Міністерство транспорту Російської Федерації
Федеральне агентство залізничного транспорту
Омський державний університет
шляхів сполучення (ОмГУПС)
Кафедра «Електричні передачі локомотивів»
Реферат на тему: «Тяговий генератор змінного струму ГС501АУ1»
Студент гр. 34Б
____Д.Н.Гайчук
«__» Жовтня 2007р.
Викладач кафедри
______Л.П.Устюгов
«___»_______ 2007
Омськ 2007
Зміст
1. Конструкція
2. Несправності і ремонт
2.1 Сушіння електричних машин
2.2 Шліфування і обточування колектора тягового генератора на тепловозі
2.3 Ремонт тягових генераторів
Список використаних джерел
1. Конструкція
Генератор ГС501, призначений для живлення тягових електродвигунів постійного струму через випрямні установку.
Класифікація
Генератори класифікуються за номером моделі і кліматичного виконання.
Структура умовного позначення ГС [*] А [*] 2:
Г - генератор;
С - синхронний;
[*] - Номер моделі (501, 515, 517);
А - конструктивне виконання;
[*] 2 - кліматичне виконання (У, УХЛ) і категорії розміщення (2)
за ГОСТ 15150-69.
Особливості конструкції
Генератори змінного струму ГС501АУ1-12-полюсний. Генератор виконаний з фланцем для приєднання до валу дизеля, з одним щитовим підшипником кочення і вільним кінцем валу з боку контактних кілець, забезпечені лапами для монтажу на піддизельні рамі. Виконання генераторів захищене. Система вентиляції генераторів примусова нагнітальна.
Ізоляція обмотки статора і обмоток полюсів не нижче класу F, а контактних кілець - класу В ГОСТ 8865-87, вологостійка.
Тяговий синхронний генератор. У прийнятних для локомотива габаритах тяговий синхронний генератор може бути виконаний для тепловозів секційною потужністю до 7500 кВт.
Синхронний генератор надійніший через відсутність колекторно-щіткового апарата і складною легкоуязвімой ізоляції на поворотній частині машини. Потужність, що передається на ротор, становить не більше 1,5% потужності генератора, різко зменшується трудомісткість при ремонтах.
Збільшуються електромагнітні навантаження внаслідок виключення проблеми комутації. Знижується маса генератора в основному за рахунок зменшення витрат особливо дорогих матеріалів: електротехнічної сталі і міді.
Вартість тягового генератора знижується тому, що зменшується витрата кольорового металу та електротехнічної сталі, знижується трудомісткість внаслідок спрощення конструкції. Частота обертання вала синхронного генератора може бути більш високою, ніж у генератора постійного струму, що дозволяє знизити масу дізельгенератора.
Тяговий синхронний генератор (рис.1) являє собою явнополюсную машину з двома трифазними обмотками 5 на статорі, зсунутими на 30 ел. градусів. У генераторі застосована незалеж сімая осьова система охолодження з надходженням повітря ззовні і очищенням його спеціальними фільтрами. Подача повітря здійснюється зверху з боку приводу, а викид - через бічні патрубки щита. Витрата охолоджуючого повітря 4,45 м 3 / с при напорі не більше 1,5 кПа.
Рис. 1. Тяговий синхронний генератор ГС501А (поздовжній розріз)
Корпус ротора 9 синхронного генератора зварний, виконаний за типом корпусу якоря тягового генератора ГП311Б, тобто має безвальні конструкцію. З одного кінця в циліндричну частину корпуса (бочку) уварені лита сталева втулка, на якій монтують струмознімальних кільця 2 і підшипник 1, з іншого уварений фланець для з'єднань з колінчастим валом дизеля прізоннимі болтами. На корпусі ротора розташований індуктор (магнітопровід-ное ярмо) з листової сталі зі штампованими пазами для кріплення полюсів. Листи обода стягнуті нажімнимі шайбами. Сердечники полюсів 7 набрані з окремих листів електротехнічної сталі товщиною 1,4 мм марки 0,8 КП, стягнутих між собою за допомогою натискних шайб, шпильок і гайок.
Тяговий генератор має 12 полюсів, що прикріплюються до індуктора ротора за допомогою клиновидних шпонок у трапецеїдальних пазах (кріплення типу «ластівчин хвіст»). Котушки полюсів 4 виконані з шинної міді 1,35 x25 мм, намотаною на вузьке ребро, і закріплені на полюсі за допомогою заливки епоксидним компаундом, який служить також ізоляцією котушки від корпусу. Клас ізоляції Р типу «Моноліт-2», число витків на полюсі 66. Опір обмотки при температурі 20 ° С 0,458 Ом. Всі котушки з'єднані послідовно. Початок і кінець обмотки збудження виведені на сталеві контактні кільця і приєднані до них шпильками з гайками. Полюси мають заспокійливу (демпферного) обмотку 10, виконану з восьми мідних або сталевих стрижнів діаметром 12 мм, з'єднаних по кінцях дугами з допомогою пайки латунню. Стрижні вкладені у спеціальні пази, розташовані в полюсному черевику. Заспокійлива обмотка призначена для зменшення втрат і перенапруг, що виникають при аварійних режимах.
Щітки марки ЕГ-4 (розмір 25x32x64 мм), поміщені в латунні щіткотримачі 3, підводять струм від збудника (або спеціальної обмотки) до обмотки збудження.
Генератор має один сферичний радіальний роликовий підшипник 1, розташований у торцевому щиті зварної конструкції. У підшипниковому щиті є виймальної маточина (капсула) 12, що забезпечує заміну підшипника без зняття генератора. Станина 6 зварна, виконана так, щоб при заданому зовнішньому діаметрі статора отримати максимальний момент інерції і мінімальну масу.
У станині збирається сердечник статора 8 з сегментів електротехнічної сталі, які стягуються за допомогою шпильок і натискних шайб. Натискні шайби і обмоткодержателі виготовлені із сталевого прокату. Сердечник статора набраний з листів електротехнічної сталі 1513 (Е43) товщиною 0,5 мм; має 144 паза і 120 вентиляційних отворів діаметром 27 мм. Від «розпушена» зубці сердечника статора охороняються нажімнимі пальцями. Обмотка статора двошарова, хвильова, стрижнева. Крок по пазах 1-13-25. Опір однієї фази при 20 ° С 0,0011 Ом. Обмотка виконана з мідного ізольованого проводу розміром 2,1 х9, 3 мм (рис. 8.8) і покладена в пази. Ізоляція обмотки класу Н. Пайка котушок між собою і до вивідним шинам проводиться срібним припоєм. Кінці котушок обмотки з'єднані мідними гільзами (хомутами) і закриті від попадання бруду і пилу пресованими ізоляційними коробочками.
Обмотки в пазах закріплені пластмасовими клинами, лобові частини - спеціальними колодками, притягнутим до ізольованим кільцям, укріпленим на ребрах натискних шайб. Генератор має шість висновків фаз 11 (див. рис. 8.7), два висновки від нульових точок обмоток статора і два висновки від обмотки полюсів ротора.
Синхронний генератор допускає перевищення частоти обертання в
аварійних режимах до 19 с -1. Термін служби ізоляції до повної заме
ни встановлюється для статора 1200 тисяч км, для ротора - 1,5 млн км, у перспективі для статора і ротора - до 2,5 млн. км. Термін служби тягового генератора становить 25 років.
Рис. 2. Розріз паза тягового генератора ГС501А.1 - клин; 2. 3 - ізоляційні прокладки;
2. Несправності і ремонт
У період експлуатація електричних тепловозів можуть виникнути такі несправності.
Зниження опору ізоляції обмоток, зазвичай виникає при попаданні в електричну машину бруду, масла, вологи. Для усунення несправності машину очищають і сушать.
Пробої ізоляції обмоток на корпус є найчастіше наслідком значного зниження опору ізоляції. Вони можуть також виникнути при механічних пошкодженнях ізоляції або при вигорянні ізоляції від утворилася усередині машини дуги. Для усунення несправності потрібний ремонт вийшла з ладу котушки.
Перекриття по колектору може бути різної інтенсивності аж до кругового вогню. Перекриття часто супроводжується перекиданням дуги на корпус і вигорянням деталей машини, що потрапили в область горіння дуги. Виникає зазвичай при забрудненні та замасливании колектора, скупченні вугільного пилу в межламельних канавках, при механічних пошкодженнях або нерівномірною виробленні колектора. Заходи, необхідні для усунення наслідків перекриття, залежать від його інтенсивності. У деяких випадках достатньо очистити і промити колектор і щітковий апарат, змінити що вийшли з ладу щітки і продути колекторних камеру сухим стисненим повітрям; в інших - потрібен ремонт вийшли з ладу деталей або вузлів.
Порушення комутації може виникнути з причин електричного і механічного характеру. До перших належить зрушення щіток з нейтралі, порушення ланцюга обмотки додаткових полюсів, зокрема ослаблення межкатушечних сполук, робота при несправних щітках та ін В експлуатації знос щіток допускається приблизно наполовину. Причини механічного характеру зводяться зазвичай до порушення в процесі експлуатації правильної форми колектора (місцеві биття, еліптичність, ексцентричність), а також до його пошкоджень при попаданні сторонніх предметів. Заходи усунення поганий комутації залежать від причини її виникнення. При порушенні форми або пошкодженні колектор потрібно його проточка.
Міжвиткові замикання в обмотках виникають при порушенні цілості ізоляції. Необхідно замінити обмотки (котушки).
Розпайка півників колектора виникає під час надмірного перегріву машини (порушення вентиляції, тривалого перевантаження) або як наслідку перекриття. Пошкодження можна усунути тільки при ремонті якоря.
Вихід з ладу роликопідшипників найчастіше відбувається, з-за провертиванія внутрішнього кільця (недостатній натяг), несвоєчасної мастила або освіти в кільці тріщини при збільшеному натяг. Іноді руйнуються сепаратори або мнуть ролики від потрапили частинок металу.
Технічне обслуговування ТО-1 виконується локомотивною бригадою при прийманні і здачі тепловоза. Здає машиніст інформує приймаючої про стан основних вузлів, про несправності, які зустрілися на шляху прямування, про виконане ремонті. Приймаюча бригада зобов'язана оглянути вузли тепловоза, від, яких залежить безпека руху.
Технічне обслуговування ТО-2 проводиться слюсарями, що усувають несправності, які були помічені на шляху прямування і записані машиністом у книгу технічного стану тепловоза. При працюючому дизелі продувають тяговий генератор сухим стисненим повітрям тиском 20-30 Н в захисних окулярах і респіраторі. Наконечник шланга рекомендується тримати на відстані не менше 150 мм від обдувається поверхні. Перевіряють роботу генератора, двухмашинні агрегату, електродвигунів, маслопрокачівающего і паливопідкачуючого насосів, вентиляторів калорифера і кузова.
Дизель зупиняють, знімають кришки колекторних люків електричних машин і оглядають колектори, щіткотримачі, щітки. Зношені щітки замінюють, колектори при необхідності протирають серветкою, змоченою в бензині. Виявлені на торцях пластин бризки металу від перекидання вогню, якщо вони не замикають пластини колектора чи не виходять на доріжку під щітки, можуть бути залишені до найближчого технічного обслуговування ТО-3. Бризки металу, замикаючі пластини або виходять на доріжку під щітками, зачищають з подальшим продоражіваніем (поглибленням міканіту).
Велику увагу приділяють кріпленню щіткотримачів, шунтів щіток, так як випадання болта, закріплювального шунт щітки до щіткотримачі, або опускання щіткотримача на колектор внаслідок ослаблення болтів призводить, до руйнування колектора.
Встановлювані нові щітки повинні бути прітерти по колектору. Після притирання щіток колектор, продувають, і ставлять підняті раніше сусідні щітки на місце. При наявності, на ізоляторах кіптяви або пилу їх протирають серветкою.
Технічне обслуговування ТО-3 і поточні ремонти ПР-1, ТР-2 виконуються в депо слюсарями комплексних і спеціалізованих бригад. При технічному обслуговуванні ТО-3 всі машини обдувають повітрям при відкритих люках. Ізолятори, бандаж на передньому міканітовим конусі колектора протирають серветкою, змоченою в бензині. Слід перекинути, закінченості зачищають скляним полотном, протирають серветкою і покривають дугостойкой емаллю. У разі пропалів, зсуву витків, ослаблення або поперечних тріщин стрічковий бандаж замінюється. Болти кріплення щіткотримачів, шунтів щіток перевіряють і підтягують ключем.
2.1 Сушіння електричних машин
В експлуатації тягові машини пошкоджуються через зволоження ізоляції, яке відбувається через попадання снігу всередину машини при заметілі або запотівання. При введенні тепловоза з охолодженими до мінус 15 ° С машинами в депо, де температура плюс 15 ° С, на їх обмотках виділиться близько 2 кг вологи. Щоб цього не відбувалося, постановка тепловоза в опалювальний цех повинна здійснюватися при температурі електричних машин, що перевищують температуру цеху на 4-6 ° С. Тому слід тепловоз ставити в цех для ремонту відразу ж після поїздки або підігрівати машини струмом від власного тягового генератора або від калориферної установки. При сушінні машина або її частини повинні нагріватися до температури не менше 80 ° С і інтенсивно продуватися.
Закінчують сушку, коли опір ізоляції досягло порівняно високого значення та перестає змінюватися. Для машин з незначним зволоженням процес сушіння може тривати кілька годин; для великих машин (тягові генератори) С сильно зволоженою ізоляцією процес сушіння може тривати цілодобово. При сушінні машин необхідно повільно піднімати температуру не більше ніж на 10 0 С протягом 1 ч. Чим більше машина тим повільніше повинен бути підйом температури. При дуже швидкому підйомі температури ізоляцію обмоток, можна пошкодити. Замір опору ізоляції виробляють мегаомметром на 500 В. Зволожену ізоляцію можна легко «пробити» тому користуватися мегаомметром на 1000 В не можна.
2.2 Шліфування і обточування колектора тягового генератора на
тепловозі.
У разі необхідності допускається обточування і шліфування колектора безпосередньо на тепловозі. Для цього використовують переносний супорт, який встановлюється на ребро підшипникового щита плитою і кріпиться до нього двома болтами. На поперечної каретці встановлюються два абразивних бруска, що закріплюються гвинтом і прихватом. Поздовжня подача (уздовж колекторних пластин) здійснюється по направляючої супорта за допомогою рукоятки, через шестірню і рейку. Поперечна подача каретки здійснюється гвинтом.
Чотири верхніх бракет використовують для пуску двигуна, а щітки на нижніх бракет піднімають. Щоб вугільна і мідна пил не осідала між гнучкими півниками, колектора, їх заклеюють сегментами, вирізаними з телефонної паперу. Після пуску дизеля щітки на чотирьох верхніх бракет піднімають і колектор шліфують до отримання необхідної чистоти його поверхні
Після шліфування генератор продувають, знімають фаски на колекторних пластинах, при цьому якір повертається вручну за допомогою черв'ячної пари на муфті приводу генератора. Повторно продувають генератор, знімають наклеєні сегменти на торцях півників, а місця наклейки зачищають і промивають бензином.
2.3 Ремонт тягових генераторів
При поточному ремонті ПР-3 генератор з тепловоза знімають, розбирають, очищають від бруду, пилу, перевіряють стан вузлів кріплення, ізоляції, підшипники, усувають знос колектора, визначають знос і при необхідності заміняють пошкоджені вузли і деталі.
У тих депо, де є 30-тонний кран і використовується крупноагрегатний метод ремонту, знімають з тепловоза дизель-генератор.
Генератор від'єднують від піддизельні рами і направляють на робоче місце ремонту генераторів, продувають стисненим повітрям у спеціальній камері. Зовнішню поверхню станини обтирають дрантям, змоченою в гасі. Після цього з валу якоря знімають муфту і вентиляційний патрубок. Від підшипникового щита від'єднують струмопровідні шини, в щіткотримачах піднімають або зовсім виймають щітки. Так як генератор має тільки один підшипник, то для виїмки якоря використовують спеціальну Г-подібну скобу. Скоба одним кінцем кріпиться до фланця валу болтами, а іншим підтримується підйомним краном. Між скобою і станиною генератора поміщають дерев'яну прокладку, що служить для вивішування якоря в середньому положенні, і кран звільняють.
Підшипниковий щит продувають повітрям, протирають технічними серветками, змоченими в гасі, оглядають для виявлення можливих тріщин. Визначають знос по посадкових місць. Тріщини і вироблені місця виправляють електронаплавкой. Після наплавлення щити обробляють на верстаті. Щит, перевірений і відновлений за своїми розмірами, укладають щіткотримачами, вгору на пристосування, що представляє; собою: стелаж з барабаном.
Діаметр барабана дорівнює діаметру колектора машини і має ризики, відповідні положення щіткотримачів. На пристосуванні здійснюється складання, регулювання щіткового апарату та попередня притирка щіток; Для цього барабан обгортають дрібним скляним полотном і повертають; кілька разів; щодо осі. Після, притирання щіток всю систему продувають повітрям. Потім перевіряють: положення щіткотримачів; регулюють натискання на щітки, відстань між щіткотримачами, відстань від корпусу щіткотримачів до поверхні колектора, перекіс щіткотримачів; щодо колекторних пластин.
Станина, котушки, межполюсного з'єднання в процесі експлуатації сильно забруднюються. Пил від зносу щіток, просочена найдрібнішими частинками масла і палива, накопичується в кутах полюсів, між витками котушок утворюючи містки, видалити які звичайної обдуванням повітрям не вдається. Тому для очищення магнітної системи застосовують жорсткі волосяні щітки. Після очищення систему продувають стисненим повітрям.
Для складання підшипникового вузла, вал протирають серветкою, змоченою в бензині, на нього надягають заднє лабіринтове кільце до упору в бурт, а потім внутрішнє кільце підшипника. Якір укріплюють на скобі, якою користуються для розбирання, і з допомогою мостового крана вводять його в станину, підклавши під скобу дерев'яну прокладку для звільнення крана. Підшипниковий щит протирають, отвір під посадку підшипника змащують тонким шаром мастила 1-ЛЗ. Підшипниковий щит запресовують в станину і на зовнішню поверхню кільця підшипника за допомогою чотирьох технологічних шпильок, при цьому необхідно стежити, щоб збіглися ризики на щиті і станині, нанесені при первісної збірці генератора.
Остаточно закріплюють щит після налаштування комутації. Після встановлення щита видаляють підкладку з-під підйомної скоби, плавно опускають інший кінець валу на полюси, знімають скобу з якоря. Встановлюють кришку підшипникового щита, під'єднують вивідні шини, ставлять клиць; повітряний патрубок, щитки. Потім генератор, продувають і готують до установки на тепловоз.
Для цього з двох сторін на раму дизеля встановлюють чотири струбцини (пристосування з болтами), службовці для переміщення генератора при центрівці з валом дизеля і регулюванню задушливих зазорів. Регулюють зазор переміщенням станини генератора по горизонталі або підйомом вгору за допомогою зміни товщини прокладок під лапи генератора. Вимірюють зазори під полюсами щупом довжиною 500 мм, шириною 10 мм як з боку колектора, так і з протилежного.
Після остаточної установки, центрування і закріплення генератора вимірюють биття колектора пристосуванням, що прикріплюється до підшипниковому щита. Биття колектора на тепловозі допускається до 0.15 мм.
Список використаної літератури
Електричне обладнання тепловозів. Пристрій і ремонт. 1981
Тепловоз ТЕ 3. 1973
Передачі потужності тепловозів. 1987
Електричні передачі локомотивів. 2003