Генераторы переменного тока
Занятие № 4
Генераторы и электродвигатели
- Для общего сведения:
Электромагнетизм.
Установлено, что вокруг проводника с током существует магнитное поле, направление которого связано с направление тока.
Условно магнитное поле изображается в виде магнитных силовых линий, замкнутых самих на себя.
Магнитные силовые линии, создают магнитный поток (Ф), измеряется в Веберах. (Вб)
Если проводник свернуть в виде спирали, то магнитные силовые линии рядом расположенных витков будут складываться , образуя общее магнитное поле. Витки, уложенные на изолятор, называют- соленоид или катушка.
Магнитный поток одной и той же величины, может проходить через разную площадь поперечного сечения, поэтому его характеризуют плотностью магнитного поля, т.е. магнитной индукцией.
Измеряется в Теслах (Тл).
Электромагнитная индукция
Явление наведения ЭДС в проводнике (генераторе). Если во внешнем магнитном поле, образованном полюсами, перемещать проводник, так чтобы он пересекал магнитные силовые линии, то в нем будет индуктироваться (наводиться) ЭДС, величина которого прямо пропорциональна магнитной индукции (плотность магнитного поля) и скорости пересечения магнитных силовых линий под прямым углом.
Принцип работы генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции.
В генераторах постоянного тока магнитное поле создается не магнитами, а обмотками возбуждения, расположенными на сердечниках полюсов. Магнитное поле, с потоком Ф, создается за счет протекания тока в обмотке возбуждения. За счет остаточной намагниченности сердечников полюсов в генераторе всегда имеется небольшое магнитное поле. При движении вагона якорь вращается в этом магнитном поле. Под действием его обмотки якоря возникает ЭДС, которая передается на щетки, и по обмотке возбуждения потечет ток возбуждения. Ток возбуждения вызовет появление магнитного потока, который значительно больше, чем поток остаточного магнетизма, следовательно, на щетках возникнет ЭДС большей величины.
Большая ЭДС вызовет увеличение тока возбуждения. Происходит самовозбуждение генератора.
Полярность выходных зажимов генератора на щетках зависит от направления вращения якоря , т.е. от направления движения вагона. При изменении направления вращения якоря, знак полярности изменяется.
Генераторыимеют привод от оси колесной пары и выполнены полностью закрытыми. Генераторы устанавливают под вагоном, охлаждение их осуществляется благодаря обдуву потоком воздуха при движении вагона. Различают генераторы постоянного тока и переменного тока.
Генератор постоянного тока – только в вагонах ГДР на 110В, название – DUGG-28 В
Генератор крепится на раме кузова вагона.
- состоит из генератора и 3-х фазного асинхронного двигателя, предназначенного для вращения генератора на стоянках. Мощность- 28 КВт.
Тип привода генератора ( указан в журнале ВУ-8 ) от средней части оси, редуктор EUK-160. Состоит из неподвижного статора и вращающегося якоря. Напряжение на зажимах этих генераторов возникает при вращении якоря в магнитном поле, созданном полюсами и катушками возбуждения.
Генераторы переменного тока
- Для общего сведения:
В генераторе обмотки переменного тока выполняют неподвижными и закладываются в пазы статора. Обмотка возбуждения также неподвижна и выполнена в виде двух катушек, которые соединены последовательно и расположены в двух подшипниковых щитах. Ротор состоит из равномерно расположенных зубцов и пазов, которые образуют полюса машин.
Если через обмотки возбуждения пропустить ток, то создается магнитный поток. При вращении ротора зубцы статора поочередно совпадают с зубцами и пазами ротора (Ф макс), При совпадении зубца статора с пазом ротора (Ф миним.). Таким образом, при вращении ротора пульсирует магнитный поток и в обмотках , расположенных на зубцах статора, индуктируется переменная ЭДС, а при подключении нагрузки в них потечет ток.
В отличие от генератора постоянного тока магнитный поток не изменяется по направлению.
Процесс самовозбуждения генератора происходит также , как и в генераторе постоянного тока, за счет остаточного магнетизма. Основная обмотка возбуждения питается от обмотки статора через выпрямитель, а величина тока возбуждения и магнитного потока регулируется РНГ.
- Генераторы переменного тока в вагонах на 50 В
Применяются различные модификации генераторов в зависимости от года постройки. Отличаются приводом генератора (ТРКП,ТК-2) и мощностью.
В неподвижной части генератора- статоре имеются катушки возбуждения , во вращающейся части- роторе размещены провода обмотки.
Вагонные генераторы типа ГВ (генератор вагонный) имеют на роторе 6 зубцов и 6 пазов, которые образуют пары полюсов и являются 12-полюсными машинами. Частота переменной ЭДС (тока) зависит от частоты вращения ротора и числа пар полюсов, максимальная 400 Гц.
Крепятся на раме тележки котловой стороны.
Переменный ток преобразуется в постоянный ток через выпрямители, установленные в отдельном ящике под вагоном.
Генераторы 2ГВ.003 (ТРКП), ЭГВ.01.У1 (ТК-2) мощность 5,5- 10 КВт
- Генераторы переменного тока в вагонах на 110 В
Применяются трехфазные генераторы переменного тока индукторного типа с приводом от средней части оси. Крепится на раме кузове вагона.
DCG 4435/24/2 a 38 производства ГДР, мощность 32 Квт.
С 1996г генераторы типа ЭГВ.08.У1 Псковского машиностроительного завода , мощность 35 КВт.
Выпрямители
Предназначены для преобразования переменного тока , вырабатываемого генераторами, в постоянный для заряда АБ и питания потребителей . Применяют кремниевые выпрямители, размещены в ящике под вагоном, подвешенным к раме вагона на 2-х кронштейнах.
· Электромашинные преобразователи
Двигатель -генераторы
Установлены только в вагонах на 110В.
Агрегат, состоящий из смонтированных в одном корпусе асинхронного трехфазного электродвигателя и генератора . Генератор и двигатель имеют только механическую связь. Двигатель имеет ротор , который питается от внешней сети напряжением 220/380 В. Предназначен для привода генератора при длительных отстоях и зарядки АБ, а также проверки работоспособности всего электрооборудования.
Название в вагонах ГДР - DUGG-28 , в ТВЗ- 2ПВ.001.02.
Для того, чтобы в вагоне постройки ГДР на 110 В узнать имеется ли двигатель- генератор, надо посмотреть в журнал ВУ-8. Если указан привод EUK-160 , то это генератор постоянного тока, мощностью 28 КВт ( с асинхронным двигателем DUGG-28) .
Если указан привод ВБА, то это генератор переменного тока с мощностью -32 КВт ( с 3-х фазным трансформатором) без двигателя.