Тягові генератори змінного струму

ГС-501А: Р _сг = 2800 кВт; ТЭ116, ТЭП70.

ГС-515: Р _сг = 1400 кВт; ТЭМ7.

Розглядаючи принцип дії та будову синхронних генераторів, очевидно, що в них немає колектора, додаткових полюсів, складного і громіздкого щіткового апарату. У машинах змінного струму електромагнітне наванта­ження не обмежується комутацією і може бути підвищене, забезпечуючи додаткове зниження маси. Як, же відбилися ці переваги на реальних технічних показниках синхронних генераторів?

Маса генератора змінного струму ГС-501А для тепловозів 2ТЭ116 складає 6 т, а постійного струму для тепловозів 2ТЭ10Л – 9 т при однаковій потужності дизелів цих тепловозів 2210 кВт (3000 к.с.).

Отже, перехід на генератор змінного струму забезпечив зниження маси, витрати металу на 3 т. Правда, при цьому необхідно мати на увазі, що номінальна частота обертання ротора генератора на тепловозах 2ТЭ116 складає 1000 об/хв проти 850 об/хв на тепловозах 2ТЭ10Л, що також сприяє зниженню маси генератора.

Вітчизняною електротехнічною промисловістю були розроблені для перспективних локомотивів з силовими установками потужністю 2940 кВт (4000 к.с.) генератори постійного струму ГП-313Б і змінного струму ГС-504. При однаковій частоті обертання 1000 об/хв, потужності генераторів ГП-313Б і ГС- 504 відповідно до 2700 і 2750 кВт маса їх міді складає 1907 і 860 кг, а стали 3032 і 2534 кг Таким чином, генератор змінного струму виявився на 1500 кг легше; для його виготовлення витрачається менше на 1047 кг дорогої дефіцитної міді.

Підвищена експлуатаційна надійність тягових генераторів змінного струму забезпечила збільшення в 1,5…2 рази терміну служби між ремонтами в порівнянні з генераторами постійного струму при одночасному зниженні загальної вартості обслуговування і ремонтів. Тягові генератори тепловозів постійного і змінного струму мають близькі за величиною коефіцієнти корисної дії, що досягають 0,94-0,95 на номінальному режимі.

До недоліків тягових генераторів змінного струму належить необхідність застосування на тепловозах випрямних установок і електродвигунів (синхронні генератори тепловозів не пристосовані для роботи в двигунному режимі для пуску дизеля) стартерів. Проте маса генератора змінного струму і випрямляча залишається менше маси генератора постійного струму. Двигун стартера при роботі дизеля використовується як допоміжний генератор постояного струму. Надійність роботи випрямних установок дуже висока, практично вони не вима­гають ремонту, окрім заміни напівпровідникових вентилів у разі ушкодження.