2.1. Генераторы постоянного тока

Генератор 23/07.21 (номинальная мощность 4,9кВт, рабочее напряжение 53÷65В) применяется в пассажирских вагонах без кондиционирования воздуха. Он смонтирован на боковой балке рамы тележки.

Генератор представляет собой обычную четырехполюсную электрическую машину постоянного тока продольного поля с параллельным возбуждением. Для того, чтобы полярность напряжения, подаваемого генератором в систему электроснабжения вагона, оставалась постоянной при изменении направления вращения якоря в генераторе предусмотрена установка щеток на специальной поворотной траверсе. Эта подвижная траверса при вращении якоря в другом направлении за счет трения щеток о коллектор автоматически поворачивается на угол 90^о, т.е. щетки как бы меняются местами. Полярность напряжения на зажимах генератора остается постоянной.

Недостатком генератора продольного поля является то, что наличие поворотной траверсы не позволяет устанавливать дополнительные полюса. Это приводит к ухудшению коммутации машины. Такая конструкция может быть использована только в генераторах сравнительно небольшой мощности.

Генератор DUGG-28B (номинальная мощность 28кВт, рабочее напряжение 110÷138В) используется в системах электроснабжения вагонов с кондиционированием воздуха. Он состоит из двух агрегатов: собственно генератора постоянного тока и электродвигателя трехфазного переменного тока, установленных на одном валу и заключенных в общий корпус. При движении вагона якорь генератора и короткозамкнутый ротор двигателя получают вращение от средней части оси колесной пары редукторно-карданным приводом, состоящим из редуктора, телескопического карданного вала и центробежной муфты. На длительных стоянках для обеспечения электроэнергией потребителей вагона электродвигатель подключается на питание от станционной сети напряжением 380/220В трехфазного переменного тока и приводит во вращение якорь генератора. Центробежная муфта исключает передачу вращения на ось колесной пары. Стабилизацию полярности напряжения при изменении направления вращения якоря генератора осуществляет специальный механический переключатель, установленный на торце вала.

2.2. Генераторы переменного тока

Вагонный генератор ГСВ-8Е (номинальная мощность 8кВт, рабочее напряжение 50÷72В) является генератором трехфазного переменного тока индукторного типа. В отличие от синхронного генератора он не имеет обмоток на роторе и колец со щетками для подвода к нему тока. Ротор снабжен шестью выступами и шестью впадинами, образующими полюса машины.

Сердечник статора имеет 18 пазов, в которых уложены основная и дополнительная трехфазные силовые обмотки. Основная обмотка соединена всегда по схеме звезда, а дополнительная может быть соединена по схеме «звезда» или «треугольник».

Параллельная и последовательная обмотки возбуждения также неподвижны и выполнены в виде двух кольцевых катушек, укрепленных в гнездах подшипниковых щитов и соединенных последовательно. Магнитные потоки, создаваемые катушками возбуждения, замыкаются внутри машины по ее элементам.

При вращении ротора поток, проходящий через каждый зубец статора, будет пульсировать от от максимальной до минимальной величины, так как магнитное сопротивление этому потоку будет изменяться в зависимости от того, что находится против зубца статора - выступ или впадина ротора. Вследствие этого в трехфазных обмотках, охватывающих зубцы статора, будет индуктироваться э.д.с.

В индукторном генераторе реакция якоря оказывает весьма значительное размагничивающее воздействие. Для предотвращения резкого снижения напряжения в генераторах типа ГСВ предусмотрена последовательная обмотка возбуждения. Ее магнитный поток с возрастанием нагрузки будет усиливать магнитный поток машины, тем самым компенсируя снижение напряжения генератора от действия реакции якоря.

Недостатком генератора является наличие большой длины магнитного потока (ротор, оба подшипниковых щита, корпус и два воздушных зазора), что приводит к потерям в машине и требует больших размеров обмоток возбуждения. По этим причинам создание индукторных генераторов большой мощности весьма затруднительно.

Генератор устанавливается на вагонах без кондиционирования воздуха взамен устаревших генераторов постоянного тока.

Генератор 2ГВ.003.У1 (номинальная мощность 9,45кВт, рабочее напряжение 50÷69В) не имеет принципиального отличия от генератора ГСВ, только в статоре дополнительная трехфазная обмотка заменена на однофазную со средним выводом.

Генераторы 2ГВ.008 различных модификаций по конструкции и принципу действия аналогичны генератору 2ГВ.003, имеют только незначительные конструктивные изменения. Они предназначены: генераторы 2ГВ.008.5У1, 2ГВ.008.10АУ1 для вагонов без кондиционирования воздуха, а 2ГВ.008.10У1 и 2ГВ.008.16У1 для вагонов с кондиционированием воздуха.

Генератор DCG-4435 индукторный трехфазного переменного тока (номинальная мощность 35кВт, рабочее напряжение 150В) устанавливается в вагонах с кондиционированием воздуха. На роторе генератора имеется 12 выступов и 12 впадин (24-х полюсная машина). В статоре уложены одна силовая трехфазная обмотка и две обмотки возбуждения – параллельная и последовательная . В конструкции генератора предусмотрен вентилятор для принудительного охлаждения.

При движении вагона ротор генератора получает вращение от средней части оси колесной пары с помощью редукторно-карданного привода. На длительных стоянках электропотребители вагона получают питание от станционной сети через понижающий трансформатор и собственный силовой выпрямитель.

Генераторы 2ГВ.013У1 и ЭГВ.08У1 имеют аналогичную конструкцию и взаимозаменяемы с генератором DCG-4435.