Технические требования к тяговым электрическим машинам

Тяговый генератор, возбудитель и тяговые электродвигатели тепловоза работают со значительными колебаниями нагрузки, напряже­ния и температуры в зависимости от веса поезда, профиля пути, ско­рости движения и длительности нагрузки.

Сила тока тягового генератора и тяговых электродвигателей до­стигает наибольших значений в периоды взятия поезда с места и движения по затяжному подъему. Неисправность (или отключение) токовой защиты может привести к возрастанию тока до опасных пределов.

В результате перегрузки машины могут чрезмерно перегреваться. Периодические нагревы и охлаждение обмоток и изоляции, имеющих различные коэффициенты теплового расширения, вызывают механи­ческий износ и старение изоляции. Работа электрических машин теп­ловоза значительно осложняется попаданием во внутренние полости машин с охлаждающим воздухом различных загрязнений. Пыль, вла­га, пары масла и топлива нарушают работу коллектора и щеток, а так­же ускоряют выход изоляции из строя.

Якоря машин, подшипники и подшипниковые щиты испытывают большие механические нагрузки. Трудной задачей является обеспе­чение надежного контакта между коллекторами и щетками при ско­рости скольжения коллектора по щеткам до 40 м/с. В наиболее тяжелых условиях находятся тяговые электродвигатели тепловоза. Удары от ходовых частей, резкие колебания температуры, возможности боксования и обилие загрязнений делают тяговые электродвигатели наиболее уязвимым узлом электрической передачи тепловоза.

Работа электрической аппаратуры и электрических цепей тепловоза осложняется следующими обстоятельствами: вибрацией от работы ди­зеля, тряской и ударами при движении по неровностям пути; значи­тельными колебаниями температуры и перегревами контактов при уве­личении их переходного сопротивления; загрязнениями пылью, смазкой и топливом, возможностью увлажнения; непостоянными режимами нагрузки и перегрузками.

В особенно неблагоприятных условиях находится электрообору­дование, установленное на блоке дизеля или вблизи от него. То же можно сказать о контактах аппаратов, разрывающих цепи со значи­тельной индуктивностью.

Главным условием четкой и надежной работы электрических аппа­ратов и цепей является обеспечение хорошего электрического контакта при включении различных участков электрической схемы. Необходимо помнить, что наиболее важные узлы электрической схемы тесно свя­заны между собой и потеря контакта в одном лишь месте цепи может сделать тепловоз неработоспособным.

На сети дорог примерно 35—45% всех случаев выхода тепловозов из строя стребованием вспомогательного локомотива приходится на электрическое оборудо­вание. Если все неисправности по электрооборудованию принять за 100%, то на повреждения отдельных узлов приходится (в %):

На тяговые электродвигатели .... 40—45

»генераторы............................ 10—14

»цепи управления и аппараты . . . 28—30

»аккумуляторные батареи.......... 10—14

»прочее электрооборудование . . . 2—6

Неисправности электрического оборудования тепловозов в эксплуатации не являются неизбежными. Наряду с качеством изготовления иремонта электрооборудования огромную роль в профилактике не­исправностей играет его технически грамотная эксплуатация и пра­вильное обслуживание тепловозными бригадами.

Неисправности электрических машин в эксплуатации обнаружи­вают внешним осмотром, наблюдением за их работой, а также по пока­заниям контрольно-измерительных приборов и действию защитных устройств.

Механические неисправности. Ослабление болтовых креплений частей машин к остову, а также креплений остова к месту посадки проверяют легким обстукиванием болтов. Покачивая деталь рукой, выявляют ослабление креплений щеткодержателей, щеточных шунтов, собирательных шин, межполюсных перемычек и кабелей.

Чаще других встречаются случаи ослабления и обрыва болтов крепления добавочных полюсов. Неплотное крепление полюсов двига­телей заметно по разрушению заливочной мастики над головками бол­тов. Причинами являются чрезмерные зазоры в моторно-осевых подшип­никах, нарушение плавности зацепления в тяговой передаче, отрыв балансировочных грузов якоря, нарушение соосности вала генератора с валом дизеля или чрезмерный перекос приводного вала двухмашин­ного агрегата.

Обрыв лап подшипникового щита тягового ге­нератора и двухмашинного агрегата в местах приварки характеризует­ся увеличенной вибрацией подшипникового щита, а также биением коллектора при работе.

Обрыв и размотка бандажа якоря являются тяжелым повреждением, выводящим машину из строя. Размотка бандажей тяговых электродвигателей может быть следствием плохого крепления бандажа, расплавления олова и пере­жога бандажа при перебросах электрической дуги, межвитковых или корпусных замыканий якорной обмотки под бандажом. Бандаж осла­бевает также при выползании из-под него изоляции после неоднократ­ных перегревов якоря. Наиболее часто встречаются случаи обрыва бандажа, предварительно поврежденного при боксовании колесной пары, если реле боксования заклинено или отключено. Полное распу­скание бандажа вызывает появление дыма из двигателя и заклинива­ние якоря в остове.

Ослабление затяжки и деформация коллектора вызывают ненормальную работу щеток (подпрыгивание, из­ломы и сильное искрение). При осмотре такую неисправность коллек­тора можно заметить по вспучиванию и выступанию пластин. Места коллектора, отклоняющиеся от правильной формы, подгорают. Форма коллектора нарушается также при чрезмерных его перегревах.

Разрушение якорных подшипников электри­ческих машин сопровождается сильным скрежетом, ударами, нагревом, выбросом дыма и смазки.

В тяговых электродвигателях при этом часто заклинивается якорь в остове, а колесная пара идет юзом.

Разрушение подшипника не происходит внезапно. Внимательный осмотр и прослушивание работы подшипника позволяют установить начальные признаки повреждения, такие, как неровная работа и со­трясение подшипника при остановке якоря, смещение лабиринтного кольца и подтеки смазки, ненормальный нагрев подшипника (до тем­пературы выше 80° С).

При приемке тепловоза (с охлажденными неработающими маши­нами) поврежденный подшипник можно выявить по следам перегрева корпуса и крышки подшипника (копоть, обгорание краски и смазки, запах горевшего масла).

Причинами повреждения якорных подшипников электрических машин могут быть:

· неправильный монтаж подшипника с применением ударных усилий и отклонением от установленных величин натягов и зазоров, что приводит к перенапряжению деталей, образованию надрывов или сры­ву и повороту внутреннего кольца подшипника по валу якоря;

· нарушение режима смазки (качественное или количественное) — переполнение полости подшипника смазкой не менее опасно, чем ра­бота без смазки;

· заклинивание роликов вследствие накопления бронзовой пыли от износа сепараторов, попадания частиц выкрошившегося металла и т. д.;

· значительная ударная нагрузка на подшипники при неудовлетворительной работе зубчатой передачи, перекосе вала якоря или нарушении его балансировки.

К механическим неисправностям машин относятся также задир рабочей поверхности коллектора посторонними предметами, которые случайно могут попасть под щеткодержатель. Глубокие задиры вызывают межвитковые замыкания и выход машины из строя.

Электрические неисправности. Повреждение межкатушечных соединений (излом выводов полюсов или потеря контакта в соединении) вызываются ослаблением крепления и подгоранием наконечников, а также ослаблением посадки катушек полюсов на сердечниках. Обрыв межполюсных перемычек является одной из характерных неисправностей двухмашинных агрегатов.

Цепь обмоток полюсов тяговых электродвигателей может быть на­рушена также вследствие неудовлетворительного качества приварки выводов к шине катушки или из-за плохой впайки кабеля в отверстие вывода. Ухудшение контакта в этих местах можно определить при ос­мотре по желтизне изоляции катушки около вывода.

Ухудшение контакта в соединениях между главными полюсами тя­говых электродвигателей можно заметить по ложному срабатыванию реле боксования в момент трогания тепловоза.

Поврежден­ное соединение перегревается, а место вокруг него обычно бывает за­копчено.

Повреждения коллектора и щеток являются следствием многих неисправностей электрических машин. Состояние коллектора служит показателем работоспособности машины. Коллек­тор должен иметь очень гладкую полированную поверхность правиль­ной цилиндрической формы. О хорошем состоянии коллектора свиде­тельствует равномерная глянцевая пленка коричневого цвета, обра­зующаяся на контактной поверхности и улучшающая работу щеток и коллектора.

Появление цветов побежалости, выброс капелек олова из петуш­ков указывают на значительный перегрев коллектора.

Ø Двухмашинный агрегат.

При осмотре вспомогательного генератора и возбудителя, кроме выполнения вышеописанных операций, проверяют крепление агрегата на главной раме тепловоза и натяжение приводных ре­мней. Ослабление натяжения ремней вызывает проскальзывание шкива и, как следствие, снижение мощности обеих машин (ВГ, В) и ухудшение их охлаждения. Для проверки крепления проводов на панели зажимов снимают защитный кожух. При неработающем дизе­ле необходимо регулярно проверять на ощупь нагрев якорных подшипни­ков, максимальная температура которых не должна превышать 80 °С. Об­дувку двухмашинного агрегата сжа­тым воздухом производят аналогично обдувке тягового генератора. Во избежание по­вреждения изоляции давление сжато­го воздуха должно быть не более 0,25 -0,3 МПа (2,5 — 3 кгс/см²). При ра­ботающем дизеле состояние подшип­ников тягового генератора, вспомога­тельного генератора, возбудителя и вспомогательных электрических ма­шин контролируют на слух. Периоди­чески проверяют состояние коллекто­ра и щеток электродвигателя маслопрокачивающего насоса.

При усилии, приложенном к середине ремня 3 кгс, стрела прогиба 12-15 мм у 2-х машинного агрегата и вентиляторов охлаждения ТЭД. У СПВ 9-10 мм.

При техническом обслуживании 2-х машинного агрегата на тепловозе 2ТЭ10М проверяют его крепление к раме тепловоза, состояние приводного вала и соединительных муфт.

Работоспособность контролируют по измерительным приборам, напряжение 75 В, проверяют наличие тока заряда аккумуляторной батареи.