Стратегия развития отечественного электромашиностроения в действии
Т.Н. ФАДЕЙКИН, канд. техн. наук, ведущий конструктор,
Д.И. БОДРИКОВ, заместитель директора
по тяговому подвижному составу,
Д.А. САПИТОН, В.А. КОМИССАРОВ, инженеры II категории, Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства — филиал ОАО «РЖД»
На магистральном грузовом тепловозе нового поколения
2ТЭ35А
(рис. 1), разработанном на основании технических требований для Восточного полигона, впервые в практике отечественного электромашиностроения применен тяговый генератор ГСТ-3505-1800 У2 производства ООО «Электротяжмаш-Привод» (г. Лысьва). Его особенностями являются отсутствие щеточного узла, одноопорное исполнение и возможность замены подшипника без снятия генератора с тепловоза.
Тяговый генератор с вращающимся выпрямителем ГСТ-3505-1800 представляет собой синхронный тяговый генератор переменного тока с номинальной мощностью 3505 кВт.
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ТЯГОВОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ВРАЩАЮЩИМСЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ
Тяговый генератор (рис. 2) предназначен для комплектации тягового привода и служит для преобразования механической энергии дизельного двигателя тепловоза в электрическую и питания через преобразователь тяговых асинхронных электродвигателей, вспомогательных нужд тепловоза с адаптивной системой управления. Конструкция представляет собой восьмиполюсную электрическую машину с явно выраженными полюсами.
Обмотка статора генератора выполнена в виде двух трехфазных звезд со сдвигом на 30 эл. градусов с силовым выводом нулевых точек. Обмотка возбуждения генератора питается от бесщеточного возбудителя, расположенного на валу генератора.
Генератор (рис. 3) состоит их следующих основных частей: корпуса, статора, ротора, подшипникового щита с подшипником, бесщеточного возбудителя с якорем на валу ротора. Основные параметры тягового генератора с вращающимся выпрямителем представлены в табл. 1.
Возбуждение генератора осуществляется от бесщеточного возбудителя ВБД-16,8-1800 У2, характеристики которого указаны в табл. 2, включающего статор с якорем и выпрямитель (рис. 4).
Возбудитель является синхронной электрической машиной с диодным вращающимся выпрямителем, в которой управление током возбуждения генератора осуществляется через расположенную на статоре возбудителя обмотку.
Выпрямитель соединен с обмоткой ротора генератора с помощью соединительных проводов через отверстие внутри вала ротора. Вентиляция возбудителя — принудительная от системы вентиляции генератора. Якорь охлаждается воздухом, проходящим через аксиальные каналы в сердечнике якоря и по воздушному зазору между якорем и индуктором.
Индуктор охлаждается воздухом, проходящим между полюсами, и по воздушному зазору между якорем и индуктором.
В состав возбудителя входят радиаторы, которые служат для установки и электрического соединения элементов схемы возбудителя и для охлаждения диодов, размещенных на внутренней поверхности ступицы и изолированы от неё и друг друга. На каждом радиаторе установлены диоды прямой и обратной полярности одного плеча выпрямителя и два блока RC с нелинейными резисторами.
Диоды крепятся к радиатору стальными нажимными рамками. Под диодом установлены специальные прокладки для обеспечения лучшего теплового электрического контакта. Резисторы и конденсаторы возбудителя блока RC собраны в отдельную колодку и залиты эпоксидным компаундом (рис. 5).
В нижней части блока RC имеется полость для установки таблеточного нелинейного резистора. Для предохранения от механических повреждений нелинейный резистор фиксируется с помощью пружины.
Статор (рис. 6) выполнен в виде сварной станины с закрепленными на неё 16 полюсами. Сердечники полюсов набраны из листов электротехнической стали и стянуты заклепками. Катушки полюсов намотаны медным проводом прямоугольного сечения и соединены последовательно (попарно, встречно) выводами с образованием обмотки возбуждения возбудителя. С наружной стороны статор закрыт цельным щитом.
Якорь (рис. 7) состоит из сердечника, шихтованного из листов электротехнической стали и закрепленного на ступице шпонкой, нажимным диском, и трехфазной обмотки, уложенной в пазы сердечника и закрепленной изоляционными клиньями. Лобовые части обмотки прибандажированы к нажимному диску с одной стороны и к ступице с другой — бандажной лентой, предохраняющей обмотку от разрушения под действием центробежных сил.
Якорь закрепляется на нерабочем конце ротора генерато
ра, центрируется на роторе по посадке движения H7/g6 в системе отверстия, фиксируется от поворота призматической шпонкой и закрепляется шестью стальными болтами М16.
Анализ технических решений и параметров тяговых электрических машин показывает, что в настоящее время благодаря инженерно-техническим усилиям и производственным возможностям наметился научно-технический прогресс в развитии тяговых электроприводов. Тяговый
генератор является стратегически важным компонентном в системе силового привода локомотива. Более того, тяговый генератор ГСТ 3505 полностью локализован на российском предприятии, в конструкцию которого заложены отечественные ноу-хау. Это важный шаг железнодорожного машиностроения РФ в сторону независимости от импортных компонентов.
Отсутствие щеточного узла при создании электрических машин сокращает расходы на техническое обслуживание и ремонт тягового подвижного состава, что повышает надежность и способствует бесперебойной работе железнодорожного транспорта.
