Краткая характеристика неисправностей.




1) Прокат – это естественный износ. Ухудшает плавность хода, особенно на кривых, увеличивается боксование на моторных вагонах. При большом прокате возникает опасность среза рельсовых болтов. Измеряют абсолютным шаблоном или шаблоном УТ-1 (в последнем случае как разность высот гребня фактической и чертёжной).

2) Ползун образуется при заклинивании колёсной пары из-за неправильного управления тормозами, при движении на грязных рельсах, заклинивании зубчатой передачи, разрушения якорных подшипников, неисправность тормозных приборов или авторегулятора.

3) Опасная форма гребня (параметр крутизны). Должен быть не менее 6,5 мм. Измеряют шаблоном УТ-1.

4) Вертикальный подрез гребня. Возникает на участках обращения с большим количеством кривых. Бандаж с подрезанным гребнем (как и с остроконечным накатом) при движении по противошерстному переводу ударяет по остряку, выкрашивает конец остряка, набегает на него, отжимает от рамного рельса и вызывает сход. У бандажа (или колеса) с вертикальным подрезом параметр крутизны меньше нормы. Вертикальный подрез измеряется шаблоном ДО-1 по наличию просвета между шаблоном и гребнем.

5) Остроконечный накат. Это такой вид повреждения, когда у вершины гребня с наружной стороны образуется второй маленький гребешок. Раньше его определяли визуально или на ощупь. Теперь можно обнаружить шаблоном УТ-1.

6) Толщина гребня. При естественном износе толщина особенно интенсивно уменьшается при разнице диаметров левого и правого колёс, а также при большой работе электропоезда в кривых. Восстанавливают данный параметр обточкой и наплавкой.

7) Кольцевая выработка. Образуется на поверхности катания в условиях повышенной влажности при посторонних включения в тормозных колодках. Замеряют выработки толщиномером и линейкой, устраняют обточкой с выкаткой колёсной пары.

8) Навар (натаск). Это смещение металла на поверхности катания при кратковременном юзе. Он сопровождается большим нагревом и закалкой поверхности из-за быстрого охлаждения. Высота навара допускается до 0,5 мм.

9) Выщербина. Выкрашиваниие участков металла на поверхности катания возникает в результате отслоения тонкого поверхностного слоя металла.

10) Раковина. Образуется на поверхности катания из-за недоброкачественной отливки или плохой прокатки бандажа или обода цельнокатаного колеса на заводе. Раковина проявляется после износа или обточки верхнего слоя поверхности катания.

11) Трещина. Опасна тем, что всегда развивается и наступает излом.

 

 

Занятие 9.Тема 2.4. Подвеска ТЭД и тяговая передача.

Подвеска ТЭД

На электропоездах ЭР 9П и ЭД 9М применено опорно-рамное подвешивание ТЭД. При таком подвешивании тяговый двигатель жёстко укреплён на поперечной балке рамы тележки и связан с колёсной парой упругой муфтой. При опорно-рамном подвешивании двигателя уменьшается вес неподрессоренных частей вагона, что позволяет снизить удары, получаемые двигателем при движении. Кроме того, такая подвеска смягчает толчки при пуске двигателя.

Для крепления двигателя к поперечной балке в верхней части остова ТЭД имеется два прилива с уступами (лапы) 4, которые опираются на выступы поперечной балки. Между выступами и лапами вставляют клинья 5 с распорным болтом 7. При вращении болта клинья расходятся и притягивают двигатель к верхним опорным площадкам поперечных балок. В нижней части остова двигателя имеются две опорные поверхности, которые притягиваются к поперечной балке болтами М 36. Нижними опорными поверхностями двигатель опирается на поддерживающие кронштейны 1 поперечной балки 3.

Схема тяговой передачи.

ТЭД жёстко закреплен на раме тележки. Большое зубчатое колесо 7 насажено на ось колёсной пары и находится в зацеплении с шестерней 5. Вал шестерни укреплён в подшипниках установленных в корпусе редуктора 8. Редуктор одной стороной через подшипники опирается на ось колёсной пары, а другой подвешивается к раме тележки на амортизаторах 4. Двигатель соединён с концом вала малой шестерни упругой муфтой 3.

Тяговая передача моторных вагонов состоит из редуктора и упругой муфты.

Редуктор.

Шестерня 8 имеет 23 зуба, колесо – 73. Передаточное отношение 3,17. Они заключены в корпус 7. Зубчатое колесо представляет собой венец 18, прикрепленный к фланцу ступицы 11 призонными болтами. Малая шестерня состоит из венца и вала с коническим хвостовиком и вращается на двух роликовых подшипниках, установленных в верхней половине корпуса редуктора. Подшипники закрыты крышками 4 и 10. Смазка подшипников – 0,9 кг БУКСОЛа (ЖРО).

Корпус редуктора состоит из двух половин, соединённых 10 болтами, боковые поверхности усилены рёбрами. В верхней части смотровой люк, на котором установлена крышка с сапуном-трубкой. Сапун служит для выравнивания давления внутри редуктора с атмосферным. Через отверстие с пробкой 3 добавляют смазку и контролируют её уровень. Сливают смазку через пробку 4. Смазка осернённая, летом ОСЛ, зимой ОСЗ.

Корпус редуктора крепится к фланцу опорного стакана 16 восемью болтами, проходящими через отверстия в боковой стенке корпуса. Опорный стакан опирается на два роликовых подшипника. Между подшипниками внутреннее и наружное распорные кольца. Для смазки подшипников внутреннюю полость стакана при сборке заполняют смазкой 1,6 кг БУКСОЛа (ЖРО).

 

 

Занятие 10. Подвеска редуктора. Устройство упругой муфты.

Подвеска редуктора.

Редуктор подвешивают к кронштейну на поперечной балке рамы тележки при помощи специальной подвески, которая допускает необходимый поворот редуктора относительно оси колёсной пары в зависимости от прогиба пружин буксового рессорного подвешивания.

Редуктор своим кронштейном через резинометаллические амортизаторы опирается на подвесной стержень 5, имеющего резьбу на обоих концах. Верхний конец стержня подвешен к кронштейну поперечной балки рамы тележки также при помощи резинометаллических амортизаторов 1, двух гаек 3 и контргаек 4. Стопорная скоба 9 удерживает стержень от проворота. Амортизаторы от проворота зафиксированы штифтами 6. Для предохранения от падения редуктора на путь служит предохранительная пластина 10, на которую (в случае обрыва стержня или поломки кронштейна) опирается хвостовая часть редуктора. В случае обрыва стержня зазора между кронштейном и окном пластины не будет.

 

Устройство упругой муфты.

Служит для передачи вращающего момента от тягового двигателя к редуктору, а также для компенсации несоосности вала двигателя и вала редуктора, которая возникает при движении вагона. Муфты допускают параллельное смещение осей валов якоря двигателя и малой шестерни до 15 мм, продольное – до 20 мм и угловое – до 40 мм.

Муфта состоит из двух фланцев 1 и 6, насаженных в горячем состоянии (140º) на конические хвостовики валов двигателя и шестерни редуктора, резинокордной упругой оболочки 4 и деталей крепления оболочки к фланцам. Упругую оболочку крепят к фланцам полукольцами 5 и восемью болтами 2 с шайбами, ввёрнутыми в запрессованные втулки 8 колец. Во втулки 8 полуколец со стороны редуктора запрессованы четыре фиксатора 9, которые служат для облегчения монтажа муфты. Болты попарно связаны проволокой. Наружный диаметр оболочки 580 мм, ширина 130 мм.

Регулировка муфты заключается в установке правильной ширины её по фланцам (размер 158 – 170 мм) и относительного смещения оси вала шестерни ниже оси вала тягового двигателя на 3+1 мм.

 

 

Тяговые электродвигатели.

Принцип работы генератора и двигателя. Обмотки якоря, возбуждения, коллектор.

Принцип работы генератора (рис. а).

Если в магнитное поле Ф поместить виток и начать вращать его со скоростью n (по направлению силы F), то в витке начнёт индуктироваться ЭДС E=CФn, направление которой определяется по правилу правой руки. Если выводы витка замкнуть на какую-нибудь нагрузку, то по витку потечёт ток, направление которого совпадает с направлением ЭДС. При этом в витке произойдёт падение напряжения U=IR. Таким образом, характерным для генератора является, что:

1) направление ЭДС и тока в витке совпадают, значит электрическая машина является источником электрэнергии;

2) напряжение на выводах витка при замкнутой внешней цепи всегда меньше ЭДС на величину падения напряжения U=IR.

 

Принцип работы двигателя (рис. б).

Если в магнитное поле Ф поместить виток и пропускать по нему ток, то вокруг сторон витка по правилу буравчика будет возникать магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным потоком полюсов, вызовет появление выталкивающей силы F. Её направление определяется по правилу левой руки. Силы в верхней и нижней сторонах витка имеют противоположное направление, т.е. имеем пару сил, заставляющую виток вращаться. Но, как и в генераторе, при вращении витка в магнитном поле, в нём будет индуктироваться ЭДС. Её направление, определяемое по правилу правой руки, будет противоположно направлению тока в витке. Вращающий момент витка М=СФI начнёт снижаться. Чтобы виток не остановился, необходимо приложить внешнее напряжение U больше E.

Таким образом, характерным для двигателя является, что:

1) ЭДС и ток не совпадают по направлению, значит машина работает в режиме потребителя электроэнергии;

2) напряжение, приложенное к двигателю, должно быть больше его ЭДС.

Принцип обратимости.

Т.к. и генератор и двигатель конструктивно выполнены одинаково, то любая из этих машин может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Это свойство получило название принцип обратимости электрических машинпостоянного тока.

Образование обмотки якоря,

При повороте витка на 90º его стороны не будут пересекаться магнитным потоком полюсов, поэтому виток остановится. Чтобы этого не произошло, берут несколько витков, которые соединяют последовательно и укладывают на цилиндр, называемый якорем двигателя. Эти витки и будут обеспечивать непрерывное вращение якоря. Мы получили обмотку якоря, в которой принято витки называть катушками якорной обмотки. Обмотки выполняют волновые (в двигателях с большим напряжением), петлевые (в двигателях с большими токами) и смешанные.

В двигателях НБ-418 и НБ-514 применена петлтевая обмотка с числом катушек 87.

Расстояние между сторонами катушки, которые укладываются в пазы якоря, называется шагом по пазам. В нашем двигателе он равен 1:15. Расстояние между коллекторными пластинами, к которым припаиваются выводы катушек, называется шагом по коллектору. В нашем двигателе он равен 1:2.

Образование обмотки возбуждения.

На практике необходимо иметь магнитный поток, который можно регулировать, поэтому вместо постоянных магнитов применяют стальные шихтованные сердечники, на которые наматывают катушки. Эти катушки соединяют между собой и они образуют обмотку возбуждения.

Обмотку возбуждения можно соединить с обмоткой якоря последовательно, параллельно или подключить к независимому источнику электроэнергии. Машины в этих случаях будут обладать различными электромеханическими свойствами.

Тяговые двигатели электровозов в режиме тяги имеют последовательное возбуждение, а в режиме рекуперативного торможения они переключаются и становятся генераторами с независимым возбуждением.

 

Назначение коллектора.

Если бы скользящий контакт между обмоткой якоря двигателя и внешней цепью осуществить с помощью двух колец, то, как видно из рис. б, направление тока в сторонах витка при переходе их под полюс другой полярности оставалось бы прежним. Но это каждый раз изменяло бы и направление выталкивающей силы и виток перестал бы вращаться. Поэтому применяют два разрезных, изолированных друг от друга, полукольца. В этом случае при постоянной полярности на щётках направление тока в сторонах витка будет каждый раз меняться при переходе их под полюс другой полярности и направление вращения витка останется постоянным.

Т.к. мы имеем не один виток, а обмотку якоря, концы которых должны припаиваться к изолированным кольцам, то и получим отдельные изолированные пластины, которые и называются коллектор.

Таким образом, коллектор по своей сути является механическим преобразователем постоянного тока в переменный.

Занятие 17.Тема 3.2. Реакция якоря. Коммутация ТЭД.

Реакция якоря.

Искажение основного магнитного потока полюсов магнитным полем вращающегося якоря называется реакцией якоря.

При прохождении тока по катушкам якорной обмотки вокруг витков катушки по правилу буравчика образуется магнитное поле. На нашем рисунке ток в верхних витках идёт от нас и магнитный поток якорных катушек направлен по часовой стрелке. В нижних витках ток идёт к нам и магнитный поток катушек направлен против часовой стрелки. При вращении якоря по часовой стрелке под северным полюсом с правой стороны и под южным полюсом с левой стороны (сбегающие края полюсов) магнитный поток главных полюсов будет сгущаться, а под сбегающим краем, наоборот, ослабевать. Увеличение интенсивности магнитного потока Ф увеличит ЭДС Е = СФn в катушках, находящихся под сбегающим краем полюсов. Растёт напряжение между соседними коллекторными пластинами свыше допустимого значения (35 – 40 В). Это приведёт к образованию искрения между соседними пластинами и к появлению дуги между плюсовым и минусовым щёткодержателями, а затем и к образованию кругового огня по коллектору.

Способы уменьшения реакции якоря.

1) В двигателях большой мощности (на электровозах) в пазы главных полюсов укладывают компенсационную обмотку, которая включена последовательно с обмоткой якоря, но магнитный поток этой обмотки направлен встречно магнитному потоку катушек якоря, тем самым компенсируя сгущение магнитного потока полюсов, т.е. уменьшая реакцию якоря.

2) На ТЭД электровозов при включении ослабления поля ток проходит как через резистор ослабления поля, так и через индуктивный шунт. В этом случае при переходных режимах нарастание тока в цепи: якорь, резистор, ИШ будет одинаковым и реакция якоря останется на прежнем уровне. Под переходным режимом следует понимать включение ослабления поля, кратковременный отрыв токоприёмника, резкое прекращение боксования. Во всех перечисленных случаях резко нарастает ток якоря.

Если бы ИШ отсутствовал, ток в обмотке возбуждения нарастал бы медленно, а в якоре и резисторе быстро. Реакция якоря была бы сильнее, неизбежен переброс по коллектору.

 

Коммутация ТЭД.

Под коммутацией понимают все процессы, возникающие под щётками при работе ТЭД. Если искрение отсутствует, то говорят, что коммутация хорошая. Если искрение сильное – коммутация плохая. Различают 5 степеней коммутации: 1, 11/4, 11/2, 2, 3.

Неудовлетворительная коммутация возникает либо из-за механических, либо из-за электромагнитных причин.

Механические причины.

1) плохое прилегание щёток к коллектору, или вибрация щётки в щёткодержателе, слабое нажатие на щётку, не соответствует марка щётки;

2) шероховатая или эллипсная поверхность коллектора;

3) выступание коллекторных или изоляционных миканитовых пластин.

Электрмагнитные причины.

1) коммутация ухудшается, если сбита геометрическая нейтраль щёток;

2) в двигателе пульсирующего тока возникает реактивная ЭДС, которая складывается из трёх составляющих: ер = ес + ев + етр.,где:

ес – ЭДС самоиндукции, возникающая каждый при выходе пластин из-под щётки,

ев – ЭДС взаимоиндукции, возникающая в катушках, находящихся в одном пазу с рабочими катушками,

етр – трансформаторная ЭДС, возникает на ТЭД электроподвижного состава переменного тока, т.к. ток на ТЭД поступает выпрямленный пульсирующий.

Способы улучшения коммутации.

1) применяют разрезные щётки, обладающие нелинейным сопротивлением, которое увеличивается в момент разрыва цепи, а значит уменьшают ток коммутации;

2) устанавливают дополнительные полюса, уменьшающие ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции;

3) устанавливают сглаживающие реакторы, которые на 30 – 35% снижают пульсацию выпрямленного тока;

4) параллельно обмотке возбуждения подключают резистор постоянной шунтировки для отвода переменной составляющей. Пульсирующий ток можно разложить на две составляющих: постоянную и переменную. Переменная составляющая, встречая на своём пути индуктивное сопротивление обмотки возбуждения, устремляется через резистор R. Для постоянной составляющей активное сопротивление обмотки возбуждения очень мало (0,01 Ом) и она проходит через обмотку возбуждения, создавая постоянный (а не пульсирующий) магнитный поток. Значит трансформаторная ЭДС исчезает и коммутация улучшается.

 

 

Занятие 18.Тема 3.3. Реверсирование и регулирование частоты вращения ТЭД. Электрическое торможение.

Реверсирование ТЭД.

Для реверсирования ТЭД необходимо либо изменить направление тока в якоре, либо изменить направление тока в обмотке возбуждения (тем самым изменив направление магнитного потока). Если изменить одновременно и там и там, направление вращения якоря останется прежним.

На подвижном составе принято с помощью реверсивных переключателей, имеющих две пары замыкающих и две пары размыкающих силовых контактов, изменять направление тока в обмотке возбуждения.

Это делается из следующих соображений: т.к. сопротивление обмотки возбуждения очень мало, то падение напряжения в ней U= IR будет небольшим. Значит реверсивный переключатель не должен иметь усиленную изоляцию и может иметь небольшой разрыв силовых контактов.

Регулирование частоты вращения.

n = U – IR/ СФ.

Из формулы видно, что регулировать скорость вращения якоря ТЭД можно тремя путями:

1) изменением подводимого напряжения U;

2) изменением сопротивления в цепи якоря R;

3) изменением магнитного потока Ф.

Т.к. сопротивление обмотки якоря очень мало, то менять его величину для регулирования скорости вращения нецелесообразно, поэтому на практике применяют первый и третий способы.

На электропоездах для регулирования скорости вращения повышают напряжение на ТЭД путём подключения секций трансформатора и уменьшают магнитный поток за счёт подключения резисторов ослабления поля параллельно обмотке возбуждения. Известно, что при включении ослабления поля возрастает ток, значит растёт вращающий момент М=СФI двигателя, а это приведёт к разгону поезда.

Электрическое торможение.

Если двигатель отключить от источника питания и сразу замкнуть якорную обмотку накоротко, то за счёт остаточного магнетизма полюсов в якорной обмотке будет продолжать некоторое время индуктироваться ЭДС. Т.к. цепь замкнута, то в якорной обмотке потечёт ток, совпадающий по направлению с ЭДС. Двигатель переходит в режим генератора. Из рисунка видно, что направление тока изменилось по сравнению с режимом двигателя, значит якорь будет стремиться вращаться в обратную сторону, т.е возникает тормозной эффект. Это называется электродинамическимторможением и применяется на электровозах ВЛ 80Т, ВЛ 80С для остановки сервомотора ЭКГ на фиксированных позициях.

Но в тяговых двигателях из-за большой мощности замыкание якорной обмотки накоротко вызвало бы контрток с резким тормозным эффектом и выходом из строя ТЭД.

Поэтому для перевода ТЭД в режим генератора и создания тормозного эффекта необходимо:

1) для совпадения по направлению тока и ЭДС либо изменить направление тока в якоре, либо в обмотке возбуждения;

2) питать обмотки возбуждения от постороннего источника;

3) отдавать электроэнергию от якоря либо во вторичную обмоткутрансформатора, а затем в контактную сеть, либо гасить эту электроэнергию в резисторах.

В первом случае имеем рекуперативное торможение (ВЛ 80Р, ВЛ 85), во втором – реостатное. Но при рекуперативном торможении направление тока в якоре менять нельзя, т.к. плечи тиристоров ВИП будут заперты. Поэтому меняют направление тока в обмотках возбуждения.

На электропоездах ЭД 9Т и ЭД 9М применяется реостатное торможение двигателя. При этом обмотки якорей отключаются от обмоток возбуждения и замыкаются на резисторы R. Обмотки возбуждения для создания магнитного потока получают независимое возбуждение от одной секции вторичной обмотки тягового трансформатора. По мере снижения скорости снижается ЭДС нашего генератора, падает ток в цепи, а значит снижается тормозной момент М = СФI. Для того, чтобы реостатный тормоз оставался эффективным по мере снижения скорости, необходимо ток в цепи якоря поддерживать на прежнем уровне. Для этого постепенно уменьшают величину резистора R в цепи якоря. Это осуществляет автоматически тормозной контроллер.

 

 

Занятие 19. Преимущества ТЭД с последовательным возбуждением.

Наиболее приемлемы в качестве тяговых электродвигатели последовательного и параллельного возбуждения. Но предпочтение отдано первым по следующим причинам:

1) у двигателя последовательного возбуждения при увеличении тока ТЭД, например, в два раза, магнитный поток Ф также увеличивается в два раза, т.е. получим 4-х кратное увеличение вращающего момента М = СФI. Это необходимо при трогании с места с тяжёлым поездом. У двигателя параллельного возбуждения ток разветвляется на обмотку якоря и обмотку возбуждения и поэтому такого 4-х кратного увеличения момента не будет;

2) при кратковременном отрыве токоприёмника нарастание тока в обмотке якоря и в обмотке возбуждения у двигателя последовательного возбуждения будет происходить одновременно, а значит и реакция якоря останется на прежнем уровне. У двигателя параллельного возбуждения ток в якоре нарастает быстро, а в обмотке возбуждения медленно. Увеличивается реакция якоря, повышается вероятность кругового огня по коллектору;

3) из электромеханических характеристик двигателей видно, что у двигателя последовательного возбуждения мягкая крутопадающая скоростная характеристика, а у двигателя параллельного возбуждения – жёсткая прямолинейная. Электромеханическими характеристиками называется зависимость скорости вращения и момента от тока двигателя.

У двигателя последовательного возбуждения благодаря характеристике при снижении тока нарастание скорости, т.е. разгон поезда происходит более интенсивно, чем у двигателя параллельного возбуждения.

4) при допустимой разнице диаметров бандажей одного моторного вагона 15мм скорость вращения колёсных пар будет отличаться. Благодаря мягкой характеристике у двигателя последовательного возбуждения разница токов будет небольшой, а у двигателя параллельного возбуждения эта разница будет очень значительной. Повышается склонность к боксованию у двигателя, имеющего больший ток.

Недостатки двигателя последовательного возбуждения:

1) не может работать без нагрузки и поэтому идёт вразнос;

2) не может перейти автоматически в режим электрического торможения, как двигатель параллельного возбуждения.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: