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

Номинальные значения рассматриваемой характеристики при работе контактов в воздухе соответственно равны 0,51 и 0,38 мм/50 ч, а с учетом возможных рассеяний по «двухсигмовому пределу» до­

что скорость изнашивания анодно-поляризованной электрощетки со­

порядка.

При рассмотрении износа электрощеток, эксплуатируемых в ус­ ловиях высоты, отмечалось, что улучшить эту характеристику мож­ но за счет выбора соответствующего материала для коллекторов. Материал последних оказывает определенное влияние на износ элек­ троугольных изделий, работающих и в наземных условиях. В табл. 5-7 показано, как изменяется скорость изнашивания элек-

Т а б л и ц а 5-7

Изменение скорости изнашивания электрощеток

взависимости от материала контактных колец

А.В среде азота [Л. 5-10]

82

мовеиия в зону контакта пыли или химических активных веществ, повреждающих политуру, скорость изнашивания коллекторов су­ щественно возрастает. К. таким же последствиям приводит возникно­ вение искрения в скользящем контакте погружных электрических машин [Л. 3-16, 3-18].

является различным. На основании изложенного при рассмотрении износов электрощеток различной полярности можно объяснить, по­ чему катодно-поляризованое кольцо, работающее с электрощеткой— анодом, имеет на себе хорошо развитый слой углеродистого мате­ риала, гладкую поверхность скольжения и малый износ. Поверхность анодно-поляризоъанного кольца, работающего с электрощеткой-ка­ тодом, шероховата и изнашивается более интенсивно. Практическим следствием описываемого влияния полярных свойств является на­ блюдаемый в практике эксплуатации электрических машин неравно­ мерный износ колец разной полярности. Для выравнивания этого износа рекомендуется периодически, 1—2 раза в год, менять на­ правление проходящего через контакт тока. После осуществления подобной рекомендации нагрузка в токовой цепи в течение несколь­ ких часов не должна превышать 40—50% номинальной. В этом случае создаются более благоприятные условия для формирования новых политур на контактных кольцах и исключается возможность появления искрения в контакте.

При выполнении коллектора и контактных колец из металло­ керамических композиций износы электрощеток снижаются. Естест­

износостойкость последних оказывается более высокой. Так, напри­

преобразователей типа ПС-500, оборудованных электрощетками мар­

Для более полного выяснения рассматриваемого вопроса необ­ ходимы дальнейшие эксперименты.

Произведенное изучение постепенного изменения размеров и со­ стояния взаимодействующих элементов электрического скользящего контакта не касалось вопроса об образующихся при этом продуктах износа. Между тем при разработке систем охлаждения электриче­ ских машин возникают различные вопросы, для решения которых необходимы сведения о фракционном составе этих продуктов и об-

85

щем их количестве за определенное время. Некоторые сведения об этом можно найти в литературе, сообщающей о том, что конечный зазор между электрощеткой и коллектором заполнен зернами, фор­ ма и размеры которых определяются их происхождением и видом электрощеточного материала. Продукты, образовавшиеся в результа­ те механического износа электрографитированных щеток, имеют фор­ му цилиндров диаметром примерно 1,5 мкм и длиной до 20 мкм.

Продукты электрического износа имеют шарообразную форму диаметром от одного до нескольких микрометров. При пористости

5 мкм в течение секунды в зоне контакта образуется 765 зерен. При­ веденные размеры продуктов износа при проверке в лабораториях фирмы «Морганайт» воспроизведены не были [Л. 3-15]. Этот факт может быть объяснен тем, что в последнем случае изнашиванию подвергались изделия из других материалов. В литературе можно также встретить сообщение о фракционном составе продуктов изно­ са щеток, собранных с работающих электрических машин. Этот

Характеристики продуктов износа электрографитированных ще­ ток, образовавшихся при работе на стендах, помещенных в среде азота и воздуха, описаны в [Л. 5-18]. Размеры образовавшихся ча­

близкими. Порошки износа содержат значительное количество ки­ слорода. Простое измельчение исходного материала не может ими­ тировать образование продуктов износа. Исключение составляет только сажа, для которой характеристики измельченных и изношен­ ных частиц собранных с работающей машины, близки между собой.

При расчете фильтров, устанавливаемых в системах охлаждения закрытых электрических машин, помимо знания фракционного соста­ ва продуктов изнашивания электрощеток необходимо располагать данными о количестве этих продуктов. Объем электрощеточной пы­ ли, образуемой изнашивающимися электрощетками за 1 ч работы машины, может быть вычислен с помощью формулы

где Р — мощность машины, кВт; U — напряжение, В; т) — к. п. д.; / — расчетная плотность тока в электрощетке, А/см2 ; Ущ — средняя

86

-9. Номограмма для определения количества продуктов износа электрощеток.

пряжений значения члена K/U, определение искомой величины Vn окажется возможным произвести с помощью номограммы, показан­ ной на рис. 5-9. В качестве примера на этой номограмме произведе­ но определение объема продуктов износа электрощеток марки ЭГ74, работающих на машине мощностью Р=4 500 кВт, при напряжении

лении того количества продуктов износа, которое образуется при полном срабатывании установленного на машине комплекта элек­ трощеток. Опуская промежуточные выкладки, в табл. 5-9 приводим результаты соответствующих расчетов, выполненных для двигателя

путем пропорционального пересчета содержащихся в табл. 5-9 ос­ новных цифр. Время, в течение которого выделится указанное в табл. 5-9 количество продуктов износа электрощеток, зависит от марки материала, из которого они изготовлены, типа машины, уело? вий эксплуатации и других обстоятельств.

да

ГЛАВА ШЕСТАЯ

КОММУТИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА

Коммутирующая способность является важнейшей характеристикой электрического скользящего контакта. Это обусловлено тем, что при неудовлетворительном протекании процесса коммутации длительная эксплуата­ ция коллекторных электрических машин оказывается не­ возможной и прочие показатели работы элементов кон­ такта утрачивают свое практическое значение.

Введенная здесь в рассмотрение характеристика ком­ мутирующей способности скользящего контакта является более емкой, чем рассмотренные ранее характеристики переходного падения напряжения, коэффициента трения

89