Тяговий двигун має нерухомий остов (статор) обертається якір (ротор) корпус статора являє собою литу тонкостенную порожнисту конструкцію чотиригранної форми зі скошеними кутами (ріс.4.30). Зовні з одного боку є верхній і нижній припливи для розміщення пружною траверси для підвіски до рами візка, а з іншого боку-припливи для кріплення рознімних моторно-осьових підшипників, через які двигун спирається на вісь колісної пари.
Ріс.4.30. Тяговий двигун електровоза постійного струму: 1 остов, 2 вентиляційний патрубок, 3 обмотки головних полюсів, 4-сердечники головних полюсів, 5-мотрні-якірні підшипники. 6-вал якоря, 7 якір, 8-обмотки додаткових полюсів, 9 сердечники додаткових полюсів, 10-щіткотримач, 11-колектор, 12-підшипникові щити.
Ріс.4.31. Остов тягового електродвигуна: 1-корпус, 2,3-головний і додатковий полюси, 4-горловини для установки моторно-осьових підшипників.
Зверху остов має патрубки для приєднання до системи вентиляції, збоку і знизу оглядові люки.
Остов є частиною магнітної системи тягового двигуна. Усередині нього є симетрично розташовані припливи, до яких кріплять болтами сердечники полюсів прямокутної форми. Попередньо на сердечники надягають, обмотки збудження.
Сердечники головних полюсів набирають з тонких штампованих листів, які, щоб ізолювати їх один від одного, покривають спеціальним лаком. При складанні полюси стягують спеціальними заклепками Такі сердечники полюсів називають шихтованими.
Якір тягового двигуна. як і сердечники полюсів, для зменшення вихрових струмів виконують шихтованим (ріс.4.32)
За зовнішньої окружності на аркушах штампуванням роблять прямокутні вирізи. Після складання всіх листів якоря вони утворюють поздовжні пази, в яких розміщують обмотку. Обмотку якоря виготовляють у вигляді окремих мідних ізольованих секцій або полусекцій (ріс.4.33); їх закладають в пази на поверхні якоря і закріплюють за допомогою ізоляційних клинів і бандажів (ріс.4.32).
Ріс.4.32. Сердечник якоря тягового двигуна: 1-штамповані листи, 2-збірна рейка, 3-втулка якоря, 4-натискні шайби, 5-пази для обмотки, 6-виточки для накладення бандажа.
Моторно-якірні підшипники кочення, в яких обертається якір тягового двигуна, внутрішніми кільцями напресовані на кінці вала якоря. Вал виготовляють з хромонікелевої сталі, що володіє високою міцністю. При складанні тягового двигуна зовнішні кільця підшипників запресовують в
підшипникові щити, які потім вставляють в посадочні
Рис 4.33. Секції обмотки якоря: а- петлевая; б-хвильова.
Підшипникові щити мають в центральній частині спеціальні, так звані лабіринтові камери, що запобігають потраплянню всередину тягового двигуна мастила при обертанні якоря.
Колекторно-щітковий вузол - один з відповідальних вузлів тягового двигуна-багато в чому визначає його нормальну роботу. Колекторно-щітковий вузол складається з колектора, щіток, натискних пружин, щіткотримачів і їх деталей.
Колектор являє собою набір ретельно підібраних, радіально розташованих по його окружності мідних пластин, ізольованих одна від одної міканітовимі прокладками (ріс.4.34). Ці прокладки склеюють з тонких шарів слюди, що володіє, як відомо, високою електричною міцністю, волого- і теплостійкість.
Для того щоб можна було надійно закріпити колекторні пластини на циліндричній сталевий коробці, їм в нижній частині надають форму хвоста. Кріплять їх нажімнимі шайбами і стягують болтами.
Ріс.4.34. Колектор тягового двигуна постійного струму:
1 коробка; 2 натискні шайби; 3 ізоляційні манжети; 4-півники; 5 мідні пластини; 6-ластівчин хвіст; 7- міканітовие прокладки.
Колектор напресовують на якірну втулку або на вал якоря двигуна. До колекторним пластин припаяні відповідно до розташування в пазах сердечника висновки однієї секції обмотки якоря, що складається з декількох витків.
До обмотці якоря електричний струм підводиться: через щітки і. щітки розташовують по геометричної нейтрали основного магнітного потоку, т. е. в зоні його відсутності, що полегшує умови комутації. Слід мати на увазі, що комутація тягових двигунів протікає у важких умовах, що визначаються дією на колектор і щітки випадкових динамічних сил, що виникають внаслідок руху е. п. с. по нерівностях рейкової колії.
Щітки виготовляють з матеріалів, що забезпечують їх високу твердість, велику перехідний електричний опір, малий коефіцієнт тертя при взаємодії з колектором; вони допускають номінальну щільність струму до 10-12 А / см 2. Ширина щітки більше ширини колекторної пластини; зазвичай щітка перекриває кілька колекторних пластин, через що одночасно під одним щіткою коммутируют кілька секцій обмотки якоря.
Для забезпечення по можливості рівномірного натискання щіток на колектор їх встановлюють в спеціальних обоймах з нажімнимі пружинами. Ці обойми виконують роз'ємними з фіксують зубчастими поверхнями, що дозволяють при необхідності кілька зміщувати щітки. Обойми, їх деталі, а також ізолюючі кронштейни, які кріплять болтами до внутрішньої торцевої поверхні остова, утворюють щітки - тримач.
Як правило, щітки виконують складаються з двох частин. При цьому інерційні сили діють порізно на кожну половину щітки, контакт з колекторними пластинами стає більш стабільним. а значить, полегшуються умови комутації.
Конструктивні рішення щодо поліпшення умов комутації зводяться до запобігання спотворення основного магнітного потоку реакцією якоря. Для цього збільшують повітряний зазор, виконують його розходяться від середини полюса до кінців, застосовують додаткові полюси і компенсаційну обмотку.
Обмотки додаткових полюсів, найбільш ефективно знижують реакцію якоря, створюють магнітний потік, що компенсує спотворення основного магнітного потоку. Цьому ж сприяє компенсаційна обмотка, що укладається в пази полюсів і остова по його внутрішньої утворює.
Ізоляція тягового двигуна грає велику роль в забезпеченні його надійності, так як у працюючого двигуна про- мотки і інші вузли знаходяться під високою напругою. Тому для забезпечення. нормальної роботи тягового двигуна і безпеки обслуговуючого персоналу обмотки і його вузли ізолюють один від одного і щодо «землі».
В сучасних тягових двигунах застосовують три види ізоляції: віткових, ізолюючу провідники обмотки один від одного (для цієї мети використовують стеклослюдінітовую стрічку); корпусні, застосовувати нові види ізоляції на основі полімерних стрічок і компаундів. Така ізоляція має значно меншу товщину в порівнянні зі стеклослюдінітовой стрічкою, більш високу. електричну і механічну міцність.
Безколекторні тягові двигуни
Широко застосовуються тягові двигуни постійного і пульсуючого струму мають, однак, істотні недоліки. Це перш за все наявність колекторно-щіткового вузла, який вимагає постійного догляду в експлуатації. Щітки швидко зношуються, поверхня колектора заволікається продуктами їх зносу і розпаду, під впливом тряски відбуваються порушення комутації, іскроутворення на колекторі і т. П.
У безколекторних двигунах - вентильних синхронних і асинхронних - немає необхідності виконувати роботи з поточного утримання колектора і щіток; при тих же габаритах виявляється, можливим створити двигун більшої потужності, ніж колекторний. При цьому відпадають обмеження по міцності вузлів. Безколекторний двигун допускає велику частоту обертання, має меншу масу, нижчу вартість виготовлення і експлуатації.
Основні ж труднощі використання безколекторних двигунів для тяги складаються, по-перше, в складності перетворення однофазного струму контактної мережі в трифазний для харчування тягових двигунів, і по-друге, в складності системи регулювання бесколлектоних двигунів.
Тільки в останні роки завдяки появі тиристорів виявилося можливим використовувати для тяги безколекторні двигуни як асинхронні, так і вентильні. На тиристорах були створені перетворювачі постійного або однофазного струму постійної частоти в трифазний змінний регульованої частоти. З'явилася можливість так регулювати безколекторний тяговий двигун, що кожному значенню його крутного моменту, а отже, і сили тяги (або гальмування) відповідають напруга і частота струму живлення, що забезпечують повне використання потужності е. п. с.
Регулює режими роботи зводиться при цьому до перетворення за необхідними законами напруги і струму контактної мережі в напругу і струм, що живлять обмотки бесколлекторного двигуна. Машиніст вибирає режими так, щоб забезпечити бажані характеристики е. п з: на кожному елементі профілю колії.