Loading

Próby eksploatacyjne silników indukcyjnych z zewnętrznym wirnikiem

"Trakcja i Wagony" Nr.11-12/1980

 

Koncepcja zabudowy trakcyjnego silnika indukcyjnego z zewnętrznym wirnikiem w wózku pojazdu trakcyjnego, tak aby oś wału silnika była zbieżna z osią zestawu kołowego, powstała już dość dawno. Nie mogła ona jednak być zrealizowana, gdyż stosowane dotychczas silniki komutatorowe (prądu stałego bądź przemiennego) wypadają przy takim rozwiązaniu bardzo duże, ze względu na stosunkowo niskie prędkości obrotowe kół jezdnych, wobec czego nie mieszczą się w przeznaczonej na ten cel przestrzeni podwago-nowej. Problem mógł być podjęty ponownie dopiero wówczas, gdy stała się realna możliwość wykorzystywania do celów trakcyjnych silników indukcyjnych, charakteryzujących się mniejszymi wymiarami.
Firma GEC Traction Ltd, we współpracy z instytutem kolei brytyjskich (BR), zaprojektowała i wykonała w 1977 r. 2 modelowe silniki indukcyjne trójfazowe z zewnętrznym' wirnikiem, typu TAIM, przeznaczone do zamontowania w zestawie kołowym. Przyjęto, że prędkość jazdy wynosić będzie 200 km/h.
Po zakończeniu prób laboratoryjnych tych maszyn i wprowadzeniu dość istotnych zmian konstrukcyjnych, firma wykonała cztery dalsze silniki, obniżając przy tym prędkość jazdy do 160 km/h. Pozwoliło to na zwiększenie masy silników do - 2,5 t (pierwotnie 1.8 t), co ułatwiło rozwiązanie wielu szczegółów.Cechą charakterystyczną nowej konstrukcji jest to, że w miejsce dotychczasowej osi zestawu kołowego zastosowano nieobracający się element, który spełnia rolę wału 4 silnika (rys. 1). W jego części środkowej nasadzony jest uzwojony pakiet blach stojana i. Z . obu stron wału zostały wydrążone wzdłużne otwory: jednym z nich doprowadzone są do wnętrza maszyny kable zasilające, a drugim powierzę chłodzące (0,42 m3/s), które następnie wyrzucane jest na zewnątrz przez otwory w tulei 7.Pakiet Wach wirnika, wraz z klatką miedzian.) 6, jest wciśnięty do stalowej tulei 7, która łączy (w sposób rozbieralny) dwa koła jezdne, tworząc wspólny zestaw.
Obwód magnetyczny silników jest wykonany z blachy o grubości 0,65 mm, w pakiecie o wymia ach zewnętrznych 0 570 X 835 mm, przy czym szczelina powietrzna wynosi 1,5 mm. W stojanie wytłoczona 72 żłobki (otwarte), a w wirniku 90. Dwuwarstwowe uzwojenie stojana jest izolowane "kaptonem". Przyrosty temperatur są dopuszczalne jak dla klasy H -( z tym że uzwojenie wytrzymuje chwilowe temperatury rzędu 250°C. Uzwojenie wirnika jest wykonane z prostokątnych- prętów miedzianych. Masa części wirującej wynosi 1,1 t.
Dwa silniki zostaną poddane szczegółowym badaniom laboratoryjnym w Derby, a dwa w eksploatacji. Do tego celu zostanie wykorzystany trójwagon )wy zespół podmiejski z silnikami prądu stałego typu G 310 AZ. W środkowym wagonie dwa z tych silników zostaną zastąpione silnikami TAIM (rys. 2), i w jednym z krańcowych - wszystkie cztery będą wymienione na maszyny prądu przemiennego, ale o konstrukcji konwencjonalnej - typu G 350. Pozwoli to na przeprowadzenie m. in. badań porównawczych wszystkich trzech rodzajów konstrukcji.

 

Rys. 1. Przekrój poprzeczny trakcyjnego silnika indukcyjnego typu TAIM, z zewnętrznym wirnikiem

1 - łożysko,
2 - uzwojony pakiet stojana,
3 - szczelina powietrzna,
4 - wal silnika (nie obracający się),
5 - łożysko toczne,
6 - uzwojenie wirnika,
7 - tuleja zestawu kołowego,
8 - dźtuignia przenosząca moment oporowy silnika na amortyzator

Rys. 2. Wózek typu BXIT z dwoma silnikami trakcyjnymi typu TAIM

1 - kable energetyczne,
2 - kable obioodoto pomiaroioycn,
3 - skrzynki zaeiskotue,
4 - doprowadzenie powietrza,
5 - pręt przenoszący moment oporowy silnika na amortyzator,
6 - amortyzator,
7 - dźtuignia przenosząca moment oporowy silnika

Produkcja wagonów w zakładach naprawczych DR

 

Do zasilania silników prądu przemiennego zabudowano w środkowym wagonie dwa przekształtniki o mocy 500 kVA każdy. Równoczesna praca silników TAIM oraz G 350 nie jest przewidziana.
Niezależnie od tych badań firma GEC będzie prowadzić prace rozwojowe zmierzające do uproszczenia i potanienia konstrukcji silników typu TAIM. Jednym z bardzo obiecujących przedsięwzięć byłoby zastąpienie pakietu blach wirnika i jego uzwojenia samą tylko masą cylindra zewnętrznego, odpowiednio pogrubionego na długości części aktywnej silnika.

Stokes R.W., Sutton A.: Tubular-axle induktion motors to be tested on train.
Raiway Gazette International 1980 styczeń (et)

Koleje Niemieckiej Republiki Demokratycznej (Deutsche Reichsbahn - DR) produkują dla swych potrzeb we własnych zakładach naprawczych zarówno wagony osobowe, towarowe, jak i kontenery. Warsztaty w Halberstadt wyprodukowały w ciągu pierwszych czterech miesięcy 1980 r. 86 czteroosio-wych wagonów osobowych.
Od stycznia 1978 r. do kwietnia 1980 r. DR zbudowały ponad 500 wagonów osobowych o długości 26,4 m.
Warsztaty DR w Lipsku, Dreźnie i Eberswalde w ciągu pierwszych czterech miesięcy 1980 r. wyprodukowały 600 wagonów towarowych, a warsztaty w Zwickau ponad 2570 kontenerów.
W ciągu pierwszych czterech miesięcy 1980 r. zakłady naprawcze i wagonownie DR wykonały naprawy ponad 207 000 wagonów towarowych.

Die Bundesbahn 1980 8 (sk)