авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 13 |

«АГИСТРАЛЫЧЫЕ ЛЕКТРОВОЗЫ листок КОНТРОЛЬНЫЙ СРОКОВ ВОЗВРАТА КНИГА ДОЛЖНА БЫТЬ ВОЗВРАЩЕНА НЕ ПОЗЖЕ УКАЗАННОГО ЗДЕСЬ СРОКА ...»

-- [ Страница 9 ] --

разрежение 600—700 мм рт. ст. (0,5 ч);

давление азота 6—7 атм (2,5 ч).

В конце режима сушки создают разрежение 600—700 мм рт. ст. в тече ние 1 ч.

После этого в автоклав нагнетается компаундная масса, которая должна полностью покрыть катушки. Компаундировка проходит при давлении 6—8 атм в течение 3 ч. Временный бандаж после компаунди ровки снимают при температуре не менее 50° С.

Готовые катушки не должны иметь механических повреждений кор пусной изоляции и выводов, складок изоляции. Каждую готовую катуш ку испытывают на электрическую прочность корпусной и витковой изо ляций.

Корпусная изоляция, в том случае если катушка установлена между двумя металлическими плитами и внутри окна помещена металлическая оправа, должна выдерживать в течение 1 мин напряжения в /се, указан ные ниже:

Катушки:

последовательного возбуждения и дополнительных полюсов вспомогательных машин номинального напряжения 3 кв 9, возбуждения генераторов, питаемые от цепей управления 2, генераторов преобразователей, включаемые в силовую цепь электровоза... 9, независимого возбуждения двигателей с номинальным напряжением 3 /се, пи таемые от цепей управления 4, Якори вспомогательных машин в отличие от тяговых двигателей ча сто выполняют без втулки с насадкой детали непосредственно на вал.

Процессы покрытия лаком листов якоря и сборки сердечников якорей вспомогательных машин такие же, как и для тяговых двигателей. Так как длина сердечника во вспомогательных машинах меньше длины сер дечников тяговых двигателей, то промежуточного прессования сердечни ков вспомогательных машин обычно не делают, а после набора пакета его прессуют под давлением, зависящим от типа машины (табл. 42).

Под давлением замеряют длину сердечника, и если она не соответствует установленной, то увеличивают или уменьшают число листов. После это го на вал напрессовывают нажимную шайбу, которую потом вместе с сердечником дополнительно прессуют.

У преобразователей сначала собирают сердечники якорей двигате лей, а потом генераторов. Собранные сердечники сушат в печи в течение 2 ч при температуре 100—110° С, после чего окрашивают изоляционным лаком № 447 или 458 с последующей сушкой на воздухе. Вентилятор на Таблица Усилие Усилие Усилие дополнитель запрессовки ного прессо запрессовки вания сердеч нажимной сердечника Машина ника с нажим шайбы якоря ной шайбой вТ вТ вТ 51 24—38 60— ДК-401В (двигатель) 19— 37 45— ДК-401В (генератор) 23— $8—41 46— НБ-429А (двигатель) 21—38 40— 28— НБ-429А (генератор) 23—42 45— 38- НБ-430А и НБ-431А 14—24 32— ДК-403Г и ДК-404А 1,5—4 12,5— ДК-405А и ДК-405К саживают на вал после его предварительного подогрева в печи до тем пературы 200—250° С.

Процессы сборки коллекторов тяговых двигателей и вспомогатель ных машин полностью аналогичны. В зависимости от типа двигателя меняются только усилия прессования пластин в кольце (табл. 43), коли чество и режимы статической и динамической формовок. Перед прессо ванием и динамической формовкой коллектора его нагревают до темпе ратуры 150—170° С. Динамическая балансировка продолжается 15— 20 мин. Скорость вращения коллектора при разгоне должна соответст вовать да'нным, приведенным в табл. 43.

Таблица Машина НБ-430 А, НБ-429 А Данные режимоп ДК-401В НБ-429 А ДК-401В (двига- ДК-405А, ДК 404А, (двига ДК-403Г (генера- (генера тель), ДК-405К НБ-404 А тель) тор) тор) НБ-431 А, ТЛ- Усилия опрессов ки пластин кол лектора в коль це в Т для слу чая:

чугунные пла шки, сталь ное кольцо 285— 32-36 43— стальные пла шки и коль ца 173 — 20-25 26— Скорость враще ния коллектора при разгоне и динамической формовке в 1800+ 1800+ 1 940 ц. 2200+50 2200+ 1940+50 2200± об! мин Продолжитель ность пайки кол 10 7 лектора в мин 5- Давление запрес совки коллекто ра при статиче ской формовке 40- 1 1- 36-39 7,5- 7,5-9 7-8, вТ 9-10, Количество цик лов динамичес кой формовки коллектора..

Усилия напрес совки коллекто ра на сердечник 2—1 1 2- 25— вТ 5-8 3 — 12 6— 6- (НБ-429 А) 6— (НБ-430А, НБ-431 А) Процесс изгототовления коллектора с пластмассовым корпусом (рис. 204) на первых стадиях (подготовка деталей, сборка) не отлича ется от процесса изготовления коллекторов со стальными корпусом и нажимным конусом. Собранный в кольце комплект медных и миканито вых коллекторных пластин подвергают сушке при температуре 150— 190° С. Нагретый комплект прессуют и после этого вместе со втулкой коллектора помещают в прессформу (рис. 205), нагретую до температу ры 130—135° С. Через загрузочные отверстия при поднятом пуансоне пресса прессформу заполняют пресс-массой, количество которой строго дозируется, так как неправильная дозировка приводит к браку. По ме ре прогревания пресс-масса приобретает пластичность и под давлением принимает нужные формы, заполняя пустоты, а при дальнейшем на гревании она переходит в необратимое твердое состояние. Под прессом Рис. 204. Коллектор Рис. 205. Прессформа для изготовления с пластмассовым корпу- коллектора:

сом вспомогательного 1 — плашки с кольцом;

2 — пуансон;

3 — двигателя: технологическая втулка;

4 — втулка коллек тора;

5 — комплект пластин;

6 — крышка / — пластина;

2 — армиро- прессформы вочное кольцо;

3 — пресс масса;

4 — втулка коллектор выдерживают обычно в течение 30—50 мин (из расчета 1 мин на 1 мм максимальной толщины стенок) и после этого сушат в печи в течение 5 ч при температуре 140—150° С. Время выдержки под прес сом и сушки зависит от температуры, которую нельзя принимать более высокой, чтобы избежать преждевременного частичного отвердения пресс-массы.

Рекомендуемое давление для пресс-массы АГ-4 составляет 400— 500 кГ/см2. Корпус из пластмассы не должен иметь вздутий, рыхлости, раковин, матовых пятен, трещин и посторонних включений.

Все коллекторы после изготовления испытывают на прочность изо ляции в течение 1 мин под напряжением переменного тока 50 гц, рав ным 3 кв для машин с номинальным напряжением до 100 в и 10,5 кв — для машин с номинальным напряжением до 3 кв. Межламельную изоля цию коллекторов всех машин проверяют при напряжении 500 в.

Готовый коллектор напрессовывают на сердечник якоря.

В отличие от тяговых двигателей якорная обмотка вспомогательных машин имеет обычно изоляцию класса А и выполняется многовитковыми катушками из изолированного обмоточного провода.

Перед началом укладки якорной обмотки изолируют нажимные шайбы;

при этом необходимо, чтобы изоляция была на уровне дна паза сердечника. Якорь размечают под обмотку по данным чертежа. Смеще ние коллекторных пластин относительно оси паза сердечника не допус кается больше чем на 1,5 мм. Чтобы головки катушек укладывались на одном уровне на якорь двигателей, со стороны задней лобовой части надевают временный металлический фланец. В пазы укладывают изо ляцию. Катушки перед укладкой натирают парафином. По мере укладки катушек расправляют концы, переплетают их лакотканью и заправляют в шлицы коллектора.

Протачивание коллекторов вспомогательных машин перед пайкой и после нее, продорожку, окончательное шлифование и балансировку яко ря производят так же, как и для тяговых двигателей. Процесс пайки коллекторов тяговых и вспомогательных двигателей аналогичен, но вре мя пайки выбирают в зависимости от типа двигателя в соответствии с табл. 43.

Осадку обмотки якорей для более полного и плотного заполнения паза и наложение постоянных проволочных бандажей производят на бандажировочном станке проволокой диаметром 1,5—2,0 мм с усилием 150—175 кГ. Так как вес якорей вспомогательных машин меньше веса якорей тяговых двигателей, продолжительность их подогрева перед осадкой обычно, на 25—30% меньше. Перед наложением постоянного бандажа на лобовые части якорей накладывают выравнивающую изо ляцию, полотняные чехлы и подбандажную изоляцию. Чехлы укрепляют льнопеньковым шнуром, пропитанным изоляционным лаком.

После намотки якоря производят сушку и пропитку, которые в отли чие от тяговых двигателей выполняют с постоянными бандажами. Суш ку осуществляют в специальных вакуумных печах с электрическим Таблица Испытате;

1ьное на пряжение тока час тотой 50| гц в кв Продол для машин с рабочим житель Операции, после которых Испытываемая напряже1нием в в: ность проводятся испытания изоляция испытаний в сек не более 3000 0,3 0, Статическая формовка и прота- Между пластинами чивание коллектора Динамическая формовка и охлаж- 0, То же 0, дение коллектора »» 0, Отделка коллектора 0, 10, Корпусная »

Напрессовка коллектора на сердеч- 10,2 2. ник Осадка уравнителей перед обмоткой Между пластинами 0, 0, якоря Укладка обмотки якорей (до осад- Корпусная 9, 1, ки) Между витками Пайка и протачивание коллектора 1.

То же 1 Отделка якоря Корпусная 1. 3,1 Между витками якорной катушки Установка полюсных катушек в ос- Корпусная 1,7** 8,5* тове • Таким напряжением испытывают • также независимую м[ногоамперн ую генерат*эрную об мотку генератора преобразователя НБ-4!29 А.

** Указанным напряжением испытыв;

ают только независим}по малоамп[ерную обмстку и об мотку дополнительных полюсов стороны генератора преобразов1ателя НБ-4 29 А.

нагревом. Процесс сушки постоянно контролируют по температуре печи и сопротивлению изоляции.

Пропитку якорей производят под давлением примерно 2 ат в тече ние 20 мин. Пропитку якорей генераторов ДК-405А и ДК-405К произво дят окунанием. Сушку после пропитки осуществляют под разрежением.

Якори большинства вспомогательных машин подвергаются пропитке дважды. Разрежение при сушке якорей поддерживают в пределах 500— 700 мм рт. ст. После этого окрашивают якорь при помощи пульвериза тора или кисти.

При изготовлении вспомогательных машин производят контроль ка чества изоляции. Операции, после которых производят такой контроль, и режимы испытаний для машин различных типов указаны в табл. 44.

При проведении испытаний следует иметь в виду, что часть обмоток ге нераторов преобразователей включают в силовую цепь электровоза, и вследствие этого изоляция этих обмоток должна выдерживать такие же напряжения, как и остальные элементы, включенные в эти цепи.

ГЛАВА XI ИСПЫТАНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ § 51. МЕТОДЫ НАГРУЗКИ И СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Методы нагрузки. Значительную часть испытаний тяговых двигате лей составляют их испытания под нагрузкой в рабочем диапазоне мощ ностей. Нагрузку испытуемых машин можно осуществлять методами воз вратной работы или непосредственно.

Основными преимуществами метода возвратной работы являются:

малое потребление энергии во время испытаний, отсутствие специаль ных нагрузочных устройств, возможность одновременного испытания двух машин на одном стенде, простота регулирования нагрузки и режи ма работы машин, малая мощность питающих генераторов. Основные недостатки этого метода: сложность конструкции испытательного стенда из-за необходимости установки одновременно двух машин, неустойчи вость работы в некоторых переходных и специальных режимах (при глу боком ослаблении поля), сложность установки машин на стенде.

Основными преимуществами метода непосредственной нагрузки яв ляются: наличие одного питающего генератора, простота конструкции стенда, малое время, затрачиваемое на подготовку испытаний, высокая устойчивость работы схемы, возможность испытаний машин разного ти па на токе любого рода. К недостаткам этого метода относятся: большой расход энергии при испытаниях, необходимость использования питаю щего генератора большой мощности и нагрузочного устройства, рассчи танного на полную мощность испытуемой машины, возможность одно временного испытания только одной машины.

Метод непосредственной нагрузки обычно используют для машин небольшой мощности (до 50—100 кет), а метод возвратной работы — для машин большой мощности (свыше 100 кет). Нестационарные режи мы машин любой мощности предпочтительно исследовать при исполь зовании метода непосредственной нагрузки из-за сравнительно низкой устойчивости схем возвратной работы. Иногда работу машин в этих ре жимах исследуют и при использовании метода возвратной работы, но применяют специальные меры, повышающие устойчивость схемы.

Мощность тяговых двигателей магистральных электровозов превы шает 100 кет, поэтому для их испытаний в установившихся режимах применяют исключительно метод возвратной работы. При этом две ме ханически соединенные испытуемые машины нагружают одна другую, причем одна из них работает в двигательном режиме, а другая — в ге нераторном. Для обеспечения возможности вращения испытуемых ма шин к ним извне подводят мощность, равную потерям мощности в обеих машинах. Схемы соединения машин для нагрузки методом возвратной работы могут быть разбиты на две группы по способу компенсации раз личных видов потерь. В схемах первой группы потери в стали, механи ческие и частично добавочные потери компенсируются механической мощностью, подведенной к валам испытуемых машин, или электричес кой мощностью, подведенной к цепи якорей или возбуждения. В схемах второй группы потери в меди и частично добавочные потери компенси руют только электрической мощностью, подведенной к цепи якорей или возбуждения.

Используя различные сочетания способов компенсации потерь, можно получить значительное количество схем возвратной работы, ос новные из которых приведены на рис. 206. На рис. 206, а приведена схе ма, в которой потери первой группы компенсируются механически, вспо могательным двигателем ВД, а второй группы — электрически, мощно стью, подведенной к якорной цепи от вольтодобавочной машины ВМ.

Ток нагрузки испытуемых машин в установившемся режиме опре деляется из баланса напряжений и э. д. с. в схеме:

иш-и + и =0;

д вм Уд = Ед + / (R*d + Red + %вд) / Ue = E -I(R„ + Rde + Ree);

Vем = (Ед - Ег) I (Яяг + Rda + Rag + Яяд + Rdd + Red), где Usy Udl Uвм —напряжения на зажимах генератора, двигателя, вспо могательного генератора;

Ег и Ед — э. д. с. генератора и двигателя;

%яду Red Rdd — активные сопротивления обмоток якоря, возбуждения, дополнительных полюсов двигателя;

Явг, Ядг — то же генератора.

Решив эту систему уравнений, получим _ ЦВМ (Е -Е ) 7 + Г Д (390) 1 = 2R где 2 / ? — суммарное активное сопротивление обмоток испытуемых машин.

Так как характеристики испытуемых машин обычно имеют расхож дение, регулирование нагрузки неоднозначно. Это усугубляется тем, что сопротивления несколько изменяются в зависимости от температуры и скорости вращения машин, что затрудняет установление испытательного режима и снижает устойчивость работы схемы.

При исследовании машин в нестационарных режимах обычно необ ходимо строго поддерживать постоянную скорость вращения. Это обе спечивается рассматриваемой схемой при использовании двигателя ВД с независимым возбуждением. Начальные условия в схеме могут быть строго заданы, и она допускает исследование режимов короткого замы кания, а также отключения двигателя.

При замыкании контактора Кi должен разомкнуться контактор /С2, причем время его размыкания должно быть меньше времени, необходи мого для снижения тока короткого замыкания от начальной величины до нуля перед переходом в генераторный режим. Режим восстановления питания после его снятия в этой схеме исследовать нельзя. При длитель ном перерыве питания система включается на напряжение вольтодоба вочной машины ВМ, которое составляет обычно 5—6% от напряжения UH, и режим аналогичен восстановлению питания при этом напряжении.

Режим толчка напряжения может быть получен в этой схеме вве дением и закорачиванием активного сопротивления, однако при этом не обходимо учитывать параметры генератора и вольтодобавочной маши ны ВМ. Режим будет несколько искажен из-за подмагничивания гене ратора Г. Полученные данные надо приводить к реальным параметрам системы, питающей тяговые двигатели в условиях эксплуатации.

На рис. 206, б приведена схема испытаний, в которой обе группы потерь компенсируются мощностями, подведенными к якорным цепям испытуемых машин электрически. Потери первой группы в этом случае компенсируют путем отбора мощности от сети, т. е. линейным генера тором ЛГ, потери второй группы — отбором мощности от вольтодоба вочной машины ВМ. Машина Д, работающая в двигательном режиме, подключена к напряжению сети. При отключении генератора Г она ра ботает в режиме холостого хода. Включение генератора соответствует возникновению источника э. д. е., включенного параллельно сети и сое диненного механически с машиной Д. Для получения необходимой на грузки, э. д. с. двигателя и генератора должны быть направлены встречно.

Включение обмотки возбуждения ВГ генератора в цепь якоря двига теля дает возможность получить характеристику генератора такую же, как у машины с независимым возбуждением, что повышает устойчивость системы.

Работа системы описывается уравнениями:

UС — Ed + А? (Кяд + Rdd Н~ Red + Ree)'i Uc = E -l (R*t + Rd2) + ueM;

e e (391) h Iг + 1 с;

= где Uс и 1С— напряжение и ток сети;

U 6M — напряжение вольтодобавочной машины;

Р\ гр — потери мощности первой группы;

/ г, 1Д — ток генератора Г и двигателя Д.

Решив эту систему уравнений относительно тока двигателя, по лучим / — №д — ^ 4- ^ 1 г р ^яг ^дг (392) = а 2R u ' l R ' Таким образом, нагрузка систем зависит от разности э. д. с. машин, напряжения UeM и величины потерь мощности первой группы. Так как напряжение на зажимах двигателя поддерживается сетью практически постоянным, а ток / с устанавливается автоматически в зависимости от режима работы системы, то регулировка нагрузки однозначно зависит от напряжения UEM и система имеет повышенную устойчивость. Механи ческие, магнитные, добавочные потери и потери в цепи обмоток возбуж дения обеих испытуемых машин одинаковые, но потери в меди их якорей и дополнительных полюсов различны.

Переходный процесс при толчкообразном изменении питающего на пряжения в случае постоянной скорости вращения протекает следую щим образом:

а) в цепи испытуемого тягового двигателя Д возникает бросок то ка, протекающего через обмотки возбуждения ВГ и ВО;

б) в цепи нагрузочного генератора Г в начальный момент наблю дается некоторое снижение величины тока вследствие того, что в этом случае ЕЛГ ЕГ + ЕВМ (где ЕЛГ и ЕВМ — э. д. с. линейного генератора и вольтодобавочной машины).

Под действием броска тока двигателя магнитный поток нагрузоч ного генератора возрастает, что может привести к превышению ЕГ + ЕВМ над ЕЛГ. При этом линейный генератор может кратковременно, до завер шения переходного процесса, перейти в двигательный режим, что изме нит характер нагрузки, создаваемой генератором Г, и исказит режим испытуемого двигателя Д. Кроме того, включение в цепь двигателя Д обмотки возбуждения ВГ генератора существенно меняет параметры цепи и также искажает характер процесса.

В режиме восстановления питания линейный генератор ЛГ оказы вается в еще более тяжелых условиях, чем в режиме толчкообразного изменения напряжения. Так как в начальный момент э. д. с. ЕД и ЕГ практически равны нулю, линейный генератор работает в режиме корот кого замыкания, что требует увеличения его мощности практически до величины, необходимой при непосредственной нагрузке. Так же как и в предыдущем случае, переходной процесс искажается изменением э. д. с. генератора Г и существенным различием параметров цепи на стенде и на электровозе.

Таким образом, при режиме восстановления питания в рассмотрен ной системе искажения больше, чем при толчкообразном изменении на пряжения. Следовательно, для исследования переходных процессов си стема возвратной работы непригодна и надо использовать метод непо средственной нагрузки.

Схема, в которой первую группу потерь компенсируют мощностью, подведенной механическим способом к валу испытуемых машин, а вто рую группу потерь — мощностью, подведенной электрическим способом к цепи возбуждения, приведена на рис. 206, е. Компенсация потерь пер вой группы в этом случае подобна их компенсации в схеме, представлен ной на рис. 206, а, из-за подобия механических связей машины. Электри чески машины включены встречно. Система описывается уравнениями:

U*e-V = 0;

xd uad = Ed + id(R*d + Red);

Ияг = Е -1 ^ + ЯДГ) (393) Г Г ЯГ Ег — /,(/?« + R-дг + R-яд + %дд) = Е -Е !Я Г Д + + %яд + Rd2 %дд где Uяг и ИЯД — напряжения цепи якорей генератора Г и двигателя Д.

Как следует из уравнений (393), ток нагрузки зависит от разности э. д. с. испытуемых машин, которая определяется разностью их потоков ФГ и Фа, так как скорость вращения П машины одинакова:

1Й = Сп(Ф.-Фа). (394) + Rda + Rnd + %яг Rdd Таким образом, схема чувствительна к изменению скорости и так же, как схема, изображенная на рис. 206, а, характеризуется неоднознач ностью нагрузки при ее регулировании. Механические потери и потери в меди якорных цепей испытуемых машин одинаковы, но потери в стали, добавочные и в меди цепей возбуждения различны.

При номинальном режиме работы двигателя Д обмотки возбужде ния генератора Г перегружены током;

при номинальном режиме Г об мотки возбуждения двигателя Д недогружены. Устойчивость системы недостаточна, и в некоторых случаях нельзя осуществить нагрузку испы туемых машин во всем диапазоне рабочих токов. Система ограниченно применяется при исследовании стационарных режимов;

она может быть использована для исследования нестационарного режима короткого за мыкания двигателя или генератора с независимым возбуждением. По стоянство скорости при неустановившихся режимах поддерживается вольтодобавочной машиной В Д.

Кроме исследования коротких замыканий систему можно использо вать для исследования режимов восстановления питания и толчка напря жения. При анализе результатов этих исследований надо учитывать от личие параметров цепи питания от параметров цепи электровозов, на которых эксплуатируются испытуемые машины. Рассматриваемую си стему целесообразно применять для исследования режимов затухания главного магнитного потока двигателей всех систем возбуждения.

Система, в которой потери первой группы компенсируют электричес кой мощностью, подведенной к якорным цепям испытуемых машин, а второй группы — электрической мощностью, подведенной к цепи воз буждения, показана на рис. 206, г.

Потери первой группы компенсируются путем отбора мощности от сети аналогично схеме, данной на рис. 206, б, а второй группы — з а счет разности э. д. с. испытуемых машин так же, как в схеме, изображенной на рис. 206, в. Если сопротивления соответствующих элементов двига теля и генератора равны, ток нагрузки I= ^г I ^1 гр (395) +RY 2 UE d 2(R„ ' Так как потери первой группы автоматически компенсируются из менением тока линейного генератора при постоянном его напряжении, регулировку нагрузки можно проводить однозначно изменением воз буждения одной из машин. Система характеризуется повышенной ус тойчивостью, но из-за того, что при номинальной нагрузке двигателя ток возбуждения генератора повышен, область применения схемы огра ничена из-за недостаточной тепловой мощности обмотки возбуждения генератора.

Схемы испытаний двигателей. Для испытания тяговых двигателей электровозов наиболее часто применяют схемы, представленные на рис. 206, а и б, и метод непосредственной нагрузки. Испытательные стен ды, как правило, выполняют универсальными, позволяющими собрать любую из этих схем. На рис. 207 приведена принципиальная схема т а кого стенда, предназначенного для проведения контрольных и типовых испытаний и исследовательских работ на постоянном и пульсирующем токе. Стенд питается от четырех источников: линейного генератора ЛГ, вольтодобавочной машины ВМ, генератора ГВЦ, вспомогательного дви гателя, выпрямительной установки ВУ.

Генераторы имеют независимое возбуждение от возбудителя ВЛГ линейного генератора, возбудителя ВВМ, вольтодобавочной машины и возбудителя ВГВД генератора вспомогательного двигателя, которые, в свою очередь, возбуждаются от общего подвозбудителя ПВ. В цепь воз буждения возбудителей, включены регулировочные реостаты РХ, Р2 и РЗ, установленные на стенде и служащие для плавного регулирования напряжения генераторов. Один провод всех генераторов заземлен, во втором установлена однополюсная коммутационная аппаратура. Вы прямительная установка ВУ служит для питания стенда пульсирующим напряжением и представляет собой электровозную выпрямительную установку, объединенную с системой регулирования напряжения элек тровоза. Принципиальная схема выпрямительной установки приведена на рис. 208. Напряжения выпрямительной установки регулируют пере ключением ступеней трансформатора и сеточным регулированием вы прямителей.

Выпрямительной установкой управляют контроллером машиниста электровоза и фазорегулятором, питающим сетки выпрямителей. От обычной преобразовательной установки электровоза система отличает ся тем, что первичная обмотка трансформатора рассчитана на напря жение 6,6 кв вместо 25 кв.

В цепи линейного генератора ЛГ (см. рис. 207) и выпрямительной установки ВУ предусмотрена быстродействующая токовая защита. К их зажимам присоединены вольтметры, смонтированные на стенде.

1. Схема для испытаний (см. рис. 206, а) собрана на стенде (см.

рис. 207). Якори испытуемых машин Я\ и Я '2 подключены соответ ственно к клеммным колонкам / и II. Начиная с машины Я [, которая подключена к зажимам Я\—ЯЯь от зажима ЯЯ\ через шунты ампер метров Ai и А2 цепь идет к зажиму 1 переключателя ПМ двигателей (переключатель находится в положении / ), затем от зажима 2 переклю чателя ПМ— к зажиму 1 реверсора Р (находящимся в положении / ).

Далее цепь идет от зажима 2 реверсора Р к зажимам КК2 через обмот ку возбуждения В2 второй машины, на зажимы К2у КК\, обмотку воз буждения Вх первой машины, шунт амперметра Л 3, зажимы 5, 6 ревер сора, на заземленный обратный провод, с провода через якорь вольто добавочной машины ВМ, контактор Кем, токовую защиту, контакторы Б или БХу зажимы 5—6—3 переключателя ПМ двигателей, шунты ампер метров Л 4, As, зажимы ЯЯ 2, шунт амперметра Л9 на якорь машины Я и затем к исходному зажиму Я\. В результате имеется последователь ная цепь двух испытуемых машин и вольтодобавочного генератора.

При проведении испытаний на пульсирующем токе вместо вольто добавочной машины включают выпрямительную установку. Параллель но зажимам 3, 4 реверсора Р включают цепь шунтировки возбуждения, которой одновременно шунтируют обмотки возбуждения обеих испытуе мых машин. В этой цепи включены индуктивный шунт ИШ, сопротивле ния переменной шунтировки Рши контактор шунтировки /Сшь сопротив ление постоянной шунтировки Рпш\ и полупроводниковые выпрямите ли ВК.

2. Силовые цепи рассматриваемой установки при ее сборке по схе ме (см. рис. 206, б) удобнее проследить, начиная от обратного заземли тельного провода.

От этого провода ток через генератор ЛГ (см. рис. 207), контактор КЛХ (токовую защиту), линейный контактор ЛК\, шунт амперметра Лб подходит к зажиму #1, где цепь разветвляется на две ветви. Одна ветвь идет через зажим Я ь якорь машины #1, зажим Я Я ь шунт амперметра А\, шунт амперметра А2, зажимы 7, 2 переключателя ПМ (положение / ), зажимы 2 реверсора Р (положение / ), зажимы КК2, обмотку В 2, за жимы /С2, KK\j К\, шунт амперметра Л 3, зажимы 5, 6 реверсора Р и на обратный заземленный провод. В этой ветви последовательно соедине ны якорь машины Я\ и обмотки возбуждения В\ и В2. Другая ветвь идет через зажим Я 2, шунт амперметра Л 9 якорь машины Я'2, зажим ЯЯ 2, шунты амперметров Л 5, А4, зажимы 3, 6, 5 переключателя ЯМ, кон тактор Б или шунт амперметра Л 7, сопротивление Р6, контактор Бх, кон тактор Кем, якорь машины ВМ, обратный заземленный провод. В этой ветви последовательно соединены якорь машины Я 2 и вольтодобавочный генератор. При этом положении переключателей машина Я\ работает в качестве двигателя, а машина Я'2 — в качестве генератора.

Если переключить реверсор Р в положение / /, то меняется поляр ность возбуждения испытуемых машин и изменяется направление их вращения.

Переключатель ПМ двигателей служит для изменения режима ра боты машины. При его установке в положение II цепь от заземленного провода до зажима Я\ не отключается. От зажима Я\ цепь разветвляет ся на две;

одна ветвь идет через зажим Яь зажим ЯЯь шунты ампермет ров А\ и А2, зажимы 1, 4, 5 переключателя ПМ, шунт амперметра А7, со противление Р6, контактор Бх, контактор Кем, якорь вольтодобавочной машины ВМ, обратный заземленный провод. В этой ветви последова тельно соединены якорь первой машины и вольтодобавочный генератор.

Другая ветвь идет через зажим Я2, якорь машины Я2', шунт ампермет ра Ад, зажимы ЯЯ2, шунты амперметров Л5 и Л 4, контакты 3, 2 переклю чателя ПМ, контакты 1, 2 реверсора Р (положение / ), контакты КК2, обмотку В2, зажимы К2у ККи обмотку В\, контакт Къ шунт ампермет ра Л3, контакты 5, 6, реверсора Р, обратный заземленный провод. В этой ветви последовательно соединены якорь машины Я 2 ' и обмотки возбуж дения обеих машин, т. е. при положении II переключателя ПМ первая машина работает в режиме генератора, вторая — в режиме двигателя.

3. При использовании стенда по методу непосредственной нагрузки ее осуществляют нагрузочным генератором, которым служит одна из испытуемых машин. Энергия нагрузки отдается в нагрузочное сопротив ление. В качестве возбудителя генератора используют вольтодобавоч ную машину ВМ.

От заземленного обратного провода (см. рис. 207) ток через выпря мительную установку ВУ, линейный контактор КЛв2, линейный контак тор ЛКтн, полностью закорачивающий сопротивление Ртн, регулируе мый сглаживающий реактор CP и шунт амперметра А6, подходит к за жиму Яь колонке 1, через якорь машины Я, зажим ЯЯь шунты ам перметров А\ и А2, зажимы 1, 2 переключателя ПМ (положение / ), за жимы 1, 2, реверсора Р (положение I) к зажиму КК2 клеммной колонки П. Зажимы К2 и КК2 соединены перемычкой. Далее цепь идет на зажим КК клеммной колонки 1, обмотку возбуждения Вх первой машины, за жим К\, шунт амперметра Л 3, зажимы 5, 6 реверсора Р (положение I) на заземленный обратный провод. В результате возникает цепь последова тельного включения выпрямительной установки ВУ, сглаживающего реактора CP и якоря тягового электродвигателя Яь Перевод реверсора Р из положения II приводит к изменению на правления вращения первой машины. Перевод переключателя в поло жение II для изменения режима работы машин, т. е. для перевода в дви гательный режим с последовательным возбуждением второй машины, может быть осуществлен только после переключений в силовой схеме:

установки перемычки между зажимами К\ и /С/(ь включения возбужде ния второй машины на зажимы К 2 и КК 2. Силовая цепь при этом по добна цепи в предыдущем случае.

Для сборки силовой цепи якоря нагрузочного генератора в случае использования второй машины в качестве генератора зажимы Я2, ЯЯ нагрузочного генератора подключают соответственно к зажимам Я2, ЯЯ2.

Питание обмотки возбуждения В2 нагрузочного генератора осуществля ют от вольтодобавочной машины ВМ через контакторы Кем и Б. К за жимам 1, 6 (3, 4) реверсора Р подключена цепь шунтировки обмоток возбуждения, которая во всех случаях остается неизменной.

20 Заказ 1278 3 Если необходимо исследовать нестационарные режимы на постоян ном токе, то для питания схемы вместо выпрямительной установки ис пользуют генератор ЛГ. Имитацию режима восстановления питания в первичной цепи осуществляют путем отключения и включения главного выключателя (при питании от выпрямительной установки ВУ) или кон тактора КЛ\ (при питании от линейного генератора ЛГ). Режим вос становления питания во вторичной цепи осуществляют отключением и включением контактора КЛв2;

режим толчка напряжения — введением и закорачиванием сопротивления Ртн;

режим обратного зажигания — включением контактора /Со3 (рис. 208);

режим короткого замыкания од ного тягового двигателя на сглаживающий реактор — включением кон тактора ЛК (см. рис. 207 и 208);

режим переброса на параллельно включенном двигателе — включением контактора ЛК к о - В этом случае параметры цепи шунтировки возбуждения и защиты для двигателя Яз (см. рис. 207) должны строго соответствовать параметрам испытуемой машины.

Основное оборудование стенда. Ниже рассматриваются требования к оборудованию, связанные со специфическим проведением исследова ний нестационарных режимов и применением метода непосредственного нагружения. Основные требования к электрооборудованию стенда зави сят от максимальных значений токов аварийных переходных процессов.

Нагрузочное сопротивление Рнг (см. рис. 207) должно быть рассчи тано на полную мощность нагрузочного генератора, т. е. (/max = 1, 3 UH и /max = 2 / „ (где /max UH и /щах» / к — максимальные и номинальные значения напряжения и т о к а ).

Регулируемое сопротивление Ртп для воспроизводства толчкообраз ного изменения питающего напряжения должно быть рассчитано на па дение напряжения на нем до 50% от максимального напряжения на за жимах испытуемого тягового двигателя и величину тока / т ах = 2 / „. Вы прямительная установка должна многократно выдерживать кратковре менные перегрузки током / т а х — 61Н при переходных процессах. На эти токи должна быть рассчитана прочность коммутирующей аппаратуры.

Это требование предъявляют к коммутирующей аппаратуре цепи токов переходных процессов, а именно, к контакторам КЛв2, «/7/Сг„, ЛКко, КЛвь к переключателю позиций, реверсору Р и двухпозиционным пере ключателям 5—11 (рис. 208) выпрямительной установки. Воздушный включатель выпрямительной установки должен быть рассчитан на раз рыв токов в переходном процессе обратного зажигания ртутных выпря мителей, т. е. U = 6 кв и /max = 15 -f- 20 ка.

Номинальная мощность питания силовой цепи стенда при исполь зовании метода непосредственной нагрузки должна быть в 6—8 раз вы ше мощности испытуемых машин. Цепь, воспроизводящая режим пере броса по коллектору, должна быть рассчитана на полную величину тока короткого замыкания выпрямительной установки.

§ 52. МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Тепловые испытания (испытания на нагревание) производят для проверки расчетной мощности двигателей по условиям нагревания, пра вильности выбора вентиляции и определения превышения температуры обмоток, коллектора и подшипников над температурой окружающего воздуха при различных режимах нагрузки.

Тепловые испытания выполняют в качестве контрольных, или типо вых, по методу возвратной работы. Типовые испытания на нагревание предусматривают испытание двигателей при длительном и часовом ре жимах с о всем оборудованием, предназначенным для охлаждения дви гателей. К контрольным испытаниям относятся испытания только в ча совом р е ж и м е при величине тока нагрузки, установленной во время ти повых испытаний.

Подготовка двигателей к тепловым испытаниям. Тепловые испыта ния производят на собранных двигателях с закрытыми люками. Двига тели должны быть в исправном состоянии. Перед испытаниями под на грузкой двигатели осматривают и проверяют их р а б о т у на холостом хо ду. При осмотре двигателя обязательно проверяют исправное состояние коллектора, состояние и сопротивление изоляции, отсутствие заедания и разбег якоря, положение траверсы щеткодержателей, правильность их установки и исправность щеточного аппарата, количество смазки в под шипниках.

Изоляция всех токоведущих частей и соединений д о л ж н а соответст вовать установленным нормам. Правильность положения траверсы обыч но проверяют при неподвижном якоре индуктивным методом, который основан на том, что при нейтральном положении щеток э. д. с. транс формации между о б м о т к а м и главных п о л ю с о в и якоря равна нулю.

Этот метод в принципе прост, но не всегда позволяет добиться точно ну левых отсчетов вольтметра, и приходится ограничиваться одинаковыми наименьшими отклонениями стрелки в о б е стороны от нуля.

Проверку тяговых двигателей на х о л о с т о м ходу производят д о уста новки их на стенд при пониженной скорости вращения и напряжении, со ставляющем Ve—Vio номинального значения. При вращении якоря с по ниженными скоростями проверяют отсутствие вибрации и стука щеток, стука подшипников и шума от задевания в р а щ а ю щ е г о с я якоря за непо движные части. При удовлетворительных результатах проверки скорость вращения повышают д о номинальной. П о с л е остановки машины осмат ривают щетки и проверяют качество их притирки к коллектору, причем нормально притертая поверхность должна составлять не менее 7 5 % их контактной поверхности. При худшей притирке щеток поверхность до водят до нормы при помощи стеклянной бумаги.

Тепловым испытаниям д о л ж н о предшествовать измерение сопро тивления о б м о т о к в холодном состоянии. О т его точности зависит пра вильность определения температуры перегрева о б м о т о к и рабочих характеристик машины. П о э т о м у при измерениях надо с о б л ю д а т ь усло вия, обеспечивающие в ы с о к у ю точность этих замеров. Одним из основ ных условий является холодное состояние о б м о т о к, под которым соглас но Г О С Т у 183—66 понимается такое, когда температура всех частей ма шины не отличается от о к р у ж а ю щ е й более чем на 3 ° С. Проверку этого состояния производят термометром, шарик которого, плотно обвернутый станиолью, прикладывают к коллектору, накрывают ватой или асбестом и выдерживают в таком положении не менее 5 — 7 мин. Если машина длительное время не работала, то температура всех других частей будет также равна этой температуре обмотки якоря.

Второе не менее важное условие — с п о с о б измерения сопротивления обмоток, который обычно правилами не регламентирован и выбирается в каждом конкретном случае произвольно. Из всех известных с п о с о б о в наиболее распространенным и практически у д о б н ы м при испытаниях тяговых двигателей является метод вольтметра — амперметра, который обеспечивает высокую точность при применении приборов класса 0,2—0,5.

Замер сопротивления обычно производят по схеме (рис. 209), со гласно которой для у д о б с т в а измерений регулируемое напряжение U подводят к последовательной цепи, включающей обмотки главных полю 20* с о в, якоря дополнительных п о л ю с о в. В о л ь т м е т р ы к в ы в о д а м катушек главных и д о п о л н и т е л ь н ы х п о л ю с о в п р и с о е д и н я ю т с т а ц и о н а р н ы м и за ж и м а м и, к о б м о т к е я к о р я — при п о м о щ и д в у х щ у п о в, у с т а н о в л е н н ы х на д в у х коллекторных пластинах, р а с п о л о ж е н н ы х п о д серединами щ е т о к различной п о л я р н о с т и на р а с с т о я н и и о д н о г о п о л ю с н о г о деления. Д л я т о г о ч т о б ы я к о р ь при испытаниях не в р а щ а л с я, его предварительно на д е ж н о з а т о р м а ж и в а ю т. В м о м е н т з а м е р о в т о к у с т а н а в л и в а ю т по ампер метру А в п р е д е л а х 2 0 — 2 5 % о т н о м и н а л ь н о г о и при 3 — 4 различных зна чениях т о к а п р о и з в о д я т о т с ч е т падения напряжения по в о л ь т м е т р а м V u V2, V3, а т а к ж е и з м е р я ю т тем п е р а т у р у о к р у ж а ю щ е й среды.

К о л л е к т о р н ы е пластины, на ко т о р ы х и з м е р я л о с ь падение на 0») кк и л » пряжения, н а д о пометить ме " л о м или краской с тем, ч т о б ы их п о с т о я н н о и с п о л ь з о в а т ь при п о с л е д у ю щ и х измерениях для ГП ДП получения б о л е е точных ре зультатов.

Д а н н ы е з а м е р о в вписыва ю т в п р о т о к о л и, используя их, Рис. 209. Схема измерения сопротивления по закону Ома определяют методом вольтметра — амперметра с р е д н е е значение с о п р о т и в л е ния о б м о т о к. И з м е р е н н о е с о противление ненагретои машины г х для сравнения с расчетным д о л ж но б ы т ь приведено к т е м п е р а т у р е 20° С :

(396) r20 = rxtt + а ( 2 0 - /, ) ], где г2о — с о п р о т и в л е н и е при т е м п е р а т у р е 20° С ;

t x — т е м п е р а т у р а, при к о т о р о й п р о и з в о д и л о с ь измерение;

а — т е м п е р а т у р н ы й коэффициент.

Д л я медных о б м о т о к т е м п е р а т у р н ы й к о э ф ф и ц и е н т а = (397) 235 + tx Д л я всех н о в ы х машин с о п р о т и в л е н и е о б м о т о к при т е м п е р а т у р е 2 0 ° С д о л ж н о соответствовать расчетному с допуском ± 5 %. Для тяго вых машин п о с л е к а п и т а л ь н о г о ре Таблица монта д о п у с к а е т с я о т к л о н е н и е с о противления д о ± 8 %, а п о с л е с р е д - Сопротивление в ом при 2 0 ° С Тяговый него и п р о п и т о ч н о г о р е м о н т а ± 1 0 %. Дополни двига- Главные В т а б л. 45 приведены величины тельные Якорь тель полюсы полюсы сопротивления о б м о т о к т я г о в ы х дви гателей э л е к т р о в о з о в, полученные по 0, 0, НБ-406Б 0, о п ы т н ы м данным. 0, 0, НБ-412М 0, НБ-414В 0,01157 0,01092 0, Выбор схемы и измерительных п р и б о р о в для т е п л о в ы х испытаний т я г о в ы х двигателей. П о с л е з а м е р а а к т и в н о г о с о п р о т и в л е н и я в х о л о д н о м с о с т о я н и и п р о в о д я т т е п л о в ы е испы тания по м е т о д у в з а и м н о й нагрузки, с у щ н о с т ь к о т о р о г о описана выше, П р и проведении т е п л о в ы х испытаний чрезвычайно в а ж е н в ы б о р п р и б о ров, о б е с п е ч и в а ю щ и х в ы с о к у ю т о ч н о с т ь измерений. Т а к, н е о б х о д и м о, что бы при проведении з а м е р о в отклонения с т р е л о к п р и б о р о в были в по следней трети их шкал.

При измерении тока и напряжения надо использовать электроизме рительные приборы не ниже 1-го класса. Для измерения температуры о к р у ж а ю щ е й среды применяют термометры ( 2 — 3 шт.), которые уста навливают на уровне вала якоря так, чтобы они не омывались струей теплого воздуха, выходящего из машины, и находились от нее на рас стоянии 1—2 м. Температуру о к р у ж а ю щ е й среды определяют как сред нее значение из показаний термометров, а при испытании машин с самовентиляцией ее принимают равной температуре о х л а ж д а ю щ е г о воздуха.

Тяговые двигатели электровозов имеют независимую вентиляцию, при которой температура о х л а ж д а ю щ е г о воздуха, как правило, несколь ко выше температуры о к р у ж а ю щ е г о воздуха из-за подогрева его теп лом, выделяющимся при трении воздуха о лопатки вентилятора и стен ки воздухопроводов. При этом н е о б х о д и м о температуру о х л а ж д а ю щ е г о воздуха замерять отдельно, для чего термометры устанавливают в па трубок вентиляционной системы перед входом в двигатель, изолируют асбестовой бумагой от стенки патрубка и измеряют температуру возду ха после того, как установлен его необходимый расход. Р а с х о д воздуха регулируют при помощи заслонок, предусмотренных в воздухопроводах, и определяют по статическому напору в коллекторной камере машины, который измеряют дифференциальным манометром или микроманомет ром (в мм вод. ст.). Ш и р о к о е распространение получил U-образный ма нометр, который прост в эксплуатации, дает показания с достаточной точностью и может быть легко изготовлен. Номинальный р а с х о д возду ха для тяговых двигателей приведен в табл. 17.

Методика испытания двигателей под нагрузкой и измерения темпе ратуры о б м о т о к. При тепловых испытаниях машины под нагрузкой не прерывно контролируют ток нагрузки, рабочее напряжение, скорость вращения, температуру неподвижных о б м о т о к, подшипников и о х л а ж дающей среды, а т а к ж е р а с х о д и температуру о х л а ж д а ю щ е г о воздуха.

Для определения температуры о б м о т о к из всех известных с п о с о б о в наи большее распространение получил метод сопротивления, который яв ляется наиболее простым и позволяет с достаточной точностью устано вить среднюю температуру проводников обмотки. Определение темпера туры этим методом основано на свойстве металлических проводников изменять сопротивление в зависимости от температуры по линейному закону:

(398) rH = rxU+a(tH-tx)], где г п — сопротивление проводника в нагретом состоянии;

/ н — т е м п е р а т у р а нагрева проводника.

Подставив в уравнение (398) значение а из уравнения (397);

полу чим, что температура нагрева медных проводов (399) tH = -^^-(235 + tx) + tx.

'л Если в формуле (399) число 235 заменить на 245, то она может быть использована и при определении нагрева алюминиевых обмоток. Зная сопротивление обмотки в холодном состоянии и измерив его по оконча нии работы в режиме нагрузки, м о ж н о определить температуру нагрева обмотки.

Превышение температуры о б м о т о к над температурой о к р у ж а ю щ е й среды т определяют по формуле *= t -t = ^ I Z L l (235 + tx). (400) H x Гх Формула (400) справедлива только в том случае, когда температу ра о х л а ж д а ю щ е г о воздуха равна температуре о к р у ж а ю щ е й среды и во время испытаний не изменяется. Если температура о х л а ж д а ю щ е г о воз духа отличается от температуры о к р у ж а ю щ е й среды, что наблюдается при испытании машин с независимой вентиляцией, или температура о к р у ж а ю щ е г о воздуха к моменту замера сопротивления изменилась, то в уравнение (400) вводят поправку, и оно имеет вид ^ ^ т= (235 + + + (401) 'х где te — температура о к р у ж а ю щ е г о ( о х л а ж д а ю щ е г о ) воздуха в момент измерения сопротивления.

При тепловых испытаниях н е о б х о д и м о тщательно следить за по стоянством нагрузки, скорости вращения и количеством о х л а ж д а ю щ е г о • воздуха, снимая через каждые 10—15 мин показания всех измеритель ных приборов и фиксируя результаты в журнале испытаний. В момент окончания испытания, после последней записи показания приборов, ма шины б ы с т р о останавливают, фиксируя время и включая секундомер.

Для остановки машин, испытываемых методом взаимной нагрузки, отключают вспомогательный двигатель (или линейный генератор) и уси ливают возбуждение вольтодобавочной машины с тем, чтобы ток в испы туемых машинах был близок к току нагрузки при испытании. В р а щ а ю щие моменты спаренных испытуемых машин при этом направлены в противоположные стороны, что вызывает б ы с т р у ю остановку машин.

После остановки машины подача о х л а ж д а ю щ е г о воздуха прекращается.

Д л я определения температуры обмотки якоря по окончании испы тания под нагрузкой, после остановки машин, якорь устанавливают по воротом от руки в такое положение, чтобы измерение падения напряже ния производилось на тех ж е коллекторных пластинах, на которых опре делялось сопротивление холодной обмотки якоря. Первый такой замер сопротивления практически в о з м о ж н о осуществить только через 25— 30 сек после остановки для вспомогательных машин и 30—45 сек для тяговых. П о э т о м у его величина не м о ж е т определять температуру о б мотки якоря в момент окончания режима. Эту температуру определяют методом экстраполяции кривой остывания в момент отключения, сущ ность к о т о р о г о изложена в Г О С Т е 183—66.

Величины сопротивлений обмотки якоря в нагретом состоянии, по лученные указанным с п о с о б о м, подставляют в уравнение (401) для опре деления при известном значении г х перегрева обмотки в конце режима.

П о д о б н ы м о б р а з о м подсчитывают температуры перегрева о б м о т о к по л ю с о в ;

результаты подсчетов по всем о б м о т к а м сравнивают с нормами ( Г О С Т ы 2582—66 и 8 8 6 5 — 5 8 ).

Виды тепловых испытаний тяговых двигателей. При испытаниях прежде всего определяют часовой ток, являющийся током нагрузки при контрольных тепловых испытаниях. Величину тока определяют методом постепенного приближения: первоначально двигатель испытывают при расчетном токе и нормальной вентиляции, затем в случае несоответст вия нагрева о б м о т о к установленным нормам испытания с новыми зна чениями тока повторяют д о получения необходимых результатов. Перед началом повторных испытаний двигатель должен остыть. При корректи ровке величины тока м о ж н о исходить из того, что перегрев о б м о т о к примерно пропорционален квадрату тока.

После определения часового (кратковременного) тока находят также длительный ток нагрузки, при котором перегрев всех частей ма шины после работы в течение произвольно продолжительного времени соответствует нормам. Испытание на нагревание длительным током со стоит в том, что двигатель, нагруженный таким с п о с о б о м, работает при номинальном напряжении и скорости, соответствующих длительной на грузке до тех пор, пока не прекратится возрастание температуры всех его частей. Температуру какой-либо части двигателя считают практиче ски установившейся, если ее изменение в течение 1 ч не превышает Г С при неизменных нагрузке машины и температуре о х л а ж д а ю щ е й среды.

Для сокращения времени испытания допускается до начала испы тательного режима предварительный подогрев двигателя более высо ким током, после чего устанавливается необходимый режим нагрузки.

Если по окончании испытания на длительном режиме требуется его повторить при другом токе (меньшем или б о л ь ш е м ), то целесообразно для экономии времени эти испытания проводить одно за другим, чтобы двигатель не мог сильно остыть. В процессе испытаний через каждые 10—15 мин описанным выше с п о с о б о м измеряют температуру перегрева всех частей двигателя, температуру о к р у ж а ю щ е й среды и о х л а ж д а ю щего воздуха и контролируют его расход. Если при контрольных испы таниях температуру якоря измеряют только по окончании режима, то при испытании на длительный режим такие замеры м о ж н о производить через определенные промежутки времени (обычно не р е ж е чем через 45—60 мин). Чтобы избежать значительного охлаждения коллектора и обмоток, б ы с т р о останавливают двигатели и измеряют сопротивление обмотки якоря. Для э т о г о двигатели о т к л ю ч а ю т о т сени, выключают вен тиляцию и усиливают ток вольтодобавочной машины, действующей при этом как электрический тормоз. На остановку двигателя и измерение сопротивления затрачивается не более 45—60 сек.


Для ускорения измерения падения напряжения в о б м о т к е якоря м о ж н о вместо щупов применять измерительные графитовые щетки диа метром 4 — 5 мм. Их встраивают в две основные щетки, расположенные одна от другой на расстоянии п о л ю с н о г о деления по коллектору, и под ключают к измерительному прибору в момент остановки якоря. Для большей точности замеров измерительные щетки изолируют от основ ных и во избежание порчи прибора при вращении якоря отключают от него рубильником. П о с л е окончания измерений двигатели пускают вновь, восстанавливают п р е ж н ю ю нагрузку, включают вентилятор, и ис пытательный режим продолжается. Когда прекращается возрастание температуры всех о б м о т о к машины, производят все измерения, которые выполняют по окончании режима при испытании на нагревание, и изме р я ю т температуру коллектора термометром. Нагрев о б м о т о к рассчиты в а ю т по ф о р м у л е (401), в к о т о р у ю подставляют среднее значение тем пературы о х л а ж д а ю щ е г о воздуха ( о к р у ж а ю щ е й среды) за последний час длительного режима.

При тепловых испытаниях тяговых двигателей магистральных элек т р о в о з о в для одного из двигателей к а ж д о г о типа снимают сетку кривых нагревания и охлаждения, представляющих с о б о й зависимость темпера туры перегрева о б м о т о к т от времени t при различных значениях тока нагрузки / и от количества о х л а ж д а ю щ е г о воздуха Q. Эти кривые ис пользуют для тяговых расчетов и снимают при 8 — 1 0 значениях тока в диапазоне 4 0 — 1 6 0 % номинального тока, при номинальном напряжении и расходе воздуха, с о с т а в л я ю щ е м 100, 75 и 0 % от расчетного расхода.

Испытания проводят так же, как и при определении длительного режима;

отличие состоит в том, что начинают нагревать холодный дви гатель и п р о д о л ж а ю т нагрев д о прекращения возрастания температуры без изменения р е ж и м а нагрузки и о х л а ж д е н и я. Р е ж и м ы о х л а ж д е н и я о с у щ е с т в л я ю т от м а к с и м а л ь н о д о п у с т и м о г о нагрева д о х о л о д н о г о с о стояния двигателя при о т с у т с т в и и нагрузки и д о у с т а н о в и в ш е й с я темпе р а т у р ы при наличии нагрузки. Т е м п е р а т у р у о б м о т о к з а м е р я ю т через к а ж д ы е 30 мин м е т о д о м сопротивления. С к о р о с т ь вращения машин при испытаниях п о д д е р ж и в а ю т п о с т о я н н о й и с о о т в е т с т в у ю щ е й т о к у нагруз ки по р а б о ч и м х а р а к т е р и с т и к а м. К р и в у ю остывания с н и м а ю т без тока в о б м о т к а х и при н е в р а щ а ю щ е м с я якоре. Д л я снятия кривых нагрева при н а г р у з к а х б о л ь ш е ч а с о в о й з а м е р ы т е м п е р а т у р ы ( с о п р о т и в л е н и я ) произ водят д в а ж д ы : перед началом р е ж и м а, когда двигатель холодный, и в конце р е ж и м а. О с т а н о в к и д в и г а т е л я в п р о ц е с с е э т о г о испытания не д о пускаются.

сэ ©io «о II J- И S г °С 1*375 а 1=335 а ьо 2к чО 1U 1*120 а п-0 1= 200 300 500 tч If 1 Рис. 210. Кривые нагрева и остывания обмотки якоря двигателя НБ-406Б (U = 1500 в;

Q = 95 мЧмин) Р е з у л ь т а т ы испытаний для к а ж д о й о б м о т к и ( я к о р я, главных и д о полнительных п о л ю с о в ) п р е д с т а в л я ю т в виде кривых %=%(t) при п о с т о янных значениях IU и Q. Н а рис. 2 1 0 — 2 1 2 приведены такие кривые для т я г о в ы х двигателей Н Б - 4 0 6 Б, Н Б - 4 1 2 М и Н Б - 4 1 4 В.

§ 53. МЕТОДЫ СНЯТИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Р а б о ч и е х а р а к т е р и с т и к и т я г о в ы х двигателей п р е д с т а в л я ю т с о б о й з а в и с и м о с т ь с к о р о с т и в р а щ е н и я, в р а щ а ю щ е г о м о м е н т а и к. п. д. на ва лу от т о к а в цепи якоря. И х с н и м а ю т при т и п о в ы х испытаниях двига телей.

О п р е д е л е н и е к. п. д. О п ы т н о е о п р е д е л е н и е к. п. д. э л е к т р и ч е с к и х ма шин м о ж н о п р о и з в о д и т ь н е п о с р е д с т в е н н ы м или косвенным м е т о д о м. Д л я т я г о в ы х двигателей э л е к т р о в о з о в, и м е ю щ и х м о щ н о с т ь в н е с к о л ь к о сотен киловатт, н а и б о л е е у д о б н о о п р е д е л я т ь к. п. д. косвенным м е т о д о м по с п о с о б у взаимной нагрузки или о т д е л ь н ы х потерь.

П р и о б о и х с п о с о б а х к о с в е н н о г о м е т о д а к. п. д. в ы ч и с л я ю т как о т ношение полезной м о щ н о с т и к п о д в е д е н н о й м о щ н о с т и, равной произ ведению р а б о ч е г о напряжения на ток, т. е.

г, = 1 0 0 - А — 100 -* о/о (402) UI AP VI VI ' 1 v или Из в ы р а ж е н и я (402) видно, что э т о т м е т о д б о л е е точен по с р а в н е н и ю с методами н е п о с р е д с т в е н н о г о определения потерь, т а к как значение потерь 2 Л Р в х о д и т в в ы р а ж е н и е как о т н о ш е н и е к полезной м о щ н о с т и, и погрешности измерения о т р а ж а ю т с я на р е з у л ь т а т а х тем с л а б е е, чем меньше э т о отношение. П р и к о с в е н н о м м е т о д е определения к. п. д. спо с о б взаимной нагрузки применим в т о м случае, к о г д а т р е б у е т с я о б щ а я оценка к. п. д.

О д и н а к о в ы е по м о щ н о с т и и типу двигатели с о е д и н я ю т п о с х е м е взаимной нагрузки с линейным г е н е р а т о р о м (см. рис. 206) и н а г р у ж а ю т при номинальной с к о р о с т и в р а щ е н и я так, ч т о б ы с р е д н е е а р и ф м е т и ч е с кое значение т о к о в я к о р е й о б о и х двигателей р а в н я л о с ь н о м и н а л ь н о м у значению. Н а п р я ж е н и е на я к о р е д о л ж н о о т л и ч а т ь с я от н о м и н а л ь н о г о на величину падения н а п р я ж е н и я в я к о р е и з а в и с и т о т т о г о, в к а к о м р е ж и ме р а б о т а е т и с п ы т у е м а я м а ш и н а (в к а ч е с т в е г е н е р а т о р а или д в и г а т е л я ).

Величина потерь при испытании по с п о с о б у в з а и м н о й нагрузки равна м о щ н о с т и, з а б и р а е м о й из сети и о т д а в а е м о й в о л ь т о д о б а в о ч н о й м а ш и ной, т. е.

2APde + 2APe = UcIc + UeJm, где 2ДРве — потери м о щ н о с т и в и с п ы т у е м о й машине, р а б о т а ю щ е й в ре жиме двигателя;

2 Д Р г — потери в машине, р а б о т а ю щ е й в р е ж и м е г е н е р а т о р а ;

UeM — н а п р я ж е н и е в о л ь т о д о б а в о ч н о й м а ш и н ы ;

1вм — ток, п р о т е к а ю щ и й через в о л ь т о д о б а в о ч н у ю машину.

Если считать, что потери в о б е и х сочлененных м а ш и н а х одинаковы, т о м о щ н о с т ь на валу двигателя Р2 = U d J d e - f (403) где Vde — напряжение, п о д в о д и м о е к д в и г а т е л ю ;

1дв — т о к двигателя.

О т с ю д а к. п. д. двигателя Л=. (404) [] идв1дв Н е д о с т а т о к э т о г о с п о с о б а з а к л ю ч а е т с я в т о м, что он п о з в о л я е т оп ределить с р е д н е е значение к. п. д. д в у х о д н о т и п н ы х двигателей в пред положении р а в е н с т в а их потерь. В д е й с т в и т е л ь н о с т и у машин с о д и н а ковыми п а с п о р т н ы м и д а н н ы м и потери о б ы ч н о не о д и н а к о в ы из-за р а з ницы в сопротивлении о б м о т о к, с к о р о с т и в р а щ е н и я и пр. Д л я б о л ь ш е й точности определения к. п. д. э т и м с п о с о б о м з а м е р ы н а д о п р о и з в о д и т ь т о л ь к о п о с л е т о г о, как о б м о т к и двигателей нагреты д о р а б о ч е й т е м п е ратуры.

С п о с о б о т д е л ь н ы х п о т е р ь б о л е е точен и з а к л ю ч а е т с я в т о м, что в ма шине опытным путем о п р е д е л я ю т о т д е л ь н о электрические А Р э, магнит ные А Р м а г, механические АРмех добавочные АРдоп потери и потери в ще точных контактах Д Р щ. Их сумму подставляют в формулу (см. рис. 4 0 2 ), п о з в о л я ю щ у ю определить к. п. д. довольно точно.

Электрические потери в каждой о б м о т к е определяют как произведе ние квадрата тока на сопротивление, измеренное описанным выше спо с о б о м и приведенное к рабочей температуре 75° С для изоляции класса А и 110° С для изоляции класса В, F и Н по формуле (398). Электрические потери в переходных контактах щеток равны произведению тока на паде ние напряжения на двух щетках, которое по стандартным нормам со ставляет 3 в для щеток без шунтов и 2 в для щеток с шунтами. Допол нительные потери обычно принимают по нормам, указанным в Г О С Т е 2582—66.

Магнитные и механические потери, называемые потерями холосто го хода, определяют по методу независимого возбуждения при холостом ходе двигателя. Д л я э т о г о обмотки испытываемого двигателя включают по схеме (рис. 213), устанавливают постоянное (допустим, номиналь ное) значение тока возбуждения 1 в и при различных значениях напря жения на з а ж и м а х цепи якоря фиксируют по току / Л и напряжению и я мощность, п о д в о д и м у ю к двигателю во всем диапазоне скорости враще ния якоря (от минимальной д о максимальной). П о с л е этого устанавли вают д р у г у ю величину тока возбуждения и повторяют измерения сно ва. Пренебрегая потерями в меди обмотки якоря, так как они очень м а лы, м о ж н о считать, что измеренная мощность затрачивается на покры тие магнитных и механических потерь при установленном токе в о з б у ж дения. Эти потери обычно определяют в диапазоне токов возбуждения, составляющих 2 0 — 2 0 0 % номинального значения, и по результатам ис пытаний строят семейство кривых потерь х о л о с т о г о хода Рхх = Рхх(п) при U = const. На рис. 214 приведены кривые Рхх = Рхх(п) для тяговых двигателей НБ-406Б, НБ-412М, НБ-414В.

Д л я выделения механических потерь из найденных потерь х о л о с т о го хода в тяговых двигателях последовательного возбуждения обмотки соединяют по схеме, данной на рис. 215, подводят регулируемое напря жение и проводят опыт х о л о с т о г о хода. При различных скоростях вра щения машины измеряют ток и напряжение и определяют механические потери, так как электрические и магнитные потери при этом практически равны нулю.


П о данным этих измерений т а к ж е строят зависимость АРмех = = ДРмех{п), к о т о р у ю для у д о б с т в а наносят на один график потерь хо лостого хода (см. рис. 214). Если из потерь х о л о с т о г о хода вычесть ме ханические потери, т о полученная р а з н о с т ь с о с т а в и т магнитные потери в стали машины.

Разделение п о т е р ь х о л о с т о г о х о д а на магнитные и механические м о ж н о произвести и не п р о в о д я опыта х о л о с т о г о х о д а по схеме (рис. 2 1 5 ). Д л я э т о г о по полученным д а н н ы м при определении с у м м а р н ы х потерь х о л о с т о г о х о д а н е о б х о д и м о п о с т р о и т ь кривые Рхх = Рхх(ия) при п = const и, э к с т р а п о л и р у я их, п р о д о л ж и т ь д о пересечения с о с ь ю ординат, на к о т о р о й они о т с е к у т отрезки, р а в н ы е в принятом м а с ш т а б е механическим п о т е р я м для к а ж д о г о значения с к о р о с т и вращения. П о найденным значениям механических потерь с т р о я т з а в и с и м о с т ь АРмех = = ЛРмех{п) с п о м о щ ь ю к о т о р о й в ы ч и с л я ю т магнитные потери. Э т о т с п о с о б у д о б е н при испытаниях двигателей н е з а в и с и м о г о в о з б у ж д е н и я, для к о т о р ы х п р о в е с т и о п ы т х о л о с т о г о х о д а по с х е м е, данной на рис. 215, не п р е д с т а в л я е т с я в о з м о ж н ы м. О д н а к о из-за п о г р е ш н о с т е й при э к с т р а поляции кривых механические потери этим м е т о д о м о п р е д е л я ю т с я менее точно, чем при о п ы т е х о л о с т о г о х о д а.

Рис. 214. Кривые потерь холо стого хода и механических потерь для тяговых двигате лей:

14000 а — НБ-406Б;

б — НБ-412М;

в — НБ-414В;

сплошные кривые — потери холостого хода;

штриховые кривые — механические потери 400 800 1200 п об/мин в) 6) Д л я определения потерь трения п о д щ е т к а м и при опыте х о л о с т о г о хода по с х е м е (рис. 215) с н и м а ю т з а в и с и м о с т ь механических потерь от с к о р о с т и вращения к о л л е к т о р а при п о л н о м количестве щеток, у с т а н о в ленных на коллекторе, и при у м е н ь ш е н н о м, например, вдвое. Д л я о б о и х случаев с т р о я т кривые Д Р м е х = АРМех(п). Р а з н о с т ь м е ж д у такими кри выми д а е т величину п о т е р ь на трение п о д снятыми щ е т к а м и Д Р щ. П о л а гая, что потери на трение п о д к а ж д о й щеткой о д и н а к о в ы, о б щ и е потери под всеми щ е т к а м и д рщ = m^PMex-bPMexi) ^ (405) т где — п о л н о е к о л и ч е с т в о щ е т о к машины и количество ще т и т т о к при испытании;

— механические потери при полном и уменьшенном Д Рмех и АР мех) числе щ е т о к.

Рис. 215. Схема для определения механических потерь Если т р е б у е т с я о с о б е н н о т о ч н о р а з д е л и т ь механические потери, не о б х о д и м о применить т а р и р о в а н н ы й двигатель, с п о м о щ ь ю к о т о р о г о ис пытуемый д в и г а т е л ь б у д е т р а б о т а т ь в н е в о з б у ж д е н н о м и отключенном с о с т о я н и и. П о т е р и о п р е д е л я ю т путем измерения полезной м о щ н о с т и т а р и р о в а н н о г о двигателя. Р а з н о с т ь м о щ н о с т е й при у с т а н о в л е н н ы х и пол н о с т ь ю снятых щ е т к а х п р е д с т а в л я е т с о б о й потери на трение п о д щ е т ками.

И с п о л ь з у я перечисленные м е т о д ы разделения потерь, всегда м о ж н о найти потери для различных н а г р у з о к и р е ж и м о в р а б о т ы, отдельные по тери и их с у м м ы ;

с п о м о щ ь ю в ы р а ж е н и я - ( 4 0 2 ) д о с т а т о ч н о т о ч н о р а с с ч и т а т ь к. п. д. м а ш и н ы и п о с т р о и т ь з а в и с и м о с т ь ц = г\ (п) при U = const.

Д л я т я г о в ы х двигателей эти з а в и с и м о с т и о б ы ч н о с т р о я т для тех ж е р е ж и м о в р а б о т ы, что и с к о р о с т н ы е х а р а к т е р и с т и к и.

Снятие с к о р о с т н ы х х а р а к т е р и с т и к. Д л я снятия с к о р о с т н ы х х а р а к т е р и с т и к и с п ы т у е м ы е двигатели у с т а н а в л и в а ю т на стенд и в к л ю ч а ю т по с х е м е в з а и м н о й нагрузки ( с м. рис. 2 0 6 ), в к о т о р о й п р е д у с м о т р е н а воз м о ж н о с т ь изменения не т о л ь к о т о к а и н а п р я ж е н и я, но и степени в о з б у ж дения.

С к о р о с т ь в р а щ е н и я якоря зависит от сопротивления о б м о т о к :

п=, (406) СФ где Игэв — внутреннее с о п р о т и в л е н и е о б м о т о к д в и г а т е л я ;

С — постоянный коэффициент;

Ф — магнитный п о т о к двигателя.

П е р е д началом испытаний двигатели п о э т о м у н е о б х о д и м о н а г р е в а т ь д о р а б о ч е й т е м п е р а т у р ы т о к о м нагрузки. С к о р о с т н ы е характеристики двигателей п о с л е д о в а т е л ь н о г о в о з б у ж д е н и я с н и м а ю т при п о с т о я н н о м напряжении и различных т о к а х нагрузки путем о д н о в р е м е н н о г о и з м е р е ния т о к а цепи я к о р я и с к о р о с т и в р а щ е н и я я к о р я т а х о м е т р о м или т а х о с к о п о м. Х а р а к т е р и с т и к у с н и м а ю т для о б е и х направлений вращения в д и а п а з о н е от м а к с и м а л ь н о д о п у с т и м о й с к о р о с т и д о минимальной, с о о т в е т с т в у ю щ е й д в о й н о й перегрузке. П о данным измерений с т р о я т с р е д ние з а в и с и м о с т и с к о р о с т и вращения я к о р я от т о к а нагрузки при п о с т о я н ном напряжении сети.

Д л я т я г о в ы х двигателей с к о р о с т н ы е х а р а к т е р и с т и к и с н и м а ю т при номинальном напряжении и всех ступенях о с л а б л е н и я поля, а т а к ж е при п об/мин в=100% 200 Ш 600 1 а 200 Ш 600 800 1 а а) 6) Рис. 216. Рабочие характеристики тяговых двигателей:

а — НБ-406Б;

б — НБ-412М пониженном напряжении, с о о т в е т с т в у ю щ е м различным соединениям двигателей. Степень в о з б у ж д е н и я,р во всех с л у ч а я х у с т а н а в л и в а ю т п о показаниям а м п е р м е т р о в в цепи я к о р я ( / Л ) и в о з б у ж д е н и я (1 в ):

Р= А. (407) *я При испытаниях на о с л а б л е н н о м поле н е о б х о д и м о постоянно сле дить за п о с т о я н с т в о м величины р, т а к как из-за н е о д и н а к о в о г о измене ния т е м п е р а т у р ы о б м о т о к в о з б у ж д е н и я и ш у н т и р у ю щ е г о сопротивления величина р м о ж е т изменяться. К р о м е э т о г о, при испытаниях надо сле дить за искрением щ е т о к и о т м е ч а т ь к л а с с к о м м у т а ц и и.

Н а рис. 216 и 217 приведены с к о р о с т н ы е характеристики различных тяговых двигателей э л е к т р о в о з о в.

Характеристики холостого х о д а и нагрузочные характеристики. Х а рактеристики х о л о с т о г о х о д а в ы р а ж а ю т з а в и с и м о с т ь э. д. с. Е от тока в о з б у ж д е н и я 1 в при номинальной с к о р о с т и вращения якоря п н = const.

В определенном м а с ш т а б е они в ы р а ж а ю т з а в и с и м о с т ь потока Ф от тока 1в. О б ы ч н о х а р а к т е р и с т и к у х о л о с т о г о х о д а с т р о я т в с и с т е м е к о о р д и н а т Е Е — = — ( / в ), что в е с ь м а у д о б н о для практических целей.

п п М нГм Рис. 217. Рабочая характеристика тягового двигателя НБ-414В Д л я снятия х а р а к т е р и с т и к и х о л о с т о г о х о д а д в и г а т е л ь в о з б у ж д а ю т по с х е м е (см. рис. 213) и в н е н а г р у ж е н н о м с о с т о я н и и п р и в о д я т во вра щение п о с т о р о н н и м д в и г а т е л е м с п о с т о я н н о й с к о р о с т ь ю ( ж е л а т е л ь н о с н о м и н а л ь н о й ). П р и изменении тока в о з б у ж д е н и я в д и а п а з о н е о т нуля д о м а к с и м а л ь н о г о о п р е д е л я ю т величину э. д. с. якоря при различных значе ниях т о к а в о з б у ж д е н и я. П о д а н н ы м испытаний с т р о я т с я характеристики — = — (Is) (рис. 218, б ).

п п В с л е д с т в и е явлений гистерезиса кривая х о л о с т о г о х о д а, снятая при увеличении т о к а в о з б у ж д е н и я, не с о в п а д а е т с кривой, снятой при его уменьшении, п о э т о м у р е к о м е н д у е т с я с н и м а т ь о б е эти кривые и строить с р е д н ю ю. О б я з а т е л ь н ы м у с л о в и е м при снятии х а р а к т е р и с т и к и являет ся изменение т о к а в о з б у ж д е н и я т о л ь к о в о д н о м направлении. Так, если кривую с н и м а ю т при уменьшении т о к а, т о он д о л ж е н т о л ь к о у б ы в а т ь, при увеличении — т о л ь к о в о з р а с т а т ь. Н е с о б л ю д е н и е э т о г о у с л о в и я по нижает т о ч н о с т ь измерений и и с к а ж а е т х а р а к т е р з а в и с и м о с т и.

Т а к как при построении кривой х о л о с т о г о х о д а по оси о р д и н а т от к л а д ы в а ю т не э. д. е., а ее о т н о ш е н и е к с к о р о с т и в р а щ е н и я я к о р я, т о не к о т о р ы е отклонения с к о р о с т и в р а щ е н и я от у с т а н о в л е н н о й практического значения не и м е ю т, что с у щ е с т в е н н о о б л е г ч а е т п р о в е д е н и е испытаний.

Если при снятии кривой х о л о с т о г о х о д а не с т р е м я т с я д о с т и г н у т ь в ы с о к о й точности, т о эти кривые м о г у т б ы т ь п о с т р о е н ы по д а н н ы м о п ы т а о п р е д е Е ления п о т е р ь х о л о с т о г о х о д а путем расчета величины — для различных п значений т о к а в о з б у ж д е н и я.

Н а г р у з о ч н ы е характеристики о б ы ч н о с н и м а ю т т о л ь к о для т я г о в ы х двигателей, р а б о т а ю щ и х в р е ж и м е т о р м о ж е н и я. Эти характеристики а) б) Рис. 218. Кривые n = n(Ie)\ Е = Е(1в) при / л = const Е и— п п р е д с т а в л я ю т с о б о й з а в и с и м о с т ь н а п р я ж е н и я на я к о р е г е н е р а т о р а от т о ка в о з б у ж д е н и я при п о с т о я н н ы х с к о р о с т я х в р а щ е н и я и п о к а з ы в а ю т, как изменяется х а р а к т е р и с т и к а х о л о с т о г о х о д а при п е р е х о д е к н а г р у ж е н ному с о с т о я н и ю из-за искажения о с н о в н о г о п о т о к а реакцией якоря и п а дения напряжения в его цепи.

Д л я тяговых двигателей н а г р у з о ч н ы е х а р а к т е р и с т и к и, как правило, строят по с к о р о с т н ы м х а р а к т е р и с т и к а м, т а к как испытания по с х е м е не посредственной нагрузки з а т р у д н и т е л ь н ы и т р е б у ю т с л о ж н о г о о б о р у д о вания. П о с т р о е н и е п р о в о д я т в с л е д у ю щ е м порядке.

И м е я с к о р о с т н ы е х а р а к т е р и с т и к и п = п(1), снятые при различных степенях о с л а б л е н и я поля р, з а д а ю т с я т о к о м якоря / Л, при постоянном значении к о т о р о г о н е о б х о д и м о п о с т р о и т ь н а г р у з о ч н у ю характеристику.

Д л я принятого тока / Л по этим х а р а к т е р и с т и к а м о п р е д е л я ю т с к о р о с т и вращения, с о о т в е т с т в у ю щ и е различным т о к а м в о з б у ж д е н и я / г п, и строят к р и в у ю п = п(1гп) При / Л = const (рис. 218, а).

Зная величину н а п р я ж е н и я Ude, при к о т о р о м снимались с к о р о с т н ы е характеристики, и р а с с ч и т а в падение н а п р я ж е н и я в испытуемом двига теле, о п р е д е л я ю т значение э. д. с. я к о р я по ф о р м у л е + - Ди. (408) и = де - h (гя гдп) - 19пгеп щ П о полученным величинам с т р о я т к р и в у ю — = — (1 г п ) при / Л = п п = const (рис. 218, б ). П р и различных значениях тока в о з б у ж д е н и я (1 в и 21 Заказ 1278 oqi Е Е Ля) н а х о д я т о т н о ш е н и е э. д. с. к с к о р о с т и в р а щ е н и я, а именно —-, — и пх п Е Е н а н о с я т их т а к ж е на график. П о л у ч е н н а я кривая — = — ( 1 г п ) при / Л = п п = const и есть н а г р у з о ч н а я х а р а к т е р и с т и к а для в ы б р а н н о г о значения т о к а якоря.

З а д а в а я с ь несколькими значениями т о к а якоря и проведя п о д о б н ы е п о с т р о е н и я, п о л у ч а ю т с е р и ю н а г р у з о ч н ы х кривых для д а н н о г о типа д в и гателя. Н а рис. 219 приведены н а г р у з о ч н ы е характеристики, п о с т р о е н ные таким о б р а з о м для т я г о в ы х двигателей Н Б - 4 0 6 Б и Н Б - 4 1 2 М.

П о с т р о е н и е р а б о ч и х х а р а к т е р и с т и к. Р а б о ч и е х а р а к т е р и с т и к и элек т р о д в и г а т е л е й п р е д с т а в л я ю т с о б о й з а в и с и м о с т и с к о р о с т и вращения, вра щ а ю щ е г о м о м е н т а и к. п. д. на в а л у от т о к а якоря. Зная з а в и с и м о с т ь ) 6) а Рис. 219. Нагрузочные характеристики двигателей:

а — НБ-406Б;

б - НБ-412М к. п. д. и с к о р о с т и вращения о т т о к а нагрузки двигателя, с п о с о б ы опре деления к о т о р ы х р а с с м о т р е н ы выше, м о ж н о п о с т р о и т ь и з а в и с и м о с т ь м о м е н т а на валу двигателя от т о к а якоря. При э т о м м о м е н т н а х о д я т по формуле М = 974 (409) кГ • м, Л где ?2 — полезная м о щ н о с т ь в вт\ P2 = NIr[.

Р а б о ч и е х а р а к т е р и с т и к и для т я г о в ы х двигателей с т р о я т При раз личных значениях напряжения и степенях о с л а б л е н и я поля. На рис. и 217 приведены такие х а р а к т е р и с т и к и для т я г о в ы х двигателей Н Б - 4 0 6 Б, НБ-412М, НБ-414В.

§ 54 ИССЛЕДОВАНИЕ И НАСТРОЙКА КОММУТАЦИИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОН НАИЛУЧШЕЙ КОММУТАЦИИ О ц е н к у качества к о м м у т а ц и и п р о и з в о д я т по степени искрения под с б е г а ю щ и м краем щетки в с о о т в е т с т в и и с Г О С Т о м 183—66 и по зонам наилучшей к о м м у т а ц и и, о п р е д е л я е м ы м м е т о д о м подпитки и отпитки д о б а в о ч н ы х п о л ю с о в. П р и к о н т р о л ь н ы х испытаниях электродвигателей проверку к о м м у т а ц и и п р о и з в о д я т с о г л а с н о Г О С Т у 2 5 8 2 — 6 6 на нагретых двигателях п о с л е испытания их на разгон при д в у х к р а т н о м номиналь ном напряжении и при п о в ы ш е н н о м напряжении и м а к с и м а л ь н о й конет руктивной с к о р о с т и вращения. Д в и г а т е л и при э т о м в р а щ а ю т с я в течение 30 сек по ч а с о в о й с т р е л к е и против нее.

П р и т и п о в ы х испытаниях двигателей, п о м и м о р е ж и м о в, указанных для к о н т р о л ь н ы х испытаний, п р о в е р я ю т к л а с с к о м м у т а ц и и в о всем диа пазоне р а б о ч и х т о к о в и ступеней в о з б у ж д е н и я при снятии с к о р о с т н ы х характеристик.

Т а к к а к условия э к с п л у а т а ц и и т я г о в ы х двигателей т я ж е л ы е, к их к о м м у т а ц и и п р е д ъ я в л я ю т т р е б о в а н и я, ч т о б ы в н о м и н а л ь н о м р е ж и м е но вые машины имели степень искрения не в ы ш е 1—1 X U и во всем р а б о ч е м диапазоне не выше 1У2. При к р а т к о в р е м е н н ы х т о л ч к а х нагрузки и пере грузках д о п у с к а ю т искрения класса 2, если при э т о м к о л л е к т о р и щетки о с т а ю т с я в с о с т о я н и и, пригодном для дальнейшей р а б о т ы, т. Л если е. т почернение п о в е р х н о с т и коллектора и подгорание щ е т о к постепенно у с т р а н я ю т с я сами при дальнейшей ра б о т е машины.

О п ы т р а б о т ы т я г о в ы х двигате лей показывает, что п о в и д и м о м у ис крению нельзя с д е л а т ь з а к л ю ч е н и е о пригодности двигателя к э к с п л у а т а ции. Н е р е д к о в с т р е ч а ю т с я двигате ли, у к о т о р ы х едва з а м е т н о е искре ние при испытании на стенде в у с л о виях эксплуатации усилирается, о с о бенно при изменении нагрузки, при менении о с л а б л е н и я поля, резких из менениях напряжения машины.

И з н о с к о л л е к т о р а и щ е т о к при этом способствует дальнейшему уси лению искрения, с о з д а е т у с л о в и я для п е р е б р о с о в и к р у г о в о г о огня на коллекторе. П о этим причинам для Рис. 220. Схема подпитки и отпитки до полнительных полюсов тяговых двига исследования качества коммутации телей т я г о в ы х двигателей, п о м и м о пере численных проверок, определяют зоны б е з ы с к р о в о й (наилучшей) к о м м у т а ц и и. С п о с о б построения этих зон з а к л ю ч а е т с я в т о м, что при к а ж д о й н а г р у з к е о п р е д е л я ю т верхний и нижний пределы тока в о б м о т к е д о п о л н и т е л ь н ы х п о л ю с о в, м е ж д у кото рыми к о м м у т а ц и я о с т а е т с я темной.

При испытаниях т я г о в ы х двигателей о б ы ч н о у с т а н а в л и в а ю т о б л а с т ь, ограниченную этими п р е д е л а м и и н а з ы в а е м у ю зоной б е з ы с к р о в о й р а б о ты, а т а к ж е зону искрения, д о п у с т и м о г о в эксплуатации. Ограничением зоны д о п у с т и м о г о искрения с л у ж а т значения т о к а, при к о т о р ы х н а б л ю дается искрение к л а с с а 2.

Изменение тока в о б м о т к а х д о п о л н и т е л ь н ы х п о л ю с о в м о ж н о произ водить или с п о с о б о м их н е з а в и с и м о г о питания, или подпиткой о б м о т о к от о т д е л ь н о г о источника п о с т о я н н о г о тока. Принципиальная схема под питки и отпитки для т я г о в ы х двигателей при испытаниях их по с х е м е взаимной нагрузки приведена на рис. 220.

О п ы т определения зоны д о п у с т и м о г о искрения п р о в о д я т п о д о б н о испытанию двигателей п о д нагрузкой. У с т а н о в и в при н о р м а л ь н о м на пряжении минимально в о з м о ж н ы й т о к нагрузки и с п ы т у е м о г о двигате ля, у в е л и ч и в а ю т н. с. д о п о л н и т е л ь н ы х п о л ю с о в, усиливая в о з б у ж д е н и е генератора подпитки, и о д н о в р е м е н н о ведут н а б л ю д е н и е за искрением под с б е г а ю щ и м краем щетки.

21* При появлении первых признаков искрения замеряют ток якоря и ток подпитки, а затем п р о д о л ж а ю т увеличивать его д о момента начала искрения класса 2, при котором снова замеряют токи. После этого ток подпитки уменьшают д о нуля и изменяют по направлению, н. с. допол нительных полюсов снижают путем отпитки. При э т о м также измеряют токи в момент начала искрения и достижения им класса 2.

Такие опыты производят для четырех-пяти значений тока якоря и по их результатам строят кривые подпитки и отпитки в виде зависимости — =— (/ Л ) для каждой щетки и к а ж д о г о направления вращения. При 'я 'я определении зоны безыскровой коммутации не следует допускать силь ного или продолжительного искрения, так как появление э т о г о искрения немедленно вызывает сужение зоны. Для наблюдения за искрением при испытаниях устанавливают крышку коллекторного люка с застеклен ным отверстием или в подшипниковых щитах делают специальные смо тровые отверстия.

На рис. 221 показаны зоны безыскровой работы (заштрихованная область) и искрения, допустимого в эксплуатации, для тяговых двига телей НБ-406Б, НБ-412М, НБ-414В. Из анализа этих зон м о ж н о оценить качество коммутации при различных параметрах магнитной системы до полнительных полюсов.

О коммутации м о ж н о судить по ширине безыскровых зон, величине отклонения их средней линии от оси абсцисс и ее кривизне. Чем шире зоны безыскровой работы и зоны допустимого искрения при каждой на грузке, тем надежнее и устойчивее безыскровая коммутация. Чем выше расположена средняя линия от оси абсцисс, тем больше двигатель недо коммутирован, чем ниже расположена средняя линия, тем больше дви гатель перекоммутирован. Кривизна средней линии зависит от степени компенсации реакции якоря и насыщения магнитной цепи. Чем лучше скомпенсирован двигатель и чем меньше насыщение, тем больше при ближается средняя линия к прямой.

О расположении щеток на геометрической нейтрали м о ж н о судить по совпадению зон искрения при разных направлениях вращения. Чем оно лучше, тем точнее установлены щетки в нейтральном положении.

Из-за технологических допусков и погрешностей замеров при изготовле нии и ремонте щеток в о з м о ж н а неточная их установка, а следовательно, и некоторое расхождение характеристик.

Определение безыскровой зоны позволяет судить о правильности выбора конструктивных и обмоточных данных дополнительных полюсов.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.