Табл. 2.-Основные данные для расчета щеток в динамомашинах пост. тока.

Табл. 3.-Щетки завода Электроуголь (ст. Кудиново, Московской губ.).

потери при данных ампервитках и средней длине обмотки прямо пропорциональны плотности тока. При выборе плотности тока исходят лишь из соображений допустимых температур нагревания обмоток, т. к. джоулевы потери, особенно в мошных машинах, не играют большой роли. Среднее повышение температуры равняется

где C -эмпирический коэфф., а -УД. поверхность охлаждения в см на 1 W потерь,

а, = vff+v (/i 11-потери от гистерезиса в сердечнике и полюсном наконечнике, - поверхность охлаждения в см). Коэфф. C j составляет: для открытых машин 450-i-550, для машин с нодшипниковыми шитами 550-f-650, для защищенного типа машин (полузакрытых) 650-750, для совершенно закрытых-1 300 и выше. Плотность тока s колеблется в границах от 1,2 до 2,5 А. В последовательной обмотке возбуждения сечение

0= -мм. Плотность тока может быть вычислена, если известны средняя длина витка l j и джоулевы потери W, по ф-ле:

5 700 Wn

~ (l + 0,00i j) I-W-lm

где W-число всех витков последовательной обмотки. Плотность тока колеблется в сериесных генераторах в пределах 1-1-1,7 А/мм, а в двигателях с перемежающейся нагрузкой (например, в трамвайных, же.чезнодо-рожных, храповых)-23 А/мм.

Обмотка возбуждения образуется или из круглой медной проволоки или из прямоугольной, наматываемой на ребро. Круглая проволока идет на намотку полюсных катушек, гл. обр., шунтовых машин, прямоугольная-на катушки вспомогательных полюсов и возбудительную обмотку последовательных машин. Изолированная медная проволока наматывается на особые гильзы, к-рые изготовляются либо из изолирующего вещества (пропитанного прессованного картона, изолита и т. п.) либо из жести. Гильза на-I девается на сердеч-

ник и удерживается на нем выступающими краями полюсного наконечника или особыми шпильками. Для лучшего охлаждения обмотки 1сату-шки делают б. ч. не толще 4-5 см. Иногда приходится подразделять ее на части в поперечном или продольном направлении или и в том и в другом, чтобы увеличить площадь охлаждения (фиг. 58). В закрытых трамвайных двигателях применяются катушки из изолированного медного провода прямоугольного или квадратного сечения. Катушки изолируются хлопчатобумажной лентой и пропитываются, сперва под вакуумом и затем под давлением, особой изолирующей (так называемой компаундной) массой, заполняющей все пустоты катушки, так что после осты-

Фиг. 58.

вания катушка представляет собою как бы сплошной монолитный блок. Компаундирование катушек делается с целью улучшения отдачи тепла и предохранения их от сырости. Катушка поддерживается на полюсе особыми металлическ. рамами, насаженными на полюсный башмак. С другой стороны меледу катушкой и внутренней поверхностью корпуса двигателя закладываются особые плоские пружины для амортизации ударов, происходящих от сотрясения вагона.

Щетки и щеткодержатели. Размер потребной поверхности щеток находится в прямой зависимости от плотности тока s на контактной поверхности. Чем выше выбранная плотность тока, тем лучше условия коммутации. Тем не менее приходится держаться извести, границ, во избежание чрезмерных потерь от переходного сопротивления щеток. Большая плотность тока в щетках имеет еще и то положительное значение, что с уменьшением поверхности щеток уменьшается трение. В табл. 2 и 3 приведены основные данные, относящиеся к наиболее употребительным щеткам для нормальных электрических машин. Значения падений напрялсения в щетках для предварительных расчетов приведены в табл. 4. Щеткодержатели изгото-

Табл. 4.- Падения напряжения в контактах щеток.

Фиг. 59.

вляются из латуни и состоят из обоймы, закрепленной неподвижно на щеточном болту, и обоймы с гнездом для щетки. Обе обоймы связаны между собой регулируемой пружиной, к-рая нажимает в некоторых конструкциях одним концом непосредственно на щетку. На фиг. 59 и 60 изображены щеткодержатели харьковск. з-да ГЭТ. Первый из них, для металлич. щеток, позволяет регулировать натяжение соединительной пружины поворотом неподвижной обоймы на известный угол; на втором регулирование достигается поворотом рычалс-ка на храповике. Чтобы обеспечить твердое положение щеток, щеточные болты, на к-рые они насажены, закрепляются в щеточной раме, сидящей на неподвижной части машины. Болты изолированы от рамы, но

Фиг. 60.

в то же самое время д. б. соединены между собой через один металлический проводник, что достигается при помощи собирательных колец, соединяющих щеточные болты одного и того же знака. Собирательные кольца соединены гибкими проводами с зажимами мащины. Если мащина не имеет добавочных полюсов, то щеточная рама устраивается подвижной.

VII. Потери в Д. постоянного тока. Преобразование механической работы в электрическую в генераторе и электрической в механическую в двигателе сопровождается целым рядом потерь, вследствие которых часть работы бесполезно превращается в тепло. Все эти потери можно подразделить на следующие виды: 1) механические, 2) электрические, 3) магнитные, 4) дополнительные.

1. Механические потери складываются из потерь от трения в подщипниках, от трения щеток о коллектор и от трения вращающихся частей о воздух. Потери от трения в главных подщипниках могут быть определены по формуле (в W):

Р = 9,81 }л-д -v где коэфф-т трения, Q-давление в кг, -окруншая скорость щейки вала в м/ск. Потери в щарикоподщипниках можно вычислить по формуле (в W):

Р 0,015

где В-диаметр окружности через центры щариков. Потери на трение о воздух не поддаются точному вычислению. Потери на трение щеток о коллектор могут быть вычислены по формуле (в W):

Р = 9,81 -lb-Qb-Fb- Vj где Яб-коэфф. трения щеток, е?-УД- нажатие щеток в кг/см, Fj-площадь поверхности соприкосновения всех щеток, г.-окружная скорость коллектора. Для медных щеток:

Qb = 0,10 0,30 кг/см; = 0,30 0,35 ; для угольных:

Qb = 0,12 0,15 кг/см; fi = 0,25 0,35. В тяговых двигателях удельное нажатие щеток примерно в два раза больше. По данным Паршаля и Хобарта, общие потери от трения в Д. составляют: от 1 до 3% мощности при 400-60 kW и 300-1 500 об/м. в быстроходных и от 0,8 до 2% мощности при 500 - 50 kW в тихоходных машинах.

2. Электрические потери слагаются из джоулевых потерь в обмотках якоря и возбуждения, потерь от переходного сопротивления щеток и добавочных в обмотке якоря от токов Фуко.

3. Магнитные потери бывают: на гистерезис и на токи Фуко. Потери на гистерезис P/J м. б. вычислены по ф-ле Рихтера:

/ Втах , д f {В, х\

P. = a.,L

i ~ 100 V ]

W/кг,

100 10 ООО 100 V10 ооо; где а и ft-коэфф-ты, зависящие от качества динамной стали, /-частота тока в пер/ск. Потери на токи Фуко Р,, в машинах пост, тока м. б. вычислены по ф-ле:

где е-уд. сопротивление листовой стали в iJ MMJM, д-толщина листовой стали в см.

4. Дополнительные потери. Кроме рассмотренных, имеется целый ряд добавочных потерь, не поддающихся точному учету ни теоретическ. ни экспериментальным путем. Согласно нормам VDE, ко всем подсчитанным потерям предлагается добавлять известный процент для учета этих дополнительных потерь. Для компенсированных машин постоянного тока установлено 0,5%, а для остальных 1%. Кпд у дипамомашин постоянного тока определяется как отношение отдаваемой мощности к получаемой, при чем получаемая мощность составляется из отдаваемой плюс потери.

VIII. Предельные мощности Д. постоянного тона. Они определяются максимально допустимыми границами как механич., так и электрич. прочности материалов якоря и коммутатора. Подставляя в ф-лу, выражающую мощность на каждую пару полюсов,

N AS-ek-v р 20/

предельно допустимые величины для: линейной нагрузки якоря AS=700, окружной скорости якоря v = S0 mjck и напряжения между смежными коллекторными пластинами е=2Ь V, при компенсационной обмотке и добавочных полюсах, получаем (при частоте тока / ==50) отношение приблизительно равным 1 400 kWna пару полюсов. Видоизменив ту же ф-лу, получим произведение из мощности N на число оборотов п:

Nn = 3AS с/, - v . Подставив предельные величины, имеем:

Nn = 4,2 10 . Т. о., при числе оборотов п, изменяющемся от 4 200 до 100, имеем:

N. ,ax = 1 ООО 42 ООО kW. Обычно 2vw= 1,05-10, так как напряжение между пластинами коллектора принимается в 10-14 V., линейная нагрузка якоря AS= =300-1-500, v=50mjck. Вышеуказанные формулы действительны для обычно применяемой петлевой обмотки, в которой отношение числа пар полюсов к числу параллельных

ветвей - =1.

Величина напряжения на зажимах в Д. пост, тока ограничивается дойустимыми напряженилми между смежными пластинами коллектора и м. б. вычислена по ф-ле:

п к

где -окружная скорость коллектора в м/ск, -коллекторное деление в м. Принимая /=50 пер/ск., 1)=0,005 м, г;.=30 м/ск, e.= 20 V, получим U= 1 200 V. Выбирая меньшее число оборотов при данном количестве полюсов 2Р, т. е. уменьшая частоту тока /, можно рассчитать Д. на большее напряжение. Так, напр., для двухполюсных машин (2Р=2), принимая вышеуказанные предельные данные, получим для различных значений частоты тока / и соответствующих им оборотов следующие максимальные напряжения на зажимах динамомашины:

/= 50 25 10 5 пер/ск.

П=3 000 1 500 600 300 об/м.

г/ = 1 200 2 400 6 ООО 12 ООО V

в настоящее время генераторы пост, тока