Способ определения потерь натрение щеток

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 813600 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликГааударстееикцй камитет СССР па делам изааретенх и вткрмтнй(54) спосов опРеделения потеРь НА ТРЕНИЕ ЩЕТОК р регИт -Изобретение относится к электромашиностроению, а именно - к испытаниям иисследованиям электрических машин с уздами щеточного токосьема.Известен способ определения потерь5на трение щеток электрической машины,включающий электрические измерения навращающейся машине (.11,Недостатками этого спо оба являютсянеобходимость специального оборудования(тарированная электрическая машина) иневысокая точность.Цель изобретения - упрощение и повышение точности.Указанная цель достигается тем, чтопри определении потерь на трение щеток,включающем электрические измерения навращающейся машине, через узел щеточного токосьема пропускают ток и в двухразличных по значению тока режимах, через одно и то же время работы,. измеряют электрические потери узда.Р и Р, исуществующие перегревы 9 и 6 контактной поверхности над температурой окру 2жающей среды, а потери на трение щетокопределяется по формуле С целью дальнейшего упрощения одно из двух значений тока через узел токосьема может быть принято равным нулю (например Р =О), а потери на трение Шеток определяются по формуле На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.На статоре 1 электрической машиныустанов,ена траверса 2 с щеткодержателями 3 и щетками 4, Электрические провода 5 и 6 соединяют щетки с источником 7 тока (например источником постоян-.ного тока, как показано на чертеже), Последовательно в эту электрическую цепь55 Р+Р:К( - ):КО ъ + Р:(+. -1 )=КО 2 Т 2.М 02 3соединены амперметр 8, реостат 9 ивключатель 10 (последний в отключенномсостоянии), параллельно - вольтметр 11.На роторе 12 электрической машины установлены контактные кольца 13, вывоаные шп,чльки 14 которых на время эксперимента Отключены от обмотки ротора исоединены друг с другом электропроводящей перемычкой 15.Определение потерь на трение щеток 1 оданным способом производится следующимобразом.Ротор 12 приводится во вращение сноминальной скоростью, включается. включатель 10 и реостатом 9 черезузел щеточного токосьема устанавливается ток 3 (измерение производится амперметром 8). При эом вольтметром 11фиксируется также напряжение Ц нащетках. В режиме неизменного токазоработа продолжается некоторое определенное время, например 30 мин, после че=овключатель 10 выключается, ротор 12быстро останавливает:я и к поверхности16 одного из контактных колец 13 плотно прижимается температурный индикатор,например термопара 17, которая, в,це- -лях более точной фиксации температуры,с внешней стороны покрывается теплоизолятором 18( например куском материи),Показание термопарыфиксируется милливольтметром 19, Температура окружающей среды 1 офиксируется термометром 20,По данным измерений определяются электрические потери коктактногс узлаР = 3 О и перегрев поверхности контак ".35тного кольца Р = ФоПосле этого выдерживается некотороевремя, необходимое для остывания контактных колец до температуры окружающей4 Осреды, Для сокрашения этого времениможно вращать ротор 12 с поднятыми отконтактных колец 13 щетками 4, послечего ротор следует остановить и щеткивновь установить на контактные кольцадля продолжения эксперимента, Затем45ротор приводится во вращение с номинальной скоростью, включается включатель 10 и реостатом 9 через узел-тще точного токосьема устанавливается ток3, измерение тока,7 произюдится ам 50перметром 8, Вольтметром 11 фиксируется напряжение У на щетках, В режименеизменного тока 3 работа продолжаетсятот же отрезок времени, что и в предыдушем опыте (т.е. в нашем примере,30 мин), после чего включатель 10 выключается, ротор 12 быстро останавливается и термопарой 17 аналогично предыдушему измеряется температура поверхности 16 контактного кольца 13. Показание термопары 1 г. фиксируется милли- вольтметром 19. Температура окружаюшей среды д 2 фиксируется термометром 20,По измеренным значениям определяются электрические потери контактного узла Р = Ч и и перегрев поверхности контактного кольца О.:г+-йо- . По результатам двух измерений вычисляются потери на трение щеток Р г по формуле В варианте предлагаемого способа одноиз двух значений тока через узел шеточного токосьема может быть принято равным нулю (например,Эу =О), Тогда Р =0и потери на трение щеток определяютсяпо формуле Обоснование предлагаемого способа определения. потерь на трение щеток следующее. При вращении контактных колец и прохождении тока через узел аеточного токосьема на поверхности контактного кольца имеют место два вида потерь- электрические и на трение щеток, которые выделяются в виде тепла и нагревают поверхность кольца. Иэ всех элементов узла щеточного токосьема контактное кольцо, изготовленное, как правило, из металла с высокой теплопроводностью, нагревается наиболее заметно от тепловых потерь, причем перегрев контактного кольца прямо пропорционален величине суммарных потерь в узле шеточного токосьема. Положим, вначале, что температура контактного кольца в режиме испытения каждым током доводится до своих практически установившихся значе- ний 6 у и Ф Тогда, обозначив соОтветствующие температуры окружающей среды через Ви и 0 и выразив неизвестный пока коэффициент теплового эквивалента потерь в кольце через К, получаем для этих двух режимов следую щую систему уравнений.( 1 9 - 82 35 Ввиду идентичных условий охлаждения(при одинаковой скорости вращения ипримерного равенства температуры окружающей среды при опытах с разными токами) для рассматриваемого кольца можно с достаточной точностью принять, чтозначения перегревов контактной поверх-.Фности в этих режимах 6., и 82 через любой одинаковый промежуток времени после начала испытания относятсятак, как 10установившиеся значения перегревов,т,е,Решая совместно уравнения (1) с учетом (2), получаем потери на трение щеток в20 виде функции от измеренных в опыте ве- личин Р 82- Р 2825 В частном случае, когда в одном из режимов ток через узел шеточного токосьема установлен равным нулю (следовательно, Р 2=0,), потери на трение щеток выра зятся в виде 6И, то можно получить усредненное значение потерь из суммы членов,и21ф-ЪМчто исключает случайные ощибки и заметно повышает точность экспериментального определения, Например при опытах с пятью различными значениями тока через узел щеточного токосьема для определения потерь на трение возможно усрец 2- 3-4 5нить=10 значений, полученных при йрйменении уравнения (3).Достигнутая в данном способе точность определения потерь на трение щеток вполне достаточная для инженерной практики.Преимуществами данного способа определения потерь на трение щеток является простота и высокая точность, возможность его осуществления в обычных лабораторных условиях с простейшими измерительными средствами без применения специального оборудования и при минимальном количестве испытателей. Использование в предлагаемом способе сочетания различных измерений позволяет еще более повысить точность и избежать случайных ошибок.Данный способ может быть рекомендован к применению в лабораторной и исследовательской практике для простого и точного определения потЕрь на трение щеток электрических машин самого широкого диапазона мощностей и скоростей вращения.50 Хотя принципиально более правильно в уравнениях ( 3) и (4) оперировать установившимися значениями перегревов Э и 823 , применение в предлагаемом способе значений о 1 и 92 сокращает вре мя испытания и делает способ более эффективным при достаточной для практиче,ских .случаев точности, Следует отметить что применение уравнения- (4) более просто, так как связано только с однократными электрическими измерениями по определению электрических потерь узла токосьема. С другой стороны, уравнение (3) дает более точные значения потерь на трение щеток, Эту точность можно еше более повысить, если увеличить количество опытов и, определив потери на трение из сочетания каждых двух опытов с электрическими измерениями, получить среднее значение потерь на трение делением суммы всех полученных значений на число принятых сочетаний, Таким образом, если число опытов с разными токами чевез,узел шеточного токосьема равно формула изобретения1. Способ определения потерь на трение щеток электрической машины, включающий электрические измерения на вращающейся машине, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, через узел токосьема пропускают ток, далее измеряют электрические потери узла Р и Р 2 и сущест вующие перегревы 9 и Д( контактной поверхности над температурой окружающей среды соответственно при двух различных по значению тока режимах, через одинаковое время работы узла, а потери на трение щеток определяются но формуле2. Способпоп. 1,отличаю щ и Й с я.тем, что, с целью дальнейшего упрощения, одно из двух значений тока через узел токосьема устанавливают рав7ным нулю (например Р=О), а потери натрение. щеток определяются по формулеРт1 а ФСоставитель В. Чернова едактор Е. Дорошенко Техред М.Рейвесф К тор М. Шарощи Т одписно Заказ осударственного изобретений и сква, Ж, Рафилиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 788/70НИИПИ по дела3035, М 8136008Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Жерве Г. К. Промышленные испытания электрических машин, М., Госэнер 5 гоиздат, 1959, с, 70-105. 730 Пкомитета СССРткрытийушская наб., д, 4/