Форма фазного напряжения и работа выпрямителя индукторного генератора.

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 27Следующая ⇒

Обычно в индукторном генераторе ширина зубца статора и ротора одинакова. В этом случае зависимость магнитной проводимости в воздушном зазоре от времени имеет форму близкую к трапеции.

Таким образом, форма фазной ЭДС индукторного генератора далека от синусоиды. Причем часть периода ЭДС вообще равна нулю. В трехфазном генераторе этот промежуток времени равен , а в пятифазном – .

Так как зависимость электродвижущей силы фазы генератора от угла поворота его ротора (в электрических градусах) является периодической, то ее можно разложить в ряд Фурье. Тогда для любой гармоники трехфазного генератора, имеющего форму фазного напряжения, показанную на рисунке 13.1 можем записать:

(13.1)

где – номер гармоники;

– амплитудное значение ЭДС соответствующей гармоники.

Рисунок 13.1 – Форма фазного напряжения индукторного генератора.

Для первой гармоники Е₁=0, 48Е₀. Для второй гармоникиЕ₂=0, 32Е₀. Отсюда видно, что амплитуда второй гармоники составляет более 50% от амплитуды первой гармоники. Это свидетельствует о сильных искажениях фазного напряжения.

В качестве выпрямителя в индукторном генераторе, как и в генераторе с клювообразным ротором применяется трехфазный выпрямительный мост.

Особенность работы выпрямителя индукторного генератора состоит в том, что выпрямляемое им напряжение далеко не синусоидально. Временные диаграммы фазных и выпрямленного напряжений индукторного генератора приведены на рисунке.

Верхние диаграммы демонстрируют форму фазных напряжений. Каждое из фазных напряжений состоит из полуволны положительных мгновенных значений и полуволны отрицательных мгновенных значений. Каждая полуволна имеет длительность одну треть периода. Остальную одна треть периода фазные напряжения имеют нулевые значения. Напряжения разных фаз сдвинуты друг относительно друга также на одну треть периода.

Выпрямленное напряжение генератора в каждый момент времени формируется как разность положительного и отрицательного напряжения фаз. Как видно из нижней диаграммы рисунка 13.2, имеют место провалы выпрямленного напряжения до нуля, так как все мгновенные значения фазных напряжений в моменты времени соответствующие углам кратным 120градусов равны нулю. За один период (то есть 360 градусов) выпрямленное напряжение имеет три пульсации. Величина пульсаций выпрямленного напряжения индукторного генератора на практике немногим меньше величины амплитудного значения выпрямленного напряжения огромны по сравнению с пульсациями напряжения в клювообразном генераторе.

Рисунок 13.2 – Диаграммы фазных и выпрямленного напряжений.

На этом рисунке приняты следующие обозначения:

– амплитуда фазного напряжения;

, , – фазные напряжения генератора.

Поэтому пульсации выпрямленного напряжения индукторного генератора намного больше по величине, чем у генератора с клювообразным ротором. Кроме того, у клювообразного генератора за период будут иметь место шесть пульсаций выпрямленного напряжения, а не три, как у индукторного генератора. Таким образом, у индукторного генератора частота пульсаций выпрямленного напряжения в два раза меньше, чем у генератора с клювообразным ротором, а амплитуда пульсаций - больше и поэтому выходное напряжение индукторного генератора сложнее фильтровать. Поэтому качество напряжения индукторного генератора хуже, чем у генератора с клювообразным ротором.

14. Назначение и основные требования к стартерным аккумуляторным батареям. Условия работы аккумуляторных батарей на транспортных средствах. Типы аккумуляторных батарей.

Аккумуляторная батарея на транспортных средствах обеспечивает питание электростартера при пуске двигателя и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или его недостаточной мощности. Электростартер является основным потребителем энергии аккумуляторной батареи. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного разряда составляет 100…1500 А. Работа в стартерном режиме, определяет тип и конструкцию батареи.

Работая параллельно с генераторной установкой, аккумуляторная батарея устраняет перегрузки генератора и перенапряжения в системе электрооборудования. После разряда на электростартер аккумуляторная батарея подзаряжается от генераторной установки с определенным уровнем регулируемого напряжения, которая должна восполнить энергию, отданную батареей при разряде. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) – одна из характерных особенностей работы аккумуляторных батарей на транспортных средствах.

Аккумуляторная батарея является не только элементом системы электростартерного пуска, но и составной частью других систем электрического и электронного оборудования транспортного средства, что предъявляет дополнительные требования к ней.

Стартерные аккумуляторные батареи для транспортных средств должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- иметь малое внутреннее сопротивление для обеспечения большого стартерного тока в течение определенного промежутка времени без значительных потерь напряжения;

- обладать запасом энергии для потребителей при неработающем двигателе или в аварийной ситуации;

- сохранять работоспособность в широком диапазоне температур, давлений и вибраций;

- иметь незначительные потери энергии при бездействии (саморазряд);

- обладать минимальным объемом технического обслуживания;

- иметь высокую механическую прочность, соответствующую условиям эксплуатации машин;

- обладать достаточно длительным сроком службы;

- иметь относительно невысокую стоимость.

Условия работы аккумуляторных батарей зависят от типа, назначения и климатической зоны эксплуатации транспортных средств, а также от места установки аккумуляторной батареи на машине. Условия и режим работы батареи определяют следующие факторы:

- температура электролита;

- уровень вибрации и тряски;

- периодичность, объём и качество технического обслуживания;

- уровень надёжности и исправности электрооборудования;

- продолжительность работы и перерывов в эксплуатации;

- силы токов разряда и заряда при циклировании.

Температура электролита зависит от температуры окружающей среды и места установки батарей. При заряде и разряде температура батареи несколько изменяется. При длительной стоянке (более 2 суток) среднесуточная температура батареи и наружного воздуха одинаковы. Но изменение температуры электролита отстаёт от изменения температуры окружающего воздуха, так как аккумуляторы имеют высокую теплоёмкость.

При стоянке зимой батарея быстро охлаждается. При подкапотной установке аккумуляторная батарея охлаждается медленнее. На большинстве легковых автомобилей батарея устанавливается в передней части подкапотного пространства сбоку за радиатором, где температура наиболее благоприятна при движении автомобиля. На грузовых автомобилях батареи могут устанавливаться в кабине под сиденьем, под кабиной на раме (за кабиной) и даже на подножке. В этом случае батарея может обогреваться тёплым воздухом из подкапотного пространства и иметь температуру на 10…15°С выше температуры наружного воздуха. Если батарея расположена в кабине, то она должна быть размещена в специальном отсеке или контейнере с вентиляцией. Необходимо исключить попадание паров серной кислоты в кабину и накопление под крышкой контейнера выделяющихся газов во взрывоопасных концентрациях.

При подкапотной установке батарея должна быть защищена от тепла, исходящего от двигателя, а при наружной установке - от попадания прямых солнечных лучей с помощью прокладок, щитков, козырьков.

Аккумуляторная батарея не должна перемещаться по опорной площадке. В местах установки батареи должны быть предусмотрены амортизирующие прокладки.

Установка аккумуляторной батареи на машине должна предусматривать возможность проведения следующих мероприятий:

- измерение уровня электролита и добавление дистиллированной воды;

- измерение плотности и температуры электролита;

-приблизительное определение степени разряженности с помощью аккумуляторного пробника;

- подсоединение стартерных выводов к полюсным выводам батареи.

Аккумуляторная батарея должна располагаться как можно ближе к электростартеру, чтобы уменьшить длину проводов, соединяющих её со стартером, падение напряжения и потери в них. Массовый провод желательно присоединять непосредственно к двигателю или жёсткой раме.

На транспортных средствах с электростартерной системой пуска ДВС применяются в основном свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, способные отдавать большие стартерные токи при относительно невысокой стоимости батарей.

В последние годы получают применение гибридные стартерные накопители энергии, состоящие из свинцовых стартерных батарей и конденсаторов. В перспективе возможно применение литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒