Преобразователь НВП44/38 предназначен для обеспечения трехфазным переменным током собственных нужд электропоездов.

Структура условного обозначения

НВП44/38: 
НВП - новочеркасский вспомогательный преобразователь; 
44 - мощность двигателя, кВт; 
38 - мощность генератора, кВт. 
Климатическое исполнение У и категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Высота над уровнем моря до 1200 м. 
Температура окружающего воздуха от минус 50 до 40°С. 
Относительная влажность воздуха 90%. 
Допустимое значение вибрации преобразователя 2,8 мм/с по ГОСТ 20815-93. 
группа механического исполнения М25 по ГОСТ 17516.1-90. + ГОСТ 2582-81,ДТЖИ.529152.001 (6ТС.160.001)

Технические характеристики

ДВИГАТЕЛЬ Мощность, кВт - 44 Напряжение, В - 3000 Род тока - постоянный Ток, А: якоря - 18,4 возбуждения - 4,4 Частота вращения, мин^-1: номинальная - 1000 максимальная - 1500 КПД с Rd=18 Ом, % - 78 Класс изоляции по ГОСТ 8865-93 - F Степень защиты по ГОСТ 17494-87: коллекторного люка - IР54 остального - IР22 Номинальный режим работы - продолжительный ГЕНЕРАТОР Мощность, кВт - 38 Линейное напряжение, В - 230 Род тока - переменный Число фаз - 3 Ток фазы статора, А - 120 Частота переменного тока, Гц - 50 Ток обмотки возбуждения, А - 14,4 КПД, % - 87,4 Класс изоляции обмоток: статора - В возбуждения - F Способ охлаждения - самовентиляция Масса преобразователя, кг - 1980 
Гарантийный срок - 2 года со дня ввода преобразователя в эксплуатацию. Конструкция преобразователя соответствует ГОСТ 2582-81 и ДТЖИ. 529152.001 (6ТС.160.001).

Конструкция и принцип действия

Преобразователь включает в себя электродвигатель постоянного тока и синхронный генератор переменного тока, собранные на общем валу. Двигатель состоит из следующих узлов: магнитной системы, якоря, подшипниковых узлов, траверсы, коробки выводов. Магнитная система имеет стальной остов - отливку. Главные и добавочные полюса моноблочные, состоят из катушки и сердечника, пропитанных совместно в эпоксидном компаунде. Катушки главных и добавочных полюсов изготовлены из медного прямоугольного провода марки ПЭТВСД 1,25x6, катушки независимого возбуждения из провода ПСДЛ 1,6x3. Сердечники главных и добавочных полюсов набраны из листовой стали. Сердечник якоря выполнен из листовой электротехнической стали и имеет три ряда аксиальных каналов для прохода вентилирующего воздуха. Обмотка якоря - волновая, закреплена в пазах сердечника и в лобовых частях стеклобандажом. Катушки якоря изготовлены из провода марки ПЭТВСД. Коллектор арочного типа на миканитовых манжетах набран из пластин коллекторной меди. Генератор преобразователь состоит из статора и ротора. Статор представляет собой литую стальную станину цилиндрической формы и запрессованный в нее сердечник, шихтованный из листов электротехнической стали. В пазы сердечника укладывается всыпная обмотка, выполненная в виде катушечных групп из круглого провода марки ПЭТВСДТ. Соединение обмотки выполнено по схеме "звезда" с выведением средней (нулевой) точки. Обмотка крепится в пазах клиньями. Лобовые части бандажируются лентой, что придает им жесткость. 
Ротор состоит из стального сердечника, к которому болтами крепятся полюса. Полюса моноблочные, состоят из катушки и сердечника, пропитанных совместно в эпоксидном компаунде. Катушки выполнены из прямоугольного провода марки ПСДЛ. Сердечники набраны из листовой стали. На сердечник ротора напрессована втулка с контактными кольцами, через которые обмотке возбуждения подводится питание. 
На щите генератора монтируются два пальца щеткодержателей со щетками: на каждый палец - две щетки. Корпуса щеткодержателей латунные, литые. 
Габаритные размеры преобразователей приведены на рисунке.

Назначение

Преобразователь, устанавливаемый на электропоездах, представляет собой сложный двухмашинный агрегат, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный. Он состоит из двигателя и синхронного генератора. На электропоезде ЭТ2М установлен преобразователь НВП-44/38, на остальных электропоездах - 1ПВ-6У1.

Устройство и принцип действия

Двигатель преобразователя представляет собой четырехполюсную электри-

ческую машину постоянного тока со смешанным возбуждением и самовентиляцией. Двигатель питается от контактной сети и рассчитан на номинальное напряжение 3000 В. Его мощность 44 (50) кВт, при номинальном токе 18,4 (19,2) А. Частота вращения якоря двигателя 1000 мин '.

Стальная станина (остов) 9 (рис. 3.4) двигателя имеет цилиндрическую форму. Четыре лапы остова служат для подвески двигателя под вагоном. Со стороны коллектора в остове имеются смотровые люки, закрытые съемными крышками 8. С противоположной стороны остова выполнены отверстия 13 для выхода вентилирующего воздуха, закрытые сетками.

В горловинах остова установлены подшипниковые щиты 3 и 27, в гнезда которых запрессованы наружные обоймы роликовых подшипников 4 и 26. Внутренние кольца подшипников напрессованы на вал 6 якоря. Радиально-упорный подшипник 4 со стороны коллектора закреплен жестко, а радиальный подшипник 26 со стороны вентилятора может несколько перемещаться в осевом направлении при температурных изменениях длины вала. Подшипники заполняют смазкой ЖРО (Буксол).

Со стороны, противоположной коллектору, к якорю 10 прикреплено вентиляторное колесо 28 с двумя рядами лопаток. Один ряд лопаток служит для вентиляции двигателя, другой - генератора. На конец вала 6 якоря двигателя, выходящий из его остова, установлен на шпонке ротор 23 синхронного генератора.

Сердечник якоря 10 набирают из отдельных штампованных стальных листов, покрытых с обеих сторон изоляционным лаком. Стальные листы насаживают на вал 6 и зажимают двумя нажимными шайбами (обмоткодержате-лями) 12. В 49 пазах якоря уложена волновая обмотка 11, ее корпусная изоляция состоит из четырех слоев липкой стеклоэскапонной ленты и одного слоя стеклоленты. Пазовые и лобовые части обмотки закреплены бандажами.

Коллектор 2 имеет арочную конструкцию, он стянут шестью болтами между нажимным конусом и втулкой. Коллектор набран из 343 коллекторных пластин, изолированных между собой миканитовыми прокладками. Пластины изолированы от корпуса коллектора миканитовым цилиндром и манжета-

Рис. 3.4. Преобразователь 1ПВ-6У1:

1 - траверса щеткодержателя двигателя; 2 - коллектор двигателя: 3 - щит двигателя: 4, 26 - подшипник; 5 - крышка подшипника; 6 - вал; 7 - трубка смазки подшипника; 8, 17 - крышки смотровых люков; 9 - остов двигателя; 10 - якорь двшателя; 11 - обмотка якоря; 12 - обмоткодержатель; 13 - вентиляционные отверстия; 14 - станина генератора; 15 - коробка выводов; 16 - контактные кольца; 18 - шайба; 19 - траверса щеткодержателя генератора; 20 - щеткодержатель генератора; 21 - обмотка ротора; 22 - обмотка статора; 23 - ротор генератора; 24 - статор генератора; 25 - втулка; 27 - подшипниковый шит; 28 - вентилятор; 29 - обмотка дополнительного полюса; 30 - дополнительный полюс двигателя; 31 - главный полюс двигателя; 32 - обмотка главного полюса; 33 - щеткодержатель

Технические характеристики преобразователей 1ПВ-6У1 и НВП-44/38				ми. Якорь 10 в сборе представляет собой монолитную конструкцию и уста-
	Двигатель	Генератор		новлен на валу двигателя с помощью
Номинальная мощность, кВт...........	.....50/44	38		шпонок.
Номинальное напряжение, В ...........	......3000	230		Внутри остова (вокруг якоря) распо-
Номинальный ток, А..................	19,2/18,4	120		ложены четыре главных 31 и четыре до-
Дополнительное сопротивление в цепи якоря, Ом ..18		-		полнительных 30 полюса. Сердечники
		50		главных полюсов набраны из стальных
		3		листов и стянуты заклепками. Сердеч-
Номинальная частота вращения, мин 1 . .	......1000	1000		ники дополнительных полюсов отлиты
Режим работы .......................	........продолжительный			из стали. Каждый полюс прикреплен к
Масса преобразователя, кг.............	......1980	2020		остову тремя болтами, между дополни-
Щетки:				тельными полюсами и остовом уста-
марка .............................	ЭГ-2А	Мб		новлены диамагнитные прокладки. На
габаритные размеры, мм .............	10x40x50	10x16x25		сердечниках главных полюсов располо-
усилие прижима щеток, Н (кгс)........	9,8 - 12,7	6,9 - 8,8		жены по две катушки 32: последова-
	(0,98- 1,27)	(0,69 - 0,88)		тельного возбуждения (высоковольт-
минимальный радиальный размер, мм . .	.......23	14		ная) и независимого возбуждения (низ-
количество .........................	.......4	4		ковольтная), которые закреплены пру-
Коллектор и контактные кольца, мм:				жинными фланцами. Корпуса катушек
	......390	190		изолируют стеклослюдинитовой лен-
минимально допустимый диаметр......	......374	176		той и стеклолентой, затем катушки в
Зазор между коллектором (кольцом)				сборе с полюсами пропитывают в эпок-
и корпусом щеткодержателя, мм..........	.......3	3		сидном компаунде.

На поворотной траверсе 1 установлены четыре щеткодержателя 33, в каждом из которых расположена одна щетка. Траверса закреплена на подшипниковом щите в специальной выточке и после испытания двигателя фиксируется винтом. Латунный корпус щеткодержателя 33 закреплен на пальце, на который надет фарфоровый изолятор. Щетки имеют гибкие медные шунты с наконечниками. К коллектору щетки прижаты ленточными спиральными пружинами, укрепленными на щеткодержателе.

Синхронный генератор, приводимый во вращение двигателем преобразователя, предназначен для питания вспомогательных цепей и цепей управления электропоездом. Он представляет собой шестиполюсную электрическую машину мощностью 38 кВт, вырабатывающую переменный ток промышленной частоты 50 Гц с номинальным напряжением 230 В и силой тока 20 А.

Ротор 23 генератора установлен на выступающем конце вала 6 двигателя. Сердечник ротора выполнен из стального литья, имеет шестигранную форму и зафиксирован на валу шпонкой. Каждый полюс ротора закреплен на сердечнике тремя болтами, на полюсах расположена обмотка 21 возбуждения (по схеме И1-И2), питаемая постоянным током и создающая рабочий магнитный поток. Полюсные катушки обмотки возбуждения соединены последовательно, их изоляция выполнена из стеклослюдинитовой ленты и стекло-ленты, пропитанной в эпоксидном компаунде.

На сердечник ротора напрессован пластмассовый корпус со стальной втулкой, на котором укреплены два латунных контактных кольца 16. К торцу корпуса генератора прикреплен щит с четырьмя щеткодержателями 20, изолированными от щита. Питание от внешней цепи к вращающейся обмотке возбуждения подводится через щетки, прижатые к кольцам винтовыми пружинами.

В остов генератора запрессован сердечник статора 24, набранный из листов электротехнической стали. Сердечник зафиксирован шпонками, приваренными к остову. В пазах статора расположена трехфазная обмотка 22, соединенная "звездой".

Возможные неисправности преобразователей 1ПВ6 и НВП-44/38,

и\ нн>.і и гппгпбы УТТПЯНРНИЯ

Причина неисправности	Способ устранения
Подгар коллектора, контактных колец, щеток
Заклинивание щетки Радиальный размер щетки менее допустимого Недостаточная упругость прижимной пружины	Вынуть щетку, протереть салфеткой, смоченной бензином, обойму щеткодержателя и щетку Заменить щетку Снять щеткодержатель и заменить пружину
Низкое напряжение на зажимах генератора
Обрыв в цепи обмотки возбуждения генератора Плохой контакт между кольцами и щетками	Устранить обрыв Проверить размеры щеток и устранить неисправность
Подгар смежных коллекторных пластин якоря
Межвитковое замыкание обмотки якоря	Отремонтировать преобразователь в депо

При вращении ротора магнитный поток, создаваемый полюсами, пересекает проводники статорных обмоток и индуктирует в них переменные ЭДС. Катушки статора, намотанные из изолированного провода, имеют по восемь витков, каждый виток состоит из трех параллельно соединенных проводников.

Пазы обмотки статора изолированы двумя слоями электрокартона, между которыми проложен стеклослюдопласт. Катушки в пазах также изолированы электрокартоном и слоем гибкого миканита и закреплены буковыми клиньями.

В эксплуатации необходимо следить за чистотой двигателя и обмоток. Если двигатель не работал долгое время, нужно проверить легкость проворачивания вала от руки и наличие смазки в

подшипниках. Во время эксплуатации нагрев подшипников не должен превышать 80-100 °С, допускается равномерный и умеренный шум.

 

до 320,7 А. Так как скорость обратно пропорциональна потоку, то и ско­рость пуска уменьшится (при г = 0,0633 Ом — сопротивление якорной цепи, U= 750 В — напряжение на коллекторе) с 35 км/ч до 32 км/ч.

Уменьшение тока якоря и скорости пуска ведут к уменьшению реостат­ных потерь при пуске, так как резисторы обтекаются меньшим током меньшее время (при той же силе тяги).

Увеличение тока возбуждения при рекуперативном торможении приве­дет к увеличению ЭДС тяговой машины, а также к уменьшению скорости окончания рекуперации, которая ограничивается возможностями преобра­зователя, что, в итоге, даст увеличение возврата энергии.

Для примера проведен расчет скорости окончания рекуперации, для че­тырех тяговых машин, соединенных последовательно, при токах возбуждения /„1 = 230 А и /в2= 400 А, в результате которого (при Iв1 = 230 А СФ, = 19 Вт*ч/км, и при Iв2 = 400 А СФ2 = 21,5 Вт*ч/км) получили значения скорости: при I= 230 А — 39,5 км/ч, а при Iв2 = 400 А — 34,9 км/ч.

Применение НВ в тяге дает следующие преимущества по сравнению с последовательным возбуждением:

-  улучшение тяговых свойств;

-  увеличение динамической жесткости тяговых характеристик (увеличе­ние силы тяги при низких скоростях движения);

-увеличение силы тяги в зоне высоких скоростей движения;

-    возможность плавного увеличения силы тяги от нуля до значения, со­ответствующему пусковому току и полному потоку, с наибольшим допус­тимым темпом роста ускорения;

-   возможность плавного регулирования ослабления поля, при поддер­жании постоянным тока якоря.