книги из ГПНТБ / Лившиц, П. С. Скользящий контакт электрических машин (свойства, характеристики, эксплуатация)

менно улучшились и другие показатели работы элемен­ тов скользящего контакта (износ колец, температура на­ грева и др.).

За рубежом для использования в рассматриваемых условиях некоторые фирмы также выпускают специали­ зированные электрощеточные материалы. Так, напри­

В Англии для эксплуатации в среде водорода выпу­ скаются электрографитированные электрощетки марки EG206, допускающие номинальную плотность тока 11,5 А/см2 , максимальную окружную скорость 50 м/с и удельное нажатие 180 гПа (гс/см2 ). Переходное падение напряжения этих электрощеток лежит в пределах 1,4— 2,4 В при коэффициенте трения менее 0,10.

Номенклатура номинальных размеров электрощеток для контактных колец турбо- и гидрогенераторов весьма немногочисленна. В соответствии с принятой на машинах отечественного производства конструкцией щеткодержа­ телей типа ДБ здесь применяются электроугольные из­ делия, обладающие следующими размерами: 22x30x60, 20X32X64 и 25x32x64 мм. Электрощетки возбудителей серии В4 имеют размеры 20x30x40 мм. Для возбуди­ телей серии ВТ используются изделия, размеры которых таковы: 20X30X40, 25X30X40 и 30X30X40 мм. Два последних размера используются также при изготовле­ нии электрощеток для синхронных компенсаторов. Все электрощетки имеют форму прямоугольного параллеле­ пипеда, определяемую ГОСТ 12232-66 как тип К1. Те из них, которые предназначаются для установки на мощ­ ных возбудителях серии ВТ, целесообразно изготавли­ вать разрезными.

Щетки для электрических машин предприятий метал­ лургической промышленности. Предприятия черной и цветной металлургии являются весьма крупными потре­ бителями электроэнергии в общем балансе страны. Так,

160

составляет примерно 9,3% общего количества произве­ денной тогда в стране электроэнергии. Электровоору­ женность предприятий цветной металлургии в 1967 г.

Перечисленные здесь виды оборудования потребляли более 10% вырабатываемой в стране электроэнергии.

Современное предприятие черной металлургии пред­ ставляет собой сложный комплекс различных произ­ водств, каждое из которых осуществляет определенные технологические процессы и производственные операции, направленные на переработку руды или агломерата в чу­

чены по обширной территории металлургического пред­ приятия, и правильная организация их эксплуатации представляет собою сложную задачу, которая на разных производствах решается по-разному.

В производстве агломерата и в коксохимическом про­ изводстве основная часть приводов работает от сети пе­ ременного тока. Исключение составляет группа двигате­ лей, установленных на передвижных машинах коксовых

печей. Эти двигатели питаются от сети постоянного тока напряжением 220 В. Они обслуживают коксовыталкива­ тели, двересъемные машины, углезагрузочные вагоны и электровозы тушильных вагонов *. Указанные двигатели принадлежат в основном к серии крановых двигателей КПД и КПДН. Их мощность лежит в пределах 4,3— 83 кВт, все они оборудуются электрощетками марки ЭГ14.

На электрооборудовании постоянного тока, использу­ емом в доменном производстве, удовлетворительная ра­ бота узла токосъема обеспечивается применением однойдвух марок щеток. Основные генераторы преобразова­ тельных агрегатов скиповой лебедки главного подъема (машины типов МП551-1/3, ГП-55/24-6, ГП-55/34-4, ГП-74/29-6, КП-4-4, ПВК-6-4) снабжаются электрощет­ ками марки ЭГ14. На приводных моторах скиповых ле­ бедок (машины типов КПД-800/447, КП-4-4, ДП-55/24-4, ДП-55/34-4) в качестве основных используются электро­ щетки той же марки ЭГ14 и иногда встречаются изделия марки ЭГ4. Такое же сочетание используется на приво­ дах лебедок конусов (машины типов КПД-22/1002, ПН-400, ПН-1000, МП-800/447), вращающихся распреде­

КП-110/734, КПД-110/734, КПД-Г50/704) и ряда других вспомогательных механизмов системы загрузки, уборки и разливки чугуна.

Электрооборудование мартеновского производства представлено крановыми двигателями серий 'КПД, КПДН и ДП, имеющими следующие основные характе­ ристики (табл. 9-11):

Двигатели КПД и КПДМ имеют защищенное или за­ крытое исполнение; двигатели ДП — закрытые с изо-

1 На новых заводах перечисленные механизмы снабжены дви­ гателями переменного тока серий МТБ, МТКВ и МТМ.

162

ляцией повышенной теплостойкости. Работа скользяще­ го контакта двигателей перечисленных серий обеспечи­ вается путем применения электрощеток марки ЭГ14. Та­ ким образом, нормальная эксплуатация элементов узла токосъема электрических машин в рассмотренных цехах металлургических предприятий обеспечивается за счет использования весьма ограниченного количества марок электрощеточных материалов, индекс коммутации кото­

личества эксплуатируемых на заводах черной металлур­ гии электрических машин, причем в их число входят наи­ более крупные агрегаты, единичная мощность которых превышает 10 тыс. кВт. Эти машины обслуживают про­ катные станы, классифицируемые в соответствии со сле­

вые, полосовые, проволочные, сортовые, трубопрокатные, бандажные, холодной прокатки).

В — нереверсивные нерегулируемые прокатные станы. а) Двухвалковые станы — непрерывные заготовочные и тонколистовые (старых типов); черновые клети сорто­

вых и проволочных станов.

скорости. Нереверсивные регулируемые станы для обес­ печения оптимальных режимов прокатки требуют изме­ нения скорости валков в пределах от 1:1,5 до 1:4. И в том и в другом случае для приведения во вращение валков необходимы значительные мощности. Перечис­ ленные требования к приводу прокатных станов в оте­ чественной металлургии удовлетворяются главным обра­ зом за счет применения электрических машин серии ГП, МП, ПБК и машин единой серии П.

мощных электродвигателей главного привода и привода вспомогательных механизмов прокатных станов. Мощ­

вспомогательных механизмов прокатных станов. Пре­ дельные мощности машин этой сери в одноякорном ис­ полнении достигают 9 000 кВт при напряжении до 900 В. Примерно такими же характеристиками обладают ма­

тавливаются в открытом, защищенном и закрытом ис­ полнениях; в последнем случае имеют принудительную систему охлаждения.

Возможностью работать в генераторном и двигатель­ ном режимах обладают также и электрические машины единой серии П. Машины этой серии характеризуются зысокой степенью унификации деталей и узлов, высоким вращающим и малым маховым моментами. Последнее позволяет осуществлять реверсирование с большой ско­ ростью, что обеспечивает существенное повышение про­ изводительности реверсивных прокатных станов. Для нужд прокатного производства в серии П предназначены машины 18—26-го габаритов. Одноякорные машины это­

нах рассматриваемой се,рии реализован ряд оригиналь­ ных расчетных и конструктивных решений, обеспечив­ ших достижение при их изготовлении и эксплуатации со­ временных технических и экономических показателей. В табл. 9-12 приведены некоторые сведения об изготав­ ливаемых отечественной промышленностью электриче­ ских машинах, предназначенных для применения в про­ катных цехах металлургических предприятий.

Для обеспечения нормального функционирования скользящего контакта электрических машин прокатного производства отечественная промышленность выпускает электрощетки марок 611М, ЭГ4, ЭГ14, ЭГ20, ЭГ51," ЭГ74 и ЭГ74Л. Дать однозначные указания по поводу того, какие из перечисленных здесь марок более всего подхо­ дят к тому или иному типу электрических машин, невоз­ можно, поскольку машина данного типа может выпол-

164

нять в технологическом процессе прокатного производ­ ства различные производственные функции, т. е. имеет различные нагрузочные диаграммы. Кроме того, техни­ ческое состояние машин не является постоянным. Соче­ тание перечисленных показателей с настройкой электри­ ческих и магнитных цепей машин и определяет выбор наиболее пригодной для данных условий работы марки электрощеток. При благоприятном сочетании упомяну­ тых показателей скользящий контакт электрических ма­ шин рассматриваемого назначения способен удовлетвори­ тельно функционировать со щетками, индекс коммутации которых лежит в пределах 1—2 (марки 611М, ЭГ4, ЭГ14). При нарушении такого сочетания приходится пе­ реходить к использованию электрощеток, значения ин­ декса коммутации которых приближаются к трем, т. е. в состав которых входит значительное количество сажи (марки ЭГ51, ЭГ74 и их модификации).

165

Иллюстрацией описываемого положения могут слу­ жить имеющиеся факты вполне удовлетворительной экс­ плуатации весьма мощных электрических машин, обслу­ живающих обжимные и рельсобалочные станы со щет­ ками марок 611М и ЭГ4. Известны также случаи, когда плохо настроенные машины прокатного производства, неудовлетворительно работавшие с электрощетками мар­ ки ЭГ74, после соответствующей накладки и регулировки вполне успешно эксплуатировались со щетками марок ЭГ4 и 611М. Однако в качестве общего правила следует считать, что для применения на современных высокоиспользуемых электрических машинах прокатного произ­ водства наиболее пригодными являются электрощетки марок ЭГ51, ЭГ74 и их модификации, содержащие про­ питывающие вещества (например, ЭГ74Л).

Зарубежные фирмы для прокатных и крановых элек­

ни"

166

Т а б л и ц а 9-1

Характеристики электрощеточных материалов, предназначенных для использования на электрических

167

Технические характеристики электрощеточных мате­ риалов отечественного и зарубежного производства, предназначенных для использования на электрооборудо­ вании металлургической промышленности, приведены в табл. 9-14.

Из перечисленных здесь материалов изготавливаются электрощетки, наиболее распространенные фасоны и кон­ струкции которых показаны на рис. 9-1. Размеры щеток имеют следующие значения:

168

Радиальные электрощетки

Электрощетки, размер которых в тангенциальном на­ правлении равен или превышает 12,5 мм, очень часто имеют разрезную конструкцию. Подобное мероприятие повышает коммутационные способности щеточно-коллек- торного узла электрических машин (см. рис. 6-6).

Возвращаясь к рассмотрению табл. 9-3, можно уста­ новить, что значения приведенных в ней численных значений технических характеристик электрощеточных материалов, изготавливаемых в различных странах, являются весьма близкими.

Примерно в таком же соотношении находятся и экс­ плуатационные свойства изготовленных из этих материа­ лов электрощеток. Как показывают многолетние наблю­ дения за эксплуатацией в прокатных цехах металлурги­ ческих заводов электрооборудования отечественного и зарубежного производства, скорость изнашивания ис­ пользуемых там электрощеток зависит от марки мате­ риала, режима работы электрических машин (генератор­ ный, двигательный) и, естественно, от их технического состояния. Исключая из рассмотрения случаи особо зна­ чительных отклонений от установленных норм техниче­ ского состояния этих машин, при правильном выборе электрощеток параметры кривых распределения скорости изнашивания последних имеют вид, представленный в табл. 9-15.

169