиндров. Преимущество системы с пневматическим управлением пусковыми клапанами заключается в том, что через воздухораспределитель, с помощью которого устанавливают требуемые фазы открытия пускового клапана, проходит лишь небольшое количество воздуха, нужного для воздействия на управляющий поршень пускового клапана. В цилиндры пусковой воздух поступает помимо воздухораспределивала может оказаться ниже минимальнои для пуска и двигатель не пускается.

Читать еще:  Chga двигатель что это

Показатели пусковых качеств двигателей назначают с учетом условий эксплуатации двигателей. Тракторные и автомобильные дизели, для смазывания которых применяют обычные масла, пускают при температуре до — 10 °С без затруднений. Продолжительность пуска при такой температуре не превышает 5… 10 мин.

Пусковые свойства дизеля зависят от цетанового числа и фракционного состава топлива. Чем раньше закрывается пусковой клапан после НМТ , тем лучше пускается двигатель, так как уменьшается обратный выброс свежего заряда в начале сжатия.

Пусковые свойства карбюраторного двигателя определяются эффективностью работы пусковых устройств и системы холостого хода карбюратора и мощностью электрической искры.

Пуск судовых и тепловозных дизелей без предварительного подогрева воды и масла разрешается при температуре не ниже -f-8 °С во избежание задиров подшипников. Во время длительных остановок двигателя температура воды и масла поддерживается на необходимом уровне подогревательными устройствами.

Средства, обеспечивающие пуск двигателя при низкой температуре, предназначены, с одной стороны, для достижения необходимой минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала, а с другой стороны, для облегчения воспламенения топлива (в дизелях) при неблагоприятных условиях пуска.

Устройства для подогрева охлаждающей жидкости и масла в смазочной системе обеспечивают надежный пуск при очень низкой температуре. Их применяют на машинах, предназначенных для автономной эксплуатации в северных районах страны.

Минимальная пусковая частота вращения при низкой температуре может быть обеспечена двумя способами.

1. Уменьшением момента сопротивления при прокручивании коленчатого вала, которое достигается применением всесезон-ных масел, вязкость которых при низких температурах заметно меньше, чем обычных масел. На некоторых дизелях применяют с той же целью декомпрессионные устройства, с помощью которых впускные и выпускные клапаны — чаще только впускные — удерживаются в приоткрытом состоянии (рис. 2).

2. Утеплением и подогревом аккумуляторных батарей, что повышает их работоспособность при отрицательных температурах.

Для надежного воспламенения топлива при пуске используют следующее.

Обогащение смеси путем увеличения цикловой подачи топлива в 1,8…2,5 раза, что.улучшает условия образования топ-ливно-воздушной смеси горючей концентрации.

Различные способы повышения температуры заряда в дизелях. На дизелях с небольшим объемом цилиндров воздух во впускном трубопроводе нагревается свечами накаливания или электрофакельным устройством — термостартом.

Свечи накаливания с элементом из проволочной спирали устанавливаются в неразделенных и разделенных камерах сгорания. Больше распространены свечи с открытым нагревательным элементом, хотя свечи, в которых нагревательный элемент закрыт оболочкой из жаропрочного сплава, более долговечны. Последние обычно используют на дизелях с разделенными камерами сгорания.

Легко воспламеняющиеся жидкости «Холод Д-40» для дизелей и «Арктика» для карбюраторных двигателей при эксплуатации в районах с суровым климатом.

Реверсирование двигателей

Реверсирование двигателя, т. е. изменение направления вращения коленчатого вала, требуется при маневрах судна, если коленчатый вал главного двигателя соединен с гребным валом непосредственно или через непереключаемый редуктор. В судовых силовых установках большой мощности с прямой передачей мощности на гребной винт используются главным образом средне- и малооборотные дизели с наддувом, как двух-, так и четырехтактные.

Вполне очевидно, что все механизмы, системы и вспомогательные агрегаты реверсивного двигателя должны нормально функционировать при прямом и обратном вращении. При реверсировании должны быть обеспечены надлежащие фазы газораспределения, фазы подачи топлива и пускового воздуха в цилиндры двигателя.

Конструкция привода механизма газораспределения реверсивных двигателей может быть выполнена с двумя или с одним комплектом кулачков на распределительном валу. Два комплекта кулачков — один для прямого хода и один для обратного — размещают на распределительном валу рядом. При реверсировании толкатели привода клапанов (или рычаги) переставляют с одного комплекта кулачков на другой перемещением либо самих толкателей, либо распределительного вала.

Для определения времени технического обслуживания сухие воздушные фильтры снабжаются индикаторами запыленности.

В механизме реверса с одним комплектом кулачков на распределительном валу требуемое угловое расположение распределительного вала относительно коленчатого вала достигается при реверсе перестановкой зубчатого колеса в приводе распределительного вала. Такой же метод применяется для реверсирования воздухо-распределения в системе воздушного пуска.

Сервомоторы (роторно-лопастные машины, жидкостные или пневматические) исключают необходимость приложения больших физических усилий при перестановке механизмов двигателя во время реверсирования.

Тяговый электродвигатель: назначение и применение

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрический ток и наоборот. Подавляющее большинство электрических устройств работают по простой схеме: под действием механической энергии вырабатывается электричество, которое в свою очередь вызывает движение станков, машин, механизмов, подвижного состава. В транспортной отрасли хорошо известен тяговый электродвигатель, приводящий в действие колесные пары вагонов. Использование их в режиме генератора дает возможность затормозить состав. Процесс торможения происходит за счет нагрузки, образующейся в процессе превращения механической энергии состава, находящегося в движении, в электрический ток.

  1. Появление и развитие тяговых устройств
  2. Коллекторный агрегат на постоянном токе
  3. Назначение и устройство станины
  4. Главные полюса
  5. Назначение и устройство добавочных полюсов
  6. Якорь и коллектор
  7. Тяговые электродвигатель асинхронного типа

Появление и развитие тяговых устройств

В самом начале, когда электрический транспорт только начал использоваться, на всех видах подвижного состава устанавливались коллекторные тяговые электродвигатели. При этом передача энергии осуществлялась по самой простой схеме, поэтому агрегатами можно было легко управлять в любом рабочем режиме. Технические и механические характеристики полностью отвечали всем требованиям транспортной специфики.

Тем не менее, в процессе эксплуатации тяговый электродвигатель постоянного тока обнаружил ряд недостатков. В первую очередь, это сам коллектор, оборудованный подвижными контактами – щетками, требующий регулярного технического обслуживания. Принимаемые меры по снижению искрения, повышению надежности коммутации, во многом усложнили устройство двигателя. В результате, его размеры заметно увеличились, а максимальная скорость вращения осталась на прежнем уровне.

Постепенно развивалось направление силовой техники на основе быстродействующих полупроводников. Это позволило заменить реостатную систему, применяемую в коллекторных агрегатах, импульсной, отличающейся повышенной надежностью и экономичностью. В дальнейшем, в вагонных парах стал устанавливаться асинхронный тяговый двигатель в качестве приводного механизма.

Основными проблемами, с которыми пришлось столкнуться при эксплуатации асинхронных двигателей, считаются сложные регулировки. Определенные трудности возникают при использовании электрического торможения, когда для этих целей служат моторы на основе короткозамкнутого ротора. В данный период идет разработка более современных тяговых приводов на основе синхронных агрегатов, в которых установлен ротор на постоянных магнитах.

Поскольку на железнодорожном транспорте до сих пор широко используются именно коллекторные агрегаты, следует более подробно рассмотреть их общее устройство и порядок работы.

Коллекторный агрегат на постоянном токе

Любой коллекторный агрегат является своеобразной электрической машиной, которая в зависимости от своего предназначения выполняет функции генератора или электродвигателя. Отличительной чертой этих устройств считается соединение якорной обмотки с коллектором.

Читать еще:  Акцент сколько оборотов двигателя

Основным источником питания коллекторных движков служит постоянный ток. Сейчас уже выпускаются модификации многофункциональных агрегатов с невысокой мощностью, способных работать не только от постоянного, но и от переменного тока.

Стандартный тяговый электродвигатель состоит из коллектора (1), щеток (2), сердечника ротора или якоря (3), сердечника главного полюса (4), обмотки возбуждения (5), станины (6). Кроме того, сюда же включены подшипниковый щит (7), вентилятор (8), якорная обмотка (9).

Все детали соединяются в несколько конструктивных элементов. Прежде всего, это магнитная система, под влиянием которой появляется магнитное поле, а также якорь с обмоткой, вращающийся с помощью подшипников. Коллектор и другие детали разъединяются между собой воздушной прослойкой.

В агрегатах постоянного тока возникновение магнитного поля происходит с участием обмоток возбуждения. Они располагаются на полюсных сердечниках и подключены к постоянному току. Количество полюсов может быть разным, в зависимости от мощности двигателя и его использования в транспортной единице. Их число чаще всего находится в рамках от 2 до 12. Стандартная магнитная система представляет собой монолитную металлическую станину, в которой присутствуют съемные шихтованные сердечники. Чтобы понять, как взаимодействуют узлы и детали между собой, необходимо более подробно рассмотреть устройство каждого компонента.

Назначение и устройство станины

Каждый тяговый электродвигатель оборудуется станиной, используемой прежде всего в качестве магнитопровода, по которому осуществляется прохождение магнитных потоков основных и дополнительных полюсов. Еще она служит местом расположения и крепления полюсов и подшипниковой защиты.

При наличии больших нагрузок станина обычно бывает отлита из стали или сварена из толстых электротехнических стальных листов. Благодаря такой конструкции создается требуемая механическая устойчивость и высокая магнитная проницаемость. Стенки обычно имеют толщину, обеспечивающую установленный уровень магнитной индукции, а ее размеры ориентированы на поперечное сечение главных полюсов и составляют не ниже 50% этого размера.

На представленном рисунке отмечено расположение станины (1), относительно других деталей и компонентов – сердечника полюса (2), катушки обмотки возбуждения (3) и полюсного башмака (4). Между всеми элементами и якорем существует воздушная прослойка (5). Размеры диаметра изнутри станины рассчитываются так, чтобы в этом пространстве мог разместиться якорь, полюса главные и дополнительные и их обмотки.

Тяговый электродвигатель локомотива может иметь стальную литую станину с уменьшенной массой и пониженным поперечным сечением, ориентированным на оси главных полюсов. Это дает возможность равномерно распределить магнитный поток, поступающий к станине от главного полюса.

Частично станина, не выполняющая функции магнитопровода, образует коллекторное пространство с незначительной толщиной стенок, достаточной для обеспечения необходимой механической прочности. В некоторых конструкциях это место закрывается отдельными ребрами жесткости, прикрытыми тонким защитным кожухом.

Главные полюса

Тяговый электродвигатель, работающий на постоянном токе, включает в свою конструкцию обмотку возбуждения, где и появляется магнитодвижущая сила, создающая, в свою очередь, магнитное поле. В состав обмотки входят катушки, надеваемые на сердечники основных полюсов. На стороне сердечника, направленной к якорю, устанавливается полюсный наконечник, он же башмак. С его помощью осуществляется равномерное распределение магнитного потока по всей поверхности якоря. Перечисленные детали отмечены на предыдущем рисунке вместе со станиной.

На практике довольно редко используется схема, включающая в себя полюсный сердечник и полюсный башмак. Как правило, они объединяются в единое целое и образуют главный полюс. За счет этого в сердечнике полюса наступает снижение вихревых потоков, вызываемых действием пульсаций магнитной индукции в наконечниках из-за зубчатой поверхности якоря.

Для сборки полюса используются стальные лакированные листы, которые затем попадают под пресс высокого давления. Сквозь сердечник пропускаются болты или специальные заклепки, чтобы стянуть всю конструкцию. Их равномерное распределение позволяет успешно выдерживать упругость сжатых полос. Крепление полюсов к станине осуществляется с помощью болтов или шпилек.

Назначение и устройство добавочных полюсов

Каждый тяговый электродвигатель мощностью более 1 кВт оборудуется дополнительными полюсами, для того чтобы снизить количество искр, появляющихся на щетках. Их устройство очень простое, включающее в себя сердечник (1) и катушку (2), где использован медный проводник в изоляции. Его сечение рассчитывается по рабочему току двигателя, поскольку эта катушка и обмотка якоря последовательно подключаются друг к другу.

Стальной сердечник изготавливается в виде монолитной конструкции, по причине отсутствия в нем вихревых токов, так как магнитная индукция имеет очень малую величину. Местом монтажа дополнительных полюсов определен промежуток между главными полюсами, а крепление к станине выполняется специальными болтами. Величина воздушной прослойки под ними существенно превышает зазор под главными полюсами. Его регулировка выполняется при помощи специальных пластин из материалов магнитного или немагнитного типа, а окончательная величина определяется, когда тяговый двигатель постоянного тока настраивается на коммутацию при достижении минимального количества искр.

Якорь и коллектор

В состав якоря входит вал, сердечник, обмотки и коллектор. Конфигурация сердечника выполнена в форме цилиндра, а сам он изготовлен из тонких штампованных листов электротехнической стали. Для изоляции листов используется лак или бумага. В сжатом виде после сборки сердечник фиксируется нажимными шайбами. Благодаря устройству сердечника, удается компенсировать влияние вихревых токов и снизить в нем утечку электроэнергии. Охлаждение ТЭД выполняется за счет специальных каналов вентиляции, устроенных в сердечнике.

Для якорных обмоток используется медный проводник круглого или прямоугольного сечения. Он закладывается в выемки сердечника и качественно изолируется от него. Вся обмотка делится на секции, концы каждой из них соединяются с коллектором путем пайки.

В конструкцию каждого коллектора входит активная составляющая и система крепления. Изоляция медных коллекторных пластинок (7) выполняется с помощью специальных прокладок. Провода якорной обмотки припаиваются к выступу в конце элемента (5). Край пластин, расположенный снизу (6) после сборки зажимается с помощью двух нажимных колец (3). Эти кольца также изолируются, а сама изоляция утапливается на 1,5 мм внутрь скользящей поверхности коллектора.

Тяговые электродвигатель асинхронного типа

На железнодорожном транспорте асинхронный тяговый двигатель долгое время не мог использоваться из-за отсутствия в электроснабжении подвижного состава переменного трехфазного тока. Постепенно развивающееся электротехническое производство позволило создать и усовершенствовать электронику полупроводникового типа.

Таким образом, были созданы преобразователи тока и напряжения, обладающие мощностью, достаточной, чтобы обеспечить энергией асинхронный тяговый двигатель. Ведущую роль в этом деле сыграли мощные транзисторы.

Данные устройства оказались просты и надежны в эксплуатации. У них заметно снизились габаритные размеры и вес в сравнении с двигателями постоянного тока. Асинхронный тяговый двигатель не требует особого технического обслуживания, способен переходить в генераторный режим без специального переключения, а лишь под действием повышенной частоты вращения ротора. Подобная схема существенно упрощает использование системы электрического торможения.

Генератор постоянного тока: устройство и принцип действия

Принцип работы электродвигателя

Устройство генератора: принцип работы

Виды электродвигателей: устройство, принцип работы

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector