Випробування і зняття характеристик електростартера
Мета роботи
Вивчення характеристик автотракторних електростартерів і освоєння методів іспитів електростартерів.
Загальні відомості
Електростартер призначений для обертання колінчатого вала ДВС. Перебуває з електродвигуна постійного струму з послідовним або змішаним порушенням, електромагнітного тягового реле і механізму приводу. У стартер може бути вбудований додатковий редуктор. Стартер одержує живлення від акумуляторної батареї - джерела постійного струму обмеженої потужності з подаючою вольтамперною характеристикою, тому напруга на затисках стартера зменшується зі збільшенням навантаження на стартерний електропривод.
Електродвигуни з послідовним збудженням при рівності споживаних струмів розвивають великі пускові моменти. Застосування змішаного збудження викликано прагненням зменшити частоту обертання якоря в режимі холостого ходу і тим самим збільшити термін служби електростартера.
Автотракторні електростартери розраховують на навантаження, що виникають у режимах холостого ходу і повного гальмування. Потужність стартера не обмежується температурою нагрівання. Тому що стартер працює в режимі короткочасних навантажень.
Електромагнітний обертальний момент стартера розраховують по формулі:
, (6.1)
де: 
- постійна електродвигуна (не залежить від режиму роботи машини);
|
|
|
р - число пар полюсів;
N - число активних провідників обмотки якоря;
а - число пар рівнобіжних гілок обмотки якоря;
Jя - струм в обмотці якорі;
Ф - основний магнітний потік, що проходить через повітряний зазор і якір електродвигуна.
При обертанні якоря в його обмотках індукується ЕРС, що має протилежний напрямок стосовно напрямку струму якоря і підведеній напрузі:
, (6.2)
де: 
- постійна машина, що не залежить від режиму її роботи;
nя - частота обертання якоря.
З вищенаведеного рівняння маємо:
(6.3)
Електромагнітна потужність, тобто електрична потужність, що перетвориться в повну механічну потужність:
(6.4)
Рівняння ЕРС для ланцюга живлення стартерного електродвигуна:
, (6.5)
де: Еа - ЕРС акумуляторної батареї;
Rа - внутрішній опір акумуляторної батареї;
Rпр - опір стартерної мережі;
Rя - опір обмотки якоря;
Rс - опір послідовної обмотки збудження;
ΔUщ - падіння напруги в щітковому контакті, прийняте рівним 1,0-1,3 В для 12-вольтових стартерів і 2,0-2,5 В для стартерів напругою 24 В.
|
|
|
З обліком вищевикладеного, електромагнітна потужність:
(6.6)
Прирівнюючи першу похідну функції 
до нуля, знаходимо силу струму, що відповідає максимуму електромагнітної потужності:
, (6.7)
де: 
- струм короткого замикання стартера.
Максимальна електромагнітна потужність:
(6.8)
Корисна потужність стартерного електродвигуна менше електромагнітної. Різниця потужності відповідає механічним і магнітним утратам, що зростають із збільшенням частоти обертання якоря, тобто:
, (6.9)
де: Пмех - механічні втрати на тертя в підшипниках і щіток об колектор;
Пмаг - утрати на перемагнічювання і вихрові точки в сталевому сердечнику якоря.
Корисний обертальний момент на валі електростартера:
(6.10)
Сумарне падіння напруги в обмотках стартера і під щітками називається гальмовою напругою:
(6.11)
Залежність потужності стартера Рч, моменту Мч, частоти обертання якоря nя від сили струму Jя є робочими характеристиками електростартера (рисунок 6.1). На графік робочих характеристик наносять також залежності напруги стартера UСТ і напруги гальмування UТ від сили струму якоря.
|
|
|
Потужністна характеристика 
являє собою параболу з максимумом Рч max при силі струму Jpч max.
Залежність частоти обертання nя від сили струму Jя (швидкісна характеристика) при малій силі струму близька за формою до гіперболи. При високих навантаженнях стартера і великій силі струму наступає магнітне насичення, частота обертання змінюється майже лінійно і при повному гальмуванні дорівнює нулю.
|
Рисунок 6.1 – Робоча характеристика електростартера: 1 – Р2; 2 - М2; 3 – UСТ; 4 – UT; 5 – η; 6 - nя
|
Обертальний момент у залежності від сили струму (моментна характеристика) при малих навантаженнях, коли магнітний потік пропорційний силі струму, змінюється по параболі, а при великих навантаженнях, коли можна вважати магнітний потік постійним, крива моменту близька до прямій.
На робочих характеристиках можна виділити три основних режиму:
- максимальної корисної потужності;
- повного гальмування при струмі короткого замикання, коли частота обертання дорівнює нулю, а обертальний момент максимальний;
|
|
|
- холостого ходу при струмі J0, коли частота обертання n0 якоря максимальний.
Режими холостого ходу і повного гальмування використовується для перевірки технічного стана стартера. Механічні несправності викликають збільшення споживаної в режимі холостого ходу потужності, тому сила струму J0 збільшується, а частота обертання n0 падає нижче норми. Електричні несправності (коротке замикання в обмотках, замикання обмоток на масу і т.п.) зменшують пусковий обертальний момент при заданих значеннях сили струму і напруги повного гальмування.
На потужність і пусковий момент М2К стартерного електродвигуна впливають наступні фактори:
- ємність акумуляторної батареї (чим менше ємність, тим більше внутрішній опір батареї і менше потужність стартера);
- ступінь розрідженості і температура електроліту акумуляторної батареї (при зниженні температури електроліту і збільшенням ступеня розрідженості підвищується внутрішній опір батареї);
- опір стартерної мережі (із збільшенням довжини стартерних проводів і погіршенням стана перехідних контактів між металевими деталями маси підвищується їхній опір, а потужність і пусковий момент стартера зменшуються).
При пуску двигуна, найменша частота обертання колінчатого вала, при якому пуск здійснюється в межах заданого проміжку часу, називається мінімальною пусковою частотою nmin.
Режим роботи стартера на двигуні визначається при суміщенні характеристики моменту опору двигуна 
і механічної характеристики стартера 
. Механічна характеристика стартера доводиться до колінчатого вала двигуна з обліком передатного числа і ККД зубчастої передачі приводу:
, (6.12)
де: i - передатне число зубчастої передачі приводу стартера:
ηП - ККД зубчастої передачі приводу.
Перетинання механічних характеристик стартера і двигуна (точка 1) визначає частоту обертання колінчатого вала ηП у заданих умовах пуску (рисунок 6.2). Система електростартерного пуску вважається придатною для даного двигуна, якщо при заданій мінімальній температурі пуску дотримується умова 
.
Рисунок 6.2 – Сполу-чені механічні характе-ристики стартера і двигуна
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 234; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!