Аккумуляторные батареи заряжают током постоянной величины или при постоянном напряжении.
Заряд батарей постоянной силой тока применяют на зарядных станциях и при вводе новых батарей в строй. Ток для первого заряда должен соответствовать 0,1 С20 А. Заряд ведут до напряжения не менее 2,4 В на каждом аккумуляторе (начало обильного газовыделения), после чего его уменьшают на 50% и продолжают заряжать при обильном газовыделении до постоянного напряжения (2,7 В на каждом аккумуляторе) и плотности электролита, отмечаемых в течение 2 ч. Затем корректируют плотность электролита доливкой дистиллированной воды или серной кислоты. После доливки в аккумуляторы воды или раствора серной кислоты заряд продолжают еще в течение 30 мин.
Заряд при постоянном напряжении ведут на тракторах и автомобилях, где напряжение генератора поддерживается регулятором в заданных пределах.
Порядок выполнения работы
1. Изучить правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы.
2. По плакатам и макетам аккумуляторных батарей найдите все ее конструктивные элементы.
3. Изучите конструкцию моноблока, сепараторов, пробок, вентиляторных отверстий и других элементов аккумуляторной батареи.
4. Определите различия в конструкции полублоков, положительных и отрицательных пластин (наименование, цвет, материал, количество положительных и отрицательных пластин, различие свободных штырей).
5. Изучите конструкции денсиметра (ареометра), нагрузочной вилки и мерной трубки; научитесь пользоваться названными приборами, определять уровень и плотность электролита, приведенный к температуре +250 ºС, электродвижущую силу и напряжение аккумуляторов. Данные замеров внести в таблицу. По результатам замеров определите степень разряженности и годности к эксплуатации аккумуляторной батареи. Подключите батарею на зарядку от выпрямителя.
Содержание отчета
1. Краткие сведения по конструкции и особенностям аккумуляторных батарей.
2. Результаты проверки аккумуляторной батареи (модель, тип).
| Проверяемые величины | Используемые приборы | Данные проверки аккумуляторов | Должно быть | Заключение | ||
| Электродвижущая сила, В | ||||||
| Напряжение при нагрузке, А, В | ||||||
| Плотность электролита, г/см3 | ||||||
| Уровень электролита, мм | ||||||
| Емкость батареи, А.ч | ||||||
| Требуемый зарядный ток для батареи, А |
7. Контрольные вопросы
1. Назовите составные части аккумуляторов и объясните его принцип действия.
2. Расшифруйте маркировку стартерных аккумуляторных батарей.
3. От чего зависят внутреннее сопротивление, ЭДС и напряжение свинцового аккумулятора?
4. Как и чем определяют степень заряженности аккумуляторной батареи?
5. Какие работы выполняют при техническом обслуживании батарей?
6. Какие способы применяют для зарядки аккумуляторных батарей?
7. Как хранят новые и бывшие в употреблении аккумуляторные батареи?
8. Что такое сульфатация пластин, ее признаки и причины?
9. Что такое емкость аккумуляторной батареи и от чего она зависит?
10. Чем контролируется плотность электролита и напряжение аккумуляторов?
11. Как учитывается температурная поправка при определении плотности электролита?
12. Какая допускается степень разрядки батареи в эксплуатации зимой и летом?
13. Какие правила техники безопасности должны соблюдаться при приготовлении электролита, проверке и зарядке аккумуляторных батарей?
14. Плотность электролита при 40 ºС 1,29 г/см3. Какая будет плотность при + 25 ºС? Можно ли эксплуатировать батарею или надо заряжать?
15. Плотность электролита полностью заряженной батареи была 1,27 г/см3; через некоторое время эксплуатации батареи она стала 1,23 г/см3. На сколько процентов батарея разрядилась и можно ли ее эксплуатировать зимой и летом?
16. Назовите основные неисправности аккумуляторных батарей.
8. Задание для самостоятельной работы
1. Исходя из рекомендуемой литературы (список приведен в конце методических указаний), изучить раздел «Аккумуляторные батареи».
При изучении обратить внимание на особенности конструкции и процессы, происходящие в аккумуляторах при разрядке и зарядке. Уясните основные электрические характеристики аккумуляторов: электродвижущая сила, напряжение, внутреннее сопротивление, емкость при 20-часовом разрядном режиме, срок службы, саморазряд, мощность, КПД.
Уясните сущность и причины сульфатации пластин.
2. Заполните таблицу и дайте ответы на поставленные вопросы по испытанию аккумуляторных батарей.
3. Изучите соединение аккумуляторных батарей, применяемых на тракторах «Беларус».
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Генераторы переменного тока
Цель работы: изучить конструкции, электрические схемы и работу генераторов переменного тока. Произвести испытания генераторов на стенде КИ-968. Усвоить безопасные приемы работы с генераторами и при их испытаниях на стенде.
Материальное обеспечение и пособия: препарированные и разрезные тракторные индукторные генераторы и генераторы с вращаемой обмоткой возбуждения, комплект инструментов, плакаты, макеты, стенд КИ-968 с установленным генератором для испытания и для проверки отдельных диодов и выпрямительных блоков.
Общие сведения
В настоящее время все отечественные тракторы и автомобили оснащают генераторами переменного тока с электромагнитным возбуждением и встроенными полупроводниковыми выпрямителями.
Генератор на тракторе и автомобиле является основным источником электрической энергии, предназначенным для питания всех потребителей (кроме стартера) и подзарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе.
Генераторы переменного тока – синхронные машины. Частота вырабатываемого напряжения в них имеет постоянную, пропорциональную зависимость от частоты вращения ротора и числа полюсов.
В зависимости от расположения обмотки возбуждения и цепи подачи питания к ней генераторы переменного тока можно разделить на два типа:
1) бесконтактные индукторные генераторы с неподвижной обмоткой возбуждения;
2) генераторы с вращаемой обмоткой возбуждения, питаемой через щетки и контактные кольца.
Индукторные генераторы используют на тракторах и комбайнах, генераторы с вращаемой обмоткой возбуждения применяют на автомобилях. На автомобилях с мощными дизелями (МАЗ и КамАЗ) устанавливают генераторы с номинальным напряжением 28 В, на автомобилях с карбюраторными двигателями и тракторах генераторы имеют номинальное напряжение 14 В.
Рассмотрим, как пример, устройство генератора 46.3701, который устанавливается на двигателях СМД-14, 17, Д-240, Д-37Е и др. Он является трехфазной, бесконтактной, индукторной одноименнополюсной электрической машиной с односторонним электромагнитным возбуждением и встроенным выпрямительным блоком. Генератор состоит из ротора, статора, передней и задней крышек, обмотки возбуждения, выпрямительного блока, шкива с вентилятором.
Статор, набранный из пластин электротехнической стали, с внутренней стороны имеет девять равномерно расположенных зубцов, на которых размещены катушки трехфазной обмотки. Каждая фаза состоит из трех катушек, соединенных последовательно и расположенных под углом 120°. Фазы соединены в «треугольник» и подведены к трем клеммам панели, а от них к вентилям выпрямительного блока.
Ротор представляет собой шестилучевую звезду, набранную из пластин электротехнической стали и напрессованную на вал. Вал вращается в двух шарикоподшипниках, размещенных в крышках генератора. На переднем конце вала с помощью шпонки и гайки закреплен шкив с вентилятором. К задней крышке прикреплена колодка с клеммными выводами переменного тока и колодка с выводами «В», «Ш» и «М» постоянного тока. Две клеммы переменного тока обозначены «~» и на двигателях с прямым электропуском используются для блокировки стартера после пуска двигателя.
2. Бесконтактные индукторные генераторы
Генераторы, у которых магнитный поток в статорных обмотках изменяется только по значению за счет перемещения ферромагнитной массы ротора, называют индукторными.
Схема трехфазного бесконтактного индукторного генератора с неподвижной обмоткой возбуждения приведена на рисунке 1. Переменная ЭДС индуктируется в витках неподвижных катушек фазных обмоток 3, пересекаемых изменяющимся электромагнитным полем. Изменение магнитного поля создается вращением шестилучевой «звездочки» ротора 4, намагничиваемой одноименными полюсами обмоткой возбуждения 5. Обмотка возбуждения намотана на стальную втулку 7, закрепленную на крышке 6 генератора так, что лучи «звездочки» движутся у торца катушки возбуждения. Обмотка возбуждения питается постоянным током через клеммы Ш и М.
При вращении ротора магнитный поток изменяется от максимума (когда луч «звездочки» проходит против зубца статора) до минимума (когда против зубца статора находится выемка и «звездочки» ротора). Наиболее наглядно это видно на рисунке 1а. Катушки с одинаковой по фазе ЭДС соединены между собой последовательно. Фазы включены между собой в «треугольник» (рисунок 1б).
Выпрямление переменного тока в автотракторных генераторах осуществляется диодами, которые изготавливаются двух типов: прямой и обратной полярности.
В зависимости от числа фаз выпрямляемого переменного тока применяют одно-, трех- и пятифазные выпрямители. По форме выпрямляемого напряжения они бывают одно- и двухполупериодные.
Рисунок 1. Схема трехфазного индукторного генератора:
а – конструктивная схема: 1 – статор; 2 – зубцы статора; 3 – обмотка катушки статора; 4 – ротор; 5 – обмотка возбуждения; 6 – крышки генератора; 7 – втулка; 8 – вал ротора.
б – схема соединения генератора с выпрямителем, регуляторов напряжения, аккумуляторной батареей и потребителями;
в – кривые изменения фазных напряжений генератора за один период;
г – выпрямленное напряжение (Ur) двухполупериодным выпрямителем трехфазного тока;
д – принципиальная схема и условное изображение полупроводникового диода: 1 – пластинка полупроводника n–типа; 2 – область р-типа, созданная в полупроводнике в результате взаимодействия с примесным веществом; 3 – примесное вещество;
е – устройство полупроводникового диода серии ВА: 1 – корпус; 2 – пластинка кремния; 3 – диск; 4 – внутренний вывод; 5 – фланец изолятора; 6 – изолятор; 7 – штенгель, соединенный с внутренним выводом; 8 – лепестки наружного вывода; 9 – провод; 10 – наконечник; 11 – армирующее стальное кольцо.