Диссертация (Снижение износа щеток в коллекторных машинах постоянного и переменного тока), страница 18

В герметизированных двигателях мощностью 5 Вт с щётками Г-21Аустановка СЩ при работе в термобарокамере с температурами +120 С и -60 С,при давлении 15 мм.рт.ст. привела к уменьшению искрения, увеличениюпотребляемого тока и уменьшению частоты вращения, однако характеристикидвигателей соответствуют ТУ на их поставку.6. Длительное хранение (один год и один год девять месяцев) не оказалоактивного влияния на характеристики двигателей, оборудованных СЩ.Параметры двигателей после хранения соответствовали ТУ на их поставку.7.

Двигатели мощностью 2,5 и 5 Вт с токоведущими щётками марокМГС-7 и Г-21 и коллекторами, изготовленными из меди и хромовой бронзы,оборудованныеСЩуспешнопрошлитиповыеиспытанияибылирекомендованы Кировским филиалом агрегатного завода к внедрению всерийное производство.8. Проведены работы по исследованию скорости образования ПП и еёвеличинына авиационномстартёр-генератореГС-12ТОК(приработеэлектрической машины в обесточенном состоянии и под нагрузкой) рядаотечественных марок щёток (ЭГ-74, ЭГ-54П, ЭГ-75, ЭГ-4, ЭГ-61А, ЭГ-61). Какнаиболее эффективные выделены щётки ЭГ-61А и ЭГ-74.9. Разработана методика ускорения образования ПП в многощёточныхсистемахзасчётвключениявсистемутокопередачиэлектрощёток,обладающих повышенной скоростью образования ПП.10.

Проведена оценка эффективности ускорения процесса образованияПП и её величины на авиационном генераторе ГС-12ТОК в заводских условияхза счёт включения в систему токопередачи наряду со штатными щёткамищёток, обладающих высокой скоростью образования ПП. Проведены лётныеиспытания щёток при использовании ПОЩ ЭГ-74 и ЭГ-61А с разным иодинаковым давлением на штатные и ПОЩ. По результатам лётных испытанийкак наиболее перспективные, обеспечивающие высокий ресурс токоведущих118щётокискоростиобразованияППбыливыбраныщёткиЭГ-61А(не пропитанные).11.

По результатам лётных испытаний применение щёток ЭГ-61А(не пропитанных) при пониженном давлении на все щётки привело кувеличению ресурса в 4 раза (ожидаемого ресурса более чем в 4 раза) собеспечением постоянства сопротивления ПП в процессе эксплуатации.Результаты работ подтверждены 4 актами лётных испытаний и рекомендованыв серийное производство.12. В настоящее время АО «Лепсе» ведёт подготовку к внедрению ПОЩв серийное производство, проведены испытания опытного генератора,оборудованного ПОЩ ЭГ-61А (4 шт.) и штатным щётками МГС-7 с давлением500-550 г на ударную прочность.

Проверку на ударную прочность генераторвыдержал, механических повреждений щёток и пружин не обнаружено[приложение IX].13. Работа «Применение нанотехнологий для снижения износа щётокавиационного стартёр-генератора» была награждена Премией Кировскойобласти в области науки и техники в 2012 г. [приложение X].14. Разработана методика определения оптимального положения щёток вколлекторных машинах переменного тока с щёткодержателями неподвижноустановленными в корпусе двигателя. Смещение щёток при их постоянномположении достигается за счёт смещения коллектора. Методика апробированана коллекторных двигателях переменного тока приводов МШУ-1,8-230,МШУ-2-230, МШУ-2,2-230, МШУ-2-230П и МШУ-2,4-230.

Результатывнедрены в серийное производство на двигателях трёх мощностей: 1,8; 2 и2,2 кВт. Смещение щёток (за счёт поворота коллектора) проведено понаправлению вращения на одно коллекторное деление с уменьшенным числомвитков обмотки полюсов для компенсации подмагничивающего действияреакции якоря. Реальный годовой экономический эффект за счёт экономииобмоточного провода составил 2,7 млн. руб. (2006г). Искрение на 1 баллменьше, чем при штатном исполнении [приложение V].11915.

Разработана конструкция щёточного узла, защищённого патентом[40], обеспечивающая повышенную механическую устойчивость контактащётка-коллектор (за счёт смещения щёток параллельно штатному положениюпо направлению вращения на половину тангенциального размера щётки),обеспечивающая снижение радиопомех по мощности и напряжению, а такжеизнос щёток на 35%. Эффективность подтверждена актом промышленныхиспытаний [приложение VII].16. Проведены работы на коллекторном двигателе переменного токамощностью 2,4 Квт по оценке влияния материала коллектора (профиль маркиПКМ - медный и ПКМС – медь с добавкой серебра) на эффективностьприменения СЩ, с расчётом микротемператур в зоне контакта щёткаколлектор. У коллекторов, выполненных из профиля марки ПКМ установкаСЩ приводит к увеличению износа токоведущих щёток из-за увеличениямаксимальной температуры выше критического значения (400 C).

Применениепрофиля марки ПКМС позволило уменьшить максимальную температуру до240 С. Имело место снижение износов токоведущих щёток в 4 раза. Снижениемикротемпературы в зоне контакта обусловлено уменьшением коэффициентатрения щётка – коллектор.17. Проведеныколлекторногоузларасчётыприпооценкеноминальномвлияниярежимеэлементовработыщёточно-двигателянамаксимальную температуру в зоне контакта щётка – коллектор.

У коллектора,выполненного из профиля марки ПКМ на температуру активнее всего влияютжесткость токоведущей щетки, жесткость материала коллектора и температурарекристаллизации. У коллектора, выполненного из профиля марки ПКМС натемпературу активнее всего влияют высота рельефа, толщина ПП и плотностьматериала коллектора.18. Составлена физическая модель износа токоведущих щёток Г-33И приустановке СЩ на коллекторе, выполненном из профиля марки ПКМС приварьировании частотой вращения, удельным давлением на смазывающую итоковедущие щётки.12019. Составлена физическая модель износа коллектора из профиля маркиПКМС при варьировании частотой вращения, шириной токоведущей щётки иудельного давления на токоведущие щётки.

Составлена физическая модельизноса коллектора из профиля марки ПКМС при установке СЩ сварьированием частотой вращения, удельным давлением на смазывающую итоковедущие щётки. Для двигателей привода МШУ-2,4-230М определенооптимальное давление на токоведущие щёки и СЩ при котором износколлектораминимальный.УстановкаСЩнадвигателеприводаМШУ-2,4-230М с токоведущими щётками Г-33И при оптимальном давлении насмазывающую щётку по результатам ресурсных испытаний позволилоуменьшить износ коллектора в 2 раза [приложение VIII].121СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Авилов В.Д.

Методы анализа и настройки коммутации машинпостоянного тока / В.Д. Авилов; М.: Энергоатомиздат, 1995. 237 с.2. Авилов В.Д., Веселка Ф. Коммутация в тяговых двигателях с новымскользящим контактом // Международная научно-техническая конференция«Повышение эффективности эксплуатации коллекторных электромеханическихпреобразователей энергии» / ОмГУПС.- Омск, 2013. - С.

12-19.3. Агапов М.М. Совершенствование систем ремонта и повышениеработоспособности оборудования подвижного состава метрополитена вусловияхэксплуатации:Диссертациянасоисканиеученойстепениканд.техн.наук: Специальность 05.22.07. -М., 1992. -123 с4. Арнольд Е.А. Динамо-машина постоянного тока. - СПб, 1909. 214 с.5. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения.- М.: Физматгиз,1963.6. Байсадыков М.Ф. К вопросу о надёжности работы контакта щётки сколлектором в электрических машинах // Международная научно-техническаяконференция«Повышениеэффективностиэксплуатацииколлекторныхэлектромеханических преобразователей энергии» / ОмГУПС.- Омск, 2013. - С.19-23.7.

Барвинский А.П. Электрооборудование самолетов. Учебник для среднихспециальных учебных заведений гражданской авиации / Барвинский А.П.,Козлова Ф.Г. – М.: Транспорт, 1990. – 320 с.8. БелыйВ.А.,КончицВ.В.,МешковВ.В.Влияниематериалаэлектрощёток на свойства коллекторных плёнок.// Электротехника- 1977-№12,С. 43-46.9. Брейттуэйт Е.Р. Твёрдые смазочные материалы и антифрикционныепокрытия / Пер. с англ. – М.: Химия, 1967.10. Вейлер С.Я. Действие смазок при обработке металлов давлением / С.Я.Вейлер, В.И. Лихтман. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 230 с.12211. Веселка Ф.

Перспективы развития электрических машин со скользящимконтактом с применением тефлона // Международная научно-техническаяконференция«Повышениеэффективностиэксплуатацииколлекторныхэлектромеханических преобразователей энергии» / ОмГУПС.- Омск, 2013. - С.59-67.12. Вилькин М.А., Семенов Ю.И., Никифоров Ю.Н. Исследованиеструктуры и электросопротивления коллекторных пленок, образованныхщетками на основе твердых смазок с различной электропроводностью //Электротехника, 2003, №12. С 24-27.13. Глускин А.Я., Сысоева Л.П., Степанов В.П. Повышение надежностиработыскользящегоконтактавведениемвщеткуфторопласта.//Электротехника, - 1971. №9. С 34-36.14. Деменков Э.А.

Повышение эффективности работы узлов трения снизкомодульными твердосмазочными покрытиями. Автореф. дис. . канд. техн.наук. Тверь, 1994.- 24 с.15. Демкин П.С., Забоин В.Н. Прогнозирование технического состояниясистем токосъема электроэнергетических машин // Научн. – техн. ведомостиСПбГТУ. 1997. №416. Джафф, Риттенхауз Проведение материалов в космических условиях //Ракетная техника. – 1962. - №317.

Дисульфид молибдена / Технические условия ТУ 48-19-133-90 – 22с.18. Дмитриев М.М. Планирование эксперимента при решении задачэлектромеханики. // Конспект лекций.М.: изд-во МЭИ. 1981. 48 с.19. Дридзо М.Л. Работа машин постоянного тока в условиях высокоговакуума // Электротехника. – 1965. - №7.20. Дрожжина М.Н. Некоторые результаты испытаний покрытий икомпозиционных материалов на основе дисульфида молибдена в вакууме привысоких температурах // Трение и изнашивание при высоких температурах. М.: Наука, 1973.-С. 83-87.12321. Духовский В.А.