Тепловоз 2ТЭ10МК

Тепловоз 2ТЭ10МК

Тепловозы семейства ТЭ10 выпускались более 50 лет с 1958 по 2007 годы, сначала на Харьковском тепловозостроительном заводе, затем выпуск продукции наладил Ворошиловградский завод транспортного машиностроения. Двухсекционые мощные тепловозы с успехом заменили паровозы, которые имели одиночную тягу. Усовершенствованные технические показатели локомотивов и их роль в развитии советского железнодорожного транспорта были отмечены правительством. Разработчики награждены дипломами и медалями. В 1981 году завод наладил выпуск локомотивов серии «2ТЭ10МК» — магистpальный двухсекционный грузовой локомотив мощностью 3000 л.с.

Появление и развитие тяговых устройств

В самом начале, когда электрический транспорт только начал использоваться, на всех видах подвижного состава устанавливались коллекторные тяговые электродвигатели. При этом передача энергии осуществлялась по самой простой схеме, поэтому агрегатами можно было легко управлять в любом рабочем режиме. Технические и механические характеристики полностью отвечали всем требованиям транспортной специфики.

Тем не менее, в процессе эксплуатации тяговый электродвигатель постоянного тока обнаружил ряд недостатков. В первую очередь, это сам коллектор, оборудованный подвижными контактами – щетками, требующий регулярного технического обслуживания. Принимаемые меры по снижению искрения, повышению надежности коммутации, во многом усложнили устройство двигателя. В результате, его размеры заметно увеличились, а максимальная скорость вращения осталась на прежнем уровне.

Постепенно развивалось направление силовой техники на основе быстродействующих полупроводников. Это позволило заменить реостатную систему, применяемую в коллекторных агрегатах, импульсной, отличающейся повышенной надежностью и экономичностью. В дальнейшем, в вагонных парах стал устанавливаться асинхронный тяговый двигатель в качестве приводного механизма.

Основными проблемами, с которыми пришлось столкнуться при эксплуатации асинхронных двигателей, считаются сложные регулировки. Определенные трудности возникают при использовании электрического торможения, когда для этих целей служат моторы на основе короткозамкнутого ротора. В данный период идет разработка более современных тяговых приводов на основе синхронных агрегатов, в которых установлен ротор на постоянных магнитах.

Поскольку на железнодорожном транспорте до сих пор широко используются именно коллекторные агрегаты, следует более подробно рассмотреть их общее устройство и порядок работы.

Технические характеристики

Тяговые подстанции трамвая, метро и троллейбуса и железнодорожного транспорта имеют ряд параметров, по которым подбирается требуемый вариант. Кстати, если сравнивать их с таким оборудованием, как столбовые подстанции СТП, которые питаются переменным током и представлены исключительно лишь тупиковым вариантом конструкции, то ассортимент будет весьма широк, что несколько затрудняет выбор.

Смотрим видео, конструкция и устройство подстанции:

Для ориентации в большом количестве исполнений нужно четко представлять, какие нагрузки будут оказываться на технику данного вида, в соответствии с чем определяются параметры оборудования:

• величина сопротивления и напряжения на шинах, куда подается уже выпрямленный ток;
• тяговая подстанция метро, железной дороги и прочего электротранспорта характеризуется внутренним сопротивлением, а также сопротивлением отсасывающего фидера и сглаживающего узла, посредством данных величин можно получить значение сопротивления всей установки, суммировав их;
• тяговые подстанции метро и РЖД отличаются по количеству используемых в конструкции трансформаторов и распред. устройств;
• напряжение всей установки является расчетной величиной и определяется из формул;
• мощность короткого замыкания.

Для сравнения, определяющими параметрами для такого оборудования, как столбовые трансформаторные подстанции, являются: общая мощность, а также значения высшего и низшего напряжения.

Существует несколько исполнений такой техники, отличных по данным параметрам: с напряжением 6 или 10 кВ по высокой стороне, а также с напряжением 0,23 или 0,4 кВ по низкой стороне. По таким же критериям подразделяется и мачтовая трансформаторная подстанция.

Зарядка от бензогенератора

Портативный генератор, работающий на бензине, действительно может заряжать электромобиль. Его используют в чрезвычайной ситуации, допустим, в качестве резервного источника питания на случай перебоев в подаче электроэнергии.

Автомобилисты отмечают этот способ зарядки не очень удобным из-за сильного шума мотора. Только, если бензогенератор располагается в двухколёсном прицепе, шумовой эффект снижается. Управляется такое устройство легко, с помощью мобильного приложения.

Важно! Если заряд аккумулятора сохранился ниже 95%, автомобиль будет «вытягивать» из преобразователя максимум, и поэтому будет всё время работать не на штатной, а на пиковой мощности.

Комплект электронных плакатов

Комплект из 13 электронных плакатов предназначен как для просмотра в пособии, так и для печати на плоттере формата А0.

Используемые средства подачи учебного материала (видео, анимация, звук, интерактивные трехмерные модели, чертежи, рисунки, интерактивные фотопанорамы, а также модуль погружения в виртуальное пространство) призваны обеспечить интерес обучающихся, наглядность, простоту усвоения, разнообразие форм восприятия материала и контроля знаний.

Учебный комплекс может быть использован в рамках технической учёбы в производственных подразделениях компании.

Электрические двигатели троллейбуса

1 — щит подшипника; 2 — коллектор; 3 — корпус; 4 — добавочный полюс; 5 — якорь; 6 — якорные катушки; 7 — катушка добавочного полюса; 8 — вентилятор; 9 — щит; 10 — крышка; 11 — вал; 12 — подшипник; 13 — главный полюс; 14 — катушка главного полюса; 15 — сердечник; 16 — гайка коллектора; 17 — втулка коллектора, 18 — подшипник; 19 — вентиляционный патрубок; 20 — крышка подшипника; 21 — коллекторный стакан; 22 — прижим щеткодержателя; 23 — пластина крепления щеткодержателя.

Чертеж электродвигателя

1 — паз якоря; 2, 4, 26, 27 — подшипниковые крышки; 3 — роликовый подшипник; 5 — кольцевая гайка; 6 — кронштейн щеткодержателя; 7 — вентиляционный патрубок; 8, 24 — подшипниковые щиты; 9, 14, 22 — прижимная шайба; 10 — прокладка; 11 — коллекторная втулка; 12 — обойма щеткодержателя; 13 — коллекторная пластина; 15 — крышка люка; 16 — корпус; 17, 18 — катушки главного полюса; 19 — шпилька; 20 — обмотка якоря; 21 — пакет якоря; 23 — вентиляционные окна; 25 — вентилятор; 28 — шарикоподшипник; 29 — замки крышек люков; 30 — сердечник добавочного полюса; 31 — катушка добавочного полюса; 32 — сердечник главного полюса.

Схема электрических соединений

Описание электродвигателя

Тяговый двигатель ДК-210А-3 состоит из следующих основных частей: корпуса, главных и дополнительных полюсов, якоря, щеткодержателей со щетками, подшипниковых щитов и вентилятора.

Корпус 16 служит основным магнитопроводом тягового двигателя. Он отлит из специальной стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Корпус цилиндрической формы по внутреннему диаметру имеет расточку для установки главных и дополнительных полюсов. Главные полюса расположены под углом 45° к горизонтали, дополнительные имеют горизонтально-вертикальное расположение.

Для осмотра коллектора и щеткодержателей в корпусе предусмотрены четыре люка, которые закрываются двумя крышками 15 с уплотнением из губчатой резины. С противоположной стороны по окружности расположены шесть прямоугольных вентиляционных окон 23, защищенных по контуру стальным проволочным заграждением. Для выводных концов обмотки якоря и полюсов в корпусе служат шесть отверстий, армируемых резиновыми втулками. Внутри корпус, за исключением мест под посадку полюса, покрыт серой электроэмалью, снаружи — черным битумным лаком для предохранения от коррозии.

Главный полюс двигателя предназначен для создания основного магнитного поля, которое, взаимодействуя с током, проходящим по проводникам обмотки якоря, приводит якорь во вращение.

Главный полюс состоит из сердечника и катушки. Сердечник 32 набирается из отдельных штампованных стальных листов толщиной 1,5 мм, спрессованных и стянутых заклепочными стержнями. Катушка главного полюса состоит из двух обмоток: последовательной 18 и параллельной 17.

Магнитный поток последовательной обмотки возбуждения зависит от нагрузки двигателя. С увеличением сопротивления движению троллейбуса (например, на тяжелом профиле пути) двигатель будет потреблять из контактной сети больший ток. При этом увеличится магнитный поток, создаваемый последовательной обмоткой возбуждения, и возрастет вращающий момент двигателя, а скорость движения троллейбуса автоматически снизится.

Магнитный поток параллельной обмотки возбуждения зависит только от тока возбуждения. Изменяя ток в параллельной цепи двигателя, а следовательно, магнитный поток параллельной обмотки возбуждения, можно регулировать в широких пределах частоту вращения якоря двигателя в тяговом режиме и тормозное усилие при электрическом торможении.

Главные полюса крепятся к корпусу на трех шпильках 19, ввинченных в сердечник полюса. Гайки шпилек залиты специальной замазкой. Обмотки последовательного возбуждения главных полюсов соединены друг с другом последовательно. Выводы концов маркируются С-С2. Обмотки параллельного возбуждения соединены также последовательно. Выводы концов их маркируются Ш1-Ш2.

Дополнительные полюса предназначены для улучшения коммутации (для уменьшения искрения между щетками и коллектором). Коммутацией называется процесс перехода секции обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую, т. е. процесс изменения направления тока в секции якоря.

Ток, проходящий по обмотке якоря, создает собственное магнитное поле, которое взаимодействует с основным магнитным полем двигателя. Воздействие магнитного поля якоря на основное поле двигателя называется реакцией якоря. Реакция якоря нарушает правильную коммутацию, вызывая искрение под щетками. Воздействие реакции якоря, вызывающее искрение на коллекторе, устраняется с помощью дополнительных полюсов, которые размещены между главными полюсами по оси коммутируемых секций, замыкаемых накоротко щетками.

Ширину полюсов выбирают небольшой, чтобы магнитное поле их действовало только в зоне, где происходит коммутация. Чтобы магнитное поле дополнительных полюсов компенсировало э. д. с. реакции якоря при различных нагрузках, обмотку этих полюсов включают последовательно с обмоткой якоря, в результате чего магнитное поле изменяется пропорционально нагрузке.

Сердечник 30 дополнительного полюса представляет собой механически обработанную стальную отливку (сталь 25Л), катушка 31 изготовлена из шинной меди. Катушки дополнительных полюсов соединены друг с другом и с якорем последовательно. Выводы концов маркируются Д1-Д2. Все концы, выходящие из двигателя: C1-С2, Ш1-Ш2, Д1-Д2, выведены в клеммовую (моторовводную) коробку.

Якорь двигателя состоит из вала 1, сердечника 21, обмотки 20 и коллектора 13. Вал якоря изготовлен из катаной углеродистой конструкционной стали 45 (вязкой, высокого механического качества) с последующей термообработкой. Диаметр вала изменяется ступенчато по его длине. Сердечник набирается из отдельных штампованных листов электротехнической стали (слаболегированная прокатанная сталь с небольшим содержанием кремния) толщиной 0,5 мм. Листы покрывают лаком для уменьшения потерь энергии на вихревые токи, возникающие при пересечении якорем магнитного потока. На валу якоря сердечник удерживается шпонкой между двумя нажимными шайбами 14 и 22. Пакет имеет 35 пазов для обмотки якоря и вентиляционные отверстия для охлаждения сердечника якоря воздушным потоком.

Обмотка 20 якоря волновая двухслойная, состоит из 35 катушек. Катушка имеет пять секций, выполненных из шинной меди. Обмотка якоря удерживается в пазах клиньями из стеклотекстолита, а вылетные части — бандажами.

Коллектор двигателя предназначен для распределения тока по обмотке якоря. Коллектор арочного типа, имеет 175 коллекторных пластин, изготовленных из кадмиевой коллекторной меди, обладающей в сравнении с обычной вдвое большей износостойкостыо. Коллекторная пластина 13 (см. рис. 87) состоит из рабочей поверхности, петушка и ласточкина хвоста. Все пластины коллектора зажаты между конусами втулки 11 и шайбы 9 с помощью кольцевой гайки 5. Друг от друга они изолированы мика-нитовыми прокладками, а от втулки и шайбы — миканитовыми конусами и цилиндром. Петушки коллекторных пластин имеют шлицы, в которые запаяны концы обмотки якоря. В каждую пластину запаян конец одной секции и начало другой. Коллекторная втулка на валу якоря сидит на шпонке.

В двигателе четыре щеткодержателя, установленных под углом 45° к горизонтали. Обойма 12 щеткодержателя литая, латунная, крепится к стальному кронштейну 6 на шпильке и фиксируется накладкой 10 с ребристой поверхностью. Накладка прижата к приливу обоймы корончатой гайкой, которая шплинтуется. Поверхность прилива обоймы также ребристая, со сквозной овальной прорезью, что позволяет регулировать установку обоймы. Кронштейн крепится к подшипниковому щиту 8 двигателя двумя шпильками, изолированными от него пластмассовыми и фарфоровыми изоляторами.

В каждом щеткодержателе установлены две щетки марки ЭГ-2Л (или ЭГ-14). К щеткам ток подводится через нажимные пальцы, которые соединены с обоймой, щеткодержателя гибким плоским шунтом. Эти же пальцы создают нажатие щеток на коллектор с помощью спиральных ленточных пружин. Один конец пружины входит в разрез регулировочной втулки, к другому заклепками крепится нажимной палец. Регулировку натяжения пружины осуществляют, поворачивая втулку на валике обоймы. Усилие нажатия пальца на щетку должно быть 2 кгс/мм2. Положение регулировочной втулки зафиксировано шплинтом.

Вентилятор 25 предназначен для создания потока воздуха с целью охлаждения двигателя. Он отлит из силумина и крепится заклепками к стальному фланцу, который сидит на валу якоря на шпонке. Воздух забирается вентилятором через вентиляционный патрубок 7 со стороны коллектора и выбрасывается через вентиляционные окна 23. Вентиляционный люк в патрубке и окна защищены стальными сетками.

Подшипниковые щиты 8 и 24 отлиты из стали. Их ставят с тугой посадкой в расточку корпуса. В средней части щитов установлены подшипники, в которых вращается якорь: со стороны коллектора — цилиндрический радиальный роликовый подшипник 3, со стороны вентилятора — шариковый подшипник 28.

Для якорных подшипников применяют смазку типа 1 -13 жировую, которую закладывают при сборке двигателя. Добавляют смазку после пробега 16-17 тыс. км через отверстия в подшипниковых крышках 2 и 27, закрываемых болтовыми пробками.

Тепловозы ТЭМ2У

В конце 1978 года Брянский машиностроительный завод построил опытный тепловоз ТЭМ2У, который в отличие от тепловозов ТЭМ2 имел измененную форму капота и кабины машиниста, а также ряд новых устройств (новый пульт управления, глушитель шума, поперечные стяжки подвесок тормозных колодок, препятствующие сползанию тормозных колодок с бандажей, улучшенную теплоизоляцию и др.). На тепловозе улучшена конструкция дизель-генератора, рессорного подвешивания, предусмотрен электрический подогрев воды в системе охлаждения. Сцепная масса тепловоза увеличена до 123,6 т. С 1984 года завод начал серийное изготовление тепловозов ТЭМ2У.