Тяговый генератор
Выгодная скупка тяговых генераторов любых марок по высоким ценам (на лом)
Тяговый генератор – ключевой элемент электрической тяговой передачи тепловоза, преобразующий механическую энергию дизельного двигателя в электрическую, питающую тяговые электродвигатели. В генераторах постоянного тока также предусмотрена функция пуска дизеля от аккумуляторной батареи.
Внешняя характеристика генератора – это зависимость напряжения на его выходных зажимах от тока нагрузки, поддерживаемая при неизменной частоте вращения якоря и заданных параметрах возбуждения. Для оптимального использования мощности дизеля генератор должен обладать внешней характеристикой, близкой к гиперболической форме, ограниченной максимальными значениями выходного напряжения и тока.
Для достижения характеристики, приближенной к идеальной, в тяговых генераторах применяется независимое возбуждение с автоматической системой регулирования тока возбуждения. Система возбуждения получает сигналы, соответствующие напряжению тягового генератора и току нагрузки, и на их основе формирует напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения генератора.
При движении тепловоза с поездом по равнинной местности или в режиме резерва для экономии топлива мощность дизеля ступенчато снижается машинистом посредством рукоятки контроллера, регулирующей частоту вращения коленчатого вала. Для обеспечения постоянства мощности генератора на уровнях, соответствующих экономичным режимам работы дизеля, система возбуждения дополнительно получает сигнал, соответствующий частоте вращения коленчатого вала.
Тяговый генератор постоянного тока состоит из следующих основных компонентов: магнитной системы, якоря, щеткодержателя со щетками и вспомогательных устройств, которые могут включать двухмашинный агрегат.
Магнитная система генератора предназначена для создания мощного магнитного поля и включает в себя станину (корпус генератора), главные и добавочные полюса. Станина изготавливается из низкоуглеродистой стали с высокой магнитной проницаемостью. В целях уменьшения размеров и массы генераторы большой мощности выполняются многополюсными. Сердечники главных полюсов изготавливаются из листов электротехнической стали, на каждом из которых размещены катушки пусковой обмотки и обмотки возбуждения. Пусковая обмотка обеспечивает возбуждение генератора при его работе в режиме электродвигателя, необходимого для запуска дизеля.
Магнитное поле вращающегося якоря искажает магнитное поле обмоток возбуждения (реакция якоря), что зависит от величины тока в якоре. Это приводит к смещению физической нейтрали генератора относительно щеток и возникновению искрения между щетками и коллектором. Для ослабления реакции якоря между главными полюсами устанавливаются добавочные полюса, магнитное поле которых направлено навстречу полю якоря и нейтрализует его действие.
Якорь генератора выполняется полым для снижения его массы. Сердечник якоря набирается из пластин электротехнической стали, в пазы которого укладывается обмотка якоря. Обмотка укрепляется в пазах сердечника клиньями из изоляционного материала и стягивается бандажами из стальной проволоки или стеклоткани, что необходимо для противодействия значительным центробежным силам, возникающим при работе генератора.
Коллектор генератора состоит из нескольких сотен медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Поверхность коллектора, по которой скользят щетки, изготавливается строго цилиндрической и тщательно шлифуется, а рабочая поверхность щёток притирается к поверхности коллектора. Щётки вставляются в латунные щёткодержатели, прижимаемые к коллектору пружинами. Электрический ток от щёток отводится по гибким медным шунтам.
Для охлаждения тяговых генераторов применяется самовентиляция или устанавливаются дополнительные вентиляторы.
При создании тяговых генераторов постоянного тока большой мощности возникают определённые технические сложности. С увеличением мощности генератора возрастают его размеры, при этом для надёжной работы коллекторно-щёточного узла линейная скорость поверхности коллектора не должна превышать 60–70 м/с, что ограничивает его диаметр. Для предотвращения недопустимого искрения и возникновения кругового огня напряжение между соседними пластинами коллектора не должно превышать 30–35 В, что ограничивает длину витков обмотки якоря.
Статор тягового генератора переменного тока состоит из стальной станины, в которую установлен сердечник из листов электротехнической стали. В пазы сердечника уложена обмотка из медного изолированного провода. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения обмотка статора выполняется многофазной.
Магнитная система ротора генератора – многополюсная, сердечники полюсов набраны из листовой стали и закреплены на стальном корпусе ротора. Катушки полюсов соединяются последовательно, а начало и конец обмотки возбуждения присоединены к контактным кольцам, по которым скользят графитовые щётки, закреплённые в латунных щёткодержателях. В пазах полюсных башмаков уложены стержни, соединённые между собой в демпферную обмотку, улучшающую работу генератора в переходных режимах.
Масса тягового генератора переменного тока примерно на 30 % меньше массы генератора постоянного тока такой же мощности, а межремонтный интервал увеличен в 1,5–2 раза. Недостатком тягового генератора переменного тока является невозможность работы в двигательном режиме для пуска дизеля. Однако масса генератора переменного тока и стартерного двигателя остаётся меньше массы генератора постоянного тока, а стартерный двигатель при работе дизеля используется в качестве вспомогательного генератора постоянного тока.