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

удалось получить благодаря использованию предложен­ ного автором такого способа решения задачи, при кото­ ром оценка коммутирующих свойств производится не в связи с той или иной теорией коммутации, а в связи со способностью щеток обеспечивать большую или мень­ шую зону безыскровой работы реальных электрических

образованных на машине при ее работе с электрощет­

удовлетворительный результат. Однако в общем случае, когда подобие зон нарушается, сравнение площадей дает искаженную картину. Сказанное иллюстрируется рис. 6-4, на котором зона / занимает большую площадь, чем зона //, однако в смысле обеспечения безыскровой работы она менее благоприятна, так как вся ее площадь реализуется в области малых нагрузок машины. Таким образом, величина площади безыскровой зоны в общем случае не может служить достаточно определенным кри­ терием. Ее нужно дополнительно характеризовать с точ­ ки зрения расположения по отношению к осям построе­ ний. Сделать это можно с помощью величины, опреде­ ляемой выражением

101

из которого следует, что здесь речь идет о сумме произ­ ведений элементарных площадок dF на квадраты рас­ стояний их центра тяжести от оси тока подпитки, при­ чем суммирование производится по всей площади зоны (рис. 6-4). Выбор второй степени для координаты х обу­ словлен необходимостью оттенить ее роль в формирова­ нии величины / м . Последняя в соответствии с описанным способом ее вычисления может быть названа эквато­ риальным моментом инерции площади зоны безыскровой работы по отношению к оси тока подпитки добавочных полюсов.

Физический смысл показателя / м в условиях рассма­ триваемой задачи достаточно очевиден. Он характери­

вышении коммутирующих свойств образующих его элек­ трощеток.

Если величину / м . б для какой-либо произвольно вы­ бранной марки электрощеток принять в качестве базовой, то располагая величинами / м . к для других марок элек­ трощеток, испытанных на данной машине, относитель­

зоны безыскровой работы относительно оси тока под­ питки, образованной базовой маркой электрощеток, см4 ; /м.к—момент инерции для зон, образованных электро­ щетками других испытанных на данной машине ма­ рок, см4 .

Анализ большого количества экспериментальных дан­ ных, полученных при снятии безыскровых зон иа круп­ ных электрических машинах, и вычисление значений индекса коммутации для испытанных на них электроще­ ток различных марок позволили установить следующее: а) значения индекса коммутации N ДЛЯ каждой марки электрощеточного материала распределены по статисти­ ческим законам; б) номинальное значение индекса ком­ мутации конкретной марки электрощеточного материала определяется ее составом; в) для ряда .наиболее полно изученных марок электрощеточных материалов номи-

102

нальные значения индекса коммутации при базовой мар­ ке ЭГ4 являются следующими:

Рис. 6-5. Общая закономерность изменения некоторых характери­ стик электрощеточных материалов в зависимости от их состава.

чением 'индекса коммутации N, определяется графиком, изображенным на нижней части рис. 6-5. Правый учас­ ток изображенного графика, обозначенный сплошной линией, обоснован экспериментально по данным соответ­ ствующих испытаний различных щеток на значительном количестве типов электрощеток машин [Л. 1-4]. Пунктир­ ный участок этого графика является предположитель­ ным. Здесь дополнительному уточнению подлежат зна­ чения ординат. Что касается самого характера измене­ ния N, то он сомнения не вызывает, так как подтверж­ дается всей практикой использования электрощеток на самых различных этапах их развития.

При рассмотрении представленной на рис. 6-5 общей закономерности изменения коммутирующих способностей электрощеточных материалов интересно выяснить, с ка­ кими другими их свойствами согласуется кривая измене­ ния N. С указанной целью на верхнюю часть рис. 6-5

103

перенесены графики Изменения удельного электрического сопротивления р (рис. 1-2) и переходного падения на­ пряжения 2/S.U (рис. 3-4,б) в зависимости от состава электрощеточных материалов. Из сопоставления линий N и 2Д£/ можно заключить, что связь между рассматри­ ваемыми характеристиками проявляется только для ма­ териалов I класса. Для электрографитированных мате­ риалов IV класса, содержащих значительное количество сажи, связь между показателями N и 2Д£/ исчезает. По­ добная связь восстанавливается у композиций, содержа­ щих в качестве связующего синтетические смолы, при использовании которых происходит одновременное воз­ растание 2Д(/ и N.

ми. Современные представления о физических свойствах твердых проводников приводят к следующей формуле для определения удельного электрического сопротивле­ ния, Ом • м:

шением числа свободных носителей тока в единице объе­ ма материала п. Последнее обусловлено строением ве­ ществ, слагающих этот материал. Элементарные кри­ сталлические решетки и структурные схемы меди, графита, кокса и сажи, используемых при изготовлении электрощеточных материалов, описывались в первой гла­ ве, где было показано, что упорядоченность структур для перечисленных веществ снижается в той последователь­ ности, в которой они здесь перечислены. В менее упоря­ доченных структурах движению носителей тока препят­ ствуют потенциальные барьеры на границах образова­ ний. Число таких барьеров растет по мере уменьшения размеров частиц, слагающих материал. Таким образом,

104