Обозначения электрических машин
Условные графические обозначения
Машины, применяемые на локомотивах и электропоездах, имеют ряд особенностей, обуслов-ленных стесненными габаритами, способами соединения машин с приводными двигателями или колесными парами, работой в условиях значительных вибраций, резких колебаний температуры, большой влажности. Все это отражается на электрических схемах соединения их обмоток
Для целей тягиприменяют генераторы и электродвигатели постоянного и переменного тока с различными системами возбуждения. Электрические двигатели необходимы и для приведения во вращение неэлектрических машин и устройств, например компрессоров, вентиляторов, насосов и др. Эти электрические машины называют вспомогательными.
Большинство машин подвижного состава имеет специальное тяговое исполнение, однако иногда, например, в качестве приводящих двигателей машин электровозов переменного тока используют обычные трехфазные двигатели единой серии. Некоторые машины имеют особое исполнение, например двухколлекторные делители напряжения на электропоездах, расщепители фаз на электровозах и электропоездах переменного тока, возбудители на тепловозах и другие.
Тяговые двигателилокомотивов, а также многие вспомогательные электродвигатели компрессоров и вентиляторов являются машинами последовательного возбуждения.
Тяговые генераторы тепловозов, а также тяговые двигатели при работе в режиме электричес-кого торможения имеют независимое возбуждение. У некоторых машин, например, двигателей топливных и масляных насосов, привода главного контроллера, тахометрического агрегата и других, возбуждение смешанное: имеются, обмотки параллельного (или независимого) и последовательного возбуждения.
Возбудители на тепловозах из-за предъявляемых к ним особых требований имеют систему возбуждения, состоящую из нескольких обмоток специального назначения, и специальную систему полюсов.
Обмотки возбуждения обозначают на схемах так, как показано в таблице. Агрегат вспомога-тельного генератора и возбудителя, приводящийся в движение от вала дизеля через специальный, редуктор, называют двухмашинным агрегатом. На схемах электрических цепей этих машин их конструктивные особенности не отражены.
Примечание. Внутри окружности, изображающей ротор, допускается указывать следующие данные: G - генератор; M - двигатель; GS - генератор синхронный;MS -двигатель синхронный; С- преобразователь; MG- машина, которая может работать как генератор и как двигатель.
Тяговые генераторы являются источниками напряжения для питания тяговых электродвигателей и цепей вспомогательных нужд тепловозов.
На рис.1.27 приведена электрическая схема соединений обмоток тягового генератора ГП311Б тепловоза 2ТЭ10. На этой и ей подобных схемах окружностью (могут быть применены и другие контуры очертания) изображена станина (остов) машины. Часто для упрощения чертежа очертания станины не показывают. Прямоугольниками обозначены сердечники главных (широкие прямоугольники) и дополнительных (узкие) полюсов. Внутри прямоугольников показаны выводы обмоток полюсов. Надписи около главных полюсов Открытая или Перекрещенная характеризуют положение выводов обмотки катушек. Катушки с прямыми выводами обозначены надписью Открытая, катушки с перекрещенными выводами - Перекрещенная. Такое исполнение выводов принято для облегчения соединения полюсов при соблюдении необходимого чередования их полярности. Наличие на полюсе четырех выводов означает, что на нем размещены две самостоятельные обмотки, например, обмотка независимого возбуждения и пусковая.
| Схема соединения обмоток главных полюсо | Схема соединения обмоток добавочных полюсов |
Рис.1.27. Полная схема соединения обмоток полюсов тягового генератора ГП311Б
Коллектор показан окружностью с расположенными на ней щетками. Однополярные щетки соединены шинами. Стрелками указано направление вращения. Обычно схему соединения обмоток показывают со стороны коллектора, но если соединения отдельных обмоток, например, главных полюсов двигателей, выполнены с противоположной стороны, то изображают и другой вид с указанными соединениями.
При большом количестве полюсов или обмоток трудно проследить все цепи машины на полной схеме и тогда полезно рассмотреть отдельно схему соединения обмоток (см. рис.1.28).
Рис.1.28. Схема соединения обмоток добавочных полюсов
При условном обозначении генератора ГП311Б все однополярные щетки для простоты заменены одной, а обмотки показаны отдельно. Генератор имеет три обмотки возбуждения: независимого возбуждения Н1-Н2 (на главных полюсах), пусковую П1-Д2 (на главных полюсах) и дополнительных полюсов Я2-Д2 (на добавочных полюсах) (рис.1.29). Первые две обмотки состоят из двенадцати последовательно соединенных катушек каждая, восемь катушек обмотки дополнительных полюсов соединены в две параллельные цепи по четыре катушки. Каждая параллельная цепь на схеме показана в виде условного обозначения одной обмотки.
Рис.1.29. Условное изображение генератора ГП311Б
Пусковая обмотка последовательно соединенная с обмоткой якоря, во время. пуска дизеля контакторами Д1 и Д2 кратковременно подключается к аккумуляторной батарее, при этом контакторы цепей тяговых двигателей П1 . . . П6 разомкнуты, и запуск генератора происходит без нагрузки. После окончания запуска дизеля пусковая обмотка отключается (размыканием пусковых контакторов Д1 и Д2), а контакторы тяговых двигателей подключают их к генератору.
Синхронные тяговые генераторы ГС501А тепловозов 2ТЭ116 и ТЭП70 представляет собой электрическую машину с явно выраженными12 полюсами, расположенными на роторе с независимым возбуждением и принудительной вентиляцией (рис.1.30).
| Схема соединения обмоток полюсов | Схема соединения статорной обмотки |
Рис.1.30. Полная схема соединения обмоток генератора ГС501А
Статор состоит из корпуса, сердечника и обмотки. Корпус статора сварен из стальных листов. Сердечник статора набран из штампованных сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, которые стягтваются при помощи шпилек и нажимных шайб.Обмотка статора двухслойная, волновая изготовлена из стержней медного проводника прямоугольного сечения.
Ротор состоит из вала, корпуса, сердечника, полюсов и контактных колец. Корпус ротора сварной. С одного конца цилиндрическая часть корпуса имеет стальную втулку, на которую монтируются контактные кольца и запресовываетсявал. Контактные кольцаизготовлены из специальной антикоррозионной стали и напресовываются на корпус ротора в горячем состоянии и изолированы от него. С противоположной стороны корпус ротора имеет фланец для крепления с коленчатым валом дизеля. На корпус ротора напрессован сердечник, состоящий из пакета стальных листов толщиной 2 мм. В листах выштампованы пазы в форме "ласточкина хвоста", в которых крепят клиньями полюсы. Полюс состоит из сердечника и обмотки. Сердечник полюса набран из листов стали толщиной 1,4 мм, спрессован и стянут четырьмя шпильками. Катушки полюсов ротора выполнены из медной ленты, гнутой на ребро. Все виводы полюсов с помощью контактных сегментов и болтов соединены последовательно.
Тяговые электродвигатели на локомотивах и электропоездах применяют только постоянного (или пульсирующего) тока. Они имеют последовательное возбуждение.
По эквивалентной схеме проследим последовательность соединения обмоток главных и добавочных полюсов двигателя ЭД118А(рис.1.31). Тяговый двигатель последовательного возбуждения имеет четыре главных и четыре добавочных полюса. Обмотки на главных и добавочных полюсах соединены последовательно соответственно. Обмотки якоря и добавочныхных полюсов соединены последовательно внутри двигателя, и это соединение особых выводов не имеет. Выводы Я1 и Я2 объединяют не только обмотку якоря, но и обмотку добавочныхных полюсов. Обмотка главных полюсов имеет самостоятельные выводы С1 (начало) и С2 (конец), которыми она включается в схему локомотива. Синим и красным цветом на катушках полюсов обозначены соответственно начало и конец обмотки полюса. Иногда началу обмотки соответствует буква Н, а концу - К.
| Схема соединения обмоток главных полюсов | Схема соединения обмоток добавочных полюсов |
Рис.1.31. Полная схема соединения обмоток полюсов тягового электродвигателя ЭД118А
Четырехполюсные тяговые двигатели электровозов и электропоездов имеют аналогичные схемы, но в них, как правило, все катушки главных полюсов и все катушки добавочныхных полюсов соединены последовательно.
Схема соединений обмоток тягового двигателя НБ-418Б (рис.1.32 и рис.1.33) применяется сейчас повсеместно для электрических машин электроподвижного состава. Из схемы мы легко устанавливаем, что тяговый двигатель является шестиполосным, имеет по три однополярные щетки, обмотки якоря и дополнительных полюсов соединены на стороне коллектора, а обмотки главных полюсов - с противоположной стороны. Выводы обмотки якоря (Я, ЯЯ) выполнены со стороны коллектора, а выводы обмотки главных полюсов (К, КК) - с противоположной стороны.
| Схема соединения обмоток главных полюсов | Схема соединения обмоток добавочных полюсов и компенсационной обмотки |
Рис.1.32. Схема соединения обмоток тягового электродвигателя НБ-418Б.
| Условное обозначение всех обмоток | Условное обозначение тягового электродвигателя |
Рис.1.33. Условные обозначения тягового электродвигателя НБ-418Б
Вспомогательные электрические машины. Схемы вспомогательных машин локомотивов и электропоездов весьма разнообразны и в значительной степени определяются назначением и типом машин, родом тока, величиной напряжения и требованиями, вытекающими из условий их работы.
Применяют следующие вспомогательные машины: приводные электродвигатели для механизмов и устройств, например компрессоров, вентиляторов, насосов, генераторов; генераторы управления, вспомогательные генераторы, питающие цепи управления, возбудители для рекуперативных электровозов и главных генераторов тепловозов (рис.1.34 и рис.1.35).
| Вспомогательный генератор ВГТ-275/120 | Возбудитель В-600 |
Рис.1.34. Схема соединения обмоток двухмашинного агрегата А-706Б
Рис.1.35. Условное обозначение обмоток двухмашинного агрегата А-706Б