Электроника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин

контрольная работа

Задание 1. Временные характеристики стартерных аккумуляторных батарей

Рассчитать и построить временные характеристики аккумуляторной батареи при токе разряда I = 3C20.

1.1. Рассчитать внутреннее сопротивление АКБ.

1.2. Определить напряжения начала разряда.

1.3. Рассчитать и построить зависимость времени разряда АКБ от температуры.

1.4. Рассчитать и построить временные характеристики батареи при различных температурах.

Исходные данные :

Таблица 1.1

№ варианта

Тип аккумуляторной батареи

Степень разреженности электролита, %

Температура электролита батареи, ?С

Плотность электролита , кг/м3

+25

0

-35

16

6СТ-90ЭМС

25

+25

0

-35

1270

1280

1300

Таблица 1.2

Тип АКБ

Число пластин

S, м2 10-4

hЭ, м 10-2

lЭ, м 10-2

д+, м 10-2

д-, м 10-2

дС, м 10-2

дТ, м 10-2

дСТ,м 10-2

Kм,

6СТ-90ЭМС

6/7

191

13,35

14,3

0,230

0,19

0,15

0,075

0,04

3,0

За напряжение начала разряда принято напряжение на 10-ой секунде после включения батареи на разряд, которое определяется по формуле:

где - ЭДС батареи, В; - ЭДС поляризации, В; - ток разряда батареи, А; - сопротивление АКБ при разряде, Ом.

Рис. 1. Временная характеристика АКБ.

С достаточной точностью можно определить ЭДС батареи по следующей формуле:

где - число последовательно соединенных аккумуляторов в АКБ; - плотность электролита при 15оС, кг/м3; - степень разреженности батареи.

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Определим ток разряда по формуле:

Вычисляем удельное сопротивление электролита с достаточной точностью по формуле:

где - температура электролита.

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

ЭДС поляризации зависит от тока разряда и температуры электролита и определяется по формуле:

где - число пластин в аккумуляторе; - прощадь одной пластины, м2.

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Сопротивление АКБ является суммой сопротивлений:

где - сопротивление электролита; - сопротивление сепараторов; - сопротивление активной массы, решеток, полюсных мостов, выводных штерей и перемычек; объединунных таким понятием как «сопротивление металлических частей».

Сопротивление электролита определяется по формуле:

где - толщина сеператора, м; - толщина тела сепаратора, м; - толщина стекловолокна, м.

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Сопротивление сепараторов определяется по формуле:

где - коэффициент, зависящий от пористости, диаметра и конфигурации пор сепаратора. Материал сепаратора - мипласт, .

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Сопротивление металлических частей равно:

где - коэффициент, зависящий от способа соединения аккумуляторов в батарею, в нашеи случае 3,0; - высота и ширина пластины, м; и - толщина положительной и отрицательной пластины; и - число положительных и отрицательных пластин в аккумуляторе.

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Сопротивление аккумуляторной батареи будет равно:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

За напряжение начала разряда принято напряжение на 10-ой секунде после включения батареи на разряд, которое определится как.

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Напряжение конца и начала разряда определяется в основном температурой электролита и плотностью разрядного тока. Между ними существует следующая связь:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -30оС:

Для построения временной характеристики необходимо также знать время, в течение которого аккумуляторная батарея разряжается до .

Продолжительность разряда с учетом влияния температуры электролита определяется по формуле:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

В общем виде зависимость уравнения от продолжительности разряда описывается уравнением:

Рис. 2. Временные характеристики стартерных батарей.

Задание 2. Расчет вольт - амперных характеристик стартерных аккумуляторных батарей

Рассчитать и построить ВАХ аккумуляторной батареи.

2.1. Рассчитать ВАХ полностью заряженной аккумуляторной батареи для температуры +25оС.

2.2. Рассчитать для этой же АКБ вольт - амперные характеристики с учетом заданной степени разреженности и температуры электролита.

2.3. Определить по ВАХ напряжение АКБ при токе 3C20 и токе разряда батареи при напряжении 7,2 В.

Исходные данные:

Таблица 2.1

Тип аккумуляторной батареи

Число положительных пластин

Степень разреженности батареи, %

Температура электролита батареи, оС

6СТ-90

6

25

+25

0

-35

Значение и коэффициента для полностью заряженнных АКБ на первой попытке пуска:

Таблица 2.2

Тип аккумуляторной батареи

Ток замыкания при

0 оС, А

Коэффициент

от -40 оС до 0 оС

от 0 оС до +40 оС

6СТ-90

222

4,0

1,7

Значение коэффициента в зависимости от температуры электролита и степени разреженности батареи:

Таблица 2.3

, %

Коэффициент при температуре электролита, оС

-35

0

+25

25

0,35

0,56

0,86

Значение коэффициента при токе разряда 35C20 равно 2,5, считая, что двигатель карбюраторный.

Значение коэффициента в зависимости от температуры электролита при разреженности батареи.

Таблица 2.4

Температура электролита, оС

-35

0

коэффициент , А/с

0,3

1,2

Число 10-секундных попыток запуска принимаем равным . Продолжительность попытки пуска .

Рис. 5. ВАХ аккумуляторной батареи.

Значение условного начального разрядного напряжения может быть найдено по формуле:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Определяем условный ток короткого замыкания, приходящийся на один положительный электрод (пластину):

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Условный ток короткого замыкания батареи:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Определим внутреннее сопротивление батареи:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС

Определим максимальную полезную мощность:

При температуре +25оС:

При температуре 0оС:

При температуре -35оС:

Рис. 3. ВАХ аккумуляторной батареи.

Напряжение АКБ при токе 3C20 и токе разряда батареи при напряжении 7,2В.

Таблица 2.5

Температура

-35оС

0оС

+25оС

При

9,11В

10,099 В

10,269 В

При

391,5 А

1024 А

1236 А

Делись добром ;)