Устройство и работа генератора

2018-07-06

1335

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Генератор (рисунок 1) представляет собой синхронную электрическую машину, явнополюсную, с независимым возбуждением, независимой вентиляцией, исполнение генератора защищенное.

Генератор может быть выполнен в двух исполнениях:

· со свободным концом вала со стороны контактных колец, к которому допускается подсоединение механизмов для отбора мощности на электропривод собственных нужд тепловоза;

· без свободного конца вала со стороны контактных колец.

Конструктивной особенностью генератора является использование для опоры ротора только одного подшипникового щита 13 и подшипника 5, а второй опорой ротора генератора является коренной подшипник коленчатого вала дизеля, соединенный пластинчатой муфтой и крепежом с фланцем корпуса ротора.

Способ охлаждения генератора - независимая вентиляция. Забор охлаждающего воздуха производится извне тепловоза через воздушные фильтры.

Вход охлаждающего воздуха осуществляется через входной патрубок 19 генератора со стороны дизеля, выход - через выходной патрубок 1, в нижней части подшипникового щита (сторона контактных колец).

Выводы обмотки статора и ротора расположены со стороны контактных колец, по обе стороны от вертикальной оси генератора.

Ротор генератора имеет 12 полюсов и состоит из следующих составных частей: корпуса 21 (рисунок 1), сердечника 20, катушек полюсных 14, контактных колец 8, междуполюсных и соединительных шин.

Корпус ротора 21 сварной конструкции. Со стороны контактных колец 8 в корпус запрессовывается вал, а с противоположной стороны корпус имеет фланец с цилиндрическими заточками и отверстиями для соединения с коленчатым валом дизеля через муфту. На корпусе напрессован массивный звездообразный сердечник.

Катушки полюсные 14 - однослойные, намотаны на ребро из медной ленты прямоугольного сечения.

Соединение катушек обеспечивается гибкими межполюсными шинами, которые расположены по торцам магнитопровода и закреплены к рамкам катушек.

Начало и конец обмотки возбуждения с помощью изолированных шин подсоединены к шпилькам контактных колец 8.

F1, F2 - начало и конец обмотки Возбуждения ротора; 1U, 1V, 1W, 2U, 2V, 2W - выводы фаз обмоток статора; 1N, 2N - выводы нулевых точек обмоток статора;Н, К - начало и конец полюсных катушек ротора

Рисунок 2 – Схема электрическая соединений обмоток генератора

Контактные кольца 8 обеспечивают непрерывный подвижный контакт с неподвижной частью цепи возбуждения ротора для передачи тока возбуждения на вращающийся ротор. Контактные кольца изготовлены из коррозионностойкой стали, и напрессованы на изолированный цилиндр, закрепленный на корпусе ротора 21 с помощью посадки с натягом. В каждом контактном кольце в качестве контактного вывода закреплена токовыводящая шпилька. Ротор имеет два вывода F1 и F2, предназначенные для включения генератора во внешнюю цепь возбуждения.

В статоре вырабатывается электроэнергия для питания электродвигателей тепловоза.

Статор состоит из следующих частей: корпуса, сердечника, катушек статора.

Корпус 15 статора - основной конструктивный элемент статора, в котором монтируются сердечник 16 и катушки 18 статора. Корпус имеет опорные лапы для установки генератора на поддизельной раме в кузове тепловоза.

Сердечник статора представляет собой пакет, набранный (шихтованный) из отдельных листов, штампованных из электротехнической стали в виде «сегментов» так, что в каждом слое листов размещается несколько (шесть) «сегментов».

В пазах статора уложена двухслойная волновая обмотка, состоящая из катушек 18 статора.

Обмотка выполнена по схеме двух независимых трехфазных звезд, сдвинутых в пространстве друг относительно друга на 30 электрических градусов. В каждой звезде обмотки имеются две параллельные ветви.

Обмотка статора имеет шесть выводов фаз (по три от каждой ”звезды”) и два вывода от нулевых точек.

Подшипниковый щит 13 выполнен сварным из колец и ребер. В центральную часть щита вставлена ступица 7. Ступица 7 позволяет при необходимости заменить вмонтированный в неё подшипник 5 без разборки и снятия генератора с тепловоза.

В генераторе применен двухрядный сферический роликовый подшипник 5. Для смазки подшипника применяется смазка пластичная с высокой стабильностью смазывающих свойств.

Для предотвращения вытекания смазки из камеры наружу или внутрь генератора, а также проникновения в подшипник пыли и влаги применяются лабиринтные уплотнения.

В процессе эксплуатации смазка в подшипник добавляется шприц-прессом через пресс-маслёнку, вворачиваемую в трубку 9 для подачи смазки. Сбор и удаление отработанной смазки осуществляется через специальную камеру, расположенную снизу в наружной крышке 4 подшипника.

В подшипниковом щите на двух подвесках, закреплённых через изоляторы, монтируются шесть щеткодержателей 10, по три над каждым контактным кольцом 8.

Щеткодержатель 10 - конструктивный узел, удерживающий щётку 11 в специальном гнезде и обеспечивающий постоянный контакт щеток с поверхностью контактных колец 8. Применение в щеткодержателе рулонной пружины обеспечивает постоянное усилие нажатия на щетку в процессе эксплуатации без подрегулировки независимо от степени износа щетки.

Во избежание смещений закреплённых на подвеске щеткодержателей и для точной установки их относительно рабочей поверхности контактных колец, сопрягаемые поверхности щеткодержателей и подвески имеют специальное рифление одинакового профиля.

Щетки 11 обеспечивают постоянный контакт неподвижной части цепи возбуждения ротора с ее подвижной частью с целью передачи тока возбуждения на вращающийся ротор. Для обеспечения хорошего контакта поверхности щеток шлифуются (притираются) к рабочей поверхности контактных колец. Для защитыот ударной и вибрационной нагрузки, которую воспринимает щеткодержатель, щетки снабжены резиновыми амортизаторами.

Токоведущие провода щеток (жгутики) закреплены к подвескам щеткодержателей.

Кабельные наконечники проводов возбуждения подсоединены также к указанным подвескам щеткодержателей, а их противоположные кабельные наконечники закреплены в клицах на торце щита подшипникового 13.

Таблица 4– Возможные неисправности и методы их устранения

Неисправность	Вероятная причина	Способ устранения
Снижение сопротивления изоляцииобмоток.	Попадание внутрь генератора влаги, горюче-смазочных материалов, грязи.	Очистка поверхностей обмотокот загрязнений и (или) сушка изоляцииобмоток.
Перегрев генератора из-за отсутствия вентиляции.	Устранение причин перегрева.
Пробой на корпусизоляции обмоток.	Эксплуатация при чрезмерном снижении сопротивления изоляции.	Устранение причин пробоя накорпус изоляции.
Разрушение корпусной изоляции от перегрева генератора.Механическое повреждение корпусной изоляции.	Ремонт с частичной или полной заменой вышедших из строя обмоток.
Между витковоезамыкание в обмотке ротора.	Механическое разрушениеизоляции.	Устранение причин междувиткового замыкания.
Перегрев из-за нарушения вентиляции.	Ремонт с заменой катушек полюсных.При замене катушекполюсных ротор необходимо отбалансировать.
Повышенный нагрев подшипника.	Недостаток или избытоксмазки в подшипнике.	Приведение количества смазки всоответствие с картой смазки(приложение А).
Затирание деталей подшипникового узла.	Выяснение и устранение причинзатирания.
Не выдержан контрольныйразмер (4 ± 2) мм. Малый радиальный зазор в подшипнике. Разрушение деталей подшипника. Проворот внутреннего кольцаподшипника.	Замена подшипника.
Повышенная вибрация (ослаблениекреплений резьбовых деталей и других составных частей).	Некачественная центровкапри сочленении генератора сдизелем, ослабление затяжкиили обрыв болтовых креплений муфты.	Проверка качества центровки.
Ослабление затяжки болтов крепления генератора на тепловозе.	Подтяжка болтов крепления.
Ослабление крепления (или выпадение) балансировочных грузов на роторе генератора.	Установка на место и надёжное закрепление балансировочных грузов, проверка динамической балансировки.
Распайка обмоткистатора в лобовойчасти или выводовобмотки.	Нарушение системы вентиляции.	Устранение причин, нарушающих нормальное охлаждение генератора.
Длительные перегрузки генератора.	Перепайка повреждённых мест.Устранение неисправностейсхемы и строгое соблюдение допустимых нагрузок.
Отгар выводов катушек или шин ротора	Ослабление контактных соединений, а также механическое нарушение контактногосоединения.	Ремонт или замена катушек полюсных, замена шины.При замене катушекполюсных ротор необходимо отбалансировать.

Таблица 5 – Перечень работ, выполняемых при ТО и ТР

Содержание работ	ТОиР
Генератор тяговый синхронный ГС-501А БИЛТ.528754.003 РЭ	ТО-2	ТР	СР
1. Проверить осмотром внешнее состояние генератора.	+	+	-
2. Проверить на слух работу подшипника.	+	+	-
3. Открыть смотровые крышки, предварительно очистив от загрязнений и посторонних предметов.	+	+	-
4. Продуть сжатым воздухом внутренние поверхности и проверить состояние рабочей поверхности контактных колец, щеток и щеткодержателей. Заменить щетки, имеющие повреждения и предельный или близкий к нему износ. При осмотрах и замене щеток приподнять рычаг щеткодержателя за курок, переместив рычаг в противоположную от щетки сторону, опустить рычаг в зазор между щеткой и ограничительной осью щеткодержателя (в паз в корпусе щеткодержателя). Запрещается резко опускать рычаг щеткодержателя на щетку, а также поднимать рычаг, прижимая к оси его вращения в направлении щетки (в этом случае происходит перегиб пружины). ВНИМАНИЕ, рычаг щеткодержателя не фиксируется в поднятом положении.	+	+	-
5. Обтереть поверхности изоляторов, контактных колец и изоляционную поверхность цилиндра сухой безворсной салфеткой (при невозможности удаления загрязнений, протереть салфеткой, смоченной в чистом бензине и отжатой) до полного удаления загрязнений.	+	+	-
6. Устранить шлифовкой подгары, задиры и другие мелкие дефекты на рабочей поверхности контактных колец. После шлифовки обдуть сжатым воздухом контактные кольца и внутренние поверхности генератора. При наличии на рабочих поверхностях контактных колец мелких повреждений, не вызывающих сколы щеток, разрешается временная эксплуатация до очередного технического обслуживания и текущего ремонта.	+	+	-
7. Осмотреть в доступных обзору местах состояние паяных соединений обмотки статора, крепление межкатушечных соединений обмотки ротора, крепление выводных шин статора и выводов ротора к контактным кольцам. Отсутствие следов распайки, ослабления креплений. Устранить обнаруженные неисправности, при невозможности их устранения отправить статор на неплановый ремонт.	-	+	-
8. Проверить обстукиванием крепление подшипникового щита, ступицы, крышек подшипника. Отсутствие ослабления крепления. Подтянуть ослабленные болты. Момент затяжки болтов крепления подшипникового щита и ступицы 220 - 260 Нм (22-26 кгм), крышек подшипника 40-50 Нм (4-5 кгм).	-	+	-
9. Проверить крепление входного патрубка и его составных частей между собой. Отсутствие ослабления крепления, наличие контрящих элементов. Момент затяжки 5 - 6 Нм (0,5 - 0,6 кгм).	-	+	-
10. Проверить статическое давление охлаждающего воздуха.	-	+	-
11. Проверить величину сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса в холодном состоянии путем измерения сопротивления изоляции силовых цепей тепловоза в соответствии с его руководством по эксплуатации. Если общее сопротивление изоляции силовых цепей тепловоза, ниже допустимой нормы, отсоединить генератор от электрической схемы тепловоза и измерить сопротивление изоляции обмоток. При сопротивлении изоляции обмотки статора менее 1,0 МОм и обмотки ротора менее 0,5 МОм производить очистку и сушку изоляции.	-	+	-
12. Измерить уровень вибрации на опорных лапах генератора.	-	+	-
13. Добавить смазку в подшипник через 50-75 тыс. км.	-	+	-
14. Снять генератор с тепловоза и разобрать его.	-	-	+
15. Очистить от загрязнений поверхности статора, ротора, подшипникового щита и их составные части.	-	-	+
16. Проверить состояние изоляции обмотки статора. При сопротивлении изоляции менее 20 МОм производить сушку изоляции. После сушки изоляции пропитать статор в VPI компаунде 3309 ТУ-1446-626-4-309-85.	-	-	+
17. Проверить состояние паяных соединений.	-	-	+
18. Проверить состояние пазовых клиньев.	-	-	+
19. Выполнить ремонт статора с заменой поврежденных и ослабленных клиньев, поврежденных отдельных катушек обмотки, соединительных шин и выводов.	-	-	+
20. Покрыть внутренние поверхности статора (кроме посадочной поверхности под подшипниковый щит) эмалью КО-976 ТУ 2312-122-05758799-2004.	-	-	+
21. Измерить сопротивление изоляции обмотки статора относительно корпуса в практически холодном состоянии.	-	-	+
22. Испытать электрическую прочность изоляции обмотки статора относительно корпуса (только при значении сопротивления изоляции более 20 МОм).	-	-	+
23. Проверить состояние корпуса ротора.	-	-	+
24. Проверить состояние изоляции катушек полюсов ротора, крепления выводов.	-	-	+
25. Проверить состояние крепления катушек полюсов ротора.	-	-	+
26. Проверить катушки полюсов ротора на отсутствие междувитковых замыканий.	-	-	+
27. Проверить состояние контактных колец.	-	-	+
28. Выполнить ремонт ротора с заменой неисправных полюсов, контактных колец, поврежденного вала, уплотнительных колец.	-	-	+
29. Выполнить динамическую балансировку ротора (только в случае замены катушек полюсов).	-	-	+
30. Измерить сопротивление изоляции ротора относительно корпуса в практически холодном состоянии. При сопротивлении изоляции менее 20 МОм производить сушку изоляции.	-	-	+
31. Покрыть поверхности ротора (кроме посадочных поверхностей и рабочей поверхности контактных колец) эмалью КО-976 ТУ2312-122-05758799-2004.	-	-	+
32. Испытать электрическую прочность изоляции ротора относительно корпуса (только при значении сопротивления изоляции более 20 МОм).	-	-	+
33. Выполнить ремонт или замену изношенных и поврежденных деталей щеткодержателей. Установить новые щетки.	-	-	+
34. Выполнить ремонт с восстановлением или заменой поврежденного подшипникового щита, ступицы, крышек подшипника, патрубков и других деталей.	-	-	+
35. Выполнить ревизию, ремонт или замену подшипника.	-	-	+
36. Покрыть поверхности подшипникового щита (кроме посадочных поверхностей) эпималью-9155 красно-коричневой ТУ 2312-138-05758799-2006. Допускается покрыть: - внутренние поверхности подшипникового щита (кроме посадочной поверхности), смотровых крышек эмалью ГФ-92-ХС ГОСТ 9151-75 для климатического исполнения У и эмалью КО-976 ТУ2312-122-05758799-2004 для климатическогоисполнения Т; - наружную поверхность подшипникового щита (кроме посадочной поверхности) эмалью ПФ-115 серая ГОСТ 6465-76 для климатического исполнения У или эмалью МЛ-12 серая ГОСТ 9754-76 для климатического исполнения Т.	-	-	+
37. Собрать генератор.	-	-	+
38. Проводить приемо-сдаточные испытания.	-	-	+
39. Покрыть наружную поверхность генератора (кроме конусного конца вала), защитных крышек и патрубков эмалью ПФ-115 серая ГОСТ 6465-76 для климатического исполнения У или эмалью МЛ-12 серая ГОСТ 9754-76 для климатического исполнения Т.	-	-	+
40. Устранить обнаруженные неисправности и отметить о них в учетной документации депо и паспорте генератора.	+	+	+
Примечание - Полный объем работ, подлежащий выполнению, а также требования, соблюдение которых обязательно при среднем ремонте генератора, определяются ремонтной документацией, разрабатываемой в соответствиис ГОСТ 2.602-95.

Таблица 6 – Контролируемые параметры

Наименование контролируемого размера	Значение контролируемого размера
чертежное	браковочное
ТО-2	ТР	СР
Генератор в сборе
Радиальное биение контактных колец в собранном генераторе в горячем состоянии	не более 0,06	не более 0,07	не более 0,06
Воздушный зазор между полюсами ротора и расточкой статора, измеренный со стороны привода щупом длиной 500 мм и шириной не более 8 мм под серединой полюса, мм	6,2 – 7,4	-	-	менее 6,2 более 7,4
Разность между минимальным и максимальным зазорами, указанными в предыдущем пункте на одном генераторе	не более 0,5	-	-	не более 0,5
Зазор между щеткодержателем и рабочей поверхностью контактного кольца (под серединой щеткодержателя), мм	2⁺¹	менее 2 более 3
Зазор между боковыми сторонами щетки и стенками обоймы щеткодержателя:
- по тангенциальному размеру	0,08 – 0,254	менее 0,08 более 0,5
- по аксиальному размеру	0,1 - 0,3	менее 0,1 более 0,3
Радиальный размер щетки без резинового амортизатора	57±8	менее 17	Установить комплект новых щеток
Нажатие пружин на щетки, Н (кгс)	17,7±2,0 (1,8±0,2)	менее 15,6 (1,6)
Контактная поверхность притирки щетки к контактному кольцу от площади ее сечения, процент	-	не менее 75
Местные сколы кромок у контактной поверхности щетки от площади ее сечения, процент	-	не более 10
Расстояние от торца наружной крышки подшипника до края канавки у основания свободной части вала (для генератора со свободным концом вала) или расстояние от торца наружной крышки подшипника до торца вала для генератора без свободного конца вала, мм	4±2	менее 2 более 4
Сопротивление изоляции обмоток, МОм:
- ротора в холодном состоянии	не менее 20	менее 0,5
- ротора в горячем состоянии	не менее 2,5	менее 0,5
- статора в холодном состоянии	не менее 20	менее 1,0
- статора в горячем состоянии	не менее 2,5	менее 1,0
Ротор
Диаметр контактных колец ротора, мм		-	менее 384
Радиальное биение рабочей поверхности контактных колец относительно оси вращении до сборки генератора, мм	не более 0,03	-	не более 0,03
Овальность и конусообразность шейки вала под посадку подшипника, мм	не более 0,013	-	не более 0,013
Радиальное биение свободного конца вала относительно оси вращения до сборки генератора, мм	не более 0,03	-	не более 0,03
Радиальное биение поверхности фланца вала относительно оси вращения:
- по диаметру 300 мм	не более 0,04	-	не более 0,04
- по диаметру 165 мм	не более 0,04	-	не более 0,04
Торцевое биение фланца вала на диаметре 420 мм относительно оси вращения ротора:
- со стороны дизеля	не более 0,04	-	не более 0,04
- со стороны генератора	не более 0,2	-	не более 0,2
Площадь прилегания калибра при проверке по краске свободного конца вала, процент	не менее 75	-	не менее 75
Подшипниковый щит и подшипник
Диаметр отверстия подшипникового щита под посадку ступицы, мм	470^+0,06		470^+0,06
Диаметр поверхности ступицы под посадку в подшипниковый щит, мм		-
Овальность и конусообразность отверстия (гнезда) ступицы под посадку подшипника, мм	не более 0,025	-	не более 0,025
Натяг внутреннего кольца подшипника при посадке на вал, мм	0,027–0,052	-	0,027–0,052

СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР

2018-07-06

1335

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Обсуждение в статье: Устройство и работа генератора

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓