Введение
.1 Условия и режимы работы твердощеточных систем токосъемаэлектрических машин различного назначения 9
1.2 Основные требования, предъявляемые к твердощеточным систе-мам токосъема электрических машин 14
1.3 Краткий обзор и анализ опубликованных в печати работ, посвя-щенных расчетно-теоретическим и экспериментальным исследованиям электрических, тепловых и механических характеристик сильноточного скользящего электрического контакта 15
1.4 Цель и основные задачи диссертационной работы 19
2 STRONG Физические процессы и явления в элементахсильноточного скользящего электрического
контакта тст электрических машин STRONG 22
2.1 Общие замечания и положения .. 22
2.2 Электрические процессы и электродинамические взаимодействияскользящем электрическом контакте 23
2.2.1 Анализ трехмерного стационарного электрического поля вщетке и зависимости ее сопротивления стягивания от размера,формы и расположения пятна проводимости 23
2.2.2 Оценка контактных давлений, числа и размеров пятенпроводимости на расчетной поверхности контактированиящетки Аа 39
2.2.3 Электродинамические взаимодействия между элементами конструкции скользящего электрического контакта 44
2.3 Тепловые процессы и явления в элементах скользящегоэлектрического контакта 51
2.3.1 Анализ распределения и количественная оценка максимального значения температуры внутри объема щетки 51
2.3.2 Определение максимальной температуры &тах и температурыконтактной поверхности &а в различных электрическихконтактах 61
2.3.3 Определение превышений температур поверхностей охлаж-дения щетки А&ащ и контактного кольца А&ак над температурой окружающей среды 0о 78
2.3.4 Тепловые схемы замещения скользящего электрического контакта для определения максимальной температуры внутриобъема щетки 0тах и температуры поверхности контактиро
вания &а 91
2.4 Физико-химические и триботехнические процессы в скользящемэлектрическом контакте105
2.4.1 Химические процессы на рабочих поверхностях элементов контактной пары 105
2.4.2 Виды проводимости скользящего электрического контакта 109
2.4.3 Триботехнические и динамические процессы в скользящемэлектрическом контакте120
2.5 Выводы 130
3 Экспериментальные исследования электрических, тепловых и механических характеристик систем токосъема электрическихмашин 144
3.1 Общие замечания и положения 144
3.2 Цели и задачи экспериментальных исследований 145
3.3 Описание физических моделей, лабораторных установоки устройств для комплексных исследований характеристикскользящего электрического контакта и систем токосъема
электрических машин 147
3.4 Методики проведения исследований и способы измерений 156
3.4.1 Методика определения электрических характеристик скользящего контакта и систем токосъема 156
3.4.2 Способы измерения интенсивности износа и коэффициентатрения элементов скользящего электрического контакта 158
3.5 Исследование падения напряжения в скользящем электрическомконтакте и в системах параллельно работающих щеток 159
3.5.1 Вольтамперные характеристики электрографитированных,металлографитных и металлических щеток в обычной воздушной среде 159
3.5.2 Однофакторные зависимости AUm от 5^, Fm и VK при 1Щ =const 165
3.5.3 Исследование влияния химического состава, температурыи влажности окружающей газовой среды на электрическиехарактеристики скользящего контакта 171
3.5.4 Оценка влияния числа параллельно работающих щеток натокораспределение и величину падения напряжения в систе-ме токосъема 180
3.6 Исследования интенсивности износа элементов сильноточ-ного скользящего контакта 191
3.6.1 Исследование влияния факторов воздействия на коэффициент трения ц различных контактных пар 191
3.6.2 Исследования влияния различных факторов воздействия на интенсивности износа элементов скользящего электрического контакта 197
3.7 Выводы 205
4 Методология трехфакторного мультипликативного математического моделированияэлектрических и механических характеристиксистем токосъема электрических машин
4.1 Общие замечания и положения 217
4.2 Планирование трехфакторного физического эксперимента 218
4.2.1 Выбор вида математической модели и анализ критериев оптимальности планов эксперимента для ее определения 218
4.2.2 Анализ традиционных трехфакторных планов эксперимента
первого порядка 223
4.2.3 Разработка нормированных многоуровневых ортогонально-
ротатабельных планов эксперимента 229
4.2.4 Методика и результаты реализации многоуровневых орто-
гонально-ротатабельных несимметричных планов эксперимента.. 235
% 4.3 Особенности определения и оценки адекватности и точности
мультипликативных математических моделей Дм и A/z 238
4.3.1 Определение коэффициентов и статистический анализ уравнения линейной регрессии238
4.3.2 Статистическая оценка точности мультипликативногоматематического моделирования 241
4.4 Выводы 244
5 Методологические основы практическогоиспользования математических моделейпадения напряжения в системе токосъема искорости износа ее элементов 247
5.1 Общие замечания и положения 247
5.2 Методология расчета и оптимизации параметров систем
токосъема электрических машин 248
5.3 Методология оценки технического состояния и прогнозированиянадежности работы систем токосъема электрических машин вразличных режимах их эксплуатации 254
5.3.1 Общие замечания и положения 254
5.3.2 Анализ существующих методов расчета и прогнозирования надежности элементов систем токосъема электрических машин... 256
5.3.3 Новый метод оценки вероятности безотказной работы щетки,учитывающий принципиальную множественность режимов ееэксплуатации в системе токосъема 268
5.3.4 Количественная оценка вероятности безотказной работысистемы токосъема по известным показателям надежности ееэлементов 273
5.4 Выводы280
Заключение 282
Литература 284
Приложение 1
