Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин»



жүктеу 63.15 Kb.
Дата11.03.2016
өлшемі63.15 Kb.
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра электрификации и автоматизации сельского хозяйства

Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин


Задания и методические указания по выполнению

контрольной работы для студентов высшего образования всех форм обучения

НОВОСИБИРСК 2015

Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин: задания и метод. указания по выполнению контр. работы / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; сост. А.Т. Калюжный – Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2015. – 8 c.

Утверждены методической комиссией Инженерного института НГАУ.

Рецензент: доцент к.т.н., доцент. Е.И. Гаршина.


Ответственная за выпуск: Е.И. Гаршина

© Калюжный А.Т. 2015

© Новосибирский государственный

аграрный университет, 2015

© Инженерный институт, 2015

Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин»

«Расчет стартерного пуска двигателя»


Назначение автомобильной аккумуляторной батареи:

  • запуск двигателя;

  • поддержание стабильного напряжения при изменении оборотов двигателя и сопротивления нагрузки в широких пределах;

  • электроснабжение потребителей при неработающем генераторе тока.

Основными параметрами стартерных аккумуляторов является электрическая емкость и максимальная отдаваемая в нагрузку мощность, величина которой определяется внутренним сопротивлением аккумулятора.

Температура электролита влияет на емкость аккумулятора - при понижении температуры электролита емкость уменьшается примерно на 1 % на каждый градус.При плотности электролита 1,25-1,27 и температуре ниже -45оС электролит внутри пластин превратится в воду, которая замерзнет и аккумулятор потеряет емкость. 

Изложенное поясняется на рис.1, где по оси абсцисс отложена температура аккумулятора, а по оси ординат (слева) – емкость аккумулятора при различной кратности тока разряда (цифры справа графика). За единицу принят ток разряда, численно равный номинальной емкости аккумулятора; графики построены для полностью заряженного аккумулятора.


Рис. 1. Зависимость емкости аккумулятора от температуры и тока разряда

В процессе эксплуатации на транспортном средстве аккумулятор работает в режиме заряда-разряда, поскольку при низких оборотах двигателя ток генератора может оказаться недостаточным для питания всех электрических нагрузок (обогреватель, вентилятор, аудиоаппаратура и др.), и дефицит мощности покрывается за счет аккумулятора. Если зимой он оставлен на ночьв недозаряженном состоянии, то пуск двигателя на следующий день может оказаться затруднительным. В этом случае температуру внутри аккумулятора можно несколько повысить, включив на непродолжительное время фары или другую нагрузку.

Мощность, которую аккумулятор способен отдать в нагрузку, определяется величиной сопротивления нагрузки R и внутреннего сопротивления rаккумулятора. Максимальная отдача имеет место при R = r, при напряжении на клеммах, равном половине ЭДС: U = 0,5E. При этом величина мощности в нагрузке равна потери мощности в аккумуляторе и составляет: P = U2/R = 0,5ЕI, где I– ток нагрузки.

Внутреннее сопротивление аккумулятора равно сумме сопротивлений решетки, активного вещества и электролита. Сопротивление электролита зависит от концентрации электролита и его температуры, а сопротивление активного вещества – от степени сульфатации, которая изменяется при протекании тока разряда или заряда. Поэтому внутреннее сопротивление аккумулятора непрерывно меняется в процессе заряда и разряда.





Рис.2 Зависимость продолжительности разряда аккумуляторной батареи от силы тока при различных температурах:
1 - (+25°C), 2 - (0°C), 3 - (-18°С), 4 - (-30°С)




Рис.3. Вольт-амперные характеристики АКБ при различной температуре электролита.

Мощность, требуемая для пуска двигателя, зависит от момента сопротивления на валу двигателя и необходимой скорости вращения.Для запуска карбюраторного двигателя при температуре минус 17оС скорость вращения вала должна достигать 60-90 об/мин; для запуска дизеля при температуре минус 20оС нужна скорость вращения 150-250 об/мин.






Рис.4. Зависимость минимальных пусковых оборотов двигателя от температуры пуска:

1 — дизельный двигатель V-образный 8-цилиндровый, 2 — дизельный двигатель V-образный 8-цилиндровый с пусковой жидкостью «холод 40», З — карбюраторный двигатель 4-цилиндровый. 4 — карбюраторный двигатель V-образный 8-цидиидровый, 5— карбюраторный двигатель V - об разный 8-цилиндровый с пусковой жидкостью «Арктика».

Мощность, подводимая к валу двигателя при запуске, пропорциональна моменту сопротивления и частоте вращения: Рдв = Мдв(2π∙n/60); мощность выражается в ваттах, если момент – в ньютонах, а частота вращения – в оборотах за минуту. Так, если момент сопротивления 100Н и частота вращения 120 об/мин, то полезная мощность 1256 Вт.

Стартер, подключенный к аккумулятору, можно изобразить в виде схемы замещения, состоящей из двух источников ЭДС и нескольких активных сопротивлений, включенных последовательно, рис. 3.


Рис.5. Схема замещения стартера с аккумуляторным питанием
На рис. 5 обозначено: Е1 – ЭДС аккумулятора; R1, R2 иR3 – соответственно внутреннее сопротивление аккумулятора, сопротивление соединительных проводов и электрических контактов, сопротивление обмоток стартера и щеточных контактов; Е2 – противоЭДС стартера, создаваемая вращением якорной обмотки в магнитном поле статорной обмотки.

Ток стартера: Ic = (Е1 – Е2)/(R1+R2+R3) = ΔE∙RΣ. Потери мощности на нагрев:

ΔP = Iс2∙RΣ; полезная мощность, расходуемая на вращение вала двигателя:

Рн = Ic∙ΔЕ = (Е1 – Ic∙RΣ)Ic

При заторможенном стартере Е2 = 0, поэтому ток обмотки стартера Ic = E1/RΣмаксимальный и вся мощность расходуется на нагрев аккумулятора, соединительных проводов и обмоток стартера, что может вызвать их перегрев и повреждение.

На рис. 4 приведены электромеханические характеристики стартера и аккумулятора при следующих параметрах: Е1 = 12,6 В; RΣ = 15 мОм; масштаб изображений равен коэффициенту К.



Рис. 6. Электромеханические характеристики стартера с аккумуляторной батареей:1 - ЭДС аккумулятора, В, К=1; частота вращения стартера, об/мин, К = 400; 2 – полезная мощность на валу стартера, Вт, К = 210;

3 – потери напряжения, В, К = 1; момент на валу стартера, Н, К = 1,67.

 

Анализируя график на рис. 6, можно сделать следующие выводы. Ток заторможенного стартера равен 12,6/0,015 =840 А. Максимальная полезная мощностьP, отдаваемая стартером в нагрузку, имеет место при Е2 = 0,5Е1, что соответствует току Ic = 420 A, и равнаP = 420х6,3 = 2644 Вт.

Если, к примеру, момент сопротивления М на валу заводимого двигателя равен 100 Н, то стартер способен вращать его со скоростью

n = P/M = [2644/(2π100)]∙60 = 253мин-1.

что соответствует моменту на валу стартера 6,1х1,67=10 Н и будет иметь место при коэффициенте редукции равном 100/10 = 10. Если же коэффициент редукции между оборотами валов стартера и двигателя равен 25, то нагрузка на валу стартера снизится, его обороты возрастут, противо-ЭДС реакции якоря стартера также возрастет, ток стартера уменьшится и уменьшится мощность, отдаваемая стартером в нагрузку. Так, в рассматриваемом примере приведенный к валу стартера момент сопротивления двигателя будет равен 4 Н, поэтому ток двигателя будет примерно 140 А, что соответствует частоте вращения стартера 4000 мин-1, а вала двигателя 4000/25 = 160 мин-1. Механическая мощность, отдаваемая стартером в нагрузку, равна 100 (Н)х 2π160/60 = 1675 Вт; запас по мощности стартера примерно полуторакратный.


Задание для контрольной работы

Определить начальную кратность запаса мощности и возможное количество 10-секундных запусков при следующих условиях пуска двигателя:



  1. Температура воздуха: 1 – (-10)оС; 2 – (-20)оС; 3 – (-30)оС.

  2. Двигатель: 1 — дизельный V-образный 8-цилиндровый, 2 — карбюраторный 4-цилиндровый. 3— карбюраторный V-образный 8-цилиндровый.

  3. Активное сопротивление обмоток стартера, мОм: 1 – 10; 2 – 5; 3 – 3.

  4. Момент сопротивления на валу двигателя, Н*м: 1 – 50; 2- 100; 3 – 150.

  5. Коэффициент редукции передачи стартер-двигатель выбрать самостоятельно, исходя из максимальных оборотов стартера 5000 мин-1.

  6. Аккумуляторная батарея типа 6СТ60 с начальным зарядом 70% .


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет