Конструкция генератора постоянного тока

Рассмотрим особенности конструкции генератора постоянного тока на примере тягового генератора тепловоза.

Рисунок 25. Внешний вид тягового генератора тепловоза М62

Тяговый генератор превращает механическую энергию дизеля в электрическую для питания тяговых электродвигателей. При запуске дизеля тяговый генератор исполняет роль стартера, т.е. раскручивает коленчатый вал до минимальных оборотов, при которых происходит самовоспламенение топлива. Электрические машины локомотивов работают в достаточно тяжелых условиях, это вызвано стесненными габаритами и переменными режимами работы, а также ударными нагрузками при движении тепловоза. Поэтому при изготовлении тягового генератора и других электрических машин применяют высококачественные стали и теплостойкие изоляционные материалы, допускающие высокие температуры нагрева обмоток.

Рисунок 26. Устройство тягового генератора

Тяговый генератор имеет независимое возбуждение. Он состоит из следующих основных частей: станины (остова), восьми главных и восьми добавочных полюсов, якоря, подшипникового щита, входного патрубка, вала с подшипником, крышки подшипника, упорного кольца.

Станина генератора цилиндрической формы выполнена из стального листа и является магнитопроводом. С внутренней стороны к станине закрепляют болтами главные и добавочные полюсы. Снаружи станина имеет две лапы, которыми генератор опирается на поддизельную раму. С торца к станине крепится подшипниковый щит, служащий для опоры одного конца якоря.

Главные полюсы представляют собой сердечники с катушками и служат для создания магнитного поля. Сердечник главного полюса для уменьшения вихревых токов набирают из отдельных листов электротехнической стали, скрепленных между собой заклепками. На сердечнике располагаются пусковая обмотка и обмотка независимого возбуждения.

Добавочные полюсы служат для устранения реакции якоря тягового генератора. Сердечники полюсов изготавливают из стали. Катушка намотана из прямоугольной меди, которая изолируется от сердечника миканитом и стеклотканью. Между сердечником и станиной ставится немагнитная прокладка, являющаяся как бы вторым воздушным зазором для магнитного потока, что придает магнитной характеристике добавочного полюса прямолинейность. Такая характеристика обеспечивает нормальную коммутацию электрической машины.

Якорь генератора одним концом вала опирается на самоцентрирующийся подшипник, расположенный в подшипниковом гнезде, а другим соединяется с фланцем коленчатого вала дизеля. В пазы сердечника, как правило, укладывается лягушачья обмотка, состоящая из петлевой и волновой простых обмоток. Концы обмоток выводят к коллекторным пластинам и припаивают к ним. Коллектор набирают из медных пластин трапециевидного профиля.

С противоположной стороны к якорю крепят вентиляторное колесо, обеспечивающее циркуляцию воздуха, необходимого для отвода тепла. На некоторых генераторах вентиляция принудительная, там вентиляторное колесо отсутствует.

Для отвода тока от коллектора тягового генератора применяют щетки, расположенные на щеткодержателях, укрепленных на подшипниковом щите. Количество щеткодержателей для генератора выбирают по числу главных полюсов.