Общие сведения. Преобразование электрической энергии постоянного
тока в механическую работу, необходимую для движения на вагонах Т-3,
осуществляется четырьмя тяговыми двигателями ТЕ-022 с последовательным
возбуждением. Эти же двигатели используют для преобразования
механической энергии в электрическую в режиме реостатного торможения.
Двигатели ТЕ-022 вагона Т-3 существенно отличаются от тяговых
двигателей, установленных на отечественных вагонах. Они выполнены с
принудительной вентиляцией, осуществляющейся вентиляторами
двигатель-генератора. Двигатели имеют низкую подвеску (на расстоянии 110
мм от уровня рельса). Поэтому их изоляция может чаще подвергаться
всевозможным повреждениям из-за попадания внутрь остова воды, снега,
пыли и других частиц. В эксплуатации чаще всего повреждается изоляция
обмоток добавочных полюсов и лобовых частей обмотки якоря.
Воздух, засасываемый вентиляторами двигатель-генератора, содержит снег,
капли дождя, пыли, что также приводит к преждевременному выходу из строя
изоляции обмоток и вызывает повреждения коллектора и щеточного
механизма.
Тяговый двигатель ТЕ-022 состоит из остова 4 (рис. 54), четырех главных
10 и четырех добавочных 9 полюсов, якоря 5, двух подшипниковых щитов 1 и
6 с подшипниковыми узлами, четырех щеткодержателей 3, установленных на
двух кронштейнах 2, фланца 8 с предохранительной гайкой и двух
коллекторных крышек 11.
На трамвайных вагонах Т-3 выпуска 1963—3965 гг. установлены аналогичные
по конструкции тяговые двигатели ТМ-22/22, но имеющие более низкий класс
изоляции.
Тяговый двигатель ТЕ-022 имеет следующие технические данные:
Сопротивление обмоток при t — 20° С:
якоря................................0,0545 Ом
главных полюсов......................0,026 »
добавочных полюсов ......... 0.0245 »
Общее сопротивление двигателя.......... 0,1050 »
Класс изоляции обмоток ..........................В
Электрическая прочность изоляции обмоток .... 600 В
Сопротивление изоляции обмоток по отношению к корпусу для нагретых
обмоток не менее ........ 0,64 МОм
Расход охлаждающего воздуха...........7,5 м3/мин
Масса двигателя..................................320 кг
Рис. 54. Тяговый дзигатель ТЕ'022
Остов. Остов предназначен для крепления всех
частей двигателя и служит магнитопроводом. Он отлит из стали, имеющей
большую механическую прочность и обладающей хорошей магнитной
проницаемостью. Внешняя и внутренняя поверхности остова имеют
цилиндрическую форму. В средней части остов имеет специальные проточки
для крепления пояса подвешивания.
С целью предотвращения проворачивания остова снизу в средней части
укреплен цилиндрический штифт, на который при сборке - тележки надевают
пояс подвешивания. Остов для стока воды и конденсата, накапливаемых при
движении, в нижней части имеет два отверстия диаметром 10 мм.
Со стороны тормозного барабана к остову двигателя
крепят переходные муфты с резиновыми втулками для вводных и выводных
проводов от выводов обмоток главных полюсов.
В местах расположения сердечников главных и добавочных полюсов в остове
просверлены отверстия для болтов. Каждый полюс крепят двумя болтами.
Торцы остова снабжены отверстиями с резьбой для крепления подшипниковых
щитов.
Главные полюсы. Они служат для создания рабочего магнитного
потока. Каждый полюс состоит из сердечника, набранного из листовой стали
толщиной 2 мм, и обмотки. Собранные листы сжимают прессом и скрепляют
четырьмя заклепками. Сердечник полюса по бокам имеет выступы для опоры
катушки главного по-люса. Обмотку главного полюса устанавливают на
сердечник с предварительной прокладкой изоляции из стеклоткани,
пропитанной лаком.
Обмотка главного полюса имеет 20 витков и изготовлена из полосовой меди
размером 2x18 мм. Медь намотана на ребро в два слоя, в каждом по 10
витков. Витки изолированы друг от друга асбестовой лентой шириной 19 мм
и толщиной 0,3 мм. Между
слоями положена пропитанная лаком асбесто-бумажная
прокладка толщиной 1,2 мм. Наружная изоляция обмотки выполнена тремя
слоями шелкослюдяной ленты толщиной 0,15 мм и шириной 20 мм и двумя
слоями стеклоткани толщиной 0,1 мм и шириной 20 мм, наложенных
вполуперекрышу.
Обмотку с сердечником запекают по специальной технологии в
кремнийорганической смоле, затем покрывают изоляционным серым лаком.
Сердечник с катушкой крепят к остову двумя бол-тами. При установке
полюсов между остовом и полюсной катушкой образуется воздушная прослойка
высотой 20 мм. Указанная прослойка обеспечивает при низком клиренсе
(наименьшем расстоянии от верхнего покрытия дороги до низшей точки
двигателя) достаточно надежную изоляцию, так как проникающая в двигатель
паводковая вода не достигает наружных слоев изоляции полюсных обмоток.
Кроме того, крепление обмоток на полюсном наконечнике с помощью
кремнийорганической смолы значительно повысило эксплуатационную
надежность тягового двигателя.
Добавочные полюсы. Эти полюсы предназначены для исправления основного
магнитного потока машины и уменьшения искрения на коллекторе. Их
устанавливают в нейтральных плоскостях между главными полюсами.
Сердечник добавочного полюса — стальной, сплошной. Обмотка полюса
изготовлена из мягкой по-
лосовой меди сечением 2 х 18 мм, намотанной на
ребро в два слоя, в каждом слое по 11 витков. Межвитковая и корпусная
изоляция обмотки полюсов такая же, как и у катушек главных полюсов.
Сердечник и обмотка представляют собой единый монолит, изготовленный и
установленный в остове аналогично главному полюсу. Крепят полюс к остову
двумя болтами.
Якорь. Якорь тягового двигателя состоит из вала 7 (см. рис. 54),
сердечника, коллектора и обмотки. Вал якоря стальной, кованый,
переменного сечения. В средней части он имеет шпоночную канавку для
крепления сердечника и выточку для замкового кольца. Один конец вала
конический со шпоночной канавкой и резьбой для установки и крепления
фланца. На другом конце вала насажен коллектор. Вал имеет два посадочных
места для роликовых подшипников. Со стороны коллектора в торце вала
просверлено
три отверстия с резьбой для крепления упорной шайбы
роликового подшипника.
Сердечник якоря служит для размещения обмотки якоря. Чтобы уменьшить
потери от вихревых токов, его набирают из отдельных отштампованных
листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, покрытых тонким слоем
лака. Диаметр сердечника якоря 220 мм. Крайние пять листов с каждой
стороны выполнены из стали толщиной 1 мм и соединены между собой
точечной сваркой. Это создает жесткость краев сердечника и предотвращает
отгиб листов вблизи пазов. По окружности каждый из листов имеет 29 пазов
высотой 28 мм и шириной 10,5 мм. В середине листов вы-штамповано
отверстие и канавка под шпонку для посадки сердечника на вал якоря.
Кроме того, в сердечнике предусмотрено 10 отверстий, через которые
проходит воздух для охлаждения двигателя. Сердечник якоря на валу с
одной стороны упирается в буртик вала, с другой крепится замковым
кольцом.
Коллектор предназначен для передачи электрического тока от щеток к
проводникам обмотки якоря и преобразования постоянного тока контактной
сети в переменный ток проводников обмотки якоря. Он состоит из 145
медных ламелей с выштампованным
«ласточкиным хвостом», изоляции между ними,
изоляционного цилиндра, двух конусных манжет (конусов), стальной
коробки, нажимного конуса и центральной специальной гайки.
Сделанными в форме «ласточкиного хвоста» внутренними концами
коллекторные пластины зажимают между стальной коробкой и нажимным
конусом. На наружной стороне каждой пластины имеются выступы —
«петушки», в прорези которых впаивают концы секций обмотки якоря.
Отдельные коллекторные пластины изолируют друг от друга пластинами из
специального коллекторного миканита. Изоляционные пластины тверже медных
пластин коллектора и поэтому их подвергают фрезеровке (так называемому
продороживанию коллектора) глубиной не более 0,8 мм. Коллекторные
пластины от коробки и нажимного конуса изолированы миканитовыми
манжетами (конусами и миканитовыми цилиндрами). На выступающую из-под
коллекторных пластин часть миканитового конуса наложен бандаж и нанесен
изоляционный лак.
Коллектор, собранный на коробке, напрессовывают на
вал якоря. Перед посадкой на вал якоря коллектор должен быть статически
отбалансирован. Диаметр рабочей поверхности нового коллектора 185 мм,
максимально изношенного — не менее 170 мм. Допускаемая овальность 0,04
мм.
Обмотка якоря (волновая) служит для получения вращающего момента на валу
якоря. Шаг обмотки по коллектору 1—73. К каждой коллекторной пластине
припаяны два рабочих проводника, так что общее их число равно 290.
Проводники уложены в 29 пазах. В пазах проводники расположены в два слоя
— по 5 в каждом.
Вся обмотка имеет 29 секций. Шаг обмотки по пазу
1—8. Одна сторона секции расположена в нижнем слое паза, другая в
верхнем. Обмотка якоря имеет изоляцию с применением стеклоткани и лака.
Сами проводники изолированы шелковой лентой, пропитанной шеллаком.
Прямолинейные части обмотки, помещаемые в пазы, опрессованы в горячем
состоянии и изолируются от паза бумажной изоляцией с миканитом. Обмотка
якоря в пазах сердечника закреплена текстолитовыми клиньями высотой 3,5
мм, а в лобовых частях бандажами из стальиой проволоки диаметром 1 мм,
наложенной с натяжением 180 кгс.
Щеткодержатели. Они предназначены для крепления щеток и
обеспечения нажима их на коллектор двигателя ТЕ-022. Имеется четыре
щеткодержателя, укрепленных на фарфоровых изоляторах в переднем
подшипниковом щите. В каждом щеткодержателе крепят по две угольные щетки
марки EG-97 или ЭГ-74, Щеткодержатели располагают так, что середины
щеток находятся на осевых линиях главных полюсов.
Щеткодержатель состоит из латунного корпуса с двумя гнездами для щеток,
нажимных пальцев, соединенных заклепками со спиральными пружинами, и
двух регулировочных устройств,
с помощью которых можно менять силу нажатия пальцев
на щетки, а следовательно, и щеток на коллектор.
Щетки имеют армировку, на которую нажнмают пальцы, и медные гибкие
проводники с наконечниками, укрепляемыми болтами к корпусу
щеткодержателя. Это предохраняет щетку от разрушений под пальцем, а
также обеспечивает путь току к щеткам, минуя пружины и детали
регулировочного устройства.
Новые щетки имеют размеры 12,5x32 х 45 мм. Нажатие на них составляет 1,4
кгс. Наименьшая высота щетки после износа 25 мм. Корпус щеткодержателя
крепят к кронштейну, на котором установлено два щеткодержателя. Для
того, чтобы обеспечить необходимый зазор между корпусом щеткодержателя и
коллектором не более 2 мм, корпус можно перемещать вверх и вниз, так как
отверстие под шпильку выполнено овальным. Поверхности сопри-
касания корпуса и кронштейна для более плотного
крепления сделаны зубчатыми. Кронштейны щеткодержателей крепят к
подшипниковому щиту, имеющему овальное отверстие под шпильку, для
возможности регулирования установки щеткодержателей строго по оси
главных полюсов.
Щеткодержатели одноименной полярности соединены между собой кабелями,
прикрепленными скобами к корпусу щеткодержателя. Между собой кабели
изолированы смоляной лентой.
Подшипниковые щиты. Подшипники тягового двигателя, в которых
вращается вал якоря, смонтированы в подшипниковых щитах. Через них
передаются все усилия от вала на остов. Подшипниковые щиты плотно
пригоняют к расточкам горловин в торцовых стенках остова. Подшипниковый
щит со стороны коллектора (передний) крепят к горловине остова девятью
болтами М12Х35. Он состоит из корпуса 1 (рис. 55, а), буксы 2, крышки 3,
однорядного роликового радиально-упорного
подшипника 4 типа NU308/C3, лабиринтового кольца 5, вентиляционной
решетки 10, масленки 7 для закладывания смазки.
Радиально-упорный подшипник воспринимает все осевые воздействия вала на
подшипниковый щит. Этот подшипник имеет двухбуртное наружное кольцо,
однобуртное внутреннее кольцо и добавочное кольцо 9, удерживаемое тремя
болтами 8 и шайбой 6. С другой стороны внутреннее кольцо подшипника
фиксируется на валу дистанционной втулки. Такая конструкция позволяет
снять передний подшипниковый щит без снятия внутреннего кольца
роликоподшипника. Размеры подшипника NU308/C3 следующие: внутренний
диаметр 40 мм, наружный 90 мм, ширина подшипника 23 мм, ширина
подшипника с добавочным кольцом 30 мм.
Охлаждающий воздух через мех, устанавливаемый на корпус щита, и решетку
10 подается к якорю. Для удобства осмотра коллектора и токосъемных
устройств передний щит снабжен коллекторными крышками. Сверху и снизу
щит имеет радиальные продольные отверстия для крепления кронштейнов
щеткодержателей. К переднему подшипниковому щиту крепят переходные муфты
с резиновыми втулками для вводных и выводных
проводов обмоток якоря и добавочных полюсов.
Рис. 55. Передний (а) и задний (б) подшипниковые
щиты
Рис. 156. Электромеханические характеристики
тягового двигателя ТЕ-022
Задний подшипниковый щит (рис. 55, б) крепят к остову девятью болтами
Ml2x35. Роликовый радиальный подшипник 4 NU310/C3 с наружным диаметром
110 мм, внутренним 50 мм и шириной 27 мм воспринимает только радиальные
нагрузки, Внутреннее кольцо подшипника может перемещаться в осевом
направлении относительно наружного кольца. Это необходимо для
беспрепятственного удлинения вала якоря при его нагревании, а также для
исключения вредного влияния на работу подшипников некоторых возможных
неточностей в процессе сборки машины. Внутреннее кольцо подшипника
удерживается на валу якоря с одной стороны маслоотбойным кольцом 13, с
другой торцом фланца ‘12. Наружное кольцо подшипника упирается в буртик
корпуса 1 и прижимается сквозной крышкой 11 с лабиринтовыми
уплотнениями.
На коническом хвостовике вала якоря установлен фланец с
предохранительной гайкой и шайбой. К фланцу 12 якоря на болтах крепят
барабан колодочного тормоза, имеющий специальные ребра, отсекающие воду
от двигателя при прохождении
вагоном путей, залитых водой.
Корпус заднего щита снабжен приливом для
крепления кронштейна тормозных колодок с накладками.
Электромеханические характеристики тягового
двигателя. Электромеханические характеристики тягового двигателя при
напряжении на коллекторе 300 В (рис. 56) дают зависимости вращающего
момента М, частоты вращения якоря n,
коэф-фициента полезного действия n от тока якоря I при полном
возбуждении и наибольшем ослаблении возбуждения (при токе главных
полюсов, равном 50% от тока якоря).
