Улучшение свойств щеточного контакта электрических машин

• Автор: Никулин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 190 с. : ил.

1. Скользящий контакт в электрических машинах
1.1. Физические процессы в электрическом контакте
1.2. Показатели работоспособности скользящих контактов
1.3. Способы улучшения скользящего контакта за счет образования поверхностных пленок
1.4. Выводы
2. Оценка эффективности применения смазывающих щеток в коллекторных электрических машинах переменного тока
2.1. Исследование влияния твердой смазки и механики контакта на характеристики машин
2.2. Влияние величины подачи смазки в зону контакта электрощетка -коллектор на износ смазывающих щеток
2.3. Влияние режимов работы на эффективность применения дисульфида молибдена
2.4. Ресурсные испытания электрощеток марок ЭГ-84М, ЭГ-84УМК
и Г-ЗЗМ в случае применения смазывающих щеток
2.5. Выводы
3. Оценка эффективности применения смазывающих щеток на коллекторах машин постоянного тока и на контактных кольцах синхронных машин
3.1. Характеристика объекта испытаний
3.2. Эффективность применения смазывающих щеток
3.3 Выводы
4. Метод подбора контактных пар
4.1 Исследования температурного поля щеточно-коллекторного узла
4.1.1. Расчет программным комплексом Е1_С11Т®

4.1.2 Расчет температурных полей обобщенного щеточноколлекторного узла
4.1.3. Расчет средней температуры коллектора путем создания
тепловых моделей
4.2 Расчет микротемператур в зоне контакта электрощетка-коллектор
4.2.1 Описание модели теплового состояния контакта
4.2.2 Математическое моделирование теплового состояния контакта электрощетка-коллектор
4.3. Модели износов электрощеток марок Г-ЗЗМ и ЭГ-84 УМК в
сочетании со смазывающими щетками и без них
4.4 Выводы
Заключение
Список литературы:
Приложения

Актуальность темы. Несмотря на то, что существует тенденция к переходу на бесконтактные машины, одними из наиболее распространенных электромеханических преобразователей энергии до сих пор остаются машины, оснащенные системами скользящего токосъема (ССТ) - коллекторные машины постоянного и переменного
тока, синхронные и др. Связано это с имеющимися у них некоторыми преимуществами перед бесконтактными машинами, например с их дешевизной и изученностью конструкций как самих машин, так и . электрических щеток (ЭЩ). Еще в 1899 г. Е. Арнольд опубликовал в . «Электротехническом журнале» результаты опытных исследований электрических и тепловых характеристик угольных и металлических ЭЩ. Именно непрерывно изнашивающиеся ЭЩ определяют ресурс работы электрической машины, т.к. являются наименее долговечным узлом.
Например, по данным ОАО Электромашиностроительный завод «Лепсе» г. Киров, до 60 % отказов коллекторных машин связано с ^ неудовлетворительной работой ССТ, из которых примерно 15-30 %
отказов связано с высоким износом ЭЩ. В результате значительное количество выпускаемых агрегатов требует технологических доработок. Кроме того, некоторые изделия оснащаются дополнительно 3 — 5 комплектами ЭЩ, особенно это касается электромеханических преобразователей энергии, работающих в повторно-кратковременных режимах с большими бросками пусковых токов, и агрегатов, имеющих длительные паузы без прохождения электрического тока (авиационные стартер-генераторы).
В связи с высокой заинтересованностью в увеличении надежности электрических машин до сих пор разрабатываются методы уменьшения износов ЭЩ [4, 5, 37, 74, 75, 83, 97, 99, 114]. Одним из наиболее

ЭЩ-коллектор за счет перемещения и изменения размеров активной
зоны соприкосновений ЭЩ-коллектор (герцевской поверхности),

которая в некоторых случаях составляет — тангенциальной ширины ЭЩ [2]. В машинах постоянного тока это проявляется в
изменении ширины безискровой зоны [3].
Таким образом, представленные результаты с большой достоверностью подтверждают высказанное предположение о 1 влиянии СЩ на уровень радиопомех в плане их снижения за счет • улучшения механики контакта ЭЩ-коллектор. Что касается влияния СЩ на частоту вращения и ток якоря, то оно, по всей вероятности, определяется уменьшением коэффициента трения ЭЩ- коллектор и изменением проводимости контактного слоя.
2.2. Влияние величины подачи смазки в зону контакта электрощетка - коллектор на износ смазывающих щеток
Анализ результатов, приведенных в параграфе 2.1 (табл. 2.3 и 2.4), позволяет сделать заключение об эффективности применения , СЩ, которая зависит от марки ЭЩ.
В связи с этим нами была поставлена задача провести исследование по оценке влияния подачи материала СЩ в зону контакта с позиции получения минимального износа ЭЩ. В опытах использовалась серийная машина МШУ-2,2-230 (рис. 2.1), с ЭЩ марок Г-ЗЗМ, ЭГ-84М, ЭГ-841 и ЭГ-84УМК.
Опытные машины работали по исследовательскому циклу: 3 ^ минуты работы с потребляемой мощностью Рі= 1200 Вт, три минуты
перерыв - таких 8 циклов, после чего перерыв 30 минут. В набегающем крае штатного щеткодержателя был расположен вспомогательный для установки СЩ. Тангенциальный размер СЩ