Тяговый генератор МПТ 99/47

ЛОКОМОТИВНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

Пояснительная записка к расчётно-графической работе по дисциплине

«Локомотивные энергетические установки»

РГР. 190300.65.05.141.

Студент гр.141 Д.О. Игошев

Руководитель А.Ю. Коньков

Хабаровск – 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Основной задачей электрической передачи мощности является приспособить характеристики дизеля к таким условиям локомотивной тяги, при которых произведение силы тяги тепловоза на его поступательную скорость давало бы постоянный результат.

Локомотив должен обеспечить надежную, устойчивую и экономичную работу по перевозке грузов или пассажиров применительно к условиям переменного профиля пути. В каждом конкретном случае для участков обращения локомотивов вес поезда устанавливается постоянным, поэтому работа локомотива характеризуется широким диапазоном изменений силы тяги . Обеспечить его надежную работу в этих условиях можно либо за счет большого резерва мощности при постоянной (или мало меняющейся) скорости, либо за счет высокой приспособляемости тяговых характеристик локомотива к условиям движения при ограниченной мощности.

На тепловозах применяются несколько типов электрических передач мощности:

– постоянного тока;

– переменно-постоянного тока;

– переменно-переменного тока.

Произведём расчет электрической передачи мощности проектируемого тепловоза, за основу которого взят тепловоз ТЭ3 с электрической передачей постоянного тока.

Тяговый генератор МПТ 99/47

На тепловозе применен тяговый генератор постоянного тока типа МПТ 99/47А, самовентилирующийся, имеющий следующую техническую характеристику:

Таблица 1.1 – Характеристика генератора МПТ-99/47

Генератор представляет собой некомпенсированную восьмиполюсную электрическую машину постоянного тока с независимым возбуждением. Генератор выполнен в закрытом исполнении с самовентиляцией. Воздух для охлаждения генератора поступает через специальный воздухозаборный патрубок, установленный на подшипниковом щите и соединенный воздуховодом, выведенным на крышу тепловоза. С помощью вентиляторного колеса, установленного на валу якоря генератора со стороны привода, охлаждающий воздух просасывается через полость и, охладив генератор, выбрасывается наружу тепловоза под раму через нижний выпускной патрубок.

Входной патрубок на крыше тепловоза имеет специальный защитный зонт, предохраняющий генератор от попадания в его полость влаги и пыли. Направление вращения генератора против часовой стрелки (если смотреть со стороны коллектора). Генератор выполнен с одним самоустанавливающимся подшипником на конце вала якоря со стороны коллектора. Второй конец вала, соединенный с коленчатым валом дизеля с помощью полужесткой муфты, опирается на его опоры

Рисунок 1 - генератор МПТ 99/47А

Станина генератора из гнутого стального листа опирается на поддизельную раму двумя лапами, приваренными к диаметрально противоположным образующим цилиндрической поверхности станины. В лапах имеется по четыре отверстия диаметром 32 мм для крепления генератора к раме и по два отверстия М16, необходимых для подъема станины с помощью отжимных болтов при центровке генератора с дизелем. Со стороны привода на станине установлен сварной щит, образующий воздухозаборную улитку, в которой находится колесо вентилятора.

С противоположной стороны станины к ее торцу с помощью 16 болтов М20 прикреплен подшипниковый щит. По окружности станины равномерно расположены восемь групп отверстий (по три в каждой группе) для крепления главных полюсов и столько же групп (по два отверстия) между ними— для крепления добавочных полюсов. Главные и добавочные полюсы прикреплены к станине болтами М24. Болты предохраняются от самоотвинчивания пружинными шайбами.

Главные полюсы. Сердечники главных полюсов представляют собой пакеты листов малоуглеродистой стали марки Ст2 толщиной 2 мм. Листы стянуты стальными заклепками. На главных полюсах размещены катушки обмотки независимого возбуждения генератора и пусковой обмотки. Катушки представляют собой стальной каркас с расположенной на нем обмоткой. Каркас выполнен из листовой стали толщиной 1 мм по форме полюса с отогнутыми бортами для удержания рамок, выполняющих роль щек. Щеки выполнены из стеклотекстолита. На каркас наложена изоляция из нескольких слоев гибкого стекломиканита марки С2ГФК толщиной 0,4 мм на теплостойком кремнийорганическом лаке и одного слоя стеклолакотканевая ЛСК-7 толщиной 0,15 мм.

На изоляцию каркаса намотана пусковая обмотка. Между витками проложен гибкий стекломиканит марки С2ГФК толщиной 0,4 мм. Между торцами пусковой обмотки и бортами каркаса проложены стеклотекстолитовые планки. Поверх пусковой обмотки намотана обмотка независимого возбуждения в 13 слоев с разным числом витков в слое. В процессе намотки каждый слой промазывают кремнийорганическим компаундом, а всю катушку покрывают кремнийорганическои эмалью и запекают. Изоляция катушки выполнена на стеклослюдяных материалах с применением кремнийорганических лаков. Она может длительно выдерживать высокие температуры (до +200 °С). Выводы обмотки возбуждения и пусковой обмотки припаяны тугоплавким припоем. Для упрощения межкатушечных соединений катушка пусковой обмотки и обмотки независимого возбуждения, намотанные в одном направлении, выполняются двух видов: с открытыми и перекрещенными выводами. На генераторе установлено по четыре катушки каждого вида, чередующихся соответственно полярности главных полюсов. Соединение катушек обмотки независимого возбуждения, а также пусковой последовательное. Воздушный зазор между главным полюсом и якорем равен 4 мм.

Добавочные полюсы. Сердечники добавочных полюсов собраны из отдельных листов малоуглеродистой стали толщиной 2 мм, спрессованы под большим давлением и стянуты заклепками. Для регулирования зазора между станиной и сердечником полюса проложены гетйнаксовые и стальные прокладки. Сердечник полюса изолирован опоессовкой из формовочного миканита толщиной 0,3 мм в четыре слоя, поверх которого наложено два слоя стеклоткани. На сердечник надета катушка (рис. 2), стянутая с каждой стороны тремя хомутами из полосовой стали. Хомуты служат также для закрепления катушки на полюсе. Катушка состоит из пяти медных витков размером 14X19,5 мм. Верхний виток катушки, прилегающий к основанию полюса, изолирован двумя слоями миканита толщиной 0,13 мм и одним слоем стеклоленты толщиной 0,15 мм.

' В генераторах более поздних выпусков эти планки заменены выступами на пластмассовых рамках.

Рисунок. 2. Добавочный полюс генератора: 1 — стальная накладка, 2 — поокладка; 3 — прокладка между витками; 4 — катушка; 5 — сердечник

Якорь. Якорь генератора (рис. 3) собран на валу, изготовленном из поковки стали 45. Цельнокованый фланец вала служит для соединения с валом дизеля. Со стороны коллектора на валу насажен роликоподшипник.

К свободному концу вала за подшипником прикреплена полумуфта для сочленения с редуктором передачи к двухмашинному агрегату и вентилятору охлаждения тяговых двигателей передней тележки.

Якорь имеет сварной остов, состоящий из двух литых стальных втулок и шести ребер, связанных распорками. Остов якоря насажен на вал горячей посадкой. На ребра остова надеты обмоткодержатель и листы якорного сердечника, спрессованные под большим давлением и удерживаемые корпусом коллектора, который насажен на выступающие концы ребер остова якоря и закреплен поперечными шпонками. Листы сердечника якоря насажены на ребра остова с напряженной посадкой и удерживаются от проворачивания, кроме призматической шпонки, тремя цилиндрическими шпонками, туго забитыми под развертку.

Рисунок3. Якорь генератора: 1 — вал, 2 — коллектор; 3 — сердечник; 4 — обмотка; 5 — остов

Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали марки Э-12 толщиной 0,5 мм. Листы изолированы друг от друга двухслойным лаковым покрытием с термической запечкой. В теле сердечника расположено в три ряда 120 вентиляционных отверстий диаметром 22 мм. Число пазов для обмотки якоря 148.

На тепловозах ТЭЗ выпуска до января 1959 г. применялись генераторы типа МПТ 99/47, которые затем были заменены генераторами МПТ 99/47А, описанными выше. Генератор МПТ 99/47 имел компенсационную обмотку, а МПТ 99/47А такой обмотки не имеет. Полюсы и катушки главных и добавочных полюсов этого генератора не взаимозаменяемы с полюсами и катушками генератора МПТ 99/47. Изменена также конструкция воздухо-подводящего патрубка. Это изменение введено в связи с поступлением воздуха для вентиляции генератора из кузова тепловоза, а не с крыши, как это было раньше.

Рисунок 4. Характеристики генератора МПТ 99/47А:а — намагничивания; б — внешняя

Рисунок 5 – Характеристика холостого хода генератора.

Составим таблицу параметров ТЭД. На тепловозе ТЭ3 применяется ТЭД ЭДТ-200А.

Таблица 2. Параметры ТЭД