Тяговый электродвигатель: устройство и принцип работы
Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрический ток и наоборот. Подавляющее большинство электрических устройств работают по простой схеме: под действием механической энергии вырабатывается электричество, которое в свою очередь вызывает движение станков, машин, механизмов, подвижного состава. В транспортной отрасли хорошо известен тяговый электродвигатель, приводящий в действие колесные пары вагонов. Использование их в режиме генератора дает возможность затормозить состав. Процесс торможения происходит за счет нагрузки, образующейся в процессе превращения механической энергии состава, находящегося в движении, в электрический ток.
Содержание
Появление и развитие тяговых устройств
В самом начале, когда электрический транспорт только начал использоваться, на всех видах подвижного состава устанавливались коллекторные тяговые электродвигатели. При этом передача энергии осуществлялась по самой простой схеме, поэтому агрегатами можно было легко управлять в любом рабочем режиме.
Технические и механические характеристики полностью отвечали всем требованиям транспортной специфики.
Тем не менее, в процессе эксплуатации тяговый электродвигатель постоянного тока обнаружил ряд недостатков. В первую очередь, это сам коллектор, оборудованный подвижными контактами – щетками, требующий регулярного технического обслуживания. Принимаемые меры по снижению искрения, повышению надежности коммутации, во многом усложнили устройство двигателя. В результате, его размеры заметно увеличились, а максимальная скорость вращения осталась на прежнем уровне.
Постепенно развивалось направление силовой техники на основе быстродействующих полупроводников. Это позволило заменить реостатную систему, применяемую в коллекторных агрегатах, импульсной, отличающейся повышенной надежностью и экономичностью. В дальнейшем, в вагонных парах стал устанавливаться асинхронный тяговый двигатель в качестве приводного механизма.
Основными проблемами, с которыми пришлось столкнуться при эксплуатации асинхронных двигателей, считаются сложные регулировки.
Определенные трудности возникают при использовании электрического торможения, когда для этих целей служат моторы на основе короткозамкнутого ротора. В данный период идет разработка более современных тяговых приводов на основе синхронных агрегатов, в которых установлен ротор на постоянных магнитах.
Поскольку на железнодорожном транспорте до сих пор широко используются именно коллекторные агрегаты, следует более подробно рассмотреть их общее устройство и порядок работы.
Коллекторный агрегат на постоянном токе
Любой коллекторный агрегат является своеобразной электрической машиной, которая в зависимости от своего предназначения выполняет функции генератора или электродвигателя. Отличительной чертой этих устройств считается соединение якорной обмотки с коллектором.
Основным источником питания коллекторных движков служит постоянный ток. Сейчас уже выпускаются модификации многофункциональных агрегатов с невысокой мощностью, способных работать не только от постоянного, но и от переменного тока.
Стандартный тяговый электродвигатель состоит из коллектора (1), щеток (2), сердечника ротора или якоря (3), сердечника главного полюса (4), обмотки возбуждения (5), станины (6). Кроме того, сюда же включены подшипниковый щит (7), вентилятор (8), якорная обмотка (9).
Все детали соединяются в несколько конструктивных элементов. Прежде всего, это магнитная система, под влиянием которой появляется магнитное поле, а также якорь с обмоткой, вращающийся с помощью подшипников. Коллектор и другие детали разъединяются между собой воздушной прослойкой.
В агрегатах постоянного тока возникновение магнитного поля происходит с участием обмоток возбуждения. Они располагаются на полюсных сердечниках и подключены к постоянному току. Количество полюсов может быть разным, в зависимости от мощности двигателя и его использования в транспортной единице. Их число чаще всего находится в рамках от 2 до 12. Стандартная магнитная система представляет собой монолитную металлическую станину, в которой присутствуют съемные шихтованные сердечники.
Чтобы понять, как взаимодействуют узлы и детали между собой, необходимо более подробно рассмотреть устройство каждого компонента.
Назначение и устройство станины
Каждый тяговый электродвигатель оборудуется станиной, используемой прежде всего в качестве магнитопровода, по которому осуществляется прохождение магнитных потоков основных и дополнительных полюсов. Еще она служит местом расположения и крепления полюсов и подшипниковой защиты.
При наличии больших нагрузок станина обычно бывает отлита из стали или сварена из толстых электротехнических стальных листов. Благодаря такой конструкции создается требуемая механическая устойчивость и высокая магнитная проницаемость. Стенки обычно имеют толщину, обеспечивающую установленный уровень магнитной индукции, а ее размеры ориентированы на поперечное сечение главных полюсов и составляют не ниже 50% этого размера.
На представленном рисунке отмечено расположение станины (1), относительно других деталей и компонентов – сердечника полюса (2), катушки обмотки возбуждения (3) и полюсного башмака (4).
Между всеми элементами и якорем существует воздушная прослойка (5). Размеры диаметра изнутри станины рассчитываются так, чтобы в этом пространстве мог разместиться якорь, полюса главные и дополнительные и их обмотки.
Тяговый электродвигатель локомотива может иметь стальную литую станину с уменьшенной массой и пониженным поперечным сечением, ориентированным на оси главных полюсов. Это дает возможность равномерно распределить магнитный поток, поступающий к станине от главного полюса.
Частично станина, не выполняющая функции магнитопровода, образует коллекторное пространство с незначительной толщиной стенок, достаточной для обеспечения необходимой механической прочности. В некоторых конструкциях это место закрывается отдельными ребрами жесткости, прикрытыми тонким защитным кожухом.
Главные полюса
Тяговый электродвигатель, работающий на постоянном токе, включает в свою конструкцию обмотку возбуждения, где и появляется магнитодвижущая сила, создающая, в свою очередь, магнитное поле.
В состав обмотки входят катушки, надеваемые на сердечники основных полюсов. На стороне сердечника, направленной к якорю, устанавливается полюсный наконечник, он же башмак. С его помощью осуществляется равномерное распределение магнитного потока по всей поверхности якоря. Перечисленные детали отмечены на предыдущем рисунке вместе со станиной.
На практике довольно редко используется схема, включающая в себя полюсный сердечник и полюсный башмак. Как правило, они объединяются в единое целое и образуют главный полюс. За счет этого в сердечнике полюса наступает снижение вихревых потоков, вызываемых действием пульсаций магнитной индукции в наконечниках из-за зубчатой поверхности якоря.
Для сборки полюса используются стальные лакированные листы, которые затем попадают под пресс высокого давления. Сквозь сердечник пропускаются болты или специальные заклепки, чтобы стянуть всю конструкцию. Их равномерное распределение позволяет успешно выдерживать упругость сжатых полос. Крепление полюсов к станине осуществляется с помощью болтов или шпилек.
Назначение и устройство добавочных полюсов
Каждый тяговый электродвигатель мощностью более 1 кВт оборудуется дополнительными полюсами, для того чтобы снизить количество искр, появляющихся на щетках. Их устройство очень простое, включающее в себя сердечник (1) и катушку (2), где использован медный проводник в изоляции. Его сечение рассчитывается по рабочему току двигателя, поскольку эта катушка и обмотка якоря последовательно подключаются друг к другу.
Стальной сердечник изготавливается в виде монолитной конструкции, по причине отсутствия в нем вихревых токов, так как магнитная индукция имеет очень малую величину. Местом монтажа дополнительных полюсов определен промежуток между главными полюсами, а крепление к станине выполняется специальными болтами. Величина воздушной прослойки под ними существенно превышает зазор под главными полюсами. Его регулировка выполняется при помощи специальных пластин из материалов магнитного или немагнитного типа, а окончательная величина определяется, когда тяговый двигатель постоянного тока настраивается на коммутацию при достижении минимального количества искр.
Якорь и коллектор
В состав якоря входит вал, сердечник, обмотки и коллектор. Конфигурация сердечника выполнена в форме цилиндра, а сам он изготовлен из тонких штампованных листов электротехнической стали. Для изоляции листов используется лак или бумага. В сжатом виде после сборки сердечник фиксируется нажимными шайбами. Благодаря устройству сердечника, удается компенсировать влияние вихревых токов и снизить в нем утечку электроэнергии. Охлаждение ТЭД выполняется за счет специальных каналов вентиляции, устроенных в сердечнике.
Для якорных обмоток используется медный проводник круглого или прямоугольного сечения. Он закладывается в выемки сердечника и качественно изолируется от него. Вся обмотка делится на секции, концы каждой из них соединяются с коллектором путем пайки.
В конструкцию каждого коллектора входит активная составляющая и система крепления. Изоляция медных коллекторных пластинок (7) выполняется с помощью специальных прокладок. Провода якорной обмотки припаиваются к выступу в конце элемента (5).
Край пластин, расположенный снизу (6) после сборки зажимается с помощью двух нажимных колец (3). Эти кольца также изолируются, а сама изоляция утапливается на 1,5 мм внутрь скользящей поверхности коллектора.
Тяговые электродвигатель асинхронного типа
На железнодорожном транспорте асинхронный тяговый двигатель долгое время не мог использоваться из-за отсутствия в электроснабжении подвижного состава переменного трехфазного тока. Постепенно развивающееся электротехническое производство позволило создать и усовершенствовать электронику полупроводникового типа.
Таким образом, были созданы преобразователи тока и напряжения, обладающие мощностью, достаточной, чтобы обеспечить энергией асинхронный тяговый двигатель. Ведущую роль в этом деле сыграли мощные транзисторы.
|
КАТЕГОРИИ: Археология
ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы.
|
⇐ ПредыдущаяСтр 27 из 34Следующая ⇒ Тяговые электродвигатели предназначены для приведения тепловоза в движение и устанавливаются непосредственно на тележках около колесных пар. Работают тяговые электродвигатели в очень неблагоприятных условиях. При движении локомотива на них попадает вода, снег, пыль и т. п. Место для установки тяговых двигателей крайне ограничено, их приходится выполнять весьма компактными. Мощность же, необходимая для движения поезда, вращающий момент, нужный для трогания с места и следования на подъемах, весьма велики. Кроме того, электродвигатель при работе нельзя осмотреть. Для проверки состояния тяговых электродвигателей тепловоз должен заходить на смотровые канавы. Поэтому тяговые электродвигатели имеют значительные конструктивные отличия от общепромышленных электродвигателей. Их особенностями являются: высокая удельная мощность, (на единицу массы), прочность и надежность, интенсивное воздушное охлаждение, способность к большим перегрузкам. Рис. 169. Тяговый двигатель тепловоза 2ТЭ10Л Магнитная система двигателя состоит из станины (остова), четырех главных полюсов и четырех добавочных. В остове двигателя монтируются все остальные его части. Сердечники главных полюсов набраны из стальных листов толщиной 2 мм и стянуты между полюсными щеками с помощью заклепок (рис. 170, а). Рис. 170 а — Главный полюс тягового электродвигателя В отверстия листов запрессован стальной стержень, в который ввертывают болты, крепящие полюсы к остову. Такая конструкция обеспечивает большую прочность крепления. На главных полюсах расположены катушки обмотки последовательного возбуждения. Обмотка рассчитана на прохождение всего тока тягового электродвигателя и поэтому выполнена из шинной меди сечением 8X25 мм. Рис. 170 б — Добавочный полюс тягового электродвигателя На тепловозе 2ТЭ10Л, как и на других грузовых тепловозах, применена опорно-осевая подвеска тяговых электродвигателей. При таком типе подвешивания тяговый электродвигатель одной стороной опирается с помощью опорно-осевых подшипников непосредственно на ось колесной пары. Подшипники бронзовые разъемные, состоят из двух половинок-вкладышей. Вкладыши установлены в расточках приливов остова электродвигателя и крышек моторно-осевых подшипников (см. рис. 169). Крышки крепят к остову болтами. Масло для подшипников заливается в полости крышек и подается к шейкам оси с помощью фитилей. Пружинный механизм польстеров надежно прижимает верхние концы фитилей через окна во вкладышах подшипников к шейкам оси. Рис. 171. Детали коллектора тягового двигателя В пазы сердечника якоря уложена обмотка. Обмотка — петлевая состоит из изолированных витков медного провода прямоугольного сечения 1,68 X 6,4 мм. Рис. 172 Щеткодержатель тягового электродвигателя В каждом щеткодержателе размещены три разрезных щетки. Разрезная щетка состоит из двух отдельных щеток, объединенных резиновым амортизатором, который смягчает толчки, воспринимаемые щеткой при работе двигателя. Такие щетки надежны в эксплуатации, обеспечивают хороший постоянный контакт с рабочей поверхностью коллектора. Щетки свободно входят в обоймы корпуса щеткодержателя и прижимаются к коллектору двигателя спиральными пружинами через амортизаторы. Для обеспечения хорошего контакта щетки тщательно притирают к коллектору, а подвод тока к ним производится по гибким медным тросикам-шунтам. Рис. 173. Схема установки и охлаждения тяговых электродвигателей Далее воздух проходит через специальное окно в станине двигателя, охлаждает коллекторы, щеткодержатели, проходит через двигатель параллельно его валу, отводит тепло от якоря, полюсов и выбрасывается наружу через окна с противоположной от коллектора стороны. Внутри двигателя поддерживается небольшое избыточное давление воздуха, препятствующее попаданию пыли, влаги, снега. Рис. 174. Вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей Внутри улиткообразного корпуса на валу установлено вентиляторное колесо. При вращении лопатки вентиляторного колеса придают воздуху вращательное движение. За счет центробежных сил воздух выбрасывается внутрь корпуса вентилятора. Здесь создается избыточное давление воздуха, и он проходит в нагнетательные каналы, соединенные с корпусом вентилятора. Засасывается воздух с торца вентиляторного колеса. Путь воздуха на рис. 174 показан стрелками. В начало статьи
⇐ Предыдущая22232425262728293031Следующая ⇒ Читайте также: Психологические особенности спортивного соревнования Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Занятость населения и рынок труда Социальный статус семьи и её типология |
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 122; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!
infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
|
Определение реакций опор и моментов защемления
Сердечники добавочных полюсов (рис. 170, б) отлиты из стали. Катушки этих полюсов изготовлены также из шинной меди сечением 6,5X28 мм. Главные и добавочные полюсы снабжены пружинными рамками для предупреждения перемещений катушек на сердечниках, приводящих к перетиранию изоляции.
Уравнительные соединения выполнены из медного провода сечением 1,68X5,1 мм. Выводы обмотки впаяны в петушки коллектора. В пазах обмотка удерживается текстолитовыми клиньями, а лобовые части укреплены бандажами из стальной проволоки или стеклоленты.
После остывания она с большой силой охватывает вал и прочно удерживается на нем. От сползания шестерня предохраняется гайкой. Эта шестерня находится в зацеплении с зубчатым колесом колесной пары, образуя тяговую передачу.
В этом случае двигатели устанавливают на раме тележки и не увеличивают необрессоренных масс локомотива. Однако конструкция тяговой передачи от вала электродвигателя к колесной паре значительно усложняется.
Обратная связь — 38.242.236.216 (0.005 с.)Рыболовные снасти: устройства для удаления черепах
Одной из основных угроз для морских черепах в морской среде является прилов, травмы и гибель во время рыболовных операций. Чтобы решить проблему взаимодействия между морскими черепахами и орудиями тралового промысла, ученые NOAA Fisheries работали с производителями коммерческих тралов для креветок над разработкой устройств, исключающих черепах, или TED.
Промысел креветок, который когда-то столкнулся с жесткими ограничениями и закрытием для защиты морских черепах, находящихся под угрозой исчезновения, продолжает работать, спасая жизни морских черепах с помощью TED. TED были необходимы в Соединенных Штатах, начиная с 1987. Эксперты NOAA по рыболовным снастям продолжают работать с производителями креветок, разрабатывая новые и эффективные способы сокращения прилова.
В настоящее время рассматривается предлагаемое правило, требующее наличия TED на судах Skimmer Trawl, Pusher-Head Trawl и Wing Net.
Подробнее об этом предлагаемом правиле см.:
Проект Заявления о воздействии на окружающую среду для сокращения случайного прилова и смертности морских черепах при промысле креветок на юго-востоке США (PDF, 361 страница)
Часто задаваемые вопросы о предлагаемом правиле, требующем наличия ТЭД на скиммерных тралах, тралах-толкачах и судах с ставными сетями (PDF, 3 страницы)
Заключительное заявление о воздействии на окружающую среду для сокращения случайного прилова и смертности морских черепах на юго-востоке США. Промысел креветок (PDF, 417 страниц)
Изображение
Иллюстрация устройства для исключения черепах.
Что такое ТЭД?
ТЭД представляет собой решетку из стержней с отверстием либо в верхней, либо в нижней части траловой сети. Сетка вставляется в горловину креветочного трала.
Мелкие животные, такие как креветки, проходят через решетки и попадают в мешок трала. Когда более крупные животные, такие как морские черепахи и акулы, попадают в трал, они ударяются о прутья решетки и выбрасываются через отверстие.
Правила TED
При разработке и внедрении правил TED мы учитывали опасения отрасли и другие комментарии общественности. Представители отрасли продолжают участвовать в разработке и оценке новых конструкций и модификаций TED. Мы постепенно ввели требования TED и организовали множество семинаров и программ для совместной работы с отраслью. Мы по-прежнему привержены работе с промышленностью по мере того, как выявляются другие географические районы и рыболовные промыслы, требующие разработки и использования TED в будущем.
- Руководства по соответствию
- Текущие нормы соответствия (PDF, 1 страница)
TED в других странах
Что касается промысла креветок за рубежом, NOAA Fisheries и Государственный департамент США тесно сотрудничают со странами, экспортирующими креветок в Соединенные Штаты, чтобы помочь им разработать программы TED, сопоставимые с программой США. Эти программы уже действуют в разных странах.
Межамериканская конвенция по защите и сохранению морских черепах, первое многостороннее обязательное соглашение, посвященное исключительно сохранению морских черепах, также является важной основой для дальнейшего продвижения программ TED в других странах.
Устройства для удаления черепах | NOAA Fisheries
Устройства для защиты от черепах, обычно называемые TED, способствуют сохранению морских черепах, регулируя взаимодействие между морскими черепахами и орудиями тралового лова. Эти устройства изготавливаются из металлических стержней и сетки, которые помещаются внутрь горловины траловой сети. Пока креветки проходят между прутьями к задней части сетки, черепахи и другие более крупные животные натыкаются на металлическую сетку и убегают через клапан в сетке.
Юго-восток
Все морские черепахи найденные в водах США перечислены в соответствии с Законом об исчезающих видах как находящиеся под угрозой исчезновения. К концу 19В 70-х годах случайный прилов морских черепах при тралении креветок на юго-востоке США был определен как серьезная угроза выживанию популяций морских черепах. Наше подразделение систем промысла при содействии промышленного производства креветок инициировало исследования для разработки решений этой проблемы.
Результатом более чем десятилетней разработки снаряжения и последующей оценки стало устройство для исключения черепах.
Современный ТЭД представляет собой простую сетку из металлических стержней, вставляемую в траловую сеть. Мелкие животные, такие как креветки, проходят через сетку в сетчатый мешок на конце трала и ловятся. Когда более крупные животные, такие как морские черепахи, попадают в траловую сеть, TED перенаправляет их и может выйти через отверстие в верхней или нижней части сети. Текущие проекты TED были определены как 97 процентов эффективны для исключения черепах из креветочных тралов. Эксперты NOAA по рыболовным снастям продолжают работать с производителями креветок, разрабатывая новые и эффективные способы сокращения прилова.
Сегодня многие креветочные траулеры, работающие в водах США в Мексиканском заливе и Южной Атлантике, в соответствии с федеральным законом обязаны оборудовать свои тралы TED.
Биологическое мнение о промысле креветок
В апреле 2021 года Управление рыболовства NOAA завершило свою последнюю оценку воздействия на морских черепах и других охраняемых видов промысла креветок на юго-востоке в соответствии со статьей 7 Закона об исчезающих видах.
Прочтите документ с мнением (PDF, 29 стр.7 страниц).
Ресурсы
документ
Годовой отчет Конгрессу по инженерной программе сокращения прилова, 2014 г.
В поддержку нашей миссии по устойчивому управлению национальным рыболовством, NOAA Fisheries инвестирует в технологические и инженерные разработки…
document
Годовой отчет Конгрессу по инженерной программе сокращения прилова, 2013 г.
В этом отчете освещаются результаты и управленческие приложения проектов, финансируемых в рамках Инженерной программы сокращения прилова (BREP) в 2012 финансовом году.
Публикации
документ
План восстановления биссовых черепах в Карибском море, Атлантическом океане и Мексиканском заливе США (Eretmochelys imbricata)
Ястреб занесен в список исчезающих видов во всем мире. Наиболее важные пляжи для гнездования в пределах юрисдикции США в…
document
План восстановления кожистых черепах в Карибском бассейне, Атлантике и Мексиканском заливе США
Этот план направлен на восстановление популяций кожистых спинок, обитающих в Карибском бассейне, Атлантике и Мексиканском заливе США.