Основные статические характеристики стенда энергосберегающей системы

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Основные статические характеристики стенда энергосберегающей системы

Чикунов Ю.М.

В статье рассмотрены основные эксплуатационные характеристики обкаточно-тормозного стенда энергосберегающей системы.

Ключевые слова: энергосберегающий обкаточно-тормозной стенд; обкаточно-тормознаяи регулировочная характеристики.

Энергосбережение в связи с постоянным ростом цен на электроэнергию становится одной из приоритетных задач в деле снижения текущих затрат любого современного производства. Поэтому в настоящее время моторостроительные заводы и специализированные ремонтные предприятия оснащают свои испытательные станции обкаточно-тормозными стендами (ОТС), обеспечивающими рекуперацию электроэнергии. С помощью данных стендов осуществляется утилизация энергии, высвобождаемая при обкатке и испытании двигателей внутреннего сгорания (ДВС), путём преобразования её из механической в электрическую и генерирования в промышленную сеть. Кроме того, указанные выше предприятия проводят научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы с целью повышения технико-экономических показателей рассматриваемых ОТС.

На заводе «Дагдизель» (г. Каспийск, Республика Дагестан) была разработана энергосберегающая система стендов, состоящая из группы тормозных устройств и группового преобразователя [1, 2, 3]. Очевидно, что напрашивается вопрос о том, возможно ли на данном электротехническом устройстве проводить типовые испытания. Чтобы на него ответить, рассмотрим основные характеристики системы ОТС.

Эксплуатационные свойства стенда с рекуперацией электроэнергии определяются по рабочим характеристикам. К ним относятся обкаточно-тормознаяи регулировочная характеристики.

Обкаточно-тормозная характеристика представляет собой зависимость момента прокручивания, тормозного момента, электромагнитной и полезной мощности машины постоянного тока от частоты вращения коленчатого вала испытываемого двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

В качестве тормозного устройства в энергосберегающей системе используется двигатель постоянного тока (ДПТ). В паспортных данных указывается полезная (на валу) номинальная мощность, развиваемая двигателем и его КПД. Чтобы электродвигатель развил указанную мощность, необходимо к нему подвести электрическую мощность, равную

Рэл= Рдпт/ з , (1)

где з - КПД ДПТ.

Для развития такой мощности в генераторном режиме к ДПТ требуется подвести механическую мощность величиной

Рмех= Рэл /з . (2)

Выразим из (2) Рэл и приравняем с (1)

Рмех?з = Рдпт/ з . (3)

Тогда при условии, что Рмех= Рдвс уравнение примет вид

Рдпт= Рдвс?з2, (4)

где Рдвс - максимальная мощность, развиваемая ДВС во время

приемо-сдаточных испытаний.

Зная, что Р= М•? , определим, как относится момент прокручивания к тормозному моменту

Мпр• ? = Мт?? ?з2

Мпр = Мт? з2 (5)

Обкаточно-тормозная характеристика снимается при постоянстве напряжения сети Uc сиcтемы ОТС и неизменном сопротивлении якорной цепи R. Описывается она следующими уравнениями

UcMэм•R

? = _________________ , (6)

k•Ф - k2•Ф2

? = Р / М . (7)

Для построения характеристики при Ф=Фн достаточно знать три точки, соответствующие номинальному значению момента прокручивания Мпр.ном при номинальной угловой скорости ?ном ; угловой скорости идеального холостого хода М = 0

Uc

? = ?0 = ________ ; (8)

k•Ф

номинальному значению тормозного момента Мт.ном при угловой скорости

UcMэм•R

? = ?* = _________________ . (9)

k•Ф + k2•Ф2

Эти точки соединяют две прямые линии, изображенные на рис.1. Необходимо отметить, что наклон этих прямых разный, так как

?0 - ?н = ?* - ?0, (10)

А

Мт = Мэм + Мпотерь , (11)

Мпр = Мэм - Мпотерь. (12)

Рис.1. Обкаточно-тормозная характеристика стенда

Регулирование угловой скорости во время холодной обкатки осуществляется изменением магнитного потока Ф. Момент прокручивания тормозного устройства с увеличением угловой скорости уменьшается по закону гиперболы. Зависимость допустимого момента Мпр от угловой скорости описывается уравнением

Мпр.доп = Мпр.ном•?н/ ? . (13)

Полезная мощность, развиваемая на валу ДПТ во время холодной обкатки при изменении угловой скорости от ?ном до ?0 , определяется формулой

?0 • ? - ?2

Рпр= Мпр.ном•______________ (14)

?0 - ?н

и описывается кривой, представленной на рис.1. Тормозная мощность на участке скоростей от ?0 до ?* равна

?2 - ?0. ?

Рт= Мт.ном•_______________ (15)

?*- ?0

и также имеет форму кривой.

На рис.2 представлены регулировочные характеристики тормозного устройства холодной (кривая - 1) и горячей обкатки (кривая - 2) при номинальном токе якоря

? = (Рэм±Рпотерь)/(kэ•Iя•Iв). (16)

Плавность регулирования в пределах заданного диапазона обеспечивается плавностью регулировки напряжения, подводимого к обмотке возбуждения.

Рис.2. Регулировочная характеристика стенда

Обычно регулируемые двигатели имеют диапазон регулирования от 2:1 до 5:1 , в ряде случаев до (8...10):1.

Диапазон регулирования ограничивается различными факторами. Главным из них является ухудшение условий коммутации с возрастанием угловой скорости, поскольку реактивная ЭДС Ер, вызывающая искрение на коллекторе, пропорциональна току Iя и угловой скорости ?,то есть

Ер= Сэм•Iя •? . (17)

Кроме того, при больших угловых скоростях требуется повышать механическую прочность якоря.

Таким образом, регулирование угловой скорости и изменение тормозного момента, применяемым в системе ОТС осуществляется наиболее простым и экономичным способом, так как мощность, потребляемаяобмоткой возбуждения ДПТ, составляет примерно 2...2,5% мощностидвигателя.

Простота управления и возможность автоматизации делает стенд удобным в эксплуатации. Анализ рассмотренных характеристик показывает, что тормозное устройство энергосберегающей системы удовлетворяет типовым испытаниям ДВС.

стенд энергосберегающий рекуперация скорость

Литература

Чикунов Ю.М. Устройство и принцип действия системы обкаточно-тормозных стендов. Отраслевой научно-производственный журнал «Автотранспортное предприятие», июнь, 2011г., с.46-47.

Патент Российской Федерации №2044294. Стенд для испытания двигателя

внутреннего сгорания. Чикунов Ю.М. 1994 г.

Патент Российской Федерации №2039348. Стенд для испытаний

двигателей внутреннего сгорания .Чикунов Ю.М. 1994 г.

Размещено на Allbest.ru