К вспомогательным электрическим машинам тепловоза ЧМЭ3 относятся электродвигатели: вентилятора холодильника вспомогательного контура МВХ маслопрокачивающего насоса МН, объединенного регулятора дизеля СМД, калорифера МК и вентиляторов кабины машиниста МВО1 — МВО4.
Электродвигатель МВХ предназначенный для привода вентилятора холодильника вспомогательного контура, установлен в шахте холодильника тепловоза в вертикальном положении. К стальной цилиндрической станине 4 прикреплены четыре главных и четыре добавочных полюса. По торцам станины сделаны кольцевые проточки для центровки с подшипниковыми щитами. К обработанному приливу в средней части станины прикреплена двумя болтами Мб коробка зажимов 6. В станине предусмотрено также резьбовое отверстие под рым-болт.
Главные полюсы 14 состоят из наборного, стянутых тремя заклепками) и катушки, намотанной из 28 витков медного изолированного провода и размещенной между двумя гетинаксовыми прокладками. Добавочный полюс 16 имеет цельный сердечник, на который надета катушка, намотанная из 38 витков медного изолированного провода. Катушка размещена между двумя изоляционными прокладками и упирается в полюсный наконечник, приваренный снизу к сердечнику. Каждый полюс прикреплен к станине двумя болтами М10.
На валу 5 якоря электродвигателя набран на шпонке сердечник 15, состоящий из 292 листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, стянутых двумя отлитыми из чугуна нажимными шайбами. Задняя нажимная шайба3 упирается в борт вала, а передняя шайба 7 после напрессовки дополнительно фиксируется стопорным кольцом, вставляемым в канавку, проточенную на валу. В пазах сердечника якоря уложена волновая обмотка 13, состоящая из 31 катушки (каждая катушка представляет собой три одновитковые секции). Шаг обмотки по пазам 1 — 9, шаг по коллектору 1 — 47. Катушки укреплены в пазах сердечника якоря текстолитовыми клиньями. Лобовые части катушек крепят проволочными бандажами. Концы секций якорной обмотки припаяны к петушкам 93 коллекторных пластин. Вал якоря вращается в двух шариковых подшипниках 8 и 21, установ- ленных в расточках подшипниковых щитов. Подшипник 21 со стороны коллектора является опорно-упорным. Дополнительная фиксация этого подшипника осуществляется двумя гайками 22, навернутыми на конец вала. Камера смазки каждого подшипника образована передней 9 и задней // чугунными крышками, стянутыми шестью болтами Мб. В передней крышке опорного подшипника 8 сделано отверстие для прохода вала якоря, поэтому в качестве дополнительного уплотнения камеры смазки на вал напрессована до упора в подшипник стальная втулка 25. При сборке во внутренние полости подшипников 8 и 21 закладывают 80 — 100 г смазки. Подшипниковые щиты отлиты из чугуна и прикреплены к станине восемью болтами М8. В расточку нижнего подшипникового щита 17 запрессована траверса 20, дополнительно укрепленная тремя болтами Мб. На траверсе собраны четыре комплекта щеткодержателей 19. Комплект состоит из двух щеткодержателей (в каждом по одной щетке), прикрепленных болтами к цилиндрическому пластмассовому держателю, конец которого вставляется в зажим траверсы и фиксируется болтом.
Вентиляторное колесо 12, отлитое из алюминиевого сплава, напрессовано на вал 5 со шпонкой до упора в борт и дополнительно закреплено стопорным кольцом. Для входа и выхода воздуха, охлаждающего электродвигатель, в стальных съемных лентах /, закрывающих смотровые окна подшипниковых щитов, сделаны прорези (воздух засасывается со стороны коллектора и выбрасывается с противоположной стороны). Каждая лента укреплена пружинным замком 2.
Электродвигатель МВХ:
1- съемная лента; 2 -замок; 3, 7- задняя и передняя нажимные шайбы; 4 -станина; 5 -вал якоря; 6 — коробка зажимов; 8,21 -шариковые подшипники; 9,11 -передняя и задняя крышки; 10, 17 - подшипниковые щиты; 12 -вентиляторное колесо; 13 - обмотка якоря; 14 - главный полюс; 15- сердечник якоря; 16 -добавочный полюс; 18 - коллектор; 19 - щеткодержатель; 20 - траверса; 22 - гайка; 23- болт, 24 - ступица; 25 -втулка
На выступающий конец вала якоря, имеющий шпонку, напрессована и дополнительно укреплена болтом 23 (Ml2) ступица 24 сварного рабочего колеса осевого вентилятора холодильника. Двенадцатилопастное колесо диаметром 630 мм вращается внутри сварной обечайки, к которой электродвигатель МВХ подвешен при помощи шести болтов Ml6, ввернутых в резьбовые отверстия верхнего подшипникового щита 10. После крепления электродвигателя обечайку устанавливают на каркасе шахты холодильника.
Электродвигатель МН предназначен для привода маслопрокачивающего насоса, обеспечивающего предварительную прокачку масла перед пуском дизеля. К стальной станине 5 прикреплены двумя болтами каждый четыре главных и четыре добавочных полюса.
Сердечник главного полюса набран из листов электротехнической стали, стянутых между собой четырьмя заклепками. Катушка главного полюса намотана из 875 витков изолированного медного провода квадратного сечения. К цельному сердечнику добавочного полюса 6 прикреплен двумя винтами Мб полюсный наконечник, являющийся упором для катушки, намотанной из 68 витков изолированного медного провода.
Сердечник 7 якоря набран из листов электротехнической стали, стянутых двумя нажимными шайбами. В 23 пазах сердечника уложена волновая обмотка 8, каждая секция которой намотана из 16 витков изолированного медного провода. Шаг обмотки по пазам 1 — 7, шаг по коллектору 1 — 36. Коллектор 4 имеет 69 коллекторных пластин. Якорь вращается в двух шариковых подшипниках 1 и 11, установленных в расточках подшипниковых щитов. Подшипник 1 со стороны коллектора опорно-упорный. Передние и задние крышки, стянутые тремя винтами М5, образуют смазочные камеры, в которые закладывают смазку. При ремонтах в камеру подшипника 1 смазку добавляют через отверстие в передней крышке, а в камеру подшипника 11 — через сверление в подшипниковом щите 9, заглушённое винтом М5. В задних крышках и передней крышке со стороны свободного конца вала поставлены сальники, предотвращающие загрязнение смазки и попадание ее внутрь электродвигателя.
Подшипниковые щиты отлиты из чугуна и прикреплены к торцам станины четырьмя болтами. Смотровые окна щитов закрыты съемной лентой 13, укрепленной пружинным замком. К переднему щиту 3 прикреплена тремя винтами чугунная траверса 2 с четырьмя текстолитовыми держателями, в каждом из которых укреплен щеткодержатель с одной щеткой.
Для самовентиляции электродвигателя служит отлитое из алюминиевого сплава вентиляторное колесо 10, которое крепится шестью винтами М6 к стальной ступице, напрессованной на вал 12. Выступающий конец вала якоря имеет шпоночную канавку для установки полумуфты. Вторая полумуфта укреплена на валике ведущей шестерни маслопрокачивающего насоса и соединяется с первой полумуфтой через проставку).
К станине прикреплена двумя винтами коробка зажимов, отлитая из стали. Внутри коробки укреплена текстолитовая панель, на которую выведены концы всех обмоток электродвигателя. За одно целое со станиной отлиты четыре лапы 14 которые используются для крепления электродвигателя МН вместе с маслопрокачивающим насосом на кронштейне, приваренном к раме дизеля с левой стороны.
Электродвигатель МК служит для привода вентилятора калорифера и установлен в кабине
 |
машиниста под пультом управления. От электродвигателя МН он отличается меньшими размерами и отсутствием добавочных полюсов. Сердечник главного полюса набран из листов электротехнической стали, катушка намотана из 1030 витков медной изолированной проволоки. Волновая обмотка якоря уложена в 21 пазу сердечника, набранного из 154 листов. Коллектор имеет 63 пластины. Шаг обмотки по пазам 1—6, шаг по коллектору 1—32. В каждом из четырех щеткодержателей, укрепленных на общей траверсе, находится по одной щетке. На выступающий конец вала якоря, имеющий шпонку, напрессована пластмассовая крыльчатка, дополнительно укрепленная винтом с левой резьбой.
Электродвигатель СМД установленный на объединенном регуляторе дизеля, используется для привода кулачкового вала регулятора. В стальном цилиндрическом корпусе 4 укреплен наборный сердечник 13, выполненный в виде двух соединенных между собой полюсных наконечников, на которых помещены две катушки 75. Каждая катушка намотана из 2350 витков медной изолированной проволоки. По торцам корпуса поставлены отлитые из чугуна подшипниковые щиты 10 и 14, стянутые двумя шпильками, проходящими внутри корпуса. Для прохода шпилек в сердечнике сделаны два продольных паза а.
Якорь 5 вращается в двух шариковых подшипниках 2 и 9, запрессованных в расточки щитов. В 13 пазах сердечника якоря уложена петлевая обмотка с шагом по пазам 1—7. Она выполнена из 26 катушек, в каждой из которых по 63 витка медного изолированного провода. Коллекторных пластин 26. К переднему подшипниковому щиту прифланцован двухступенчатый червячный редуктор 1, через который вращение передается кулачковому валу регулятора В расточке щита 14 установлен резиновый сальник, предотвращающий попадание смазки из редуктора в электродвигатель. К заднему щиту, 10 прикреплена двумя винтами МЗ текстолитовая траверса с двумя щеткодержателями 11 (в каждом по одной щетке). Щит закрыт крышкой 7 с отверстиями для прохода воздуха, охлаждающего электродвигатель. Вентиляторное колесо 3 укреплено на валу 8 якоря. Концы обмоток электродвигателя выведены из корпуса через резиновую втулку 16 и соединены с проводами цепей управления посредством штепсельного разъема 12, что позволяет быстро снимать и ставить электродвигатель при ремонтах.
В кабине машиниста установлены также четыре электродвигателя МВО для вентиляции кабины. Конструктивно электродвигатель МВО почти не отличается от электродвигателя СМД. На полюсных наконечниках общего наборного сердечника установлены катушки обмотки возбуждения. Два продольных паза а в сердечнике служат для прохода шурупов, соединяющих переднюю 17 и заднюю 18 крышки, отлитые из алюминиевого сплава.
Обмотка якоря уложена в 12 пазах наборного сердечника; коллектор имеет 24 пластины. На выступающем конце вала якоря укреплено вентиляторное колесо. В передней крышке установлены два щеткодержателя со щетками.
В собранном виде электродвигатель закрыт защитным колпаком 20, состоящим из двух прилегающих друг к другу частей. Между корпусом и колпаком поставлена разъемная обойма 19.
 |
К выступам б обоймы прикреплена двумя винтами 21 стальная скоба 22, используемая для крепления электродвигателя МВО к кронштейну, установленному на стенке кабины машиниста. Электродвигатели СМД и МВО постоянного тока с параллельным возбуждением.
Датчик тахометра представляет собой синхронный генератор переменного тока. В расточке отлитого из стали корпуса 5 датчика укреплен статор 4, обмотка которого состоит из шести соединенных между собой катушек 2, размещенных на полюсных наконечниках 3. Начало и конец статорной обмотки выведены из корпуса 5 и через штепсельный разъем соединены с проводами 320 и 321 цепей управления. Ротор изготовлен в виде шестипо-люсного постоянного магнита 6 напрессованного на вал 8. Ротор вращается в двух шариковых подшипниках 7, установленных в корпусе 1. Посредством муфты 9 ротор соединен с входным валом 10 объединенного регулятора дизеля, получающего привод от коленчатого вала. Муфта 9 состоит из двух стальных втулок аив, между которыми находится слой вулканизированной резины б. Втулка а имеет прямоугольное отверстие под хвостовик вала 8, а втулка в — квадратное отверстие под хвостовик входного вала 10.
К вспомогательным электрическим машинам тепловоза 2ТЭ10 относятся электродвигатели
серии П постоянного тока, которые применяются на тепловозе для привода вспомога-тельных механизмов : ТН -топливоподкачивающего насоса — П21, МН – масло-прокачивающего насоса — П41, МВ и МК вентилятора кузова и калорифера кабины машиниста — П11.
По конструкции двигатели аналогичны и выполнены в защитном исполнении с самовентиляцией.
| Основные данные | Типы двигателей двигателей | ||||||
| П11 | П21 | П41 | |||||
| Мощность, кВт | 0,5 | 0,2 | 0,5 | 4,2 | |||
| Напряжение, В | 75 | 75 | 75 - | 64 | |||
| Ток, А | 9,9 | 4,2 | 9,6 | 84 | |||
| Частота вращения, об/мин | 2860 | 1740 | 1350 | 2200 | |||
| Класс изоляции' | А | А | А | В | |||
| Масса машины, кг | 18,5 | 18,5 | 37,8 | 78 | |||
| Витков главного полюса | 1900 | 1250 | 2600 | 450 | |||
| добавочного полюса | 120 | 178 | 155 | 17 | |||
Число секций | 4 | 4 | 4 | — | |||
Схемы электрических соединений электродвигателей П 41 и П 11.
Схемы электрических 
соединений
электродвигателя П 21.
Станина 10 изготовлена из стальной цельнотянутой трубы, к которой приварены лапы. Сердечники главных и добавочных полюсов выполнены из тонколистовой электротехнической стали. Электродвигатели П11 и П21 имеют два главных и один добавочный полюс, а электродвигатели П41 — четыре главных и четыре добавочных полюса. Катушки параллельного возбуждения выполнены сплошными без разделения на шайбы. Катушки последовательного возбуждения размещены на полюсах ближе к станине. На полюсах катушки крепятся металлическими рамками, а для обеспечения надежной опорной поверхности между наконечниками полюса и катушкой поставлены рамки листового стеклотекстолита. Сердечник якоря 11 набран из тонколистовой электро-технической стали между двумя фланцами -обмоткодержателями и закреплены кольцом, надетым на вал в горячем состоянии. Коллектор 9 состоит из корпуса, коллекторных пластин и изоляционных прокладок. Корпус коллектора изготовлен из пластмассы, пластины коллектора — из твердотянутой электротехнической коллекторной меди. Нажатие не щетку регулируется перестановкой хвостовика пружины на различные насечки щеткодержателя.
Электродвигатель серии П:
1,20—винтовые пробки; 2 крышка3,19—крышкишариковых подшипников; 4, 18— пресс-масленки; 5,17—шариковые подшипники;6,16—крышки шариковых подшипников; 7—траверса; 8—передний под шипниковый щит; 9—коллектор; 10—станина, 11- якорь,13- главный полюс; 14—вентилятор;
 |
Батареи аккумуляторные.
Батареи аккумуляторные предназначена для работы в стартерном режиме для пуска дизеля, а также для питания цепей управления, освещения и вспомогательных нагрузок при неработающем дизеле. Серийно на тепловозах устанавливают щелочные батареи аккумуляторов.
| Техническая характеристика батареи | ЧМЭ3 | ТЭ10 |
| Число аккумуляторов в батарее | 75 | 46 |
| Номинальная емкость при 5-ти часовом режиме разряда, А час | 150 | 550 |
| Номинальное (начальное) напряжение, В | 90 | 57,5 |
| Тип батареи | NKS 150 | 46 ТПНЖ-550 |
В никель-железных и никель-кадмиевых аккумуляторах активная масса положительного
 |
электрода в заряженном состоянии состоит из гидрата окиси никеля NiOOH, .
Полублоки отрицательных и положительных пластин {а) и общий вид (б) никель-железного аккумулятора ТПНЖ, применяемого на тепловозах: 1 — выводной штырь; 2 - шпилька; 3 положительные пластины; 4/ — ламели; 5 -сепараторы; 6 — отрицательные пластины; 7 - корпус; 8— резиновый чехол; 9 отверстие с пробкой для заливки электролита
Активная масса отрицательного электрода никель-железного аккумулятора состоит из порошкового железа Fe и его окислов с добавкой сернокислого никеля- и сернистого железа, а никель-кадмиевого аккумулятора — из смеси порошков кадмия Cd и железа Fe. Электролитом служит 20 %-ный раствор едкого калия КОН с примесью моногидрата лития (20—30 г/л).
Полностью заряженный аккумулятор имеет э. д. с. около 1,45 В. Вследствие большого внутреннего сопротивления его напряжение при разряде значительно меньше этого значения, а при заряде значительно больше. При разряде напряжение аккмулятора довольно быстро падает до 1,3 В, а затем медленно уменьшается до 1 В при этом напряжении разряд следует прекращать. Среднее расчетное напряжение при разряде составляет 1,25 В. Разряжать щелочные аккумуляторы ниже установлен ного конечного напряжения нельзя, так как это приведет к безвозвратной потере емкости и уменьшению срока службы. При заряде напряжение с 1,55 В быстро поднимается до 1,75 В, а затем медленно повышается до 1,8 В. Заряд щелочного аккумулятора ведут до тех пор, пока не будет сообщено требуемое количество ампер-часов (согласно паспортным данным). Заряд щелочного аккумулятора осуществляется током, равным одной четвертой его номинальной емкости, при этом аккумулятору сообщается 150 % емкости.
На тепловозах ЧМЭ3 установлена щелочная аккумуляторная батарея типа NKS 150. Батарея состоит из 75 последовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов.
Аккумулятор представляет собой стальной никелированный сосуд 2, в который помещены полублоки положительных 3 и отрицательных 13 электродов ламельного типа и залит электролит. Каждый электрод состоит из комплекта плоских коробочек (ламелей) 22, собранных в стальной рамке 21. Ламели изготовлены из жести и заполнены активной массой — веществом, участвующим в химических реакциях при заряде (т. е. процессе превращения электрической энергии в химическую) и разряде (обратном процессе) аккумулятора.
 |
Для доступа электролита к активной массе ламели имеют большое количество мелких отверстий. При заряженном аккумуляторе активная масса положительных электродов — гидрат окиси никеля [№(ОН)з], а отрицательных — губчатый кадмий с примесью губчатого железа. Электролитом служит 20 % раствор едкого кали (КОН ) в дистиллированной воде. Для увеличения срока службы электролита в него добавляют едкий литий.
Аккумуляторная батарея типа NKS150:
а -аккумулятор и его части; б - ящик секций батареи и подвеска аккумулятора; в -схема соединения аккумуляторов; 1 - выступ; 2- сосуд; 3, 13 - полублоки положительных и отрицательных электродов; 4 - борн; 5 - крышка; 6 - горловина; 7 -колпачок; 8,26 -пластины; 9,14,16 - гайки; 10,15- шайбы; 11 - пластмассовое кольцо; 12 - резиновая втулка; 17 - шпилька; 18 -дистанционное кольцо; 19 -перемычка; 20 - боковой изолятор; 21 -рамка; 22 - ламель; 23 - сепаратор; 24 -скоба; 25 - торцовая стенка; 27 -рым-болт; 28, 30 -боковая и нижняя доски; 29 -поперечная перегородка; 31 - пластмассовая втулка
Электроды одной полярности собирают в общий полублок посредством шпильки 17проходящей через отверстия в верхней части рамок и закрепленной двумя гайками 16. Полублоки собраны соответственно из 17 положительных и 16 отрицательных электродов (пластин), т. е. каждый отрицательный электрод расположен между двумя положительными. Две крайние положительные пластины соприкасаются с корпусом, а все отрицательные пластины отделены от него пластмассовыми боковыми изоляторами 20. Для фиксации расстояния между электродами одного полублока на шпильку надевают стальные дистанционные кольца 18.
Разноименные электроды разделены сепараторами 23 в виде эбонитовых стержней (палочек), не допускающих короткого замыкания внутри аккумулятора.
Сверху к сосуду приварена стальная штампованная крышка 5, через отверстия в которой выведены токопроводящие штыри (борны) 4, надетые на шпильки 17. Для заливки электролита в крышке имеется горловина 6, закрытая стальным колпачком 7, снабженным пластинчатой пружиной. Борны уплотняют в крышке резиновыми втулками 12, на которые сверху надевают пластмассовые кольца 11 (красного цвета для полублока положительных пластин, белого или голубого цвета для полублока отрицательных). На кольца 11 кладут стальные шайбы 10, каждый полублок закрепляют на крышке в подвешенном положении гайками 9, навернутыми на борны.
Для увеличения механической прочности стенки сосуда сделаны гофрированными. К ним приварены
стальные цилиндрические выступы 1, используемые для подвески аккумулятора в деревянном ящике. Пять аккумуляторов, установленных в отдельном ящике, образуют секцию батареи. Ящик собран из двух торцовых стенок 25, четырех боковых досок 28 поперечной перегородки 29 и двух нижних досок 30, усиленных прикрепленными к ним стальными скобами 24. На торцовых стенках укреплены винтами пластины 26 с приваренными к ним выступами. В резьбовые отверстия выступов ввернуты рым-болты 27, служащие для транспортировки секции.
Боковые доски 28 имеют по 10 глухих отверстий, в которые вставлены пластмассовые втулки 31. При сборке секции ящик устанавливают на специальном стенде в наклонном положении, снимают с одной стороны боковые доски и ставят каждый аккумулятор так, чтобы выступы сосуда вошли в пластмассовые втулки 31. После крепления снятых боковых досок и возвращения секции в вертикальное положение все аккумуляторы будут подвешены в ящике, не касаясь его дна.
Все 15 секций батареи установлены в задней части капота на двух сварных стеллажах, расположенных в разных уровнях. С правой стороны по ходу тепловоза расположены аккумуляторы с 1-го по 20-й (вверху) и с 21-го по 40-й (внизу), с левой стороны — с 41-го по 60-й (внизу) и с 61-го по 75-й (вверху). Аккумуляторы соединены между собой медными пластинами 8, покрытыми слоем свинца, а секции — гибкими многожильными перемычками 19. Все межэлементные и межсекционные соединения батареи закреплены на борнах гайками 14, под которые поставлены стальные шайбы 75.
"Плюс" и "минус" батареи соединены кабелями 21 и 23 с плюсовым и минусовым зажимами рубильника ОБА. От «плюса» 21-гоаккумулятора через провод Р1 напряжение 75 В подведено к цепям поездной радиостанции, от «плюса» 41-го аккумулятора через провод А58 — 50 В к цепям АЛСН, от «плюса» 61-го аккумулятора через провод 45, средний нож рубильника ОБА, провод 29, плавкий предохранитель П300 на 6 А, провод 309, замыкающие контакты КУ1 и провод 300 — 24 В к цепям пожарной сигнализации. На тепловозах ЧМЭЗ до № 923 к роводу 300 подключены также электротермометры и электроманометры, установленные на пульте управления.
На тепловозах первых выпусков применены щелочные батареи с желе-зоникелевыми аккумуляторами, не отличающиеся по конструкции и своим техническим данным от описанных. В таких аккумуляторах активная масса отрицательного электрода состоит из губчатого железа; по концам пакета установлены отрицательные пластины, т. е. число положительных пластин на одну меньше, чем отрицательных.
На тепловозах ТЭ10 установлена щелочная аккумуляторная батарея типа
46 ТПНЖ-550
|
|
|
|
|
|
Состоит из блока положительных и отрицательных электродов, помещенного в стальной бак. Пластины различной полярности изолируются сепараторами из винипласта Бак покрыт щелочестойким лакокрасочным материалом.
|
|
Блок аккумуляторов имеет четыре борна. Борны выведены через отверстия крышки бака и изолированы от нее пластмассовыми кольцами, втулками и резиновыми кольцами, которые собраны в герметически закрытый узел, препятствующий вытеканию электролита из аккумулятора. Для заливки аккумулятора имеется горловина в крышке сосуда, закрытая пластмассовой пробкой.
Плотность щелочного электролита летом 1,19—1,2, зимой-1,22—1,23 г/см3 . Уровень электролита должен превышать верхнюю кромку электродов на 55 мм летом и на 30 мм зимой. Номинальное напряжение заряженного аккумулятора 1,2 В.
На ремонтах тепловозы могут оснащаться кислотными батареями аккумуляторов.
В кислотном аккумуляторе электродами являются свинцовые пластины покрытые активными массами, которые взаимодействуют с электролитом при электрохимических реакциях в процессе заряда и разряда. Активной массой положительного электрода (анода) служит перекись свинца РЬО2, а активной массой отрицательного электрода (катода) — чистый (губчатый) свинец РЬ. Электролитом является 25—34 %-ный водный раствор серной кислоты H2SO4. Пластины имеют рамку из сплава свинца с сурьмой, в котором устроен ряд ячеек, заполняемых пастой. Ячейки пластин после, заполнения пастой закрывают свинцовыми листами с большим количеством отверстий. Разноименные пластины разделяются сепараторами из пористого мипласта и стекловолокна.
Устройство пластин (а) и общий вид (б) кислотного аккумулятора: 1 — блок намазных отрицательных пластин; 2 — выводные штыри; 3 — блок панцирных положительных пластин; 4 — панцирь; 5 — активная масса; б — отверстие с пробкой для заливки электролита; 7 — крышка; 8 — эбонитовый сосуд; 9 — пространство для осаждения шлама
При заряде напряжение аккумулятора быстро поднимается до 2,2 В, а затем медленно повышается до 2,3 В и, наконец, снова довольно быстро возрастает до 2,6—2,7 В. При 2,4 В начинают выделяться пузырьки газа, образующегося в результате разложения воды на водород и кислород. При 2,5 В оба электрода выделяют сильную струю газа, а при 2,6—2,7 В аккумулятор начинает как бы кипеть, что служит признаком окончания заряда. При отключении аккумулятора от источника зарядного тока напряжение его быстро снижается до 2,2 В.
Плотность кислотного электролита летом 1,24—1,25; зимой-1,26—1,27 г/см3 . Уровень электролита должен быть выше сетки на 15-20 мм. Номинальное напряжение заряженного аккумулятора 2,0 В.
За номинальную емкость для большинства кислотных аккумуляторов принимают емкость при десятичасовом режиме, а для большинства щелочных аккумуляторов — емкость при пятича совом режиме, т. е. при разряде аккумулятора таким током, при котором он разряжается до номинального допустимого конечного напряжения (1,7—1,8 В для кислотных аккумуляторов и 1,0 В для щелочных) в течение соответственно 10 и 5 часов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ.
Электрическим аппаратом называют электротехническое устройство, предназначенное для регулирования, контроля и защиты источников электрической энергии и электрических приемников. По назначению их подразделяют на аппараты опера тивного отключения (включения), защитные аварийного отклю чения (включения), пускорегулирующие и контролирующие.
Оперативные аппараты служат для подключения или отключения определенной установки обслуживающим ее персоналом. Такие аппараты называют коммутирующими. К ним относят различные рубильники, выключатели, контакторы .
К защитным аппаратам относят разлличные автоматические выключатели и плавкие предохранители.
Пускорегулирующие аппараты предназначены для осуществления пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин. К ним относятся контакторы, пускатели, командоконтроллеры.
Контролирующие аппараты служат для контроля за работе электрических устройств. В случае нарушения установленного жима работы они подают электрические сигналы или воздействуют на органы, управляющие данным устройством. К ним относятся различные регуляторы и реле (защитные реле, реле тока, напряжения, времени, тепловые реле и т. д.).
Все контактные аппараты имеют следующие основные части: контактную систему и привод. Во многих таких аппаратах имеется также система дугогашения.
Типы контактных соединений. Электрическим контактом называют место перехода тока из одной токоведущей части аппарата или иного токопровода в другую часть. В аппаратах контактом также называют конструктивный элемент, с помощью которого в процессе работы аппарата осуществляется периодическое замыкание и размыкание электрической цепи.
Контактная система электрического аппарата состоит в большинстве случаев из пары или нескольких пар подвижных и неподвижных элементов, при замыкании которых образуется электрическая цепь.
Различают две группы контактных соединений: неподвижные и подвижные. Неподвижные контактные соединения служат для жесткого присоединения внутренних токоведущих частей и внешнего присоединения соединительных проводов к аппарату. Во время работы аппарата такие соединения не разъединяются. Подвижные контактные соединения имеют один или несколько подвижных контактов, которые в процессе работы, соприкасаясь с неподвижными контактами, создают электрическую цепь.
Условия работы контактов. Полное сопротивление контактного соединения включает в себя сопротивления собственного материала контактных элементов и переходного сопротивления в месте их соприкосновения. R = Rм + R пер.
Переходное сопротивление зависит от материала контактов, силы прижатия их друг к другу, площади контактной поверхности, ее состояния и температуры. Чем больше контактное нажатие тем меньше переходное сопротивление. . В случаях превышения предельной допустимой температуры механическая прочность материала контактов резко уменьшается. Предельно допустимая температура при токах короткого замыкания для контактов из меди составляет 200—300 °С, а для алюминиевых—150—200 °С. Чрезмерное нагревание контактов приводит к их окислению, а окисные пленки большинства металлов не проводят электрический ток и резко повышают переходное сопротивление.
Материал контакта должен обладать высокой механической прочностью, хорошей электропроводностью, теплостойкостью и антикоррозионной стойкостью. Широкое распространение получили контакты из меди и ее сплавов (латунь, бронза) для изготовления как подвижных, так и неподвижных контактных соединений. При длительной непрерывной работе во избежание окисления медные контакты покрывают слоем олова или выполняют с серебряными накладками. Алюминий и сталь применяют, главным образом, для неподвижных контактных соединений. Для защиты от коррозии алюминиевые контакты иногда оцинковывают, а стальные покрывают слоем кадмия. Большой теплостойкостью и твердостью обладают вольфрамовые контакты. Никель, платину и серебро используют для контактов маломощных аппаратов, где требуется точность и надежность срабатывания. Серебряные контакты имеют проводящую окисную пленку с такой же электропроводностью, как и сам металл, а платиновые практически не покрываются окисной пленкой.
Широкое применение в электрических аппаратах получили металлокерамические контакты, выполненные путем прессования смеси порошков различных металлов.
В момент размыкания контактов переходное сопротивление резко увеличивается, возрастает температура и возникает электри ческая дуга, что приводит к электрическому износу контактов (их выгоранию и эрозии).
В зависимости от характера соприкосновения элементов контактного соединения контакты подразделяют на поверхностные (плоскостные), линейные, точечные,линейные перекатывающиеся, пальцевые, рубящие, мостиковые В поверхностных контактах электрический контакт осуществляется по плоскости ABCD (а), в линейных — по линии АВ (6), в точечных — в точке А( в).
 |
Перекатывающиесяконтакты
Т-образной формы
в начале (а) и в конце (б) включения Пальцевый (а), рубящий (б) и мостиковый (в) контакты
Основными параметрами, характеризующими работу подвижного контактного соединения, являются: конечное нажатие, начальное нажатие, раствор (зазор), провал. Усилие, создаваемое контактной пружиной в точке конечного касания контактов (при полностью включенном контакторе), называется конечным нажатием. Усилие, создаваемое контактной пружиной в точке первоначального касания контактов, называется начальным нажатием. Конечное и начальное нажатия — важные эксплуатационные показатели. Нагрев контактов в значительной степени зависит от конечного нажатия. Уменьшенное начальное нажатие приводит к вибрации подвижного контакта при замыкании, что может вызвать оплавление контактов, а увеличенное значение его — к нечеткому срабатыванию контактора и к застреванию в промежуточных положениях.
Кратчайшее расстояние между контактными поверхностями подвижной и неподвижной деталей в их разомкнутоположении называется зазором (раствором).
Большой зазор может не обеспечить нормального нажатия и притирания, а малый
электрических аппаратов может вызвать переброс дуги (перекрытие) между контактными поверхностями. Процесс совместного скольжения и перекатывания контактов от точки соприкосновения до конечного рабочего положения называется притиранием контактов. Для лучшего притирания подвижную контакт-деталь 2 нужно сконструировать так, чтобы после соприкосновения до положения полного включения подвижная поверхность детали перекатывалась и скользила по неподвижной поверхности 1, а контактный рычаг (или якорь) переместился на определенное расстояние. Если при полностью включенном аппарате убрать неподвижную контакт-деталь, то подвижная будет перемещаться- до тех пор, пока контактодержатель 3 не соприкоснется с рычагом. Это расстояние называется провалом. Помимо притирания, провал обеспечивает также в пределах допусков работу контактора при изношенных контакт-деталях.
В аппаратах, рассчитанных на большое число включений и отключений (выключатели, контакторы, контроллеры), применяют конструкции контактов с перекатывающимися поверхностями. Такие контакты замыкаются и размыкаются, соприкасаясь одним участком поверхности, где происходит горение электрической дуги и наблюдается повышенный механический износ, а затем в процессе работы передвигаются друг относительно друга, и в дальнейшем электрический контакт поддерживается между чистыми поверхностями При перекатывании контактных элементов происходит их самозачистка от окисных пленок.Как правило один из контактов соединения неподвижен, второй подвижен.
Классификация аппаратов. Аппараты, включенные в силовую цепь тепловоза (ее напряжение достигает 900 В) непосредственно или через добавочные резисторы, условно называют высоковольтными. Аппараты, работающие в цепях управления, освещения и вспомогательных нагрузок, напряжение которых 75—11О В, называют низковольтными.
Аппараты, служащие для повторного замыкания и размыкания электрических цепей подразделяются на контакторы и реле. Аппараты создающие цепи с большими токами и имеющие главные и вспомогательные контакты называются контакторами. Реле имеют равнозначные контакты. Контакты аппаратов подразделяются на размыкающие РК и замыкающие ЗК. . Размыкающий контакт замкнут при отключенном аппарате, замыкающий контакт замкнут при включенном контакторе.
В зависимости от привода аппараты подразделяются на аппараты с непосредственным (ручным) приводом (выключатели, рубильник аккумуляторной батареи) и аппараты косвенного, или дистанционного, управления. К дистанционным приводам относят электромагнитный, электропневматический, электродвигательный и тепловой приводы.
Электромагнитный привод. Наиболее широко применяется в электрических аппаратах электромагнитный привод, в котором используется сила притяжения якоря к сердечнику электромагнита или сила втягивания якоря в катушку соленоида. Любой ферромагнитный материал, помещенный в магнитное поле, приобретает свойства магнита. Поэтому магнит или электромагнит будет притягивать к себе ферромагнитные тела. На этом свойстве основано устройство разного рода втягивающих и поворотных электромагнитов.
Сила F , с которой электромагнит притягивает к себе якорь зависит от магнитодвижущей силы катушки, т. е. от числа витков w и тока I, протекающего по ней. Свойства электромагнитного привода характеризуются зависимостью силы F от положения якоря. Эта зависимость называется тяговой характеристикой электромагнитного привода.
 |
Широкое распространение в электрических аппаратах получила магнитная система, состоящая из П-образного сердечника1 с катушкой 2 и поворотного якоря 4, который соединен с подвижным контактом 3 аппарата. При полностью разомкнутых контактах воздушный зазор х между якорем и сердечником относительно велик и магнитное сопротивление системы будет наибольшим. Поэтому магнитный поток Ф в воздушном зазоре электромагнита, индукция В и тяговое усилие F будут наименьшими. Однако при правильно рассчитанном приводе это усилие должно обеспечить притяжение якоря к сердечнику.
Тяговое усилие F должно быть достаточным для преодоления силы тяжести Q и возвратной пружины P (1-2), а затем начального нажатия (2-3) и конечного (3-4)
Электромагнитные приводы аппаратов характеризуются током или напряжением срабатывания и возврата. Током (напряжением) срабатывания называется наименьшее значение тока (напряжения), при котором обеспечивается четкое и надежное срабатывание аппарата. Для тяговых аппаратов напряжение срабатывания составляет 75 % номинального напряжения. Наибольшее значение тока (напряжения), при котором аппарат отключается, называется током (напряжением) возврата. Ток возврата Iв всегда меньше Iср срабатывания (поскольку при включении подвижной системе аппарата необходимо преодолеть силы трения, а также повышенные воздушные зазоры между якорем и ярмом электромагнитной системы).
Отношение тока возврата к току срабатывания называют коэффициэнтом возврата.
Кв= I в / I ср Этот коэффициент всегда меньше единицы
Основными техническими характеристиками аппаратов являются: ток и напряжение (продолжительное и максимальное), раствор, провал и нажатие контактов, ток (напряжение) срабатывания (для реле)
Электропневматический привод. В простейшем случае пневматический привод состоит из цилиндра 1и поршня 2, который связан с подвижным контактом 6. При открытии крана 3 цилиндр соединяется с магистралью сжатого воздуха 4, который поднимает поршень 2 в крайнее верхнее положение и замыкает контакты. Такой привод можно назвать пневматическим приводом с ручным управлением. Для возможности дистанционного управления подачей сжатого воздуха вместо крана применяют электромагнитные вентили. Электромагнитный вентиль представляет собой систему двух клапанов (впускного и выпускного) с электромагнитным приводом малой мощности (5—25 Вт). Они подразделяются на включающие и выключающие в зависимости от характера выполняемых ими операций при возбуждении катушки.
Включающий вентиль при возбужденной катушке соединяет цилиндр привода с источником сжатого воздуха, а при невозбужденной катушке сообщает цилиндр с атмосферой, одновременно перекрывая доступ в цилиндр сжатого воздуха. Воздух из резервуара поступает через отверстие В к нижнему клапану 2, который в исходном положении закрыт. Цилиндр пневматического привода, присоединенный к отверстию А, соединяется через открытый клапан 1с атмосферой через отверстие С. При возбуждении катушки К шток электромагнита давит на верхний клапан 1 и, преодолевая усилие пружины 3, закрывает клапан 1 и открывает клапан 2. При этом сжатый воздух из отверстия В через клапан 2 и отверстие А поступает в цилиндр пневматического привода.
 |
Выключающий вентиль, наоборот, при невозбужденной катушке соединяет цилиндр со сжатым воздухом, а при возбужденной —с атмосферой. В исходном состоянии клапан 1 закрыта клапан 2 открыт, создавая путь сжатому воздуху от отверстия В до отверстия А через клапан 2. При возбужденной катушке клапан1 открывается, соединяя цилиндр с атмосферой, подача воздуха прекращается клапаном 2
 |
. Пневматический привод Включающий (а) и выключающий (б) электромагнитные вентили
|
На тепловозах применяют контакторы с электропневматическим (при токах 750—1200 а) и электромагнитным приводами (400 а и меньше). В силовых цепях устанавливают электропневматические контакторы, так как они обеспечивают достаточное нажатие, надежный контакт и быстроту срабатывания.
Электродвигательный привод. Для привода ряда электрических аппаратов применяют электрические двигатели с механическими системами, преобразующими вращательное движение вала двигателя в поступательное движение контактной системы.
В электрическом аппарате с электродвигательным приводом вращение от электродвигателя 1 передается через передачу 2 к кулачковому валу 3. В определенном положении кулачок вала 4 поднимает шток 5 и замыкает связанный с ним подвижной контакт с неподвижным контактом 6.В систему привода групповых электрических аппаратов иногда вводятся устройства, обеспечивающие шаговое вращение вала электрического аппарата с остановкой его на каждой позиции. Во время остановки электродвигатель выключается. Такая система обеспечивает точную фиксацию вала электрического аппарата на позициях.
Тепловой привод. Основным элементом этого привода является биметаллическая пластина, которая состоит из двух слоев различных металлов, жестко связанных по всей поверхности соприкосновения. Эти металлы имеют разные температурные коэффициенты линейного расширения. Слой металла с большим коэффициентом линейного расширения 1 называется термоактивным слоем в отличие от слоя с меньшим коэффициентом линейного расширения 3, называемого термопассивным. При нагревании пластины проходящим через нее током или нагревательным элементом (косвенный подогрев) происходит различное удлинение обоих слоев, и пластина изгибается в сторону термопассивного слоя. При таком изгибе могут непосредственно замыкаться или размыкаться контакты 2, соединенные с пластиной, что используется в тепловых реле. Изгиб пластины может также освобождать защелку рычага , электрического аппарата, который затем отключается пружинами. 1 Ток уставки привода регулируют подбором нагревательных элементов.
КОНТАКТОРЫ.
Электропневматический контак тор типа SD 11.
Контактор предназначен для подключения тяговых электродвигателей к тяговому генератору на тепловозе ЧМЭ3. Контактор смонтирован на двух стальных изолированных стойках 11 квадратного сечения. Для крепления контактора к каркасу аппаратной камеры в стойках сделаны сквозные отверстия под болты. В верхней части контактора к стойкам двумя скобами 10 прикреплен фигурный кронштейн 12, отлитый из силумина. В вырез кронштейна входит дугогасительная катушка 9, состоящая из двух секций, намотанных из полосовой меди и разделенных между собой гетинаксовой шайбой. Внутри катушки размещен стальной сердечник, изолированный от нее.
Передние выводы дугогасительной катушки медным угольником 14 соединены с неподвижным силовым контактом 15, укрепленным на кронштейне 12. Два других вывода катушки соединены с латунной контактной пластиной 8, прикрепленной к стойкам.
|
| |
состоящий из цилиндра с крышкой, поршня со штоком и выключающей пружины. Крышка 3 укреплена на стойках при помощи двух скоб и болтов. В расточку крышки входит стальной цилиндр 7, к переднему торцу которого приварено днище 33 с отверстиями под болты, стягивающие цилиндр с крышкой. В центральное отверстие днища вставлен стальной шток 5, на конце которого при помощи гайки укреплен поршень 4 с резиновым уплотнительным кольцом 36. Между поршнем и днищем помещена выключающая пружина 6. В днище запрессована бронзовая втулка 34, служащая подшипником для штока. Отверстие а в цилиндре предназначено для выхода воздуха, проникшего через уплотнительное кольцо, и для смазывания цилиндра.
Выступающий конец штока соединен с нижним концом рычага 27, который качается на оси 24. Последняя установлена в кронштейне 26, приваренном к днищу 33. На верхнем конце рычага шарнирно укреплен держатель 22 вместе с подвижным силовым контактом 16. Между держателем и рычагом установлена притирающая пружина 23. К днищу цилиндра приварена также стальная планка 28, к которой спереди прикреплены латунная контактная пластина 29 и стальная плоская пружина 21 с приклепанным к ней дугогасительным рогом 20. Контактная пластина 29 соединена двумя медными шунтами 25 с держателем 22.
К планке 28 снизу приварен угольник, на котором двумя болтами укреплены изоляционные колодки 32 с четырьмя парами неподвижных блокировочных контактов (пальцев). Подвижные блокировочные контакты мостикового типа прикреплены к изоляционным колодкам 31, которые в свою очередь при помощи кронштейнов 30 прикреплены с обеих сторон к штоку 5. Контактор имеет две пары замыкающих и две пары размыкающих контактов (одна пара размыкающих контактов в схеме не используется).
Силовые контакты 15 и 16 изготовлены из меди и закрыты съемной дугогасительной камерой 17, собранной из плоских боковых и торцовых асбоцементных стенок и двух таких же продольных перегородок. К боковым текстолитовым стенкам камеры приклепаны стальные полюсные наконечники 13. Боковые и торцовые стенки камеры соединены по концам тремя болтами М6, причем два болта используются также для крепления скоб 19, к которым приклепана изоляционная крышка 18.
На передней торцовой стенке камеры укреплен гайкой 40 латунный болт 39, а на задней торцовой стенке размещена скоба 37, которая крепится нижним из трех соединительных болтов Мб, проходящим через отверстия в скобы. Для фиксации дугогасительной камеры на контакторе ее надевают на дугогасительный рог 20 , а затем, слегка нажав на пружину, опускают камеру на фигурный кронштейн 12. При отпущенной пружине 21 стальной штифт 38, запрессованный в выступ кронштейна 12, входит в отверстие б скобы 37 и фиксирует положение камеры.
К крышке 3 при помощи двух шпилек прикреплены текстолитовая 1и стальная 2 колодки. К торцу текстолитовой колодки 1прикреплен двумя болтами электропневматический вентиль 55. При включении электропневматического вентиля сжатый воздух из резервуара управления по каналам А, Б и В поступает в цилиндр. Под давлением сжатого воздуха поршень 4, преодолевая усилие пружины 6, перемещается вместе со штоком 5, поворачивая рычаг 27, что приводит к замыканию силовых контактов. Задние блокировочные пальцы при этом размыкаются, а передние замыкаются. После включения контактора ток от тягового генератора по кабелю подходит к контактной пластине 29, проходит по шунтам 25, держателю 22, замкнутым силовым контактам 16 и 15 и далее через угольник 14 и дугогасительную катушку 9 поступает на контактную пластину 8, от которой по кабелю уходит к двум тяговым электродвигателям.
При выключении вентиля сжатый воздух выходит из цилиндра в атмосферу, а пружина 6 возвращает поршень со штоком в исходное положение.
Электропневматический контак тор типа ПК-753Б.
На тепловозах ТЭ10 для подключения тяговых электродвигателей к тяговому генератору используются электропневматические контакторы ПК-753Б.
На изоляционной панели 1 смонтированы неподвижные узлы контактора и цилиндр 2 электропневматического привода. К панели прикреплен отлитый из латуни кронштейн 3, к которому припаяна дугогасительная катушка 4 со стальным сердечником (изолированным от нее). На кронштейне 3 также закреплен главный неподвижный контакт 6. Катушка с сердечником и главные контакт-детали 6 и 7 размещены внутри дугогасительной камеры 5. Ток к подвижной контакт-детали 7 подводится через гибкий медный шунт 11.
При подаче напряжения на катушку электропневматического вентиля 15 (типа ВВ-3) воздух поступает в цилиндр 2, поршень 14 со штоком 12 перемещаются вправо. Рычаг 9 поворачивается вокруг оси до тех пор, пока подвижная главная контакт-деталь 7 коснется неподвижной 6. Дальнейший поворот рычага 9 вызывает поворот подвижной контакт-детали 7 вокруг оси 0' и сжатие притирающей пружины 8. При снятии напряжения с катушки вентиля 15 под действием пружины 13 подвижный узел контактора возвращается в исходное положение.
Контактор снабжен вспомогательными контактами 10, состоящими из подвижных изоляционных колодок с медными пластинками, закрепленными на рычаге 9, и неподвижных контактов пальцевого типа, установленных на кронштейне привода. Вспомогательные контакты позволяют осуществлять требуемые зависимости в работе схемы.
Форма главных контакт-деталей такова, что при замыкании первоначально сходятся их передние концы, затем подвижная контакт-деталь перекатывается по неподвижной до прилегания задних частей. Таким образом, при замыкании происходит относительное скольжение контактных поверхностей под усилием, создаваемым притирающей пружиной 8. Во время размыкания происходит обратное перекатывание и последними размыкаются передние концы контакт-деталей. При такой работе контакт-деталей уменьшается их изнашивание, предотвращается приваривание и сохраняется рабочая часть. Главные контакты изготовлены из твердо-тянутой меди В асбоцементных стенках дугогасительной камеры помещены ситалловые вставки.
 |
Дата: 2019-11-01, просмотров: 521.
