Высокоиспользованные коллекторные электрические машины малой мощности

• Автор: Качин, Сергей Ильич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 438 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА В ПРОЦЕССЕ КОММУТАЦИИ

1.1. Математическая модель для расчета контактных сопротивлений

1.2. Взаимосвязь электрических характеристик материалов контактных элементов с условиями работы коллекторнощеточного узла
1.3. Влияние основных параметров контактных элементов на электрические свойства скользящего контакта

1.4. Динамика контактных сопротивлений в процессе коммутации

с искрением
1.5. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН С ПОВЫШЕННЫМИ КОММУТИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ
2.1. Инженерная методика расчета процесса коммутаций секций якоря..
2.2. Анализ влияния параметров коммутируемого контура на процесс коммутации
2.3. Инженерная методика оценки коммутационной устойчивости электрических машин
2.4. Влияние характеристик элементов коммутируемого контура на коммутационную устойчивость электрической машины
2.5. Взаимосвязь неидентичности коммутации секций с показателем коммутационной устойчивости электрической машины
2.6. Выводы
3. ПОВЫШЕНИЕ КОММУТИРУЮЩИХ СВОЙСТВ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА

3.1. Разработка материалов контактных элементов с повышенными коммутационными свойствами
3.2. Разработка конструкций коллекторно-щеточных узлов с высокой коммутирующей способностью и стабильностью скользящего контакта
3.3. Конструкции коллекторов с повышенной прочностью и монолитностью
3.4. Экспериментальная оценка коммутирующих свойств разработанных материалов и элементов скользящего контакта.
3.5. Разработка диагностических приборов для оценки механического состояния коллекторно-щеточных узлов в статических и динамических режимах работы
3.6. Выводы
4. ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
КОММУТИРУЕМЫХ КОНТУРОВ
4.1. Коммутирующие свойства обмоток якорей на первом этапе процесса коммутации
4.2. Анализ коммутирующих свойств обмоток якорей на завершающей стадии процесса коммутации
4.3. Разработка конструкций демпфированных обмоток с повышенными коммутирующими свойствами
4.4. Оптимизация параметров демпфированных обмоток якорей.
4.5. Экспериментальные исследования коммутирующих свойств демпфированных обмоток якоря
4.6. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОММУТАЦИИ В МАШИНАХ
БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПОЛЮСОВ
5.1. Разработка универсальной расчетной модели и программного обеспечения для исследования коммутационных процессов обобщенной электрической машины с нетрадиционными

конструкциями элементов их активной зоны
5.2. Особенности процесса коммутации секций якоря в машинах без дополнительных полюсов
5.3. Влияние анизотропии магнитных свойств индуктора на процесс коммутации
5.4. Оптимизация параметров активной зоны коллекторных электрических машин
5.5. Методика определения предыскрового состояния коллекторных электрических машин
5.6. Выводы
6. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СИНТЕЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
АРХИТЕКТУРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С
ОПТИМИЗИРОВАННОЙ АКТИВНОЙ ЗОНОЙ
6.1. Формирование основных задач проектирования электрических машин с оптимизированной активной зоной
6.2. Обеспечение максимальных энергетических характеристик коллекторных электрических машин
6.3. Минимизация расхода обмоточного провода в коллекторных электрических машинах
6.4. Повышение ресурсных показателей коллекторных электрических машин и их электромагнитной совместимости с электронными системами
6.5. Экономическая эффективность выполнения электрических машин с оптимизированной активной зоной
6.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

влажность окружающей среды, удельное нажатие на щетки, окружная скорость коллектора, перепады между коллекторными пластинами, эксцентриситет и эллептичность коллектора [76, 83,102, 161, 190, 199].
Принимая во внимание, что влияние механических факторов на величину сопротивления СК может быть в дальнейшем учтено расчетным путем с использованием методики, учитывающей физико-механические свойства контактных материалов, механическое состояние коллектора и его скорость вращения, можно на данном этапе исследований исключить факторы механической природы из числа параметров, влияющих на величину переходного сопротивления под щеткой. Поскольку влажность воздуха в нормальных условиях эксплуатации электрических машин меняется в незначительных пределах, а ее влияние в высоконагруженных (по току и скорости вращения) машинах на электрические характеристики СК невелико, то данный фактор также может быть исключен из рассмотрения [83, 101].
Следовательно, основными факторами, определяющими качество контактирования элементов СК в статическом режиме, являются плотность тока под щеткой (]), давление в контакте (Р) и температура окружающей среды

Отыскание зависимости коэффициента К2 от указанных выше параметров осуществлялось для пар ЭГ74 - коллекторная медь и ЭГ74 - углепластик (УГП) с помощью метода планирования эксперимента на специальной установке, обеспечивающей максимально возможную (для заданного давления) площадь контакта исследуемых образцов и регулирование в широких пределах величины перекрытия и контактного давления [115].
Опытные образцы были изготовлены в виде прямоугольных параллелепипедов с размерами: Ь = 15 мм; 1 = 5 мм, й = 6 мм. Подведение тока к образцам осуществлялось со стороны, противоположной контактной поверхности, для чего на нее (для образцов из ЭГ74 и УГП) гальваническим