Вспомогательный генератор

Министерство образования  и науки, молодежи и спорта Украины

департамент образования  и науки, молодежи и спорта Луганской  облгосадминистрации

Алчевский проффесиональный металлургический лицей

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему:

” Вспомогательный генератор “

 

Выполнил:

 учащийся группы №10

По профессии:

 Помощник машиниста  тепловоза,

 слесарь по ремонту  подвижного состава

Конюшков Кирилл Николаевич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель _______________________ Цыгельман Татьяна Михайловна

 

 

 

 

Алчевск, 2013 год

Содержание

 

І Общая часть

 

1. Краткая характеристика части тепловоза

(Вспомогательный генератор) наТГМ6А……………………………………...3

 

ІІ Специальная часть

 

2.1 Назначение и устройство………………………………………………………..6

2.2Принцип работы…….……………………………………………………...…….8

2.3 Обслуживание и осмотр…………………………………………………….….18

2.4 Неисправности……………………………………………………………….…21

2.5 Разборка………………………………………………………………………....22

2.6 Ремонт…………………………………………………………………………...23

2.7 Сборка………………………………………………………………………..….24

2.8 Охрана труда при обслуживании, осмотре и ремонте…………...…………..25

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………..……..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1. Краткая характеристика части тепловоза - Вспомогательный генератор

 

Первый электрический  генератор по заказу Андре Мари Ампера появился на свет в 1832 году благодаря французским техникам-изобретателям братьям Пикси. Хотя он был абсолютно непрактичным, приходилось вручную вращать достаточно тяжелый магнит, но все же способен вырабатывать электрический ток. Вблизи полюсов постоянного магнита были укреплены неподвижно две проволочные катушки индуктивности. Дополнительно электрогенератор Пикси был оснащен выпрямителем для преобразования переменного тока в постоянный.

В последующие годы различные  ученые, стремясь повысить электрическую мощность своих генераторов, увеличивали количество магнитов и окружающих их катушек. В 1833 году русский ученый Эмилий Ленц предположил, что электрические машины могут быть обратимыми, то есть электрический двигатель вполне эффективно может работать как генератор, надо лишь вращать его вал. В 1838 гуду Эмилий Христианович на практике доказал свою теорию на основе электрического двигателя Бориса Семеновича Якоби.

В 1843 году Эмилий Штерер создал генератор, состоявший из трех подвижных постоянных магнитов и шести катушек индуктивности, вращавшихся вручную вокруг вертикальной оси. С 1851 года инженеры заменяют постоянный природный магнит на электрический. Это открыло новый этап в развитии генераторов и стало возможным  создавать электрические машины значительно большей мощности. Однако обмотка электромагнита питалась все  равно небольшим генератором   с постоянными магнитами. Первой машиной с электромагнитом стал генератор англичанина Генри Уальда, созданный им в 1863 году.

В 1870 году бельгийский инженер-изобретатель Зеноб Грамм, работая во Франции, создал генератор, использующий принцип  самовозбуждения. Ранее этот принцип  был обнаружен в процессе исследования работы электрических машин. Дело в  том, что сердечники электромагнитов  после прекращения подачи тока сохраняют  остаточный магнетизм, что позволяет  генератору давать электричество сразу  же после запуска его из состояния  покоя. Электрическая машина Грамма состояла из кольцевого якоря, укрепленного на горизонтальном валу. Он вращался между  двумя электромагнитами, обмотки  которых были последовательно подключены с обмоткой якоря. Получаемый от генератора ток, отводился потребителям посредством  металлических щеток, скользивших  по коллектору.

В 1873 году на Веской выставке генератор  изобретателя участвовал в демонстрации передачи электрического тока на расстояние. После создания электрического генератора Грамма, по сути, началось производство подобных машин в промышленном масштабе.

 

 

рис.1.1.1 «Первый электрический генератор»

 

 

 

 

Генератор постоянного тока — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока.

Свойства генераторов постоянного  тока определяются в основном способом питания их обмоток возбуждения. В зависимости от этого различают  генераторы:

 

• с независимым возбуждением — обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока;
• с параллельным возбуждением — обмотка возбуждения подключена к обмотке якоря параллельно нагрузке;
• с последовательным возбуждением — обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой;
• со смешанным возбуждением — имеются две обмотки возбуждения: одна подключена параллельно нагрузке, а другая — последовательно с ней.

 

Рассматриваемые генераторы имеют  сходное устройство и отличаются лишь выполнением обмотки возбуждения. Обмотки независимого и параллельного  возбуждения с большим числом витков изготовляются из провода малого сечения, а обмотки последовательного возбуждения с большим числом витков — из провода большого сечения. Генераторы малой мощности иногда выполняются с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

На тепловозе ТГМ6А  используется вспомогательный генератор  КГ-12,5К.

 

 

 

 

 

 

 

рис. 1.1.2 «Вспомогательный генератор КГ-12,5К»

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Назначение и устройство генератора типа КГ-12,5

 

Вспомогательный генератор  КГ-12,5К расположен в машинном помещении  тепловоза,

 предназначен для заряда аккумуляторной батареи, питания цепей управления, освещения и вспомогательных нужд на тепловозах ТГМ-4, ТГМ-6, ТЭМ-7.

Генератор типа КГ-12,5 может  работать одиночно и параллельно  с другими аналогичными генераторами.

Генератор предназначен для  заряда аккумуляторной батареи, питания  цепей управления, освещения и  вспомогательных нужд на тепловозах ТГМ-4, ТГМ-6, ТЭМ-7.

Режим работы - продолжительный.

Генератор КГ-12,5 выполнен в  горизонтальном брызгозащищенном исполнении с самовозбуждением и самовентиляцией.

Генератор состоит из следующих  основных узлов: магнитной системы, якоря, коллектора, траверсы, щеткодержателей, подшипников, подшипниковых щитов и коробки выводов.

 

 

 

 

 

 

рис.2.1.1 «Вспомогательный генератор КГ-12,5К»

 

1 — коллектор; 2 — щеткодержатель; 3 - якорь; 4 — главный полюс; 5 —  обмотка возбуждения; 6 — станина; 7 — подшипниковый щит; 8 — вентилятор; 9 — обмотка якорь

 Магнитная система  состоит из корпуса, четырех главных и четырех добавочных полюсов.

Корпус сварной из гнутой листовой стали. Сердечники главных  полюсов собраны из листов электротехнической стали, сердечники добавочных полюсов изготовлены из целого куска стали.

На сердечники главных  полюсов одеты катушки параллельной и последовательной обмоток, а на сердечники добавочных полюсов - обмотка добавочных полюсов. Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали и запрессован между двумя обмоткодержателями.

Обмотка якоря выполнена  из провода ПСДК и состоит из 29 катушек.

В каждой катушке по 4 секции, в секции - 2 витка. Шаг по пазам 1-8. Обмотка уложена в открытых пазах якоря и закреплена как в пазовой, так и в лобовых частях проволочными бандажами.

Коллектор выполнен из пластин  коллекторной меди с миканитовой  изоляцией и запрессован на втулке конусными стяжными кольцами. Подшипниковые  щиты сделаны из алюминиевого сплава, в ступицы впрессованы стальные втулки для шарикоподшипников.

Траверса выполнена в  виде разрезного кольца с выступами  для крепления изолированных  пальцев, на которых установлены  щеткодержатели со щетками.

Номинальная мощность, кВт - 5/5. Номинальное напряжение, В - 75/75. Ток, А - 66,5/66,5. Номинальная частота, мин-1 - 650/1760.

Генератор устроен принципиально  так же, как и электродвигатель. В отличие от него в генераторе принудительно вращается ротор (якорь). С помощью генератора механическая энергия вращающегося якоря превращается в электрическую. Подобно электродвигателям, генераторы бывают переменного и  постоянного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Принцип работы

 

Принцип действия электрического генератора основан на использовании явления электромагнитной индукции, которое состоит в следующем. Если в магнитном поле постоянного  магнита перемещать проводник так, чтобы он пересекал магнитный поток, то  в проводнике  возникнет электродвижущая сила (э.д.с), называемая э.д.с индукции(Индукция   от латинского слова inductio   —   наведение, побуждение) , или индуктированной э.д.с. Электродвижущая  сила  возникает и в том случае, когда проводник остается неподвижным, а перемещается магнит.  Явление возникновения индуктированной э.д.с. в проводнике  называется электромагнитной  индукцией. Если  проводник,  в  котором  индуктируется  э.д.с,  включить в  замкнутую электрическую цепь,  то  под действием э.д.с. по цепи потечет ток, называемый индуктированным током.

Опытным путем установлено, что  величина индуктированной э.д.с., возникающей  в проводнике при его движении в магнитном поле, возрастает с  увеличением индукции магнитного поля, длины проводника и скорости его  перемещения. Индуктированная э.д.с. возникает только тогда, когда проводник  пересекает магнитное поле. При движении проводника вдоль магнитных силовых  линий э.д.с. в нем не индуктируется. Направление индуктированной э.д.с. и тока проще всего определить по правилу правой руки (рис. 2.1.1): если ладонь правой руки держать так, чтобы в нее входили магнитные силовые линии поля, отогнутый большой палец показывал бы направление движения проводника, то остальные вытянутые пальцы укажут направление действия индуктированной э.д.с. и направление тока в проводнике. Магнитные силовые линии направлены от северного   полюса  магнита  к  южному.

рис. 2.1.1 «Определение направления индуктированной э.д.с. по правилу правой руки»

Имея общее представление об электромагнитной индукции, рассмотрим принцип действия простейшего генератора (рис.2.1.2). Проводник в виде рамки из медной проволоки укреплен на оси и помещен в магнитное поле. Концы рамки присоединены к двум изолированным одна от другой половинам (полукольцам) одного кольца. Контактные пластины (щетки) скользят по этому кольцу. Такое кольцо, состоящее из изолированных полуколец, называют коллектором, а каждое полукольцо — пластиной коллектора. Щетки на коллекторе должны быть расположены таким образом, чтобы они при вращении рамки одновременно переходили с одного полукольца на другое как раз в те моменты, когда э.д.с, индуктируемая в каждой стороне рамки, равна нулю, т. е. когда рамка проходит свое горизонтальное положение.

 

 

 

 

 

рис. 2.1.2 «Простейший генератор постоянного тока»

 

 

 

 

 

 

 

 

С помощью коллектора переменная э.д.с, индуктируемая в рамке, выпрямляется, и во внешней цепи создается постоянный по направлению ток.

Присоединив к контактным пластинам  внешнюю цепь с электроизмерительным прибором, фиксирующим величину индуктируемого тока, убедимся, что рассмотренное  устройство действительно является генератором постоянного тока.

В любой момент времени t э.д.с. Е (рис.2.1.3), возникающая в рабочей стороне Л рамки, противоположна по направлению э.д.с, возникающей в рабочей стороне Б. Направление э.д.с. в каждой стороне рамки легко определить, воспользовавшись правилом правой руки. Э.д.с, индуктируемая всей рамкой, равна сумме э.д.с, возникающих в каждой ее рабочей стороне. Величина э.д.с в рамке непрерывно изменяется. В то время, когда рамка подходит к своему вертикальному положению, количество силовых линий, пересекаемых проводниками в 1 с, будет наибольшим и в рамке индуктируется максимальная э.д.с. Когда рамка проходит горизонтальное положение, ее рабочие стороны скользят вдоль силовых  линий,  не пересекая их, и э.д.с. не индуктируется. В период движения стороны Б рамки к южному полюсу магнита (рис.2.1.3, а, б) ток в ней направлен на нас. Этот ток проходит через полукольцо, щетку 2, измерительный прибор к щетке /ив сторону А рамки. В этой стороне рамки ток индуктируется в направлении от нас. Своего наибольшего значения э.д.с. в рамке достигает тогда, когда стороны ее расположены непосредственно под полюсами (рис.2.1.3,б).

 

 

 

рис.2.1.3 «Схема работы генератора постоянного тока»