Рефрижераторные вагоны и холодильные машины

Компрессор холодильной  установки, приводимый в движение электродвигателем мощностью 7 кВт, имеет устройство, предохраняющее его от чрезмерного повышения давления и гидравлических ударов, которые могут возникнуть, если жидкий хладагент из испарителя попадает в цилиндр. Кроме этого, на компрессоре установлен байпас 20 с соленоидным вентилем 21 для облегчения пуска. Принцип работы байпаса заключается в том, что во время пуска компрессора всасывающие клапаны в течение примерно 30с остаются непрерывно открытыми и компрессор работает вхолостую (не сжимая пары хладагента). Давление масла в картере компрессора контролируется манометром 17.

Пластинчатый  конденсатор 24 с воздушным охлаждением смонтирован на одной раме с компрессором, образованной ресивером (на секциях последних выпусков он монтируется на самостоятельной раме).

Охлаждающий воздух подается на конденсатор центробежным вентилятором.

Ресивер 23, образующий П-образную раму компрессора длиной 1220 мм и шириной 905 мм, выполнен из труб с наружным диаметром 121 мм. Емкость ресивера 32 кг хладона-12.

Маслоотделитель 22, установленный между компрессором и конденсатором, предназначен для очищения паров хладагента от масла, которое может уноситься ими из картера. В нижней его части расположен поплавковый вентиль для автоматического возврата масла в картер компрессора.

Осушитель 3 выполнен в виде патрона, заполненного сили-кагелем, который отнимает влагу от хладона-12. Наличие влаги в хладагенте вызывает обмерзание терморегулирующих вентилей и нарушает работу холодильной установки.

Фильтр 4 служит для улавливания механических частиц, которые могут содержаться в хладагенте и вызывать загрязнение клапанов  компрессора  и  терморегулирующих вентилей.

Теплообменник 6 состоит из корпуса .(трубы) с наружным диаметром 90 мм и длиной 357 мм и проходящей внутри него трубы диаметром 26 мм. Через'внутреннюю трубу течет жидкий хладагент, идущий из ресивера 23, а пары его, идущие из испарителя 15, проходят по кольцевому пространству между корпусом и внутренней трубой. Для увеличения поверхности теплопередачи труба имеет ребра.

Испаритель  состоит из медных труб диаметром 15 мм и насаженных на них медных ребер.

Каждый компрессор может работать на любую установку, для чего последние соединены трубопроводами и установлены запорные вентили 5, 25 и 26

 

3. Электрооборудование  рефрижераторного подвижного состава

 

 

Схемы энергоснабжения 5-вагонных секций постройки БМЗ в основном одинаковы. На секциях последнего выпуска применено более совершенное электрическое оборудование и существенно упрощены отдельные-узлы схем управления и автоматизации.

Источниками электрической  энергии на 5-вагонных секциях служат два синхронных генератора Г1 и Г2 (рис. 1.7), вырабатывающих трехфазный переменный ток. Генератор Г1 через автоматический выключатель А1 и контактор К.1 обеспечивает электроэнергией холодильно-отопительные установки 1—4, находящиеся в вагонах / и 2, генератор Г2 через автоматический выключатель А2

Рисунок 1.7 – Однолинейная схема энергоснабжения

и контактор К4 — холодильно-отопительные установки 5—8, расположенные в вагонах 3 и 4. Возможно питание от генератора П установок 5—8 (через автоматический выключатель А1 и контактор КЗ) и от генератора Г2 установок 1—4 (через автоматический выключатель А2 и контактор К2). К генераторам через автоматические выключатели A3 и А1 подключены также электродвигатели ДВД1 и ДВД2 охладителей дизеля.

Электродвигатель вентилятора  испарителя ДВИ подключается к сети контактором ВИ и защищен автоматическим выключателем АК2. Аналогичный выключатель А К1 имеется в цепях двигателей вентилятора конденсатора ДВК, компрессора ДК и электрических печей ЭП. Рабочие катушки контактора включены в цепь управления холодильно-нагревательной установки.

К генераторам Г1, Г2 через автоматические выключатели Al, A2 и контакторы К5, Кб, а также автоматический выключатель А5 могут быть подключены вспомогательные шины, от которых получают питание электродвигатели ВЗ, В4 и В5 вентиляторов дизельного помещения, В5 аппаратной и ТН насоса для закачки топлива. Контакторы К5 и Кб сблокированы так, что их одновременное включение невозможно. К вспомогательным шинам подключен трансформатор ЗТр, питающий сеть освещения через контактор К7 и выпрямители подвагонного генератора через контакторы К8 и К9. Электродвигатели ВЗ, В4, В5, ТН и трансформатора ЗТр включаются автоматическими выключателями А6, А7, А9, А10, АН. Вспомогательные шины могут подключаться к

внешнему  источнику тока через розетку Р1, выведенную под вагон. Сеть освещения можно также питать постоянным током от аккумуляторной батареи. Одновременное питание освещения от двух источников тока невозможно.

Синхронные  генераторы 5-вагонных секций постройки  БМЗ работают по схеме с компаундирующими трансформаторами и сопротивлениями и изготовлены в основном в двух модификациях. На секциях первого выпуска устанавливали генераторы ЕС93-4С с механическим выпрямителем, затем ЕСС93-4М и ЕСС5-93-4М101 с кремниевым выпрямителем и на секциях последнего выпуска специально предназначенные для этого генераторы ЕСС5-93-4М101В, имеющие некоторые усовершенствования по сравнению с генераторами ЕСС93-4М.. Мощность всех генераторов составляет 75 кет (93,7 ква), они работают при 1 500 об/мин, максимальный ток нагрузки 135 а, к. п. д. 91%, коэффициент мощности 0,8.

Генератор ЕС93-4С (рис. 1.8) с механическим преобразователем имеет три силовых обмотки /, соединенных по схеме «звезда», три дополнительных об мотки 12 и одну обмотку возбуждения 14, питаемую постоянным током от обмоток 12 через механический преобразователь 13. К. схеме // генератора подключены первичные обмотки 4 блока компаундирующих трансформаторов 2, к дополнительным обмоткам 3 и 5 — блок 9 компаундирующих резисторов 10 и трехфазный реостат 8.

Вторичные обмотки 3 и 5 трансформаторов (у каждого трансформатора две вторичные обмотки) соединены между собой по схеме «зигзаг»; в качестве нагрузки к каждой паре подключены резисторы 10. Нагрузка на генератор присоединена к клеммам 7 и 6 (нулевой провод).

 

 

Рисунок 1.8 - Принципиальная схема   синхронного   генератора   ЕС93-4С

 

 

При раскручивании  ротора генератора, на котором находятся  полюсы возбуждения и обмотка 14, остаточный магнитный поток, создаваемый полюсами возбуждения, индуктирует в статорных / и дополнительных 12 обмотках некоторую переменную э. д. с. Так как оси магнитных систем силовых обмоток смещены в пространстве относительно друг друга на угол в 120°, возникающие э. д. с. по своей фазе будут также сдвинуты относительно друг друга на тот же угол.

Э. д. с. дополнительной обмотки вызывает небольшой ток в замкнутой цепи, состоящей из реостата 8, резисторов 10, дополнительных обмоток 12, механического преобразователя 13 и обмотки возбуждения" 14 ротора. Протекание этого тока по обмотке возбуждения несколько усиливает остаточный магнитный поток машины, что, в свою очередь, вызывает возрастание э. д. с, индуктированных в дополнительных обмотках. Увеличение этих э. д. с. приводит к росту тока в обЛотке 14 возбуждения ротора, и, следовательно, к дальнейшему возрастанию магнитного потока. Последнее приводит к еще большему росту э. д. с. дополнительной обмотки, и процесс происходит до тех пор, пока ротор не наберет номинального числа оборотов, а в машине не установится определенный  магнитный  поток.

Под действием этого  магнитного потока в силовых обмотках индуктируются переменные э. д. с, равные по своему значению номинальному напря-жению. Меняя величину сопротивления реостата 8 и, следовательно, ток в дополнительных обмотках и обмотке возбуждения 14, можно установить требуемое напряжение на выходе генератора (380—400 в).

При подключении нагрузки к клеммам 7 и 6 генератора по силовым обмоткам / статора пойдет ток, а магнитное поле, наведенное этим током, будет , ослаблять магнитный поток, образованный обмоткой возбуждения ротора. С целью компенсации размагничивающего действия магнитного потока статора и сохранения напряжения генератора на уровне номинального, ток обмотки возбуждения ротора должен быть увеличен. Это обеспечивают компаундирующие трансформаторы и резисторы. При прохождении тока нагрузки по первичным обмоткам трансформаторов 3 во вторичных обмотках также появится соответствующий ток, замыкающийся через компаундирующие резисторы, на каждом из которых падение напряжения будет пропорционально току нагрузки. Обратная величина падения'напряжения представляет собой э. д. с. Указанные э. д. с.   компаундирования геометрически суммируются с э. д. с. вспомогательных   обмоток,   что обеспечивает возрастание тока, проходящего по обмотке возбуждения 14 ротора, и компенсирование размагничивающего действия силовых обмоток. Таким образом, чем больше ток нагрузки и его   размагничивающее   действие,   тем больше ток во вторичных обмотках компаундирующих трансформаторов и величина  дополнительных э. д. с.  на  компаундирующих 
резисторах. Увеличение э. д. с. вызывает возрастание тока возбуждения и магнитного  потока   машины.    При   уменьшении    нагрузки происходят  обратные явления.

 

 

Рисунок 1.9 - Механический преобразователь генератора

  

Схема соединения фаз обмоток компаундирующих трансформаторов и цепи дополнительных обмоток обеспечивают требуемое изменение тока обмотки возбуждения ротора и поддержание постоянного напряжения на выходе генератора. Одновременно обеспечивается также удовлетворительная коммутация механического преобразователя. Параметры компаундирующих трансформаторов и резисторов позволяют автоматически поддерживать напряжение в пределах ±5% среднерегулируемого при всех нагрузках от холостого хода до номинальной величины и коэффициенте мощности 0,8^-1,0 (только индуктивного характера). Соединение вторичных обмоток компаундирующих трансформаторов по схеме «зигзаг» улучшает их работу при некоторой неравномерной загрузке фаз генератора.

Механический  преобразователь генератора (рис. 1.9) позволяет преобразовывать трехфазный ток дополнительных обмоток, подключенных к клеммам 5, в постоянный ток, проходящий по обмотке возбуждения, присоединенной к клеммам /.

Преобразователь имеет четыре рабочих 3 и четыре холостых 4 ламели, изолированных друг от друга прокладками из коллекторного миканита. Все ламели в виде разрезного кольца запрессованы в изоляционный прессматериал и проточены по окружности с последующей шлифовкой. Готовое кольцо насаживают на вал генератора до упора; от поворота и сдвига оно удерживается шпонкой и пружинным кольцом, установленным на валу.

К разрезному кольцу прижаты шесть щеток 2, расположенных радиально и смещенных относительно друг друга на угол 60°. Щетки попарно соединены между собой гибкими кабелями 6, образуя параллельные ветви. К этим ветвям присоединены концы дополнительных обмоток статора. Рабочие ламели также попарно соединены между собой перемычками 7, образуя две ветви для подключения обмотки возбуждения. Ширина холостой ламели вместе с миканито-выми прокладками равна ширине щетки.

Синхронный  генератор ЕС93-4С (рис. 2.1) состоит из корпуса 9, статора 4, сердечника 2 ротора, вала 19 и двух подшипниковых щитов; переднего 6 и

 заднего 11. Корпус 9 генератора (станина) чугунный, литой, цилиндрической формы с кольцевыми фланцами на торцах. В нижней части он имеет лапы 21 для установки генератора на фундаментную плиту, а на внутренней поверхности шесть ребер, на которых укреплен статор 4 с намотанными на него обмотками 10. Щели между ребрами, внутренней поверхностью станины и наружной поверхностью статорного сердечника служат для прохождения охлаждающего воздуха. В верхней части станины предусмотрен проем для стабилизирующего устройства — блока трансформаторов и резисторов. С боковой стороны имеется клеммная коробка 1.

Сердечник статора набран из штампованных листов электротехнической стали, покрытых с одной стороны изоляционным лаком и после опрессовки скрепленных шестью продольными скобами, приваренными к нажимным кольцам. Сердечник впрессован в станину и укреплен в ней стопорным винтом со шлицем.

Рисунок 2.1 - Разрез синхронного генератора ЕС93-4С

Обмотка статора, выполненная  из мягких секций, намотанных круглым медным проводом, уложена в статор через щели полузакрытых пазов 3. Кроме основной обмотки, в пазы помещена дополнительная трехфазная обмотка, начала фаз которой присоединены к стабилизатору, а концы через подшипниковый щит 11 — к траверсе 12 механического преобразователя и непосредственно к щеткам, находящимся в щеткодержателях 13.

Подшипниковые щиты генератора чугунные, литые и одинаковые по размерам. В нижней их части расположены защищенные сеткой окна для всасывания 17 и выхода 18 охлаждающего воздуха. Задний щит // имеет три отверстия для крепления кожуха 16, защищающего механический преобразователь 14, и- отверстия для вывода концов дополнительной обмотки.

Сердечник 2 ротора спрессован на стальном валу 19 из штампованных листов электротехнической стали, имеющих форму многополюсной звезды. Он состоит из чередующихся пакетов: узких (высоких) и широких (низких). При сборке после установки катушек 8 на _#низкие пакеты надевают сегменты 20, имеющие форму полюсных башмаков, и соединяют их с сердечником двумя шпильками, продетыми через отверстия сегментов и высоких пакетов. Между сегментами по краям полюсов остаются воздушные пространства, по ширине равные толщине высоких пакетов. Форма роторных полюсов получается гребенчатой, а воздушный зазор генератора — однозначный под полюсами и краями  сегментов.

На выступающие  из полюсов концы шпилек установлены  втулки, удерживающие торцовые части катушек от изгиба. Шпильки всех полюсов закреплены с двух сторон кольцами, на которые устанавливают также балансировочные грузы. Сердечник ротора посажен на вал на шлицах, а с торцов закреплен еще двумя кольцевыми шпонками.

Обмотка ротора представляет собой последовательно соединенные катушки, намотанные из прямоугольной меди и надетые на предварительно изолированные полюсные сердечники. Снизу и сверху катушек установлены изолирующие шайбы. Под нижнюю шайбу подложена стальная пружинящая рама, которая предотвращает перемещение катушки относительно сердечника. Выводные, провода обмотки ротора пропущены через полый конец вала преобразователя и соединены с разрезным кольцом преобразователя.

Вентилятор 7 укреплен на валу 19 шпонкой и фиксируется от осевого смещения стопорным винтом. Передний роликовый 5 и задний шариковый 15 подшипники помещены в гнездах подшипниковых щитов и закрыты крышками, удерживающими смазку. Траверса 12 состоит из кольцевого диска, на котором установлено шесть щеткодержателей 13 *со щетками; по отношению к механическому преобразователю она должна занимать строго определенное положение и находиться на нейтрали.