Тяговый двигатель ДК-106Б

 

Продольный разрез двигателя ДК-106Б

Рис. 22. Продольный разрез двигателя ДК-106Б: 1 — остов; 2 — якорь; 3 — щеткодержатель; 4 — шайба упорная; 5 — передняя крышка; 6 — радиально-упорный роликоподшипник; 7 — передний подшипниковый щит; 8 — катушка главного полюса; 9 — стержень главного полюса; 10 — сердечник главного полюса;11 — пружинный фланец; 12 — задний подшипниковый щит; 13 — радиальный роликоподшипник; 14 — задняя крышка; 15 — катушка дополнительного полюса; 16 — полюсный болт; 17 — сердечник дополнительного полюса

На электропоезде ЭР1 установлены самовентилируемые тяговые двигатели последовательного возбуждения типа ДК-106Б (рис. 22 и 23). Изоляция этих двигателей, так же как и двигателей ДК-103Г, выполнена по классу В. Сравнительные технические данные тяговых двигателей ДК-106Б и ДК-103Г приведены в табл. 4, а рабочие характеристики двигателя ДК-106Б— на рис. 24 и в табл. 5.

Поперечный разрез двигателя ДК-106Б

Рис. 23. Поперечный разрез двигателя ДК-106Б: 1 — латунные прокладки; 2 — крышка нижнего коллекторного люка; 3 — крышка бокового коллекторного люка; 4 — крышка верхнего коллекторного люка; 5 — выводные кабели

Таблица 4. Сравнительные технические данные тяговых двигателей ДК-106Б и ДК-103Г

Параметры ДК-106Б ДК-103Г
Номинальное напряжение на коллекторе, В 1 500 1 500
Изоляция на напряжение, В 3 300 3 300
Полное (усиленное) поле (в числителе — часовой режим, в знаменателе—длительный режим)
Мощность, кВт 197/145 162/115
Ток, А 146/105 120/85
Скорость вращения в об 1 мин 830/945 900/1000
К. п. д. на валу двигателя в % 90,0/92 90,0/90,5
Ослабленное (нормальное) поле  (в числителе — часовой режим, в знаменателе—длительный режим)
Коэффициент ослабления поля, % 50 53
Мощность, кВт 200/160 180/144
Ток, А 146/115 132/105
Скорость вращения в об/мин 1140/1320 1130/1260
К. п. д. на валу двигателя в % 91,5/92,5 91,0/91,5
Максимальная скорость вращения, об/мин 2 080 2 100
Вес на единицу мощности, кг/квт 11 14,2
Вес, кг 2 200 2 550
Характеристики тягового двигателя ДК-106Б на ободе колеса

Рис. 24. Характеристики тягового двигателя ДК-106Б на ободе колеса (Dк=1050 мм; Uд=1500В;р=3,17)

Рабочие характеристики двигателя ДК-106Б при Uд=1 500 в

Полное поле (100%) Ослабленное поле (50%)
V, км/ч  μ F, кг V, км/ч  μ F, кг
25 131 0,620 65 1
30 121 0,670 90 _
35 111 0,720 125 _ _
40 101 0,760 165 _
78 0,840 355 135,0 0,830 200
70 122,0 0,860 270
80 66,5 0,875 580 107,0 0,875 360
90 98,0 0,885 445
100 60,5 0,885 805 90,0 0,890 545
120 55,8 0,885 1 050 79,5 0,895 745
140 52,5 0,880 1 290 73,0 0,892 945
160 49,5 0,875 1 555 68,0 0,887 1 150
180 47,5 0,870 1 815 64,0 0,883 1 370
200 45,7 0,865 2 080 61,0 0,880 1 590
220 44,0 0,860 2 360 58,0 0,875 1 820
240 42,7 0,845 2 630 56,0 0,870 2 050
260 41,5 0,835 2 880 54,0 0,860 2 280
280 40,3 0,825 3 145 52,0 0,853 2 530
300 39,3 0,815 3 420 50,5 0,845 2 760

Двигатель ДК-106Б имеет опорно-рамную подвеску и, следовательно, полностью подрессорен. Резкое уменьшение ударной нагрузки должно благоприятно сказаться на механической прочности его отдельных узлов, в особенности на прочности медных проводников якорных катушек, и увеличить срок службы машины. Кроме того, уменьшается вес неподрессоренной массы, воздействующей на путь.

Гибким звеном, компенсирующим перемещение двигателя относительно оси и передающим момент вращения на ось вагона, является кулачковая муфта.

Двигатель устанавливается на раме тележки консольно при помощи имеющихся на остове приливов А (см. рис. 23), уступов Б и закрепляется болтами диаметром 36 мм, ввинчиваемыми в отверстия В. Приливы Г предохраняют его от падения на рельсы в случае поломки системы подвески. Наличие кулачковой муфты заставило сократить общую длину двигателя до 1004 мм (длина двигателя ДК-103Г — 1306 мм).

Для прохода воздуха в машину служит вентиляционный патрубок размером 200X210 мм, соединяющий вентиляционные каналы кузова и остов двигателя со стороны коллектора. Три коллекторных люка (верхний, боковой и нижний) обеспечивают удобный доступ к коллектору и щеткодержателям. Крышки люков для предохранения от проникания в двигатель влаги уплотнены войлоком.

В настоящее время проводятся эксплуатационные испытания уплотнений из губчатой резины, которые должны улучшить герметизацию машины.

Схема соединений обмоток и расположения выводных кабелей двигателя ДК-106Б

Рис. 25. Схема соединений обмоток (вид со стороны коллектора) и расположения выводных кабелей двигателя ДК-106Б: н — начало катушки; к — конец катушки; К, КК, Я, ЯЯ — маркировка выводных кабелей

Тяговый двигатель имеет четыре главных и четыре дополнительных полюса, каждый из которых крепится к станине тремя болтами диаметром 24 мм. Сердечник главного полюса собран из листовой стали толщиной 1,5—2 мм. Чтобы не производить нарезку в шихтованном сердечнике, в него запрессовывают стальной стержень 9 (см. рис. 22) с тремя отверстиями, имеющими резьбу М24. Сердечник дополнительного полюса изготовлен из стального литья.

Катушки главных полюсов двухслойные; они намотаны из шинной меди МГМ размером 1,81×22 мм (сечение меди 39,1 мм2), каждая катушка состоит из 78 витков, в том числе 44 в верхнем ряду и 34—в нижнем. Катушки дополнительных полюсов имеют 57 витков, намотанных на ребро, что обеспечивает хорошую монолитность катушек. Размер меди такой же, как и у главных катушек.

Изоляция главных и дополнительных катушек одинакова. Межвитковая изоляция состоит из одного слоя асбестовой бумаги толщиной 0,3 мм. Корпусная изоляция наматывается последовательно из одного слоя стеклоленты 0,1 х 25 мм, шести слоев микаленты марки ЛФЧ-2 0,13 X 30 мм, еще одного слоя стеклоленты и, наконец, одного слоя киперной ленты 0,45 X 20 мм. Изоляция наложена в х/2 перекрытия ширины ленты. Пустоты заполняются замазкой. Выводы выполнены из провода марки ПМУ сечением 35 мм2 и припаиваются тугоплавким меднофосфористым припоем. Катушки в процессе изготовления проходят двойную компаундировку. Готовые катушки испытываются на отсутствие межвитковых замыканий.

Зазор между главными полюсами и якорем равен под центром полюса 4,75 мм и увеличивается к краю до 12 мм, расчетный эффективный зазор составляет 6,5 мм. Зазор под серединой дополнительного полюса равен 6 мм. Между станиной и сердечником дополнительного полюса имеются две латунные прокладки 1 (см. рис. 23) толщиной по 2 мм; это создает второй магнитный зазор у станины, равный 4 мм.

Схема соединений обмоток показана на рис. 25. Катушки дополнительных полюсов соединяются со стороны коллектора, катушки главных—с противоположной. Надежное закрепление катушек на полюсах обеспечивается пружинными фланцами 11 (см. рис. 22).

Сердечник якоря имеет диаметр 520 мм — наибольший по условиям размещения двигателя в тележке и длину 300 мм. 48 вентиляционных каналов диаметром 22 мм равномерно расположены в три ряда. Листы якоря, изготовленные из динам-ной стали марки Э11 толщиной 0,5 мм и покрытые слоем бакелитового лака, собирают на втудку, запрессованную на вал, и закрепляют с одной стороны обмотко-держателем, а с другой— втулкой коллектора.

Якорь (рис. 26) имеет 47 пазов размером 13,5х X 43 мм, которые перед укладкой обмотки обрабатывают протяжкой. Крайние листы сердечника изготовлены с расширенными пазами. Обмотка якоря волновая (рис. 27). Шаг по пазам 1—12, шаг по коллектору 1—165, мертвых проводников нет. Число параллельных ветвей 2а=2.

Якорь двигателя ДК-106Б

Рис. 26. Якорь двигателя ДК-106Б: 1 — сердечник якоря; 2 — коллектор; 3 — гайка; 4 — передняя лабиринтовая втулка; 5 — втулка коллектора; 6 — коллекторный болт; 7 — нажимной конус; 8 — миканнтовые манжеты; 9 — бандаж; 10 — миканнтовые полуцилиндры; 11 — клин; 12 — секция обмотки якоря; 13 — миканит; 14 —
обмоткодержатель; 15 — втулка якоря; 16 — задняя лабиринтовая втулка

Секция обмотки якоря (рис. 28) содержит семь проводников из меди МГМ размером 1,08х 13,5 мм (сечение 14,3 мм1), каждый из которых изолируется одним слоем микаленты ЛФЧ-1 размером 0,08Х Х20мм. Общее число проводников якоря —658. Корпусная изоляция секции в пазовой части состоит из шести слоев микаленты ЛФЧ-1 размером 0,13×25 мм и одного слоя стеклоленты размером 0,1 х 25 мм. На лобовых частях число слоев микаленты снижено до 5—3. Передняя и задняя лобовые части стягивают шел ко-слюдяной лентой, а головки катушек дополнительно изолируют тафтяной лентой.

Схема обмотки якоря

Рис. 27. Схема обмотки якоря

Витковая и корпусная изоляция наматывается в 1/2 перекрытия ширины ленты. В передней лобовой части, непосредственно у петушков коллектора, между проводниками катушек проложена слюда-шаблонка толщиной 0,1 мм. Дополнительной защитой от пробоя секции якоря на углах в месте выхода из паза служит V-образная изоляция из миканита и прессшпана, помещенная в расширенных пазах крайних листов. Обмоткодержатели изолируются миканитом, причем на переднем обмоткодержателе, который одновременно является втулкой коллектора, для создания секциям якоря жесткой подушки устанавливают прессованные из миканита полуцилиндры.

Проводники якоря впаяны в коллектор припоем ПОС-61. Секции якоря закрепляются в пазах при помощи текстолитовых клиньев, а на лобовые части наложены бандажи из стальной луженой проволоки диаметром 2 мм: 48 витков на передней лобовой части и 45 витков на задней. Бандажи пропаиваются припоем ПОС-40. Якорь проходит пропитку в лаке № 447 вакуумно-нагнетательным способом и сушится в индукционных электропечах.

Сопротивление обмоток двигателя ДК-106Б:
Якоря........................ при  20° - 0,1630 Ом,
                              при 100° - 0,2150 Ом
Главных полюсов ............. при  20° - 0,1810 Ом,
                              при 100° - 0,2390 Ом
Дополнительных полюсов....... при  20° - 0,0805 Ом,
                              при 100° - 0,1060 Ом

Коллектор имеет номинальный рабочий диаметр 460 мм и длину рабочей поверхности 79 мм. Он состоит из 329 медных и такого же числа миканитовых пластин. Размер коллекторного деления 4,4 мм, толщина изоляционной миканитовой пластины 1,2 мм. В отличие от коллектора ДК-103Г втулка коллектора выполнена как единое целое с передним обмоткодержателем, что создает большую жесткость узла коллектор — сердечник якоря и повышенную надежность в эксплуатации. Втулка и нажимной конус стягивают пластины коллектора при помощи восьми болтов диаметром 24 мм.

Секция обмотки якоря двигателя ДК-106Б

Рис. 28. Секция обмотки якоря двигателя ДК-106Б: 1 — медь шинная 1,08×13,5 мм; 2 — микалента 0,08×20 мм (1 слой в полулсрёкрышу); 3 — микалента 0,13х25 мм (6 слоев в полуперекрышу); 4 — стеклолента 0,1×25 мм (1 слой в полуперекрышу); 5 — слюда-шаблонка 0,1 мм

Манжеты коллектора составные; они изготовлены из формовочного мусковита, имеют толщину 1,2 мм и перекрывают 1/4 окружности каждая. Манжеты укладывают в три слоя со смещением стыков каждого ряда на 30°. В процессе изготовления коллектор подвергается циклу прессовок в холодном и горячем состоянии и динамической формовке. Коллектор напрессовывается на втулку якоря и затягивается гайкой. Готовый якорь подвергается динамической балансировке. Чтобы избежать случаев ослабления вентиляторов, имевших место на двигателях ДК-103Г, предусматривается установка задних обмоткодержателей с отлитыми вентиляционными лопатками. Надвигателях ДК-106Б первого выпуска стальные сварные вентиляторы приварены к заднему обмоткодержателю.

Щеткодержатель двигателя ДК-106Б

Рис. 29. Щеткодержатель двигателя ДК-106Б: 1 — корпус; 2 — сменная обойма; 3 — пружина; 4 — ось; 5 — шплинт; 6 — кронштейн щеткодержателя; 7 — шайбы миканитовые; 8 — изолятор; 9 — палец кронштейна

В двигателе ДК-106Б установлено четыре щеткодержателя (рис. 29), причем расположение кронштейна и корпуса принято иное, чем в двигателе ДК-103Г. Здесь оба эти узла вытянуты вдоль окружности коллектора, что позволило значительно сократить длину машины. Корпус щеткодержателя отлит из кремнистой латуни. С учетом эксплуатации двигателей ДК-103Г предусмотрена сменная обойма щеткодержателя. Окно для щеток разделено перегородкой для большей жесткости.

Щетки марки ЭГ-2А размером 16 X 32 X 50 мм устанавливаются по две на щеткодержатель. Нажимное устройство (такое же, как у щеткодержателей ДК-103Г) состоит из спиральной пружины, обоймы, ограничивающей поперечные перемещения, и оси. Давление пружины на щетку устанавливается в пределах 2,1—2,3 кгс и может регулироваться поворотом оси с перестановкой шплинта .

Кронштейн щеткодержателя крепится к остову двумя болтами М24. Запрессованные в него пальцы изолируются от корпуса кронштейна слюдой-шаблонкой, общая толщина которой равна 3 мм. На дне отверстия кронштейна дополнительно проложены миканитовые шайбы.

В процессе изготовления тягового двигателя электрическая прочность изоляции его отдельных узлов подвергается испытаниям высоким напряжением при частоте 50 гц (табл. 6)

Таблица 6: Величина испытательного напряжения, В

Наименование узла Относительно корпуса Между витками
или ламелями
Секция обмотки якоря 11 000 1 000
Коллектор 10 500 600
Якорь 7 800
Остов с катушками 7 800
Кронштейн щеткодержателя 9 000
Тяговый двигатель 7 600

На двигателе установлены радиальный роликоподшипник №32419 — со стороны привода и радиально-упорный роликоподшипник № 62417 — со стороны коллектора. Подшипниковые камеры заполняются консистентной смазкой марки 1-13 ГОСТ 1631—52.

В тяговом двигателе ДК-106Б устранен ряд конструктивных недостатков, имевших место в двигателе ДК-103 и особенно в его первых модификациях. В частности, для устранения возможности излома секций установлена жесткая изоляционная подушка из прессованных миканитовых полуцилиндров в передней лобовой части якоря; область у петушков коллектора заполнена изоляционной пастой. Кроме того, сечение проводников якоря выбрано большее, чем у ДК-103Г (1,08X13,5 мм вместо 0,9X12,5 мм).

Особое внимание обращено на улучшение потенциальных условий работы коллектора в целях устранения возможности возникновения круговых огней. Это привело к следующим конструктивным особенностям (сравнительно с двигателем ДК-103Г):

  1. Передаточное число уменьшено с 3,69 до 3,17. Поэтому в условиях высоких скоростей электропоезда ЭР1 средняя эксплуатационная, а также максимальная скорость вращения якоря остались приблизительно такими же, как и у двигателя ДК-103Г.
  2. Число коллекторных пластин увеличено с 301 до 329, что снизило среднее межламельное напряжение с 20 до 18,2 в.
  3. Диаметр коллектора увеличен с 380 до 460 мм.
  4. Отношение намагничивающих сил воздушного зазора — зубцов и реакции якоря — в номинальном режиме при ослабленном поле выбрано достаточно большим: около 0,8.
  5. Главные полюса, кроме выштамповок в наконечнике через-лист (аналогично ДК-103Г), имеют неравномерные воздушные зазоры, что снижает величину напряжения на 1 пог. см окружности коллектора.
  6. Толщина межламельной изоляции коллектора увеличена с 1 до 1,2 мм для уменьшения возможности случайных перекрытий между смежными пластинами.

Каждый выпускаемый двигатель проходит заводские контрольные испытания, в процессе которых проверяют:

  • нагрев обмоток, коллектора и подшипников после работы машины в часовом режиме;
  • электрическую прочность межвитковой изоляции и коммутацию, при повышении напряжения на коллекторе до 1 925 в и скорости вращения 2 080 об/мин (для ослабленного поля);
  • коммутацию при номинальном и двойном часовом токе;
  • механическую прочность крепления коллектора и обмотки якоря при повышении скорости вращения до 2 500 об/мин. Биение коллектора после испытаний не должно превышать 0,04 мм. Распушение (выпирание отдельных коллекторных пластин) не допускается;
  • соответствие скорости вращения двигателя при полном и ослабленном поле и номинальной нагрузке паспортным данным. Отклонение скорости от номинальной не должно превышать 4%. Разница в скорости вращения при реверсировании не должна быть более 4%;
  • качество работы подшипников. Не допускается наличие посторонних шумов, стука, скрежета и т. п.

Ежегодно один из двигателей серийного заводского выпуска подвергается типовым испытаниям, при которых повторяют контрольные испытания, а также проверяют рабочие характеристики, определяют потери и к. п. д., нагрев в длительном режиме, зону-безыскровой коммутации и др.

Раздел: «Тяговые двигатели и вспомогательные машины» книжного издания «Электропоезд ЭР1« М. Р. Барский, В. О. Колесниченко, Е. С. Кастер

Публикации в данном разделе:

Скачать книгу возможно по ссылке:

Информационные разделы

Пояснения и комментарии

    © 2009-2018 Машинист электропоезда. Интернет сайт создан и поддерживается обществом с ограниченной ответственностью "Керби дизайн" (ИНН: 7733695081, 125200, г. Москва, ул. Митинская, д. 19, оф. 97). Контактный телефон: +7 (495) 015-09-35.  Все права защищены.

    Принципиальные оговорки

    Названия торговых марок, зарегистрированных товарных знаков, знаков обслуживания (как графические, так и словесные) являются собственностью их владельцев и указываются на данном интернет-сайте исключительно с целью информационного освещения, на некоммерческой основе, на основании публичных разрешений владельцев или на основании заключённых партнерских соглашений.

    Ограниченная ответственность

    Редакция интернет-сайта Машинист электропоезда оставляет за собой право не вступать в переписку с читателями и посетителями сайта.

    Рукописи и иллюстрации, не заказанные редакцией, не рецензируются и не возвращаются. Редакция не несёт ответственности за рекомендации, данные аналитиками, а также за мнения лиц, давших интервью. Ответственность за содержание интервью несёт лицо, давшее интервью.