1.Диплом (1236045), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Одним из факторов снижения ЭДС генератора является увеличения сопротивления якоря и дополнительного полюса ТЭД от температуры. Так согласно расчётам по формуле 1.2 можно заметить, что сумма сопротивлений якоря и дополнительного полюса при температуре 100 
составит 0,0268 Ом. Используя формулы 4.1-4.10 рассмотрим, как изменится потенциал цепи первого ТЭД за счёт увеличения температуры тягового электродвигателя. Результаты расчёта сведём в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 – Расчёт потенциала цепи первого ТЭД при температуре 100
| Участок | ТЭД 1 |
| φa | 0 |
| φ(a-b) | 458,91 |
| φ(b-c) | 458,73 |
| φ(c-d) | 458,6 |
| φ(d-e) | 438,7 |
| φ(e-f) | 438,6 |
| φ(f-g) | 438,5 |
| φ(g-k) | 430,9 |
| φ(k-t) | 430,8 |
| φ(t-q) | 430,75 |
Как можно заметить из таблицы 4.4 потенциал за счёт увеличения температуры уменьшается на 4,55 В, что составляет 1,05 %.
Используя формулы 4.1-4.10 рассчитаем потенциал участка силовой цепи с учётом противо-ЭДС тягового электродвигателя для скоростей от 25 до 35 км/ч и диаметром бандажа 1050 мм. На рисунке 4.4 представлена схема замещения схемы силовой цепи тепловоза ТЭ10М с учётом противо-ЭДС ТЭД. Расчёты сведены в таблицу 4.5.
Рисунок 4.4 – Схема замещения силовой цепи ТЭД с учётом противо-ЭДС
Таблица 4.5 – Расчёт потенциалов с учётом противо-ЭДС ТЭД
| Участок | 25 км/ч | 30 км/ч | 35 км/ч |
| φa | 0 | 0 | 0 |
| φ(a-b) | 458,91 | 459,04 | 459,18 |
| φ(b-c) | 458,73 | 458,89 | 459,05 |
| φ(c-d) | 458,6 | 458,79 | 458,97 |
Окончание таблицы 4.5
| Участок | 25 км/ч | 30 км/ч | 35 км/ч |
| φ(d-e) | 373,33 | 360,43 | 347,52 |
| φ(e-f) | 373,2 | 360,32 | 347,42 |
| φ(f-g) | 373,08 | 360,21 | 347,33 |
| φ(g-k) | 365,52 | 353,6 | 341,66 |
| φ(k-t) | 365,41 | 353,5 | 341,58 |
| φ(t-q) | 365,34 | 353,44 | 341,53 |
Как можно заметить из таблицы 4.5 увеличение противо-ЭДС ТЭД ведёт к уменьшению потенциала генератора. В зависимости от увеличения скорости локомотива у тягового электродвигателя увеличивается противо-ЭДС.
5 КОММУТАЦИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
5.1 Основные понятия о коммутации и её зависимости
Под коммутацией понимается процесс изменения направления тока в секции во время замыкания её щеткой при переходе секции из одной параллельной ветви в другую.
Прямолинейная коммутация показана на рисунке 5.1, 1. В этом случае плотность тока под щеткой всюду одинакова.
Значение направления тока 
зависят от величины и знака алгебраической суммы реактивной ЭДС 
и коммутирующей ЭДС 
. Согласно правилу Ленца будет задерживать изменение тока 
, как это показано на рисунке 4.1, 2. Вследствие этого при больше чем он пройдет через нулевое значение позже, чем при прямо-линейной коммутации. Такая коммутация называется замедленной. Плотность тока в этом случае неодинакова. [8].
Обычно индукция внешнего поля в зоне коммутации устанавливается такой, что ЭДС превышает . Процесс изменения тока ускоряется, как это показано на рисунке 4.1, 3. Поэтому такая коммутация называется ускоренной.
Рисунок 5.1 – Характеристики прямолинейной, замедленной и ускоренной коммутации
5.2 Оценки и критерии коммутационного процесса
Коммутация с искрением приводит к износу щеток, потерям мощности, повышению температуры щеточно-коллекторного узла, порче рабочей поверхности коллектора и пр. Поэтому коммутация с интенсивным искрением не допускается. Согласно государственному стандарту искрение под сбегающим краем щетки оценивают согласно таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Искрение под сбегающим краем щетки
| Степень искрения | Характеристика искрения | Состояние коллектора и щеток |
| 1 | Отсутствие искрения (темная коммутация) | Нет почернения коллектора и нагара на щетках |
|
| Слабое точечное искрение под небольшой частью щетки | То же |
|
| Слабое искрение под большей частью щетки | Следы почернения на коллекторе, легко устраняемые протиранием поверхности коллектора бензином, а также следы нагара на щетках |
|
| Искрение под всем краем щетки. Допускается только при кратковременных толчках нагрузки и перегрузках | Следы почернения на коллекторе, не устраняемые протиранием поверхности коллектора бензином, а также следы нагара на щетках |
|
| Значительное искрение под всем краем щетки с наличием крупных и вылетающих искр. Допускается только для момента прямого (без реостатных ступеней) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей работы | Значительное почернение на коллекторе, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также подгар и разрушение щеток |
А.Б. Иоффе предложил критерий коммутации, назвав его фактором искрения
(5.1)
По вычисленным значениям 
находят степень искрения, как это показано на рисунке 5.2. [9].
Искрение и круговой огонь могут быть обусловлены и причинами, не связанными непосредственно с электромагнитными и коммутационными процессами. Одной из таких причин является загрязнение коллектора. Частицы угольной и медной пыли между его пластины приводят к возникновению токов утечки, которые разогревают и воспламеняют образовавшиеся мостики, в связи с чем появляется ионизированное облако.
Рисунок 5.2 – Оценка коммутации по фактору искрения
5.3 Способы улучшения коммутации
Щетки для электрических машин приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Щетки для электрических машин
| Обозначение марок щеток | Условное обозначение марок | Наименование групп марок | Преимущественная область применения |
| Г20 Г21 Г22 | 20 34 32 | Угольно-графитовые | Генераторы и двигатели с облегченными условиями коммутации и коллекторные машины переменного тока |
| Г3 611М 6110М | 43 88 56 | Графитовые | Генераторы и двигатели с облегченными условиями коммутации и контактные кольца |
Окончание таблицы 5.2
| Обозначение марок щеток | Условное обозначение марок | Наименование групп марок | Преимущественная область применения |
| ЭГ2А ЭГ24Ф ЭГ4 ЭГ8 ЭГ14 ЭГ51 ЭГ61 ЭГ71 ЭГ74 ЭГ4АФ ЭГ85 | 12 68 14 18 41 51 61 71 74 79 85 | Электрографитированные | Генераторы и двигатели со средними и затрудненными условиями коммутации и контактные кольца |
| М1 М3 М6 М20 МГ МГ2 МГ4 МГС5 МГС0 | 81 83 86 93 17 82 19 9 21 | Металлографитные | Низковольтные генераторы и контактные кольца |
Путь уменьшения добавочного тока - увеличение контактного сопротивления 
– связан с выбором щеток соответствующего типа.
В тяговых машинах, работающих в тяжелых условиях коммутации, используют, как правило, электрографитированные щетки. В таблице 5.3 приведены электрографитированные щетки тяговых машин.
Таблица 5.3 – Электрографитированные щетки
|
| Плотность тока, | Переходное падение напряжения на пару щеток, В | Максимальная окружная скорость коллектора, м/с | Давление, | Коэффициент трения | Износ за 50 ч работы при
|
| ЭГ-2А | 10 | 2,6 | 45 | 2-2,5 | 0,23 | 0,15 |
| ЭГ-4 | 12 | 2 | 40 | 1,5-2 | 0,2 | 0,25 |
| ЭГ-14 | 11 | 2-3 | 40 | 2-4 | 0,25 | 0,15 |
| ЭГ-61 | 13 | 3 | 60 | 3,5-5 | 0,2 | 0,15 |
| ЭГ-74 | 15 | 2,7 | 50 | 2,5 | 0,2 | 0,12 |
| RE-59NI | 10 | 2,4 | 60 | 3,5 | 0,1 | 0,1 |
| E9-14D | 10 | 1,9 | - | 3,5 | 0,15 | - |
Марки щеток
не более, ммУсловия прохождения тока через контактную поверхность щеток марки ЭГ различны при малых и больших плотностях тока, как это показано на рисунке 5.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
