Методы и средства повышения ресурса щеток тяговых электродвигателей

• Автор: Степанов, Евгений Леонидович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 214 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ЩЁТОК НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
1.1. Общее состояние проблемы
1.2. Методы повышения назначенного ресурса щёток
1.2.1. Технологическое направление
1.2.2. Эксплуатационное направление
1.2.3. Конструкционное направление
1.3. Разрезные щётки
1.3.1. Щётки с продольным разрезом З
1.3.2. Оценка ресурса щёток 3
1.3.3 Щётки с поперечным разрезом
1.4. Основные результаты и выводы по главе 1
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО РАЗРЕЗА В ТЕЛО ЩЁТКИ КАК МЕТОДА УВЕЛИЧЕНИЯ НАЗНАЧЕННОГО РЕСУРСА
2.1. Условия работы КЩУ
2.2.Расчётные кинематические схемы КЩУ
2.3. Исследования колебаний КЩУ как механической системы
2.4. Простой щёткодержатель, стандартная щётка
2.5. Учёт сил сопротивления
2.6. Динамика сложного щёткодержателя с стандартной щёткой
2.7. Динамика сложного щёткодержателя с составной разъёмной щёткой
2.8.Исследование характеристик скользящего контакта щёток
2.9. Основные результаты и выводы по главе 2
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ СОСТАВНЫХ (РАЗЪЁМНЫХ) ЩЁТОК ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
3.1. Содержательная постановка задачи
3.2. Исследования влияния материала щёток на характер колебаний КЩУ
3.3. Исследования влияния различных частот вращения якоря на характер колебаний щёток ЭГ14 при биении коллектора 0,06мм
3.3.1. Составные (разъёмные) щётки
3.3.2. Возможность разрыва контакта между частями щёток
3.3.3. Стандартная щётка
3.4. Исследования влияния профиля коллектора на колебания щёток
3.4.1. Полигармонические воздействия на щётки
3.4.2. Исследования влияния профиля коллектора на колебания составной разъёмной щётки
3.4.3. Исследования влияния профиля коллектора на колебания стандартной щётки
3.4.4. Исследования влияния искажения профиля коллектора на колебания щёток
3.5. Основные результаты и выводы по главе 3
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЛЕКТОРНЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЩЁТОК
4.1. Исследование коллекторных характеристик
4.2. Результаты исследования общего падения напряжения на пару щёток
4.3. Исследование коммутационных характеристик щёток
4.3.1. Описание экспериментальной установки
4.3.2. Снятие безыскровых зон
4.4. Аппроксимация вольт - амперных характеристик
4.5. Основные результаты и выводы по главе 4
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ РАБОТЫ СОСТАВНЫХ ЩЁТОК НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
5.1. Цели и задачи экспериментальных исследований
5.2. Подготовка тяговых машин к исследованиям
5.3. Метод проведения эксперимента и способы измерений
5.4. Оценка остаточного ресурса щёток
5.5. Модель расчёта назначенного ресурса щёток
5.6. Технико-экономическое эффективность применения составной щётки
5.6.1. Области внедрения разрезных щеток с замковой частью
5.6.2. Определение экономии от внедрения щёток с замковой частью (на примере трамвайного депо г. Казани)
5.6.3. Рекомендации по эксплуатации щёток с замковой частью
5.7. Основные результаты и выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А - ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЩЕТОК ОАО КУДИНОВСКИЙ ЗАВОД «ЭЛЕКТРОУГЛИ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЩЕТОК НА БАЗЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК ОМГУПС
ПРИЛОЖЕНИЕ В - АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Г - ПАТЕНТ РФ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ «СОСТАВНАЯ РАЗЪЕМНАЯ ЩЕТКА С ЗАМКОВОЙ ЧАСТЬЮ»
Рис. 1.11. Виды конструкций щёток (а) и соединительных накладок (б): а - слева направо - сплошная и разрезные (из 2, 3 и 4 частей) (соединительные накладки не показаны); б - 1, 2, 3 - резиновые, штампованные; 4 - комбинированная (текстолит и резина);
5 - соединительная; б - металлическая.
Щётки не только образуют надежный контакт с коллектором. Они должны устойчиво компенсировать остаточную ЭДС коммутации Де, т. е. рассеивать энергию, соответствующую мощности выделяемой в щёточном контакте. Продольно разрезные щётки повышают динамические свойства улучшают процесс коммутации. Как отмечают работы [8, 9, 29, 115, 116], увеличение ширины щётки (или щёточного перекрытия) уменьшает реактивную ЭДС и благоприятно сказывается на коммутации.
На рис. 1.12 а и б показаны зоны безыскровой работы двух электрических машин при последовательной установке на них щёток неразрезной и разрезной конструкции.