6. От чего зависит емкость аккумулятора? Ток разряда

Обычно производитель назначает номинальной емкость свинцового аккумулятора при длительных (10, 20 или 100 часов) разрядах. Емкость аккумулятора при таких разрядах обозначается как С₁₀, С₂₀или С₁₀₀. Мы можем рассчитать ток, протекающий через нагрузку при 20-часовом (например) разряде - I₂₀:

I₂₀ [А] = Е₂₀ [А*час] / 20[час]

Емкость аккумулятора - это количество электричества, полученное от аккумулятора при его разряде до установленного конечного напряжения. В практических расчетах емкость аккумулятора принято выражать в ампер-часах (Ач). Разрядную емкость можно вычислить, умножив силу разрядного тока на продолжительность разряда.

Разрядная емкость, на которую рассчитан аккумулятор и которая указывается изготовителем, называется номинальной емкостью.

Кроме нее, важным показателем является также емкость, сообщаемая батарее при заряде.

Разрядная емкость зависит от целого ряда конструктивных и технологических параметров аккумулятора, а также условий его эксплуатации. Наиболее существенными конструктивными параметрами являются количество активной массы и электролита, толщина и геометрические размеры аккумуляторных электродов. Основными технологическими параметрами, влияющими на емкость аккумулятора, являются рецептура активных материалов и их пористость. Эксплуатационные параметры - температура электролита и сила разрядного тока - также оказывают значительное влияние на разрядную емкость. Обобщенным показателем, характеризующим эффективность работы аккумулятора, является коэффициент использования активных материалов.

4.)1.- Джерела

Простим джерелом постійного струму є хімічне джерело (гальванічний елемент або акумулятор), оскільки полярність такого джерела не може мимовільно змінитися. Для отримання постійного струму використовують також електричні машини — генератори постійного струму. У електронній апаратурі, що живиться від мережі змінного струму, для отримання пульсуючого струму використовують випрямляч. Далі для зменшення пульсацій може бути використаний згладжуювальний фільтр і, при необхідності, стабілізатор напруги.

Електричний струм — це процес упорядкованого (спрямованого) руху заряджених частинок. Найбільш відомі струми в металах. Метал має кристалічну ґратку, утворену позитивними іонами (атомами, від яких зовнішні електрони відокремились і стали «вільними» в межах шматка металу). Упорядкований рух у металі «вільних» електронів під дією зовнішнього електричного поля і являє собою струм у металі. При відсутності зовнішнього електричного поля рух вільних електронів нагадує хаотичний рух молекул ідеального газу (а).  Під впливом електричного поля джерела струму електрони, продовжуючи хаотичний рух, напрямлено дрейфують. Результуючий рух електрона між точками А і В (б), незважаючи на незникаючу хаотичність руху, є спрямованим. 

2.- Основные части генератора переменного тока — ротор 6 и статор 7 (рис. 69, а).

Ротор представляет собой многополюсный магнит с чередующейся полярностью. Он закреплен на валу, который получает вращение от двигателя.

Статор генератора образован корпусом с обмотками. Последние выполнены в виде катушек, сердечниками которых служат зубцы корпуса; число зубцов равно числу полюсов ротора. Катушки соединены между собой попарно и образуют три независимые цепи. Обмотки каждой цепи через выводную клемму соединены с потребителем. Другие концы обмоток соединены вместе и выведены к клемме М, которая через переключатель 3 может соединяться с массой трактора.

Рис. 69. Схема генератора переменного тока. а) Схема соединения обмоток:   1—клемма «М»;  2—выводная клемма; 3 ш 6—переключатели; 4—лампа; 6—ротор; 7—статор;  б) Схема работы магнитной системы.

У работающего генератора характерны три положения ротора, показанные на рисунке 69,б. В первом положении магнитные силовые линии полюсов ротора замыкаются через зубцы и железо корпуса, во втором они замыкаются через железо зубца, а в третьем—так же, как и в первом, с той лишь разницей, что магнитные силовые линии направлены в противоположную сторону. При переходе ротора из одного положения в другое магнитные силовые линии пересекают витки обмоток, в результате чего в последних индуктируется э.д.с. Величина и направление э.д.с. изменяются соответственно магнитному потоку шесть раз за один оборот ротора.

Как видно на схеме, направление магнитного потока в двух соседних зубцах корпуса различно. Вследствие этого в витках двух соединенных между собой катушек, имеющих одинаковое направление намотки, индуктируются э. д. с. различного направления (см. положение II). Поэтому, чтобы э.д.с. обеих катушек складывались, соединяют конец обмотки одной катушки с концом обмотки другой.

При холостой работе генератора (лампы отключены) э.д.с, индуктируемая в его обмотках, изменяется пропорционально оборотам. Но когда генератор работает под нагрузкой (лампы включены), то напряжение на его зажимах изменяется в значительно меньшей мере, чем при холостом ходе.

Удовлетворительное саморегулирование генератора может быть лишь при достаточной нагрузке. Если включить в цепь одну маломощную лампу, она может перегореть. Поэтому щитковую лампу (3 свечи), как правило, подсоединяют параллельно одной из фар и включают лишь после включения этой фары. Неисправность фары приводит к перегоранию щитковой лампы.

Генератор переменного тока – это машина, преобразующая механиче-

скую энергию вращения в электрическую энергию переменного тока. Различа-

ют синхронные и асинхронные генераторы переменного тока. Асинхронные ге-

нераторы, имевшие ограниченное применение, главным образом в автономных

системах электропитания, к 70-м годам 20 века практически полностью замене-

ны синхронными генераторами. Наибольшее применение имеют трехфазные

генераторы переменного тока; однофазные генераторы не получили распро-

странения, так как их характеристики и эксплуатационные качества значитель-

но хуже, чем у трехфазных. Мощные генераторы переменного тока устанавли-

вают на электростанциях (турбогенератор, гидрогенератор); генераторы пере-

менного тока относительно небольшой мощности работают в системах авто-

номного энергоснабжения (дизельная электростанция, газотурбинная электро-

станция) и в преобразователях частоты (двигатель-генераторный агрегат).

1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГЕНЕРАТОРА

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов. Но

все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электро-

магнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых,

обмотка, в которой индуцируется переменная э. д. с..

Так как э. д. с., наводимые в последовательно соединенных витках, скла-

дываются, то амплитуда э. д. с. индукции в обмотке пропорциональна числу

витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного

потока через каждый виток:

Ф=B⋅S

Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют

специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных

из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены

в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется э. д. с., - в

пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей об-

моткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он

называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют ста-

тором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно мень-

шим. Этим обеспечивается наибольшее значение потока магнитной индукции.

В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который яв-

ляется ротором, в то время как обмотки, в которых наводится э. д. с., уложены в

пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ро-

тору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходиться при

помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными

кольцами, присоединенными к концам его обмотки. Неподвижные пластины –

щетки – прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней

цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле,

значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. 5

Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через

скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся

электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного

тока (возбудителем), расположенным на том же валу. В маломощных генерато-

рах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком

случае кольца и щетки вообще не нужны. Появление э. д. с. в неподвижных об-

мотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического

поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.

Возбудитель электрических машин – это генератор постоянного или пе-

ременного тока для питания индуктора электрической машины, создающего в

ней рабочий магнитный поток. В основном получили развитие возбудитель

электрических машин в синхронных машинах, поскольку постоянный ток, не-

обходимый для питания индуктора, самой машиной не вырабатывается. В каче-

стве возбудителя обычно применяется коллекторный генератор постоянного

тока с шунтовым или независимым возбуждением от подвозбудителя. В связи с

ростом мощностей и повышением быстродействия системы управления син-

хронных машин, а также в специальных машинах начиная с 50-х годов 20 века

применяются возбудители электрических машин, в которых переменное на-

пряжение от основной машины (непосредственно или через трансформатор —

самовозбуждение) или от вспомогательной синхронной машины (независимое

возбуждение) подаётся на ионный или полупроводниковый выпрямитель, пи-

тающий индуктор основной машины. Регулирование осуществляется в силовой

цепи возбуждения или воздействием на цепь возбуждения возбудителя. В дру-

гом типе возбудителя электрических машин переменное напряжение от вспо-

могательного генератора, якорь которого расположен на общем валу с индика-

тором синхронной машины, подаётся на выпрямитель, смонтированный на том

же валу. Выпрямленное напряжение поступает непосредственно в обмотку ин-

дуктора. Основные достоинства таких возбудителей – отсутствие скользящих

контактов, повышенная надёжность и высокое быстродействие. 6

Современный генератор электрического тока – это внушительное соору-

жение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструк-

ций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготов-

ляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания

движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию

5.)1.- Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. В зависимости от способов соединения обмоток возбуждения с якорем генераторы подразделяются на:

1. генераторы независимого возбуждения;

2. генераторы с самовозбуждением;

• генераторы параллельного возбуждения;

• генераторы последовательного возбуждения;

• генераторы смешанного возбуждения;

Генераторы малой мощности иногда выполняются с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

нераторы независимого возбуждения

В генераторе с независимым возбуждением ток возбуждения   не зависит от тока якоря  , который равен току нагрузки  . Обычно ток возбуждения невелик и составляет 1…3 % от номинального тока якоря.

Основными характеристиками генератора являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Характеристика холостого хода   при   и  . Расхождение входящей и нисходящей ветвей характеристики объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины.   составляет 2…4 % от  .

Внешней характеристикой называется зависимость   при   и  . Под нагрузкой напряжение генератора

где   – сумма сопротивлений всех обмоток, включенных последовательно в цепь якоря (якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки). С увеличением нагрузки напряжение   уменьшается по двум причинам:

• из-за падения напряжения во внутреннем сопротивлении   машины;

• из-за уменьшения ЭДС   в результате размагничивающего действия реакции якоря.

2.- ения тока в цени с вибрационными контактами. При работе контактов в течение нескольких секунд в цепи постоянного тока материал из одного контакта может переходить в другой. Для ограничения этого перехода применяются поляризованные контакты. Для отрицательного контакта может быть использовано серебро с 0 25 % графита, а для положительного - серебро с марганцем. В неполяризованных контактах таких регуляторов может быть использован композиционный материал серебро - окись марганца - окись никеля, полученный по методу внутреннего окисления. Оба эти материала используются как головки заклепок. [1]

Генератор постоянного тока.

Вибрационный регулятор напряжения работает следующим обра-юм. Пружина 11 удерживает контакты в замкнутом состоянии. При этом ток через резистор не идет. [2]

Вибрационные регуляторы напряжения основаны на том же принципе поддержания постоянного напряжения генератора, что и транзисторные электронные регуляторы. [3]

Вибрационные регуляторы напряжения состоят из магнитной системы, подвижной и неподвижной катушек, контактной системы, установочных пружин и сопротивлений, включаемых в цепь обмотки возбуждения ВГ. Действие регуляторов основано на взаимодействии усилия пружин и усилия взаимного притяжения подвижной и неподвижной катушек при протекании по ним тока. Подвижная и неподвижная катушки включаются параллельно якорю ВГ, и ток, в них а следовательно, и усилие взаимодействия зависят от напряжения ВГ. Подвижная катушка связана с контактной системой, на которую действует также усилие пружин. Перемещение контактной системы, вызванное отклонением тока в катушках ( напряжение ВГ), приводит к изменению величины сопротивления в цепи возбуждения ВГ, направленного на компенсацию возникшего отклонения. [4]

Принципиальная схема транзисторного регулятора напряжения РР350.

Вибрационный регулятор напряжения ненадежен в работе вследствие окисления контактов и уменьшения упругости пружины, что вызывает снижение напряжения и мощности генератора. В транзисторном регуляторе напряжения эти эксплуатационные дефекты исключаются. [5]

Вибрационный регулятор напряжения служит для автоматического поддержания напряжения генератора в заданных пределах. На сердечнике регулятора имеется обмотка 6, включенная параллельно обмотке якоря. [6]

Вибрационный регулятор напряжения типа РР310 состоит из реле включения и реле напряжения, а реле блокировки РБ1 из четырех кремниевых диодов типа Д202, собранных по схеме моста, и электромагнитного реле. Реле блокировки предназначено для исключения случаев включения стартера при работающем двигателе и для сигнализации контрольной лампой заряда и разряда аккумуляторной батареи. [7]

В вибрационных регуляторах напряжения в цепь обмотки возбуждения периодически включается ( закорачивается) добавочное сопротивление. Так как контакты вибрационных регуляторов напряжения работают в тяжелых условиях, эти регуляторы применяют только с генераторами малой мощности ( до 1500 Вт), токи возбуждения которых не превышает 2 А. [8]

Схема вибрационного регулятора напряжения ( а и кривые, поясняющие ход процессов в цепи возбуждения при вибрации контактов а-б ( б.

В вибрационном регуляторе напряжения ( рис. 9 - 4 о) ток возбуждения / в меняется путем периодического изменения на конечную величину и с достаточно большой частотой ( 60 - 100 гц) параметров в цепи обмотки возбуждения генератора, обычно величины добавочного гд или шунтирующего гш сопротивлений. Рычаг приводится в движение разностью сил пружины Пр и электромагнита Э, имеющего две катушки: Я-включенную через установочное сопротивление к генератору и П - включенную в цепь тока нагрузки. [9]

Схема регулирования напряжения генератора с подмагничивающей обмоткой и вибрационным регулятором с нормально ( разомкнутыми контактами.

В вибрационных регуляторах напряжения сильно выражены гистерезисные явления механического и магнитного характера, что приводит к разбросу в величинах регулируемого напряжения