Видеоканал РЦИТ на YouTUBE


Яндекс.Метрика

Рейтинг@Mail.ru


ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1


Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1

Назначение и технические данные.

   Тяговый электродвигатель постоянного тока ТЛ-2К1 (рис. 1) предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую. Вращающий момент с вала якоря двигателя передается на колесную пару через двустороннюю одноступенчатую цилиндрическую косозубую передачу. При такой передаче подшипники двигателя не получают добавочных нагрузок по аксиальному направлению.


Рисунок 1. Общий вид тягового электродвигателя ТЛ-2К1
1 - гайка специальная с пружинной шайбой; 2 - вал якоря; 3 - трубка для смазывания якорных подшипников;
4 - крышка верхнего смотрового люка; 5, 6 - кожуха выхлопные большой и малый;
7, 8 - букса и вкладыш моторно-осевого подшипника; 9 - нижние смотровые люки

   Подвешивание электродвигателя опорно-осевое. С одной стороны он опирается моторно-осевыми подшипниками на ось колесной пары электровоза, а с другой — на раму тележки через шарнирную подвеску и резиновые шайбы. Тяговый электродвигатель имеет высокий коэффициент использования мощности (0,74) при наибольшей скорости электровоза (рис. 2).


Рисунок 2. Электрохимические характеристики
тягового электродвигателя ТЛ-2К1 при Ud ≈ 100В

   Система вентиляции независимая, аксиальная, с подачей вентилирующего воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом вверх с противоположной стороны вдоль оси двигателя (рис. 3). На электровозе установлено восемь тяговых электродвигателей.


Рисунок 3. Направление вентилирующего воздуха в тяговом электродвигателе ТЛ-2К1;

Технические данные двигателя ТЛ-2К1 следующие:

Напряжение на зажимах двигателя 1500 В
Ток часового режима 480 А
Мощность часового режима 670 кВт
Частота вращения часового режима 790 об/мин
Ток продолжительного режима 410 А
Мощность продолжительного режима 575 кВт
Частота вращения продолжительного режима 830 об/мин
Возбуждение последовательное
Класс изоляции по и нагревостойкости обмотки якоря В
Класс изоляции по нагревостойкости полюсной системы F
Наибольшая частота вращения при среднеизношенных бандажах 1690 об/мин
Подвешивание двигателя опорно-осевое
Передаточное число 88/23 - 3,826
Сопротивление обмоток главных полюсов при температуре 20 °С 0,025 Ом
Сопротивление обмоток дополнительных полюсов и компенсационной обмотки при температуре 20 °С 0,0356 Ом
Сопротивление обмотки якоря при температуре 20 °C 0,0317 Ом

Конструкция.

   Тяговый двигатель ТЛ-2К1 состоит из остова 3 (рис. 4), якоря 6, щеточного аппарата 2 и подшипниковых щитов 1, 4.


Рисунок 4.  Продольный (а) и поперечный (б) разрезы тягового электродвигателя ТЛ-2К1.
1, 4 - подшипниковые щиты; 2 - щеточный аппарат; 3 - остов; 5 - кожух; 6- якорь;
7, 11, 15 - крышки; 8 - букса; 9, 10 - катушка и сердечник дополнительного полюса;
12, 13 - катушка и сердечник главного полюса; 14 - компенсационная обмотка;
16- съемный кронштейн; 17 - предохранительный прилив; 18 - вентиляционный люк

   Остов (рис. 5) двигателя представляет собой отливку из стали марки 25Л-П цилиндрической формы и служит одновременно магнитопроводом. К нему прикреплены шесть главных и шесть дополнительных полюсов, поворотная траверса с шестью щеткодержателями и щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь двигателя.


Рисунок 5. Остов тягового электродвигателя ТЛ-2К1.
1 - дополнительный полюс; 2 - катушка компенсационной обмотки;
3 - корпус; 4 - прилив предохранительный; 5 - главный полюс

   Установку подшипниковых щитов в остов электродвигателя производят в такой последовательности: собранный остов с полюсными и компенсационными катушками ставят стороной, противоположной коллектору, вверх. Индукционным нагревателем нагревают горловину до температуры 100—150 °С, вставляют и крепят щит восемью болтами М24 из стали 45. Затем поворачивают остов на 180°, опускают якорь, устанавливают траверсу я аналогично описанному выше вставляют другой щит и крепят его восемью болтами М24. С наружной поверхности остов имеет два прилива для крепления букс моторно-осевых подшипников, прилив и съемный кронштейн для подвешивания двигателя, предохранительные приливы и приливы для транспортировки. Со стороны коллектора имеются три люка, предназначенных для осмотра щеточного аппарата и коллектора. Люки герметично закрываются крышками 7, 11, 15 (см. рис. 4).

   Крышка 7 верхнего коллекторного люка укреплена на остове специальным пружинным замком, крышка 15 нижнего люка — одним болтом М20 и специальным болтом с цилиндрической пружиной, а крышка 11 второго нижнего люка — четырьмя болтами M12.

   Для подвода воздуха имеется вентиляционный люк 18. Выход вентилирующего воздуха осуществлен со стороны, противоположной коллектору, через специальный кожух 5, укрепленный на подшипниковом щите и остове. Выводы из двигателя выполнены кабелем марки ПМУ-4000 площадью сечения 120 мм2. Кабели защищены брезентовыми чехлами с комбинированной пропиткой. На кабелях имеются ярлычки из полихлор виниловых трубок t обозначением Я, ЯЯ, К и КК. Выводные кабели Я и ЯЯ (рис. 6) соединены с обмотками якоря, дополнительных полюсов и с компенсационной, а выводные кабели К и КК соединены с обмотками главных полюсов.


Рисунок 6. Схемы соединения катушек полюсов со стороны коллектора (а)
 и противоположной (б) тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Сердечники главных полюсов 13 (см. рис. 4) набраны из листовой электротехнической стали марки 1312 толщиной 0,5 мм, скреплены заклепками и укреплены на остове четырьмя болтами М24 каждый. Между сердечником главного полюса и остовом имеется одна стальная прокладка толщиной 0,5 мм. Катушка главного полюса 12, имеющая 19 витков, намотана на ребро из мягкой ленточной меди JIMM размерами 1.95Х Х65 мм, изогнута по радиусу для обеспечения прилегания к внутренней поверхности остова.

   Для улучшения рабочих характеристик двигателя применена компенсационная обмотка 14, расположенная в пазах, проштампованных в наконечниках главных полюсов, и соединенная с обмоткой якоря последовательно. Компенсационная обмотка состоит из шести катушек, намотанных из мягкой прямоугольной медной проволоки ПММ размерами 3,28X22 мм, и имеет 10 витков. В каждом пазу расположено по два витка. Корпусная изоляция состоит из шести слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,1i мм ГОСТ 13184—78, одного слоя фторопластовой ленты толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Витковая изоляция имеет один слой стеклослюдинитовой ленты той же марки, она уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Компенсационная обмотка в пазах закреплена клиньями из текстолита марки Б. Изоляция компенсационных катушек на ТЭВЗ выпекается в приспособлениях, на НЭВЗ — в остове.

   Сердечники дополнительных полюсов 10 выполнены из толстолистового проката или поковки и укреплены на остове тремя болтами М20. Для уменьшения насыщения дополнительных полюсов между остовом и сердечниками дополнительных полюсов предусмотрены диамагнитные прокладки толщиной 8 мм. Катушки дополнительных полюсов 9 намотаны на ребро из мягкой медной проволоки ПММ размерами 6x20 мм и имеют 10 витков каждая. Корпусная и покровная изоляция этих катушек аналогична изоляции катушек главного полюса. Межвитковая изоляция состоит из асбестовых прокладок толщиной 0,5 мм, пропитанных лаком КО-919 ГОСТ 16508-70.

   Новочеркасский электровозостроительный завод изготавливает тяговый двигатель ТЛ-2К1, полюсная система (катушки главных и дополнительных полюсов) которого выполнена на изоляции системы «Монолит 2». Корпусная изоляция катушек. выполнена из стеклослюдинитовой ленты 0,13X25 мм ЛС40Ру-ТТ, катушки пропитаны в эпоксидном компаунде ЭМТ-1 или ЭМТ-2 по ТУ ОТН.504.002-73, причем катушки дополнительных полюсов пропитаны совместно с сердечниками и представляют собой неразъемный моноблок. На моноблоке закреплена диамагнитная прокладка толщиной 10 мм, которая одновременно служит для закрепления катушки. Катушка главного полюса от перемещений на сердечнике уплотнена двумя клиньями в распор по лобовым частям.

   Щеточный аппарат тягового электродвигателя (рис. 7) состоит из траверсы 1 разрезного типа с поворотным механизмом, шести кронштейнов 3 и шести щеткодержателей 4.


Рисунок 7. Щеточный аппарат тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Траверса стальная, отливка швеллерного сечения имеет по наружному ободу зубчатый венец, входящий в зацепление с шестерней 2 (рис. 8) поворотного механизма. В остове фиксирована и застопорена траверса щеточного аппарата болтом фиксатора 3, установленным на наружной стенке верхнего коллекторного люка, и прижата к подшипниковому щиту двумя болтами стопорного устройства 1: один — внизу остова, другой — со стороны подвешивания. Электрическое соединение кронштейнов траверсы между собой выполнено кабелями ПС-4000 площадью сечения 50 мм2. Кронштейны щеткодержателя разъемные (из двух половин), закреплены болтами М20 на двух изоляционных пальцах 2 (см. рис. 7), установленных на траверсе. Стальные шпильки пальцев опрессованы прессмассой АГ-4В, на них насажены фарфоровые изоляторы.


Рисунок 8. Стопорение и фиксация траверсы тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Щеткодержатель (рис. 9) имеет две цилиндрические пружины , работающие на растяжение. Пружины закреплены одним концом на оси, вставленной в отверстие корпуса 2 щеткодержателя, другим — на оси нажимного пальца 4 с помощью винта 5, которым регулируют натяжение пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что в рабочем диапазоне обеспечивает практически постоянное нажатие на щетку 3. Кроме того, при наибольшем допустимом износе щетки нажатие пальца 4 на щетку автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора гибкими проводами сработанных щеток. В окна щеткодержателя вставлены две разрезные щетки марки ЭГ-61 размерами 2(8Х50Х Х60) мм с резиновыми амортизаторами. Крепление щеткодержателей к кронштейну осуществлено шпилькой и гайкой. Для более надежного крепления и регулировки положения щеткодержателя относительно рабочей поверхности по высоте при износе коллектора на корпусе щеткодержателя и кронштейна предусмотрены гребенки.


Рисунок 9. Щеткодержатель тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Якорь (рис. 10, 11) двигателя состоит из коллектора, обмотки, вложенной в пазы сердечника 5 (см. рис. 10), набранного в пакет из лакированных листов электротехнической стали марки 1312 толщиной 0,5 мм, стальной втулки 4, задней 7 и передней 3 нажимных шайб, вала 8. В сердечнике имеется один ряд аксиальных отверстий для прохода вентилирующего воздуха. Передняя нажимная шайба 3 одновременно служит корпусом коллектора, Все детали якоря собраны на общей втулке 4 коробчатой формы, напрессованной на вал 5 якоря, что обеспечивает возможность его замены.


Рисунок 10. Якорь тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Якорь имеет 75 катушек б и 25 секционных уравнительных соединений 2. Соединение концов обмотки и клиньев с петушками коллекторных пластин / выполнено припоем ПСР-2,5 ГОСТ 19738-74 на специальной установке токами высокой частоты.


Рисунок 11. Схема соединения катушек якоря и уравнителей
с коллекторными пластинами тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Каждая катушка имеет 14 отдельных проводников, расположенных по высоте в два ряда, и по семь проводников в ряду. Они изготовлены из медной ленты размерами 0,9x8,0 мм марки Л ММ и изолированы одним слоем с перекрытием в половину ширины стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм ГОСТ 13184-78. Каждый пакет из семи проводников изолирован также лентой стеклослюдинитовой ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,09 мм с перекрытием в половину ширины ленты. На НЭВЗ изготовляют якорные катушки из изолированного провода ПЭТВСД размерами 0,9X7,1 мм без дополнительного наложения витковой изоляции. Корпусная изоляция пазовой части катушки состоит из шести слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл размерами 0,1X20 мм, одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты.

   Уравнители секционные изготовляют из трех проводов размерами 1X2,8 мм марки ПЭТВСД. Изоляция каждого провода состоит из одного слоя стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СГТл размерами 0,1X20 мм и одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм. Вся изоляция уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Изолированные провода соединяют в секцию одним слоем стеклоленты, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. В пазовой части обмотку якоря крепят текстолитовыми клиньями, а в лобовой части — стеклобандажом.

   Коллектор двигателя с диаметром рабочей поверхности 660 мм набран из медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. От нажимного конуса и корпуса коллектор изолирован миканитовыми манжетами и цилиндром.

   Обмотка якоря имеет следующие данные: число пазов 75, шаг по пазам 1-13, число коллекторных пластин 525, шаг по коллектору 1-2, шаг уравнителей по коллектору 1-176.


Рисунок 12. Уплотнения якорных подшипников и подвод
к ним смазки тягового электродвигателя ТЛ-2К1

   Якорные подшипники двигателя тяжелой серии с цилиндрическими роликами типа 80-42428М обеспечивают разбег якоря в пределах 6,3-8,1 мм. Наружные кольца подшипников запрессованы в подшипниковые щиты, а внутренние - на вал якоря. Подшипниковые камеры для предотвращения воздействия внешней среды и утечки смазки имеют уплотнения (рис. 12). Моторно-осевые подшипники состоят из латунных вкладышей, залитых по внутренней поверхности баббитом Б16 ГОСТ 1320-74, и букс с постоянным уровнем смазки. Буксы имеют окно для подачи смазки. Для предотвращения поворота вкладышей предусмотрено в буксе шпоночное соединение.


Тяговый электродвигатель ТЛ-2К
Сравнительные характеристики тяговых электродвигателей ЭД и АД
Каталог тяговых электродвигателей, типа НБ и НТ


Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1