Устройство двигателя постоянного тока из чего состоит

Двигатель постоянного тока

Двигатели постоянного тока предназначены для превращения энергии постоянного тока в механическую работу.

Электродвигатели постоянного тока, намного меньше распространены, нежели двигатели переменного тока. Это связано в первую очередь со сравнительной дороговизной, более сложным устройством, сложностями в обеспечении питания. Но, несмотря на все эти недостатки, ДПТ имеют немало плюсов. Например, двигатели переменного тока, сложно регулировать, ДПТ же отлично регулируются массой способов. Кроме того ДПТ имеют более жесткие механические характеристики и позволяют обеспечить большой пусковой момент.

Электродвигатели постоянного тока применяются в качестве тяговых двигателей, в электротранспорте, в качестве различных исполнительных устройств.

Устройство двигателей постоянного тока

Конструкция двигателя постоянного тока аналогична двигателю переменного тока, но все же имеются существенные различия. На станине 7, которая изготавливается из стали, установлена обмотка возбуждения в виде катушек 6. Между основными полюсами, могут устанавливаться дополнительные полюса 5, для улучшения свойств ДПТ. Внутри устанавливается якорь 4, который состоит из сердечника и коллектора 2, и устанавливается с помощью подшипников 1 в корпус двигателя. Коллектор является существенным отличием от двигателей переменного тока. Он соединяется с щетками 3, что позволяет подавать или в генераторах, наоборот снимать напряжение с якорной цепи.

Принцип действия

Принцип действия ДПТ основан на взаимодействии магнитных полей обмотки возбуждения и якоря. Можно представить, что вместо якоря у нас рамка, через которую протекает ток, а вместо обмотки возбуждения постоянный магнит с полюсами N и S. При протекании постоянного тока через рамку, на нее начинает действовать магнитное поле постоянного магнита, то есть рамка начинает вращаться, причем, так как направление тока не меняется, то и направление вращения рамки остается прежним.

При подаче напряжения на зажимы двигателя начинает протекать ток в обмотке якоря, на него, как мы уже знаем, начинает действовать магнитное поле машины, при этом якорь начинает вращаться, а так как якорь вращается в магнитном поле, начинает образовываться ЭДС. Эта ЭДС направлена против тока, в связи с этим её называют противоЭДС. Её можно найти по формуле

Где Ф – магнитный поток возбуждения, n – частота вращения, а Cе это конструктивный момент машины, который остается для нее постоянным.

Напряжение на зажимах больше чем противоЭДС на величину падения напряжение в якорной цепи.

А если домножить это выражение на ток, то получим уравнение баланса мощностей.

Левая часть уравнения UI_я представляет собой мощность подаваемая электродвигателю, в правой части первое слагаемое EIя представляет собой электромагнитную мощность, а второе I_яR_я мощность потерь в цепи якоря.

Устройство тягового двигателя

Все тяговые двигатели постоянного тока имеют в основном одинаковое устройство. Двигатель состоит из остова 1 (рис. 40, а), четырех главных и четырех добавочных полюсов, якоря 8, подшипниковых щитов 4, 10, щеточного аппарата 5, вентилятора 9.

Остов двигателя. Он выполнен из электромагнитной стали, имеет цилиндрическую форму и служит магнитопроводом. Для жесткого крепления к поперечной балке рамы тележки на остове предусмотрены три прилива-кронштейна и два предохранительных ребра (см. рис. 26).

В остове имеются отверстия для крепления главных и добавочных полюсов, вентиляционные и коллекторные люки. Из остова двигателя выходят шесть кабелей: Я и ЯЯ, К и КК, Н и НН(рис. 41). Торцовые части остова закрыты подшипниковыми щитами. На остове укреплена паспортная табличка с указанием завода-изготовителя, заводского номера, массы, тока, частоты вращения, мощности и напряжения.

Рис. 40. Продольные разрезы тягового двигателя <а) и его якоря (б)

Главные полюсы. Они предназначены для создания основного Магнитного потока Главный полюс состоит из сердечника 7 (см. рис. 40, а) и катушки 6. Катушки всех главных полюсов соединены последовательно и составляют обмотку возбуждения. Сердечник набран из листов электротехнической стали толщиной 1,5 мм для Уменьшения вихревых токов. Перед сборкой листы прокрашивают изоляционным лаком, сжимают прессом и скрепляют заклепками. Часть сердечника, обращенная к якорю, выполнена более широкой и называется полюсным наконечником. Эта часть служит для

Рис. 41. Схема ввода (а) и соединения кабелей (б) двигателя:

Я и ЯЯ — начало и конец обмотки якоря; Н и НН — начало и конец обмотки подмагничивания; К и КК — начало и конец обмотки возбуждения поддержания катушки, а также для лучшего распределения магнитного потока в воздушном зазоре.

В тяговых двигателях ДК-108А, установленных на вагонах Е (по сравнению с ДК-104 на вагонах Д), увеличен зазор между якорем и главными полюсами, что, с одной стороны, дало возможность увеличить скорость в ходовых режимах на 26 %, а с другой стороны, уменьшилась эффективность электрического торможения (медленное возбуждение двигателей в генераторном режиме из-за недостаточного магнитного потока). Для увеличения эффективности электрического торможения в катушках главных полюсов кроме двух основных обмоток, создающих основной магнитный поток в тяговом и тормозном режимах, имеется третья — подмагничиваю-щая, которая создает дополнительный магнитный поток при работе двигателя только в генераторном режиме. Подмагничиваю-щая обмотка включена параллельно двум основным и получает питание от высоковольтной цепи через автоматический выключатель, предохранитель и контактор ТШ (см. рис. 110). Изоляция катушек главных полюсов кремнийорганическая.

Главный полюс крепится к остову двумя болтами, которые ввертывают в квадратный стержень, расположенный в теле сердечника.

Добавочные полюсы. Они предназначены для создания дополнительного магнитного потока, который улучшает коммутацию и уменьшает реакцию якоря в зоне между главными полюсами. По размерам они меньше главных полюсов и расположены между ними. Добавочный полюс состоит из сердечника и катушки.

Сердечник выполнен монолитным, так как вихревые токи в его наконечнике не возникают из-за небольшой индукции под добавочным полюсом. Крепится сердечник к остову двумя болтами. Между остовом и сердечником для меньшего рассеяния магнитного потока установлена диамагнитная латунная прокладка.

Катушки добавочных полюсов соединены последовательно одна с другой и с обмоткой якоря.

Якорь. Машина постоянного тока имеет якорь (рис. 42), состоящий из сердечника 4, обмотки, коллектора 7 и вала 1. Сердечник якоря представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали 2 толщиной 0,5 мм.

Для уменьшения потерь от вихревых токов, возникающих при пересечении якорем магнитного поля, листы изолируют один от другого лаком. В каждом листе имеется отверстие со шпоночной канавкой для насадки на вал, вентиляционные отверстия и пазы для укладки обмотки якоря 6. В верхней части пазы имеют форму ласточкиного хвоста. Листы насаживают на вал и фиксируют шпонкой. Собранные листы прессуются между двумя нажимными шайбами 3 и 5.

Обмотка якоря 20 (см. рис. 40, б) состоит из секций, которые укладывают в пазы сердечника 18 и пропитывают асфальтовым и бакелитовым лаками. Чтобы обмотка не выпадала из пазов, в пазовую часть забивают текстолитовые клинья 17, а переднюю и заднюю части обмотки укрепляют проволочными бандажами 19, которые после намотки пропаивают оловом.

Назначение коллектора 12 машины постоянного тока в различных режимах работы неодинаково. Так, в генераторном режиме коллектор служит для преобразования переменной электродвижущей силы (э.д.с.), индуцируемой в обмотке якоря, в постоянную э.д.с. на щетках генератора, в двигательном — для изменения направления тока в проводниках обмотки якоря, чтобы якорь двигателя вращался в какую-либо определенную сторону.

Рис. 42. Сердечник якоря (а) и якорь в процессе сборки (б)

Коллектор состоит из втулки, коллекторных медных пластин 14, нажимного конуса. Коллекторные пластины изолированы друг от друга миканитовыми пластинами, от втулки и нажимного конуса — изоляционными манжетами 13. Рабочую часть коллектора, имеющую контакт со щетками, протачивают на станке и шлифуют. Чтобы при работе щетки не касались миканитовых пластин, коллектор подвергают «продорожке». При этом миканитовые пластины становятся ниже коллекторных примерно на 1 мм. Со стороны сердечника в коллекторных пластинах предусмотрены выступы 15 с проре зью для впаивания проводников обмотки якоря. Коллекторные пластины имеют клинообразное сечение, а для удобства крепления — форму «ласточкин хвост». Коллектор насаживают на вал якоря прессовой посадкой и фиксируют шпонкой.

Вал якоря 21 имеет разные посадочные диаметры. Кроме якоря и коллектора, на вал напрессована стальная втулка вентилятора Внутренние кольца подшипников и подшипниковые втулки насажены на вал в горячем состоянии.

Подшипниковые щиты. В щитах 4, 10 (си. рис. 40, а) установлены шариковые или роликовые подшипники — надежные и не требующие большого ухода. Со стороны коллектора стоит упорный подшипник 3; его наружное кольцо упирается в прилив подшипникового щита. Со стороны тяговой передачи установлен свободный подшипник 11, который позволяет валу якоря удлиняться при нагреве Для подшипников применяют густую консистентную смазку. Чтобы смазка при работе двигателей не выбрасывалась из смазочных камер, предусмотрено гидравлическое (лабиринтное) уплотнение Вязкая смазка, попав в небольшой зазор между канавками-лабиринтами, проточенными в щите, и втулкой, насаженной на вал, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам лабиринта, где самой смазкой создаются гидравлические перегородки.

Подшипниковые щиты крепят к обеим сторонам остова.

Щеточный аппарат. Для соединения коллектора двигателя с силовой цепью вагона используют электрографитные щетки марки ЭГ-2А, которые обладают хорошими коммутирующими свойствами, высокой механической прочностью и способны выдерживать большие перегрузки. Щетки представляют собой прямоугольные призмы размером 16 х 32 х 40 мм. Рабочую поверхность щеток пришлифовывают к коллектору для обеспечения надежного контакта.

Щетки устанавливают в обоймы, называемые щеткодержателями, и соединяют с ними гибкими медными шунтами: в каждом щеткодержателе по две щетки, число щеткодержателей — четыре. Нажим на щетку осуществляется пружиной, упирающейся одним концом через палец в щетку, другим — в щеткодержатель.

Нажатие на щетку должно быть отрегулировано в строго определенных пределах, так как чрезмерный нажим вызывает быстрый износ щетки и нагрев коллектора, а недостаточный не обеспе чивает надежного контакта между щеткой и коллектором, вследствие чего возникает искрение под щеткой. Нажатие не должно превышать 25 Н (2,5 кгс) и быть менее 15 Н (1,5 кгс).

Щеткодержатель укрепляют на кронштейне и с помощью двух шпилек, запрессованных в кронштейн, крепят непосредственно к под-, шипниковому щиту. Кронштейн от щеткодержателя и подшипникового шита изолируют фарфоровыми изоляторами. Для осмотра коллектора и щеткодержателей в остове двигателя имеются люки с крышками 2 (см. рис. 40), обеспечивающими достаточную защиту от проникновения воды и грязи.

Вентилятор. В процессе работы необходимо охлаждать двигатель, так как с повышением температуры его обмоток снижается мощность двигателя.

Вентилятор 9 состоит из стальной втулки и силуминовой крыльчатки, скрепленных восемью заклепками. Лопатки крыльчатки расположены радиально для выброса воздуха в одном направлении. Вентилятор вращается вместе с якорем двигателя, создавая в нем разрежение. Потоки воздуха засасываются внутрь двигателя через отверстия со стороны коллектора. Часть воздушного потока омывает якорь, главные и добавочные полюса, другая проходит внутри коллектора и якоря по вентиляционным каналам 16. Воздух выталкивается наружу со стороны вентилятора через люк остова.

Контрольные вопросы 1. Перечислите основные элементы конструкции тягового двигателя.

2. Каково назначение главных полюсов машины постоянного тока?

3. Как устроен якорь тягового двигателя?

4. Каково назначение добавочных полюсов?

5. Для чего предназначен коллектор машины постоянного тока?

6. Каково назначение щеточного аппарата?

7. Каким образом осуществляется вентиляция тягового двигателя?

Электропоезда метрополитена

• Введение
• Кузов вагона
• Оборудование салона
• Тележки. Рамы тележек
• Колесные пары
• Буксовые узлы
• Рессорное подвешивание кузова
• Тяговая передача и узел подвешивания редуктора
• Карданная муфта
• Узлы подвешивания тягового двигателя и бруса токоприемника
• Тормозное оборудование
• Автосцепка
• Механическая часть. Узел подвешивания автосцепки
• Пневматическая и электрическая части
• Порядок сцепления и расцепления вагонов. Уход за автосцепкой
• Тяговые двигатели. Мотор-компрессоры
• Устройство тягового двигателя
• Работа тягового двигателя
• Пуск тягового двигателя
• Регулирование частоты вращения якоря тягового двигателя и изменение направления его вращения
• Электрическое торможение
• Мотор-компрессоры
• Уход за двигателями
• Электрические аппараты и приборы
• Токоприемники
• Главный разъединитель
• Заземляющие устройства
• Главный предохранитель
• Электропневматические вентили
• Индивидуальные контакторы
• Групповые контакторы
• Реле управления и защиты
• Выключатели
• Регулятор давления
• Резисторы, электрические печи и индуктивные шунты
• Плавкие предохранители
• Соединительные устройства
• Измерительные приборы
• Аккумуляторная батарея
• Радиооборудование
• Виды схем, принципы их построения
• Условные графические и буквенные обозначения
• Способы управления тяговыми двигателями
• Перечень электрооборудования силовых цепей вагона Е
• Силовые цепи вагона Е в тяговом режиме
• Силовые цепи вагона Е в тормозном режиме
• Перечень электрооборудования силовых цепей вагона ЕжЗ
• Силовые цепи вагона ЕжЗ в тяговом режиме
• Силовые цепи вагона ЕжЗ в тормозном режиме
• Общие сведения о схеме цепей управления
• Цепи управления вагона Е в тяговом режиме
• Цепи управления вагона Е в тормозном режиме
• Цепи управления вагона ЕжЗ в тяговом режиме
• Цепи управления вагона ЕжЗ в тормозном режиме
• Резервное управление поездом
• Система АЛС — АРС. Контроль эффективности торможения и бдительности машиниста
• Общие сведения о схеме вспомогательных цепей
• Вспомогательные цепи высокого напряжения
• Вспомогательные цепи низкого напряжения
• Защита электрических цепей вагона
• Цепи сигнализации неисправностей
• Система планово-предупредительного ремонта
• Причины производственного травматизма
• Электротравматизм и его предупреждение
• Правила безопасной работы с инструментами и приспособлениями
• Правила безопасности при осмотре и ремонте вагонного оборудования

Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200

Рассмотрены устройство и работа основного электронного оборудования, применяемого в электродинамическом (реостатном) тормозе системы «Шкода». Применительно к электродинамическому тормозу электровозов ЧС2 Т и его модификации на скоростном электровозе ЧС200

Устройство электровоза (Часть 1)

Опубликовано 10.06.2020 · Обновлено 04.02.2021

А вообще, зададимся вопросом, что такое электровоз? Тепловоз мы с вами в предыдущих моих статьях немножко изучили, теперь пришло время познакомиться с электровозом, этим славным представителем семьи локомотивов.

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/159784-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg» width=»1024″ height=»683″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/159784-1024×683.jpg» alt=»Электровоз ВЛ10″ data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/159784-300×200.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/159784-768×512.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/159784.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /> Электровоз ВЛ10

Что такое электровоз и как он работает

Электровоз – очень мощная машина и эту мощность можно повышать существенно, чего не скажешь про тепловоз. Практически все железные дороги нашей страны уже электрифицированы, поэтому электровоз является главным в семье локомотивов. Итак, электровоз — это локомотив, который работает, используя электрический ток, получая его от контактной сети, через контактный провод, поэтому требует для своей работы большой инфраструктуры: контактная сеть, тяговые подстанции и т.д., но он хорошо выигрывает в мощности, скорости и является более экономичным в своей эксплуатации. На наших железных дорогах применяется для питания электровозов две системы тока: постоянный и переменный. Напряжение в контактной сети постоянного тока составляет — 3000 Вольт, а в контактной сети переменного тока – 25000 Вольт.

Контактная сеть

Исходя из этого на железных дорогах эксплуатируются электровозы двух родов тока: постоянного и переменного, есть и представители, совмещающие в своей конструкции обе системы, так называемые, электровозы двойного питания, про них я ниже расскажу. Давайте рассмотрим, что общего в конструкциях электровозов.

Тяговые электродвигатели

Немного освежим в памяти основы электротехники. Если в магнитное поле мы поместим какой-нибудь проводник (рамку) и начнем ее вращать, то в этой самой рамке будет возникать электрический ток, таким образом мы получаем генератор. А если по этой рамке пропустить ток, то получится электродвигатель. Из законов физики известно, что вокруг проводника с током создается магнитное поле – теперь эти оба магнитных потока складываются и вращают рамку с током. В этом и заключается принцип работы всех электродвигателей.

Более подробно это выглядит так: все тяговые электродвигатели (ТЭД) электровозов сложные электрические машины, постоянными магнитами наша промышленность просто не сможет снабдить все электромашины, поэтому магнитный поток, необходимый для вращения якоря, создается в проводниках, путем пропуска по ним электрического тока, это называется – обмотка возбуждения и располагается она в остове электродвигателя по всей его окружности. Эта обмотка включает в себя главные полюса, добавочные полюса и компенсационную обмотку. Якорь тягового электродвигателя состоит из сердечника, коллектора и обмотки, которая укладывается в пазы сердечника. Величина тока в обмотке возбуждения и в обмотке якоря регулируется, соответственно обороты якоря и мощность электродвигателя.

Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» width=»1000″ height=»680″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» alt=»Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД» data-id=»9841″ data-full-url=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/utrojstvo-teplovozov-prosto-i-dostupno/attachment/dvizhenie24_ru_9105/» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-300×204.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105-768×522.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/05/dvizhenie24_ru_9105.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Щёточно-коллекторный аппарат ТЭД

Существует режим реостатного и рекуперативного торможения, то есть, ток от якоря тягового электродвигателя (ТЭД) отключается и якорь вращается в магнитном поле обмотки возбуждения, а это уже генератор. В генераторах возникает сила, называемая противо ЭДС, эта сила всегда направлена против вращения якоря, и она довольно большая. Поэтому в режиме реостатного или рекуперативного торможения электровоз тормозит всеми своими ТЭД, без применения автоматических тормозов, что очень эффективно на затяжных спусках и обеспечивает плавность ведения грузовых и пассажирских поездов. Вот на эти ТЭД и работают все системы электровоза.

Практически на всех электровозах обоих систем тока применяются тяговые электродвигатели постоянного тока. Это коллекторные двигатели со щеточным аппаратом, по которому подается ток на якорь двигателя. Велись активные разработки по применению на электровозах асинхронных тяговых электродвигателей переменного тока, что значительно удешевит стоимость локомотива и уменьшит его вес, но возникали трудности с системами управления этими двигателями. В настоящее время эта проблема решена и уже эксплуатируется парк электровозов с асинхронными ТЭД.

Тележки

Итак, общее в электровозах – тяговые электродвигатели постоянного тока, которые устанавливаются в тележках. Тележка представляет собой рамную конструкцию, на раме которой и крепятся ТЭД. Существует два вида подвески ТЭД: опорно-осевая и опорно-рамная.

Тележка электровоза 2ЭС6 Синара

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-300×185.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg» width=»1000″ height=»616″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg» alt=»Тележка электровоза 2ЭС6 Синара» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-300×185.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760-768×473.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_8760.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /> Тележка электровоза 2ЭС6 Синара

Опорно-осевая подвеска ТЭД

В первом случае ось колесной пары закрепляется в пазах двигателя и закрывается крышками, в которых находится смазочный материал: косы из специального материала, смазывающиеся маслом (польстер). Вся эта конструкция называется – моторно-осевой подшипник. На концах оси колесной пары (с одной или с обоих сторон) напрессованы тяговые шестерни, которые входят в зацепление с шестернями, расположенными на якоре электродвигателя. Этот тяговый редуктор закрывается кожухом. Другой конец тягового электродвигателя закрепляется за балку на раме тележки.

Опорно-рамная подвеска ТЭД

Во втором случае, ТЭД крепится к раме тележки, а ось колесной пары с напрессованной на ней тяговой шестерней закреплена с шестерней ТЭД в специальном редукторе, эта схема не требует установки моторно-осевых подшипников и постоянного контроля за уровнем смазки в них.

Как передается тяговое усилие от колесных пар к автосцепкам?

На концах осей колесных пар расположены буксовые узлы. На всех современных электровозах применяются бесчелюстные (поводковые) буксы. Ведь вращающий момент и тяговое усилие от ТЭД и соответственно колесной пары необходимо передать на раму электровоза, а через нее на весь состав. Поэтому тележки имеют, так называемые, приливы, именно к этим приливам через резинометаллические поводки и закреплены буксы. Сами тележки установлены на шкворнях на раме кузова и могут свободно перемещаться в соответствии с профилем пути. Таким образом все необходимые тяговые усилия передаются на раму кузова, на ней с обоих сторон установлены автоматические сцепки, которые соединяются с автосцепками вагонов и вперед, поехали!

На тележках устанавливаются гидравлические гасители колебаний, пружины и рессоры. Тележки могут быть трехосными, двухосными и даже четырехосными, но в настоящее время все отечественные электровозы имеют двухосные тележки и в зависимости от конструкции, электровоз может опираться на две или три двухосные тележки (ВЛ85 ,ВЛ65, ЭП1).

Оборудование электровоза

Электровозы обоих систем имеют, как правило, унифицированный кузов, в котором размещено все оборудование. Пассажирские электровозы имеют свои особенности по конструкции кузова.

Токоприемник

На крышах электровозов располагаются токоприемники – это трубчатая конструкция, на самом верху которой закрепляется, через каретку, полоз токоприемника, в полозе устанавливаются угольные или угольно-керамические вставки, которые и скользят по контактному проводу, передавая ток на токоприемник и далее на силовые цепи.

Могут применятся и другие материалы, вместо угольных вставок. На токоприемниках электровозов постоянного тока устанавливается, как правило, два полоза, для улучшения токосъема. Токоприемник поднимается при подаче воздуха из цепей управления в пневматический цилиндр, преодолевая усилие возвратных пружин. При опускании токоприемника воздух из цилиндра выходит в атмосферу и возвратные пружины опускают токоприемник на крышу. Неисправный токоприемник может быть отключен от силовой цепи ручным разъединителем.

Вспомогательные машины

Надо отметить, что воздух для любого электровоза – это очень важный элемент в его работе. Без воздуха не поднимешь токоприемник, не подключишь силовые контакты и т.д. На всех электровозах существуют вспомогательные компрессоры, которые могут накачать давление в цепях управления до величины, необходимой для поднятия токоприемника.

Электровозы обоих систем тока имеют электрические мотор-вентиляторы для охлаждения ТЭД и других устройств, мотор-компрессоры для накачивания воздуха в главные резервуары локомотива, а оттуда во все системы электровоза и автоматические тормоза поезда.

Машинное отделение электровоза

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» width=»1024″ height=»716″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» alt=»Машинное отделение электровоза» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/07/h1-1-768×537.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/07/h1-1.jpg 1098w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /> Машинное отделение электровоза

Все электровозы управляются через контроллеры (разных конструкций) из кабины машиниста и оснащены всем необходимым оборудованием для ведения поезда (прожекторы, краны машиниста-усл. №395 и усл. №254, КВ и УКВ радиостанции, буферные фонари, санузлы и т.д.). На крышах электровозов, помимо упомянутых выше токоприемников, располагаются жалюзи вентиляторов, антенны, изоляторы, шунты, токопроводящие шины и другое оборудование. На пассажирских электровозах установлены системы отопления пассажирских вагонов (3000 В).

Какие бывают электровозы

Грузовые электровозы работают обычно в двухсекционном или трехсекционном исполнении, могут соединяться и два двухсекционных электровоза. Все межсекционные соединения производятся кабелями (жоксами), электровозы управляются с одного пульта, это называется – по системе многих единиц.

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208-300×201.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208-1024×685.jpg» width=»1024″ height=»685″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208-1024×685.jpg» alt=»электровоз эп1″ data-id=»3429″ data-full-url=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/ep1-pervyj-serijnyj-elektrovoz-v-rossii/attachment/1-208/» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208-300×201.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208-768×514.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/12/1-208.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» />
Электровоз 2ЭВ120

» data-medium-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508-300×199.jpg» data-large-file=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508-1024×678.jpg» width=»1024″ height=»678″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508-1024×678.jpg» alt=»электровоз 2ЭВ120″ data-id=»2478″ data-full-url=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/nash-chudo-yudo-elektrovoz-2ev120-ot-kompanii-bombardie/attachment/160508/» data-srcset=»https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508-300×199.jpg 300w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508-768×509.jpg 768w, https://cdn-dvizhenie24.jq7.ru/2019/09/160508.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» />

В настоящее время строятся электровозы в трехсекционном и четырехсекционном исполнении, с возможностью прохода во все секции при движении, промежуточные секции уже не имеют кабин управления и называются – бустерными. Вот в целом и сходства электровозов двух систем тока. А различия рассмотрим в следующих статьях: электровозы постоянного тока, переменного тока, двойного питания.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

• Справочник электрика
  • Бытовые электроприборы
  • Библиотека электрика
  • Инструмент электрика
  • Квалификационные характеристики
  • Книги электрика
  • Полезные советы электрику
  • Электричество для чайников
• Справочник электромонтажника
  • КИП и А
  • Полезная информация
  • Полезные советы
  • Пусконаладочные работы
• Основы электротехники
  • Провода и кабели
  • Программа профессионального обучения
  • Ремонт в доме
  • Экономия электроэнергии
  • Учёт электроэнергии
  • Электрика на производстве
• Ремонт электрооборудования
  • Трансформаторы и электрические машины
  • Уроки электротехники
  • Электрические аппараты
  • Эксплуатация электрооборудования
• Электромонтажные работы
  • Электрические схемы
  • Электрические измерения
  • Электрическое освещение
  • Электробезопасность
  • Электроснабжение
  • Электротехнические материалы
  • Электротехнические устройства
  • Электротехнологические установки

Устройство электродвигателя постоянного тока

Электродвигатель неизменного тока — электромеханическое устройство, модифицирующее электронную энергию неизменного тока в механическую энергию.

Электродвигатель неизменного тока состоит из недвижной части — станины и вращающейся части — якоря.

Станина — полый металлической цилиндр, на внутренней поверхности которого укреплено четное число выступающих основных полюсов электродвигателя неизменного тока . Эти полюсы собраны из тонких изолированных друг от друга лаком листов электротехнической стали и завершаются расширенной частью — полюсными наконечниками для рассредотачивания магнитной индукции в воздушном зазоре по закону, близкому к трапецеидальному.

Электродвигатели неизменного тока

Полосы, проходящие через середины полюсов и центр вала электродвигателя неизменного тока, именуют ее продольными магнитными осями .

На полюсах размещены одна либо несколько обмоток возбуждения неизменного тока , которые соединены меж собой так, чтоб получить чередующуюся полярность полюсов, возбуждающих основное недвижное магнитное поле машины.

Обмотки возбуждения с огромным числом витков узкого провода и значимым сопротивлением имеют выводы к зажимам с обозначениями Ш1 и Ш2, а обмотки возбуждения с малым числом витков толстого провода и малым сопротивлением — выводы к зажимам с обозначениями С1 и С2.

Меж главными полюсами электродвигателя неизменного тока размещены дополнительные полюсы , которые меньше основных и сделаны громоздкими из стали. Обычно число дополнительных полюсов равно числу основных и исключительно в электродвигателях номинальной мощностью до 2 — 2,5 кВт число их уменьшено в два раза. На этих полюсах расположена обмотка дополнительных полюсов с маленьким числом витков толстого провода, малого сопротивления с выводами к зажимам с обозначениями Д1 и Д2.

В электродвигателях неизменного тока, созданных для томного режима работы, полюсные наконечники имеют пазы, параллельные оси вала, где находится компенсационная обмотка с маленьким числом витков толстого провода и малым сопротивлением с выводами к зажимам с обозначениями К1 и К2.

Учебная модель электродвигателя неизменного тока

Обмотки возбуждения, обмотка дополнительных полюсов и компенсационная обмотка выполнены изолированным медным проводом. При проводах значимого сечения обмотку дополнительных полюсов делают неизолированной медной шиной, навитой спиралью на узенькое ребро, с прокладкой изоляции как меж витками, так и меж ними и самим полюсом.

Мощность на возбуждение магнитного поля электродвигателя неизменного тока зависимо от ее размеров составляет от 0,5 до 5 % ее номинальной мощности.

Меж поверхностями полюсных наконечников и магнитопроводом якоря имеется зазор, круговой размер которого зависимо от номинальной мощности электродвигателя и его быстроходности меняется обычно от нескольких толикой мм до 10 мм.

Устройство электродвигателя неизменного тока: 1 — станина, 2 — главный полюс, 3 — обмотка возбуждения, 4 — полюсный наконечник, 5 — дополнительный полюс, 6 — обмотка дополнительного полюса, 7 — проводники компенсационной обмотки, 8 — зазор, 9 — магнитопровод якоря, 10 — проводники обмотки якоря, 11 — щетка, 12 — вал, 13 — коллектор, 14 — лапа.

Якорь барабанного типа — зубчатый цилиндр, укрепленный на валу электродвигателя неизменного тока, собранный из пакетов, составленных из тонких изолированных друг от друга лаком листов электротехнической стали с пазами на внешней поверхности. Меж пакетами находятся круговые каналы вентиляции, а пазы якоря заполнены изолированными медными проводниками, которые по торцам соединены меж собой в секции, входящие в обмотку якоря.

Секция — основной элемент обмотки якоря из 1-го либо нескольких поочередно соединенных витков, начало и конец которых припаяны к двум коллекторным пластинам, в итоге чего конец одной секции и начало последующей присоединены к одной коллекторной пластинке.

Одно и двухвитковые обмотки якоря электродвигателей неизменного тока: а — петлевой, б — волновой

Соединение секций обмоток якоря электродвигателей неизменного тока: а — петлевой, б — волновой

Коллектор — полый цилиндр из маленьких пластинок твердотянутой меди трапецеидального сечения, изолированных миканитовыми прокладками и манжетами друг от друга и от вала.

Из технологических суждений обмотку якоря делают двухслойной, располагая в каждом пазу его магнитопровода по две стороны разных секций: в верхнем слое 1-го паза — одну сторону секции, показанную сплошной линией, а в нижнем слое другого паза, находящегося под обратным основным полюсом, — другую сторону этой же секции, изображенную пунктирной линией. Пазы, где находятся обе стороны одной и той же секции, сдвинуты относительно друг дружку на величину, близкую либо равную полюсному делению τ — расстоянию по окружности якоря меж осями примыкающих основных полюсов.

Независимо от типа обмотки якоря — петлевой либо волновой — она образует замкнутую цепь, разбитую группами недвижных графитных, угольно-графитных, медно-графитных либо бронзово-графитных щеток, прижимаемых пружинами к коллектору, на четное число схожих параллельных веток по отношению к зажимам обмотки якоря с обозначениями Я1 и Я2. При петлевой, либо параллельной, обмотке число параллельных веток равно числу основных полюсов электродвигателя, а при волновой, либо поочередной, обмотке оно всегда равно двум.

Группы щеток, укрепленных в щеткодержателях, устанавливают умеренно по окружности коллектора перед серединой основных полюсов с тем, чтоб они присоединялись к тем секциям обмотки якоря, которые на этот момент находятся на геометрических нейтралях якоря — недвижных линиях, проходящих через центр вала машины по осям дополнительных полюсов. Геометрические нейтрали размещены по нормалям к магнитным линиям основного поля машины, а число их равно числу пар основных полюсов.

При расположении щеток на коллекторных пластинках, отвечающих секциям обмотки якоря, находящимся на геометрических нейтралях, и холостом ходе электродвигателя, э. д. с, индуктируемые в передвигающихся проводниках в границах каждой параллельной ветки обмотки якоря, ориентированы согласно, а э. д. с. меж щетками различной полярности добивается большего значения. При сдвиге щеток по окружности коллектора в любом направлении эта э. д. с. миниатюризируется, так как в параллельно соединенных ветвях обмотки якоря возникают проводники со встречно направленными э. д. с.

Щеткодержатели укреплены на пальцах поворотной щеточной траверсы, от которой они электрически изолированы. При помощи траверсы может быть смещать щетки в маленьких границах по окружности коллектора относительно полюсов при настройке работы щеточного аппарата. Совокупа коллектора и щеток делает скользящий контакт с вращающейся обмоткой якоря.

Число групп щеток с чередующейся полярностью обычно равно числу основных полюсов электродвигателя неизменного тока. Для образования выводов обмотки якоря Я1 и Я2 щетки схожих полярностей, находящихся перед серединой соответственных одноименных основных полюсов, соединяют меж собой и от их выводят проводники огромного сечения либо шины к зажимам с обозначениями Я1 и Я2, которые употребляют для присоединения к другим обмоткам машины либо ко наружной цепи.

На валу электродвигателя неизменного тока со стороны, обратной коллектору, укреплен вентилятор центробежного типа, который обеспечивает наилучшее остывание машины. Вал лежит в подшипниках, расположенных в подшипниковых щитах электродвигателя.