Тиристорно-импульсная системы управления тяговым электроприводом троллейбусов. Устройство, принцип действия, характеристики тяговых двигателей трамвайных вагонов Т-3. Токоприемники, контроллеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта российской федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электрический транспорт»

Контрольная работа

По дисциплине: ВАРИАНТ № 4

«Проектирование электрического оборудования электрического транспорта»

На тему: Тиристорно-импульсная системы управления тяговым электроприводом троллейбусов. Устройство, принцип действия, характеристики тяговых двигателей трамвайных вагонов Т-3. Токоприемники, контроллеры

Выполнил: студент гр. Ээб - 51з

(Шифр 2015-Ээб-6009) Гугнин С.А.

Проверил: доцент кафедры ЭТ

Шищенко Е.В.

Самара 2020

Содержание

Введение

1. Тиристорно-импульсная системы управления тяговым электроприводом троллейбусов

1.1 Электрическая схема троллейбуса 14 - ТР с тиристорно - импульсной системой управления. Алгоритм её работы

1.1.1 Принцип действия упрощенной схемы силовой части тиристорно-импульсного управления троллейбуса 14 Тр

2. Устройство, принцип действия, характеристики тяговых двигателей трамвайных вагонов Т-3

2.1 Тяговые двигатели вагона Т-3

3.Токоприемники, контроллеры

Заключение

Список использованных источников



Введение

Основной целью проектирования является разработка комплекта технической документации. Проект - комплекс графических и текстовых материалов, содержащих решения по технологии и оборудованию. Он включает в себя конструктивные решения, расчеты, обоснования, сметы. Основным проектным документом на изготовление изделий является технико-экономическое обоснование (ТЭО). На основании утвержденного ТЭО проекта разрабатывается рабочая документация. Выполнение рабочей документации осуществляется в одну или две стадии. 1 стадия: - согласование проектных решений; - разработка проекта; - выполняется рассмотрение проекта на совете проектной организации; - оформление проекта; - экспертиза проекта; - утверждение проекта. 2 стадия: - составление рабочих чертежей; - составление рабочих смет; - их согласование с заказчиком; - оформление рабочих чертежей и смет; - передача заказчику проектно-сметной документации. При одностадийном проектировании разрабатывается только рабочая документация.

Техническое задание (ТЗ) - исходный документ для конструирования технического устройства (прибора, машины, системы управления и т. д.), разработки информационных систем, стандартов либо проведения научно-исследовательских работ (НИР). ТЗ содержит основные технические требования, предъявляемые к изделию и исходные данные для разработки; в ТЗ указываются назначение объекта, область его применения, стадии разработки конструкторской (проектной, технологической, программной и т.п.) документации, её состав, сроки исполнения и т. д., а также особые требования, обусловленные спецификой самого объекта либо условиями его эксплуатации. Как правило, ТЗ составляют на основе анализа результатов предварительных исследований, расчётов и моделирования [1].

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) это комплект расчетно-аналитических документов, содержащих как исходные данные, так и основные технические и организационные решения, расчетно-сметные, оценочные и другие показатели, позволяющие рассматривать целесообразность и эффективность инвестиционного проекта. Цель технико-экономического обоснования (цепь ТЭО) - доказать и обосновать эффективность инвестиционного проекта для кредиторов или руководителей организации, в случае если финансовые результаты подготовки технико-экономического обоснования и ТЭР (подготовки ТЭО и ТЭР) положительны.

Параметрическим рядом является закономерно построенная в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделия одного функционального назначения и принципа действия. Главный параметр служит базой при определении числовых значений основных параметров, поскольку выражает самое важное эксплуатационное свойство. Параметрический ряд называют типоразмерным или просто размерным рядом, если его главный параметр относится к геометрическим размерам изделия. Параметрические, типоразмерные и конструктивные ряды машин строятся исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей (мощности, производительности, тяговой силы и др.) с учётом теории подобия. При построении параметрических, типоразмерных и конструктивных рядов машин целесообразно соблюдать механическое и термодинамическое подобие рабочего процесса, обеспечивающего равенство параметров тепловой и силовой напряженности машин в целом и их деталей. В машиностроении наибольшее распространение получил ряд предпочтительных чисел R10. Параметрические и типоразмерные ряды представляют собой ряды изделий, которые обеспечивают выполнение соответствующего их паспортным данным объема работ, с установленными техническими условиями показателями качества, при условии минимизации затрат и получения максимальной прибыли. Таким образом, достигается межотраслевая унификация [1].

Широкое применение электрического оборудования вызвало потребность обеспечения его климатостойкости, т. е. способности выдерживать без заметных нарушений нормальных эксплуатационных характеристик климата той местности, для которой оно предназначено. Сюда относится защита от коррозии и прочие меры, обеспечивающие установленный срок службы и надежную работу оборудования в том или ином климатическом районе. В типовом обозначении электротехнического оборудования климатическое исполнение указывает категорию помещения, в котором допускается его эксплуатация:

1 - эксплуатация на открытом воздухе;

2 - закрытое помещение, температура и влажность в которых несущественно отличаются от состояния окружающего воздуха;

3 - помещение с естественной вентиляцией без искусственного климата;

4 - помещения отапливаемые или охлаждаемые и вентилируемые;

5 - помещения с повышенной влажностью, где возможно длительное наличие воды или частая конденсация влаги на стенах и потолке.

Исполнение оболочек электрооборудования по степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями, находящимися внутри них, регламентируется рекомендациями МЭК, государственным стандартом и ПУЭ. Для оболочек определены семь степеней защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями электрооборудования и попадания в него посторонних тел:

0 - зашита отсутствует;

1 - защита от случайного соприкосновения человеческого тела с токоведущими или движущимися частями, находящимися внутри оболочки, и попадания твердых предметов диаметром не менее 52,5 мм (защита от преднамеренного доступа к этим частям отсутствует);

2 - защита от возможности соприкосновения пальцев человека с токоведущими частями, находящимися внутри оболочки, и попадания внутрь посторонних предметов диаметром не менее 12,5 мм;

3 - защита от соприкосновения с токоведущими частями инструмента, проволоки или других предметов, толщина которых превышает 2,5 мм;

4 - то же, но с ограничением размеров до 1 мм;

5 - полная зашита персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями и защита оборудования от вредных отложений пыли;

6 - полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями и полная зашита оборудования от попадания пыли. Защита электрооборудования оболочками от попадания влаги характеризуется следующими степенями:

0 - зашита отсутствует;

1- защита от капель конденсата воды, вертикально падающих на оболочку;

2 - защита от капель воды, падающих на оболочку, наклоненную под углом не более 15° к вертикали;

3 - защита от дождя, падающего на оболочку, наклоненную под углом не более 60° к вертикали;

4 - защита от брызг любого направления, попадающих на оболочку;

5 - защита от водяных струй, т. е. воды, поступающей через наконечник на оболочку в любом направлении, при условиях, указанных в ТУ;

6 - защита от воздействий, возможных на палубе корабля, т. е. от периодического захлестывания оборудования морской волной;

7 - защита от воздействий, возникающих при погружении в воду, при давлении и в течение времени, указанных в ТУ;

8 - защита от воздействий при неограниченно длительном погружении в воду и давлении, указанном в ТУ. Примеры условных обозначений степеней защиты: ІР00, IP23, IP43. Классификация степеней зашиты не распространяется на электрическое оборудование напряжением свыше 1000 В, а также взрывонепроницаемое оборудование, провода и кабели [1].



1. Тиристорно-импульсная системы управления тяговым электроприводом троллейбусов

1.1 Электрическая схема троллейбуса 14 - ТР с тиристорно - импульсной системой управления. Алгоритм её работы

Электрическая схема данного троллейбуса позволяет осуществлять следующие режимы работы: плавный безреостатный пуск, автоматический плавный переход на характеристику с ослабленным магнитным полем (на 60%), электродинамическое реостатное торможение и изменение направления движения.

Электрическая цепь троллейбуса 14Тр напряжением 600 В (рис. 1.1) включают в себя следующие элементы: тяговый электродвигатель последовательного возбуждения М3 мощностью 100 кВт при номинальном напряжении 600 В; электродвигатель.

Далее в данном вопросе будет описана упрощенная схема силовой части тиристорно - импульсного управления троллейбуса 14Тр. Принцип действия этой схемы и в том числе будет описаны элементы этой схемы [2],[3]. Эта схема которая будет описана ниже содержит различные элементы присущие городскому электрическому транспорту то есть эта электрическая схема значительно упрощает управление троллейбусом 14-Тр



Рис. 1.1 Упрощенная схема силовой части тиристорно-импульсного управления троллейбуса 14Тр

На упрощенной схеме силовой части тиристорно-импульсного управления троллейбуса 14 Тр показаны следующие элементы:

М3 - тяговый электродвигатель последовательного возбуждения мощностью 100 кВт при номинальном напряжении 600 В; Q1 - переключатель направления движения 1РРД21; W1, W2 - токоприемники; К11...К14 - диоды выпрямительного моста; V15, V19 - перезарядные диоды; У16 - вспомогательный тиристор; VII, К18 - главные тиристоры; V2Q - диод; У21 - тормозной нулевой диод; F22 - антиколебательный диод; LI, L2, L5 - индуктивности; L3, L4, ТМ4 - дроссели; С2 - сглаживающая конденсаторная батарея; С12 - коммутирующая конденсаторная батарея; 1К5, 1К6, 1К7, 1К8 - контакторы; 2НА1 - автоматический выключатель; RM3.1 - тормозной резистор; R1...R3, RS - шунтирующие резисторы; FI - предохранитель; НРМЗ - обмотка возбуждения ТЭД[2],[3].



1.1.1 Принцип действия упрощенной схемы силовой части тиристорно-импульсного управления троллейбуса 14 Тр

Для пуска схемы необходимо поставить токоприемники W1 и W2 на контактные провода, включить автоматический выключатель F2 и разъединители аккумуляторов, закрыть все двери, включить переключатель сигнализации потери напряжения в положение «Включено» и выключатель сигнализации потери давления в положение «Включено». После наполнения сжатым воздухом пневматической системы схема готова к пуску. При нажатии пусковой педали контроллера включаются контактор К5 и вспомогательный тиристор V16. Контактор К1 включается ранее от вспомогательных контактов автоматического выключателя F2. С включением указанных элементов собирается цепь тягового электродвигателя, сглаживающих и коммутирующих конденсаторных батарей (плюс контактной сети, токоприемник W1, L3, LI; контакты контактора 1К5; диод моста VI1, ТМ4, последовательная обмотка ТЭД, разрядник FI, диоды V22 и V20, коммутирующая конденсаторная батарея С12 тиристор F16, диод моста V12, F2, Z2, L4, W2, минус контактной сети). Как только С12 зарядится до напряжения сети, тиристор К16 закроется, но двигатель будет получать питание за счет запасенной энергии в ТМ4 и обмотках ТЭД через диод F21 (ТМ4, НРМЗ, RS, М3, Я, V22, V21, ТМ4).

После отключения вспомогательного тиристора V16 включаются главные тиристоры V11 и VI8, и снова образуется цепь ТЭД (плюс контактной сети, 1К5, V11, ТМ4, НРМЗ, М3, К22, К20, V17 и F18, V12, F2, минус контактной сети).Одновременно с образованием цепи ТЭД происходит перезаряд коммутирующего конденсатора C12 на обратную полярность, указанную в скобках. Контур перезаряда: С12, VI7 и И 8, VI5, С12. Затем снова включается вспомогательный тиристор VI6, и обратное напряжение конденсатора С12 прикладывается к главным тиристорам F17 и V18. Последние вследствие этого закрываются, а конденсаторы С12 заряжаются через V19 с полярностью, указанной без скобок. Далее процесс повторяется.

При дальнейшем наборе скорости автоматически включаются контакторы К6 и К7, которые параллельно обмотке возбуждения ТЭД подключают резисторы R2 и R1. Ток в обмотке возбуждения уменьшается, и скорость вращения якоря ТЭД возрастает [2].



2. Устройство, принцип действия, характеристики тяговых двигателей трамвайных вагонов Т-3

2.1 Тяговые двигатели вагона Т-3

Общие сведения. Преобразование электрической энергии постоянного тока в механическую работу, необходимую для движения на вагонах Т-3, осуществляется четырьмя тяговыми двигателями ТЕ-022 с последовательным возбуждением. Эти же двигатели используют для преобразования механической энергии в электрическую в режиме реостатного торможения. Двигатели ТЕ-022 вагона Т-3 существенно отличаются от тяговых двигателей, установленных на отечественных вагонах. Они выполнены с принудительной вентиляцией, осуществляющейся вентиляторами двигатель-генератора. Двигатели имеют низкую подвеску (на расстоянии 110 мм от уровня рельса). Поэтому их изоляция может чаще подвергаться всевозможным повреждениям из-за попадания внутрь остова воды, снега, пыли и других частиц. В эксплуатации чаще всего повреждается изоляция обмоток добавочных полюсов и лобовых частей обмотки якоря. Воздух, засасываемый вентиляторами двигатель-генератора, содержит снег, капли дождя, пыли, что также приводит к преждевременному выходу из строя изоляции обмоток и вызывает повреждения коллектора и щеточного механизма.

Тяговый двигатель ТЕ-022 состоит из остова 4 (рис. 2.1), четырех главных 10 и четырех добавочных 9 полюсов, якоря 5, двух подшипниковых щитов 1 и 6 с подшипниковыми узлами, четырех щеткодержателей 3, установленных на двух кронштейнах 2, фланца 8 с предохранительной гайкой и двух коллекторных крышек 11. На трамвайных вагонах Т-3 выпуска 1963--1965 гг. установлены аналогичные по конструкции тяговые двигатели ТМ-22/22, но имеющие более низкий класс изоляции [2].

Тяговый двигатель ТЕ-022 имеет следующие технические данные [2]: Сопротивление обмоток при t -- 20° С:

якоря................................ 0,0545 Ом;

главных полюсов...................... 0,026 Ом »

добавочных полюсов......... 0.0245 Ом;

Общее сопротивление двигателя.......... 0,1050 »;

Класс изоляции обмоток.......................... В

Электрическая прочность изоляции обмоток.... 600 В

Сопротивление изоляции обмоток по отношению к корпусу для нагретых обмоток не менее........ 0,64 МОм

Расход охлаждающего воздуха...........7,5 м3/мин

Масса двигателя..................................320 кг

Рис. 2.1 Тяговый двигатель ТЕ - 022

Остов. Остов предназначен для крепления всех частей двигателя и служит магнитопроводом. Он отлит из стали, имеющей большую механическую прочность и обладающей хорошей магнитной проницаемостью. Внешняя и внутренняя поверхности остова имеют цилиндрическую форму. В средней части остов имеет специальные проточки для крепления пояса подвешивания. С целью предотвращения проворачивания остова снизу в средней части укреплен цилиндрический штифт, на который при сборке - тележки надевают пояс подвешивания. Остов для стока воды и конденсата, накапливаемых при движении, в нижней части имеет два отверстия диаметром 10 мм. Со стороны тормозного барабана к остову двигателя крепят переходные муфты с резиновыми втулками для вводных и выводных проводов от выводов обмоток главных полюсов. В местах расположения сердечников главных и добавочных полюсов в остове просверлены отверстия для болтов. Каждый полюс крепят двумя болтами. Торцы остова снабжены отверстиями с резьбой для крепления подшипниковых щитов [2].

Главные полюсы. Они служат для создания рабочего магнитного потока. Каждый полюс состоит из сердечника, набранного из листовой стали толщиной 2 мм, и обмотки. Собранные листы сжимают прессом и скрепляют четырьмя заклепками. Сердечник полюса по бокам имеет выступы для опоры катушки главного полюса. Обмотку главного полюса устанавливают на сердечник с предварительной прокладкой изоляции из стеклоткани, пропитанной лаком. Обмотка главного полюса имеет 20 витков и изготовлена из полосовой меди размером 2x18 мм. Медь намотана на ребро в два слоя, в каждом по 10 витков. Витки изолированы друг от друга асбестовой лентой шириной 19 мм и толщиной 0,3 мм. Между слоями положена пропитанная лаком асбесто-бумажная прокладка толщиной 1,2 мм. Наружная изоляция обмотки выполнена тремя слоями шелкослюдяной ленты толщиной 0,15 мм и шириной 20 мм и двумя слоями стеклоткани толщиной 0,1 мм и шириной 20 мм, наложенных вполуперекрышу. Обмотку с сердечником запекают по специальной технологии в кремнийорганической смоле, затем покрывают изоляционным серым лаком. Сердечник с катушкой крепят к остову двумя болтами. При установке полюсов между остовом и полюсной катушкой образуется воздушная прослойка высотой 20 мм. Указанная прослойка обеспечивает при низком клиренсе (наименьшем расстоянии от верхнего покрытия дороги до низшей точки двигателя) достаточно надежную изоляцию, так как проникающая в двигатель паводковая вода не достигает наружных слоев изоляции полюсных обмоток. Кроме того, крепление обмоток на полюсном наконечнике с помощью кремнийорганической смолы значительно повысило эксплуатационную надежность тягового двигателя. Добавочные полюсы. Эти полюсы предназначены для исправления основного магнитного потока машины и уменьшения искрения на коллекторе. Их устанавливают в нейтральных плоскостях между главными полюсами. Сердечник добавочного полюса -- стальной, сплошной. Обмотка полюса изготовлена из мягкой полосовой меди сечением 2 х 18 мм, намотанной на ребро в два слоя, в каждом слое по 11 витков. Межвитковая и корпусная изоляция обмотки полюсов такая же, как и у катушек главных полюсов. Сердечник и обмотка представляют собой единый монолит, изготовленный и установленный в остове аналогично главному полюсу. Крепят полюс к остову двумя болтами [2].

Якорь. Якорь тягового двигателя состоит из вала 7 (рис. 2.1), сердечника, коллектора и обмотки. Вал якоря стальной, кованый, переменного сечения. В средней части он имеет шпоночную канавку для крепления сердечника и выточку для замкового кольца. Один конец вала конический со шпоночной канавкой и резьбой для установки и крепления фланца. На другом конце вала насажен коллектор. Вал имеет два посадочных места для роликовых подшипников. Со стороны коллектора в торце вала просверлено три отверстия с резьбой для крепления упорной шайбы роликового подшипника. Сердечник якоря служит для размещения обмотки якоря. Чтобы уменьшить потери от вихревых токов, его набирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, покрытых тонким слоем лака. Диаметр сердечника якоря 220 мм. Крайние пять листов с каждой стороны выполнены из стали толщиной 1 мм и соединены между собой точечной сваркой. Это создает жесткость краев сердечника и предотвращает отгиб листов вблизи пазов. По окружности каждый из листов имеет 29 пазов высотой 28 мм и шириной 10,5 мм. В середине листов вы-штамповано отверстие и канавка под шпонку для посадки сердечника на вал якоря. Кроме того, в сердечнике предусмотрено 10 отверстий, через которые проходит воздух для охлаждения двигателя. Сердечник якоря на валу с одной стороны упирается в буртик вала, с другой крепится замковым кольцом.

Коллектор предназначен для передачи электрического тока от щеток к проводникам обмотки якоря и преобразования постоянного тока контактной сети в переменный ток проводников обмотки якоря. Он состоит из 145 медных ламелей с выштампованным «ласточкиным хвостом», изоляции между ними, изоляционного цилиндра, двух конусных манжет (конусов), стальной коробки, нажимного конуса и центральной специальной гайки.

Сделанными в форме «ласточкиного хвоста» внутренними концами коллекторные пластины зажимают между стальной коробкой и нажимным конусом. На наружной стороне каждой пластины имеются выступы - «петушки», в прорези которых впаивают концы секций обмотки якоря. Отдельные коллекторные пластины изолируют друг от друга пластинами из специального коллекторного миканита. Изоляционные пластины тверже медных пластин коллектора и поэтому их подвергают фрезеровке (так называемому продороживанию коллектора) глубиной не более 0,8 мм. Коллекторные пластины от коробки и нажимного конуса изолированы миканитовыми манжетами (конусами и миканитовыми цилиндрами). На выступающую из-под коллекторных пластин часть миканитового конуса наложен бандаж и нанесен изоляционный лак.

Коллектор, собранный на коробке, напрессовывают на вал якоря. Перед посадкой на вал якоря коллектор должен быть статически отбалансирован. Диаметр рабочей поверхности нового коллектора 185 мм, максимально изношенного - не менее 170 мм. Допускаемая овальность 0,04 мм.

Обмотка якоря (волновая) служит для получения вращающего момента на валу якоря. Шаг обмотки по коллектору 1 - 73. К каждой коллекторной пластине припаяны два рабочих проводника, так что общее их число равно 290. Проводники уложены в 29 пазах. В пазах проводники расположены в два слоя -- по 5 в каждом. Вся обмотка имеет 29 секций. Шаг обмотки по пазу 1-8. Одна сторона секции расположена в нижнем слое паза, другая в верхнем. Обмотка якоря имеет изоляцию с применением стеклоткани и лака. Сами проводники изолированы шелковой лентой, пропитанной шеллаком. Прямолинейные части обмотки, помещаемые в пазы, опрессованы в горячем состоянии и изолируются от паза бумажной изоляцией с миканитом. Обмотка якоря в пазах сердечника закреплена текстолитовыми клиньями высотой 3,5 мм, а в лобовых частях бандажами из стальиой проволоки диаметром 1 мм, наложенной с натяжением 180кгс [2].

Щеткодержатели. Они предназначены для крепления щеток и обеспечения нажима их на коллектор двигателя ТЕ-022. Имеется четыре щеткодержателя, укрепленных на фарфоровых изоляторах в переднем подшипниковом щите. В каждом щеткодержателе крепят по две угольные щетки марки EG-97 или ЭГ-74, Щеткодержатели располагают так, что середины щеток находятся на осевых линиях главных полюсов. Щеткодержатель состоит из латунного корпуса с двумя гнездами для щеток, нажимных пальцев, соединенных заклепками со спиральными пружинами, и двух регулировочных устройств,

с помощью которых можно менять силу нажатия пальцев на щетки, а, следовательно, и щеток на коллектор. Щетки имеют армировку, на которую нажнмают пальцы, и медные гибкие проводники с наконечниками, укрепляемыми болтами к корпусу щеткодержателя. Это предохраняет щетку от разрушений под пальцем, а также обеспечивает путь току к щеткам, минуя пружины и детали регулировочного устройства. Новые щетки имеют размеры 12,5x32 х 45 мм. Нажатие на них составляет 1,4 кгс. Наименьшая высота щетки после износа 25 мм. Корпус щеткодержателя крепят к кронштейну, на котором установлено два щеткодержателя. Для того, чтобы обеспечить необходимый зазор между корпусом щеткодержателя и коллектором не более 2 мм, корпус можно перемещать вверх и вниз, так как отверстие под шпильку выполнено овальным. Поверхности со прикасания корпуса и кронштейна для более плотного крепления сделаны зубчатыми. Кронштейны щеткодержателей крепят к подшипниковому щиту, имеющему овальное отверстие под шпильку, для возможности регулирования установки щеткодержателей строго по оси главных полюсов. Щеткодержатели одноименной полярности соединены между собой кабелями, прикрепленными скобами к корпусу щеткодержателя. Между собой кабели изолированы смоляной лентой [2].

Подшипниковые щиты. Подшипники тягового двигателя, в которых вращается вал якоря, смонтированы в подшипниковых щитах. Через них передаются все усилия от вала на остов. Подшипниковые щиты плотно пригоняют к расточкам горловин в торцовых стенках остова. Подшипниковый щит со стороны коллектора (передний) крепят к горловине остова девятью болтами М12Х35. Он состоит из корпуса 1 (рис. 2.2, а), буксы 2, крышки 3, однорядного роликового радиально-упорного подшипника 4 типа NU308/C3, лабиринтового кольца 5, вентиляционной решетки 10, масленки 7 для закладывания смазки [2].

Радиально-упорный подшипник воспринимает все осевые воздействия вала на подшипниковый щит. Этот подшипник имеет двухбуртное наружное кольцо, однобуртное внутреннее кольцо и добавочное кольцо 9, удерживаемое тремя болтами 8 и шайбой 6. С другой стороны, внутреннее кольцо подшипника фиксируется на валу дистанционной втулки. Такая конструкция позволяет снять передний подшипниковый щит без снятия внутреннего кольца роликоподшипника. Размеры подшипника NU308/C3 следующие: внутренний диаметр 40 мм, наружный 90 мм, ширина подшипника 23 мм, ширина подшипника с добавочным кольцом 30 мм.

Охлаждающий воздух через мех, устанавливаемый на корпус щита, и решетку 10 подается к якорю. Для удобства осмотра коллектора и токосъемных устройств передний щит снабжен коллекторными крышками. Сверху и снизу щит имеет радиальные продольные отверстия для крепления кронштейнов щеткодержателей. К переднему подшипниковому щиту крепят переходные муфты с резиновыми втулками для вводных и выводных проводов обмоток якоря и добавочных полюсов [2]. Задний подшипниковый щит (рис. 2.2, б) крепят к остову девятью болтами Ml2x35. Роликовый радиальный подшипник 4 NU310/C3 с наружным диаметром 110 мм, внутренним 50 мм и шириной 27 мм воспринимает только радиальные нагрузки, Внутреннее кольцо подшипника может перемещаться в осевом направлении относительно наружного кольца. Это необходимо для беспрепятственного удлинения вала якоря при его нагревании, а также для исключения вредного влияния на работу подшипников некоторых возможных неточностей в процессе сборки машины. Внутреннее кольцо подшипника удерживается на валу якоря с одной стороны маслоотбойным кольцом 13, с другой торцом фланца `12. Наружное кольцо подшипника упирается в буртик корпуса 1 и прижимается сквозной крышкой 11 с лабиринтовыми уплотнениями [2].

На коническом хвостовике вала якоря установлен фланец с предохранительной гайкой и шайбой. К фланцу 12 якоря на болтах крепят барабан колодочного тормоза, имеющий специальные ребра, отсекающие воду от двигателя при прохождении вагоном путей, залитых водой.

Корпус заднего щита снабжен приливом для крепления кронштейна тормозных колодок с накладками.

Электромеханические характеристики тягового двигателя. Электромеханические характеристики тягового двигателя при напряжении на коллекторе 300 В (рис. 2.3.) дают зависимости вращающего момента М, частоты вращения якоря n, коэффициента полезного действия n от тока якоря I при полном возбуждении и наибольшем ослаблении возбуждения (при токе главных полюсов, равном 50% от тока якоря) [2].

Рис. 2.2 Передний (а) и задний (б) подшипниковые щиты тягового двигателя ТЕ-022



Рис. 2.3 Электромеханические характеристики тягового двигателя ТЕ-022



3. Токоприемники, контроллеры

Пантограф служит для обеспечения надёжного электрического соединения с контактным проводом контактной сети электрического подвижного состава - трамваев.

Пантограф имеет контактный полоз, закреплённый на подвижных устройствах каретках. Каретки упруго закреплены на верхних рамах пантографа. Верхние рамы через систему рычагов шарнирно крепятся к нижней раме.

Нижняя рама пантографа через изоляторы жёстко закреплена на крыше. Все части пантографа находятся под полным напряжением контактной сети. Ток протекает и через шарнирные соединения пантографа, для уменьшения переходного сопротивления в соединениях и электрокоррозии все шарниры имеют гибкие медные шунты. Для подъёма и опускания пантографа на трамваях используется механический привод (например, с верёвкой в кабину на советских трамваях или электропривод с дистанционным управлением на современных иностранных и российских трамваях), на электропоездах и электровозах о - пневматический.

Трамваи обычно имеют по одному токоприёмнику на моторный вагон. (Но встречаются исключения, например, вагон типа 71 ? 88Г. Современные многосекционные трамваи также, если надо, могут комплектоваться двумя токоприемниками.) Первые трамваи с пантографами появились в США в 30 ? е годы. До этого в США безраздельно господствовал штанговый токоприемник, использовавшийся и во многих других странах Америки и некоторых странах Европы. Но штанговый токоприемник обладает следующими недостаткам и:

нуждается в устройстве стрелок на контактном проводе (подобная проблема существует и в современных троллейбусных системах, так как троллейбус не может эксплуатировать пантограф);

подвержен риску схода с контактного провода, сход современных троллейбусных токосъемных штанг, являющихся потомками трамвайных токосъёмных штанг, с проводов контактной линии по сей день событие довольно частое;

сравнительно трудно управляем, разработка дистанционного управления токосъёмными штангами, особенно троллейбусными, нетривиальная задача, (до сих пор водитель троллейбуса часто вынужден вручную опускать и поднимать токосъемные штанги);

сравнительно громоздкий, в опущенном виде трамвайная штанга или две троллейбусные штанги занимают половину крыши трамвайного вагон, а или кузова троллейбуса соответственно.

Пантограф ото всех этих недостатков свободен.

В частности,:

сравнительно компактен и в опущенном виде занимает во много раз меньше места, чем штанга;

не нуждается в устройстве стрелок на контактном проводе, трамвайная контактная сеть в результате конструктивно сравнительно проста и, как следствие, более надежна;

пантографом сравнительно легко управлять, в простейшем случае пантограф управляется (опускается и поднимается) посредством управляющего тонкого троса, пропущенного в кабину машиниста, также сравнительно проста проблема дистанционного (например, посредством электропривода) управления пантографом. Пантограф также симметричен относительно направления движения до пускает движение в обоих направлениях с одинаковой скоростью.

Штанговый токоприемник (любой) таким свойством не обладает. То есть, и трамвай со штанговым токоприемником, и троллейбус могут достаточно быстро ехать только вперед, но назад и тот, и другой могут ехать только сравнительно медленно. Трамвай же с пантографом может одинаково быстро ехать и вперед, и назад. Последний фактор обуславливает тот факт, что практически все современные двусторонние трамваи оснащаются только пантографами (или полупантографами). Естественно, пантограф практически вытеснил штангу, и подавляющ ее большинство современных трамваев используют пантографы или полупантографы. Трамваи же со штанговыми токоприёмниками сохранились лишь в очень небольшом количестве городов, где они, помимо транспортной функции, вкупе с городской архитектурой выполняют декоративную функцию.

Бугельный токоприемник обладает многими (но не всеми!) преимуществами пантографа перед штанговым токоприемником. То есть, как и пантограф, бугель не нуждается в устройстве стрелок на контактном проводе и не подвержен риску схода с контактного провода. Как и при использовании пантографа, при использовании бугеля трамвайная контактная сеть получается конструктивно сравнительно простой (отсутствуют за ненадобностью стрелки на контактном проводе) и, как следствие, более надёжной. На этом фоне в Европе, сделавшей ставку на бугельный токоприёмник ещё на заре электрического трамвая как вида транспорта, преимущества пантографа перед бугелем поначалу замечены не были. Более того, достаточно долгое время трамваи с бугелями и трамваи с пантографами эксплуатировались одновременно одними и теми же трамвайными системами. Но бугель, как и штанговый токоприемник, сравнительно трудноуправляем, -- трамвайный пантограф в простейшем случае довольно легко управляется посредством простого тонкого троса, пропущенного в кабину машиниста, тогда как бугелем так управлять из кабины машиниста просто физически не получится. Частично уравнивает шансы пантографа и бугеля дистанционное управление (с электроприводом, например), но электропривод для управления бугелем требуется более мощный, чем для управления пантографом. Также, как и штанговый токоприемник, бугель сравнительно громоздкий -- в опущенном положении бугель занимает половину крыши трамвайного вагона. Сыграло свою роль и отсутствие необходимости переделки контактной сети при отказе от бугеля в пользу пантографа. В результате пантограф одержал победу и над бугелем в настоящее время бугельный токоприёмник используют только поддерживаемые в исправном состоянии старые трамваи, используемые в большинстве случаев лишь для экскурсионных поездок.

Контроллер управления, или контроллер водителя, является основным аппаратом в цепи управления. К контроллеру водителя подводится напряжение от аккумуляторной батареи. Он электрически связан с основными электрическими аппаратами силовой цепи и цепи управления, питающимися от аккумуляторной батареи. Посредством контроллера водителя осуществляется движение вагона вперед и назад, выбег, электродинамическое торможение (реостатное и рекуперативное), торможение барабанным и рельсовыми тормозами.

Групповой реостатный контроллер (ГРК) - низковольтное электромеханическое управляющее устройство в составе реостатно - 5 контакторной системы управления (РКСУ) для управления электрическим током через тяговые электродвигатели подвижного состава электротранспорта (трамваи, троллейбусы). В составе современной контакторно-транзисторной системы управления (сокр. КТСУ) - группового реостатного контроллера уже не имеется. И в РКСУ и в КТСУ имеются пускотормозные сопротивления и механические контакторы для коммутации их соединений в силовой цепи тяговых двигателей. В КТСУ вместо контроллера - электронный блок, задающий коммутационную последовательность включения пускотормозных сопротивлений. ГРК использует в работе низковольтные релейные схемы, его главный недостаток в том, что демонтаж и ремонт группового реостатного контроллера могут потребовать нескольких часов или даже дней. А замена неисправного электронного блока КТСУ занимает несколько минут. К тому же, КТСУ требует меньше металла (особенно дорогостоящей меди) в своей конструкции. Другой недостаток ГРК связан с низким быстродействием и ненадёжностью контактов, являющихся неотъемлемой частью электромеханических устройств [4].

В новых моделях ГРК чаще всего устанавливается на крыше электротранспорта, а раньше обычно размещался в ящичке за спиной водителя. Для пуска и электродинамического торможения тяговых электродвигателей используют пуско-тормозные реостаты. Параллельные реостаты включены в цепи параллельного возбуждения тяговых электродвигателей и служат для регулирования тока параллельного возбуждения. Резисторы (ГОСТ 6513-66) устанавливают в цепи отдельных аппаратов и приборов силовой цепи, цепи управления и вспомогательных цепей. Кроме этого, для пуска вспомогательных электрических машин используют пусковые реостаты, конструкция которых зависит от их назначения. Индуктивный шунт состоит из двух изолированных катушек с наконечниками, которые соединены последовательно. У индуктивных шунтов и реакторов убеждаются в чистоте изоляционных поверхностей, надежности затяжки крепежных деталей, исправности подводящих проводов и наконечников, проверяют крепление их выводов. Индуктивный шунт ускоряет работу быстродействующего выключателя и уменьшает время, в течение которого агрегаты подстанции и элементы контактной сети находятся в тяжелом режиме короткого замыкания. В шунтирующие цепи обмоток возбуждения тяговых двигателей включают значительное индуктивное сопротивление - индуктивные шунты, обеспечивающие при резких изменениях напряжения в контактной сети сохранение установленного соотношения величины токов в обмотках возбуждения и в их шунтирующих цепях. Защита осуществляется автоматическим отключением поврежденного участка системы или подачей сигнала о нарушении нормального режима. Каждый элемент системы кроме основной защиты реагирующей на нарушения режима элемента системы может снабжаться резервной защитой, которая должна реагировать при отказах основной [4]. К защитным устройствам предъявляются следующие требования:

быстродействие;

селективность;

надежность; чувствительность.

Быстродействие определяется временем срабатывания tc. Различают защиты: мгновенного действия tc < 0,05с, быстродействующие 0,05 < tc < 0,5с. Селективность обеспечивается соответствующим выбором типа защиты, ее параметрами и временем срабатывания. Чувствительность характеризуется коэффициентом Кч. Для максимальной защиты Kч = Xmin/Xc для минимальной

троллейбус электрический тяговой двигатель

Кч= Хс/Хмах.

Хс - параметр срабатывания, Xmin и Хмах - соответственно, минимально и максимально возможные значения контролируемого параметра в аварийном режиме [4]. Для общепромышленного электрооборудования предусматриваются: максимально токовая защита (для быстрого отключения при коротком замыкании), защита от перегрузок для отключения цепи при длительном превышении номинального; защита минимального напряжения для отключения двигателей при опасном для них снижении напряжения; нулевая защита, предохраняющая от самозапуска двигателя, остановившегося после случайного перерыва в электроснабжении. По назначению электрические аппараты делятся на четыре группы:

коммутирующие, производящие отключение и включение силовых электрических цепей в системах, генерирующих, передающих и распределяющих электрическую энергию;

аппараты управления (контакторы, пускатели, контроллеры, командоаппараты), управляющие работой электротехнического устройства;

реле и регуляторы, осуществляющие защиту и управление работой устройств с использованием логических задач;

датчики, создающие электрические сигналы (ток, напряжение), соответствующие определенным параметрам технологических процессов.



Заключение

В этой работе описана электрическая схема с тиристорно - импульсной системой управления троллейбуса 14-Тр благодаря этой схеме значительно упрощается управление троллейбусом что обеспечивает уверенность и надежность данной машины. Что касаемое тяговых двигателей ТЕ-022 трамвайного вагона они предназначены для преобразования электрической энергии постоянного тока в механическую работу, необходимую для движения на вагонах, осуществляется четырьмя тяговыми двигателями ТЕ-022 с последовательным возбуждением. Но эти двигатели имеют существенный недостаток у них низкая подвеска (на расстоянии 110 мм от уровня рельса) в результате этого изоляция подвергается различным повреждениям (посторонние предметы на путях) и также воздействию окружающей среды. Далее в данной работе описаны токоприемники и контроллеры. Что хочется подчеркнуть в данном разделе широкое применение получили токоприемники пантографы благодаря простоте конструкции проявляют хорошую работоспособность также их легко обслуживать в плане ремонтной базы и процессе эксплуатации. В том числе произведено ознакомление с устройство и назначением контроллера водителя.



Список использованных источников

1.СамГУПС электронная информационно-образовательная среда http://do.samgups.ru/moodle/my/;

2. Библиотека онлайн https://sinref.ru/index.htm;

3. Устройство и эксплуатация троллейбуса http://www.matrixplus.ru/trollbus-086.htm;

4. Википедия свободная энциклопедия https://ru.wikipedia.org/wik;

Размещено на Allbest.ru

...