Курсовая Электрооборудование вагонов

Содержание

Содержание

Реферат

1 Общие сведения об электрооборудовании вагона

1.1 Потребители электрической энергии

1.2 Источники электрической энергии

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне

2 Расчет и выбор основного электрооборудования вагона

2.1 Расчет электрического освещения

2.2 Расчет электродвигателей приводов

2.4 Расчет мощности источника энергии

2.5 Расчет и выбор проводов

2.6 Выбор аппаратов защиты

3 Электрическая схема электрооборудования вагона

3.1 Схема включения электропотребителей

3.2 Схема защиты и блокировки

3.2.1 Защита от перенапряжения

3.2.2 Тиристорная защита

3.2.3 Защита от перекоса фаз

3.2.4 Защита от коротких замыканий и перегрузок

3.2.5 Защита аккумуляторной батареи от пониженного напряжения

3.2.6 Системы блокировки

3.3 Схемы сигнализации

3.3.1 Вызывная сигнализация

3.3.2 Система контроля нагрева букс

3.3.3 Сигнализация заполнения баков водой

3.3.4 Сигнализация контроля состояния изоляции проводов

3.3.5 Противоюзное устройство

4 Технология ремонта и технического обслуживания электродвигателя вентилятора

Литература

По дисциплине «Электрооборудование вагонов»

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

Кафедра «ВАГОНЫ И ВАГОННОЕ ХОЗЯЙСТВО»

Расчет и выбор электрооборудования и сети электроснабжения вагона

Реферат

Курсовая работа состоит из пояснительной записки (37 листов) и графической части – 1 лист формата А1 (упрощенная схема автономной системы электроснабжения мягкого вагона с кондиционированием воздуха).

Пояснительная записка включает в себя четыре раздела:

– общие сведения об электрооборудовании вагона;

– расчет и выбор основного электрооборудования вагона;

– электрическая схема электроснабжения вагона;

– технология ремонта и технического обслуживания отопительных приборов.

В первом разделе описываются источники и потребители электрической энергии вагона, их размещение в мягком вагоне с кондиционированием воздуха (рисунок 1).

Второй раздел включает в себя расчет электрического освещения, расчет мощности и выбор электродвигателей, расчет нагревателей, расчет мощности источника энергии, расчет и выбор проводов, выбор аппаратов защиты. На рисунке 2 представлена планировка мягкого вагона.

В третьем разделе описываются схемы включения электропотребителей, схемы управления и автоматики, схемы защиты и блокировки, схемы сигнализации. Описание схем приведено в соответствии с графической частью.

В четвертом разделе описывается технология ремонта и технический осмотр электродвигателя вентилятора.

Общие сведения об электрооборудовании вагона

1.1 Потребители электрической энергии

В мягком вагоне с кондиционированием воздуха с автономной системой электроснабжения потребителями электрической энергии являются:

• преобразователь люминесцентного освещения;

• сеть освещения лампами накаливания и сигнальные фонари;

• электродвигатели вентилятора, компрессора холодильной машины, вентилятора конденсатора;

• охладитель питьевой воды;

• электрокипятильник;

• обогреватели наливных и сливных труб;

• электробытовые приборы;

• цепи сигнализации и управления.

Люминесцентные светильники расположены:

• в купе по одному светильнику (8 шт.);

• в проходе – четыре штуки;

• в большом коридоре – один;

• один в малом коридоре;

• по одному в каждом туалете;

• один в служебном помещении.

В вагоне с автономной системой электроснабжения для питания ламп люминесцентного освещения устанавливаются специальные преобразователи. Аварийное освещение вагона осуществляется лампами накаливания расположенными в тех же светильниках, что и лампы основного освещения. Это освещение автоматически включается при прекращении подачи напряжения на лампы основного освещения.

Светильники с лампами накаливания расположены:

• в тамбурах, по два в каждом;

• один в котельном отделении (хозяйственном помещении).

На торцевых стенах вагона устанавливаются сигнальные фонари – по три штуки с каждой стороны вагона.

Электродвигатель вентилятора располагается в чердачном помещении вагона.

Электродвигатель вентилятора конденсатора и электродвигатель компрессора холодильной машины располагаются под кузовом вагона.

В начале вентиляционного канала над потолком тамбура смонтирован вентиляционный агрегат. Далее в вентиляционном канале располагается электрический калорифер.

Электрические печи располагаются вдоль боковых стен вагона. Корпус электрической сети закрыт кожухом, в котором имеются прорезы для обтекания нагревательных элементов воздуха. Управление электрическим отоплением осуществляется с распределительного щита в служебном помещении.

1.2 Источники электрической энергии

Основным источником электрической энергии в вагоне является трехфазный генератор переменного тока индукторного типа DCG – 4435, связанный с колёсной парой вагона с помощью специального привода. При движении поезда вращение передаётся от колёсной пары генератору, который вырабатывает электрическую энергию. На длительных стоянках потребители получают электрическую энергию от станционной сети через трансформатор и собственный силовой выпрямитель.

В качестве резервного источника электрической энергии используется аккумуляторная батарея, которая питает основные потребители поезда при неработающем генераторе, а также при малой скорости движения поезда, когда генератор не развивает необходимую мощность. Также аккумуляторная батарея воспринимает пики нагрузки, возникающие при одновременном включении нескольких потребителей большой мощности, пуске электрических двигателей, кратковременных перегрузках и др. Принимаем аккумуляторную батарею 82ВНЖ400.

Генератор имеет систему автоматического регулирования, обеспечивающую получение электрической энергии необходимого качества.

Вагон оборудован подвагонной электрической магистралью и междувагонными соединениями, которые позволяют при выходе из строя генератора на каком-либо вагоне осуществить питание части потребителей, находящихся в нем, от источников электрической энергии соседних вагонов.

1.3 Размещение электрооборудования в вагоне

По месту расположения электрооборудование вагонов разделяется на внутривагонное и подвагонное. При этом исполнение электрооборудования, определяемое способом защиты от внешних климатических и механических воздействий, выбирается в соответствии с местом его установки.

Управление электрооборудованием вагона осуществляется с панели распределительного шкафа, размещенного в служебном отделении вагона. Источники электрической энергии (генератор, аккумуляторная батарея), электродвигатели компрессора и вентилятора конденсатора холодильной установки; электроподогреватели сливных труб; часть коммутационнозащитной аппаратуры, и другие размещаются под вагоном.

Расположение электрооборудования на вагоне с кондиционированием воздуха

В вентиляционном канале располагается электрический калорифер 2, а также электродвигатель вентилятора 1.

В служебном отделении размещается распределительный шкаф 3.

Под рамой вагона размещаются электродвигатель компрессора 14, электродвигатель вентилятора конденсатора холодильной установки 13 и электромашинный преобразователь 11 для люминесцентного освещения, ящик с аппаратурой управления холодильной установкой 12, ящик с пусковыми сопротивлениями электродвигателей 17, ящик 16 для подключения станционной сети, трехфазный генератор 10 переменного тока индукторного типа DCG – 4435.

Внутри вагона расположены люминесцентные лампы 4, светильники с лампами накаливания 6, электрообогреватели наливных труб 18, электроподогреватели сливных труб 8, охладитель питьевой воды 19, электрокипятильник 20. Вдоль стен вагона расположены электропечи 5.

На торцовых стенах вагона устанавливаются сигнальные фонари 7.

Расчет и выбор основного электрооборудования вагона

2.1 Расчет электрического освещения

Значение коэффициентов отражения принимаются равными: для чистых белых потолков – 0,7, темных матовых потолков – 0,5, белых стен с незашторенными окнами – 0,5, темных стен с незашторенными окнами – 0,3, светлой нижней рабочей поверхности – 0,3, темной нижней рабочей поверхности или пола – 0,1.

Исходя из потребного светового потока 1 светильник с двумя лампами ЛХБ40 со световым потоком 2600 лм, мощностью 40 Вт.

Определим расхождение между потребным и фактическим световыми

Расхождения между потребным световым и фактическим потоками не превышает 5%. Окончательно принимаем светильник с двумя лампами

ЛХБ–40 .

Ввиду аналогичности расчета освещения для всех помещений вагона, для остальных помещений результаты расчета заносим в таблицу 1.

Принимаем электромашинный преобразователь GEUB3 с номинальной мощностью генератора 1,2 кВт и мощностью двигателя 1,5 кВт.

2.2 Расчет электродвигателей приводов

На пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха установлены электродвигатели для привода вентилятора, электродвигатели компрессора и вентилятора конденсатора холодильной установки, преобразователей для электроснабжения переменным током люминесцентного освещения.

Мощность электродвигателя вентилятора, кВт, определяется по формуле

2.4 Расчет мощности источника энергии

Для расчета потребной мощности электрической энергии пассажирского вагона необходимо выбрать расчетный режим работы и определить расчетный и пиковый токи для этого режима.

Под расчетными нагрузками понимают такие неизменные нагрузки (токи, мощности), которые вызывают такое же воздействие на электрическую систему (нагрев проводов, двигателей и т. п.), что и действительные нагрузки, непрерывно меняющиеся по величине и во времени. Расчетные нагрузки определяются для наиболее загруженных в электрическом отношении периодов работы электрооборудования. Для пассажирских вагонов рассматриваются летний и зимний периоды эксплуатации. Поскольку установить период в котором потребление электроэнергии, будет максимальным в большинстве случаев сложно, то находят расчетные нагрузки для летнего и зимнего режимов работы и для последующих расчетов принимают большие.

В таблицу 4 заносим потребители электрической энергии вырабатываемой генератором данного пассажирского вагона.

Из двух мощностей выбираем большую P=33,26кВт.

Исходя из потребной мощности выбираем генератор DCG4435 (переменный трехфазный, номинальная мощность 35 кВт, диапазон рабочей частоты вращения: 10004000 об/мин, рабочее напряжение 150 В, масса 720 кг).

2.5 Расчет и выбор проводов

Произведем расчет и выбор проводов, передающих электрическую энергию от источника к распределительному устройству. Для этого, прежде всего, необходимо определить длину проводов, исходя из конструктивного размещения распределительного щита и источника энергии, выбрать марку провода и способ его прокладки.

Выбор проводов электрических схем выполняется по четырем условиям:

– допустимому нагреву;

– допустимой потере напряжения;

– защите от токов короткого замыкания;

– механической прочности.

По первому условию допустимый нагрев не должен превышать допустимого значения 55С. Величина тока, при которой установившееся значение температуры соответствует норме, называется допустимой токовой

Сравниваем потери напряжения в проводах с допустимым снижением напряжения

Условие выполняется.

Электрические силовые цепи вагона имеют защиту от перегрева и перегрузок по току, поэтому допустимый ток провода должен превышать номинальный ток защитного

Условие выполняется, следовательно, безопасность и надежность работы проводов обеспечена.

2.6 Выбор аппаратов защиты

В качестве аппаратов защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и значительных по величине и продолжительности перегрузок применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

При выборе плавких предохранителей должны соблюдаться следующие условия:

• номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше номинального напряжения сети:

Электрическая схема электрооборудования вагона

3.1 Схема включения электропотребителей

Источником питания потребителей в вагоне является индукторный генератор переменного тока DCG4435 мощностью 35 кВт с одной трехфазной обмоткой статора. От генератора через выпрямитель V2 питаются потребители вагона. К выходу выпрямителя V1 через регулятор заряда аккумуляторной батареи (РЗАБ) подключена аккумуляторная батарея GB. При неработающем генераторе и при скорости движения поезда ниже 30 км/ч питание потребителей осуществляется от аккумуляторной батареи. Регулируется напряжение генератора автоматически тиристорным регулятором напряжения РНГ, который подключен к генератору через выпрямитель V1 и изменяет ток в параллельной обмотке возбуждения генератора. Регулятор РНГ снижает также напряжение генератора при перегрузках, обеспечивая ограничение его тока. Лампы накаливания сети освещения, преобразователь для питания люминесцентного освещения, цепи управления и сигнализации питаются от генератора через диодный ограничитель, который стабилизирует напряжение на уровне 110В. На длительных стоянках электрические потребители питаются от стационарной сети через понижающий трансформатор Т1.

Освещение вагона производится люминесцентными лампами, которые получают питание от электромашинного преобразователя тока. Двигатель постоянного тока преобразователя, подключённый через диодный ограничитель к генератору на напряжение 110В, вращает вал генератора переменного тока, который вырабатывает ток для питания люминесцентных ламп. Светильники разделены на три группы: первая группа светильников с лампами EL1–EL16 расположена в купе; светильники второй группы расположены:

- туалет с рабочей стороны (светильник с лампами EL17,EL18);

- коридоры (светильники с лампами EL19–EL22);

- служебное помещение (светильник с лампами EL23,EL24);

- туалет с нерабочей стороны (светильник с лампой EL25).

Светильники третей группы с лампами EL26–EL29 расположены в проходе.

Выключатель Q1, включает и отключает подачу напряжения на сеть люминесцентного освещения. Сеть ламп первой группы включаются выключателем Q2, второй – Q11, третей – Q13, находящимися на пульте управления в служебном помещении. Выключатели Q3 – Q10 предназначены для независимого отключения ламп в каждом купе, а выключатель Q12 – в служебном помещении.

В цепи люминесцентного освещения подключены выпрямители V3–V5 для питания контакторов К1–K3, которые после включения люминесцентных ламп размыкают контакты К1.1–K3.1, выключая лампы накаливания EL30–EL37, EL38–EL42 и EL43–EL46 соответственно. Лампы аварийного освещения EL30–EL46 расположены внутри светильников люминесцентного освещения и предназначены для освещения вагона в ночное время и в аварийных ситуациях. Для управления лампами накаливания используются выключатели Q14,Q23 и Q25. Тампы в каждом купе также можно включать и выключать выключателями Q15–Q22, лампу в служебном – выключателем Q24.

Лампы EL47–EL54 расположенные в тамбурах и хозяйственном помещении приводятся в действие выключателем Q27. Лампы EL53, EL54 хозяйственного помещения, отключаются выключателем Q28. Сигнальные лампы HL1–HL6 управляются переключателем Q26.

Управление установкой кондиционирования воздуха – электродвигателями компрессора и вентилятора конденсатора – производится с помощью блока управления установкой кондиционирования воздуха.

Двигатель циркуляционного насоса включается выключателем QF1.

Двигатель системы вентилятора включается в работу выключателем Q29.1 одновременно с цепью управления, которая включается выключателем Q29.2 Двигатель имеет три ступени регулирования частоты вращения, для изменения подачи воздуха в зависимости от температуры внутри вагона. Частота вращения двигателя изменяется путем изменения сопротивления якоря или обмотки возбуждения двигателя. При достижении t=20˚C замыкаются контакты термодатчиков, расположенных по краям и в середине салона вагона, что приводит к возбуждению катушки К5, при этом замыкается контакт К5.1 цепи катушки К7, которая контактом К7.1 шунтирует сопротивление R4 якоря двигателя. Частота вращения двигателя возрастает. При достижении температуры в салоне t=22°C замыкается вторая цепь термодатчиков, пропуская ток через катушку К6, которая замыкает контакт К6.1 в цепи катушки К8. Катушка К8 размыкает контакт К8.1 и ток возбуждения проходит через сопротивление R5. Магнитный поток уменьшается, а частота вращения ротора увеличивается. При снижении температуры воздуха в вагоне последовательно обесточиваются катушки контакторов К6 и К5, размыкаются контакты К6.1 и К5.1, что приводит к возврату контакторов К8 и К9 в исходное положение. Контакт К8.1 замыкается, а К7.1 размыкается. Двигатель переходит на низкую частоту вращения. При включении вентилятора, загорается сигнальная лампа HL7.

В вагоне предусмотрено охлаждение питьевой воды. Двигатель охладителя включается в сеть выключателем QF2. В случае увеличения температуры срабатывает термодатчик KT1 и замыкается цепь катушки К4, которая контактом К4.1 включает электродвигатель охладителя питьевой воды.

Электропечи вагона собранны в три группы – EK1, EK2, EK3. Электрокалорифер имеет две секции EK4 и EK5. Электропечи и калорифер включаются включателем Q30.1 одновременно с цепью управления, которая включается выключателем Q30.2. При температуре в вагоне ниже 18°С все термодатчики находятся в разомкнутом состоянии, ток проходит через катушку К12, которая замыкает контакты К12.1 и К12.2. Подаётся напряжение на электропечи и калорифер, загорается сигнальная лампочка HL8. При достижении в салоне температуры 18°С замыкаются термодатчики в цепи катушки К11. При повышении температуры до 22°С замыкается вторая цепь термодатчиков (t=22°С), пропуская ток через катушку К10, которая замыкает контакт К10.1. Подаётся напряжение на катушку К11, в результате чего размыкается контакт К11.1, обесточивается катушка К12. Размыкаются контакты К12.1 и К12.2. Печи отключаются, перестаёт гореть лампочка. При падении температуры ниже 22°С размыкается цепь термодатчиков t=22°C , катушка К11 остаётся под напряжением (ток проходит через цепь термодатчиков t=18°C). При падении температуры ниже 18°C размыкаются термодатчики t=18°C, снимая напряжение с катушки К10 и К11. Размыкается контакт К10.1 и замыкается К11.1. В результате этого катушка К12 попадает под напряжение, замыкаются контакты К12.1 и К12.2 приводя систему отопления в работу.

Включение нагревателя кипятильника ЕК6 осуществляется при помощи выключателя SA1. При его включении возбуждается катушка К9. Замыкаются контакт К9.1 и К9.2. Загорается сигнальная лампа HL8 и включается кипятильник.

В наливной трубе расположены нагреватели ЕК7 и ЕК8, включающиеся выключателем QF3.

В вагоне предусмотрено наличие технологических розеток, которые включаются при помощи выключателя SA7.

3.2 Схема защиты и блокировки

В вагоне применяются следующие системы защиты:

- защита от перенапряжения (реле максимального напряжения);

- тиристорная защита;

- защита от перекоса фаз;

- защита от коротких замыканий и перегрузок;

- защита аккумуляторной батареи от пониженного напряжения.

3.2.1 Защита от перенапряжения

При нормальной работе регулятор напряжения автоматически поддерживает среднее значение тока возбуждения генератора, соответствующие его частоте и нагрузке. Этому значению тока возбуждения соответствует среднее значение напряжения генератора и напряжение на потребителях.

В аварийных режимах работы связанных с выходом из строя регулятора напряжения автоматическое регулирование прекращается, и напряжение может резко увеличится в результате протекания большого тока возбуждения. Для предотвращения недопустимого длительного повышения напряжения на потребителях предусмотрена специальная защита.

При повышении напряжения сверх допустимого, защита (РМН) разрывает цепь питания обмотки возбуждения генератора, вследствие чего магнитный поток машины и напряжение падает.

Реле максимального напряжения не должно срабатывать при случайных забросах напряжения при отключении потребителей. Восстановление схемы производится нажатием кнопки «Возврат защиты».

3.2.2 Тиристорная защита

Эта защита защищает систему от коммутационных забросов напряжения в аварийных режимах при отключении крупных потребителей. Тиристорная защита выполняет четыре действия:

– с помощью тиристора на зажимы силового выпрямителя подключаются низковольтные сопротивления (0,315Ом), резко понижая напряжение генератора;

– срабатывает реле максимального напряжения;

– аккумуляторная батарея отключается от сети вагона;

– по отдельным проводам на половинное напряжение аккумуляторной батареи включаются сеть аварийного освещения.

Тиристорную защиту можно искусственно привести в действие нажатием кнопки «Аварийная». Восстановление схемы защиты осуществляется нажатием кнопки «Возврат защиты».

3.2.3 Защита от перекоса фаз

Эта защита при обрыве одной из фаз генератора разрывает цепь питания обмотки возбуждения генератора. Вагонные потребители переключаются на питание от аккумуляторной батареи.

3.2.4 Защита от коротких замыканий и перегрузок

К такой защитной аппаратуре относятся предохранители с плавкими вставками и автоматические выключатели. Плавкая вставка предохранителя включается последовательно в защищаемую цепь. При протекании номинального тока плавкая вставка нагревается. Если ток увеличился больше определенной величины, то происходит расплавление плавкой вставки и защищаемая цепь разрывается, предохраняя оборудование от выхода из строя.

3.2.5 Защита аккумуляторной батареи от пониженного напряжения

Защита предназначена для предотвращения недопустимого разряда АБ. При понижении напряжения АБ ниже допустимого, защита автоматически отключает вагонные потребители от батареи. Остается включенным только сеть аварийного освещения.

3.2.6 Системы блокировки

Блокировки применяются с целью экономии электроэнергии. Например, в данной системе электроснабжения на стоянке отключается нагреватель кипятильника и двигатель вентилятора переводится на низкую частоту вращения, при включении люминесцентных ламп отключаются лампы аварийного освещения, находящиеся в люминесцентных светильниках.

3.3 Схемы сигнализации

В вагоне применяются следующие системы сигнализации:

– вызывная сигнализация;

– система контроля нагрева букс;

– сигнализация заполнения баков водой;

– контроль состояния изоляции проводов;

– противоюзное устройство.

3.3.1 Вызывная сигнализация

Сигнализация служит для вызова проводника в тамбур, или в купе. Сигнализация действует следующим образом.

Для вызова проводника в тамбур необходимо нажать кнопку SB9 или SB10, расположенную в рабочем и нерабочем тамбуре. При этом замыкается, соответственно, цепь лампы HL23 или HL24, указывающие, с какой стороны вагона вызывают проводника. Одновременно с лампами питание, через диоды VD1 или VD2, получает звонок HA2. Диоды позволяют исключить загорание обеих ламп одновременно. При отпускании кнопки цепь размыкается.

Для вызова проводника в купе необходимо нажать любую из кнопок SB1–SB8, находящиеся в каждом купе, вследствие чего питание получит один из контакторов К16–К23 соответственно и замкнется один из контактов К16.1–К23.1. Эти контакты ставят свой контактор под напряжение. Это приводит к тому, что сигнализация работает после отпускания кнопки. Через одну из кнопок SB1–SB8, или контакт К16.1–К23.1 при отпущенной кнопке, ток подается на сигнальную лампу HL15–HL22, каждая из которых соответствует своей кнопке и показывает, в каком купе была нажата кнопка. Одновременно с подачей напряжения на лампу, один из контактов К16.2–К23.2 подает ток на звонок HA2.

3.3.2 Система контроля нагрева букс

В вагоне установлена система контроля нагрева букс с расплавляемыми датчиками. Если температура одной из букс увеличивается до 90110˚С, то плавкая вставка датчика ВК1–ВК8 расплавляется, размыкая электрическую цепь. Катушка К13 обесточивается и замыкает контакты К13.1 и К13.2, что приводит к включению сигнальной лампы HL10 и звонка НА1.

3.3.3 Сигнализация заполнения баков водой

Система включается включателем SA5. При начале заполнения замыкается один из датчиков Е1 или Е2. Катушка К14 попадает под напряжение и замыкает контакт К14.1. При заполнении бока до определенного уровня замыкается датчик Е3 и подает напряжение на контактор К15. Контактор К15 замыкает контакт К15.1 и пропускает ток на сигнальные лампы HL13 и HL14.

3.3.4 Сигнализация контроля состояния изоляции проводов

Система контроля состояния изоляции проводов предназначена для проверки состояния изоляции между проводом и корпусом вагона. При одновременном включении выключателей SA3 и SA4 сигнальные лампы HL11 и HL12 горят в полнакала. При замыкании одного из проводов на корпус вагона одна из ламп гаснет, а вторая начинает гореть полным накалом.

3.3.5 Противоюзное устройство

Противоюзное устройство предназначено для обнаружения и прекращения юза колесной пары, вызванного чрезмерным нажатием тормозных колодок. С началом торможения замыкается контакт реле давления ВР1, связанного с полостью тормозного цилиндра. При возникновении юза кратковременно замыкается один из контактов осевых датчиков Е4Е7 и получает питание катушка К24, которая контактом К24.1 становится на самоподпитку, а контактом К24.2 подает питание на катушку К25 электровоздухораспределителя. Катушка К25 выпускает воздух из тормозного цилиндра. Юз прекращается и размыкается реле давления ВР1, обесточивая контакторы К24 и К25. Прекращается выпуск воздуха из тормозного цилиндра. Процесс торможения возобновляется, замыкается контакт реле давления ВР1 и схема снова готова к работе.

4 Технология ремонта и технического обслуживания электродвигателя вентилятора

При периодическом ремонте электродвигатель вентилятора снимают с вагона. С помощью кран-балки электродвигатель устанавливают на транспортное средство и доставляют в отделение по ремонту электрических машин.

Снятый с вагона электродвигатель перед разборкой очищают от грязи и пыли сжатым воздухом в обдувочной камере. Электродвигатель при помощи кран-балки устанавливают на поворотный стол тележки обдувочной камеры. Застекленные окна дверей камеры предназначены для наблюдения за процессом обдувки. Двери камеры сблокированы с поворотным столом тележки. Вне камеры смонтирован вентилятор, служащий для отсоса пыли и грязи в пылеуловитель.

Перед очисткой сжатым воздухом с электродвигателя снимают защитные кожуха, щитки, крышки зажимных коробок и смотровых люков коллекторов и др. Затем приводят в действие двигатель хода тележки и ее закатывают в камеру. Двери камеры плотно закрывают, включают вытяжной вентилятор, механизм вращения стола тележки и открывают запорные вентили на воздухопроводе. Операция по очистке электродвигателя в камере длится 10–15 мин.

В объём обязательных работ по ремонту электродвигателя при годовом ремонте вагонов входят: разборка и сборка двигателя ремонт механических деталей якоря, статора и подвески; ремонт повреждённых обмоток; пропитка обмоток; снятие и проверка состояния подшипников; притирка щёток; продороживание и шлифовка коллектора; динамическая балансировка якоря; ремонт щёткодержателей; испытание электрической машины на стенде и её окраска. После разборки машины производят дефектировку её отдельных узлов на основании норм допусков и износов, в результате которой выявляется необходимость в дополнительных ремонтных работах.

При разборке обычно снимают подшипниковые щиты, вынимают якорь из статора, снимают полюсы и полюсные обмотки. Дальнейшую разборку этих основных узлов производят, если это необходимо по результатам дефектировки. Перед разборкой двигателя снимают кожухи и отсоединяют от выводных зажимов клеммного щитка присоединённые к ним провода. Также поднимают нажимные устройства щёткодержателей и вынимают щётки.

После снятия подшипниковых щитов вынимают якорь двигателя, При этом конец вала обёртывают картоном и надевают на него длинную трубу, при помощи которой осторожно выводят ротор, поддерживая его на весу.

Шарикоподшипники снимают с вала при помощи съёмника обычного типа, захватывая их за внутреннюю обойму. Если при этом прилагаются большие усилия – такой подшипник не рекомендуется устанавливать снова в двигатель.

При неисправности обмоток возбуждения или обмоток добавочных полюсов снимают главные и добавочные полюсы и полюсные наконечники, после чего разъединяют и снимают их катушки. При разборке полюсов предварительно делается их разметка, чтобы после сборки они были поставлены на свои места. Размечают и сохраняют все прокладки, установленные между полюсами и остовом.

После разборки детали электродвигателя тщательно очищают. С металлических деталей грязь удаляют струёй сжатого воздуха, а с отдельных мест – ветошью, смоченной в тёплой воде или бензине. Особое внимание уделяют очистке электроизоляционных деталей. Мелкая пыль, особенно металлическая и угольная, проникая в поры изоляции, снижает электроизоляционные качества материала. Очистка изоляции электродвигателя от загрязнений представляет значительные трудности, так как необходимо полностью удалить грязь, не повредив изоляцию. Одним из простейших способов очистки якоря и обмоток является обдув электрических машин струёй сжатого воздуха с последующей обтиркой изоляции ветошью, смоченной в бензине.

Во время периодического ремонта щётки заменяют полностью, устанавливая щётки марок, рекомендуемых изготовителем двигателя. Снятые щётки осматривают, обращая особое внимание на характер их пришлифованных поверхностей. Проверяют величину зазора между нижним краем обоймы щёткодержателя и рабочей поверхностью коллектора. Для двигателя циркуляционного насоса этот зазор должен составлять 1-2 мм. Если этот зазор превышает установленный, щёткодержатели перемещают ближе к коллектору. Устанавливая новые щётки, проверяют лёгкость перемещения их в обоймах щёткодержателей.

Новые щётки притирают к поверхности коллектора шкуркой. Окончательная пришлифовка щёток осуществляется на коллекторе самого двигателя. Во время проверки состояния траверсы щёткодержателей обращают внимание на лёгкость перемещения нажимных пальцев при подъёме и опускании; при этом пальцы не должны касаться боковых стенок и вырезов щёткодержателей. Изоляция пальцев и изоляционные шайбы не долны иметь повреждений. Проверяют наличие и надёжность стопорных болтов, болтов крепления пальцев и других крепёжных элементов. Неисправные детали щёткодержателей.

Демонтированные подшипники промывают в ванной с каустической содой и определяют их износ, проверяя щупом радиальный и осевой зазоры Если они не соответствуют нормам то их заменяют. Ролики, шарики, обоймы и сепараторы не должны иметь следов перегрева (цвета побежалости), трещин, изломов, выщербин и изношенных поверхностей катания. Неисправные подшипники в условиях вагонного депо и вагоноремонтных заводов не ремонтируют, а заменяют новыми.

Подшипниковые щиты, крышки подшипников и корпус двигателя перед ремонтом осматривают, чтобы выявить трещины, износ посадочных мест и отверстий и другие дефекты. Большие трещины в щите распространяющиеся к месту посадки подшипников не заделывают, а заменяют дефектный щит. Небольшие трещины в стальных деталях заваривают электродуговой сваркой. Перед сваркой щита или остова во избежание деформации и изменения посадочных мест его предварительно подогревают до 700800С в специальной печи. Можно также заваривать трещины в холодном состоянии медным электродом, который обёртывают полоской белой жести и смазывают жидким стекломили обмазкой ООМ25. Наплавленную медь посыпают бурой, а образовавшийся шов проковывают. После того как заваренный щит или остов остынет, с него удаляют наплывы меди.

После разборки двигателя проверяют магнитным дефектоскопом отсутствие трещин у вала якоря. Вал с трещинами не ремонтируют, а заменяют. Резьбу вала под гайку или болт в торцовой части проверяют резьбовым калибром третьего класса точности; изношенную резьбу перенарезают на следующий размер в соответствии с ГОСТом. Изношенную шпоночную канавку восстанавливают наплавкой на неё металла газовой горелкой с последующей механической обработкой или нарезают вновь с диаметрально противоположной стороны вала. Изношенные посадочные поверхности вала (под шкив или муфту, подшипники и др.) восстанавливают наплавкой или осталиванием с последующей механической обработкой на токарном станке.

Если необходимо вал правят. Валы с изгибом до 0,1 мм на 1 м его длины, но не более 0,2 мм на всю длину править необязательно; валы с изгибом 0,3% их длины можно править в холодном состоянии, при больших изгибах вал надо править с подогревом.

Валы, имеющие серьёзные повреждения (излом, большая кривизна трещины), заменяют. Вал выпрессовывают из сердечника якоря при помощи пресса. Чтобы скрепить снятые с вала детали якоря и коллектора, через вентиляционное отверстие якоря и корпус коллектора пропускаю стяжные шпильки.

У сердечников якорей не должно быть заусенцев, забоин, сдвига листов, распущения крайних листов, поджога или выгорания, а также ослабления посадки на вал. Небольшие заусенцы, забоины и другие повреждения, не влияющие на целостность обмотки, запиливают. В случае оплавления сердечника электрической дугой, образовавшейся при повреждении якоря, обмотку удаляют и вырубают оплавленный участок. Вырубленный участок не должен охватывать более чем два паза с захватом в отдельных местах более 15% толщины зубца. Освободившееся после вырубки место зачищают от заусенцев и заполняют асбестовым наполнителем, приготовленном на лаке БТ95, или другим подобным материалом. Затем отремонтированный участок покрывают лаком БТ95.

Если ослаблена посадка сердечника или нажимных шайб на вал, сильно расслоены крайние листы, имеются отколы или значительные трещины у нажимных шайб, с сердечника снимают обмотку, выпресовывают вал, а сердечник разбирают. Осмотрев листы, заменяют дефектные (с трещинами, изломами зубцов и др.). Листы, имеющие прожоги в одном пазу не более чем на 15% толщины зубца могут быть установлены в сердечник, но с обеих их сторон ставятся целые листы. Общее количество повреждённых листов якоря вместе с установленными между ними целыми листами не должно превышать 40%. Нажимные шайбы со значительными отколами заменяют; трещины в них заваривают с двух сторон. Собирают сердечник на гидравлическом прессе под давлением 1012 кгс/см2, чтобы получить монолитный сердечник с наименьшим магнитным сопротивлением.

После сборки проверяют, соответствуют ли размеры собранного сердечника чертёжным; биение его не должно быть более допускаемого. Ремонт сердечника заканчивают, зачищая в пазах заусенцы и выступающие листы.

У поступивших в ремонт якорей двигателей посредством внешнего осмотра проверяют состояние изоляции и прочность пазовых клиньев, отсутствие повреждений и поджогов концов секций в местах их припайки к петушкам коллекторных пластин, качество пайки, состояние бандажей. Для устранения замыканий между витками или секциями коллектор тщательно очищают от щёточной пыли, излишнего олова и заусенцев. Нарушенную изоляцию в лобовой части обмотки восстанавливают, накладывая на повреждённые места изоляционные прокладки из электрокартона или лакоткани и покрывая их изоляционными лаками. Если очистка коллектора результатов не даёт и видимая лобовая часть обмотки исправна, якорь передаётся в обмоточное отделение для вскрытия обмотки и устранения повреждения. Вскрытие обмотки производят также, когда значительно оплавлены концы секций в петушках или шлицы петушков или сами секции обгорели.

Заметно подгоревшие края смежных пластин указывают на возможные места обрыва в обмотке якоря. Повреждения в доступных местах ( на лобовых частях ) устраняют путём пайки проводов с последующей изоляцией мест соединения лакотканью и покрытием изоляционным лаком. Если место обрыва находится в пазу, то якорь передают в обмоточное отделение, где отпаивают повреждённую секцию от коллектора и заменяют её.

Замыкание обмотки на корпус чаще всего вызывается механическими повреждениями её изоляции. Причинами таких повреждений могут быть: перемещение проводов в пазах под действием центробежных сил при вращении якоря; ослабление бандажей, вызывающее перемещение обмотки; чрезмерное осевое перемещение якоря при пуске машины, вследствие чего возникают большие инерционные усилия, смещающие обмотку вдоль её оси. В результате перемещений изоляция, особенно в местах выхода секций из пазов, постепенно затирается. Если пробита изоляция обмотки якоря, то во время запуска электродвигатель потребляет большой ток, вследствие чего сгорает установленный в его цепи предохранитель. Пробой изоляции верхних секций устраняют, применяя прокладки из электрокартона или лакоткани, заливаемые изоляционным лаком. В других случаях якорь передают в обмоточное отделение, где частично или полностью её перематывают.

Наиболее распространёнными неисправностями, вызывающими повреждения коллектора, являются: подгорание от искрения щёток при перегрузках машины, неровностях коллектора, слабом давлении щёток и вибрации; неравномерный износ коллектора при применении щеток из более твёрдого материала или повышенного их нажатия; выступающая за рабочую поверхность межламельная изоляция; замыкание пластин щёточной пылью и др. Исправные коллекторы должны иметь строго цилиндрическую форму и гладкую полированную поверхность без рисок, царапин и подгоревших мест.

Коллектор, на поверхности которого обнаружены выработки и неровности глубиной 0,2–0,5 мм, шлифуют шкуркой марки 00, а затем марки 000 до получения зеркально гладкой поверхности. В условиях цеха коллектор шлифуют на токарном или специальном комбинированном станке, применяемом для проточки и продороживания коллекторов.

Если на поверхности коллектора обнаруживаются неровности глубиной более 0,5 мм, а также после ремонта, связанного с разборкой, коллектор протачивают.

Эксцентриситет коллектора у двигателей не должен превышать 0,08 мм. Недопустимо также, чтобы на поверхности коллектора выступали отдельные пластины. Для устранения этих дефектов осторожно подтягивают гайку коллектора, затем нагревают его до температуры 100–110°С и снова подтягивают. При ремонте, связанном с разборкой коллектора, может потребоваться многократное подтягивание гайки с чередующимся нагревом.

В процессе эксплуатации медные пластины коллектора истираются значительно быстрее, чем более твёрдые миканитовые изоляционные прокладки. По мере износа пластин изоляция выступает над поверхностью коллектора, вызывая вибрацию щёток и искрение. Для предупреждения или устранения этого явления, а также при засорении межламельных пространств щёточной пылью производят продоражтвание коллектора, т.е. удаляют миканитовую изоляцию между пластинами на глубину 0,5–1 мм.

Коллекторные пластины и миканитовую изоляцию с повреждениями и значительным износом заменяют новыми.

Наиболее часто встречающимися неисправностями обмоток возбуждения двигателей постоянного тока являются обрыв и перетирание изоляции, вызывающие замыкания на корпус и межвитковые замыкания. В зависимости от характера неисправностей обнаруженные в катушке дефекты устраняют или полностью ее перематывают.

После ремонта якоря двигателя нарушается его балансировка из-за неравномерного распределения пропиточного лака и олова, несимметричного расположения лобовых частей обмотки. Нарушение балансировки вызывает вибрацию машины, ускоряющую износ ее подшипников и работающих с ней механизмов, ослабление элементов крепления, шум и дополнительные потери энергии. Для устранения небаланса добавляют уравновешивающие грузы или снимают часть металла в соответствующих местах ротора. Чтобы обнаружить небаланс и определить места, куда надо добавить или откуда снять уравновешивающие грузы, производят статическую и динамическую балансировку якоря.

Для определения качества ремонта собранные двигателя подвергают испытаниям. Испытание собранного двигателя производится по следующей программе:

• измерение сопротивления изоляции всех обмоток относительно друг друга и корпуса машины;

• измерение сопротивления обмоток в холодном состоянии;

• испытание электрической прочности изоляции обмоток;

• испытание в режиме холостого хода;

• испытание изоляции между витками;

• испытание на повышенную частоту вращения;

• проверка номинальных данных машины;

• испытание на кратковременную перегрузку по току.

После испытаний годные двигатели окрашивают, чтобы защитить их от коррозии и придать красивый внешний вид.

Литература

1 Э.А.Лисичкин. «Электрооборудование вагонов, его ремонт». Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности «Вагоны». Гомель: БИИЖТ, 1992

2 А.Е.Зорохович, А.З.Либман «Электро и радио- оборудование пассажирских вагонов». М.: «Транспорт», 1985

3 «Электрооборудование вагонов». Под редакцией д.т.н. профессора А.Е.Зороховича. М.: «Транспорт», 1982

4 Цырлин М.И. «Основные требования к выполнению пояснительных записок курсовых и дипломных проектов». – Гомель: БелГУТ, 2001

5 Майоров В.Н. Устройство и ремонт электрооборудования вагонов.– М.: Транспорт, 1980