Якорь тягового двигателя состоит из полого вала, сердечника, нажимных шайб, коллектора и обмотки.
Полый вал представляет собой стальное цилиндрическое тело 2 (рис. 61), имеющее на поверхности широкое продольное ребро, и два фланца 1 и 4 с полыми цапфами для роликовых подшипников. Наружные диаметры цапф соответствуют внутренним диаметрам колец подшипников.
Фланцы прикреплены к цилиндрическому телу болтами, под головками которых имеются пружинящие шайбы. На одном.из ребер цилиндра выфрезерована прямоугольная канава для шпонки сердечника и нажимных шайб.
Со стороны коллектора двигателя к цилиндрическому телу 2 приварено 12 равномерно расположенных по окружности зубьев 5,
которые своими концами плотно входят б прорези цилиндра карданного привода.
Сердечник якоря и нажимные шайбы. Для уменьшения потерь от вихревых токов сердечник 2 якоря (рис. 62) набран из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, покрытых тонким слоем лака. Крайние пять листов с каждой стороны выполнены из стали толщиной 1 мм и соединены между собой точечной сваркой. Это создает жесткость краев сердечника и предотвращает отгиб листов вблизи пазов.По наружному периметру листы имеют 87 пазов высотой 41,5 мм и шириной 11,8 мм. В середине листов выштампованы отверстия диаметром 500 мм и канавка под шпонку для направления листов сердечника на цилиндрической части вала. Кроме того, в сердечнике якоря предусмотрено 48 отверстий треугольной формы сечением каждое 6,4 см2, через которые прогоняют воздух для охлаждения-якоря.
При сборке якоря на вал сначала напрессовывают заднюю нажимную шайбу /, затем листы сердечника 2 якоря и после этого переднюю нажимную шайбу 3.
Коллектор (рис. 63) состоит из пластин (ламелей) 3 клинообразного сечения, изготовленных из твердотянутой красной меди с присадкой 0,08—0,11% серебра, изоляции между ними, изоляционных цилиндра 2 и манжет (конусов) 1 и 4, стального корпуса 9, нажимного конуса 5 и 16 шпилек 10 с гайками 6 и шайбами — прокладками 7.
Внутренние концы коллекторных пластин сделаны в форме ласточкина хвоста. Этими концами их зажимают между корпусом и нажимным конусом. На наружной стороне пластины сделаны выступы — «петушки», в прорези которых впаивают концы секций обмотки якоря. Отдельные коллекторные пластины изолируют друг от друга пластинами из амбирита (коллекторного миканита), отличающегося от обычного миканита меньшим содержанием склеивающего лака и более сильной прессовкой. Это обеспечивает необходимую жесткость коллектора и большую точность при его изготовлении. Амбирит — материал более твердый, чем медь, и изнашивается медленнее последней. Поэтому изоляционные пластины фрезеруют на глубину 1,5 мм.
Рис. 61. Вал якоря
Для изоляции коллекторных пластин от корпуса 9 и нажимного конуса 5 под ним зажимают миканитовые изоляционные манжеты / н 4, а под «ласточкины хвосты» ламелей помещают миканитовый цилиндр 2. Выступающую из-под коллекторных пластин часть миканитовой манжеты банда-жируют и покрывают лаком.
Коллектор напрессовывают на переднюю нажимную шайбу якоря усилием 9—12 тс. Несмотря на то, что все металлические части коллектора весьма точно обрабатывают на станках, из-за наличия скрытых раковин и пустот в литье и некоторой неровности толщины изоляции манжет и цилиндра, центр тяжести собранного коллектора не всегда совпадает с его геометрической осью. Чтобы сбалансировать коллектор, на нажимном конусе приваривают балансировочные грузы 8.
Коллектор тягового двигателя имеет 522 пластины. При
напряжении на коллекторе 1500 В в среднем напряжение между соседними пластинами составляет 17,2 В. Диаметр рабочей поверхности нового коллектора составляет 830 мм, а ширина —126 мм.
Обмотка якоря. Значительная мощность, а следовательно, и большой ток тягового двигателя потребовали применения на якоре петлевой обмотки, имеющей три пары параллельных цепей (по числу пар главных полюсов). Деление обмотки на несколько параллельных цепей позволяет применить для нее обмоточную медь меньшего сечения. Шаг обмотки по коллектору—1, 2 (рис. 64).
Недостаток петлевой обмотки заключается в том, что в ней каждая параллельная группа проводников расположена под своей парой полюсов. Это ведет к тому, что даже небольшое различие магнитных полей полюсов вызывает различные по величине э. д. с, индуктированные в каждой из параллельных ветвей обмотки. В результате появляются вредные уравнительные токи, понижающие коэффициент полезного действия машины и вызывающие неодинаковую нагрузку щеток. Чтобы этого избежать, специальными уравнителями соединяют точки равного потенциала. Это приводит к выравниванию нагрузки щеток токами,
Рис. 63. Крепление коллекторных пла стин
Рис. 64. Схема обмотки якоря
В каждой коллекторной пластине припаяны два рабочих проводника, так что общее их количество в якоре равно 522X2=1044. Проводники уложены в 87 пазах. В каждом пазу расположено 12 проводников.
В пазу якоря тягового двигателя проводники 5 (рис. 65) расположены в два слоя — по шесть проводников в каждом из них.
Проводники, лежащие в пазу, в одном слое образуют полусекцию, т. е. всего обмотка якоря имеет 174 полусекции (87 верхних и 87 нижних).
На части двигателей каждый отдельный проводник с целью уменьшения дополнительных потерь выполнен из двух покрытых изоляцией медных стержней толщиной (меди) 1 мм и шириной 6,5 мм, т. е. общее сечение проводника составляет 13 мм2. При одно-стержневых проводниках их сечение равно 1X13,5 мм2, с изоляцией — 1,4X13,9 мм2.
Обмотка якоря имеет изоляцию класса В с применением асбеста, стек-лоленты и слюды.
Проводники изолированы шелковой лентой, на которую наклеены лепесточки слюды. Лента намотана в два слоя вполуперекрышу.
Прямолинейные части обмотки, помещаемые в паз, опрессованы в горячем состоянии микафолием.
Проводники впаяны в прорези (шлицы) «петушков» коллекторных пластин припоем, состоящим из 75% олова и 25% свинца. Проводники полусекций со стороны, противоположной коллектору, спаяны между собой чистым оловом и изолированы микафолиевы-ми гильзами.
Уравнительные соединения в количестве 174 выполнены из мягкой электротехнической меди сечением 1X5 мм2, изолированной шелкослюдяной лентой толщиной 0,2 мм, намотанной в один слой вполуперекрышу. Эти соединения расположены со стороны коллектора под лобовыми частями основной обмотки и соединяют коллек-. торные пластины, расположенные одна от другой на расстоянии 1/з окружности коллектора (шаг уравнительных соединений по коллектору 1-175). Уравнительные соединения припаяны к каждой третьей коллекторной пластине. Обмотка якоря в пазах сердечника укреплена текстолитовыми клиньями / высотой 6,8 мм, а в лобовых частях, т. е. к нажимным шайбам, — двухслойными бандажами из стальной проволоки диаметром 2,5 мм, наложенной с натяжением 200—250 кгс.