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

СССР1

ГДР2

нии электрощеточных материалов на старетрах фактическая плотность тока повышается до нескольких десятков (рабочий ток стартера) и даже сотен (при полностью заторможенпом якоре стартера) А/см".

MG26, MG28, MG30, ML11, МК.6 и МКЮ. Все перечис­ ленные марки электрощеток описаны в табл. 9-18. В табл. 9-26 изложены сведения об электрощеточных ма­ териалах рассматриваемого назначения, изготавливае­ мых в СССР, ПНР, ЧССР и ГДР. Эксплуатационные режимы работы электрощеток при использовании их на

201

токе стартера и при полностью заторможенном его якоре в момент пуска. В первом случае отмечаемые значения достигают нескольких десятков, а во втором — двух сотен ампер на квадратный сантиметр. Подобные обстоятель­ ства имеют место и на стартерах зарубежного производ­ ства. Вот почему в новейших каталогах на электроще­ точную продукцию при описании стартерных щеток в графах, характеризующих допустимую для них номи­ нальную плотность тока можно встретить трехзначные цифры.

Устанавливаемые на автомобилях малогабаритные электродвигатели (ГОСТ 9443-60) используются в каче­ стве приводов стеклоочистителей, вентиляторов и других вспомогательных механизмов. Для этих двигателей при­ меняются некоторые из числа ранее описанных марок злектрощеток. Так, в промышленности ГДР для двигате­ лей стеклоочистителей рекомендуется применять электро­

ных электродвигателей рекомендуется применять элек­ трощетки марок СМ2, СМ9, СМЗН, СМ5В и СМ5Н (табл. 9-18).

Наряду с перечисленными выше для описываемых двигателей в некоторых странах изготавливаются злектрощетки специализированных марок. Отечественная промышленность выпускает для этих целей электрощетки марки «96» (ГОСТ 12919-67), допускающие работу при номинальной плотности тока 15 А/см2 , максимальной окружной скорости 20 м/с и удельном нажатии '200— 300 гПа(гс/см2 ). Удельное электрическое сопротивление материала марки «96», равно 2,6 Ом - мм 2 /м; переходное падение напряжения 1,1В, коэффициент трения не более 0,18.

Английская фирма «Морганайт» для указанных целей рекомендует специализированные электрощетки марки DM4A, допускающие работу при номинальной плотности тока до 11,5 А/см2 и максимальной окружной скорости до 20 м/с. Удельное электрическое сопротивление мате­ риала этой марки достигает 3,0 Ом • мм2 /м, переходное падение напряжения 0,8 В и коэффициент трения не бо­ лее 0,20.

203

Фирма «Тосиба Денко Компани» (Япония) предна­

значает для автомобильных электродвигателей щетки марки MG9RB, допускающие работу с номинальной плотностью тока 15 А/см2 , максимальной окружной ско­ ростью 30 м/с и удельным нажатием 150—250 гПа (гс/см2 ). Удельное электрическое сопротивление материа­ ла этой марки достигает 12 Ом-мм2 /м, переходное паде­ ние напряжения 0,6 В и коэффициент трения 0,27.

Наблюдения за эксплуатацией автомобильных генера­ торов и стартеров позволили установить, что средняя 'скорость изнашивания применяемых на них электроще­ ток лежит в пределах 0,2—0,9 мм/10 тыс. км пробега автомобиля. Среднее квадратическое отклонение приве­ денных значений г ь щ не превышает 0,3 мм/10 тыс. км пробега. В последнее время наметилась тенденция оце­ нивать свойства автомобильных электрощеток путем нор­ мирования в технической документации обеспечиваемых ими эксплуатационных показателей. Так, например, в ка­ талоге фирмы «Морганайт» указывается, что изготавли­

марки МГСО. В этом же стандарте указаны гарантийные 1 000-часовые сроки службы электрощеток марок ЭГ13 и ЭГ13П на автомобильных генераторах типов Г-108 и Г-214А-1 и 3 000-часовой гарантийный срок службы элек­ трощеток марки M l на генераторе типа Г-250.

Техническая документация, нормирующая характери­ стики износа щеток автомобильного электрооборудова­ ния итальянских фирм, предусматривает, что за 500 ч испытаний генератора переменного тока износ установ­ ленных на нем электрощеток не должен превышать 1,5 мм. Нормы износа стартерных электрощеток в про­ мышленности Италии дифференцированы по типам ма­ шин. Для ряда этих типов норма износа, определяемого в процессе проведения пятисот испытательных пусков, не должна превышать указанных в табл. 9-28.

Износ коллектора стартера после проведения описы­ ваемых пятисот испытательных пусков не должен превы­ шать 0,02 мм (по диаметру).

Щетки для судовых электрических машин. Для обеспе­ чения разнообразных нужд современного судостроения в различных странах созданы соответствующие серии

204

электрических машин. При проектировании этих машин им стремятся придать минимально возможные габарит­ ные размеры и массу, а также приспособить к эксплуа­ тации в следующих условиях: а) температура окружаю­ щего воздуха до +40 °С; б) относительная влажность окружающего воздуха до 95+3%; в) качка корабля •с креном до 45° и дифферентом до 15°; г) длительный крен до 15° и длительный дифферент до 10°; д) частые сотрясения и перегрузки до 10% сверх номинального то­ ка в течение 2 ч и 50% перегрузки в течение 2 мин.

Помимо приведенных характеристик окружающей среды в судовых условиях следует учитывать наличие в атмосфере морских солей, содержание которых доходит до 2—5 мг на 1 м3 воздуха. Кроме того, в машинных отсеках, вблизи дизелей, в воздухе накапливаются пары нефти, количество которых непосредственно над машина­ ми колеблется в пределах 3—'20 мг/м3 . Очевидно, что указанные обстоятельства делают необходимой защиту судового электрооборудования от коррозионных воздей­ ствий.

Выбор рода тока для судовых электрических машин определяется прежде всего технико-экономическими со­ ображениями. Машины постоянного тока благодаря своей высокой перегрузочной способности и отличным регулировочным характеристикам находят на судах с электродвижением широкое применение. Однако при мощностях свыше 4 000—5 000 кВт машины постоянного тока по к. п. д., массе и габариту уступают машинам пере­ менного тока, и электродвижение очень крупных судов принято осуществлять с помощью этих последних. Исклю­ чение составляют суда специального назначения, напри­ мер ледоколы. Здесь постоянный ток применяется при всех мощностях установленных на них электродвигателей.

205

включает в себя различные типы машин серий П, ПГ, ГПМ, ПД, ДПМ, ПС, ПГ, ПГК и МП.

Единая серия П включает в себя генераторы и двига­ тели постоянного тока брызгонепроницаемого и водоза­ щищенного исполнения с кремнийорганической изоля­ цией класса Н. В судостроении используется часть типоз машин данной серии от нулевого до семнадцатого габа­ ритов, охватывающих диапазон мощностей 0,3—1 400 кВт. Серия ГПМ содержит ряд типов машин постоянного то­ ка, предназначенных для использования в генераторном режиме при п= \ 500 об/мин. Серия ПД состоит из трех генераторов постоянного тока типов ПД-150-6, ПД-151-6и ПД-152-5-9, имеющих соответственно мощности 200, 300 и 400 кВт. Все генераторы работают при « = 500 об/мин и предназначены для судовых электростанций и питания гребных электродвигателей. В серию ДПМ (модифика­ ция серии ДП) входит ряд типов двигателей постоянного тока напряжением 110 и 220 В, перекрывающих диапазон мощностей 1,8—75 кВт. Эти двигатели используются в качестве приводов судовых механизмов с кратковре­ менным и повторно-кратковременным режимами работы. Исполнение двигателей водозащищенное; изоляция кремнийорганическая, п равно 780 (тихоходные) и 1 850 (бы­ строходные) об/мин. Серия ПС включает несколько ти­ пов высокоскоростных двигателей постоянного тока. Дви­ гатели 1-го—6-го габарита перекрывают диапазон мощ­ ностей 0,54—39 кВт при п = 3 000-И 000 об/мин. Мощ­ ность машин 7-го и 8-го габарита составляет 32—60 кВт

ного тока, каждая из которых имеет вполне определен­

нения в качестве привода пожарных насосов. Машина

206

ПГ-150-8К (300 кВт, 490 об/мин) и ПГ-178-8К (700 кВт, 196/210 об/мин).

К рассматриваемой серии следует также отнести ма­ шину типа 2ПГК-120/150, используемую в качестве гене­ ратора питания гребных двигателей. Мощность этого двухъякорного генератора равна 2X1 920 кВт при часто­ те вращения 595 об/мин.

Серия МП содержит в своем составе следующие четы­ ре типа машин, предназначенных для привода винтов (табл. 9-29).

При использовании на судне переменного тока в ка­ честве источников электроэнергии применяются синхрон­ ные генераторы. Серии применяемых генераторов и ха­ рактеристики каждого из них, по данным [Л. 9-11], тако­ вы (табл. 9-30):

Т а б л и ц а 9-30

Содержит 12 типов машин мощностью 25—1 250 кВт. Машины снабжены возбудителями типа ВСМ

Содержит ряд типов машин мощностью 31—1 875 кВт. Самовозбуждение через селеновый выпрямитель

Содержит три типа машин мощностью 275—500 кВт Содержит два типа машин мощностью 375 и 500 кВт Содержит один тип машины мощностью 125 кВт Содержит три типа машин мощностью 2 500—

5 000 кВт

Описанное разнообразие типов, мощностей и назначе­ ний электрических машин обеспечивается соответствую­ щей номенклатурой марок электрощеток, причем в дан­ ной серии машин может использоваться не одна, а не­ сколько марок электроугольных изделий. Так, например,

?07

обстоит дело с подбором электрощеток к машинам се­ рии П. Машины этой серии мощностью 80—100 кВт обо­ рудуются электрощетками марки ЭГ71. Крупные машины серии снабжаются электрощетками марки ЭГ74. Послед­ няя марка широко распространена на мощных машинах серий ГПМ, ПС, ПГ и МП. Машины малой мощности пе­ речисленных серий удовлетворительно работают с элек­ трощетками марки ЭГ14, которые обеспечивают также удовлетворительную работу всех двигателей серии ДПМ.

Синхронные машины всех серий снабжаются электро­ щетками марок ЭГ4 и 611М. Две последние марки используются иногда на машинах малых мощностей се­ рии П.

Конструкции электрощеток в своем подавляющем большинстве являются радиальными (тип К-1 ГОСТ 12232-66) и только в отдельных случаях встречаются ре­ активные (тип К-3 того же ГОСТ).

Помимо рассмотренных генераторов и двигателей на судах находят себе применение одноякорные преобразо­ ватели, преобразующие постоянный ток в однофазный переменный. Подбор щеток для электрических машин этого назначения осуществлен по схеме, представленной в табл. 9-32.

-208

При внимательном рассмотрении номенклатуры ма­ рок щеток, используемых на судовых электрических ма­ шинах, можно обнаружить, что здесь нашли себе приме­ нение те же марки, которые упоминались ранее, при опи­ сании других областей использования электроугольных изделий. Подобное положение характерно не только для отечественной промышленности. В каталогах крупнейших зарубежных фирм, поставляющих электрощеточную про­ дукцию на мировые рынки, щетки морского назначения специально не выделяются. Упоминание о возможности использования электрощеток тех или иных марок в судо­ вых условиях делается после того, как описаны другие возможные области их применения. Именно так рекомен­ дованы в соответствующих каталогах электрощеточные материалы марок EG10, EG225, EG226, IM91901 фирмы «Морганайт», RE54 фирмы «Рингсдорф», Е4 и Е4647 фирмы «Шунк и Эббе» и TG401, TG404 и G25P фирмы «Тосиба Денко Компани». Исключение из этого правила составляет предлагаемая фирмой «Морганайт» электро­ щетка марки EG6345, относительно которой сообщается, что она предназначена специально для судового электро­ оборудования постоянного тока средней мощности. Тех­ нические характеристики электрощеток таковы: