Технологія ремонту тягового електродвигуна ДК-210-А3

Обмотку якоря укладають у пази його осердя. Провідники обмотки з'єднують один з одним у певній послідовності, застосовуючи так звані лобові з'єднання. Послідовність з'єднання повинна бути такою, щоб усі сили взаємодії, що виникають між провідниками зі струмом і магнітним потоком, прагнули обертати якір двигуна в один бік. Для цього провідники, що утворюють виток, повинні бути розташовані один від одного на відстані, приблизно рівній відстані між полюсами.

Початок і кінець витка приєднують до різних колекторних пластин у певній послідовності, утворюючи таким чином обмотку якоря. Окремі витки, що становлять обмотку, називають секціями. При цьому провідники обмотки якоря бувають з'єднані двома способами, і тому отримують обмотки двох типів — петлеву і хвильову.

Обмотку якоря укладають у пази, виштамповані в листах сталі, з яких збирають сердечник. У кожному пазу поміщають сторони двох секцій, так як обмотки двигунів зазвичай розташовують у два шари. Одну сторону секції укладають у верхню частину одного паза, а іншу – у нижню частину іншого. При двошаровій обмотці полегшується з'єднання лобових частин секції. Разом з тим, усі секції виходять однаковими, що спрощує технологію їх виготовлення.

Покладену обмотку дуже важливо закріпити в пазах, інакше при обертанні якоря вона під дією відцентрової сили буде вирвана з пазів. Закріпити її можна або наклавши бандаж на циліндричну поверхню якоря, або поставивши клини в пази.

Коллектор- один з базових та найбільш відповідальних вузлів тягового двигуна постійного струму. Колектор найбільш навантажений в електричному відношенні, і умовами його надійної роботи обмежуються граничні потужності тягових двигунів. Діаметр колектора сучасних тягових двигунів перевищує 800 мм, число пластин досягає 600 мм.

Мідні пластини колектора мають у перерізі форму клина. Одна від іншої вони ізольовані прокладками колекторного міканіту. Міканіт виготовляють з пелюсток слюди, що має дуже високу електричну міцність і теплостійкість, а також вологостійкість. Склеюють пелюстки спеціальними лаками чи смолами.

У нижній частині колекторні та ізоляційні пластини мають форму так званого «ластівчиного хвоста». «Ластівчині хвости» пластин і прокладок надійно затиснуті між коробкою колектора і натискною шайбою, стягнутими болтами. Таке кріплення забезпечує збереження строго циліндричної форми колектора, що дуже важливо, так як до поверхні колектора постійно притискаються щітки. Варто хоча б однієї пластини вийти за обриси кола колектора, як щітки почнуть підстрибувати, іскрити, що може призвести до пошкодження двигуна! Те саме може статися при недостатньо високій якості обробки колектора, а також у разі утворення на його поверхні вм'ятин і виступів.

Від коробки та натискної шайби колекторні пластини ізолюють, прокладаючи конуси та циліндр, виготовлені з міканіту. Колекторні пластини мають виступи, які називаються півнями. У півнях зроблені прорізи, куди впаюють кінці секцій обмотки якоря.

Під час роботи двигуна щітки стирають поверхню колектора. Міканіт більш зносостійкий, ніж мідь, тому в процесі роботи поверхня колектора може статихвилясті. Щоб цього не сталося, ізоляцію в проміжках між мідними пластинами після збирання колектора роблять меншою висоти — колектор продорожнюють спеціальними фрезами.

Щітки та щіткотримачі. Через щітки, встановлені в щіткотримачах, електричний струм підводиться до обмотування якоря тягового двигуна.

Щітки для тягових двигунів виготовляють з графіту, одержуваного при нагріванні в електричній печі сажі, коксу, антрациту. Такі щітки називають електрографітізованими. Виготовляючи їх, прагнуть, щоб вони мали високий перехідний опір, низький коефіцієнт тертя, були пружними, зносостійкими.

Одна щітка зазвичай перекриває кілька колекторних пластин, що погіршує комутацію двигунів. При цьому якщо щітки та колекторні пластини виконати рівними по ширині, то щітки вийшли б дуже тонкими і крихкими. Разом з тим, при проходженні великого струму необхідно забезпечити достатню поверхню контакту між щітками і колектором. З цієї причини, щоб отримати необхідну площу робочої поверхні щіток при невеликій їх ширині, довелося б щітку подовжити, а це призвело б до подовження колектора. Розміри двигуна обмежені габаритом електровоза, і збільшення довжини колектора викликало б вкрай важливість зменшити довжину сердечника якоря і провідників обмотки, що в свою чергу призвело б до зниження потужності двигуна.

Щіткотримач складається з корпусу та кронштейна, корпус з'єднують із кронштейном болтом. Для більш надійного кріплення і кращого електричного контакту поверхні, що стикаються, кронштейна і корпусу зроблені рифленими. Щіткотримачі повинні бути надійно ізольовані від кістяка двигуна. З цієї причини їх кронштейни кріплять до кістяка або підшипникових щитів за допомогоюізолятори.

Щітки притиснуті до поверхні колектора пальцями, з'єднаними із пружинами. Для покращення контакту між щітками та колектором застосовують складові (розрізні) щітки.

Остов.У тягового двигуна остов одночасно служить магнітопроводом, до нього кріплять головні та додаткові полюси. Остов (ярмо) повинен чинити мінімальний опір проходженню магнітного потоку, у зв'язку з цим його виготовляють із сталі, що має хороші магнітні властивості.

У магнітній системі тягових двигунів, встановлених на електровозах змінного струму, пульсуючий випрямлений струм викликає додаткові втрати. Щоб знизити їх, в масивний кістяк часто впресовують вставку, набрану, подібно до якоря, з окремих листів. На електровозах з опорно-осьовим підвішуванням остову в поперечному перерізі надавали майже квадратне обрис з дещо зрізаними кутами. Така форма дозволяла зменшити розмір двигуна, що важливо для розміщення його на електровозі. Прагнення до безперервного зниження маси тягових двигунів призвело до застосування кістяків циліндричної форми. До кістяка кріплять головні та додаткові полюси, щити з роликовими підшипниками, в яких обертається якір електродвигуна, та інші деталі; передбачені в кістяку люки для підведення та відведення охолоджуючого повітря. Остів має горловини, через які в нього встановлюють полюси, якір та інші деталі. У процесі експлуатації електровоза доводиться періодично перевіряти стан колектора та щіткового апарату. Для цього в кістяку є оглядові люки, що герметично закриваються кришками.

Підшипникові щити. Ними щільно закривають торцеві горловини кістяка з обох боків. Кінці валу якоря закріплюють у підшипниках, розміщених у щитах. З цієї причини щити називаютьпідшипниковими. У сучасних тягових двигунах застосовують лише роликові підшипники кочення, більш надійні, ніж кулькові та підшипники тертя ковзання. Роликові підшипники не вимагають частого поповнення мастила та постійного догляду.

При обертанні валу тягового двигуна мастило може викидатися з підшипників. Щоб уникнути цього, на валу встановлюють спеціальні пристрої, що запобігають розбризкуванню та викиданню мастила — лабіринтні маслоущільнювачі. Підшипникові щити запобігають забрудненню частин двигуна і проникненню в нього вологи.

Головні полюса.Οʜᴎ представляють собоюсердечники, на які надягають котушки обмотки збудження. Сердечники головних полюсів, як і якоря, збирають із окремих листів сталі. Для чого це роблять? По котушці сердечника проходить постійний магнітний потік, а сам сердечник нерухомий і, отже, вихрові струми у ньому виникнути що неспроможні. Все це було б так, якби якір мав гладку поверхню. Насправді зубці та западини його сердечника, переміщаючись при обертанні під полюсами, спотворюють магнітне поле і викликають пульсацію магнітного потоку, через що в осерді полюса виникають вихрові струми. Ось і доводиться набирати осердя з тонких листів сталі, тобто виконувати шихтованим.

Щоб забезпечити вкрай важливий розподіл магнітного потоку по поверхні якоря, сердечнику надають досить складну Т-подібну форму; вона визначається співвідношенням розмірів ширини сердечника та його полюсного наконечника, формою повітряного зазору, наявністю компенсаційної обмотки, умовами розміщення та закріплення її та котушок головних полюсів, способом кріплення сердечників до кістяка. Тягові двигуни електровозів постійного струму мають дві або три пари головних полюсів, а на електровозахзмінного струму – три пари полюсів. Компенсаційна обмотка, що застосовується в тягових двигунах пульсуючого струму і потужних двигунах постійного струму, служить для компенсації реакції якоря. Обмотку розташовують у пазах наконечника головних полюсів і послідовно з'єднують з обмоткою якоря. У вітчизняних тягових двигунах застосована хордова компенсаційна обмотка з м'якого прямокутного мідного дроту, що виконується котушками, які можна встановлювати та знімати незалежно від інших обмоток. Кріплять компенсаційну обмотку в пазах клинами.

Додаткові полюси.Як і головні, ці полюси складаються з сердечників та котушок. Магнітний потік, необхідний компенсації реактивної е. д. с., порівняно невеликий, внаслідок чого додаткові полюси мають менші розміри, ніж головні. Втрати в їх сердечниках, викликані пульсацією магнітного потоку, незначні, у зв'язку з цим осердя виготовляють суцільними. У машинах з важкими умовами комутації, а також у двигунах пульсуючого струму для зменшення вихрових струмів ці осердя виконують шихтованими.

Котушки додаткових полюсів намотують із смугової міді. Число додаткових полюсів завжди дорівнює числу головних.

Остів, головні та додаткові полюси утворюють магнітну систему тягового двигуна. Магнітна система забезпечує проходження магнітного потоку, його концентрацію в певних частинах двигуна [17].

Операції, які виконуються при капітальному ремонті ТЕД, наведено в табл. 2.2.

Технологія ремонту тягового електродвигуна