transportszynowy.pl

najobszerniejsze centrum wiedzy o transporcie szynowym po polsku

Lokomotywy elektryczne serii EU07, EP07, EP09, ET21, ET22 itp. > Zespoły napędowe

W skład zespołów napędowych omawianych lokomotyw elektrycznych wchodzą silniki trakcyjne, przekładnie napędowe, mechanizmy napędowe i zestawy kołowe.
Zespoły napędowe mocowane są w wózkach jezdnych lokomotywy po 2 lub 3 na wózek w zależności od typu lokomotywy (opis w dalszej części).

Kliknij aby powiększyć    Zespół napędowy ET22 (opis na powiększeniu)

Kliknij aby powiększyć 
Zespół napędowy EP09 (opis na powiększeniu)




a) Silniki trakcyjne wykorzystywane w omawianych w tym dziale elektrowozach to silniki szeregowe prądu stałego, czyli takie, w których uzwojenie wirnika i elektromagnesu (stojana) połączone są jedno za drugim przez co przepływa przez nie taki sam prąd.


Schemat silnika szeregowego


Szeregowy silnik trakcyjny składa się ze stojana oraz wirnika, który jak nazwa wskazuje jest jest jego częścią obrotową, która obraca się pod wpływem energii elektromagnetycznej.

Kliknij aby powiększyć    Silnik trakcyjny EE 541


W silniku szeregowym występuje następująca zależność - im większy prąd tym mniejsza prędkość obrotowa silnika i na odwrót. To pozytywna cecha silnika szeregowego, która powoduje, że pracujący silnik dostosowuje prędkość obrotową do aktualnego obciążenia.


Schemat zależności natężenia prądu
do prędkości obrotowej w silniku szeregowym


Wadą silnika szeregowego natomiast jest fakt, że ten rodzaj silnika powinien być zawsze obciążony momentem obrotowym. Brak obciążenia powoduje gwałtowny wzrost obrotów silnika i zgodnie z zależnością opisaną wcześniej obroty dążą do nieskończoności co spowoduje powstanie na uzwojeniach łuku elektrycznego, który w efekcie może doprowadzić do uszkodzenia silnika trakcyjnego.
Sytuacja taka może się zdarzyć gdy pojazd trakcyjny wpadnie w poślizg - wtedy właśnie prędkość obrotowa gwałtownie się podnosi. Poślizg musi być jak najszybciej eliminowany.

Na wale silnika z jednej strony umieszczony jest komutator który ma na celu przekazanie prądu do uzwojenia wirnika.

Silniki trakcyjne omawianych lokomotyw chłodzone są powietrzem, tłoczonym do ich wnętrza przez wentylatory chłodzące. Jest to przewietrzanie obce. Wentylatory zabudowane na wałach przetwornic pokładowych zasysają powietrze z zewnątrz nadwozia lokomotywy przez specjalne żaluzje nawiewowe (czerpnie), a następnie tłoczą schłodzone powietrze do komór silników za pośrednictwem specjalnych kanałów i mieszków.

Kliknij aby powiększyć    Żaluzje nawiewowe - EP09

Kliknij aby powiększyć    Kanał powietrzny z żaluzji - EP09

Kliknij aby powiększyć    Przetwornica z wentylatorem - EP09 (opis na pow.)

Kliknij aby powiększyć    Wentylator silników trakcyjnych - EU07

Kliknij aby powiększyć    Miechy do silników - EU07/EP07/ET41 (opis na pow.)

Kliknij aby powiększyć    Miechy do silników - ET22

Kliknij aby powiększyć    Miech od wewnątrz - ET22

Kliknij aby powiększyć    Otwór w obudowie silnika EE 541, do którego dochodzi miech

Zastosowanie miechów czyli przegubowych kanałów jest konieczne z powodu tego, że zespoły napędowe zamocowane są w ruchomych wózkach jezdnych, a wentylatory w nadwoziu lokomotywy. Dzięki miechom ruchy wózków jezdnych nie przeszkadzają prawidłowemu doprowadzeniu powietrza do chłodzenia silników.

W związku z możliwością przegrzania uzwojeń silników rozróżniamy:

- moc ciągła - to moc silników trakcyjnych pojazdu trakcyjnego z jaką mogą one pracować nieprzerwanie bez zagrożenia uszkodzenia silników z powodu przegrzania uzwojeń.
- moc godzinna - to moc silników trakcyjnych pojazdu trakcyjnego z jaką mogą one w czasie niedłuższym niż jedna godzina. Po tym czasie dojdzie do przegrzania uzwojeń i uszkodzenia silników.
W przypadku uszkodzenia silnika trakcyjnego można kontynuować jazdę odłączając w przedziale maszynowym wyłącznikiem nożycowym uszkodzone silniki. Przy odłączonych silnikach jazda jest możliwa wyłącznie na pozycji szeregowej połączenia grup silników (opis jazdy w dalszej części).
- moc chwilowa - to moc silników trakcyjnych pojazdu trakcyjnego z jaką mogą one pracować wyłącznie przez krótką chwilę bez zagrożenia uszkodzenia silników z powodu przegrzania uzwojeń.


Silniki trakcyjne są elektrycznie łączone w grupy w zależności od faz rozruchu.

Lokomotywa czterosilnikowa (np. EU/EP 07, itp.)
Ma dwie grupy silników w każdej po dwa silniki połączone ze sobą szeregowo.
Grupy moga być łączone szeregowo lub równolegle.


Schemat połączeń śliników elektrowozu czterosilnikowego


Lokomotywa sześciosilnikowa (np. serii ET21 i 22)
Ma trzy grupy silników po 2 połączone szeregowo lub dwie grupy silników po 3 połączone szeregowo.
Grupy mogą być łączone szeregowo, szeregowo-równolegle i równolegle


Schemat połączeń śliników elektrowozu sześciosilnikowego

W omawianych tu lokomotywach elektrycznych zastosowane są dwa rodzaje zawieszenia silników w wózkach napędnych:
- zawieszenie całkowicie usprężynowane polega na przymocowaniu silnika całkowicie do ramy wózka - z jednej strony do czołownicy, a z drugiej do poprzecznicy. Do przenoszenia napędu z silnika przez przekładnię na zestaw kołowy stosuje się pośrednie mechanizmy napędowe takie jak np. wał pośredni (drążony / przegubowy) współpracujący ze sprzęgłami podatnymi.

- zawieszenie półusprężynowane polega na przymocowaniu silnika z jednej strony do poprzecznicy ramy wózka, a z drugiej wsparcie go poprzez łożyska bezpośrednio na osi zestawu kołowego. Ten sposób zawieszenia silnika zwany jest zawieszeniem "za nos" (zawieszenie tramwajowe). Moment obrotowy przekazywany jest z silnika trakcyjnego na przekładnię, a z niej bezpośrednio na oś zestawu kołowego.




b) Przekładnie główne to koła zazębiające się, służące do redukcji obrotów i przeniesienia momentu obrotowego z wału silnika trakcyjnego przez wał pośredni i układ sprzęgieł podatnych na oś zestawu kołowego (EU07, EP08, ET41, ET22) lub bezpośrednio na oś zestawu kołowego (np. ET21) .
Wał silnika trakcyjnego zakończony jest małym kołem zębatym zwanym wałkiem atakującym.

Kliknij aby powiększyć    Koło zębate na wale drążonym zestawu kołowego

Kliknij aby powiększyć    Skrzynia przekładniowa - EP09


c) Zestawy kołowe w lokomotywach serii EU07, EP07/08/09, ET21, ET22, ET41 składają się z kół obręczowych zamontowanych na osi.


Kliknij tutaj i zobacz więcej informacji zespołach napędowych, a tutaj o napędach trakcyjnych.