Меню

Привод для генератора двс



Система генератор — двигатель постоянного тока

В различных станках часто требуется бесступенчатое регулирование частоты вращения привода в пределах более широких, чем те, которые может обеспечить регулирование посредством изменения магнитного потока двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. В этих случаях применяют более сложные системы электропривода.

На рис. 1 представлена схема регулируемого электропривода по системе генератор — двигатель (сокращенно Г — Д). В этой системе асинхронный двигатель АД непрерывно вращает генератор Г постоянного тока с независимым возбуждением и возбудитель В, представляющий собой маломощный генератор постоянного тока с параллельным возбуждением.

Двигатель постоянного тока Д приводит в движение рабочий орган станка. Обмотки возбуждения ОВГ генератора и ОВД двигателя питаются от возбудителя В. Изменяя реостатом 1 сопротивление цепи возбуждения генератора Г, меняют напряжение, подводимое к якорю двигателя Д, и тем самым регулируют частоту вращения двигателя. Двигатель при этом работает с полным и неизменным потоком, так как реостат 2 выведен.

При изменении напряжения U меняется частота вращения n 0 идеального холостого хода двигателя Д. Так как поток двигателя и сопротивление цепи его якоря не меняются, то угловой коэффициент b остается постоянным. Поэтому прямолинейные механические характеристики, соответствующие разным значениям U, расположены одна под другой и параллельны друг другу (рис. 2).

Рис. 1. Система генератор — двигатель постоянного тока (дпт)

Рис. 2. Механические характеристики системы генератор — двигатель постоянного тока

Они имеют больший наклон, чем характеристики такого же электродвигателя, питаемого от сети постоянного тока, так как в системе Г — Д напряжение U при неизменном токе возбуждения генератора с увеличением нагрузки снижается согласно зависимости:

где Ег и r г— соответственно э. д. с. и внутреннее сопротивление генератора.

По аналогии с асинхронными двигателями обозначим

Эта величина характеризует уменьшение частоты вращения двигателя при повышении нагрузки от нуля до номинальной. Для параллельных механических характеристик

Эта величина возрастает по мере уменьшения n0. При больших значениях sн заданные режимы резания будут значительно изменяться при случайных колебаниях нагрузки. Поэтому диапазон регулирования напряжением обычно не превышает 5:1.

С уменьшением номинальной мощности двигателей падение напряжения в них увеличивается, и механические характеристики получают больший наклон. По этой причине снижают диапазон регулирования напряжением системы Г — Д по мере уменьшения мощности (при мощностях менее 1 кВт до 3:1 или 2:1).

С уменьшением магнитного потока генератора на его напряжении в большей степени сказывается размагничивающее действие реакции его якоря. Поэтому характеристики, относящиеся к низким частотам вращения двигателя, фактически имеют больший наклон, чем механические характеристики.

Расширение диапазона регулирования достигается уменьшением магнитного потока двигателя Д посредством реостата 2 (см. рис. 1), производимым при полном потоке генератора Этому способу регулирования скорости соответствуют характеристики, расположенные выше естественной (см. рис. 2).

Общий диапазон регулирования, равный произведению диапазонов регулирования обоими способами, достигает (10 — 15) : 1. Регулирование изменением напряжения является регулированием с постоянным моментом (поскольку магнитный поток двигателя остается неизменным). Регулирование изменением магнитного потока двигателя Д является регулированием с постоянной мощностью.

Перед пуском двигателя Д реостат 2 (см. рис. 1) полностью выводят, и поток двигателя достигает наибольшего значения. Затем реостатом 1 увеличивают возбуждение генератора Г. Это вызывает повышение напряжения, и скорость двигателя Д увеличивается. Если обмотку ОВГ включить сразу на полное напряжение UB возбудителя В, то ток в ней, как во всякой цепи, обладающей индуктивностью и активным сопротивлением, будет нарастать:

где rв — сопротивление обмотки возбуждения, LB — ее индуктивность (влиянием насыщения магнитопровода пренебрегаем).

На рис. 3, а (кривая 1) представлен график зависимости тока возбуждения от времени. Ток возбуждения нарастает постепенно; скорость нарастания определяется соотношением

где Тв — электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения генератора; имеет размерность времени.

Рис. 3. Изменение тока возбуждения в системе Г—Д

Изменение напряжения генератора при пуске имеет примерно такой же характер, как и изменение силы тока возбуждения. Это дает возможность автоматического прямого пуска двигателя с выведенным реостатом 1 (см. рис. 1).

Нарастание тока возбуждения генератора часто ускоряют (форсируют), прикладывая в начальный момент к обмотке возбуждения напряжение, превышающее номинальное. Процесс нарастания возбуждения будет при этом протекать по кривой 2 (см. рис. 3, а). Когда сила тока в обмотке достигнет величины Iв1 равной установившейся силе тока возбуждения при номинальном напряжении, напряжение на обмотке возбуждения уменьшают до номинального. Время нарастания тока возбуждения до номинального уменьшается.

Читайте также:  Высокочастотные импульсные генераторы постоянного тока

Для форсирования возбуждения генератора напряжение возбудителя В (см. рис. 1) выбирают в 2—3 раза превышающим номинальное напряжение обмотки возбуждения генератора и вводят в схему добавочный резистор 4. Замыкая на время пуска этот резистор накоротко контактом 5, на обмотку возбуждения подают повышенное напряжение.

Система генератор — двигатель позволяет осуществить торможение с рекуперацией. Для торможения необходимо, чтобы ток в якоре изменил свое направление. Момент при этом также изменит знак и вместо движущего станет тормозным. Торможение возникает при увеличении магнитного потока электродвигателя реостатом 2 или при уменьшении напряжения генератора реостатом 1. В обоих случаях э. д. с. Е двигателя становится выше напряжения U генератора. При этом двигатель Д работает в генераторном режиме и приводится во вращение кинетической энергией движущихся масс, а генератор Г работает в двигательном режиме, вращая со сверхсинхронной скоростью машину АД, которая при этом переходит в режим генератора и отдает энергию в сеть.

Торможение с рекуперацией можно осуществить и без воздействия на реостаты 1 и 2. Можно просто разомкнуть цепь возбуждения генератора (например, переключателем 3). При этом ток в замкнутой цепи, состоящей из обмотки возбуждения генератора и резистора 6, будет постепенно уменьшаться

где R — сопротивление резистора 6.

График, соответствующий этому уравнению, приведен на рис. 3, б. Постепенное уменьшение тока возбуждения генератора в данном случае равносильно увеличению сопротивления реостата 1 (см. рис.1) и вызывает рекуперативное торможение. В данной схеме резистор 6, включенный параллельно обмотке возбуждения генератора, является разрядным. Он предохраняет изоляцию обмотки возбуждения от пробоя в случае внезапного аварийного обрыва цепи возбуждения.

При обрыве цепи возбуждения магнитный поток машины резко уменьшается, наводит в витках обмотки возбуждения э. д. с. самоиндукции настолько большую, что она может вызвать пробой изоляции обмотки. Разрядный резистор 6 создает контур, в котором э. д. с. самоиндукции обмотки возбуждения вызывает ток, замедляющий уменьшение магнитного потока.

Падение напряжения на разрядном резисторе равно напряжению на обмотке возбуждения. Чем меньше величина разрядного сопротивления, тем меньше будет напряжение на обмотке возбуждения при разрыве цепи. Вместе с тем при уменьшении величины сопротивления разрядного резистора возрастают непрерывно протекающий по нему в нормальном режиме ток и потери в нем. При выборе величины разрядного сопротивления должны быть учтены оба указанных положения.

После отключения обмотки возбуждения генератора на его зажимах вследствие остаточного магнетизма сохраняется некоторое небольшое напряжение. Оно может вызвать медленное вращение двигателя с так называемой ползучей скоростью. Для устранения этого явления обмотку возбуждения генератора после отключения от возбудителя присоединяют к зажимам генератора так, чтобы напряжение от остаточного магнетизма вызвало в обмотке возбуждения генератора размагничивающий ток.

Для реверса электродвигателя Д меняют направление тока в обмотке возбуждения ОВГ генератора Г посредством переключателя 3 (или иного аналогичного устройства). Вследствие значительной индуктивности обмотки ток возбуждения при этом постепенно уменьшается, меняет направление, а затем постепенно нарастает.

Процессы пуска, торможения и реверса двигателя в рассматриваемой системе отличаются высокой экономичностью, так как их осуществляют без применения реостатов, включенных в цепь якоря. Двигатель пускают и тормозят с помощью легкой и компактной аппаратуры, управляющей лишь небольшими токами возбуждения. Поэтому данную систему «генератор — двигатель постоянного тока» целесообразно использовать для работы с частыми пусками, торможениями и реверсами.

Основными недостатками системы генератор — двигатель постоянного тока являются относительно низкий коэффициент полезного действия, высокая стоимость и громоздкосгь, определяемые наличием в системе большого числа электрических машин. Стоимость системы превышает стоимость одного короткозамкнутого асинхронного двигателя такой же мощности в 8 — 10 раз. Кроме того, такая система электропривода требует много места.

Источник

Приводы генераторов.

Привод генератора служит для передачи вращательного движения валу генератора от оси колесной пары при движении вагона. Различают следующие виды привода генератора:

2) клиноременный от торца оси колесной пары (ременно-редукторно-карданный или Текстропно-редукторно-карданный, ТРКП);

3) Текстропно-карданный от торца оси колесной пары (ТК-2);

Читайте также:  Как снять генератор toyota premio

4) редукторно-карданный от средней части оси колесной пары (ВБА).

Применение того или иного привода зависит от мощности и типа генератора, скорости движения поезда и года постройки вагона.

Плоскоременный привод

Рис. 3

3-вал крепления генератора;

6-кронштейн пружинного устройства;

7-плита крепления генератора;

Эксплуатируется на вагонах без кондиционирования воздуха. Состоит из:

Ведущий (осевой) шкив установлен на оси колесной пары, ведомый (меньшего диаметра) насажен на вал генератора. Сам генератор подвешивают к раме кузова вагона. К достоинствам плоскоременного привода относятся простота устройства, небольшие затраты на изготовление, легкость замены ремня, а к недостаткам – ограниченная передаваемая мощность, проскальзывание ремня при неблагоприятной погоде и быстрый его износ.

Клиноременный привод от торца оси

(ременно-редукторно-карданный или текстропно-редукторно-карданный)

Рис. 4

2-комплект клиновых ремней;

Эксплуатируется на вагонах без кондиционирования воздуха. Наиболее распространенный вид привода. Состоит из:

· ведущего шкива (установлен на торце шейки оси колесной пары);

· ведомого шкива (установлен на валу редуктора, в одной плоскости с ведущим шкивом);

· комплекта клиновых ремней (4 шт., связывают ведущий и ведомый шкивы);

· карданного вала (связывает редуктор и вал генератора);

· предохранительных скоб (предотвращают падение элементов привода в случае обрыва подвески);

· пружинного устройства (служит для регулировки натяжения ремней).

Редукторно-карданный привод от торца оси

Рис. 5

Эксплуатируется на вагонах без кондиционирования воздуха. Состоит из:

· редуктора (установлен на торце шейки оси колесной пары);

· фрикционных муфт (воспринимают инерционные нагрузки).

Редукторно-карданный привод от средней части оси

Рис. 6

1-редуктор; 2-ось колесной пары; 3-карданный вал; 4-шарнир; 5- фрикционная муфта; 6-генератор;7-амортизатор; 8-кронштейн; 9-кузов вагон

Эксплуатируется на вагонах с кондиционированием воздуха. Здесь редуктор монтируется на средней части оси колесной пары, а карданный вал располагается по продольной оси вагона.

Неисправности привода генератора

В результате неправильной эксплуатации возможны следующие неисправности привода генератора:

· течь смазки из редуктора;

· излом элементов крепления;

· ослабление натяжения ремней;

· обрыв ремня (ремней).

Запрещается отправление вагона из пункта формирования (оборота) на 3-х ремнях при клиноременном приводе от торца оси. Как исключение, допускается эксплуатация ременной передачи на 3-х ремнях при уменьшении нагрузки на генератор.

Дата добавления: 2016-04-11 ; просмотров: 2888 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Привод генератора и крепление его к двигателю

Привод генератора осуществляется от коленчатого вала ременной передачей при помощи клинового ремня. Соответственно, для этого ремня приводной шкив генератора выполняется с одним ручьём.
Для охлаждения генератора с тыльной стороны шкива точечной сваркой приварены пластины. На шкиве они располагаются почти перпендикулярно и выполняют функцию вентилятора.
Нижнее крепление генератора на двигателе выполнено на двух крепежных лапах, сочленяемых с кронштейном двигателя одним длинным болтом с гайкой. Верхнее — через шпильку к натяжной планке.

В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. Такие катушки, помещенные в пазы магнитопровода (железного пакета), представляют собой обмотки статора — важнейшей неподвижной части генератора — именно они генерируют переменный электрический ток.
Магнитный поток в генераторе создается ротором. Он тоже представляет собой катушку (обмотка возбуждения), через которую пропускается постоянный ток (ток возбуждения). Эта обмотка уложена в пазы своего магнитопровода (полюсной системы). В состав ротора — важнейшей подвижной части генератора — входят также вал и контактные кольца. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный», и «южный» полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, меняется, что и вызывает появление в них переменного напряжения.
Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но создание магнитного потока электромагнитом позволяет легко регулировать выходное напряжение генератора в широких диапазонах скоростей вращения и тока нагрузки путем изменения тока возбуждения.

Для того, чтобы получить из переменного напряжения постоянное, используют шесть силовых полупроводниковых диодов, которые составляют между собой выпрямительный блок установленный внутри корпуса генератора.

Питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора и подводится к ней через щётки и контактные кольца.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует воз­вратно-поступательное движение поршня в цилинд­ре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Читайте также:  Ремень генератора кадиллак блс

До сих пор мы рассматривали устройство и работу од­ноцилиндрового двигателя. На большинстве легковых автомобилей преимущественно используют четырех­цилиндровые двигатели, хотя на той же «Оке» установ­лен двигатель, состоящий всего из двух цилиндров. Су­ществуют и автомобили с шести-, восьми- и двенадца­тицилиндровыми двигателями. Многоцилиндровые двигатели легковых автомобилей имеют либо обычное расположение цилиндров — в один ряд, либо V-образ­ное. В первом случае цилиндры расположены в одну линию, во втором — в два ряда с некоторым углом меж­ду ними.

Далее мы будем изучать четырехцилиндровый двига­тель, пока еще самый распространенный в легковом автомобилестроении.

Устройство кривошипно-шатунного механизма четы­рехцилиндрового двигателя показано на рисунке.

В блоке цилиндров расположены порш­ни, шатуны и коленчатый вал, образующие шатун­но-поршневую группу, а также другие системы двига­теля. Блок цилиндров отливают либо из чугуна (двига­тели ВАЗ), либо из алюминиевого сплава (двигатели АЗЛК, УАЗ, ЗМЗ). В нем предусмотрены литые и высвер­ленные каналы и отверстия, а также места установки подшипников. На подшипниках в блоке цилиндров вращается коленчатый вал . Между двойны­ми стенками блока циркулирует охлаждающая жид­кость, а по специальным каналам — масло. Наружное оборудование двигателя также монтируется преимуще­ственно на блоке цилиндров. Нижняя часть блока на­зывается картером и представляет собой поддон (ре­зервуар) для масла.

Головка блока цилиндров закрепляется на блоке через металлоасбестовую прокладку, закрывая собой цилин­дры сверху. В головке блока расположены камеры сго­рания, клапаны и свечи зажигания, а также на большин­стве двигателей легковых автомобилей — распредели­тельный вал. В ней, как и в блоке цилиндров, предусмо­трены каналы и полости для охлаждающей жидкости и масла. Головка крепится к блоку цилиндров с помо­щью резьбовых соединений, а сверху через прокладку закрывается штампованной крышкой.

Рис. Устройство коленчатого вала двигателя: 1 — шатунная шейка; 2 — противовес; 3 — коренная шейка; 4 – маховик

Особенности работы шатунно-поршневой группы изло­жены при рассмотрении принципа работы одноцилин­дрового двигателя.

Чтобы представить себе «скорострельность» работы двигателя легкового автомобиля, познакомимся с не­которыми цифрами.

Около 1000 оборотов в минуту совершает коленчатый вал двигателя на холостом ходу, т.е. за секунду он со­вершит около 16 полных вращений. При движении ав­томобиля число оборотов возрастает от 2 до 5 раз, т.е. всего лишь за одну секунду коленчатый вал совершит до 80 оборотов. А вы не забыли, что коленчатый вал связан с поршнями? Причем всего за пол-оборота вала поршень проделает весь путь в цилиндре сверху вниз или наоборот, а за полный оборот — совершит два про­бега, причем с полной остановкой в верхней и нижней мертвых точках и последующим изменением направле­ния движения на противоположное. При этом поршни перемещаются в цилиндрах в условиях очень высоких температур и давления. Например, в двигателе ВАЗ-2106 за шесть минут работы на холостых оборотах каждый из четырех поршней проделает в его цилиндрах путь в 1 км. На повышенных оборотах этот километр поршень преодолеет за минуту. И это при том, что пор­шень в этом двигателе перемещается всего на 8 см. Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали:

§ подвижные: поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал с подшипниками или кривошип, маховик.

§ неподвижные: блок цилиндров (является базовой деталью двигателя внутреннего сгорания)и представляет собой общую отливку с картером, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, нижний картер (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока, крепежные детали, прокладки крышек блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.

И так началось движение поршней. А затем заработали все системы управления работой двигателя. Вернёмся к тексту « Попробуем?»…

Топливная система

Контур низкого давления:

1 топливный бак

2 топливный насос

3 топливный фильтр

4 перепускной клапан

5 регулятор давления топлива

Контур высокого давления:

6 топливный насос высокого давления

7 трубопровод высокого давления

8 распределительный трубопровод

9 датчик высокого давления

10 предохранительный клапан

Прочее:

13 электромагнитный запорный клапан продувки адсорбера

Топливная система (другое наименование система питания топливом) предназначена для питания двигателя автомобиля топливом, а также его хранения и очистки.

Обычно топливная система автомобиля имеет следующее устройство:

· датчик указателя запаса топлива;

Топливная система бензинового и дизельного двигателей имеет, в основном, аналогичное устройство.

Источник