Источники тока

Все установленные на машинах потребители тока, кроме приборов электропуска, питаются от генерато­ров, от них же заряжают аккумуля­торную батарею при работе двигателя на средних и больших оборотах. Для питания электрическим током стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и приборов электрооборудо­вания при неработающем двигателе на экскаваторах устанавливают аккуму­ляторные батареи.

При неработающем генераторе или когда он работает, но его напряжение меньше напряжения аккумуляторной батареи, электрическая цепь между генератором и аккумуляторной бата­реей должна быть разомкнута, так как иначе батарея разрядитс я через

генератор. С этой целью предусмотре­но реле обратного тока (РОТ) — автоматически действующее устрой

ство для размыкания цепи в нужный момент.

Генераторы бывают постоянного и переменного тока. Генераторы постоянного тока устанавливай экскаваторах реже, чем генераторы переменного тока. Генераторы приво­дятся во вращение ременной переда­чей или реже шестеренной от коленча­того вала двигателя.

Потребители электрической энер­гии требуют постоянного напряжения, а изменение частоты вращения генера­тора вызывает колебание напряжения, поэтому возникает необходимость в его регулировании. Напряжение гене-

раторов постоянного тока регулируют специальным электромагнитным устройством — регулятором напряже­ния (РН), напряжение генератора переменного тока-с помощью реле-регуляторов.

Генераторы должны обеспечивать требуемую мощность, иметь минималь­ную массу и габариты, хорошо охлаждаться. От перегрузок их защи­щают специальными устройствами — ограничителями тока (ОТ).

Генераторы переменного тока, рас­считанные в основном на осветитель­ную нагрузку, отличаются простым устройством и надежной работой. Недостаток их - относительно узкий диапазон частоты вращения, при которой создается нормальное напря­жение на зажимах. На рис. 201 пока­зан генератор Г-305 переменного тока, устанавливаемый на дизелях Д-108. Статор 11 генератора собирают из электротехнической стали. На зубцы статора кадеты девять катушек 10 трехфазной обмотки статора. Каждая катушка имеет тринадцать витков. Катушки в каждой фазе соединены последовательно по три, а фазы соединены «в звезду».

Конструкции крышек 1 и 12 генера тора аналогичны, но на передней 12 сделаны две, а на задней 1 одна лапа для крепления генератора на двигателе. В крышках размещены обмотки возбуждения, имеющие по тысяче витков каждая. Концы обмоток возбуждения соединены с массой генератора, а начала соединены вместе и выведены через переднюю крышку и выпрямитель наружу к зажиму. На

 

 

 

Рис. 201. Генератор Г-305:

а - устройство, б- схема включения; 1, 12 — крышки, 2, 4 — панели выводных зажимов пост и переменного тока, 3 — подшипник, 5 — вал ротора, 6 — сердечник, 7 — обмотки возбуждения, 8 — боль, 9 — ротор, 10 — катушка обмотки статора, 11 — статор, 13, 16 — вентили, 14 — теплоотвод, 15 корпус выпрямителя, 17 крыльчатка, 18 — шкив, 19 — провода, 20 — изоляционная прокладка, 21 выключатель

«массы», 22— аккумуляторная батарея

дилиндрической части крышек име­ются отверстия для стока конденсата и попавшей в генератор воды.

Ротор 9 генератора представляет собой шестилучевую стальную звезду, насаженную на вал 5. Опорами вала служат шарикоподшиптки 3, разме­щенные в крышках.

Выпрямитель состоит из ребристо­го алюминиевого корпуса 15 с тремя

запрессованными в него кремниевыми вентилями 16 (диодами с отрицатель­ным потенциалом) и теплоотвода 14, изолированного от корпуса тонкой изоляционной прокладкой 20. В тепло-отвод запрессованы кремниевые венти­ли 13 (диоды с положительным потенциалом), выводы которых соеди нены попарно с фазами генератора на панели 4, установленной в корпусе

выпрямителя. Во избежание попада­ния пыли и грязи в выпрямитель щель между корпусом и крышкой 12 уплот­нена резиновым кольцом.

Привод генератора от двигателя осуществлен с помощью шкива 18, к которому прикреплена крыльчатка 17 вентилятора для охлаждения генератора и выпрямителя.

Таким образом, по устройству генератор Г-305 — закрытая бескон­тактная трехфазная электромашина переменного тока с двусторонним электромагнитным возбуждением и кремниевым выпрямителем. Мощность генератора 400 Вт при номинальном напряжении 12 В.

Конструкция других моделей гене­раторов переменного тока, применя­емых на различных экскаваторах, подобна генератору Г-305.

Аккумуляторные батареи (рис. 202) на экскаваторах чаще применяют свинцовокислотные. Они состоят из шести последовательно соединенных элементов, установленных в баке 7. Бак разделен перегородками на отдельные камеры-аккумуляторы. Каждая камера закрыта сверху крыш­кой 2.

Бак изготовлен из пластмассы (асфальтового пека) или эбонита.

8 камеры бака запрессовывают тонко­стенные кислотостойкие вставки из пластмассы, что предохраняет его от разъедания кислотой и значительно увеличивает срок его службы. В каж­дой камере помещают по нескольку положительных 8 и отрицательных

9 пластин специальной конструкции, собранных поочередно. Это увеличива­ет общую рабочую поверхность пла­стин, и аккумулятор может запасать больше электроэнергии.

Основой каждой пластины явля­ется решетка, отлитая из чистого свинца с небольшой примесью сурьмы для увеличения механической прочно­сти. В решетку впрессовывают актив­ную массу (шлам), которую приго­товляют из порошкообразного свинца или его оксидов — свинцового сурика и свинцового глета, замешанных на крепкой серной кислоте.

После изготовления и сборки пластины формуют, т. е. подвергают многократным процессам зарядки и разрядки. Все одноименные пласти­ны соединяют в полублок общей свинцовой перемычкой с выводным

 

 

 

Рис. 202. Устройство аккумуляторной б

1, 5 — зажимы отрицательнрго и положительного полюсов, 3 — крышка элемента,,9 - пробка крышки

элемента, 4 — перемычка, 6 — уплотнительное кольцо. 7 - бак аккумуляторной батареи, 8, 9- пластины,

10—ребро днища бака, 11-сепаратор, 12 —защитный щиток, 13—уплотнение крышки

штырем. В каждую камеру помешают блок, собранный из двух полублоков положительных и отрицательных пла­стин с поочередным их расположени­ем. Отрицательных пластин помещают в блок на одну больше, чем положи­тельных. Поэтому положительные пластины закрыты с обеих сторон отрицательными и работают всей своей поверхностью, вследствие чего устраняется возможность их коробле­ния при большом разрядном токе.

Для изоляции между ними уста­новлены пористые прокладки-сепара­торы 11, свободно пропускающие электролит. Применяют сепараторы нескольких типов: из древесины или комбинированные (из древесины и хлорвинила или из древесины и стекло­волокна), из микропористого эбонита (мипоры), микропористой пластмассы (мипласта) или комбинированного с ними хлорвинила либо стеклово­локна. Пластины с сепараторами в отдельных камерах опираются снизу на ребра 10 днища бака, что предохраняет от замыкания их нижние части выпадающей активной массой. В каждом элементе над пластинами расположены предохранительные пластмассовые щитки 12, защищаю­щие кромки сепараторов и пластин от механических повреждений. Сверху камера плотно закрыта крышкой. Края бака в местах соединения с крышкой залиты кислотоупорной мастикой. На поверхность крышки выведены отрица­тельный 1 и положительный 5 зажимы блоков пластин. Зажимы уплотнены в крышке кольцами 6 или имеющимися на них ребрами.

Зажимы соседних элементов соеди­няют свинцовыми междуэлементными перемычками. К крайним зажимам батарей — положительному 5 и отри­цательному 1, снабженным конусными наконечниками, присоединяют зажи­мами провода от внешней сети. В крышке каждого элемента сделано заливочное отверстие, закрытое проб­кой 3 с вентиляционным отверстием, через которое из камеры выходят газы. У некоторых аккумуляторов отверстия для заливки электролита закрывают

глухими пробками на прокладках, а для выхода газов в

крышке лелают
отддельно вентиляционное отверстие.

У новых батарей под пробками поставлены герметизирующие диски, которыеперед установкой на машину удаляют

аккумуляторные батареи выпускают, как правило, в сухом виде без электролита — незаряженными. Поэтому новую батарею предвари­тельно заполняют электролитом и за­ряжают Напряжение, создаваемое одним элементом, независимо от числа пластин в нем и их размера, в исправном и заряженном состоянии в среднем 2 В. При полной разрядке напряжение одного элемента уменьша­ется до 1,7 В. При последовательном соединении элементов аккумулятора напряжение на крайних зажимах 5 и 1батареи увеличивается пропорци­онально числу элементов, а емкость всей батареи остается равной емкости одного элемента.

На экскаваторах обычно применя­ют 12-вольтовые аккумуляторные ба­тареи сравнительно небольшой или повышенной емкости Батарею поме­щают в ящик, закрытый крышкой и закрепленный на резиновых подклад­ках. При однопроводной системе один зажим батареи (Минусовый) замыка­ют на массу, а другой (плюсовей) соединяют с сетью.

Аккумуляторные батареи имеют маркировку. Например, 6-СТ-42ЭМЗ: первая цифра обозначает число эле­ментов а батарее, а следовательно, и общее напряжение, считая, что каждый элемент батареи имеет напря­жение, равное 2 В; 42 — номинальная емкость батареи в А-ч, СТ — батарея стартерного типа; Э - эбонит —

материал бака*;

М — (мипор или мипласт) тараторой**^:; 3 — батарея сухая заряженная.

*Может быть П (асфальтопековая масса с кислотоупорными вставками) или В (асфаль-топекоаая масса без кислотоупорных вставок).

**Может быть Д (дерево) или С (стекло­волокно).

§ 41. Электрическая аппаратура

Электрическую аппаратуру эксква-торов подразделяют на регулирую­щую, защитную, осветите ную и сиг­нализирующую.

Регулирующая аппаратура. Ге­нераторы постоянного кжа оснащаются реле-регуляторами, в ко­торых объединены три прибора: регулятор напряжения, ограничит' тока и реле обратного тока. Реле-регулятор (рис. 203, а) с помощью лап, снабженных резиновыми амортизаци­онными втулками 8, закреплен болта­ми на экскаваторе. Основание 1 реле-регулятора отлито из цинкового сплава. Крышка 3 уплотнена резино­вой прокладкой 7 и укреплена на основании двумя винтами На нижней стороне основания на изоляторах укреплены дополнительные резисторы.

Регулятор напряжения поддержи­вает нормальное напряжение двухще-точного генератора при переменной частоте вращения его якоря. При повышении напряжения генератора вследствие увеличения частоты враще­ния якоря в цепь обмотки возбуждения включается дополнительный резистор, в результате чего уменьшается ток

возбуждения и напряжение генерато­ра снижается до нормального.

Ограничитель тока предохраняет генератор от перегрузок (например, при коротком замыкании), являю­щихся причиной перегрева генератора и сгорания его обмоток. Действие ограничителя тока основано на вклю­чении дополнительного резистора в цепь обмотки возбуждения генерато­ра. Ограничитель включает сопро­тивление при увеличении тока нагруз­ки выше допустимого предела. При

этом снижаются напряжение

генератора и отдаваемый им ток.

Peлe обратного тока включает генератор в цепь, когда напряжение его становится больше напряжения аккумуляторной батареи, и выключает генератор при падении его напряжения ниже напряжения батареи. Тем самым реле устраняет разрядку аккумуля­торной батареи через обмотки генера­тора при малом его напряжении и предохраняет обмотки генератора от перегрева током аккумуляторной бата­реи.

С генераторами перемен­ного тока устанавливают реле-регулятор РР-362Б (рис. 203, б) для автоматического поддержания напря-

 

 

Рис. 203. Реле-регулятор для генераторов постоянного (а) и переменного (б) тока:

1 — основание, 2 — изоляционная пластина, 3 — крышка, 4 — реле обратного тока, 5 — ограничитель тока,

6 — регулятор напряжения, 7 — прокладка, 8 — втулка, 9 — выводные зажимы, 10, 18, 25...27 — резисторы,

11 — обмотка, 12 — переключатель, 13, 15, 19 — обмотки реле защиты, 14, 16, 23 — зажимы, 17, 20, 24 —

диоды, 21 — контакты реле защиты, 22 — транзистор

жения генератора в заданных преде лах, что необходимо для обеспечения нормальных режимов зарядки аккуму­ляторной батареи и работы потребите лей. Реле-регулятор содержит два электромагнитных элемента: регуля­тор напряжения и реле защиты. Эти элементы одинаковой конструкции и представляют собой реле с одной парой нормально разомкнутых контак­тов, причем подвижные контакты обоих реле электрически соединены с корпусом реле-регулятора.

Реле-регулятор объединяет в себе три устройства: для регулирования напряжения генератора, для защиты транзистора от коротких замыканий и переключатель для посезонной регулировки напряжения.

Устройство для регулирования напряжения генератора состоит из транзистора 22, регулятора напряже­ния 6, резисторов 10,18, 26,27 и полу­проводниковых диодов 17 и 24. Транзи­стор 22, который крепится на латунной пластине теплоотводного устройства и два полупроводниковых диода 17 и 24 расположены в отсеке.

Нормально разомкнутые контакты включенные между плюсовым зажи­мом 23 регулятора и базой транзиетс-ра, являются управляющим элемен­том. Ток управления транзистором (ток базы) незначителен (меньше 0,5 А) и пропорционален коэффици­енту его усиления. Напряжение на контактах также незначительно (1,5...2,5 В), поэтому они практически не изнашиваются (не подгорают)

Таким образом, напряжение регу­лируется не непосредственно регулято ром напряжения, а транзистором, управляемым с помощью контактов реле. Такой регулятор называется контактно-транзисторным.

Устройство для защиты транзисто­ра от коротких замыканий включено в цепь обмотки возбуждения и состоит из реле защиты с тремя обмотками (основная 15, вспомогательная 13 и удерживающая 19) и разделительного диода 20. Нормально разомкнутые контакты реле защиты включены через диод 20 параллельно контактам регу-

лятора напряжения. Устройство сра­батывает при коротком замыкании в цепь возбуждения, запирая транзи­стор.

 

Переключатель 12 посезонной

регулировки напряжения выполнен в виде дополнительной обмотки, намотанной поверх основной обмотки регулятора напряжения, и контактного диска. Конец дополнительной обмотки через изолированную колодку присоединен к контактному диску. Переключателем 12 изменяют регулируемое напряже­ние в соответствии с требованиями летней и зимней эксплуатации вдиапа-зоне 0),8...1,2 В. Изменяют положение переключателя винтом с

контактным диском.
При вывертывании винта до
упора (положение "Лето") контакт­
ные диски соприкасаются, в результате
чего основная обмотка 11 регулятора
напряжения соединяется с «массой».
При завертывании винта до упора
(положение «Зима») обмотка 11 с
"массой" соединяется через

дополнительную обмотку

переключателя.

Все элементы реле-

регулятора заключены в общую коробку. Реле-гулятов имеет два зажима 14 и 23 с

маркировкой Ш (шунт) и В (выпрями­тель). К зажиму Ш

присоединенпровод,

идущийк зажиму Ш

генератора,

а зажимом
оединен проводами
с зажимом В генератора и потребите­
лями тока Кроме двух указанных
зажимов имеется зажим 16 с марки­
ровкой М (масса), соединенный
проводом с массой экскаватора
и винтом М генератора.

Защитная аппаратура. Для отклю­чения электрической цепи при ко­ротком замыкании проводов применя­ют плавкие и термобиметаллические предохранители.

Плавкие предохранители (рис. 204, а) на номинальную силу тока 10 А включены в цепь контроль­ных приборов, звукового сигнала и заднего фонаря, которые, кроме того, защищены термобиметаллическим предохранителем центрального пере­ключателя.

Плавкие предохранители объедине-

 

Рис. 204 Плавкие (а) и гермоби металлические (б) предохранители:

/ — основание, 2- изоляционная пластина, 3 клемма, 4 — проволока, 5 вставка,

в— зажим. 7- крышка, 8- кнопка, 9- корпус, 10 — биметаллическая плаетина,

11- контакт, 12- винт, 13— контргайка

ны в блоки, в каждом из которых сделана самостоятельная вставка, рассчитанная на определяют силу

тока. Блок предохранителей состоит из

основания /, изоляционной пластины
2 с тремя парами клемм 3, которые
имеют латунные зажимы 6. В зажимы
каждой пары установлены текстодити-
вые вставки 5, между которыми
закрепляется плавкая вставил — мед­
ная луженая проволока Во вставке,
рассчитанной на номинальный ток
10 А, применяют про ром

0,26, а на номинальный ток 20 Л 0,37 мм.

Термобиметаллический предохранитель (рис. 204,6) пр ляет собой помещенную в карболито-вый корпус упругую выпуклую биме таллическую пластину 10 с двумя контактами, которая прижимается к контактам 11 наружных зажимов 6. При прохождении тока более 20 А пластина 10 нагревается и резко, со щелчком, поворачивается вверх (показано пунктиром), размыкая цепь. После устранения замыка­ния предохранитель включают, нажи­мая на кнопку 8. Предохранитель регулируют при ремонте на требуемый ток винтом 12.

Осветительная и сигнализирующая аппаратура. Для освещения места

работ устанавливают два или три прожектора или фары. Внутри кабину экскаватора освещают плафонами.

В сигнале вибрационного типа (рис. 205) постоянного тока мембрана 7 стержнем 11 плотно соединена С якорем 6 и резонатором 8. Включают сш нал нажатием на кнопку 5, при этом цепь звукового сигнала замыкается.

Рис. 205. Схема звукового сигнала:

/ — провод. 2 — электромагнит, 3 — конденса­тор, 4 — провод к кнопке сигнала прицепа, 5 — кнопка сигнала, 6 — якорь, 7 — мембра­на, 8 — резонатор, 9. 10 — контакты вибратора,стержень мембраны: 12 — аккумуляторная батарея, 13 — пластина вибратора

Путь тока в цепи сигнала следую­щий: минус аккумуляторной батареи 12 —«масса» — контакты кнопки 5 сигнала — обмотка электромагнита 2 —неподвижная пластина 13 вибра­тора — контакты 9 и 10 вибратора — провод / — плюс аккумуляторной ба­тареи. Под действием магнитного поля сердечника якорь 6 притягива­ется к сердечнику и стержень //мемб­раны размыкает контакты 9 и 10. Ток в цепи звукового сигнала прерывается, и благодаря упругости мембраны 7 якорь 6 становится в первоначальное положение, замыкая контакты вибра­тора. Затем процесс повторяется в той же последовательности. Колебания якоря 6 с мембраной 7 создают колебания звуковой частоты — сигнал подан.

Во время размыкания контактов вибратора в обмотке электромагнита возникает ток размыкания, между контактами проскакивает искра. Для уменьшения искрения параллельно контактам 9 и 10 вибратора подключен конденсатор 3.

§ 42. Схема электрооборудования

В качестве примера рассмотрим схему электрооборудования экскава­тора с гидравлическим приводом ЭО-3323.

Электрооборудование, установлен­ное на экскаваторе, обеспечивает пуск двигателя, освещение рабочей зоны в темное время, вентиляцию кабины машиниста, работу световой сигнали­зации при движении по дорогам, на рабочей площадке и в забое.

В зависимости от типа дизеля (со стартером или пусковым карбюра­торным двигателем) схема электро­оборудования экскаватора ЭО-3323 имеет две модификации.

На рис. 206 представлена электри­ческая схема экскаватора ЭО-3323, оборудованного дизелем Д-240 с пу­ском от стартера.

Основными потребителями элект­роэнергии являются стартер 25, осве­тительная и светосигнальная аппара­тура, вентилятор 20 отопителя, венти-

лятор 21 кабины машиниста, предпу­сковой подогреватель 5 дизеля и контрольно-измерительные приборы.

Электрическая цепь замыкается перед пуском дизеля включателем 26 «массы», который предохраняет аккумуляторные батареи 27 от утечки тока при неработающем дизеле.

При работе дизеля на средней и большой частоте вращения потреби­тели тока питаются от генератора / переменного тока со встроенным выпрямителем и реле-регулятором 4.

От генератора заряжаются также аккумуляторные батареи 27, которые питают стартер 25 при пуске дизеля и приборы электрооборудования при неработающем или работающем на малых оборотах дизеле.

К осветительной и светосигнальной аппаратуре относятся фары 9 и 16, лампы 17 освещения пульта, задние фонари 18, переносная лампа 2 и неко­торые другие источники питания.

Контрольно-измерительные прибо­ры служат для проверки функциониро­вания механизмов и систем экскава­тора. Контрольная лампа 13 светится при включении «массы». Если после пуска дизеля свет лампы 13 тускнеет или она гаснет совсем, это указывает на неисправность генератора /.

Свечение спирали контрольного элемента 6 свидетельствует о нормаль­ной работе электрофакельного подо­гревателя 5 дизеля.

В случае чрезмерного загрязнения фильтров рабочей жидкости и повыше­ния при этом сверх допустимого значения давления в гидросистеме экскаватора на сливе зажигается контрольная лампа 22.

Связь электрооборудования в об­щую электрическую сеть и нормальную работу потребителей тока обеспечива­ют коммутационная аппаратура (пере­ключатель 12, реле-прерыватель 11 указателей поворота экскаватора, реле

28 включения цепи стартера, реле

29 блокировки); монтажно-устано-
вочные устройства (штепсельная ро­
зетка 3 для подключения переносной
лампы, штепсельная вилка для соеди­
нения электрической цепи экскаватора

 

Рис. 206. Электрическая схема экскаватора ЭО-3323:

иератор, 2 переносная лампа, 3 штепсельная розетка, 4 — реле-регулятор, 5 — предпусковой подогреватель дизеля, в контрольный элемент, 7 резистор, 8, 10, 19 — включатели, 9, 16 — фары, //, 28, 29 —

переключатель, 13. 22 контрольные лампы, 14 указатели поворотов, 15 — подфарники, 17 — лампа

. ния пульта, /8—задние фонари, 20, 21 — вентиляторы отопителя и кабины машиниста, 23 —блок предохранителей, 24 амперметр, 25 стартер, 26 включатель «массы», 27 —аккумуляторные батареи

при буксировке с электрической сетью тягача и соединительные панели, которые на рисунке условно не показаны) и аппаратура защиты сети (блок 23 плавких предохранителей).

Реле 29 блокировки предотвращает случайное включение стартера 25 в цепь генератора 1 при работающем дизеле (например, неосторожным по­воротом ключа зажигания).

Контакты реле, включенные в цепь стартера, размыкаются после того, как начнет работать генератор.

После остановки дизеля «массу» отключают включателем 26, чтобы не разрядились аккумуляторные батареи 27.

Контрольные вопросы

1. Какие источники тока применяют в элект­рооборудовании экскаваторов? 2. Как устроен реле-регулятор? 3. Какую осветительную аппа­ратуру используют для наружного и внутреннего освещения? 4. Чем отличается система электро­оборудования экскаватора ЭО-3323? 5. Назови­те потребители электроэнергии системы электро­оборудования экскаватора ЭО-3323.