Что такое генератор тепловоза постоянного тока
Что такое генератор тепловоза постоянного тока
Генератор постоянного тока – это электротехническое оборудование, которое продуцирует напряжение постоянной величины. Устройство имеет довольно сложное техническое строение, которое можно назвать совершенством технической мысли.
- Принцип действия
- Характеристики и строение
- Электродвижущая сила
- Мощность оборудования и КПД
- Разновидности по способу возбуждения
- Область применения
Особенности и устройство ДПТ
ДПТ представляет собой вращающуюся электрическую машину, работающую от постоянного тока. В зависимости от направления потока мощности проводится различие между двигателем (электродвигатель с электрической и механической мощностью) и генератором (электрический генератор, на который подаётся механическая мощность, а также электроэнергия). ДПТ могут запускаться под нагрузкой, их скорость легко изменить. В режиме генератора ДПТ преобразует напряжение переменного тока, подаваемое ротором, в пульсирующее постоянное напряжение.
История изобретения
Основываясь на развитии первых гальванических элементов в первой половине XIX века, первыми электромеханическими преобразователями энергии были машины постоянного тока. Первоначальная форма электродвигателя была разработана в 1829 году, а в 1832 году француз Ипполит Пиксии построил первый генератор. Антонио Пачинотти построил в 1860 году электродвигатель постоянного тока с многокомпонентным коммутатором. Фридрих фон Хефнер-Алтенек разработал барабанный якорь в 1872 году, который открыл возможность промышленного использования в области крупномасштабного машиностроения.
В последующие десятилетия такие машины из-за развития трехфазного переменного тока потеряли свою значимость в крупномасштабном машиностроении. Синхронные машины и системы с низким уровнем обслуживания асинхронного двигателя заменили их во многих устройствах.
Конструкция двигателя
Чтобы понять принцип действия ДПТ, нужно сначала изучить его конструктивные особенности, одной из которых является то, что в магнитном поле постоянного магнита установлен вращающийся проводящий контур.
Упрощая эту структуру, можно сказать, что двигатель состоит из двух основных компонентов:
- Основной магнит (постоянный магнит), который прикреплён к статору. Магнитное поле также может быть электрически сгенерировано. На статоре находятся так называемые возбуждающие обмотки (катушки).
- Проводящая петля (арматура) на сердечнике якоря, обычно состоящая из слоистых металлических листов.
Обе конструкции называются двигателями постоянного тока с внешним возбуждением. Электродинамический закон указывает, что токопроводящая петля проводника в магнитном поле представляет собой силу [F], зависящую от тока [I] и напряжённости магнитного поля [B]. Токопроводящий проводник окружен круговым магнитным полем. Если объединить магнитное поле магнитного поля с магнитным полем проводящей петли, можно обнаружить суперпозицию двух полей, а также результирующий силовой эффект.
Обмотка якоря состоит из двух половин катушки. Если применить напряжение постоянного тока к двум концам обмотки якоря, можно представить, что движущиеся носители заряда поступают в нижнюю половину катушки из верхней половины катушки.
Каждая токопроводящая катушка развивает собственное магнитное поле, и магнитное поле постоянного магнита накладывается на магнитное поле нижней половины катушки и поле верхней половины катушки. Линии поля постоянного магнитного поля всегда одного направления, они всегда показывают с севера на южный полюс. Напротив, поля двух половин катушки имеют противоположные направления.
В левой части поля половины катушки полевые линии поля возбудителя и поля катушки имеют одно и то же направление. Благодаря этому силовому эффекту в противоположном направлении на нижнем и верхнем концах арматуры создаётся крутящий момент, который вызывает вращательное движение якоря.
Якорь представляет собой так называемый двутавровый якорь. Эта конструкция получила название из-за своей формы, которая напоминает два составных «Т». Катушки якоря соединены с платами коммутатора (коллектора). Подача тока в обмотке якоря обычно осуществляется через угольные щётки, которые обеспечивают скользящий контакт с вращающимся коммутатором и подают катушкам электричество. Щётки изготавливаются из самосмазывающихся графитов, частично смешанных с медным порошком для небольших двигателей.
Технические характеристики тепловоза 2ТЭ116
- масса — 2×138 т;
- мощность — 2×3060 л. с.;
- осевая формула — 2×(3О−3О);
- род службы — грузовой;
- длина (учитывая автосцепку) — 2×18150 мм;
- высота — 5104 мм;
- ширина — 3080 мм;
- осевая нагрузка — 23 т;
- минимальный радиус кривых — 125 м;
- конструкционная скорость — 100 км/ч;
- тяга длительного режима — 2×26 тс.
Типы ДПТ
Существующие электродвигатели постоянного тока можно классифицировать по двум основным признакам: по наличию или отсутствию в конструкции мотора щеточно-коллекторного узла и по типу магнитной системы статора.
Рассмотрим основные отличия.
По наличию щеточно-коллекторного узла
Двигатели постоянного тока для коммутации обмоток, которых используются щёточно-коллекторные узлы, называются коллекторными. Они охватывают большой спектр линейки моделей электромоторов. Существуют двигатели, в конструкции которых применяется до 8 щёточно-коллекторных узлов.
Функции ротора может выполнять постоянный магнит, а ток от электрической сети подаётся непосредственно на обмотки статора. В таком варианте отпадает надобность в коллекторе, а проблемы, связанные с коммутацией, решаются с помощью электроники.
В таких бесколлекторных двигателях устранён один из недостатков –искрение, приводящее к интенсивному износу пластин коллектора и щёток. Кроме того, они проще в обслуживании и сохраняют все полезные характеристики ДПТ: простота в управлении связанном с регулировкой оборотов, высокие показатели КПД и другие. Бесколлекторные моторы носят название вентильных электродвигателей.
По виду конструкции магнитной системы статора
В конструкциях синхронных двигателей существуют модели с постоянными магнитами и ДПТ с обмотками возбуждения. Электродвигатели серий, в которых применяются статоры с потоком возбуждения от обмоток, довольно распространены. Они обеспечивают стабильную скорость вращения валов, высокую номинальную механическую мощность.
О способах подключения статорных обмоток шла речь выше. Ещё раз подчеркнём, что от выбора схемы подключения зависят электрические и тяговые характеристики двигателей постоянного тока. Они разные в последовательных обмотках и в катушках с параллельным возбуждением.
Видео по теме
Об устройстве и принципе работы двигателя постоянного тока в видео:
Несмотря на преобладание тока переменного, машины постоянного тока остаются востребованными. Это объясняется их экономичностью, простотой регулировки и рядом прочих достоинств. Коллекторные двигатели, в сущности, универсальны, поскольку могут работать и на переменном токе (направление тока в обмотках все время совпадает).
1.1.1. Алгоритм пуска дизеля
При отсутствии штырей можно воспользоваться прутком, который необходимо ввести в отверстие в ручке каркаса. Контактор КВ после включения и. В этом случае после отключения пусковых контакторов блок-магнит регулятора дизеля теряет питание. Включившись, реле РБ1 своим размыкающим контактом , разорвет цепь контактора ВВ, а замыкающим контактом , соберет цепь включения звукового сигнала СБ, оповещающего машиниста о боксовании.
Эффективное охлаждение тяговых электродвигателей осуществляется двумя центробежными вентиляторами с клиноременным приводом.
При отсутствии тока нагрузки генератора напряжение возбудителя максимально, по мере увеличения тока нагрузки генератора действие дифференциальной обмотки усиливается, что приводит к снижению напряжения возбудителя и тягового генератора.
Включенный маслопрокачивающий насос производит предварительную прокачку масла дизеля в течение 30 с. Необходимый запас сжатого воздуха в главных тормозных резервуарах поддерживается двухступенчатым, трёхцилиндровым компрессором с промежуточным охлаждением воздуха.
При включении контактора Ш2 параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей 1,2,3 подсоединяется сопротивление второй ступени ослабления поля СШ1.
По- Схема масляной системы тепловоза ТЭМ2: 1 — масляные секции; 2-термореле; 3-фильтры тонкой очистки масла; 4 — маслоподкачивающий насос; 5 — электротермометер; 6 — манометр ток охлаждающего воздуха в холодильнике создаётся осевым шестилопастным вентилятором. Таким образом, разборка силовой схемы происходит после снятия возбуждения с генератора Г, что уменьшает подгар главных контактов и
Еще на стадии приемки тепловоза, на котором не приходилось работать, необходимо узнать у сдающей бригады машиниста особенности управления данным локомотивом, расположение аппаратов на пуль-те управления, порядок пуска дизеля, включения питания радиостанции и АЛСН.
ТЭМ 2 схема реле земли
Особенности эксплуатации
Двигатель оснащен механизмами защиты от перегрузки. Предохранение необходимо сделать с задержкой по времени. Защита должна действовать в отрыве, или сигнально, или вентиляционно, если возможен такой вариант.