Тяговый (главный) генератор типа ГП-311В (рис. 91) представляет собой
некомпенсированную десятиполюсную машину постоянного тока с независимым
возбуждением, закрытого исполнения, с принудительной вентиляцией.
Номинальная мощность генератора 2000 кВт, длительный ток 4320 А при
напряжении 465 В, максимальный кратковременный ток 6600 А, максимальное
напряжение 635 В при токе 3150 А. Коэффициент полезного действия
генератора в длительном режиме составляет 93,8%. Генератор выполнен для
правого вращения, если смотреть со стороны коллектора.- Вентилятор
генератора должен обеспечивать расход воздуха 15 000 м3/ч при
номинальной мощности и номинальной частоте вращения генератора 750
об/мин. Воздух нагнетается в генератор со стороны, противоположной
коллектору.
Станина 1 генератора цилиндрической формы установлена двумя лапами на
поддизельную раму и крепится к ней восемью болтами. К станине крепятся
главные полюса 2. Сердечники главных полюсов шихтуют из штампованных
пластин холоднокатаной стали Э310. Толщина пластин 1 мм. Холоднокатаная
сталь имеет повышенную магнитную проницаемость вдоль направления
проката, что позволяет уменьшить намагничивающую силу обмотки
возбуждения и тем самым уменьшить ее габариты и вес. Пластины
спрессовывают и стягивают заклепками. В пластинах, из которых изготовлен
сердечник главного полюса, выштамповано прямоугольное отверстие, в
которое вкладывается стальная полоса с резьбовыми отверстиями для
крепления полюса к станине. Воздушный зазор между главным полюсом и
якорем под центром полюса составляет 4 мм, а под краем — 14 мм.
На сердечник главного полюса надевается катушка, на каркас которой
намотаны обмотка возбуждения и пусковая обмотка. Обмотка возбуждения
имеет 105 витков, намотанных проводом ПСД прямоугольного сечения 4,7 X
6,9 мм. Обмотка возбуждения на всех: десяти полюсах соединена
последовательно. Сопротивление всей обмотки возбуждения при t = 20° С
составляет 0,857 Ом.
Пусковая обмотка, состоящая из трех витков медной шины, сечением 6,5 X
28 мм, намотанных на узкое ребро, выполнена в виде отдельной шайбы и
расположена у полюсного башмака. Такое выполнение пусковой обмотки
улучшает условия ее охлаждения. Пусковая обмотка на всех десяти полюсах
соединена последовательно
и имеет сопротивление 0,00435 Ом при температуре
20° С. Обмотка возбуждения отделена от пусковой обмотки изоляционной
прокладкой. При намотке витки катушки промазывают кремнийорганичес-ким
компаундом, а готовую катушку покрывают эмалью ПВ76. Изоляция катушек
главных полюсов относится к классу Н. Схема электрических соединений
пусковой обмотки и обмотки возбуждения приведена на исполнительной схеме
тепловоза.
К станине прикреплены десять добавочных полюсов 3. Сердечник добавочного
полюса изготовлен из стали СтЗ. Башмак сердечника добавочного полюса
сужен и к нему с двух сторон приклепаны уголки из алюминиевого сплава
АЛ2, на которые через гетинаксо-вую рамку опирается обмотка добавочного
полюса. Сердечник полюса вместе с уголками покрыт изоляцией. Воздушный
зазор между добавочным полюсом и якорем равен 15,5 мм, величина эта
уточняется при настройке коммутации генератора. Шесть витков обмотки
добавочного полюса намотаны на узкое ребро медным проводом сечением 16 X
25 мм. Крайние витки катушки изолированы, между витками уложены
изоляционные прокладки из стеклотекстолита. Верхний торец сердечника
перекрыт текстолитовой про-кладкой толщиной 2 мм, которая образует
второй зазор. Текстолитовая прокладка прижата к сердечнику полюса
стальной полосой, которая в свою очередь прикреплена к сердечнику
винтами с потайной головкой. Одновременно с прокладкой крепится и
катушка. Весь полюс в сборе пропитывается термореактивным лаком.
Изоляция катушки полюса по нагревостойкости относится к классу В.
Катушки всех добавочных полюсов соединены в две параллельные группы по
пять катушек последовательно в каждой группе. Соединение катушек
выполнено медными шинами. Схема соединения приведена на рис. 92.
Сопротивление обмотки добавочных полюсов при температуре 20° С равно
0,00865 Ом. Якорь 4 генератора безвальной конструкции имеет остов,
состоящий из барабана 5, к которому приварены фланец 11 для соединения с
дизелем и подколлекторный фланец 13. В подколлекторный фланец
запрессован конец вала 14, который служит для посадки подшипника и
передачи мощности тормозному компрессору. К барабану приварены дисковые
ребра 12 с отверстиями для прохода воздуха в радиальные каналы
сердечника якоря 6. К дисковым ребрам и барабану приварены продольные
ребра 7,
Рис. 91. Генератор ГП-311В
Рис. 92. Схема соединения генератора ГП-311В
Сердечник якоря шихтуется из штампованных сегментов
из электротехнической стали Э31П толщиной 0,5 мм, число сегментов по
окружности якоря равно 5.
Сегменты шихтуют на шпильки 8 таким образом, чтобы стыки между
сегментами были расположены против середины сегментов предыдущего слоя.
В собранном виде сердечник якоря спрессовывают под прессом.
Спрессованный сердечник стягивают двумя обмоткодержателями
9 при помощи шпилек, на которые шихтуется сердечник. Кроме того,
обмоткодержатели прикрепляются к дисковым ребрам остова якоря болтами и
призонными штифтами, которые предотвращают перемещение обмоткодержателей
от действия угловых ускорений при работе дизель-генератора.
Жесткая связь между сердечником и остовом якоря обеспечивается шпонками,
которые закладываются в пазы сердечника якорд и пазы в продольных ребрах
остова.
На генераторах ГП-311В до апреля 1968 г. применялась лягушачья обмотка
якоря. Однако эксплуатация генераторов показала, что коммутация на них
неудовлетворительна. В связи с этим с апреля 1968 г. генераторы ГП-311В
выпускаются с петлевой обмоткой 17 якоря.
Двухходовая петлевая обмотка якоря состоит из 155 катушек, которые
закладываются в 155 пазов якоря. Центр первого паза совпадает с центром
коллекторной пластины. В каждую катушку входят три одновитковые секции.
Секции изготовлены из провода ПДА прямоугольного сечения. Каждая секция
по высоте разделена на два проводника прямоугольного сечения 6,4 X 2,83
мм. В каждый паз уложено таким образом шесть двойных эффективных
проводников.
Шаг обмотки в пазовых делениях yz = 1-> 16/17; первый частичный шаг
обмотки уг = 46, второй частичный шаг обмотки у2 — 44, шаг по коллектору
ук = 2, число параллельных ветвей 2а — 20. Обмотка якоря имеет полное
число уравнительных соединений, их 465, расположены уравнительные
соединения со стороны коллектора. Шаг уравнительного соединения ylv —
93. Уравнительные соединения выполнены из медного провода сечением. 1,35
X 6,4 мм.
Сопротивление обмотки якоря при t — 20° С составляет 0,0014 Ом. Изоляция
обмотки якоря по нагреваемости относится к классу В. В пазу якоря
обмотка крепится текстолитовыми клиньями. Крепление лобовых частей
осуществляется бандажом.
Коллектор генератора 16 арочного типа имеет 465 коллекторных пластин,
изготовленных из кадмиевой меди. Между коллекторными пластинами
проложены прокладки толщиной 1 мм из миканита марки КФШ.
Глубина продорожки миканита 0,7—1 мм. Корпус коллектора и нажимной конус
стягиваются шпильками, изготовленными из легированной стали. Изолирующие
манжеты коллектора изготовлены из миканита марки ФМГ,
Для соединения коллектора с обмоткой якоря
применены гибкие петушки, изготовленные из неизолированной медной ленты
МГМ сечением 2 х 20 мм.
Нижним концом путушок при помощи твердого припоя прикрепляется к
коллекторной пластине. К верхней части петушка прикрепляется U-об-разная
пластина, в которую впаивают концы секций обмотки и уравнительных
соединений. Для пайки применяется припой ПОС-61. Для того чтобы
предохранить от замыканий верхнюю часть петушков, на нее надевают
«наездник» из электрокартона, который разделяет верхние части петушков.
Крепится наездник бандажом лобовой части обмотки. В просветы между
ленточными петушками проходит охлаждающий воздух.
Допустимое биение коллектора в горячем состоянии не должно быть больше
0,06 мм. Если есть разница между биением в горячем и холодном состоянии,
то она не должна превышать 0,03 мм.
Со стороны коллектора к станине крепится подшипниковый щит 18 с
подшипником 2Н3626К- Подшипник 15 установлен в капсуле, которую можно
снять вместе с подшипником, не снимая щита. В щите установлена
поворотная траверса 20, состоящая из двух колец, соединенных между собой
ребрами по числу полюсов. К ребрам крепятся десять бракетов 21.
В каждом бракете установлено 9 щеткодержателей 19. В одном
щеткодержателе установлено по две щетки марки ЭГ-14 с размерами 12,5 X
32 X 65 мм. Нажатие на щетку регулируется в пределах 0,8—1,2 кгс. Зазор
между щеткодержателем и коллектором составляет 2—3 мм.
Кольцо поворотной траверсы, прилегающее к подшипниковому щиту, имеет
зубчатый венец, который входит в зацепление с шестерней, насаженной на
ось в подшипниковом щите. Внешний конец оси обработан под ключ и служит
для поворота траверсы. После установки нейтрали при испытаниях
генератора траверса фиксируется стопорными болтами. Нагрузочные
характеристики генератора представлены на рис. 93.
Со стороны, противоположной коллектору, к станине крепится сварной кожух
10 (см. рис. 91), который является входным патрубком для подвода к
генератору охлаждающего кожуха. Сверху к станине приварены кронштейны
для крепления вспомогательных машин.