Уровень радиопомех по мощности, Дб

Частота, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
По ГОСТ Р51318,14,1-99	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52
ЭГ-84М	56	58	55	43	42	46	49	48	40	48	44
ЭГ-84М с ДМ	46	47	42	35	34	36	37	36	38	42	38
ЭГ-84 УМК	55	59	54	42	41	47	50	47	41	47	43
ЭГ-84УМК с ДМ	45	48	41	36	35	37	38	35	39	41	37
Г-33 М	48	48	43	36	35	38	37	41	42	30	30
Г-33М с ДМ	46	47	38	33	33	38	32	32	36	27	26
Примечание: в числителе указаны уровень радиопомех при отсутствии смазывающих щеток, выполненных на основе дисульфида молибдена, в знаменателе – в случае их установки.

Таблица 7

Уровень радиопомех по напряжению, Дб

Частота, МГц	30	45	60	90	150	180	220	300
По ГОСТ Р51318,14,1-99	55	55,6	56,3	57,2	59,5	60,6	62,1	65
ЭГ-84М	42,4	41,4	45,4	48,4	37,9	37,5	31,3	28,8
ЭГ-84М с ДМ	38,4	34,4	41,4	38,4	33,9	33,5	26,3	21,8
ЭГ-84 УМК	38,4	30,4	39,4	42,4	32,9	32,5	29,3	25,8
ЭГ-84УМК с ДМ	38,4	30,3	39,2	42,4	32,9	32,5	26,3	21,8
Г-33М Г-33М с ДМ	46,4 43,4	44,4 41,4	49,4 47,4	48,4 45,4	41,9 41,9	40,5 30,5	34,3 27,3	30,8 22,8
Примечание: в числителе указаны уровень радиопомех при отсутствии смазывающих щеток, выполненных на основе дисульфида молибдена, в знаменателе – в случае их установки.

Исследование влияния смазывающих щеток на тепловое состояние ЩКА

  В процессе экспериментов проводился постоянный контроль температуры всех элементов ЩКА при помощи тепловизора Testo.

На рис. 19-20 приведены термограммы наиболее нагретых частей контактных колец при отсутствии смазывающих щеток для режима 80% нагрузки. Наиболее нагретая щетка расположена на кольце отрицательной полярности, температура которой составляет 112^оС. Максимальная температура положительного кольца составляет 97^оС.

а)	б)

Рис. 19. Термограмма ЩКА (кольцо положительной полярности) для случая отсутствия (а) и установки (б) смазывающих щеток

а)	б)

Рис. 20. Термограмма ЩКА (кольцо отрицательной полярности) для случая отсутствия (а) и установки (б) смазывающих щеток

Установка смазывающих щеток (рис. 19 б, 20 б), выполненных на основе дисульфида молибдена позволила снизить температуру ЩКА за счет снижения коэффициента трения щеток: температура наиболее нагретых щеток на кольцах положительной полярности уменьшилась на 10^оС, на кольцах отрицательной полярности – на 13^оС.

Надо отметить, что аналогичные данные были получены нами на коллекторных двигателях переменного тока мощностью 2,4 кВт с материалом меди коллектора марки ПКМС (медь с добавкой серебра) (табл. 8) [7].

Установка смазывающих щеток позволила снизить температуру коллектора в режиме холостого хода на 28^оС и для случая работы под нагрузкой на 15^оС.

Таблица 8

Рабочие характеристики коллекторного двигателя переменного тока (коллектор из меди с добавкой серебра ПКМС)

Параметры	Без смазывающей щётки				Установлена СЩ
Момент на валу М2, Н×м	0	10	20	30		0		10	20	30
Потребляемая мощность Р1, Вт	1050	1450	1870	2320		1070		1500	1900	2300
Потребляемый ток I, А	5	7,2	9,4	10,6		5,2		7,4	9,5	11,6
Частота вращения n, об/мин	5784	5082	4800	4482		5824		5166	4735	4448
Уровень искрения, балл	1 ½	1 ½	2	2		2		2	1 ½	1 ½
Температура коллектора, ^оС	112			122	84					107

Заключение

 Проведенные исследования с установкой смазывающих щеток на основе использования дисульфида молибдена в ЩКА турбогенератора ТВВ 320 2У3 показали, что их использование позволяет:

– Снизить износ токоведущих щеток: у щеток марки 6110 ОМ^+М в 1,2 раза, а у ЭГ2 А^+М соответственно в 2,1 раза;

– Уменьшить неравномерность распределения тока по параллельно работающим щеткам за счет стабилизации дуги контактирования токоведущих щеток;

– Снизить температуру ЩКА за счет снижения коэффициента трения щеток.

Ремонт и эксплуатация коллекторных машин переменного тока. Лекция (2 часа)

Специфика этих машин – что качество коммутации оценивается по дополнительным величинам: реактивной и трансформаторной ЭДС.

В том случае, когда U>110B реактивная ЭДС трансформаторная ЭДС, то коммутация будет удовлетворительная (не > 2 баллов).

В коллекторных машинах переменного тока наряду с искрением гостируется уровень сетевых и полевых радиопомех.

Сетевые радиопомехи - это те, которые создаются в электрической машине за счет помех сети, от которой работает машина.

 Полевые радиопомехи - это те, которые распостраняются вокруг самой машины. 

Наличие трансформаторной ЭДС накладывает определённые ограничения на щеточные перекрытия.

Опытные исследования показывают:

Величина тока, которая определяется трансформаторной ЭДС составляет (5-6)номинала, поэтому при большом щёточном перекрытии наблюдается раскол сбегающего края щётки, под действием искрения и джоулевых потерь за счёт нагрева, в связи с чем приходится ограничивать щёточное перекрытие.

Обрезка полюсных наконечников

 

Таблица 4.1. Влияние обрезки полюсных наконечников на рабочие характеристики и износ щеток МШУ-1,6-230

№	Доработка машины	Число витков обмотки возбуждения	Холостой ход				Номинальная нагрузка							Средний износ щеток за цикл, г
			I1, А	n, об/мин	Р1, Вт	cos φ, о.е.	I1, А	n, об/мин	Р1, Вт	cos φ, о.е.	η, о.е.	Р2, Вт	М, кгс·см	Верхняя щетка	Нижняя щетка
1	Штатная МШУ	90	2,5	6344	540	0,98	8,0	4660	1580	0,89	0,75	1200	25	0,05	0,06
2	Обрезка 3 мм на сторону	93	2,7	6840	590	0,99	8,5	4360	1750	0,93	0,64	1120	25	0,039	0,036
3	Обрезка 4 мм на сторону	96	2,5	6430	530	0,99	8,0	4155	1580	0,92	0,67	1129	25	0,047	0,043

Обрезка полюсных наконечников делается для того, чтобы коммутируемая секция не попадала в зону действия главных полюсов; улучшает коммутацию.

 

Таблица 4.2. Влияние обрезки полюсных наконечников на уровень сетевых радиопомех и искрение МШУ-1,6-230

№	Частота, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30	Искрение в  баллах по ГОСТ 183-74
1	Допустимый уровень радиопомех по ГОСТ  Р 51318.14.1-99, дБ	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52	Верхняя щетка	Нижняя щетка
2	Штатная МШУ, Wв=90	54	55	44	38	41	44	48	47	48	41	44
3	Обрезка 3 мм на сторону, Wв=93	51	51	41	37	36	37	38	41	51	30	35
4	Обрезка 4мм на сторону, Wв=96	52	54	42	36	36	36	39	42	50	30	33

 

Обрезка полюсных наконечников не оказывает существенного влияния на уровень радиопомех. Но по искрению показатели улучшаются.

 

 

Скос полюсных наконечников

Таблица 4.3. Влияние скоса полюсных наконечников на рабочие характеристики МШУ-1,6-230

№	Доработка машины	Холостой ход				Номинальная нагрузка
		I1, А	n, об/мин	Р1, Вт	cos φ, о.е.	I1, А	n, об/мин	Р1, Вт	cosφ, о.е.	η, о.е.	Р2, Вт	М, кгс·см
1	Штатная МШУ, Wв=90	2,6	6587	575	0,99	7,8	4348	1550	0,9	0,73	1136	25
2	Скос на 5 мм, Wв=94	2,5	6547	520	0,97	7,6	4240	1550	0,92	0,71	1108	25
3	Скос на 7 мм, Wв=94	2,6	6770	560	0,98	8,0	4135	1600	0,91	0,68	1080	25

 

Таблица 4.4. Влияние скоса полюсных наконечников на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

№	Частота, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30	Искрение в  баллах по ГОСТ 183-74
1	Допустимый уровень радиопомех по ГОСТ  Р 51318.14.1-99, дБ	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52	Верхняя щетка	Верхняя щетка
2	Штатная МШУ, Wв=90	50	50	41	33	30	33	35	40	42	34	49	2
3	Скос на 5 мм, Wв=94	51	50	41	33	33	34	36	39	50	24	33
4	Скос на 7 мм, Wв=94	50	51	42	34	32	34	36	41	52	27	26		2
5	Скос на 9 мм (2/3 зубцового деления), Wв=96	53	52	43	38	36	40	43	47	50	35	28	2	2

 

Скос полюсных наконечников не оказывает существенного влияния на уровень радиопомех.

 

Изменение величины воздушного зазора

Таблица 4.5. Влияние величины воздушного зазора на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

Номер машины	Частота, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
	Допустимый уровень радиопомех по ГОСТ Р 51318.14.1-99, дБ	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52
22	Штатная МШУ, Wв=90,  воздушный зазор: ротор - полюсный наконечник 0,5 мм	51	53	46	36	37	39	42	44	47	30	32
	Расточка статора, Wв=95, воздушный зазор: ротор - полюсный наконечник 0,67 мм	51	53	45	34	37	39	43	43	47	29	36
26	Штатная МШУ, Wв=90, воздушный зазор: ротор - полюсный наконечник 0,5 мм	52	55	46	38	36	38	42	42	45	25	32
	Проточка ротора, Wв=90, воздушный зазор: ротор - полюсный наконечник 0,57 мм	52	54	46	37	35	38	41	43	45	23	26
	Проточка ротора, Wв=90, воздушный зазор: ротор - полюсный наконечник 0,62 мм	52	56	47	38	39	40	42	43	46	26	31
	Расточка статора + Проточка ротора, Wв=90, воздушный зазор: ротор - полюсный наконечник 0,8 мм	52	54	48	39	36	38	41	43	46	31	35

Изменение величины воздушного зазора не оказывает существенного влияния на уровень радиопомех.

 

Расширение шлица паза якоря

Таблица 4.6. Влияние расширения шлица паза якоря на рабочие характеристики МШУ-1,6-230

Доработка машины	Холостой ход				Номинальная нагрузка
	I1, А	n, об/мин	Р1, Вт	cos φ, о.е.	I1, А	n, об/мин	Р1, Вт	cosφ, о.е.	η, о.е.	Р2, Вт	М, кгс·см
Штатная МШУ, Wв=90, аШ=2,3	2,75	6950	585	0,97	7,5	4460	1600	0,97	0,662	1060	25
Расширение шлица, Wв=90, аШ=4	2,85	7020	620	0,99	7,8	4450	1600	0,93	0,69	1105	25
Расширение шлица, Wв=90, аШ=5	2,9	7142	640	0,99	8,1	4145	1640	0,92	0,732	1200	25
Расширение шлица, Wв=95, аШ=5	3	7047	620	0,94	8,2	4534	1720	0,95	0,62	1065	25

Расширение шлица паза якоря положительно влияет на уровень искрения.

Таблица 4.7.Влияние расширения шлица паза якоря на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

№	Частота, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
1	Допустимый уровень радиопомех по ГОСТ Р 51318.14.1-99, дБ	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52
2	Штатная МШУ, Wв=90, аШ=2,3	50	51	45	38	39	40	43	46	50	34	35
3	Расширение шлица, Wв=90, аШ=4	54	48	40	37	37	38	43	46	47	31	33
4	Расширение шлица, Wв=90, аШ=5	53	55	49	40	38	41	43	48	49	32	37
5	Расширение шлица, Wв=95, аШ=5	52	54	46	37	40	42	44	49	51	33	30
6	Расширение шлица, Wв=95, аШ=6	53	55	48	40	40	42	45	48	52	31	31

Расширение шлица паза якоря не оказывает существенного влияния на уровень радиопомех.

 

Замена равносекционной обмотки на ступенчатую

Таблица 4.8 Рабочие характеристики МШУ-1,6-230 при замене равносекционной обмотки на ступенчатую

№	Характер доработки МШУ 1,6-230	Работа на холостом ходу				Работа при номинальном моменте
		I, А	n, об/мин	Р, Вт	cosφ, о.е.	I, А	n1, об/мин	Р1,Вт	cosφ, о.е.	η, %
1	Штатное исполнение якоря (якорь-свидетель)	2,73	6325	580	0,97	7,93	4288	1580	0,905	66
2	Ступенчатая обмотка якоря №1	2,8	6025	600	0,97	8,2	4166	1680	0,93	61
3	Ступенчатая обмотка якоря №2	2,9	6085	600	0,94	8,5	4188	1720	0,92	60
4	Ступенчатая обмотка якоря №3	2,9	6128	600	0,94	8,35	4125	1700	0,925	59

 

Замена обмотки на ступенчатую приводит к удлинению обмотки, что уменьшает поток, увеличивает ток и мощность.

 

Таблица 4. 9Влияние замены равносекционной обмотки на ступенчатую на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

Характер доработки МШУ №	Частота радиопомех, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
1	Уровень радиопомех по ГОСТ Р51318-14.1-99, Дб	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52
2	Штатное исполнение якоря (якорь-свидетель)	52	55	43	40	44	43	48	49	50	46	41
3	Ступенчатая обмотка якоря №1	52	54	42	39	41	38	43	45	42	39	38
4	Ступенчатая обмотка якоря №2	51	52	42	38	39	38	42	45	42	41	36
5	Ступенчатая обмотка якоря №3	52	55	44	39	40	40	44	47	47	37	33

Замена обмотки на ступенчатую не оказывает существенного влияния на уровень радиопомех, большее влияние заметно на частотах более 22МГц, т.к. ступенчатая обмотка снижает искрение.

 

Влияние шёточного перекрытия

 

Таблица 4.10 Влияние щеточного перекрытия на уровень сетевых радиопомех

№	Условное обозначение машины	Марка щетки	Сечение, мм*мм	Уд. давл., г см^2	, о.е.	Частота, МГц
						0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
1	11	ЭГ-74	8х16	280	1,2	50	40	21	18	18	25	31	39	49	26	26
			6,3х16	280	1,11	50	39	20	19	29	37	41	45	49	36	33
			5х16	290	1,04	51	38	22	22	32	41	45	50	52	37	38
2	Г1	ЭГ-74	8х16	280	1,2	51	52	43	33	33	34	37	39	46	32	29
			6,3х16	280	1,11	51	50	41	32	29	31	36	40	43	32	29
			5х16	290	1,04	50	50	42	33	30	32	37	41	45	31	30
3	Г1	ЭГ-74	8х16	280	1,2	49	51	42	35	35	37	39	42	46	32	31
			8х12,5	280	1,2	48	50	41	34	35	39	39	42	46	33	31
			8х10	290	1,2	52	53	43	37	36	37	41	42	47	32	30
4	Г1	Г-33М	8х16	350	1,2	48	49	40	32	32	33	35	41	48	36	30
			6,3х16	360	1,11	49	47	38	31	31	33	35	39	47	33	30
5	27	Г-33М	8х16	350	1,2	47	36	20	19	20	23	32	35	44	27	26
			6,3х16	360	1,11	48	46	37	36	37	37	38	40	46	33	33

 

Таблица 4.11 Результаты экспериментов МШУ-1,6-230 по оценке влияния щеточного перекрытия

№	№  машины	Марка щеток	Сечение, мм*мм	уд. давл., г см^2	,  о.е.	Ixx, А	nхх, об/мин	Р1хх, Вт	Iном, А	nном, об/мин	Р1ном, Вт	Р2, Вт	h, о.е.	Коммутация	Износ щеток, мм
															верхняя	нижняя
1	11	ЭГ-74	8х16	280	1,2	2,8	6960	600	8,5	4350	1720	1161	0,675	2	0,26	0,22
			6,3х16	208	1,11	2,8	6450	620	8,4	4250	1680	1135	0,675	2	0,22	0,21
			5х16	290	1,04	2,8	6538	580	8,3	4180	1630	1116	0,685	2	0,33	0,36
2	Г1	ЭГ-74	8х16	280	1,2	3,0	6560	640	8,6	4308	1780	1150	0,646	1 ½	0,3	0,33
			6,3х16	280	1,11	2,8	7200	600	8,5	4270	1760	1140	0,648	1 ½	0,29	0,28
			5х16	290	1,04	2,8	7160	600	8,5	4330	1700	1156	0,680	1 ½	0,4	0,39
3	Г1	ЭГ-74	8х16	280	1,2	3,0	6843	640	8,6	4289	1700	1145	0,674	1 ½	0,5	0,39
			8х12,5	280	1,2	2,9	6900	620	8,7	4337	1710	1158	0,677	2	0,5	0,39
			8х10	290	1,2	2,8	7130	610	8,3	4410	1670	1177	0,705	2	0,66	0,42
4	Г1	Г- 33М	8х16	350	1,2	2,8	6800	640	8,5	4231	1690	1130	0,668	1 ½	0,27	0,21
5	Г1	Г-33М	6,3х16	360	1,11	3,0	7030	600	8,4	4330	1620	1156	0,714	1 ½	0,17	0,16
6	27	Г-33М	8х16	350	1,2	3,1	6300	640	8,8	4145	1750	1106	0,632	1 ½	0,29	0,24
			8х10	360	1,1	3,0	6434	625	8,7	4138	1700	1104	0,650	1 ½	0,26	0,22

 

Уменьшение щёточного перекрытия увеличивает уровень радиопомех, но это явление зависит от механики коллектора, т.е. при идеальной геометрии коллектора влияния на уровень радиопомех не будет.

Замена марки щёток

Таблица 4.12 Результаты испытаний по оценке влияния марок щеток на характеристики МШУ-1,6-230

№	Марка щетки	Сечение щетки, мм	Уд. давление, г/см^2	Режим холостого хода			Параметры соответствующие номинальному моменту на валу			Балл коммутации	Износ щеток за 3,5ч машинного времени
				Ixx, А	nхх, об/мин	P1xx, Вт	Iном, А	nном, об/мин	P1ном, Вт		верхняя	нижняя
1	ЭГ-74	6,3x10	335	2,65	6885	575	8,6	4183	1750	1 ½	0,32	0,27
2	ЭГ-841	6,3x10	335	2,7	7108	580	8,7	4374	1820	1 ½	0,31	0,26
3	ЭГ-61А	6,3x10	335	-	-	-	-	-	-	1 ½	0,3	0,35
4	Эг-84УМК	6,3x10	335	3,2	7090	680	8,6	4300	1720	1 ½	0,27	0,3

 

Таблица 4.13 Результаты испытаний по оценке влияния марок щеток на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

№	Марка щетки	Сечение щетки, мм	Уд. давление на щетку, г/см^2	Уровень сетевых радиопомех, дБ при частоте
				0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
1	ЭГ-74	6,3x10	335	50	44	37	31	37	32	38	41	48	31	32
2	ЭГ-841	6,3x10	335	49	51	41	33	29	30	34	38	40	26	18
3	ЭГ-61А	6,3x10	335	49	38	21	19	19	21	27	37	39	28	20
4	ЭГ-84УМК	6,3x10	335	49	50	40	33	32	33	34	39	43	35	22

 

 

Из анализа таблицы можно сделать вывод, что марка щётки влияет на уровень радиопомех и характеристики. Можно подобрать щётку ЭГ-61А, которая будет активно снижать уровень радиопомех. Снижение уровня радиопомех данной щётки обуславливается её высокой виброустойчивостью.

 

Замена конструкции щётки

Таблица 4.14 Влияние замены конструкции щетки на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

№	Гц	0,15	0,25	0,5	1	1,5	3	6	10	20	25	30
1	Штатная щетка ЭГ-74	92	83	71	61	61	65	74	68	71	67	66
2	Составная щетка ЭГ-74	84	71	60	56	57	58	63	55	58	50	50

Замена сплошной щётки на составную даёт уменьшение помех по всем частотам, что объясняется улучшением механических свойств, так же составная щётка за счёт дополнительного сопротивления улучшает коммутацию.

 

Пропитка щёток

Таблица 4.15 Результаты пропитки щеток суспензией фторопласт-4, лаком МЛ-32 и коллоидным графитом МШУ-1,6-230

№	Вид Пропитки	Износ щеток, гр		Снижение износа щетки	Частота, МГц
		по исслед. циклу			0,16	0,24	0,55	1,0	1,4	2,0	3,5	6,0	10,0	22,0	30,0
					Уровень радиопомех по ГОСТ Р51318-14.1-99, ДБ
		Верх.	Нижн.	%	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52
1	До пропитки	0,0485	0,105	21	51	49	44	34	34	38	40	44	51	35	46
2	Пропитка Фторопласт-4	0,0404	0,083		51	50	40	35	35	38	40	45	49	29	41
3	До пропитки	0,046	0,061	13	49	48	40	35	39	36	39	40	49	26	25
4	Пропитка Лак МЛ-32	0,0427	0,054		50	46	36	32	36	32	33	39	50	33	27
5	До пропитки	0,039	0,035	17	53	52	46	36	34	36	39	43	56	36	37
6	Пропитка Коллоидный графит	0,034	0,030		52	49	42	33	32	33	32	37	47	28	24

 

Таблица 4.16 Влияние прикатки щёток на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

№	Частота радиопомех, МГц	Уровень радиопомех до поднятия щёток	Время прикатки щёток, час
			0	1	2	3
1	0,16	61	64	64	64	64
2	0,24	62	64	64	64	64
3	0,55	54	57	57	57	54
4	1,0	46	53	48	49	47
5	1,4	49	56	51	51	49
6	2,0	50	59	53	52	52
7	3,5	56	63	56	56	54
8	6,0	50	64	59	58	56
9	10	53	68	63	61	60
10	22	44	61	55	47	47
11	30	42	60	53	46	46

Пропитка снижает износ щёток, и обеспечивает виброустойчивость. Минус метода - дополнительные технологические операции и обработка щёток. Более оптимален для пропитки коллоидный графит. Но активного влияния на уровень радиопомех пропитка не оказывает.

 

Влияние политурной плёнки

Таблица 4.17 Влияние политурной плёнки на уровень сетевых радиопомех МШУ-1,6-230

№

№ машины

А1

26

Е1

28