Что такое асинхронный двигатель на тепловозе
Вспомогательные электродвигатели
Для привода механизмов собственных нужд тепловозов применяются электродвигатели постоянного и переменного тока общепромышленного и специального исполнений. Основные технические данные этих машин приведены в табл. 8.3. Наиболее характерными (по конструкции и эксплуатации) из выпускаемых являются электродвигатели П21М, 2П2К, АМВ37-03М, 4АЖ225.
Электродвигатели малой мощности серии П. Предназначены для привода водяного и вспомогательных масло-прокачивающего и топливоподкачи-вающего насосов дизеля. Они представляют собой двух- (ПИ, П21) и четырехполюсные (П41, П62) электрические машины постоянного тока с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением. Имеют литые корпуса, подшипниковые щиты, встроенные вентиляторы. Конструкция других составных частей (рис. 8.27) не имеет принципиальных отличий от описанных ранее электромашин. На выпускаемых тепловозах для повышения надежности применяют электродвигатели морского исполнения (с индексом «М»). Все электродвигатели оборудованы устройством, исключающим радиопомехи.
Соединение и маркировка выводов обмоток электродвигателей выполнены по схемам, приведенным на рис. 8.28.
Рис. 8.27. Вспомогательный электродвигатель серии П: 1, 17- жалюзийные крышки люков; 2- коллектор (на пластмассе); 3- подшипник; 4- пресс-масленка; 5, 14- подшипниковые шиты; 6- щеткодержатели со щетками; 7,8- обмотка и сердечник якоря; 9, 10- катушка и сердечник добавочного полюса; 11- корпус; 12, 13- сердечник и катушка главного полюса; 15- вентилятор; 16- приводной конец вала якоря; 18 коробка выводов обмоток Рис. 8.28. Схемы соединений обмоток электродвигателей серии П:
о — типа П1Г, б — типа П21; в — типов П41, П62; н, к, н1, к1-начало и конец катушек полюсов; Я1- начало обмотки якоря; Uli, U12- начало и конец обмотки параллельного возбуждения; Д2, Д1- конец и начало обмотки добавочных полюсов; Cl, С2-начало и конец обмотки последовательного возбуждения Рис. 8.29. Асинхронный электродвигатель типа АМВ37-03М (мотор-веитилятор МВ11)
На некоторых тепловозах взамен указанных электродвигателей серии П установлены первые образцы специально разработанных для железнодорожного транспорта электродвигателей ПНЖ, на базе которых осваиваются электродвигатели новой серии 4П.
Электродвигатель 2П2К-02. Применяется для привода компрессора некоторых серий тепловозов. Он представляет собой четырехполюс-ную электрическую машину постоянного тока; по конструкции составных частей, а также общей компоновке и эксплуатации практически не отличается от описанного стартер-генератора ПСГ.
Электродвигатель АМВ37-03М. Представляет собой (рис. 8.29) вертикальную трехфазную асинхронную электрическую машину обращенного типа с короткозамкнутым ротором и самовентиляцией. Используется в качестве мотор-вентиляторов (MBU) холодильной камеры тепловозов для охлаждения воды и масла дизеля. С этой целью к массивному сердечнику (индуктору) 12 ротора, составляющему основу корпуса электродвигателя, приварены лопасти 14 осевого вентилятора. Ротор имеет расположенную по внутренней расточке сердечника короткозамкнутую обмотку (в виде «беличьей клетки») 13 из алюминиевого сплава, приваренное к торцу сердечника сферическое днище 10 и вал 1, закрепленный болтами 4 за фланец 6 к ступице 5 днища. Он опирается на подшипники 8 и 19, насаженные на вал и вмонтированные во внутренние расточки остова 20 статора. Сердечник статора 16 набран из листов электротехнической стали и закреплен на остове между щеками кольцевой шпонкой 17. В пазах по внешнему диаметру сердечника размещена обмотка 9, концы которой выведены в коробку 24. К остову статора закреплено болтами 23 основание 22, за которое электродвигатель крепится на тепловозе. К основанию закреплен болтами 21 сферический кожух 18. Электродвигатель охлаждается воздухом, который поступает через отверстия в основании, проходит по каналам 15 сердечника статора и выбрасывается через трубчатые каналы (сопла) 11, расположенные по окружности в сферическом днище ротора. Добавление свежей смазки в подшипники в эксплуатации производится через пресс-масленки 2 и 3 и отверстия в валу, а от вытекания смазка удерживается уплотнениями крышек 7. Другие типы аналогичных по назначению электродвигателей имеют подобную конструкцию.
Рис. 8.30. Асинхронный электродвигатель типа 4АЖ.225: 1- щиток направляющий; 2- вентилятор; Я, 7 — короткозамкнутая обмотка и сердечник ротора; 4. 10 подшипниковые щиты; 5- корпус; б, 8 обмотка и сердечник статора; 9 коробка выводов обмотки статора; 11-масленка; 12, 16- фланец и опорные лапы; 13- выводы обмотки статора; 14 уплотнитель; 15- приводной конец вала ротора
Электродвигатель 4АЖ225. Представляет собой (рис. 8.30) асинхронную трехфазную короткозамкнутую электрическую машину закрытого исполнения, выпускаемую специально для работы на тепловозах. Применяется для привода вентиляторов охлаждения тяговых генераторов и электродвигателей, выпрямительных установок и других машин и устройств. Имеет литые чугунные корпус и подшипниковые щиты. В нижней части корпуса выполнены опорные лапы, а на торце подшипникового щита со стороны привода — фланец для установки и крепления электродвигателя. Конструкция статора и ротора аналогична описанной у ЭД900.
Добавление свежей смазки в подшипники в эксплуатации производится через шариковые масленки и специальные каналы в щитах и крышках.
Железнодорожный транспорт
Агрегат тяговый АТГ-7370/600-6000 У2
Агрегат тяговый АТГ-7370/600-6000 У2 предназначен для питания тяговых двигателей через выпрямительную установку коллекторных тяговых двигателей, входит в состав газотурбовоза ГТ1, предназначенного для грузовых поездов на участках оборудованных системой газоснабжения.
Генератор синхронный тяговый для магистрального грузового газотурбовоза ГТ1H
Генератор синхронный тяговый ГСТ 7500/8150-5400-2У2 предназначен для питания через выпрямительную установку коллекторных тяговых электродвигателей, входит в состав силового блока магистрального грузового газотурбовоза ГТ1h, предназначенного для грузовых поездов, оборудованных системой газоснабжения.
Генераторы тяговые ГСТ
Генераторы синхронные явнополюсные ГСТ служат для преобразования механической энергии дизельных двигателей тепловоза в электрическую и питания тяговых электродвигателей постоянного тока через выпрямительную установку. Генераторы устанавливаются в кузове тепловоза.
Генератор постоянного тока ГПТ 840-750 У2
Генератор постоянного тока ГПТ 840-750 У2 предназначен для питания тяговых двигателей и является комплектующим изделием тепловозов типа ТЭМ-18.
Агрегат синхронный тяговый АСТМ 2800/600-1000 У2
Агрегат синхронный тяговый АСТМ 2800/600-1000 У2 предназначен для питания тяговых двигателей через выпрямительную установку, для питания систем возбуждения и энергопотребителей вспомогательных систем тепловоза, а также для питания цепей электроснабжения вагонов пассажирских поездов.
Агрегаты синхоронные тяговые АСТГ 2800/400-1000 У2 И АСТГ2-2800/400-1000 У2
Агрегат синхронный тяговый АСТГ 2800/400-1000 У2 предназначен для комплектации дизель-генераторных установок магистральных грузовых тепловозов 2ТЭ25К с коллекторными тяговыми двигателями типа ЭДУ-133Ц, а также для модернизации ранее изготовленных локомотивов.
Агрегат синхронный тяговый АСТГ2-2800/400-1000 У2 предназначен для питания через выпрямительно-инверторный модуль асинхронных тяговых двигателей, питания систем самовозбуждения и энергопотребителей вспомогательных систем грузовых тепловозов с асинхронным приводом (тепловозы типа 2ТЭ25А и ТЭ25А).
Возбудители ВСТ
Возбудители синхронные тяговые ВСТ предназначены для возбуждения тяговых генераторов тепловозов. Возбудитель представляет собой обращенную однофазную синхронную машину переменного тока с явно выраженными полюсами.
Двигатели тяговые ЭДУ
Двигатели тяговые четырехполюсные ЭДУ-133 УХЛ1 постоянного тока предназначены для привода колесных пар тепловозов.
Тяговый двигатель постоянного тока типа ЭДУ-136Р УХЛ1 с шихтованным корпусом предназначен для привода колесных пар магистральных тепловозов ТЭП 70 и других типов при опорно-рамном подвешивании на тележках тепловозов.
Двигатель по габаритным, установочно-присоединительным размерам и рабочим характеристикам взаимозаменяем с двигателем ЭДУ-133 Р.
Двигатели асинхронные тяговые ДАТ
Двигатели асинхронные тяговые с короткозамкнутым ротором ДАТ-350-6 УХЛ1, ДАТ-470-8 УХЛ1 предназначены для привода колесных пар шестиосных грузовых тепловозов серий 2ТЭ25А, ТЭ25А мощностью 2 500 кВт в секции и серий 2ТЭ35, ТЭ35 мощностью 3 500 кВт в секции (только ДАТ-470-8 УХЛ1) с тяговой электропередачей переменного тока. Двигатели оборудованы элементами для опорно-осевого подвешивания с применением моторно-осевых подшипников качения.
Двигатель постоянного тока 4ПНЖ200МА
Двигатель постоянного тока 4ПНЖ200МА предназначен для привода вентилятора обдува тормозных сопротивлений на тепловозе.
Двигатели тяговые ДТК
Двигатель тяговый постоянного тока ДТК-800М У1 шестиполюсный с последовательным возбуждением предназначен для привода колёсных пар пассажирских электровозов постоянного тока ЭП2К с номинальным напряжением контактной сети 3 кВ. Двигатель выполнен на щитовых подшипниках качения. Конструкция уплотнений подшипников двигателя предотвращает вытекание смазки из подшипниковых узлов и проникновение в подшипниковые узлы пыли и влаги как снаружи, так и изнутри.
Двигатель тяговый постоянного тока ДТК-810 шестиполюсный с независимым возбуждением предназначен для привода колёсных пар грузовых магистральных электровозов постоянного тока 2ЭС6, с номинальным напряжением контактной сети 3 кВ. Двигатель выполнен на щитовых подшипниках качения. Конструкция уплотнений подшипников двигателя предотвращает вытекание смазки из подшипниковых узлов и проникновение в подшипниковые узлы пыли и влаги как снаружи, так и изнутри.
Двигатели постоянного тока ДПТ
Двигатели постоянного тока ДПТ предназначены для привода компрессорных установок тепловоза.
Стартер-генераторы 5СГ, 6СГ, 7СГ
Стартер-генераторы 5СГ, 6СГ, 7СГ предназначены для пуска дизель-генератора и для работы в качестве вспомогательного генератора тепловоза.
Двигатель асинхронный тяговый ДАВТ-280-15-4/6/12 У2(У5)
Двигатель асинхронный взрывобезопасный тяговый трехскоростной ДАВТ-280-15 с короткозамкнутым ротором предназначен для комплектации самоходных вагонов грузоподъемностью 15 тонн, работающих в подземных выработках угольных, калийных и сланцевых шахт, опасных по газу и пыли.
Двигатели асинхронные тяговые ДАТЭ-170-4 У2
Двигатель асинхронный тяговый с короткозамкнутым ротором ДАТЭ-170-4 У2 предназначен для привода колесных пар головных и промежуточных вагонов метрополитена моделей 81-720, 81-721, 81-740, 81-741.
Асинхронный двигатель АМВР-37 для мотор-вентилятора
Асинхронный трехфазный двигатель с внешним ротором АМВР-37 О3 предназначен для привода осевых мотор-вентиляторов охлаждения воды и масла дизелей тепловозов.
Что такое асинхронный двигатель на тепловозе
На тепловозе 2ТЭ116 для привода вентиляторов охлаждения используют электродвигатели переменного тока, питающиеся непосредственно от тягового генератора. К ним относятся: мотор – вентиляторы охлаждения холодильной камеры (1МВ-4МВ), электродвигатели вентиляторов охлаждения ТЭД передней и задней тележек (1МТ-2МТ) и электродвигатель вентиляторов охлаждения выпрямительной установки (ВВУ).
Все электродвигатели трехфазные, асинхронные с короткозамкнутым ротором. Двигатели рассчитаны на работу в переменном режиме в диапазоне частот 35 -100Гц и напряжении 240 -560в с учетом вибраций и ударов, действующих на тепловоз, длительного режима эксплуатации и широкого диапазона температур в различных климатических условиях.
Мотор–вентилятор (МВ) вертикального исполнения представляет собой асинхронный двигатель с внешним ротором, встроенный в ступицу осевого вентилятора.
Рис. 16 – Мотор-вентилятор
1 – лопасть; 2 – ротор; 3 – днище; 4 – втулка; 5 — верхняя крышка; 6 — вал ротора; 7 – втулка; 8 — обмотка статора; 9 – сердечник; 10 – основание; 11 – пробка.
В ступице основания закреплена шестью болтами втулка на которую напрессован сердечник статора с обмоткой. Сердечник статора удерживается на втулке шпонкой. В сжатом положении железо сердечника между нажимными шайбами фиксируется между полукольцами.
Внутри втулки установлен вал ротора на двух подшипниках. Верхний подшипник имеет лабиринтные крышки и закреплен на валу ротора гайкой, нижний удерживается кольцом на торце вала.
В вентиляторное колесо с запрессованным в его корпус сердечником ротора насаживается сверху статора и крепится болтами к верхнему торцу вала. Мотор–вентилятор установлен основанием на опоре выходных коллекторов холодильной камеры и прикреплен к ней болтами.
Наружный воздух, засасываемый лопатками вентиляторного колеса через боковые жалюзи, проходит через секции холодильной камеры и выбрасывается через выходной коллектор вентилятора холодильной камеры. МВ охлаждается наружным воздухом, который подается по трубам, прикрепленным фланцем к опоре выходного коллектора. Затем через отверстия в опоре и основании мотор вентилятора часть воздуха омывает поверхности ротора и статора с обмоткой, а часть его проходит через 12 отверстий в железе статора и выбрасывается наружу через патрубки вентиляторного колеса.
Сердечник статора набирают из штампованных листов электротехнической стали марки Э21 толщиной 0,5 мм . Листы изолированы друг от друга лаком К47. Обмотка статора трехфазная, двухслойная, симметричная. Фазы соединены в «звезду». Катушки обмотки из медного провода диаметром 1,4 мм . Число витков в катушке пять. Катушечная группа состоит из четырех катушек. Выводы катушек между собой в катушечные группы и с выводным кабелем соединены пайкой сплавом МФ-3. Выводы выполнены медным кабелем с площадью сечения 16 мм².
Сердечник ротора набран из штампованных листов электротехнической стали Э21 и имеет 56 пазов под обмотку, расположенных на внутренней поверхности листов. Пазы ротора залиты алюминеевым сплавом АКМ. Ротор после запрессовки в корпус вентиляторного колеса штифтуется четырьмя штифтами. Колесо вентилятора вместе с ротором подвергается динамической балансировке. Допустимый небаланс не более 100г/см.
На инфраструктуре АО «АК «ЖДЯ» проходит испытание американский тепловоз CATERPILLAR
Растущие объемы перевозок грузов по инфраструктуре ЖДЯ заставляют искать новые пути увеличения провозной возможности, в том числе и за счет применения более эффективных способов обеспечения тягой грузовых поездов.
По информации генерального директора АО «АК «ЖДЯ» Василия Шимохина в компанию «Железные дороги Якутии» прибыл тепловоз 2ТЭ3250 производства PROGRESS RAIL железнодорожного дивизиона компании CATERPILLAR для прохождения тестовых испытаний и демонстрации технологий. Данный тепловоз под № 0001 построен для опытной эксплуатации в России с применением самых передовые технологий. Он собран в Чикаго, оттуда по железной дороге прибыл на побережье Тихого океана, затем морем — до Владивостока и снова по рельсам — уже в Якутию. Здесь ему предстоят испытания в экстремальных условиях Севера.
«Наша компания планирует провести полномасштабные эксплуатационные испытания данного тепловоза с учетом местных условий работы. В ходе испытаний будет продемонстрирована двухтопливная технология, т.е. работа тепловоза на дизельном топливе и газе. Такая технология позволит сократить выбросы твердых частиц в атмосферу, существенно снизить расход дизельного топлива на тягу поездов» — сказал Василий Шимохин.
Ход испытаний будет проходить при сопровождении научно-исследовательских институтов, которые совместно с якутскими железнодорожниками подготовят замечания и предложат варианты решения для эксплуатации в суровых северных условиях.
На данном этапе машиной довольны все, особенно экипажи. Все обслуживание проходит через бортовые компьютеры. У тепловоза просторная кабина, созданы условия для комфортной работы. И самое главное – это технические параметры машины, которые значительно превосходят аналогичные характеристики существующих тепловозов. Это и мощность локомотива, сила тяги при трогании с места и длительного режима, максимальная тормозная сила, передовая система управления асинхронным тяговым приводом EMD, которая позволяет осуществлять плавное замедление с высоких скоростей движения, превосходная вписываемость в кривые с обеспечением низкого износа гребней колёс и др.
«Чтобы управлять таким тепловозом, нужно пройти переквалификацию, но каких-то особых сложностей переучивания нету. Машина многие вопросы решает сама. Человек нужен только для контроля и наблюдения, а также для подтверждения некоторых команд» — отметил начальник локомотивной службы Шухрат Ташпулатов.
Одной из главных преимуществ зарубежного локомотива является способность работать на смеси топлива, состоящей из 20% дизельного топлива и 80% газа. За счет этого эксплуатация обходится значительно дешевле и минимизирован вред для экологии. Одной заправки должно хватать на 5-6 тысяч километров.
По результатам испытаний на основе замечаний якутских железнодорожников в конструкцию будут внесены изменения, а уже после наладится совместное производство подобных машин на территории России.
«Если данный тепловоз покажет свою работоспособность и подтвердит предполагаемую эффективность в наших северных условиях, то мы будем использовать такие двигатели. Более того, мы начнем сборку таких тепловозов у себя в локомотивном депо станции Алдан. Это производство будет пока с небольшой локализацией. Рамы будут изготавливаться в России, кабина сейчас разрабатывается отечественная на одном из заводов. Те детали, которые мы сами не сможем изготовить, будут закупаться за рубежом, но со временем максимально будет замещение отечественными аналогами. Уже есть соответствующие предложения от российских предприятий, которые будут производить часть оборудования. В будущем производство деталей и сборка будет осуществляться в рамках депо ст. Алдан. Мы планируем, что со временем этот интересный экологический проект будет работать и на нашей дороге и в целом на территории России. Потому что здесь собраны интересные решения, которые мы накопили за много-много лет работы здесь в условиях севера»- поделился планами Василий Шимохин.
Объемы перевозок грузов по железной дороге Беркакит-Томмот-Якутск с каждым годом растут. При условии успешных испытаний внедрение на инфраструктуре ЖДЯ современного тепловоза позволит в будущем обеспечить перевозки возрастающих объемов грузов на десятилетия вперед.
