Выбор щеток и щеткодержателей

В машинах постоянного тока используют щетки трех основных групп:

• графитовые, марка Г;

• электрографитированные, марки ЭГ;

• меднографитовые, марки М, МГ, МГС.

Выбор марки щетки осуществляется с учетом внешних условий, в которых будет работать щетка, окружной скоростью коллектора и условий коммутации.

В машинах общего применения напряжением до 500 В при нормальных условиях

коммутации и скорости вращения коллектора (в данном расчет) используют щетки ЭГ4, ЭГ14, ЭГ71, Г1, Г3. Щеткодеражатели служат для обеспечения определенного положения щетки и создания нажатия на коллектор. Применяют коробчатые щеткодержатели, представляющие собой коробку прямоугольной или цилиндрической формы. Щетка может перемещаться в щеткодержателе в осевом направлении. Чаще всего применяют два типа щеткодеражателей: радиальный (см. рис. 22) с углом наклона оси щетки по отношению к поверхности коллектора и наклонный.

Рис. 22. Радиальный щеткодержатель

111. Исходя из рекомендаций, указанных выше, выбираем щетки электрографитированные ЭГ71 и радиальный щеткодержатель.

112. Ширина и длина щетки предварительно по (4.4)

примем

В соответствии с ГОСТом (по приложению 16м и согласно заданию) принимаем длина щетки

113. Ширина соприкосновения щетки с коллектором по (4.5а)

для радиального щеткодеражателя.

114. Поверхность соприкосновения щетки с коллектором по (4.6а)

115. Число щеток на один щеточный болт по (4.7)

где - число пар щеточных болтов,для волновой обмотки, рекомендуется, чтобытак как в этом случае уменьшатся осевая длина коллектора, примем.

- допустимая плотность тока под щеткой, для машин общего назначения, принимаем.

116. Поверхность соприкосновения всех щеток с коллектором по (4.6б)

117. Активная длина коллектора по(4.8в)

для машин общего применения

Проверка коммутации

При коммутации ток в секции обмотки якоря меняет свое значение от до(знак указывает направление тока). Такое резкое изменение тока вызывает искрообразование на коллекторе и под щетками. По степени искрения (устанавливаемой визуально) оценивают качество коммутации. Физические процессы коммутации очень сложны. Поэтому коммутационные параметры (ширину зону коммутации, число коллекторных пластин, перекрываемых щеткой и т.п.), обеспечивающие удовлетворительные условия коммутации, определяют по приближенным зависимостям, учитывая опыт работы существующих машин.

При расчете машин качество коммутации определяют по величинам реактивной э.д.с. и э.д.с. от поперечного поля реакции якоря, возникающих в коммутируемой секции и действующих согласно.

Если значение велико, применяют добавочные полюсы, обмотка которых создает поле, наводящее в короткозамкнутой секции обмотки якоря э.д.с. вращения, компенсирующую.

Если полностью компенсируется, т.е., то коммутация носит прямолинейный характер (рис. 23 кривая 1), если- замедленный характер (рис. 23 кривые 2 и 3), если- ускоренный характер (рис. 23 кривые 4 и 5).

Рис. 22. Кривые тока в коммутируемой секции якоря:

1 – прямолинейная коммутация; 2, 3 – замедленная; 4, 5 – ускоренная.

В настоящее время почти все машины постоянного тока выполняются с добавочными полюсами. В этом случае можно допускать большие значения линейной нагрузки якоря А, так как несмотря на некоторое увеличение веса из-за добавочных полюсов, общий вес машин уменьшается.

118. Реактивная э.д.с. коммутируемой секции по (4.9)

где - коэффициент, пропорциональный эквивалентной удельной магнитной проводимости паза, головок зубов, лобовых частей обмотки и бандажей.

Для полузакрытых овальных пазов (см. рис. 10)

119. Э.д.с. от поперечной реакции якоря по (4.11а)

где - магнитная индукция в воздушном зазоре в зоне коммутации, в результате действия поперечной реакции якоря по (4.12)

Согласно § 4.3 коммутацию можно считать удовлетворительной, однако, исходя из общих рекомендаций, выполняем машину с добавочными полюсами.

120. Ширина зоны коммутации по (4.13)

где - коллекторное деление, приведенное к якорю;

Проверяем приемлемость по (4.15в)

для машин общего применения,

т.е. соответствует рекомендуемой величине.