На электропоезде ЭР2 установлен динамотор ДК-604В. Он состоит из делителя напряжения и генератора управления.

Делитель напряжения служит для получения напряжения 1500 В, необходимого для питания двигателя компрессора, а также является приводом для генератора управления, якорь которого насажен на конец вала делителя напряжения.

Делитель напряжения представляет собой двухколлекторную машину постоянного тока, имеющую общую магнитную систему и общий сердечник якоря с двумя обмотками, расположенными в одних и тех же пазах, но присоединенными каждая к своему коллектору.

Остов 7 делителя напряжения (рис. 64 и 65) стальной, литой, цилиндрической формы. С обеих торцовых сторон остов закрывают подшипниковыми щитами 1, в которых устанавливают якорные подшипники. Со стороны генератора — шариковый, упорный, № 7Н315; со стороны вентилятора — роликовый, свободный, № 3H32413T. Для предотвращения выбрасывания смазки ЖРО в крышках подшипников предусмотрены специальные лабиринтные канавки, а для добавления смазки — трубки, закрываемые резьбовыми пробками. Подшипниковые щиты крепят к остову болтами.

Вблизи торцов с обеих сторон в остове имеются коллекторные люки 5 (по два с каждой стороны), закрываемые съемными крышками с резиновыми уплотнениями по краям. Эти люки служат для осмотра коллектора, проверки состояния щеток и замены их. Крышки люков к остову крепят специальными замками. Для подвески делителя напряжения к раме вагона заодно с остовом отлиты четыре лапы и четыре проушины, служащие для транспортировки. В верхней части остов имеет шесть отверстий для выводных проводов.

Вал якоря 17 делителя напряжения изготовлен из стали 45, концы его выходят из остова с обеих сторон. С одной стороны на него насажен якорь генератора управления, а с другой — вентилятор 15. На средней части вала набран сердечник якоря 12, состоящий из стальных листов, изолированных друг от друга лаком и зажатых с обеих сторон нажимными шайбами 8 (обмоткодержателями). Оба коллектора 2 насажены на вал до упора с нажимными шайбами. Как сердечник, так и коллекторы удерживаются на валу шпонками. В сердечнике имеется 45 пазов, в которых уложены две обмотки якоря (друг над другом): нижняя 13 (со стороны генератора) соединяется пайкой со своим коллектором, а верхняя 6 (со стороны вентилятора) — со своим. Коллекторы набирают из 315 медных пластин 4, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Несущий пластмассовый корпус коллектора армирован коллекторной стальной втулкой 18. Пластмасса в коллекторе является не только несущим, но и изолирующим звеном.

Рис. 64. Продольный разрез делителя напряжения ДК-604В с генератором управления: 1 — подшипниковый щит; 2 — коллектор; 3 — щеткодержатель; 4 — коллекторная пластина; 5 — коллекторный люк; 6 — верхняя обмотка якоря; 7 — остов; 8 — нажимная шайба; 9 — сердечник главного полюса; 10 — катушка независимого возбуждения; 11 — катушка высшего напряжения; 12 — сердечник якоря; 13 — нижняя обмотка якоря; 14 — траверса; 15 — вентилятор; 16— крышка подшипника; 17— вал якоря; 18 — втулка коллектора; 9 — проволочный бандаж; 20 — сердечник дополнительного полюса; 21— катушка дополнительного полюса; 22 — коллекторный люк генератора; 23 — вентиляционный патрубок; 24 — траверса генератора; 25 — щеткадержатель дополнительного тора; 26 — остов генератора; 27 — коллекторная пластина генератора; 28 — передняя нажимная шайба; 29 — обмотка якоря; 30 — сердечник якоря; 31 — задняя нажимная шайба; 32 — главный полюс генератора; 33 — катушка главного полюса

Обмотка якоря волновая. Обе обмотки совершенно одинаковы по числу витков в секции и размеру провода и при последовательном их включении делят приложенное напряжение пополам. Каждая обмотка состоит из семи секций. а каждая секция представляет собой четыре витка, выполненных из изолированного круглого провода. Корпусная изоляция обмотки стеклоэскапоновая лакоткань, намотанная в шесть слоев вполуперекрышу, и один слой тафтяной ленты, намотанной встык. Кроме того, пазы сердечника изолированы электрокартоном, а на выходе секций из паза установлена дополнительная угловая изоляция. Крепление обмоток в пазах осуществляют проволочными бандажами, расположенными на лобовых частях обеих обмоток и на средней части сердечника. Подбандажной изоляцией служит электрокартон.

Рис. 65. Поперечные разрезы делителя напряжения ДК-604В (а) и генератора управления (б)

После монтажа якорь пропитывают в термореактивном лаке ФЛ-98, дающем твердую изоляционную влагонепроницаемую пленку.

Вращается якорь делителя напряжения против часовой стрелки, если смотреть со стороны генератора. Иное направление вращения, являющееся результатом неправильного соединения концов обмоток, недопустимо.

. Внутри остова расположены четыре главных и четыре дополнительных полюса. Сердечники главных полюсов 9 набирают из листовой стали и скрепляют заклепками. Сердечники дополнительных полюсов 20 литые. На каждом главном полюсе укреплены две катушки: независимого возбуждения 10 (низшего напряжения) и последовательного возбуждения 11 (высшего напряжения). Между катушками прокладывают электрокартон. Чтобы катушки не имели качки на полюсах, их укрепляют пружинными фланцами. Главные полюсы крепят к остову шпильками, ввинченными в тело полюса.

Дополнительные полюсы имеют по одной катушке 21 последовательного возбуждения (высшего напряжения), которые также укреплены пружинными фланцами. К остову дополнительные полюсы крепят болтами.

Катушки последовательного возбуждения главных полюсов выполнены из круглого изолированного провода и имеют 170 витков каждая. Катушки независимого возбуждения изготовлены тоже из круглого изолированного провода, но меньшего сечения и имеют 530 витков. Катушки независимого возбуждения включены на напряжение 50 В.

Катушки дополнительных полюсов имеют 350 витков и отличаются от катушек последовательного возбуждения главных полюсов только размерами.

Корпусной изоляцией катушек служит стеклоэскапоновая лакоткань, намотанная в шесть слоев вполуперекрышу, и тафтяная лента — в один слой встык. Катушки дважды пропитывают в компаунде 225. Межкатушечные соединения выполнены из провода ПС-4000 сечением 6 мм2, а выводные концы — из провода ПМУ-4000 того же сечения.

Делитель напряжения имеет по четыре щеткодержателя 3 на каждом коллекторе, а в каждом щеткодержателе по одной щетке.

В подшипниковых щитах устанавливают на специальной выточке поворотные траверсы 14. Каждая траверса имеет четыре замка, в которые вставляют пальцы (кронштейны) щеткодержателей, выполненные из стали и опрессованные пластмассой. К каждому пальцу болтом крепят литой латунный щеткодержатель. На палец щеткодержателя надевают круглый фарфоровый изолятор.

Щетка имеет гибкий шунт с напаянным наконечником, который болтом крепят к пальцу. Нажатие на щетку осуществляет ленточная спиральная пружина, укрепленная на валике щеткодержателя. Регулируют нажатие поворотом валика, положение которого фиксируется стопором, установленным в поперечном вырезе валика и в ближайшем к нему вырезе корпуса щеткодержателя.

После испытания машины траверсу фиксируют штифтом, а затем крепят к подшипниковому щиту болтами. Для улучшения условий коммутации щетки делителя напряжения сдвигают с нейтрали на три коллекторные пластины против направления вращения.

Нажатие на щетки составляет 8—10 Н (0,8—1,0 кгс). Щетки угольные марки ЭГ-2А имеют размеры 8x26x50 мм.

Вентилятор 15 служит для охлаждения делителя напряжения и генератора управления. Он состоит из стального диска, отлитого заодно с лопастями и укрепленного на выступающем конце вала якоря шпонкой и гайкой. Забор воздуха осуществляется через патрубок 23 чугунного щита генератора, который воздухопроводом соединен с пассажирским помещением вагона. Воздух, поступающий из пассажирского помещения, вначале охлаждает якорь и катушки полюсов генератора, затем через отверстия в подшипниковом щите проходит по вентиляционным каналам якоря и между катушками полюсов делителя напряжения, охлаждая его, и выбрасывается наружу.

Вентилятор, кроме того, является постоянной нагрузкой и в случае обрыва цепи обмотки независимого возбуждения служит для ограничения частоты вращения якоря делителя напряжения.

Соединение обмоток делителя напряжения Особенность схемы соединения обмоток делителя напряжения (рис. 66) в том, что две самостоятельные якорные обмотки, уложенные в общих пазах, не имеют соединения, но имеют общую магнитную систему. Возбуждение создается тремя обмотками: двумя обмотками последовательного возбуждения, соединенными каждая со своей якорной обмоткой, и обмоткой независимого возбуждения.

Рис. 66. Схема соединения обмоток делителя напряжения со стороны вентилятора (а) и генератора (б)

Обмотки якоря устроены таким образом, что направление тока в проводниках каждого паза одинаково, а поэтому вращающие моменты, создаваемые якорными обмотками, действуют в одном направлении. Поскольку обе якорные обмотки одинаковы и вращаются с одинаковой частотой в общем магнитном потоке, создаваемом главными полюсами, то и э. д. с., наводимые в якорных обмотках, будут одинаковыми. Одинаковым будет падение напряжения на обеих обмотках якоря. Поэтому потенциал средней точки будет равен половине напряжения контактной сети.

Режимы работы делителя напряжения. При включении делителя напряжения в работу ток от контактного провода проходит через якорные обмотки и обмотки последовательного возбуждения. По обмотке независимого возбуждения также проходит ток напряжением 50 В. С увеличением частоты вращения якоря делителя напряжения увеличиваются э. д. с. в его якорных обмотках, в результате чего ток в них и в обмотках последовательного возбуждения уменьшается. Этот процесс будет проходить до тех пор, пока вращающий момент делителя напряжения не уравновесится моментом сопротивления механических тормозных сил и моментом нагрузки генератора. Когда процесс пуска будет закончен и рост частоты вращения якоря прекратится, ток в якорных обмотках и обмотках последовательного возбуждения будет небольшим (вследствие большой э. д. с.), и магнитный поток в основном будет создаваться обмоткой независимого возбуждения.

Всякое дальнейшее изменение нагрузки генератора будет изменять магнитный поток обмоток последовательного возбуждения, но влияние этого изменения на общий магнитный поток делителя напряжения будет незначительным и частота вращения якоря мало изменится. То же самое будет происходить и при изменении напряжения в контактной сети.

Рассмотрим следующие режимы работы делителя напряжения.

1. Делитель напряжения работает при минимальной нагрузке генератора управления и отключенном компрессоре (режим холостого хода)
   При этом по обеим якорным обмоткам протекает одинаковый ток I₀. Э. д. с. и напряжения обеих якорных обмоток будут равны, т. е. E₁ = E₂ и U₁ = U₂. Общий вращающий момент делителя напряжения будет создаваться суммой токов обмоток якоря I₀ + I₀ = 2I₀.
2. Делитель напряжения работает только с подключенным к его средней точке компрессором.
   В этом случае токи в якорных обмотках делителя, а следовательно, и напряжения на них будут неодинаковыми. Однако э. д. с. якорных обмоток будут по-прежнему равны, поскольку возбуждаются общим магнитным потоком.
   Обозначим ток первой якорной обмотки I₁ второй I₂, а ток, потребляемый компрессором, Тогда обязательно выполнение равенства I₁ = I₂ + I_к.
   Вращающий момент делителя напряжения после подключения компрессора остается прежним, поэтому сумма токов якорных обмоток не изменяется, т. е. I₀ + I₀ = I₁ + I₂ = 2I₀. Решая совместно два последних уравнения, получим: I₁ = I₀ + I_к/2 и I₂ = I₁ – I_к/2. Следовательно, ток первой якорной обмотки после подключения компрессора возрастает на величину, равную половине тока, потребляемого двигателем компрессора, а ток второй якорной обмотки уменьшается на ту же величину.
   Из последнего уравнения следует, что при определенном значении тока I_к ток I₂ может стать отрицательным (изменит направление); в этом случае вторая якорная обмотка будет работать в генераторном режиме.
   Возможность такого явления обусловлена тем, что при возрастании тока I₁, напряжение U₁, на первой якорной обмотке увеличивается, а ток I₂ и напряжение U₂ на второй якорной обмотке уменьшаются. Когда ток I₁ станет равным току I_к, ток I₂, будет равен нулю. В этом случае напряжение U₂ на второй якорной обмотке станет равным э. д. с. этой обмотки E₂. При дальнейшем возрастании тока I₁, напряжение на второй якорной обмотке станет меньше ее э. д. с., т. е. U₂ < E₂.
   Нетрудно заметить, что для перехода второй якорной обмотки в генераторный режим необходимо выполнение условия I_к > 2I₀.
3. Делитель напряжения работает при полной нагрузке генератора управления.
   При этом возрастает вращающий момент делителя напряжения, так как увеличиваются потребляемые его обмотками токи I₀. Вращающий момент будет создаваться суммой токов I₀ – I₀ = 2I₀. Если подключить двигатель компрессора, то опять произойдет перераспределение токов в якорных обмотках. По первой обмотке будет протекать ток I₁, а по второй I₂. Вращающий момент делителя напряжения в этом случае не изменится, так как создающий его суммарный ток останется прежним, т. е. I₁ + I₂ = 2I₀.
   Вторая якорная обмотка в генераторный режим перейти не может, так как ток I_к всегда меньше тока 2I₀.

Генератор управления предназначен для питания цепей управления, освещения, вентиляции, а также подзаряда аккумуляторной батареи постоянным током напряжением 50 В. Он представляет собой четырехполюсную машину постоянного тока с параллельным возбуждением (рис. 67).

Остов 26 генератора (см. рис. 64) имеет цилиндрическую форму и снабжен приливами со специальной выточкой для посадки его на подшипниковый щит. С передней стороны остова по бокам имеются два коллекторных люка, закрываемых крышками с резиновыми уплотнениями и специальными замками. Так как в остове подшипниковые щиты отсутствуют, то его торцовая часть закрыта чугунным щитом, имеющим патрубок для вентиляции.

Внутри остова по диагонали расположены четыре главных полюса 32; дополнительных полюсов генератор не имеет. Сердечники полюсов набраны из стальных листов, скрепленных стержнями. Последние снабжены отверстиями с резьбой, в которые ввертывают болты, крепящие полюсы к остову. Катушки полюсов, выполненные из изолированного медного провода, прижаты к внутренней поверхности остова пружинными фланцами. Межкатушечные соединения и выводы выполнены кабелем ПС-1000 сечением 35 мм2 для цепи обмотки якоря и 16 мм2 для цепи катушек возбуждения.

Якорь генератора своего вала не имеет, его крепят на выступающем конце вала делителя напряжения. Для удобства монтажа и демонтажа его собирают на специальной якорной втулке, отлитой заодно с задней нажимной шайбой. Сердечник 30 якоря набирают из штампованных стальных листов толщиной 0,5 мм, изолированных друг от друга лаком. Набранный сердечник запрессовывают между задней нажимной шайбой 31 и передней 28, напрессованной на втулку якоря. Собранный якорь удерживается на валу шпонкой и закрепляется гайкой, навернутой на конец вала.

В сердечнике 30 якоря выштамповано 27 пазов, в которые укладывают обмотку 29 якоря. Обмотка якоря волновая, в каждой секции восемь медных проводников сечением 1,56×5,9 мм². Междувитковая изоляция выполнена из липкой стеклоэскапоновой лакоткани в один слой вполуперекрышу. Обмотка в пазах закреплена проволочными бандажами, узкими в средней части и широкими на лобовых частях.

Рис. 67. Схема соединения обмоток генератора управления: Я — ЯЯ — начало и конец обмотки якоря; Ш—ШШ — начало н конец обмотки параллельного возбуждения

Коллектор якоря набран из 107 медных пластин 27, изолированных миканитовыми прокладками. Пластмассовый корпус коллектора армирован стальной втулкой. Коллектор насажен на втулку якоря и удерживается шпонкой. Щеткодержатели 25 крепят к траверсе 24 пальцами, имеющими изолированную часть, зажатую в специальном замке траверсы. Положение траверсы устанавливают после испытаний и фиксируют его специальным винтом. Щеткодержатель отлит из латуни и приклепан к стальной коробке, внутри которой расположена нажимная пружина, а в верхней части на поворотной оси укреплен нажимной палец, который через цилиндрическую пружину осуществляет необходимое нажатие на щетку (10—12 Н). Щеткодержатели крепят к пальцам болтами, которые проходят в специальные вырезы, сделанные в коробке с таким расчетом, чтобы можно было регулировать положение щеткодержателя по мере износа коллектора.

Щетки гибкими шунтами и проводами соединяют с выводными концами. Всего у генератора четыре группы щеткодержателей, на каждую из которых приходятся две щетки ЭГ-2А.

Генератор управления включен параллельно с аккумуляторной батареей, которая заряжается в процессе работы генератора и резервирует его в случае неисправности. Постоянство напряжения на зажимах генератора при колебаниях напряжения в контактной сети и нагрузки обеспечивается изменением в широких пределах тока возбуждения регулятором напряжения.