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

двукратном возрастаний плотности тока в контакте их индекс коммутации остается практически без изменений, следовательно, протекание коммутационного процесса из­ менению не подверглось.

Рисунок 8-4,ж иллюстрирует, как изменялись безискровые зоны при уменьшении числа электрощеток мар­ ки ЭГ14 с семи (зона / ) до пяти (зона 2) и четырех (зона 3). Здесь темп уменьшения значения индекса ком­ мутации существенно отставал от темпа увеличения плотности тока в контакте. Зоны /, 2, 3 (рис. 8-4,з) сняты при последовательном уменьшении числа электро­ щеток на бракете с четырех до трех и двух. Из рассмот­ рения взаимного расположения этих зон можно заклю­ чить, что происходившее существенное возрастание плот­ ности тока в контакте не вызвало каких-либо осложне­ ний в протекании процесса коммутации. Все эти обстоя­ тельства позволили В. А. Яковенко заключить, что плот­ ность тока в контакте вновь проектируемых машин мо­ жет быть значительно повышена по сравнению с норма­ ми ГОСТ 2332-63 [Л. 8-7]. Аналогичные высказывания, основанные на соответствующих экспериментах, можно найти и у других исследователей рассматриваемого во­ проса [Л. 8-14—8-17].

Анализ возможностей повышения плотности тока в скользящем контакте электрических машин не может

рению должен быть подвергнут баланс потерь в контакте при возрастании /. Изложенные ранее основы такого рассмотрения указали на существование условий, при которых возможно снижение суммарных потерь в кон­

МГС7, при которых плотность тока в контакте состав­ ляла / = 26,6 А/см2 . После длительной работы и оценки теплового состояния электрощеток их число было умень­

та, произведенного при двух значениях окружной скоро­ сти на поверхности скольжения коллектора, представле­ ны следующими цифрами (табл. 8-2).

141

Т а б л и ц а 8-2

Из рассмотрения этих цифр следует, что 50%-ное по­ вышение плотности тока при соответствующем умень­ шении площади контактной поверхности электрощеток повышения их температуры не вызвало.

Аналогичные результаты были получены при испыта­ ниях электрощеток на машине типа ЭДР-23, производив­ шихся на заводе «Электромашина» в Харькове (инж. Ю. П. Сердюк). Эта машина представляет собой закры­ тый тяговый двигатель взрывобезопасного исполнения номинальной мощностью 23 кВт (125 В, 900 об/мин). Испытания производились с электрощетками марки ЭГ14 размером 16x60x60 мм. В одном случае на машину устанавливалось две пары электрощеток, а в другом — одна пара. Тепловое состояние машины в процессе экс­ периментов характеризуется данными табл. 8-3, из кото­ рых следует, что двукратное повышение плотности тока при соответствующем снижении суммарной площади электрощеток не вызвало возрастания потерь в контакте. Более того, по данным табл. 8-2 можно отметить наме­ тившуюся тенденцию к снижению этих потерь.

Идентичные результаты были получены в [Л. 8-5 к 8-6]. Авторы первой из них отмечали, что при повыше­ нии плотности тока с 6 до 16 А/см2 температура электро­ щеток и коллекторов оставалась практически неизменной (точнее, изменилась у щеток с 65 до 71 °С, а у коллек-

142

Т а б л и ц а 8-3

Тепловое состояние двигателя типа ЭДР-23 при

установке на нем разного количества электрощеток марки ЭГ14

П р и м е ч а н и е . Температура двигателя определялась при его работе в часовом режиме; температура окружающей среды равнялась 18—20 °С.

торов с 63 до 66°С). Авторы [Л. 8-6] указывали, что при возрастании плотности тока в контакте в 2,5 раза пере­ грев электрощеток оставался постоянным: что касается коллектора, то при уменьшении числа электрощеток, установленных на машине, с пяти до трех температура его перегрева снизилась с 56 до 33 °С.

При рассмотрении различных аспектов проблемы по­ вышения плотности тока в скользящем контакте элек­ трических машин отдельные авторы высказывали опасе­ ния, связанные с известным явлением неравномерного распределения тока между параллельно включенными электрощетками. Основой этих опасений являлось пред­

машину так, чтобы / = / м , то при дальнейшем перераспре­ делении тока между электрощетками их отдельные эк­ земпляры могут оказаться чрезмерно перегруженными. Закономерности распределения тока между параллель­ но соединенными электрощетками изучались многими ис­ следователями. Предложенный авторами [Л. 8-8] крите­ рий количественной оценки рассматриваемого явления-

имеет следующий вид:

где п — количество параллельно включенных электроще­ ток, шт.; / — полный ток, проходящий через все электро­ щетки, А; / м — ток, проходящий через максимально на­ груженную электрощетку, А.

Если весь ток равномерно распределен между всеми параллельно соединенными электрощетками, то / м = //«и

п 4 г - 1

:0.

Если весь ток идет только через одну электрощетку, т. е. / = / м , то

Следовательно, значения критерия неравномерности распределения тока могут изменяться в пределах 0—1, причем первому из этих значений соответствует идеально равномерное распределение тока, а второму — предельно возможное, наихудшее распределение, когда весь ток идет только через одну электрощетку. Оценив с помо­ щью критерия неравномерности эксперименты различных авторов, изучавших распределение тока между парал­ лельно соединенными электрощетками, можно устано­ вить, что на его численные значения можно влиять изме­ нением воздушного давления в зоне контакта, регули­ ровкой нажатия на электрощетки и варьированием тем­ пературы и плотности тока в контакте. Для того чтобы изменить рассматриваемый критерий в желаемом на­ правлении, т. е. обеспечить т)—Ю, рекомендуется свер­ лить в теле электрощетки центральное отверстие, дохо­ дящее до ее контактной поверхности [Л. 8-8], образовы­ вать на рабочей поверхности контактного кольца канав­

[Л. 8-10], правильно выбирать расстояние между элек­ трощетками и надлежащим образом ориентировать их

влияния на токораспределение плотности тока в контак-

144