Gazmarket59.ru

Газ Маркет 59
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тяговые генераторы постоянного тока для тепловозов

Тепловоз серии ТЭМ2

Маневровый тепловоз с электрической передачей с осевой формулой 3-3 производства Брянского машиностроительного завода.

Основные характеристики

Год постройки1960
Осевая формула3-3
Конструкционная скорость100 км/ч
Мощность дизеля1200 л.с.

Расположение оборудования на тепловозах серии ТЭМ2

Маневровый тепловоз ТЭМ18ДМ

Тепловоз ТЭМ18ДМ предназначен для выполнения маневровой работы на станциях и легкой вывозной работы между станциями.
Основными отличиями тепловоза ТЭМ18ДМ от тепловоза ТЭМ18Д является применение возбудителя генератора, взамен двухмашинного агрегата; кроме этого применено кондиционирование кабины машиниста, что позволило улучшить условия работы локомотивных бригад; установлена система УСТА.
По сравнению с тепловозами серии ТЭМ2 применены дизель с уменьшенным на 7-10% расходом топлива; унифицированная кабина машиниста, обеспечивающая комфортные условия работы машиниста, с установкой унифицированного пульта управления; микропроцессорная система управления тягового генератора.
Выпускается ЗАО «УК «БМЗ» с 2004 г.

Мощность по дизелю, кВт (л.с.)

Служебная масса, т

Сила тяги длительного режима, кН (тс)

Сила тяги при трогании с места, кН (тс)

Скорость конструкционная, км / ч

Запасы топлива, кг

Преобразовательные агрегаты

Преобразовательные агрегаты тяговых подстанций метрополитена по многим узлам унифицированы с агрегатами тяговых подстанций городского электротранспорта. По требованиям пожарной безопасности тяговые трансформаторы, устанавливаемые в подземных выработках, выполняются сухими (безмасляными). С целью снижения уровня пульсаций выходного напряжения выпрямительные агрегаты тяговых подстанций выполняют шести- и двенадцатипульсовыми с соединением вентилей по нулевой и мостовой схемам, а также применяют уравнительные реакторы. Выпрямительные агрегаты производятся как с неуправляемыми вентилями (диодами), так и с управляемыми (тиристорами), что позволяет регулировать уровень выпрямленного напряжения и избегать возникновения уравнительных токов при параллельной работе нескольких агрегатов. Применяются выпрямители как с естественным, так и принудительным воздушным охлаждением.

На тяговых подстанциях устанавливают трансформаторы серий ТСЗП и ТМРУ.

Тип трансформатораТСЗП-1600/10МУЗТСЗП-1600/10МНУ3ТСЗП-2500/10МУ3ТСЗП-2500/10МНУ3
Номинальное напряжение сетевой обмотки, кВ6,310,56,310,5
Ток преобразователя, А1 6001 6002 5002 500
Напряжение короткого замыкания, %6,76,87,15,8
Потери в режиме короткого замыкания, Вт10 50010 50013 50014 000
Потери в режиме холостого хода, Вт2 5002 8004 8004 000
Масса, кг5 5005 5008 0508 200

Где используются

Еще совсем недавно генераторы постоянного тока устанавливались на транспорте для железных дорог. Но сейчас их вытесняют синхронные трехфазные устройства. Переменный ток синхронных агрегатов выпрямляют полупроводниковыми установками. Некоторые новые локомотивы используют асинхронные двигатели, которые работают на переменном токе.

Применение ГПТ

Такие же обстоятельства и с автогенераторами, которые постепенно замещают асинхронными устройствами с дальнейшим выпрямлением.

Сварочный генератор

Стоит заметить, что передвижное оборудование для сварки (имеющие автономное питание) обычно находится в паре с таким генератором. Отдельные отрасли промышленности продолжают применять мощные агрегаты описанного типа.

Как выглядит структурная схема

Существует несколько наиболее распространенных способов подключения в зависимости от того, какие нагрузки планируется подавать, и какого типа объекты будут подключаться. В результате может меняться состав оборудования.

На рисунке изображен один из наиболее простых вариантов. Распределительное устройство включает в себя три ячейки, причем конструкцией предусмотрен всего один выключатель. На вводе устанавливается только один разъединитель, что также способствует упрощению схемы. Нет необходимости в использовании резервного оборудования. Учитывая отличия такого оборудования, как мачтовая трансформаторная подстанция, схема будет выглядеть несколько иначе.

Рекомендации по выбору

Основным критерием эффективности использования того или иного типа установки является соответствие параметров условиям эксплуатации, в частности, уровню подаваемой нагрузки. Если подбирается тяговая или столбовая трансформаторная подстанция, ее типовой проект подразумевает необходимость выполнения следующих действий:

  • Выбор схемы подключения и соединения основных узлов;
  • Определение наиболее подходящего варианта токоведущих аппаратов и узлов;
  • По расчетным значениям электрических параметров подбираются основные узлы такого оборудования (распределительные устройства, трансформаторы, выключатели, разъединители, элементы защиты, зарядных аккумуляторов).

Аналогичные действия выполняются в случае, когда выбирается мачтовая трансформаторная подстанция типовой проект также будет в большей мере состоять из расчетной части.

Нюансы монтажа и нормативная документация

Основная особенность принципа установки техники, используемой для питания железнодорожного электротранспорта, заключается в том, что все работы выполняются при непосредственном участии электромонтажных поездов. В перечень ключевых задач входит непосредственно сам монтаж подстанции тягового типа, а вместе с тем и постов секционирования, телемеханического оборудования и контактной сети. Такое оборудование, как столбовые трансформаторные подстанции, подключаются несколько иным способом, учитывая, что все основные узлы монтируются на опоре.

Читайте так же:
Установка теплового реле по току

СТН ЦЭ 12-00 «Нормы по производству и приемке строительных и монтажных работ во время электрификации железных дорог» определяют ряд требований, предъявляемых к монтажу подобного оборудования. Для сравнения мачтовая трансформаторная подстанция предполагает подготовку котлована для установки опоры, проверку точности установки по отвесам, монтаж основных узлов на опорной конструкции, подключение всех элементов.

Таким образом, тяговые установки отличаются многообразием исполнений, что, с одной стороны, несколько затрудняет выбор подобной техники, а с другой – позволяет подобрать наиболее подходящий вариант. А вот столбовые трансформаторные подстанции являются техникой более узкого целевого назначения и представляют собой тупиковый вариант конструкции определенного диапазона значений мощности и напряжений. При выборе любого из этих видов оборудования учитывается уровень выдерживаемой нагрузки, схема подключения, а также соответствие основных параметров условиям работы.

Электрические двигатели троллейбуса

Внещний вид электродвигателя

Составные части электродвигателя ДК-210А-3

1 — щит подшипника; 2 — коллектор; 3 — корпус; 4 — добавочный полюс; 5 — якорь; 6 — якорные катушки; 7 — катушка добавочного полюса; 8 — вентилятор; 9 — щит; 10 — крышка; 11 — вал; 12 — подшипник; 13 — главный полюс; 14 — катушка главного полюса; 15 — сердечник; 16 — гайка коллектора; 17 — втулка коллектора, 18 — подшипник; 19 — вентиляционный патрубок; 20 — крышка подшипника; 21 — коллекторный стакан; 22 — прижим щеткодержателя; 23 — пластина крепления щеткодержателя.

Чертеж электродвигателя

1 — паз якоря; 2, 4, 26, 27 — подшипниковые крышки; 3 — роликовый подшипник; 5 — кольцевая гайка; 6 — кронштейн щеткодержателя; 7 — вентиляционный патрубок; 8, 24 — подшипниковые щиты; 9, 14, 22 — прижимная шайба; 10 — прокладка; 11 — коллекторная втулка; 12 — обойма щеткодержателя; 13 — коллекторная пластина; 15 — крышка люка; 16 — корпус; 17, 18 — катушки главного полюса; 19 — шпилька; 20 — обмотка якоря; 21 — пакет якоря; 23 — вентиляционные окна; 25 — вентилятор; 28 — шарикоподшипник; 29 — замки крышек люков; 30 — сердечник добавочного полюса; 31 — катушка добавочного полюса; 32 — сердечник главного полюса.

Схема электрических соединений

Описание электродвигателя

Тяговый двигатель ДК-210А-3 состоит из следующих основных частей: корпуса, главных и дополнительных полюсов, якоря, щеткодержателей со щетками, подшипниковых щитов и вентилятора.

Корпус 16 служит основным магнитопроводом тягового двигателя. Он отлит из специальной стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Корпус цилиндрической формы по внутреннему диаметру имеет расточку для установки главных и дополнительных полюсов. Главные полюса расположены под углом 45° к горизонтали, дополнительные имеют горизонтально-вертикальное расположение.

Читайте так же:
Количество теплоты в катушке с током

Для осмотра коллектора и щеткодержателей в корпусе предусмотрены четыре люка, которые закрываются двумя крышками 15 с уплотнением из губчатой резины. С противоположной стороны по окружности расположены шесть прямоугольных вентиляционных окон 23, защищенных по контуру стальным проволочным заграждением. Для выводных концов обмотки якоря и полюсов в корпусе служат шесть отверстий, армируемых резиновыми втулками. Внутри корпус, за исключением мест под посадку полюса, покрыт серой электроэмалью, снаружи — черным битумным лаком для предохранения от коррозии.

Главный полюс двигателя предназначен для создания основного магнитного поля, которое, взаимодействуя с током, проходящим по проводникам обмотки якоря, приводит якорь во вращение.

Главный полюс состоит из сердечника и катушки. Сердечник 32 набирается из отдельных штампованных стальных листов толщиной 1,5 мм, спрессованных и стянутых заклепочными стержнями. Катушка главного полюса состоит из двух обмоток: последовательной 18 и параллельной 17.

Магнитный поток последовательной обмотки возбуждения зависит от нагрузки двигателя. С увеличением сопротивления движению троллейбуса (например, на тяжелом профиле пути) двигатель будет потреблять из контактной сети больший ток. При этом увеличится магнитный поток, создаваемый последовательной обмоткой возбуждения, и возрастет вращающий момент двигателя, а скорость движения троллейбуса автоматически снизится.

Магнитный поток параллельной обмотки возбуждения зависит только от тока возбуждения. Изменяя ток в параллельной цепи двигателя, а следовательно, магнитный поток параллельной обмотки возбуждения, можно регулировать в широких пределах частоту вращения якоря двигателя в тяговом режиме и тормозное усилие при электрическом торможении.

Главные полюса крепятся к корпусу на трех шпильках 19, ввинченных в сердечник полюса. Гайки шпилек залиты специальной замазкой. Обмотки последовательного возбуждения главных полюсов соединены друг с другом последовательно. Выводы концов маркируются С-С2. Обмотки параллельного возбуждения соединены также последовательно. Выводы концов их маркируются Ш1-Ш2.

Дополнительные полюса предназначены для улучшения коммутации (для уменьшения искрения между щетками и коллектором). Коммутацией называется процесс перехода секции обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую, т. е. процесс изменения направления тока в секции якоря.

Ток, проходящий по обмотке якоря, создает собственное магнитное поле, которое взаимодействует с основным магнитным полем двигателя. Воздействие магнитного поля якоря на основное поле двигателя называется реакцией якоря. Реакция якоря нарушает правильную коммутацию, вызывая искрение под щетками. Воздействие реакции якоря, вызывающее искрение на коллекторе, устраняется с помощью дополнительных полюсов, которые размещены между главными полюсами по оси коммутируемых секций, замыкаемых накоротко щетками.

Ширину полюсов выбирают небольшой, чтобы магнитное поле их действовало только в зоне, где происходит коммутация. Чтобы магнитное поле дополнительных полюсов компенсировало э. д. с. реакции якоря при различных нагрузках, обмотку этих полюсов включают последовательно с обмоткой якоря, в результате чего магнитное поле изменяется пропорционально нагрузке.

Сердечник 30 дополнительного полюса представляет собой механически обработанную стальную отливку (сталь 25Л), катушка 31 изготовлена из шинной меди. Катушки дополнительных полюсов соединены друг с другом и с якорем последовательно. Выводы концов маркируются Д1-Д2. Все концы, выходящие из двигателя: C1-С2, Ш1-Ш2, Д1-Д2, выведены в клеммовую (моторовводную) коробку.

Якорь двигателя состоит из вала 1, сердечника 21, обмотки 20 и коллектора 13. Вал якоря изготовлен из катаной углеродистой конструкционной стали 45 (вязкой, высокого механического качества) с последующей термообработкой. Диаметр вала изменяется ступенчато по его длине. Сердечник набирается из отдельных штампованных листов электротехнической стали (слаболегированная прокатанная сталь с небольшим содержанием кремния) толщиной 0,5 мм. Листы покрывают лаком для уменьшения потерь энергии на вихревые токи, возникающие при пересечении якорем магнитного потока. На валу якоря сердечник удерживается шпонкой между двумя нажимными шайбами 14 и 22. Пакет имеет 35 пазов для обмотки якоря и вентиляционные отверстия для охлаждения сердечника якоря воздушным потоком.

Читайте так же:
Тепловой расчет автоматического выключателя

Обмотка 20 якоря волновая двухслойная, состоит из 35 катушек. Катушка имеет пять секций, выполненных из шинной меди. Обмотка якоря удерживается в пазах клиньями из стеклотекстолита, а вылетные части — бандажами.

Коллектор двигателя предназначен для распределения тока по обмотке якоря. Коллектор арочного типа, имеет 175 коллекторных пластин, изготовленных из кадмиевой коллекторной меди, обладающей в сравнении с обычной вдвое большей износостойкостыо. Коллекторная пластина 13 (см. рис. 87) состоит из рабочей поверхности, петушка и ласточкина хвоста. Все пластины коллектора зажаты между конусами втулки 11 и шайбы 9 с помощью кольцевой гайки 5. Друг от друга они изолированы мика-нитовыми прокладками, а от втулки и шайбы — миканитовыми конусами и цилиндром. Петушки коллекторных пластин имеют шлицы, в которые запаяны концы обмотки якоря. В каждую пластину запаян конец одной секции и начало другой. Коллекторная втулка на валу якоря сидит на шпонке.

В двигателе четыре щеткодержателя, установленных под углом 45° к горизонтали. Обойма 12 щеткодержателя литая, латунная, крепится к стальному кронштейну 6 на шпильке и фиксируется накладкой 10 с ребристой поверхностью. Накладка прижата к приливу обоймы корончатой гайкой, которая шплинтуется. Поверхность прилива обоймы также ребристая, со сквозной овальной прорезью, что позволяет регулировать установку обоймы. Кронштейн крепится к подшипниковому щиту 8 двигателя двумя шпильками, изолированными от него пластмассовыми и фарфоровыми изоляторами.

В каждом щеткодержателе установлены две щетки марки ЭГ-2Л (или ЭГ-14). К щеткам ток подводится через нажимные пальцы, которые соединены с обоймой, щеткодержателя гибким плоским шунтом. Эти же пальцы создают нажатие щеток на коллектор с помощью спиральных ленточных пружин. Один конец пружины входит в разрез регулировочной втулки, к другому заклепками крепится нажимной палец. Регулировку натяжения пружины осуществляют, поворачивая втулку на валике обоймы. Усилие нажатия пальца на щетку должно быть 2 кгс/мм2. Положение регулировочной втулки зафиксировано шплинтом.

Вентилятор 25 предназначен для создания потока воздуха с целью охлаждения двигателя. Он отлит из силумина и крепится заклепками к стальному фланцу, который сидит на валу якоря на шпонке. Воздух забирается вентилятором через вентиляционный патрубок 7 со стороны коллектора и выбрасывается через вентиляционные окна 23. Вентиляционный люк в патрубке и окна защищены стальными сетками.

Подшипниковые щиты 8 и 24 отлиты из стали. Их ставят с тугой посадкой в расточку корпуса. В средней части щитов установлены подшипники, в которых вращается якорь: со стороны коллектора — цилиндрический радиальный роликовый подшипник 3, со стороны вентилятора — шариковый подшипник 28.

Для якорных подшипников применяют смазку типа 1 -13 жировую, которую закладывают при сборке двигателя. Добавляют смазку после пробега 16-17 тыс. км через отверстия в подшипниковых крышках 2 и 27, закрываемых болтовыми пробками.

10 альтернативных источников энергии, которые в скором времени станут повсеместными

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

1. «Солнечные окна»

На сегодняшний день среди альтернативных источников энергии Солнце представляется одним из наиболее очевидных и надёжных. Однако самые распространённые варианты его использования — солнечные батареи — остаются довольно дорогостоящими в производстве, поэтому специалисты продолжают совершенствовать системы подобного рода действия.

Читайте так же:
Определение количество теплоты выделенное током

Одной из наиболее перспективных на этом пути считается концепт SolarWindow. Технология этого проекта такова, что позволяет использовать в качестве панелей солнечных батарей прозрачные пластиковые стёкла, которые вполне реально установить фактически на любое окно. Среди явных достоинств этого концепта выделяют высокую эффективность, приемлемую цену производства таких панелей, а также возможность установить их там, где не получится поставить традиционные батареи.

2. Солнечная батарея Betaray

Параллельно с новыми концептами использования солнечной энергии учёные активно занимаются разработкой более совершенных батарей. Наиболее любопытной и перспективной в этом направлении можно считать установку для аккумулирования солнечного света под названием Betaray. Её также называют концентратором или сферическим генератором.

Betaray имеет весьма оригинальную конструкцию — по сути, представляет собой сферу, заполненную жидкостью и обтянутую улавливающими тепло панелями, которая расположена на подставке. Несмотря на то, что её производство трудно назвать дешевым, в сравнении с теми же вышеупомянутыми оконными панелями, однако эффективность концентратора действительно поражает: так, она способна вырабатывать в четыре раза больше энергии, чем стандартные солнечные батареи.

3. Геотермальные станции

Справедливости ради, стоит отметить, что геотермальные источники энергии применяются довольно давно и уже распространены по планете, однако по-прежнему считаются альтернативными. Безусловный плюс этой технологии состоит в том, что энергия берётся непосредственно из жара самой Земли, то есть, в отличие от добычи нефти, газа или угля, она не способствует утрате её ресурсов. Одними же из самых продуктивных тепловых электростанций, которые уже построены, считаются те, что возведены на вулканах: по данным редакции Novate.ru, один такой объект способен обеспечить током почти 12 тысяч жилых домов.

4. Ветряная электростанция в виде надувной турбины

Ветряные электростанции уже активно строятся по всему миру, однако учёные решили не останавливаться на достигнутом и выйти на новый уровень создания подобных установок. И для одного такого концепта разработчики обратились к опыту авиации. Их надувная турбина, которая наполняется гелием, по внешнему виду очень напоминает самолётную.

А принцип её работы состоит в том, чтобы, поднявшись на высоту до 600 метров, где потоки ветра постоянны и довольно сильные, генерировать энергию прямо с воздуха. Среди плюсов подобного концепта можно выделись низкую себестоимость, быструю окупаемость по энергии и устойчивость к любой непогоде.

5. Биотопливо

Ещё один очень перспективным источником энергии считается биотопливо. Его неоспоримым достоинством является тот факт, что его можно буквально вырастить на полях, а всё потому, что генерирования энергии необходимы растительные масла, причём подойдут для этого в том числе наиболее распространённые культуры – например, соя или кукуруза.

Однако наиболее многообещающими в качестве альтернативного источника энергии считаются, как ни странно, водоросли. Причин этому, как минимум, две: во-первых, именно водные растения отдают намного больше ресурсов, чем наземные. А во-вторых, их легко можно подвергнуть вторичной обработке, если их отходы использовать в качестве удобрений.

6. Радиоактивный торий

Попытки усовершенствовать атомную энергетику также никуда не уходят, ведь именно радиоактивные элементы дают огромное количество энергии. Однако запасов урана не так много, как бы хотелось, но учёные уже вовсю занимаются разработкой технологии по приручению другого химического элемента — тория. И это не напрасно, ведь, по информации Novate.ru, один грамм этого радиоактивного вещества даёт столько же энергии, сколько 28 тысяч литров бензина, а аналогичные показатели урана превышает в 90 раз.

Читайте так же:
Выключатель автоматический номинальные токи тепловых расцепителей

Справедливости ради, следует отметить, что в ядерных реакторах торий уже давно используется, но на сегодняшний день он в энергетике, что называется, на вторых ролях, так как его применение более трудоёмкое, чем урана. И всё-таки, специалисты не собираются бросать разработки по торию, ведь согласно данным геологических разведок, мировые запасы этого элемента в земной коре превышают запасы урана в 3-4 раза, так что перспективность этого потенциального источника энергии очевидна.

7. Энергия приливов

О том, чтобы использовать приливы в качестве источников энергии, человечество задумалось сравнительно недавно. Однако уже успело разработать несколько интересных концептов. Наиболее перспективным из них считается волновой генератор Oyster – работа по нему началась лишь в 2009 году. Интересное название — «устрица» — связано с тем, что установка имеет внешнее сходство с этим морским моллюском.

На сегодняшний день генератор Oyster не просто завершён и был испытан, но и успешно эксплуатируется. Так, две волновые установки были запущены в Шотландии, и их работы достаточно для обеспечения энергией 80 жилых домов. Поэтому у проекта есть все шансы развиваться и питать энергией сооружения по всему миру.

8. Международный экспериментальный термоядерный реактор

При всех недостатках, которые могут возникнуть при работе с атомными станциями, они продолжают оставаться одними из наиболее мощных источников энергии, доступных на сегодняшний день человечеству. Поэтому нет ничего удивительного в том, что это направление также продолжают разрабатывать. И, пожалуй, самым перспективным подобным концептом можно считать проект ITER, которым занимаются специалисты стран ЕС, РФ, США, КНР, Южной Кореи, Японии и Казахстана.

Разработка представляет собой создание международного экспериментального термоядерного реактора, который должен будет наглядно продемонстрировать возможности коммерческого использования термоядерной реакции синтеза. Этот проект задумали давно — ещё в восьмидесятых годах прошлого столетия, однако только 11 лет назад было начато строительство объекта. Непосредственно реактор стали собирать только в прошлом году, а закончить планируют примерно через пять лет.

9. Генератор микроволн

Весьма амбициозный проект двигателя под названием EmDrive некоторое время назад представил британский инженер Роберт Шоер. Причём он настолько поражающий воображение, что многие учёные вообще не верят в его работоспособность. А всё потому, что разработка Шоера фактически опровергает, как минимум, третий закон Ньютона.

Первоначально инженер предлагал применять своё изобретение как альтернативу для привычного топлива космических аппаратов и искусственных спутников. Принцип его работы заключается в использовании резонирующих микроволн, которые гипотетически должны создавать мощную реактивную тягу. Пока что даже проведённые испытания в NASA не дали конкретного ответа на вопрос — а работает ли этот двигатель. Но если концепт Шоера окажется не шарлатанством, а реальным источником энергии, то это совершит революцию во всей физике.

10. Вирусы

Столь необыкновенный альтернативный источник энергии не так давно представили учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. Произошло это так: специалисты обнаружили вирус, который способен генерировать электроэнергию за счёт деформации модифицированных материалов. Такие уникальные свойства были замечены у безвредных вирусов-бактериофагов M13. Разработка этой технологии продолжается, однако уже сегодня её успешно используют для питания экранов ноутбуков и смартфонов.

Автодвигатели — не менее важная вещь, и порой их производят настолько эффективными, что они входят в историю

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector