Файл: Лившиц, П. С. Скользящий контакт электрических машин (свойства, характеристики, эксплуатация).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 1
такт будет сопровождаться |
интенсивными |
искроооразо- |
||||
ванием, |
то испарение влаги |
прекратит ее |
электролиз. |
|||
В |
результате состояния политуры |
изменится и |
вместе |
|||
с |
этим |
изменятся электрические и |
механические |
пара |
||
метры |
скользящего контакта. Аналогичные явления воз |
никают при появлении в окружающей атмосфере неко торых газообразных соединений. Если, например, в пей появится сероводород, то в составе политуры окажется сернистая медь. Благодаря большей толщине и более
.прочной связи с материалом медного коллектора такая политура совершенно нарушает работу контакта, хотя электропроводность сернистой меди более высока, чем у Cu2 0. В [Л. 2-3] описай случай, когда в прядильном цехе одной из фабрик искусственного шелка при выде лении большого количества влажного сероводорода элек
трические машины |
с медными коллекторами работать |
|
не |
могли. Выход был найден в применении коллекторов |
|
из |
железа, которое |
по отношению к сероводороду явля |
ется вполне инертным. Появление в окружающей ат мосфере хлора приводит к разрушению политуры. Сое диняясь с влагой, хлор образует соляную кислоту, кото рая счищает как слои Cu2 0, так и слои отложившегося над ней материала электрбщеток. При этом на контакт ной поверхности катодно-поляризованной электрощетки отлагаются частицы меди, а на коллекторе—•значитель ное количество грязи. Аналогичным образом проявляет себя и аммиак.
Приведенные примеры иллюстрировали влияние на процесс образования политуры только некоторых фак торов. Другие упомянутые ранее факторы, влияющие на рассматриваемый процесс, также оказывают влияние как на конечное состояние, так и на все другие явления, про текающие в скользящем контакте.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ПЕРЕХОДНОЕ ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СКОЛЬЗЯЩЕМ КОНТАКТЕ
Величина переходного падения напряжения в сколь зящем электрическом контакте самым непосредственным образом связана с происходящими в нем электрически ми явлениями. Экспериментальное определение назван ной характеристики производится с помощью установок,
3\
схема включения которых -показана на рис. 3-1. Здесь 1 представляет собою короткозамкнутый коллектор, приво димый во вращение электродвигателем с регулируемым числом оборотов; 2 и 3 — электрощетки различной по лярности, армированные токоведущими проводами; 4 и 5—-регулировочные реостаты; 6 — источник тока низкого напряжения; 7—амперметр; 8 — вольтметр. Изменяя ток
Рис. 3-1. Принципиальная схе ма определения переходного падения напряжения в элек трическом скользящем кон такте.
/ в цепи, нажатие на электрощетки |
р, частоту |
враще |
ния короткозамкнутого коллектора я |
и материал, |
из ко |
торого изготовлен этот коллектор и электрощетки, иссле дуем влияние перечисленных факторов на величину пе реходного падения напряжения 2AU. Диапазон исследо ваний еще более расширится, если установку поместить в герметическую камеру. В последнем случае можно выявить влияние на рассматриваемую характеристику степени разрежения атмосферы, изменения ее состава, различных газов и т. п.
В измеряемую величину входят падения напряжения на всех участках цепи, расположенных между точками а и б (рис. 3-1). Измеряемая величина переходного паде
ния напряжения слагается |
из следующих |
компонент: |
Aui — на участке длины |
токоведущего |
провода ка |
тодно-поляризованной электрощетки между точкой а и местом заделки этого провода в тело электрощетки;
Лиг — в |
месте |
заделки |
токоведущего |
провода в тело |
катодно-поляризованной |
электрощетки; |
|
||
Д«з — в |
теле |
катодно-поляризованной |
электрощетки; |
|
Ащ— в скользящем контакте под катодно-поляризо- |
||||
3* |
|
|
|
35 |
ванной электрощеткой, которое образуется в результате прохождения тока по двум параллельным цепям:
Ди4 ,—в контакте |
„электрощетка—газовая среда"; ^ А« 4 4 — в контакте |
|||||||
Дм4 2 —в слое газовой среды; |
|
I |
„электрощетка— |
|||||
Ди4 ,—в контакте |
„газовая |
среда—верхний |
слой | |
верхний |
слой |
|||
политуры"; |
|
|
|
> |
политуры"; |
|
||
Л«5 — в |
верхнем слое политуры |
под |
катодно-лоляри- |
|||||
зованной |
электрощеткой; |
|
|
|
|
|||
Аи6 •— в контакте «верхний слой |
политуры — нижний |
|||||||
слой политуры Cu2 0» под катодно-поляризованной |
элек |
|||||||
трощеткой; |
|
|
|
|
|
|
|
|
А«7 — в нижнем слое политуры |
СигО под катодно-по- |
|||||||
ляризованной |
электрощеткой; |
|
|
|
|
|||
Аи8— |
в контакте «нижний слой политуры Cu2 0 — ма |
|||||||
териал коллектора» под катодно-поляризованной |
элек |
|||||||
трощеткой; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|Дыд — в материале |
коллектора; |
|
|
|
|
|||
Л«ю— в |
контакте |
«материал |
коллектор — нижний |
|||||
слой политуры Cu 2 0» под анодно-поляризованной |
элек |
|||||||
трощеткой; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Дмц — в нижнем слое политуры |
Cu2 0 |
под анодно-по |
||||||
ляризованной |
электрощеткой; |
|
|
|
|
|||
A«i2 — в |
контакте |
«нижний слой |
политуры Cu2 0 — |
|||||
верхний |
слой |
политуры» под анодно-поляризованной |
||||||
электрощеткой; |
|
|
|
|
|
|||
А«1з — в верхнем слое политуры под анодно-поляризо |
||||||||
ванной электрощеткой; |
|
|
|
|
||||
Awn — |
в |
скользящем контакте под анодно-поляризо |
ванной электрощеткой, которое, подобно тому как это
имело место при определении величины |
Aut, образуется |
||||||
в результате прохождения тока по двум |
параллельным |
||||||
цепям: |
|
|
|
|
|
|
|
Д и и 1 — в |
контакте „верхний слой |
политуры—га- i hu,4i—в |
контакте |
||||
зовая среда"; |
|
I „верхний слой по- |
|||||
Д и 1 4 2 — в |
слое |
газовой |
среды; |
| литуры—электро |
|||
л и з — в |
контакте „ г а з о в а я с р е д а — э л е к т р о щ е т к а " щ е т к а " ; |
||||||
Awi5 — в |
теле |
анодно-поляризованной |
электрощетки; |
||||
A «i6 — в |
месте |
заделки |
токоведущего |
провода |
в |
тело |
|
анодно-поляризованной электрощетки; |
|
|
|
||||
Аип |
— на участке длины токоведущего |
провода |
анод |
но-поляризованной электрощетки от места заделки до точки б.
36
При рассмотрении перечисленных слагаемых нетруд но заметить, что среди них имеются такие, значения ко торых не зависят от направления тока в цепи и которые для данной конструкции электрощеток можно принимать попарно равными:
Последние шесть величин, так же как и Дид, для дан ной конструкции и материала электрощеток и коллектора
Рис. 3-2. Распределение измеряемой вели чины переходного падения напряжения по участкам электрической цепи для электро щеточных материалов различных классов и групп в соответствии с классификацией
табл. 1-2.
при выбранном значении тока в цепи, могут быть опре делены простым расчетом. Значения всех прочих пере численных составляющих, строго говоря, должны опре деляться как разность между величиной 2Ди, показы ваемой вольтметром при проведении эксперимента, (рис. 3-2), и рассчитываемыми величинами
А«4 + А«5 + А«6 + А«7+Aw8 +Аыэ+А«ю+Аыц + Ша.+''
+A « i 3 + A « i 4 = 2 A £ / — (Д«1+Ди2 +А«3 +
+Ды15+Ди1в+Ды17). (3-1)
37
Для ряда материалов члены, стоящие в скобках пра вой части равенства (3-1), составляют малую часть из меряемого значения 2AU, и в этих случаях с достаточной для практики точностью можно принимать *
2AU&AU-+AU+, |
|
(3-2) |
где |
|
|
A U- = Аи4 + А«5+А«6 + Аи7 |
+Aus; |
(3-3) |
A L / + = A « I O + A M U + A « I 2 + A W I 3 + A » I 4 . |
(3-4) |
|
Для того чтобы раздельно определять величины |
AU- |
|
и AU+, схему, изображенную на рис. |
3-1, несколько |
ви |
доизменяют. Оставляя один конец вольтметра в точке а (или б), другой его конец подключают к вспомогатель ной электрощетке с малым переходным падением напря
жения, |
скользящей по коллектору |
в |
непосредствен |
ной близости от основной отрицательной |
(или 'положи |
||
тельной) |
электрощетки. |
|
|
На основании (3-1) — (3-4) можно |
также заключить, |
что при проведении экспериментов по описываемым схе мам при постоянном значении тока в цепи все наблюдае мые изменения значений AU-; AU+ и 2AU определяются процессами, происходящими в скользящем контакте. Ес ли опыты производятся при изменяющемся токе в цепи, то в изменениях величин, измеряемых вольтметром, не которую роль начинают играть изменения значений чле нов, стоящих в скобках правой части (3-1). Однако в со ответствии с (3-2) принято считать, что и в этом случае все наблюдаемые изменения обусловлены только теми явлениями, которые происходят в зоне скользящего кон такта.
При изучении переходного падения напряжения эк сперименты ставятся обычно по одной из двух схем. Пер
вая из них состоит в том, что |
электрощетку нагружают |
|||
током, величина |
которого |
определяется |
по формуле |
|
где F — площадь |
Ia=FjH, |
сечения |
(3-5) |
|
поперечного |
контактной по |
|||
верхности электрощетки, |
см2 ; |
/ н — номинальная плот |
ность тока для материала испытуемой марки электроще ток, выбираемая по ГОСТ или фирменным каталогам.
Измеренному значению переходного падения напря жения при указанном значении тока / п присваивается название «номинальное» 2А£/П .
* Справедливо |
для материалов всех групп I I , I I I и IV классов |
и групп Б, Г и Л I |
класса. |
38
Вторая схема постановки эксперимента заключается в том, что ток в цепи постепенно изменяется от нуля до некоторого значения и в процессе этого изменения при фиксации отдельных значений / измеряются соответству ющие им значения 2Д£/ (время выдержки на каждой ступени тока равно 3—5 мин). По полученным описан ным образом парным значениям / и 2AU строится кри
вая 2&U=f(I), |
которую |
называют |
статической вольт-ам- |
||||||
|
|
|
|
|
|
Л а |
! |
у |
• S . |
|
|
|
|
|
|
|
! |
S у-" |
|
Рис. 3-3. Переходное |
падение на |
|
Ы |
|
|
||||
пряжения |
под |
электрощетками |
|
|
|
|
|||
разных |
полярностей |
при |
непо |
/ '/ |
/ |
|
|
||
движном |
(см. группу |
линий |
б) и |
|
|
||||
вращающемся (линия |
а) контакт |
|
|
|
|
||||
ном |
кольце |
[Л. |
3-3]. |
|
|
|
|
|
•— анодно-поляризованная элек
трощетка |
марки EGA; |
катод- |
|
|
|
|
|
но-поляризованная |
электрощетка той |
|
|
|
|
||
|
же |
марки. |
|
|
|
\ |
—1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
]'г2 |
А |
6 |
8 10 А/см? |
|
перной |
или |
просто |
вольт-амперной |
характеристикой |
скользящего контакта*. Если опыт видоизменить, пере ключив установку на питание переменным током и вклю чив вместо амперметра и вольтметра выводы осцилло графа, можно получить динамическую характеристику скользящего контакта [Л. 3-2].
Первое представление о влиянии иа статическую вольт-амперную характеристику контакта факта превра щения его из неподвижного в скользящий можно полу чить из рис. 3-3. Соответствующие опыты производились на экспериментальной установке для контактной пары «медный короткозамкнутый коллектор — электрографи-
тированная |
электрощетка», |
причем в одном случае кол |
||||
лектор |
был |
неподвижным |
|
(точнее, перемещался с |
«пол |
|
зучей |
скоростью»), а в |
другом — вращался. |
В |
обоих |
||
случаях графики строились |
при возрастании |
и снижении |
||||
тока в |
цепи |
(см. направление стрелок). Графики |
отра- |
* Подробное описание метода определения статической зольтамперной характеристики переходного падения напряжения и ха рактеристик коэффициента трения и износа дано в [Л. 3-П-
39