Файл: Лившиц, П. С. Скользящий контакт электрических машин (свойства, характеристики, эксплуатация).pdf

электрического скользящего контакта. Физико-химичес­ кие процессы, происходящие в зоне этого контакта, под­ вергающиеся влиянию окружающей среды, оказались настолько сложными, что до сих пор не удалось создать достаточно стройную теорию, позволяющую производить количественную оценку происходящих в скользящем кон­ такте явлений. Вследствие указанного обстоятельства в практике эксплуатации возникают случаи, когда эле­ менты скользящего контакта рассчитанной по оптимальному варианту, хорошо построенной и правильно отрегули­ рованной электрической машины начинает плохо рабо­ тать только потому, что в составе окружающей ее атмо­ сферы на 1 млн. частей воздуха приходится 10 частей кремнийсодержащих веществ.

Приведенный пример, характеризующий влияние внеш­ ней среды на работу скользящего контакта электрических машин, является далеко не единственным. Период за­ рождения высотной авиации дал немало других приме­ ров ^нарушения работоспособности скользящего контакта электрооборудования высотных летательных аппаратов, причем эти нарушения были столь значительными, что делали невозможной эксплуатацию названных аппаратов в условиях высоты.

Описанные примеры заимствованы из практики эксплуатации электрических.машин в течение последних двух-трех десятилетий. Много других примеров воздей­ ствия на электрический скользящий контакт различных факторов можно найти на протяжении почти всего пе­ риода его развития. Так, уже в 1834 г. Б. С. Якоб и, со­ здавая свой электродвигатель с вращающимся якорем, особое внимание уделил разработке коммутирующего устройства, явившегося прообразом современного кол­ лектора и электрощеток. Предложения, имевшие целью

(1890 г.), К. Кох (1892 г.) и Л. Будро (1895 г.). Все перечисленные авторы задачу повышения работоспособ­ ности электрического скользящего контакта решали пу­ тем совершенствования конструкции образующих его элементов. Материал коллекторов и электрощеток оста-

8

вался все время неизменным: при изготовлении первых, применялась медь, а при изготовлении вторых — медь или ее сплавы. Основным наблюдавшимся в то время не­ достатком подобной контактной пары являлся интенсив­ ный износ. Для устранения этого недостатка Л. Будро,

рошков, сделал в 1895 г. заявку на электрощетки, спрес­ сованные из бронзового порошка. Подобный способ из­ готовления электрощеток в первоначальном варианте оказался малоэффективным, однако идея изготовления электрощеточных материалов методами порошковой ме­ таллургии и угольной керамики оказалась весьма пло­ дотворной. Весь последующий период совершенствова­ ния характеристик скользящего контакта электрических машин связан с использованием электрощеточных мате­ риалов, изготовленных этими методами. В период 1900— 1927 гг., решая задачу повышения коммутирующих свойств и снижения износа элементов электрических скользящих контактов, промышленность последовательно создает все известные в настоящее время классы рас­ сматриваемых материалов: металлографитный (1900 г.), угольно-графитный, графитный и электрографитираванный (патент фирмы Шунк и Эбе, 1927 г.). Решающую роль в создании этих материалов сыграли предприятия, на которых в то время изготавливались угольно-графит­

для элемен-гов электрических скользящих контактов осу­ ществлялось изучение показателей, характеризующих их совместную работу. Помимо уже упоминавшихся харак­ теристик износа и коммутационной характеристики изу­

рассмотрению физических процессов в контакте, меха­ ническому взаимодействию его элементов, переходному падению напряжения в нем и другим вопросам.

9

зьгоают (влияние состояние поверхности скольжения кол­ лектора или кольца, их температура, химическая актив­ ность, удельное давление на электрощетки и механичес­ кие вибрации.

Все описанные исследования подготовили почву для дальнейшего развития работ в области скользящего кон­ такта. Удовлетворяя все возраставшие требования непре­ рывно развивающейся -промышленности, теория и прак­ тика электромашиностроения решали все новые и новые задачи. В 1920—1930 гг. уже существовала достаточно обширная литература, освещавшая результаты много­

промышленностью различных стран. Выпускаемые ма­ териалы относились к упомянутым четырем классам.

Последующий период времени характеризуется рас­ ширением круга лиц, участвующих в решении проблемы электрического скользящего контакта. Вслед за техно­ логами, разрабатывавшими новые рецептуры и процессы изготовления контактных материалов, исследованием раз­ личных аспектов проблемы начинают заниматься пред­ ставители других специальностей. Особенно интенсивное

Осуществляемая во всех отраслях промышленности ин­ тенсификация производственных процессов и создание высокоиспользуемых электрических машин с кремнийорганической изоляцией предъявили к скользящим контак­ там новые требования. Исследованиями были охвачены теория и методы расчета электрических, машин, техноло­ гия их производства, рецептуры и технология изготовления контактных материалов, и физикохимия процессов, происходящих в контактной зоне, меха­ ника взаимодействия контактирующих элементов и дру­ гие вопросы. Об интенсивности проведенных работ мож­ но судить по таким фактам: за время с 1940 по 1966 г. в СССР, США, Англии, Франции, ФРГ и Италии было

11