Регулирование скорости вращения якоря

n_дв = (U_дв - I_дв R_дв) / (С_е Ф_дв) (1)

Ф_дв = (I_в ∙ W) / R_маг (2)

Е = С_е ∙ n ∙ Ф_дв (3)

I_я = (U_дв - Е) / R_дв (4)

М_вр = С_м ∙ I_я ∙ Ф_дв (5)

Из формулы (1) видно, что скорость вращения якоря тягового двигателя n_дв, можно регулировать двумя способами: изменением величины напряжения двигателя U_дв и изменением величины магнитного потока двигателя Ф_дв

Первый способ - изменение величины напряжения тягового двигателя, производится во время набора или сброса позиций за счет переключения секций на вторичной или первичной обмотке силового трансформатора с помощью предназначенных для этого аппаратов. При этом на тяговый двигатель, на каждой позиции добавляется соответствующее напряжение, и в итоге на тяговом двигателе будет его номинальное напряжение.

Второй способ - изменением величины магнитного потока тягового двигателя Ф_дв, это изменение осуществляется с помощью "ослабления поля". Для этого нужно включить контакторы ослабления поля, которые подключают параллельно обмотке возбуждения тягового двигателя свои сопротивления. Тогда часть тока якоря пойдёт мимо обмотки возбуждения, по сопротивлениям. Из-за этого уменьшится ток в обмотки возбуждения, следовательно, уменьшится магнитный поток, создаваемый ею (формула 2). Из-за уменьшения Ф_дв, уменьшается в якоре противо ЭДС Е (формула 3). Из-за уменьшения Е, в якоре броском увеличивается ток I_я (формула 4). За счет увеличения тока якоря, увеличивается вращательный момент двигателя М_вр (формула 5) - так как увеличение тока якоря происходит в большей степени, чем уменьшение магнитного потока двигателя. За счет увеличения М_вр, увеличивается сила тяги электровоза, что приводит к увеличению скорости движения - за счёт увеличения тока якорей тяговых двигателей, поэтому электровоз берёт из контактной сети больший ток.

 

Тяговый двигатель НБ-514.

 

Двигатель тяговый пульсирующего тока НБ-514Е предназначены для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую, передаваемую с вала тягового двигателя на колесную пару электровоза.

 

Техническая характеристика тягового двигателя НБ-514Б.

 

Наименование показателя

Значение

 

Номинальный режим работы

Часовой

Продолжительный

 

Номинальная мощность, кW (кВт)

820

765

 

Номинальное напряжение, V(B)

1000

 

Номинальный ток якоря, А (А)

870

810

 

Номинальная частота вращения, r/min (об/мин)

920

940

 

КПД, %

94,55

94,7

 

Расход вентилирующего воздуха при полном напоре 620 Ра (Па), не менее, m³/min (м³/мин)

70

 

Класс изоляции якорь/остов

Н/Н

 

 

Масса двигателя НБ-514Б и НБ-514Д

(без зубчатой передачи), kg (кг)

4300

 

Масса двигателя НБ-514Е

(без зубчатой передачи), kg (кг)

4350

 

Тяговый двигатель выполнен для опорно-осевого подвешивания и представляет собой шестиполюсную компенсированную электрическую машину, работающую в режиме тяги как двигатель с последовательным возбуждением, а в режиме электрического рекуперативного торможения - как генератор с независимым регулируемым возбуждением, и независимой системой вентиляции. Охлаждающий воздух подается в тяговый двигатель со стороны коллектора через вентиляционный люк. Выходит, охлаждающий воздух через окна в подшипниковом щите и два люка в остове которые закрыты сетками. Тяговые двигатель состоит из остова 1, двух подшипниковых щитов 3, шести главных полюсов 4 с компенсационной обмоткой, шести дополнительных полюсов 5, якоря 7 и щеточного механизма 6.

 

 

 

Остов.

Стальной литой цилиндрической формы является одновременно магнитопроводом и корпусом двигателя. К нему крепятся шесть главных 1 и шесть добавочных полюсов 2, щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь.

 

С одной стороны, на остове отлиты: для опоры на ось колесной пары, посадочные поверхности 9 для размещения корпусов моторно-осевых подшипников качения

обе горловины под посадку подшипниковых щитов выполнены диаметром 760⁺_-6 мм. Для предохранения моторно-осевых подшипников качения от попадания в них пыли и влаги ось с подшипниками закрыта крышкой 1, с помощью, которой тяговый двигатель крепится к оси колесной пары. Крышка 1 запрессована в остов и закреплена восемью болтами М36х2, десятью болтами М24х2 и четырьмя штифтами 020. В крышке оси имеется отверстие, закрытое пробкой 2, для очистки средней части оси и моторно-осевой горловины остова от отработанной смазки без снятия крышки, четыре кронштейна 3 с отверстиями для крепления кожухов зубчатой передачи.

А также на остове отлиты два кронштейна с отверстиями для транспортировки ТЭД краном 7.

С другой стороны, к остову ТЭД восемью болтами М42 укреплен кронштейн для подвески ТЭД к раме тележки 4 и отлиты вверху два кронштейна на случай обрыва подвески ТЭД с отверстиями для транспортировки ТЭД краном3.

 

С коллекторной стороны сверху остова отлиты: раструб для входа охлаждающего воздуха из кузова от вентиляторов через брезентовый патрубок 2.

С противоколлекторной стороны сверху и сбоку в остове отлит раструб для выхода охлаждающего воздуха из ТЭД вверх под кузов, закрытый сеткой.

В остове предусмотрены два люка для осмотра коллектора и щеточного аппарата: один в верхней, другой в нижней части остова.

 

Коллекторные люки закрываются крышками. Крышка верхнего коллекторного люка имеет пружинный замок, с помощью которого она прижимается к остову. Крышка нижнего коллекторного люка крепится к остову двумя болтами. Для уплотнения на крышках коллекторных люков установлены войлочные прокладки.

С торцов остов имеет горловины с привалочными поверхностями для установки подшипниковых щитов 6. На торцевой стенке остова со стороны коллектора расположены устройства стопорения, поворота и фиксации траверсы. В нижней части остов имеет отверстия для слива конденсата.

 

Подшипниковые щиты

 

стальные, имеют гнезда для установки наружных колец подшипников1, в которых вращается якорь. Через них передается на остов ТЭД вес якоря и продольные усилия.

Во фланцах имеются четыре отверстия с резьбой для выжимных болтов, с помощью которых щиты выпрессовываются из остова при разборке тягового двигателя. С наружной стороны на подшипниковых щитах имеются бобышки 2 с резьбой для крепления кожухов зубчатых передач и камеры для сбора отработанной смазки. Отработанная смазка по каналу крышки подшипникового щита, под собственным весом перемещается в грязесборник.

В подшипниковом щите со стороны коллектора имеются два люка для проверки состояния крепления шинных соединений и замены пальцев кронштейнов щеткодержателей под электровозом. Подшипниковый щит со стороны, противоположной коллектору, имеет окна для выхода вентилирующего воздуха из тягового двигателя. В остов подшипниковые щиты установлены с натягом и закреплены двенадцатью болтами с пружинными шайбами.

Якорные подшипники - радиальные, однорядные с короткими цилиндрическими роликами, средней серии.

Для смазывания подшипников используется смазка «Буксол». Добавление смазки производится через трубки, ввинченные в отверстия подшипниковых щитов, которые сообщаются с подшипниковыми камерами. Внутренние кольца подшипников с натягом установлены на вал якоря и в осевом направлении зафиксированы на валу. Наружные кольца подшипников установлены в гнезда подшипниковых щитов и закреплены в осевом направлении крышками. Последние крепятся к подшипниковым щитам болтами. Под головки болтов установлены плоские стопорные шайбы, предохраняющие болты от самоотвинчивания посредством отгиба шайб на крышку и головки болтов.

В конструкции подшипниковых узлов предусмотрены уплотняющие устройства, защищающие якорные подшипники от проникновения смазки из кожухов зубчатой передачи и утечки смазки из подшипниковых камер.

С внутренней стороны лабиринтные уплотнения через отверстия сообщаются с атмосферой. Это способствует выравниванию давления в подшипниковых камерах до уровня атмосферного и тем самым исключается выдавливание смазки из них разностью давлений, возникающей в работающем двигателе при продувке через него вентилирующего воздуха.

 

 

Главный полюс.

Служит для создания основного магнитного потока.

ГП состоит - из катушки, сердечника и деталей крепления. Сердечник выполнен шихтованным из штампованных листов электротехнической стали и стянут заклепками. Каждый сердечник имеет восемь пазов открытой формы, предназначенных для размещения катушек компенсационной обмотки.

 

 

Катушка главного полюса имеет девять витков намотанной на ребро мягкой медной шины. К крайним виткам катушки припаяны выводы из гибкого медного провода.

Крепление катушки на сердечнике полюса производится при помощи алюминиевых планок, клиньев и регулировочных прокладок. На поверхности катушки, прилегающей к остову, приклеены прокладки из электролита. Это обеспечивает предохранение изоляции катушки от повреждений и плотное зажатие катушки между наконечником полюса и остовом. Полюс с установленной на нем катушкой пропитан в эпоксидном компаунде, и после выпечки представляет собой монолитный единый блок. По центру сердечника запрессован стальной стержень с тремя резьбовыми отверстиями. Главные полюсы крепятся к остову тремя болтами М30.

 

Добавочный полюс.

Служит для ликвидации вредных реакций якоря и для улучшения коммутаций ТЭД. Крепятся к остову тремя болтами M16. Состоит из катушки и сердечника.

Сердечник полюса выполнен по высоте из двух частей, изготовленных из стального листа. На часть сердечника, расположенную со стороны якоря, крепятся латунные наконечники, устанавливается катушка и закрепляется алюминиевыми планками, выполняющими одновременно роль второго воздушного зазора.

Катушка добавочного полюса имеет пять витков намотанной на ребро мягкой медной шины. К крайним виткам припаяны выводы из гибкого медного провода. Корпусная изоляция состоит из слюдинитовой ленты, междувитковая - из бумаги асбестовой электроизоляционной. Катушка с полюсом пропитана в эпоксидном компаунде, и после выпечки представляет собой монолитный единый блок.