Генератор 2ГВ.003

1. РАЗДЕЛ 1. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕГРИИ Лекция 4. Генератор 2ГВ.003

2.

Генератор является основным автономным
источником электроэнергии. В комплекте
ЭВ-10 применяется генератор модели
2ГВ.003. Он закреплён на концевой балке
рамы тележки и приводится во вращение от
оси колесной пары посредством текстропноредукторно-карданного привода

3. Для сведения

Вспомним принцип работы генератора переменного тока. На статоре
размещены три якорные (или, по-другому, индукторные) обмотки, в
каждой из которых при пересечении её магнитным полем ротора
индуцируется синусоидальная ЭДС (рисунок 4.2). Три синусоидальные
ЭДС (фазы), сдвинутые относительно друг друга на 1200 , выведены на
зажимы АВС генератора.

4. Для сведения

В качестве возбудителя магнитного поля на рисунке показан
вращающийся постоянный магнит. В действительности
постоянные магниты применяются редко из-за их слабой
намагниченности и недолговечности. Роторы большинства
генератора – это электромагниты, состоящие из сердечника с
намотанной на него обмоткой возбуждения. Для питания
обмотки возбуждения используется скользящий контакт
щеток с контактными кольцами. Однако для вагонов,
испытывающих динамические толчки при прохождении
рельсовых стыков, скользящий контакт ненадёжен. Поэтому
самым распространённым типом вагонных генераторов
являются так называемые индукторные генераторы, у
которых как обмотки якоря, так и обмотки возбуждения
размещены на неподвижном статоре.

5. Принцип работы индукторного генератора

Ротор представляет
собой шихтованный
стальной барабан,
имеющий 6 зубцов .
На нём нет никаких
обмоток, поэтому на
электросхеме ротор
генератора не
обозначается.

6. Принцип работы индукторного генератора

Обмотка возбуждения 7,
расположена на двух
подшипниковых щитах. По
обмотке возбуждения
протекает постоянный ток,
он создает магнитный поток
возбуждения Ф, который
проходит через втулку
ротора, зубец ротора 2,
воздушный зазор между
зубцом ротора и зубцом
статора Δ, зубец статора 6,
корпус статора,
подшипниковый щит 4,
выступ подшипникового
щита 8, воздушный зазор б и
вновь замыкается на втулку
ротора.

7. Принцип работы индукторного генератора

Обмотка на левом щите
намотана так, что в зоне
зубцов магнитные
потоки складываются.

8.

При вращении генератора воздушный зазор Δ между
зубцами ротора и статора периодически изменяется от
минимума до максимума. А поскольку магнитная
проницаемость воздуха в 1000 раз меньше магнитной
проницаемости стали, то и магнитный поток возбуждения
Ф также периодически изменяется от минимума до
максимума. Изменяющийся магнитный поток по закону
индукции Фарадея наводит в обмотке якоря
(расположенной на зубцах статора) переменную ЭДС.

9.

На роторе 6 зубцов, а на статоре 18. Поэтому
при вращении каждый зубец ротора
последовательно пересекает своим
магнитным полем три зубца статора. В связи
с этим в якорной обмотке статора наводится
ТРЁХФАЗНАЯ переменная ЭДС

10. Устройство генератора 2ГВ.003

В генераторе 2ГВ.003 и на статоре и на подшипниковых
щитах расположены по две обмотки.
Основная обмотка якоря вырабатывает электроэнергию
для питания вагонных потребителей. На её выходе –
трёхфазный переменный ток, напряжение и частота
которого зависят от частоты вращения ротора (от
скорости движения вагона). Но для питания основных
потребителей необходим постоянный ток со
стабильным напряжением 50 В. Поэтому к основной
обмотке подключен регулятор напряжения генератора
(РНГ), поддерживающий 50 В при любой скорости
движения, и выпрямитель, преобразующий трёхфазный
переменный ток в постоянный.

11. Устройство генератора 2ГВ.003

Для эффективного заряда АБ на неё должно
подаваться напряжение 60-70 В. С этой целью в
генераторе имеется вторая обмотка якоря,
вольтодобавочная. Она расположена, как и
основная, на зубцах статора, вырабатывает
однофазный переменный ток, который после
преобразования на выпрямителе, становится
постоянным током с напряжением 10-20 В. Для
заряда АБ две обмотки соединяют
последовательно, в результате получая 60-70 В.

12. Устройство генератора 2ГВ.003

Чертеж генератора 2ГВ.003. Видны две обмотки якоря:
основная (трёхфазная) 11 и вольтодобавочная 12.

13. Статор с двумя якорными обмотками в пазах: основной и вольтодобавочной

14. Две обмотки возбуждения

Параллельная обмотка возбуждения, расположенная на
выступах подшипниковых щитов, предназначена для
создания основного магнитного потока машины Ф.
После подключения нагрузок, когда по основной обмотке
якоря начинает протекать ток, она создаёт собственный
магнитный поток, который на зубцах направлен встречно
основному магнитному потоку и ослабляет его. Данное
явление называют реакцией якоря. Для устранения
реакции якоря предназначены последовательная
обмотка возбуждения. По ней протекает тот же самый ток
нагрузок, что и по обмотке якоря, следовательно, она
создает магнитный поток такой же силы, как и поток
реакции якоря. Но он направлен встречно потоку реакции
якоря и уничтожает его.

15. Две обмотки возбуждения: параллельная 17 и последовательная 15

16.

На электросхеме концы
(выводы) основной
трехфазной обмотки якоря
обозначены 1С1, 1С2, 1С3.
Концы вольтодобавочной
обмотки 2С1, 2С2, 2С3.
Вольтодобавочная
обмотка, в отличие от
основной, однофазная,
вывод 2С2 от средней
точки предназначен для
подключения
выпрямителя. Концы
параллельной обмотки
возбуждения обозначены
И1, И2; последовательной
обмотки возбуждения
01,02.

17. Основные характеристики генератора:

• длительная мощность 9 кВт,
• номинальное напряжение потребителей
50 В,
• масса 260 кг.

18. Вопросы для повторения:

1) Каково назначение генератора? Каким образом он
приводится во вращение? Где он размещён на вагоне? Что
означает передаточное число привода 4,1?
2) Почему на вагонах не нашли широкого применения
генераторы постоянного тока и синхронные генераторы?
Поясните принцип действия индукторного генератора.
3) Какие обмотки якоря имеются на генераторе, где они
размещены и для чего предназначены? Как концы
обмоток якоря обозначаются в электрической схеме?
4) Какие обмотки возбуждения имеются на генераторе,
где они размещены и для чего предназначены? Как концы
обмоток возбуждения обозначаются в электрической
схеме?

19. Урок окончен