3.12. Выбор параметров обмотки возбуждения тг

Количество витков ОВ:

(3.91)

где – МДС возбуждения одного полюса с учетом размагничивающей МДС реакции якоря;

– ток возбуждения определяется необходимым сечением проводника обмотки и напряжением.

возбудителя (обычно = 130÷150В).

Сечение проводника катушек ГП определяют в предположении допускаемого ею максимального перегрева:

(мм2)

(3.92)

где – средняя длина витка катушки, см;

– коэффициент запаса (для ТГ = 1,15÷1,20);

– коэффициент увеличения сопротивления проводника за счет повышения его температуры (зависит от класса изоляции), (см. табл. 3.3).

Таблица 3.3

Значение коэффициента

Параметры	При максимально допустимой температуре			При расчетной рабочей температуре
Класс изоляции	В	F	H	B	F или Н
Температура, °С	120	140	165	75	115
Коэффициент	1,40	1,47	1,57	1,22	1,37

Средняя длина витка катушки:

(см)

(3.93)

где – толщина катушки ГП, определяется графически из эскиза магнито- провода. В первом приближении можно принять = 50÷60 мм.

Полученное сечение округляется до ближайшего большего сечения провода марки ПСД (по спец. табл.).

Тогда ток возбуждения:

(А)

(3.94)

где = 2÷3,5 А/мм² – плотность тока в проводнике обмотки.

Сопротивление ОВ генератора при расчетной рабочей температуре:

(Ом)

(3.95)

Масса меди катушки возбуждения:

(кг)

(3.96)

3.13. Особенности конструкции синхронных генераторов

ТГ ГС-501А (Г– генератор, С– синхронный, 501– номер разработки;

А–модификация).

СГ исключает проблему коммутации при любой мощности. В нем нет коллектора (следовательно, он более надежен), щеток значительно меньше, всего 6 штук, марки ЭГ-4, уменьшен износ их на контактных кольцах, снижена масса СГ.

Предназначен для использования на тепловозах с передачей переменно-постоянного тока.

ГС-501А – это синхронная электрическая машина защищенного исполнения с явно выраженными 12 полюсами на роторе, с независимым возбуждением, с принудительной осевой системой охлаждения с поступлением воздуха извне и очист­кой его специальными фильтрами. Подача воздуха осуществляется сверху со стороны привода, а выброс — через боковые патрубки щита. Расход охлаждающего воздуха 4,45 м³/с при напоре не более 1,5 кПа.

Статор – неподвижная часть – сварной стальной корпус. В пазах железа статора располагаются 2 трехфазные обмотки, сдвинутые на угол 30° эл. с целью уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Способ соединения обмоток – звезда.

Железо статора выполнено из штампованных листов высоколегированной электротехнической стали тол­щиной 0,5 мм, в котором имеются 120 вентиляционных от­верстий диаметром 27 мм.

144 паза в статоре. 10 выводов: 6 – выводы фаз, 2 вывода – нулевые точки статора и 2 вывода от обмотки возбуждения ротора.

Ротор имеет сварно-литой корпус, безвальной конструкции, на который нашихтован и спрессован пакет из 2^х миллиметровых стальных листов индуктора. В этих листах имеются пазы формы ласточкиного хвоста, в которые клиньями крепят 12 полюсов.

Сердечники полюса ротора набраны из, отдельных, листов электротехни­ческой стали толщиной 1,4 мм марки 0,8кп, спрессованных и стянутых между со­бой при помощи нажимных шайб, 4 шпилек и гаек.

Мощность, которая передается на ротор, составляет не более 1,5% мощности генератора, уменьшена трудоемкость при ремонте. Масса и стоимость генератора снижены, в основном за счет уменьшения расходов электротехнической стали и меди.

Таблица 3.4

Показатели	Тип генератора
	ГС 504	ГП 313б
1. Мощность, кВт	2750	2700
2. Частота вращения, с-1	16,6	16,6
3. Масса, кг	6500	9000
4. Масса меди, кг	880	1507
5. Масса стали, кг	2534	3032
6. Удельная мощность, кВт/кг	0,422	0,3

Частота вращения вала СГ может быть более высокой, чем у ГПТ, что позволяет снизить массу дизель-генератора.

Катушка по­люса ротора выполнена из медной ленты ЛММ (1,35X25мм), гнутой на ребро. Между витками – изоляция. Вся катушка пропитана в эпоксидной смоле (компаунде) и имеет изоляцию типа «Монолит-2» класса F. Число витков на полюс – 66 витков. Ом.

В пазы полюсных наконечников встроена демпферная (успокои­тельная) обмотка, выполненная из восьми мед­ных или стальных стержней диаметром 12 мм, соединенных по концам дугами с помощью пайки латунью. Стержни вложены в специальные пазы, расположенные в полюсном башмаке и создают ряд короткозамкнутых контуров, демпфирующих (ослабляющих) поле, которые вращаются несинхронно.

Посредствам фланца через эластичную пластинчатую муфту ротор соединен с фланцем коленчатого вала дизеля.

Подшипниковый щит сварной конструк­ции укреплен болтами на корпусе статора. В щите име­ется выемная ступица (капсула), обеспечивающая замену роликопод­шипника без снятия генератора. Под­шипник ротора самоустанавливающийся, двухрядный, со сфери­ческими роликами. В нижней части подшипникового щита под контактными кольцами укреплен стальной патрубок для выброса из СГ нагретого воздуха.

Щетки марки ЭГ-4 помещены в латунные щеткодержатели, подводят ток от возбудителя к обмотке возбуждения.

Для перспективных магистральных тепловозов и газотурбовозов, чтобы уменьшить общие габаритные размеры и массу, упростить привод и улучшить компоновку оборудования тяговые и вспомогательные синхронные генераторы выполняют в виде единого электрогенерирующего агрегата (А-714).

Тяговый агрегат А-714 используется на тепловозе 2ТЭ121 (А – агрегат, 714 – номер разработки).

А-714 состоит из синхронного тягового генератора и синхронного вспомогательного генератора. ТГ предназначен для питания через ВУ ТЭД, а вспомогательный генератор – для питания асинхронных электродвигателей вспомогательных механизмов и цепи возбуждения ТГ.

Таблица 3.5

Наименование параметров	ГС-501А	А-714
		ТГ	ВГ
1. Мощность, кВт	2800	2800	630
2. Напряжение продолж. режима, В	360	360	400
3. Частота вращения, мин-1	1000	1000	1000
4. Число фаз	6	6	6
5. КПД	0.95	0,95	0,91
6. Масса, кг	6000	8200	8200

Роторы ТГ и ВГ явнополюсные (12 шт.) и расположены на одном валу. Имеют общий корпус с лапами для установки на поддизельной раме – это корпус статора ТГ. Корпус статора ВГ соединяется с общим корпусом.

Один подшипник в выемной ступице щита.

Вентиляция независимая.

Возбуждение ГСН осуществляется по принципу самовозбуждения. 12 полюсов на роторе получают питание от собственной статорной обмотки. Статор из Э43 толщиной 0,5 мм (40 вентиляционных отверстий, в пазах уложена волновая обмотка с изоляцией класса Н).