Принцип работы и характеристика устройств и агрегатов

Тяговый электродвигатель

Тяговый электродвигатель (ТЭД) - электрический двигатель, предназначенный для приведения в движение транспортных средств (электровозов, электропоездов, тепловозов, трамваев, троллейбусов, электромобилей, электроходов, большегрузных автомобилей с электроприводом, танков и машин на гусеничном ходу с электропередачей и т.п.).

Тяговые электродвигатели классифицируют по:

роду тока (ТЭД постоянного тока, они же коллекторные, и переменного тока - синхронные и асинхронные);

системе передачи вращающего усилия от вала двигателя к движущему механизму (индивидуальный и групповой электропривод);

системе вентиляции (самовентиляция и принудительная);

типу подвешивания ТЭД (опорно-осевая, опорно-рамная);

способу питания электроэнергией (от контактной сети и от аккумулятора).

Тяговый электродвигатель, по сути, представляет собой электродвигатель с передачей вращающего момента на движитель транспортного средства (колесо, гусеницу или гребной винт).

В конце XIX века было создано несколько моделей безредукторных ТЭД, когда якорь насаживается непосредственно на ось колёсной пары. Однако даже полное подрессоривание двигателя относительно оси не избавляло конструкцию от недостатков, приводящих к невозможности развить приемлемую мощность двигателя. Проблема была решена установкой понижающего редуктора, что дало возможность значительно увеличить мощность и развить достаточную для массового применения ТЭД на транспортных средствах силу тяги.

Помимо основного режима тяговые электродвигатели могут работать в реверсивном режиме (обратное вращение вала), а также в режиме генератора (при электрическом торможении,).

Существенным моментом использования ТЭД является необходимость обеспечения плавного пуска-торможения двигателя для управления скоростью транспортного средства. Вначале регулирование силы тока осуществлялось за счёт подключения дополнительных резисторов и изменения схемы коммутации силовых цепей. С целью уйти от бесполезной нагрузки и повысить КПД стали применять импульсный ток, регулировка которого не требовала резисторов. В дальнейшем стали использоваться электронные схемы, обслуживаемые микропроцессорами. Для управления данными схемами (вне зависимости от их устройства) применяются контроллеры, управляемые человеком, определяющим требуемую скорость транспортного средства.

Различают два режима работы ТЭД:

продолжительный — наибольшая мощность в течение неограниченного времени при номинальном напряжении и отсутствии перегрева;

кратковременный — максимальная мощность за ограниченный промежуток времени (например, для локомотивов говорят о часовом режиме); ограничением, как правило, является перегрев двигателя.

Как правило, определяются следующие характеристики ТЭД:

Электромеханические (мощность, зависимость частоты вращения якоря от силы тока и т. п.);

Тепловые (зависимость температур отдельных частей ТЭД от времени при различной силе тока);

Аэродинамические (характеризуют обдув двигателя).

На современных локомотивах применяются следующие типы тяговых электродвигателей:

Двигатель асинхронный тяговый ДАТ 305-2230С. Мощность в режиме тяги 202 кВт, при торможении - 250 кВт. Напряжение линейное: номинальное/максимальное - 482/1000В. Ток фазы: 305/120А. Расход охлаждающего воздуха при давлении 900Па - 0,6м3/с. Передаточное отношение тягового редуктора 4,41. Применяется на новых четырехосных тепловозах серии ТЭМ21.

Электродвигатель тяговый асинхронный шестиполюсный ДТА-350М: мощность на валу 350кВт, линейное напряжение 1170В, фазный ток 221А, частота тока статора 42,1Гц , частота вращения 830 – 1740об/мин, момент на валу 4028Н×м, cosj=0,845, КПД 0,926%, класс нагревостойкости изоляции обмотки статора по ГОСТ 8865-93 - Н, электрическая прочность изоляции обмотки статора относительно корпуса 1500В, соединение фаз обмотки -Y, независимая вентиляция, расход охлаждающего воздуха 30м3/мин, масса 2200кг.Двигатель оснащен датчиками частоты вращения и температуры. Применяется в тяговом электроприводе электровозов серии НПМ2

Если специально не оговаривается, основные параметры для всех локомотивов следующие: высота до оси автосцепки СА-3 1060+-20мм от верха головок рельсов; ширина колеи 1520мм, все оси локомотивов приводные, габарит 1-Т по ГОСТ 9238-83 (700ммх5300мм; 1700ммх4000мм~340мм), исполнение У(УХЛ), допустимая эпюра шпал 1500-1840, рельсы Р43-Р50, температура внутри кузова –50 .+60оС, снаружи до +45оС, рабочая высота над уровнем моря до 1200м, максимальная нагрузка на путеочиститель 140кН, локомотивы могут безопасно находиться на уклонах до 35о/оо. Емкость воздушных резервуаров 1000л. Основные параметры для электровозов: диаметр колес 1250мм, толщина бандажей 45-90мм, напряжение сети однофазного переменного 50Гц тока – 25кВ (19-29кВ), высота полоза токоприемника 5500-6800мм, пассажирские электровозы оборудованы ЭПТ (системой электропневматических тормозов пассажирских вагонов) и системой питания отопления пассажирского поезда 3000В, 1200кВт. Для тепловозов: диаметр колес 1050мм, удельный расход топлива (с Qнр=42,7 МДж/*кг, ГОСТ 305) дизелями 191-199г/кВт*ч, сроки службы перспективных тепловозов до 40 лет, числовой индекс новых и перспективных моделей тепловозов при умножении на 100 означает мощность в кВт, пассажирские тепловозы оборудованы ЭПТ. Часть локомотивов может выпускаться в уменьшенных габаритах: 02-ВМ (690ммх4650мм; 1575ммх3500мм~430мм), 03-ВМ (440ммх4280мм; 1575ммх3226мм~430мм) – в скобках до знаков «х» даны размеры от оси пути, после знаков «х» даны размеры от верха головки рельсов; ГОСТ 9238-83.

Рекомендуем также:

Определение необходимого количества воды, электроэнергии, на бытовые и производственные нужды, сжатого воздуха, тепла
Электроэнергия на предприятиях вагонного хозяйства используется для работы электрооборудования, а также для освещения производственных и бытовых помещений. При расчете электроэнергии для производственных нужд, перечень электрооборудования сводится в таблицу. Таблица электрооборудования Наиме ...

Оценка точности места
Навигационная безопасность мореплавания обеспечивается счислением пути судна и периодическими обсервациями только с учётом их точности, которая традиционно оценивается среднеквадратической погрешностью СКП (М), вероятность которой составляет Р = 63%. Однако «Стандартами точности судовождения» ИМО ...

Контроллер машиниста
Дистанционное управление электрической передачей тепловоза осуществляется контроллером машиниста типа КВ-1509. При переключении реверсивной рукоятки контроллера изменяется направление движения тепловоза. При изменении положения главной рукоятки контроллера меняется скорость вращения вала дизеля, ...